KR20170026347A

KR20170026347A - 정전 스크린 인쇄장치

Info

Publication number: KR20170026347A
Application number: KR1020167033269A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 후쿠이; 겐지 오카모토; 야스시 다카노
Original assignee: 히다치 조센 가부시키가이샤
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-03-08
Also published as: KR102226562B1; EP3165364A4; CN106660358B; US20170144429A1; US9950508B2; EP3165364B1; JPWO2016002642A1; EP3165364A1; JP6328240B2; WO2016002642A1; CN106660358A

Abstract

인쇄의 대상물에 비접촉으로 배치되는 도전성의 스크린(6)과, 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 바르는 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)(이하, 스펀지(1,2))와, 대상물 및 분체(7)에 전압을 인가하는 직류전원을 구비하고, 스크린(6)에 문질러 발라진 분체(7)를 정전기유도에 의하여 대상물에 부착시키는 정전 스크린 인쇄장치(10)이다. 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 스펀지(1,2)을 자전시키는 자전기구(5)와, 스펀지(1,2)를 모공전시키는 모공전기구(3)와, 스펀지(1,2)를 자공전시키는 자공전기구(4)를 구비한다. 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)가 4.0 이상이며, 모공전기구(3)에, 스펀지(1,2)의 공전에 연동하는 스크레이퍼(34)가 설치되고, 스크레이퍼(34)가 연동에 의하여 스크린(6) 상의 분체(7)를 모공전축(Op)측에 쓸어 모으도록 배치된다.

Description

정전 스크린 인쇄장치{ELECTROSTATIC SCREEN PRINTER}

본 발명은, 정전 스크린 인쇄장치(靜電 screen 印刷裝置)에 관한 것이다.

정전 스크린 인쇄는, 인쇄용의 분체(粉體)를 부착 및 퇴적시키는 대상물이 압박되지 않기 때문에, 부서지기 쉬운 대상물(식품 등)에 널리 채용되고 있다. 최근에는, 전자기기의 발달에 따라 전고체 2차전지(全固體 2次電池)의 수요가 높아지고 있고, 이러한 전고체 2차전지의 분체층을 형성하는데에 정전 스크린 인쇄를 채용하는 것이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌1 참조).

그러나 전고체 2차전지에서는, 분체층에 있어서의 두께의 균일성이 엄격하게 요구되지만, 상기 특허문헌1에 기재된 방법은, 일반적인 정전 스크린 인쇄이상의 분체층(전극층(電極層)이나 전해질층(電解質層) 등) 두께를 균일하게 하는 것은 아니다.

이에 대하여, 대상물에 부착 및 퇴적하는 분체의 두께를 균일하게 할 수 있는 정전 스크린 인쇄장치가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌2). 이 특허문헌2에 기재되어 있는 정전 스크린 인쇄장치는, 롤러(roller)로 스크린에 분체를 문질러 바름으로써 얼마쯤 균일하게 분체를 대상물에 부착시키는 것이다.

: 일본국 공개특허 특개2012-140016호 공보 : 일본국 공개특허 특개2011-243402호 공보

그러나 상기 특허문헌2에 기재되어 있는 정전 스크린 인쇄장치이더라도 스크린 상에 재치(載置)된 분체의 양이 상기 롤러의 축방향으로 불균일할 경우에는, 이 불균일한 그대로 분체가 스크린에 문질러 발라진다. 따라서 이 경우에 분체가 불균일하게 대상물에 부착되는 문제가 있다.

그래서 본 발명은, 더 균일하게 분체를 대상물에 부착시키게 할 수 있는 정전 스크린 인쇄장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 제1발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 인쇄의 대상물에 비접촉으르 배치되는 도전성의 스크린과, 이 스크린에 분체를 문질러 바르는 러빙체(rubbing body)와, 상기 대상물 및 분체에 전압을 인가하는 직류전원을 구비하고, 상기 스크린에 문질러 발라진 분체를 정전기유도(靜電氣誘導)로 대상물에 부착되게 하는 정전 스크린 인쇄장치로서, 상기 러빙체를 자전시키는 자전기구와, 상기 러빙체를 공전시키는 공전기구를 구비하는 것이다.

또한 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서의 공전기구에 러빙체의 공전에 연동하는 스크레이퍼(scraper)가 설치되고, 상기 스크레이퍼가 상기연동에 의하여 스크린 상의 분체를 상기 공전축 쪽으로 쓸어 모이도록 배치된다.

또한 제3발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1 또는 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서의 러빙체가 복수이며, 상기 러빙체의 공전축과 각각의 자전축과의 거리가 모두 다른 것이다.

부가하여 제4발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1 또는 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서의 러빙체의 공전이, 모공전(母公轉) 및 자공전(子公轉)의 2단계이며, 상기 모공전에 대한 자공전의 회전속도비가 4.0 이상인 것이다.

또한 제5발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1 또는 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서, 자전기구가 러빙체의 자전을 공전의 역방향으로 하도록 구성되는 것이다.

또한 제6발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서 스크린에 문질러 발라지는 분체를 스크레이퍼에 공급하는 분체공급기(粉體供給器)를 구비하는 것이다.

또한 제7발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제3발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서, 복수의 러빙체가, 각각의 자전에 의한 스크린과의 접촉면의 궤적을 중복시킴과 아울러 자전에 의하여 상호에 접촉하지 않도록 구성되어 있는 것이다.

또한 제8발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1 또는 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서의 러빙체가, 탄성체(彈性體)와 이 탄성체를 덮어 스크린에 접촉할 수 있는 내마모층(耐磨耗層)을 구비하는 것이다.

또한 제9발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치는, 제1 또는 제2발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 있어서 스크린을 진동시키는 스크린 진동부(screen 振動部)를 구비하는 것이다.

상기 정전 스크린 인쇄장치에 의하면, 더 균일하게 분체를 대상물에 부착시킬 수 있다.

도1은, 일반적인 정전 스크린 인쇄를 설명하기 위한 모식도이다.
도2는, 본 발명의 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치를 나타내고, 윗 도면은 사시도이고 아래의 도면은 단면도이다.
도3은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도4는, 자공전 샤프트의 궤적과 제1스폰지 및 제2스폰지의 궤적을 나타내는 도면이다.
도5는, 스크레이퍼의 배치를 나타내는 도면이다.
도6은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예1∼5에 대한 비교예에서의 막두께 계측결과이다.
도7은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예1에서의 막두께 계측결과이다.
도8은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예2에서의 막두께 계측결과이다.
도9는, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예3에서의 막두께 계측결과이다.
도10은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예4에서의 막두께 계측결과이다.
도11은, 동(同) 정전 스크린 인쇄장치의 실시예5에서의 막두께 계측결과이다.
도12는, 본 발명의 실시형태2에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도13은, 본 발명의 실시형태3에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도14는, 본 발명의 실시형태4에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도15는, 본 발명의 실시형태5에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도16은, 본 발명의 실시형태6에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도17은, 도16의 A-A 화살표로 본 도이다.
도18은, 도17의 제1스폰지 및 제2스폰지가 자전에서 90도 회전한 도이다.
도19는, 본 발명의 실시형태7에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도20은, 도19의 B-B화살표로 본 도이다.
도21은, 본 발명의 실시형태8에 관한 정전 스크린 인쇄장치의 모식도이다.
도22는, 도21의 C-C화살표로 본 도이다.

[실시형태1]

이하에서, 본 발명의 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 대하여 설명한다.

우선, 일반적인 정전 스크린 인쇄의 개략에 대하여 도1에 의거하여 설명한다.

일반적인 정전 스크린 인쇄에서는, 도1에 나타내는 바와 같이 직류전원(DC)의 음극에 접속된 메시망(mesh網)의 스크린(6)에 분체(7)를 스펀지(sponge)(12)에 의하여 문질러 발라지게 함으로써, 분체(7)를 대전(帶電)시킴과 아울러 분체(7)를 상기 스크린(6)에 통과시킨다. 그러면 대전한 분체(7)가, 상기 직류전원(DC)의 양극에 대좌부(B)를 통하여 접속된 대상물(SE)에 정전기유도에 의해서 부착된다.

이러한 정전 스크린 인쇄를 위한 장치로서, 매우 균일하게 분체(7)를 대상물(SE)에 부착되게 하기 위하여, 스펀지(12)의 배치 및 동작(문질러 바르는 방법)을 고안한 것이, 본 발명에 관한 정전 스크린 인쇄장치다.

다음은 본 발명의 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치에 대하여 도면에 의거하여 설명한다. 또 이하에서는, 「자전(自轉)」이라고 하는 것은 회전하는 물체의 내부에 상기 회전축이 있는 것을 말하고, 「공전(公轉)」이라고 하는 것은 회전하는 물체의 외부에 상기 회전축이 있는 것을 말한다.

이 정전 스크린 인쇄장치는, 도2 및 도3에 나타내는 바와 같이 분체(7)를 통과시킬 수 있는 스크린(6)과, 이 스크린(6)에 상기 분체(7)를 문질러 바를 수 있는 2개의 스펀지(1, 2)(러빙체의 일례(一例)이다)를 구비한다. 이들 2개의 스펀지(1, 2)는, 도3에 나타내는 바와 같이 상기 스크린(6)에 직교하는 축(t1, t2, Op, Oc)를 중심으로 하여 자전 및 공전함으로써 매우 균일하게 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 바르도록 되어 있다. 즉 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 2개의 스펀지(1, 2)를 각각 자전시키는 자전기구(5)와, 상기 스펀지(1, 2)를 공전(회전속도(ωp))시키는 모공전기구(母公轉機構)(3)와, 상기 스펀지(1, 2)를 더 공전(회전속도(ωc))시키는 자공전기구(子公轉機構)(4)를 구비한다. 또한 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 도면에는 나타내지 않았지만, 상기 스크린(6)의 하방에 배치되어 대상물이 재치(載置)되는 대좌부와, 상기 스크린(6) 및 대좌부를 전기적으로 접속하는 직류전원을 구비한다. 이 직류전원은, 도1에 나타내는 일반적인 정전 스크린 인쇄와 같이 상기 스크린(6)을 통하여 분체(7)에 마이너스 전압(minus 電壓)을 인가함과 아울러 상기 대좌부를 거쳐서 대상물에 플러스 전압(plus 電壓)을 인가한다. 또 이하에서는, 상기 모공전기구(3)에 의한 공전(회전속도(ωp))을 「모공전」이라고 말하고, 상기 자공전기구(4)에 의한 공전(회전속도(ωc))을 「자공전」이라고 말하고, 이들 모공전 및 자공전의 2개를 간단하게 「공전」이라고 한다.

상기 스크린(6)은, 도2 및 도3에 나타내는 바와 같이 수평으로 배치됨과 아울러 메시망으로 형성되고, 상면(上面)에 재치된 분체(7)가 문질러 발라지면 상기 분체(7)를 하면(下面)으로 통과시킨다. 또한 상기 스크린(6)은 도전성 재료로 형성되어, 통과시킨 분체(7)를 상기 직류전원에 의한 고전압 인가로 대전시킨다. 또한 상기 스크린(6)은, 도1에 나타내는 일반적인 정전 스크린 인쇄와 같이, 당연히 대상물에 비접촉으로 배치된다. 또 상기 스크린(6)의 가장자리에는, 도2에 나타내는 바와 같이 스크린 프레임(16)이 배치된다.

상기 스펀지(1, 2)는, 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 발라서 대전시키기 유리한 재질로 이루어지고, 예를 들면 폴리우레탄, 나일론 등을 탄성모양(예를 들면 해면모양)으로 한 것이다. 또한 상기 2개의 스펀지(1, 2)는, 스크린(6)에 분체(7)를 균일하게 문질러 바르기 위하여 서로 다른 크기인 것이 바람직하다. 또 이하에서는 이들 2개의 스펀지(1, 2) 중에서 작은 쪽을 「제1스폰지(1)」, 큰 쪽을 「제2스폰지(2)」라고 한다.

상기 자전기구(5)는, 상기 제1스폰지(1)의 자전축(t1)이 되는 제1자전 샤프트(第1自轉 shaft)(51)와, 이 제1자전 샤프트(51)에 있어서 스크린(6)측에 연결되는 제1자전 풀리(第1自轉 pulley)(53)(도3에서는 생략)와, 상기 제2스폰지(2)의 자전축(t2)이 되는 제2자전 샤프트(第2自轉 shaft)(52)와, 이 제2자전 샤프트(52)에 있어서 스크린(6)측에 연결되는 제2자전 풀리(第2自轉 pulley)(54)(도3에서는 생략)를 구비한다. 상기 제1자전 풀리(53) 및 제2자전 풀리(54)에 있어서 스크린(6)측에는, 각각 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)를 지지하는 원기둥(15)이 설치된다. 또한 상기 자전기구(5)는, 도2에 나타내는 바와 같이 상기 제1자전 샤프트(51)와 제2자전 샤프트(52)의 어느 일방(도2에서는 제1자전 샤프트(51))에 연결된 자전구동부(55)와, 이 자전구동부(55)의 구동력을 상기 제1자전 샤프트(51)와 제2자전 샤프트(52)의 어느 타방(도2에서는 제2자전 샤프트(52))까지 전달하는 동력전달부(56)를 구비한다.

상기 모공전기구(3)는, 도2 및 도3에 나타내는 바와 같이 모공전축(Op)이 되는 모공전 샤프트(母公轉 shaft)(31)와, 이 모공전 샤프트(31)에 있어서 스크린(6)측에 연결되어 스크린(6)에 평행한 모공전암(母公轉 arm)(33)과, 도2에 나타내는 상판(18)에 배치되고 모공전 샤프트(31)에 연결된 모공전 구동부(母公轉驅動部)(도면에 나타내는 것은 생략)를 구비한다. 상기 모공전암(33)의 일단부에는, 스크린(6)을 향한 로드(rod)(32)(예를 들면 토막침 볼트)와, 이 로드(32)에 있어서 스크린(6)측에, 상단부가 고정되는 동시에 하단 가장자리가 스크린(6)에 접촉하는 스크레이퍼(34)가 설치된다.

상기 자공전기구(4)는, 도2 및 도3에 나타내는 바와 같이 상기 모공전암(33)의 타단부에 설치되어 자공전축(Oc)이 되는 자공전 샤프트(子公轉 shaft)(41)와, 이 자공전 샤프트(41)에 있어서 스크린(6)측에 연결되고 스크린(6)에 평행한 자공전암(子公轉 arm)(43)과, 상기 자공전 샤프트(41)에 연결된 자공전 구동부(子公轉驅動部)(45)(도3에서는 생략)를 구비한다. 상기 자공전암(43)의 양단부에는, 각각 제1자전 샤프트(51)와 제2자전 샤프트(52)가 설치된다.

상기 모공전 구동부는, 모공전 샤프트(31)의 상단에 연결되어 있기 때문에 도면에 표시하는 것을 생략하지만, 예를 들면 전동모터 등 상기 모공전 샤프트(31)를 구동하는 것이다. 상기 자공전 구동부(45)는, 도2에 나타내는 바와 같이 예를 들면 모공전 샤프트(31)에 설치되어 비회전의 평기어(36)에 맞물리는 자공전용 기어(45)이다. 이 모공전 샤프트(31)의 평기어(36)와 이에 맞물리는 자공전용 기어(45)에 의하여 모공전에 대해 자공전이 순방향으로 연동한다. 상기 자전구동부(55)는, 예를 들면 자공전 샤프트(41)에 설치되어 비회전의 평기어(46)에 맞물리는 자전용 기어(55)이다. 이 자공전 샤프트(41)의 평기어(46)와 이것에 맞물리는 자전용 기어(55)에 의하여 자공전에 대해 상기 자전이 순방향으로 연동한다. 상기 동력전달부(56)는, 예를 들면 제1자전 풀리(53) 및 제2자전 풀리(54)에 걸쳐진 타이밍벨트(56)이다. 이 타이밍벨트(56)에 의하여 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 일방의 자전에 대해 타방의 자전이 순방향으로 연동한다.

또한 이하에서는, 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)의 구성에 있어서, 도3에 나타내는 바와 같이 모공전축(Op)과 자공전축(Oc)의 거리를 「스펀지 모공전 반경(Ro)」이라고 말하고, 모공전축(Op)과 로드(32)의 축(s)의 거리를 「스크레이퍼 모공전 반경(Rs)」이라고 말하고, 자공전축(Oc)과 제1스폰지(1)의 자전축(t1)의 거리를 「제1자공전 반경(r1)」이라고 말하고, 자공전축(Oc)과 제2스폰지(2)의 자전축(t2)의 거리를 「제2자공전 반경(r2)」이라고 말하고, 제1스폰지(1)와 스크린(6)의 접촉면(원형)의 지름을 「제1접촉지름(d1)」이라고 말하고, 제2스폰지(2)와 스크린(6)의 접촉면(원형)의 지름을 「제2접촉지름(d2)」이라고 한다.

여기에서 스크린(6) 상에 있어서 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적에 대하여 상세하게 설명한다. 도4에서는, 간단하게 하기 위하여, 제1스폰지(1)의 궤적에 대해서는 제1스폰지(1)의 자전축(t1)의 궤적을 대표로 나타내고, 제2스폰지(2)의 궤적에 대해서는 제2스폰지(2)의 자전축(t2)의 궤적을 대표로 나타낸다. 또한 이들 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적에 관한 이해를 쉽게 하기 위하여, 도4에서는 자공전축(Oc)의 궤적도 나타낸다.

도4에 나타내는 바와 같이 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 자전축(t1, t2)의 궤적은, 각각 모공전하는 자공전축(Oc)의 궤적을 중심선으로 하여 내외로 요동(자공전에 의한 것)한 것이 된다. 당연히 자공전축(Oc)의 궤적은 스펀지 모공전 반경(Ro)의 원주가 되고, 제1스폰지(1)의 요동폭은 제1자공전 반경(r1)의 배(倍)가 되고, 제2스폰지(2)의 요동폭은 제2자공전 반경(r2)의 배가 된다. 또한 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적의 밀도(눈의 미세함)는, 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)에 비례한다. 바꾸어 말하면 이 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적은, 스펀지 모공전 반경(Ro), 제1자공전 반경(r1), 제2자공전 반경(r2), 및 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)에 의하여 결정된다. 또한 대상물에 부착되는 분체(7)의 분포는, 제1접촉지름(d1) 및 제2접촉지름(d2)에 의하여 변화된다.

상기 스펀지 모공전 반경(Ro)은, 모공전축(Op)으로부터 스크린(6)의 가장자리까지의 거리의 140% 이하가 바람직하다. 이렇게 함으로써 스크린(6) 상의 모공전축(Op) 가까이까지 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2) 이르기 때문에 스크린(6)에 있어서의 분체(7)가 문질러 발라지지 않는 영역이 최대한 억제될 수 있다. 상기 제1자공전 반경(r1)과 제2자공전 반경(r2)은, 서로 다른 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 제1스폰지(1)의 궤적과 제2스폰지(2)의 궤적에서 중복하는 영역이 적어지므로, 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라진다. 상기 제1자공전반경/제1접촉지름(r1/d1)에 대한 상기 제2접촉지름/제2자공전반경(d2/r2)은, 70∼120%가 바람직하다. 이렇게 함으로써 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적의 눈이 지나치게 성기지 않기 때문에, 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라진다. 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)는, 4.0 이상이 바람직하다. 이렇게 함으로써 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적의 밀도가 높아지므로, 즉 이들 궤적의 눈이 미세하게 됨으로써, 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라진다. 또한 더 바람직한 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)는 정수가 아니다. 이렇게 함으로써 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)는 모공전에서 1회전하더라도 각각 동일한 위치에 되돌아가지 않기 때문에, 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라진다.

상기 스크레이퍼(34)는, 모공전에 의하여 스크린(6) 상의 모공전축(Op) 가까이까지 분체(7)를 쓸어 모으는 위치에 배치된다. 구체적으로는, 도5에 나타내는 바와 같이 스크린(6) 상에 있어서, 스크레이퍼 모공전 반경(Rs)이 이루는 선과 스크린(6) 하단 가장자리(34u)(스크린(6)과 스크레이퍼(34)의 접촉선)가 이루는 각도(θ)를 40∼70°로 한다. 이 각도(θ)를 40도 이상으로 함으로써 모공전에 의하여 스크린(6) 상의 모공전축(Op) 가까이까지 분체(7)를 원활하게 쓸어 모을 수 있고, 즉 분체(7)가 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)가 닿는 영역으로 원활하게 쓸어 모아질 수 있다. 또한 상기 각도를 70도 이하로 함으로써 분체(7)를 쓸어 모으는 영역이 넓어지게 된다. 한편 상기 스크레이퍼(34)는, 상기 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 궤적의 외측까지 돌출시키도록 배치된다. 이에 따라 분체(7)가 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)에 의하여 상기 궤적의 상기 외측으로 압출되어도, 분체(7)가 스크레이퍼(34)에 의하여 상기 궤적의 내측까지 쓸어 모을 수 있다.

이하, 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 대좌부에 대상물을 재치하고, 스크린(6) 위에 분체(7)를 재치한다. 그리고 모공전 구동부에 의하여 모공전 샤프트(31)를 구동(즉 모공전)시키면, 이것에 연동하여 자공전 샤프트(41)가 구동(즉 자공전)함과 아울러 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)가 각각 자전한다. 이에 따라 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라지게 된다. 한편 스크린(6)에 문질러 발라지지 않은 분체(7)는, 스크레이퍼(34)에 의하여 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)가 닿는 영역으로 쓸어 모을 수 있어서, 역시 스크린(6)에 매우 균일하게 문질러 발라진다.

스크린(6)에 문질러 발라진 분체(7)는, 직류전원에 의하여 음극으로 대전함과 아울러 스크린(6)을 통과하여, 대좌부를 통하여 양극으로 대전한 대상물에 정전기유도로 부착된다.

이와 같이 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 스크린(6)에 분체(7)가 매우 균일하게 문질러 발라지므로, 매우 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있다.

또한 스크레이퍼(34)에 의하여 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)가 닿는 영역으로 쓸어 모을 수 있으므로, 분체(7)를 낭비 없이 대상물에 부착시킬 수 있다.

이하에서 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)의 효과를 설명하기 위하여, 비교예 및 실시예1∼5의 결과를 표1및 도6∼도11에 나타낸다. 상기 비교예에서는, 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)가 아니라, 스펀지를 손으로 움직여 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 바르게 하여, 분체(7)를 대상물에 부착되게 하였다. 또 상기 비교예에서의 스펀지는, 평면에서 볼 때의 사이즈 100mm×50mm의 직육면체로 하였다. 한편 상기 실시예1∼5에서는, 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하여 분체(7)를 대상물에 부착시켰다. 또 실시예1∼5에서의 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 모공전에 대한 자공전의 회전속도비(ωc/ωp)를 53/12, 스펀지 모공전 반경(Ro)을 33mm, 제1자공전 반경(r1)을 25mm, 제2자공전 반경(r2)을 15mm, 제1접촉지름(d1)을 28mm, 제2접촉지름(d2)을 36mm로 하였다.

또한 상기 비교예 및 실시예1∼5의 모두 다음의 조건을 충족시키는 것으로 하였다.

(1) 스크린(6)을, 메시망의 부분을 가로 세로 각각 70mm로 하였다.

(2) 알루미늄 박(aluminium 箔)인 대상물에 가로 세로가 각각 50mm로 개구한 마스크를 배치하였다.

(3) 스크린(6) 상에 재치되는 분체(7)를 0.7g으로 하였다.

(4) 대상물에 부착 및 퇴적된 분체를 0.25GPa 또는 1.00GPa로 가압시켜 성형하여 막(膜)을 형성하였다.

(5) 대상물에 형성된 막을 5줄 5열의 격자(가로 세로 각각 10mm)로 구분하고, 각 격자의 막의 두께를 마이크로미터(micrometer)로 계측하였다.

상기 비교예 및 실시예1∼5의 결과를, 다음의 표1 및 도6∼11에 나타낸다.

표1 및 도6∼도11에 나타내는 바와 같이 비교예의 막에 비하여 실시예1∼5의 막은, 그 두께의 표준편차가 5분의 1 정도로 감소된 것으로 봐서, 더 균일하게 되었다고 할 수 있다.

[실시형태2]

본 발명의 실시형태2에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 제1스펀지(1) 및 제2스펀지(2)의 자전의 회전방향이, 모공전 및 자공전의 회전방향의 반대로 되도록 구성한 것이다.

본 발명의 실시형태2에 관한 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)에서는, 도12에 나타내는 바와 같이 그 자전기구(5)가, 자공전에 대하여 자전이 역방향으로 연동하도록 구성된다. 구체적으로는 본 발명의 실시형태2에 관한 자전기구(5)는, 예를 들면 상기 실시형태1에 관한 평기어(46)와 자전용 기어(55)의 사이에, 이들 기어(46, 55)가 맞물리는 역회전 기어(도면에 나타내는 것은 생략)가 설치된다. 이 자전기구(5)에 의하여 자전과 자공전과의 회전방향이 반대로 됨으로써, 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)와 스크레이퍼(34)에 의하여 쓸려 나오는 분체(7)가 모공전축(Op)에 집중하기 어려워진다.

이와 같이 본 실시형태2에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 모공전축(Op)에 분체(7)가 집중하기 어렵기 때문에, 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)보다 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있다.

[실시형태3]

본 발명의 실시형태3에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도13에 나타내는 바와 같이 자공전, 제2스폰지(2) 및 스크레이퍼(34)에 관련된 부분을 생략하고, 매우 간소한 구성으로 한 것이다.

이하에서, 상기 실시형태1과 다른 부분에 주목하여 설명함과 아울러, 상기 실시형태1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 발명의 실시형태3에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 도13에 나타내는 바와 같이 모공전암(33)의 일단부에, 상기 실시형태1 및 2과 같은 자공전기구(4)가 아니라, 제1스폰지(1)와 이 제1스폰지(1)에 관련된 부분의 자전기구(5)를 구비한다. 이 때문에 상기 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 매우 간소한 구성으로 제1스폰지(1)의 공전 및 자전에 의하여 스크린(6)에 분체(7)를 더 균일하게 문질러 바르는 것이다.

이와 같이 본 실시형태3에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 스크린(6)에 분체(7)가 더 균일하게 문질러 발라지므로, 더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있음과 아울러 매우 간소한 구성이므로, 초기비용(initial cost)을 매우 감소시킬 수 있다.

[실시형태4]

본 발명의 실시형태4에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태3에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도14에 나타내는 바와 같이 모공전암(33)의 타단부에 로드(32) 및 스크레이퍼(34)가 설치되는 것이다. 이 때문에 본 발명의 실시형태4에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 충분히 간소한 구성으로 제1스폰지(1)의 공전 및 자전에 의하여 스크린(6)에 분체(7)를 더 균일하게 문질러 바르는 것이다. 또한 스크레이퍼(34)에 의하여 제1스폰지(1)가 닿는 영역으로 쓸어 모을 수 있다.

이와 같이 본 실시형태4에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 스크린(6)에 분체(7)가 더 균일하게 문질러 발라짐으로, 더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있음과 아울러 충분하게 간소한 구성이므로, 초기비용을 충분하게 감소시킬 수 있다.

또한 스크레이퍼(34)에 의하여 제1스폰지(1)가 닿는 영역으로 쓸어 모을 수 있으므로, 분체(7)를 낭비 없이 대상물에 부착시킬 수 있다.

[실시형태5]

본 발명의 실시형태5에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태4에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도15에 나타내는 바와 같이 모공전암(33)의 타단부에, 상기 실시형태4와 같이 로드(32) 및 스크레이퍼(34)가 아니라, 제2스폰지(2)와 이 제2스폰지(2)에 관련된 부분의 자전기구(5)를 구비한다. 이 때문에 본 발명의 실시형태5에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 간소한 구성으로 제1스폰지(1) 및 제2스폰지(2)의 공전 및 자전에 의하여 스크린(6)에 분체(7)를 더욱더 균일하게 문질러 바르는 것이다.

이와 같이 본 실시형태5에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 스크린(6)에 분체(7)가 더욱더 균일하게 문질러 발라지므로, 더욱더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있음과 아울러 간소한 구성으므로, 초기비용를 감소시킬 수 있다.

[실시형태6]

본 발명의 실시형태6에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도16에 나타내는 바와 같이 분쇄된 분체(7)를 스크레이퍼(34)에 공급함과 아울러 스크린(6)에 분체(7)를 한층 더 균일하게 문질러 바르며, 분체(7)가 문질러 발라지는 스크린(6)을 진동시키는 것이다. 또 본 발명에 있어서 진동이라는 것은, 단속적으로 또는 연속적으로 충격을 주는 움직임까지 포함시킨 의미이다.

이하, 상기 실시형태1과 다른 부분에 주목하여 설명함과 아울러, 상기 실시형태1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 실시형태6에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태1에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)의 구성에 더하여, 도16에 나타내는 바와 같이 분쇄된 분체(7)를 스크레이퍼(34)에 공급하는 분체공급부(粉體供給部)(84∼86)와, 스크린(6)에 분체(7)를 한층 더 균일하게 문질러 바르는 제1스폰지(8), 제2스폰지(9) 및 타원기둥(18, 19)과, 분체(7)가 문질러 발라지는 스크린(6)을 진동시키는 스크린 진동부(screen 振動部)(93∼95)를 구비한다.

상기 분체공급부(84∼86)는, 상판(18)의 상방으로부터 모공전 샤프트(31)의 내부를 통과함과 아울러 하단이 스크레이퍼(34)를 향한 하류측 호퍼(86)와, 이 하류측 호퍼(86)에 상방으로부터 분체(7)를 공급하는 원료 피더(85)와, 이 원료 피더(85)에 상방으로부터 분체(7)를 공급하는 상류측 호퍼(84)를 구비한다. 하류측 호퍼(86)는, 모공전 샤프트(31)와 함께 회전하기 때문에 통과시키는 분체(7)를 원심력에 의하여 분쇄 시켜서 스크레이퍼(34)에 공급하는 것이다. 상기 원료 피더(85) 및 상류측 호퍼(84)는, 각각에 설치된 진동발생소자(92, 91)에 의하여 정량의 분체(7)를 하류측 호퍼(86)에 공급하도록 구성된다. 상기 분체(7)의 공급은, 연속적인 것이 바람직하고, 단속적이어도 모공전이 1회전하는 사이에 있어서 여러 번인 것이 바람직하다.

그런데 하류측 호퍼(86)를 내부로 통과시키는 모공전 샤프트(31)는, 모공전 구동부(81∼83)에 의하여 구동된다. 상기 모공전 구동부(81∼83)은, 상기상판(18)에 배치된 전동모터(81)와, 이 전동모터(81)의 축으로 연결된 모터측 기어(82)와, 모공전 샤프트(31)에 연결된 샤프트측 기어(83)를 구비한다. 이들 모터측 기어(82) 및 샤프트측 기어(83)는, 전동모터(81)의 회전을 모공전 샤프트(31)에 전달하는 것이면, 나사톱니 바퀴나 풀리 등 다른 것이더라도 좋다.

상기 제1스폰지(8), 제2스폰지(9) 및 타원기둥(18, 19)은, 도17에 나타내는 바와 같이 제1스폰지(8)와 스크린(6)의 접촉면(이하에서는 소접촉면(80)이라고 한다)과, 제2스폰지(9)와 스크린(6)의 접촉면(이하에서는 대접촉면(90)이라고 한다)이 각각의 자전축(t1, t2)을 중심으로 한 타원형이다. 이들 소접촉면(80) 및 대접촉면(90)은 타원형이기 때문에, 각각 장경(D8, D9) 및 단경(d8, d9)을 구비한다. 또한 소접촉면(80) 및 대접촉면(90)은, 제1공전 반경(r1)과 제2공전 반경(r2)의 합보다, 양쪽 장경(D8, D9)의 합이 크고, 일방의 장경(D8, D9)과 타방의 단경(d9, d8)의 합이 작게 되도록 한다. 또한 상기 제1스폰지(8) 및 제2스폰지(9)는 서로 접촉하지 않도록 자전하며, 예를 들면 도17 및 도18에 나타내는 바와 같이 일방의 장경(D8, D9)이 자공전축(Oc)을 향할 때에, 타방의 단경(d9, d8)이 자공전축(Oc)을 향하도록 자전한다. 바꾸어 말하면 상기 제1스폰지(8), 제2스폰지(9) 및 타원기둥(18, 19)은, 자전에 의한 상기 스크린(6)의 접촉면(80, 90)의 궤적(180, 190)을 중복(189)시킴과 아울러, 자전에 의하여 서로 접촉하지 않도록 구성된다. 또 이렇게 구성되는 것이라면 소접촉면(80) 및 대접촉면(90)은 타원형에 한정되지 않고, 장원형(長圓形), 난형(卵形) 또는 오벌형(oval型) 등 다른 형상이더라도 좋다.

상기 스크린 진동부(93∼95)는, 도16에 나타내는 바와 같이 스크린 프레임(16)에 설치된 상부진동발생소자(93)와, 고정대(60)에 대하여 스크린(6)을 진동 가능하게 지지하는 흡진재(吸振材)(94)와, 스크린(6)에 하방으로부터 설치된 하부진동발생소자(95)를 구비한다. 하부진동발생소자(95)는, 평면에서 볼 때에 Op를 중심으로 원주 모양으로 배치된다. 상부진동발생소자(93) 및 흡진재(94)는 스크린(6)을 가장자리로부터 진동시키고, 하부진동발생소자(95)는 스크린(6)을 하부로부터 진동시키는 것이다. 또 상기 스크린 진동부(93∼95)는, 상부진동발생소자(93) 및 흡진재(94)와, 하부진동발생소자(95)의 어느 일방만을 구비하더라도 좋다.

이와 같이 본 실시형태6에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 분쇄된 분체(7)가 스크레이퍼(34)에 공급됨과 아울러, 스크린(6)에 분체(7)가 한층 더 균일하게 문질러 발라지고, 분체(7)를 문질러 바르는 스크린(6)이 진동함으로써 한층 더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착시킬 수 있다.

[실시형태7]

본 발명의 실시형태7에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태6에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도19에 나타내는 바와 같이 분체공급부(87, 88)를 간소하게 한 것이다.

이하에서, 상기 실시형태6과 다른 부분에 주목하여 설명함과 아울러, 상기 실시형태6과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 실시형태7에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서의 분체공급부(87, 88)는, 상판(18)에 형성된 분체투입구(80)로부터 투입되는 분체(7)를 스크레이퍼(34)에 공급하는 대형 호퍼(87)와, 이 대형 호퍼(87)를 모공전 샤프트(31)에 고정시키는 고정구(88)를 구비한다. 상기 대형 호퍼(87)는, 도20에 나타내는 바와 같이 모공전 샤프트(31)와 함께 회전하고, 상기 상판(18)의 하면에 설치된 진동발생소자(96)에 의하여 진동하도록 구성된다.

도19에 나타내는 바와 같이 상판(18)에 형성된 분체투입구(80)로부터 투입된 분체(7)는, 회전 및 진동하고 있는 대형 호퍼(87)로 낙하함으로써 분쇄되어 스크레이퍼(34)에 공급된다.

이와 같이 본 실시형태7에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 상기 실시형태6에 비하여 간소한 구성으로 할 수 있다.

[실시형태8]

본 발명의 실시형태8에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)는, 상기 실시형태7에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서, 도21에 나타내는 바와 같이 대형 호퍼(87)를 진동시키는 구성을 간소하게 한 것이다.

이하, 상기 실시형태7과 다른 부분에 주목하여 설명함과 아울러, 상기 실시형태7과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

본 실시형태8에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 있어서의 대형 호퍼(87)를 진동시키는 것은, 도19 및 도20에 나타내는 바와 같은 진동발생소자(96)가 아니라, 도21 및 도22에 나타내는 바와 같이 대형 호퍼(87)의 외연(外緣)에 평면에서 볼 때에 동일한 피치로 설치되는 복수의 돌출부(89)와, 상판(18)의 하면에 설치되어 대형 호퍼(87)의 회전에 의하여 돌출부(89)에 충돌할 수 있는 충돌체(97)이다. 상기 돌출부(89) 및 충돌체(97)는, 어느 일방 또는 양방이 탄성체(고무 또는 스펀지 등)로 이루어짐으로써 상기 충돌에 의하여 대형 호퍼(87) 및 모공전 샤프트(31)의 회전을 방해하지 않고 대형 호퍼(87)의 진동이 적절하게 되도록 구성된다.

이와 같이 본 실시형태8에 관한 정전 스크린 인쇄장치(10)에 의하면, 상기 실시형태7에 비하여 간소한 구성으로 할 수 있다.

그런데 상기 실시형태1∼8에서는, 러빙체의 일례로서 제1스폰지(및 제2스폰지)에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 러빙체는 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 바르면 좋고, 그 수는 2개를 넘어도 좋다. 다른 예로서는 러빙체가, 스펀지 또는 융단으로 이루어지는 탄성체와, 이 탄성체를 덮어 스크린(6)에 접촉할 수 있는 부직포 등의 내마모층을 구비하고 있더라도 좋다.

또한 상기 실시형태5에서는, 스크레이퍼(34)는 모공전기구(3)에 설치된다고 설명하였지만, 자공전기구(4)에 설치되더라도 좋다.

또한 상기 실시형태1∼8에서는 스크린(6)은 간단하게 메시망으로 설명하였지만, 분체(7)가 집중하기 쉬운 영역만큼은 분체(7)가 통과하기 어려운 형상으로 하더라도 좋다.

부가하여 상기 실시형태1∼5에서는, 스크린(6)에 분체(7)를 문질러 바르기 위하여, 고정한 스크린(6) 상에서 스펀지(1, 2)를 동작시킨다고 설명하였지만, 스크린(6)도 동작시켜도 좋다.

또한 스펀지(1, 2)에 대한 자전축(t1, t2)은, 더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착되게 하기 위해서도, 스펀지(1, 2)과 스크린(6)의 접촉면이 원형의 경우에는, 편심시키는 쪽이 바람직하다. 또 상기 실시형태6∼8과 같이, 스펀지(8, 9)와 스크린(6)의 접촉면(80, 90)이 타원형의 경우에는, 원형의 접촉면에서 자전축(t1, t2)을 편심시킨 스펀지(1, 2)로 동등한 효과를 얻을 수 있다.

또한 스크린(6)의 메시망은, 대상물에 부착 및 퇴적하는 분체(7)의 소요량에 의하여 적절한 눈의 성김의 정도가 채용된다.

또한 더 균일하게 분체(7)를 대상물에 부착되게 하기 위해서도, 스크린(6) 위로 놓을 수 있는 접촉지름(d1, d2)의 외주 주위를 쓸어내는 브러시 등이 스펀지(1, 2)에 설치되더라도 좋다.

Claims

인쇄의 대상물(對象物)에 비접촉으로 배치되는 도전성(導電性)의 스크린(screen)과, 이 스크린에 분체(粉體)를 문질러 바르는 러빙체(rubbing body)와, 상기 대상물 및 분체에 전압을 인가하는 직류전원(直流電源)을 구비하고, 상기 스크린에 문질러 발라진 분체를 정전기유도(靜電氣誘導)로 대상물에 부착되게 하는 정전 스크린 인쇄장치(靜電 screen 印刷裝置)로서,
상기 러빙체를 자전시키는 자전기구(自轉機構)와, 상기 러빙체를 공전시키는 공전기구(公轉機構)를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항에 있어서,
공전기구에 러빙체의 공전에 연동하는 스크레이퍼(scraper)가 설치되고,
상기 스크레이퍼가, 상기 연동에 의하여 스크린 상의 분체를 상기 공전축측(公轉軸側)으로 쓸어 모으도록 배치되는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
러빙체가 복수이며,
상기 러빙체의 공전축과 각각의 자전축과의 거리가, 모두 다른 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
러빙체의 공전이, 모공전(母公轉) 및 자공전(子公轉)의 2단계이며,
상기 모공전에 대한 자공전의 회전속도비가 4.0 이상인 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
자전기구가, 러빙체의 자전을 공전의 역방향으로 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제2항에 있어서,
스크린에 문질러 발라지는 분체를 스크레이퍼에 공급하는 분체공급기(粉體供給器)를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제3항에 있어서,
복수의 러빙체가, 각각 자전에 의한 스크린과의 접촉면 궤적을 중복시킴과 아울러, 자전에 의하여 상호에 접촉하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
러빙체가, 탄성체(彈性體)와 이 탄성체를 덮어서 스크린에 접촉할 수 있는 내마모층(耐磨耗層)을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
스크린을 진동시키는 스크린 진동부(screen 振動部)를 구비하는 것을 특징으로 하는 정전 스크린 인쇄장치.