JP3885205B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリーン印刷機に係り、特に、印圧印加機構の最適化とペースト供給、充填、版離れ機構の最適化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン印刷機は、装置が低価格で、大面積に一工程でパターン形成が可能など優れた特徴を持ち、ディスプレー、携帯電話、太陽電池、チップ電子部品など幅広い製造分野で使用されている。今後、液晶、ＰＤＰ、有機ELなど大型基板対応半導体製造装置として応用されることが期待されている。
【０００３】
スクリーン印刷を成功させるためには、ペーストをスクリーン上に精密に供給し、そのペーストをパターン孔へ精密に充填させ、パターン孔内のペーストを被印刷体へ正確に転写させることが必要である。
【０００４】
しかし、これまでに開示されてきた特許では、スクリーン、スキージ、ペーストなど単独部品、単独材料の改良に主眼が置かれ、ペーストレオロジーの改良、スキージ形状、材質、硬度の改良、スクリーンの抜け性、変形の改良など、個々の部品や材料の改良など部分的な改良が中心に行われてきた。
【０００５】
その結果、部品や材料などランニングコストの高騰を招く一方、印刷品質は向上せず、スクリーン印刷機の使用範囲は限定されたものとなっていた。印刷メカニズムを根本的に見直した特許は少なく、従来からあるローリング印刷技術の延長上の部分改良特許が多い。
【０００６】
ローリング印刷に変わる特許として特表平１０−５１２５０７、特許２９２２３２０のプランジャポンプでペーストを供給する方式や特許２９９８０５１のローラー送りでペーストを供給する方式が実用化されている。これらは、従来のゴム板方式のスキージを使用せず、ペーストを加圧し供給を行い、この加圧供給力を充填に応用するものである。
【０００７】
スクリーン印刷機には応用された例はなかったが、プランジャポンプでペーストを供給する方式は特公昭４５−５１１７で開示されており、ローラー送りでペーストを供給する方式は特開昭５９−１７１６５４で開示されており技術的には新規性は見られない。特に、ペースト加圧部と印刷面が離れすぎているために壁面抵抗があり、精密なペースト供給ができないことと、印圧最適化制御ができていないこと、そして、スクリーン版離れについてもまったく対策されていない。これらの方式では精密印刷は不可能である。
【０００８】
また、スクリーン版離れ、転写を改善する特許として特開平２−１７５１５３、特開平６−７１８４８、特開平７−３２５７９などの空気加圧方式が提案されている。これは、スクリーン上全体を基板とともに覆う加圧室を構成し、加圧室の中に動圧空気を流入させて加圧し、スクリーンに充填されたペ−ストを押し出すものである。
【０００９】
これらの特許は、動圧であることと加圧室が大きすぎるため圧力むらができてしまい精密な圧力制御ができない問題がある。また、スクリーンと被印刷体との密着度合いが場所により異なるため、ペーストの抜けタイミングがずれて転写むらができてしまう。などの重要な問題を解決できていない。
【００１０】
スクリーン印刷を成功させるためには、ペーストをスクリーン上に精密に供給し、そのペーストをパターン孔へ精密に充填させ、パターン孔内のペーストを被印刷体へ正確に転写させることが必要であると述べた。そのためには、均一で最適な量を制御できるペースト供給機構、適切な印圧を印加でき、均一で最適な量を充填できるペースト充填機構および確実な版離れができる版離れ機構が必要である。これまでの方法では、ペースト供給、印圧制御、版離れのいずれも満足できるものはない。
【００１１】
図１８〜図２５に従来方式の印刷技術を説明する。図１８、図１９図２０（ａ）（ｂ）はスキージ１の印圧によるスクリーン２６の変形を示す図であり、図１８はスクリーン２６の変形を示す斜視図、図１９は一部断面正面図、図２０（ａ）（ｂ）は図１９の断面図であり、スキージ１とスクリーン２６の接触状態およびスクリーン２６と被印刷体２７との接触状態を示す。
【００１２】
スクリーン印刷機の動作は、スキージ１が一定の圧力でスクリーン２６を押し付け被印刷体２７との密着を行い、パターン孔を有するスクリーン２６上に載せられたペースト２８をスキージ１で掻きながら移動することにより、パターン孔へ充填が行われ、充填されたペースト２８が被印刷体へ転写されて印刷が行われる。
【００１３】
スクリーン２６は、図１８に示すようにスキージ１の押圧力により中央部が底となるように深い皿状の変形部２６ａが形成されスキージギャップ８０が発生する。これは、図１９に示すように接触部８５でスキージ１の端部がスクリーン２６の端部を押すために起こる現象である。
【００１４】
このため、図１９と、図２０（ａ）、（ｂ）のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’断面に示すように、スキージ１の長手方向端部と中央部でスキージ１とスクリーン２６およびスクリーン２６と被印刷体２７の接触状態が異なることとなり、印圧アンバランスとスキージの非接触部８０が発生していた。このことがスクリーン２６へのペースト充填を困難とし、印刷品質を低下させていた。
【００１５】
印圧は、スキージ１、スクリーン２６、被印刷体２７を接触させるために必要な押圧力であり、充填、転写だけでなく、版離れにも関与し、印刷品質を確保する上で重要な項目である。印圧は、スキージ１、スクリーン２６、被印刷体２７、印刷機テーブルなどの２次元的な精度と、これら部品を組み立てた時に生ずる３次元的な精度、そして、印刷動作時に生ずる変形、振動、衝撃力などのダイナミックな変動すべてを考慮して最適化を行わなければならない。特に、ペーストの重量によっても深い皿状の変形部２６ａが発生することも考慮しなければならない。現状のローリング印刷法では、スクリーン上に広げられたペーストの重量は、小型基板で０．５〜１ｋｇ、大型基板では１０ｋｇにもなる。
【００１６】
図２１〜図２４によりスキージ１とスクリーン２６およびスクリーン２６と被印刷体２７の接触状態が異なる場合の印刷品質について説明する。図２１に示すスキージ１とスクリーン２６が接触していない場合、スキージ非接触部８０が発生し、ペーストの充填が正確に行われないため、ボイド（未充填部）８１が発生し、線幅細り、断線、かすれなどのペースト不足の不良が発生する。
【００１７】
図２２に示すスクリーン２６と被印刷体２７が均一に接触していない場合では基板非接触部９０により、ペーストの裏回り９１が発生し、線幅太り、短絡などのペースト過剰の不良が発生していた。以上は、１０ｍｍ／ｓ程度の低速印刷動作で緩やかな変化で説明したが、これらのことが１００ｍｍ／ｓ程度の高速印刷動作では、衝撃的な強い変化で細かく繰り返し発生し、印刷むらとなって現れる。
【００１８】
これらの問題を解決するための方法として、スキージ１のゴム硬度を低くして変形させてスクリーン２６の深い皿状の変形２６ａを回避する方法も考えられるが以下の問題が発生する。第一に、スキージ１の腰が弱くなりたわみすぎてしまいペーストを押せなくなる問題が出る。第二に、図２３、図２４に示すように、スキージ１のゴム硬度がＪＩＳ−Ａ６０°程度にやわらかくなると、スクリーンパターン孔に食い込み１０１が発生してしまい、充填されたペースト１０２を掻き出してしまう問題が発生する。第三に、エッジが磨耗しやすく、エッジ研磨作業時間の増大による作業効率低下、ランニングコストの上昇を招く。
【００１９】
以上はオフコンタクト印刷の説明である。オフコンタクト印刷はこのような大きな問題を抱えるが、印刷直後に、版離れが可能であるという優れた特徴をもっている。印刷ペーストの充填直後に版離れできるため、高精細印刷で良く用いられ、線間、線幅２０〜３０ミクロンでも印刷可能である。オフコンタクト印刷は、高精細印刷では必要な印刷方法である。
【００２０】
オフコンタクト印刷の問題を回避するために、スクリーン２６と被印刷体２７の隙間を空けずに印刷を行うオンコンタクト印刷が低密度印刷では行われている。しかし、実態は、大きな問題を抱えている。
【００２１】
第一の問題として、スクリーン２６と被印刷体２７を完全密着させて印刷を行うと、スクリーンパターン孔へペーストが被さり、閉じ込められた気泡をスクリーン２６の下面と被印刷体２７との隙間から押し出すことができず、ペースト未充填による断線が発生する。したがって、オンコンタクト印刷では、スクリーンパターン孔へペーストが被さらないように、気泡を閉じ込めないようにして印刷を行わなければならない。したがって、オンコンタクト印刷では、低密度パターンで、低速のローリング印刷が基本となる。
【００２２】
したがって、この印刷法では用途が限定され、極めて狭い範囲でしか使用できない。また、ローリング印刷は、大量のペーストが必要で高価なペーストを無駄にする問題があり、さらに、空気中へのペースト暴露による特性劣化問題、溶剤揮発による環境問題も発生する。そして、充填したペーストの閉め固めを行えずパターン印刷後だれやすい問題がある。
【００２３】
オンコンタクト印刷の第ニの問題は、オンコンタクト印刷を謳いながら実際は製造精度の問題で完全密着はできていないことである。例えば５００ｍｍカク程度の被印刷体であっても、スキージ１、スクリーン２６、被印刷体２７、印刷機テーブル４者それぞれの間の隙間を全面に渡って５０μｍ以内に入れる事は事実上不可能である。５０μｍの隙間ができていれば、図１８〜２４に示すスキージギャップ８０、スクリーンギャップ９０をなくすことはできず、ボイド８１、裏回り９１の発生は防止できない。
【００２４】
したがって、これらのギャップをなくすため、従来方式では、硬度の高いＪＩＳ−Ａ９０°程度のスキージを用い、エッジを鋭く研磨して、強く押し付け、スクリーンを強制的に局部的に変形させて印刷を行っている。スクリーンへのダメージが大きく、スキージ寿命低下などランニングコストの増加、交換作業時間、研磨作業時間増大などの問題を抱えていた。
【００２５】
そして、オンコンタクト印刷の第三の問題は版離れ不良による膜厚ばらつきの問題を解決できないことである。オンコンタクト印刷では、被印刷体全面にペーストを充填した後に、スクリーン２６を被印刷体２７から全面一括で引き剥がす方法を採らなければならない。実際には、被印刷体２７をスクリーン２６と平行に降下させて、ペースト２８を介して接着された状態から、スクリーン２６を引き剥がしている。
【００２６】
スクリーン２６と被印刷体２７がペースト２８によって全面接着された状態からスクリーン２６を引き剥がすと、スクリーン周囲から剥離が発生し、スクリーン中央部がボール状にへこんで変形し最後まで接着状態となる。その結果、被印刷体中央部に一旦は転写されたペーストがスクリーン２６側にひきもどされてしまい、中央部と周囲とで膜厚が異なるという問題が発生する。オンコンタクト印刷には、このように、版離れ問題が解決できないという致命的な欠陥がある。
【００２７】
スクリーン印刷では、図１８に示すような３次元的なスクリーン変形により印刷不良が発生する。高品質印刷を行うためには、スクリーンの変形状態がスキージの位置によって異なることを考慮しなければならない。
【００２８】
次に、スキージ左右の印圧アンバランスの問題を詳細に説明する。これまでの印圧印加方式では、印圧印加機構の構造不良、アクチュエータの加圧制御不良、スキージの取り付け精度不良、スキージの自重制御不良、スキージ摩擦力や支点のかじりによるロックなどの不良条件が重なり合って、印圧アンバランスが発生していた。したがって、従来方法ではスキージ全面に均一な印圧を与えることはできない。
【００２９】
この印圧アンバランスの問題を解決するために、まず、第一に特開平０５−１１６２７５、特開平１０−１０９４０１の荷重センサー方式が出願されている。これらは、スキージの長手方向の左右端部に荷重センサーを設け、左右の荷重センサーで検出したアンバランスをモーターでフィードバック制御してスキージ左右の印圧アンバランスを最適化しようとするものである。しかし、この方法では、被印刷体の凹凸などによる衝撃力が加わった時、モーター駆動系の応答速度の遅れにより、オーバーシュート、アンダーシュートの繰り返しにより発振してしまい制御不能となる問題がある。
【００３０】
シリンダのばね性を利用して衝撃を吸収する方法が、特開平０７−２０５３９７、特開２０００−２５５０３０で出願されている。しかし、これらの特許ではスキージ左右のアンバランスを制御する方法が開示されておらず、さらに、空圧回路に電磁弁、チェック弁など多くの抵抗素子が含まれており、また、シリンダやレギュレータなどの選定が未開示であり、最適な空圧回路が構成されていない。これでは、精密な印圧制御はできない。
【００３１】
スキージ左右のアンバランス調整を行う特許として、特許第２９３２６６０号、特開平０５−１９３１０５、特開２０００−３５１１９５が出願されている。これらは、スキージ中央部に回転支点を設け、スキージの一方側端部がスクリーンへ接触するとモーメントにより、他方側端部が接触するまで押し上げて左右バランスをとるものである。
【００３２】
前記の特許のうち、特開平０５−１９３１０５、特開２０００−３５１１９５では、さらに、スキージ左右にシリンダを配置して、このシリンダを個別制御することが提案されている。この提案は一見効果がありそうに見えるが、一方側のシリンダの押圧変動を他方側でも受けることとなる問題がある。これらの問題は、支点を介して逆動作が起こり、これを２箇所のシリンダで制御することは非常に難しいことである。
【００３３】
例えばスキージの一方側で突起などにより下方からの突き上げを受けると、支点が固定されているため、スキージの他方側はモーメントを受けてスクリーンを押し付ける結果となる。逆に、スキージの一方側でへこみにより下方へ落ち込むと、スキージの他方側はモーメントを受けてスクリーンへの押し付け力を弱める結果となる。もし、これらのことが起こらないのであれば、支点やスキージ延いては装置全体に過大な応力が加わることとなり、変形による精度不良や寿命の問題が発生する。
【００３４】
また、前記の特開平０５−１９３１０５、特開２０００−３５１１９５では空圧回路がまったく示されておらず印圧の制御方法も示されていない。単なるシリンダ機構だけでは、圧力変動や、回路抵抗などがあり、精密な印圧制御は不可能であり、衝撃力も吸収できない。
【００３５】
そして、特開平０５−１９３１０５、特開２０００−３５１１９５、特許第２９３２６６０号では、支点ロックによる制御不能の問題がある。スキージ左右の印圧アンバランス回避のために図２５に示すような回転支点２００が備えてある。支点２００は静止時には、スキージ１長手方向に問題なく回転可能である。しかし、印刷動作時には、図２５に示すように、スキージ１とスクリーン２６との摩擦力２０１と長さLのアームにより、回転支点２００へ、印刷方向へのモーメント２０２が加わり、支点を構成する支持板部分にかじりや、摩擦力の増大２０３が発生し支点２００をロックさせることとなる。
【００３６】
このことによりスキージ長手方向への回転を阻害してしまうため、印圧アンバランス制御不能となる。さらに、特開平０５−１９３１０５、特開２０００−３５１１９５では、２個のシリンダを用いているため、中央と左右にも左右回転可能なように支点を設けなければならず、支点ロックの問題はさらに深刻となる。
【００３７】
したがって、これまでに開示された方式では、いずれの方法でも、最適な印圧制御を行うことはできない。特に大きな問題は、印刷動作時に印圧アンバランス制御を行うことがまったくできないことである。印刷動作時には、基板厚さばらつき、基板傾き、スクリーン取り付け精度ばらつき、スキージ取り付け精度ばらつき、印刷機ベース加工ばらつきなど多くのばらつき要因が印圧変動を引き起こす訳である。印刷動作時の印圧アンバランス制御ができないということは、スクリーン印刷機としての基本的な性能を確保することすらできない致命的な問題を抱えているということである。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、スクリーン印刷を成功させるためには、ペーストをスクリーン上に精密に供給し、そのペーストをパターン孔へ精密に充填させ、パターン孔内のペーストを被印刷体へ正確に転写させることが必要であり、そのためには、均一で最適な量を制御できるペースト供給機構、適切な印圧を印加でき、均一で最適な量を充填できるペースト充填機構および確実な版離れができる版離れ機構が必要である。これまでの方法では、ペースト供給、印圧制御、版離れのいずれも満足できるものはなく、これらすべてを同時に、満足できる印刷機を実現しなければならない。
【００３９】
これまでのペースト供給および充填方法では、ペースト押し込み力が弱いか強すぎるかのどちらかで、精密にペーストを供給し精密に充填を制御できることはできなかった。低速、低密度、低品質の印刷しか行えなかった。また、大量のペーストを使用し、ランニングコスト増大、特性劣化、清掃作業時間増大、装置性能劣化などの問題が多発していた。
【００４０】
また、これまでの印刷機では、ペースト供給および充填工程に重点がおかれ、転写、版離れ工程を最適化したものは見当たらない。印刷の最終段階まで印刷品質を追求することが必要である。オフコンタクト印刷では版離れはしやすいが完全ではなく膜厚ばらつきが発生しスクリーンへのダメージも大きい。オンコンタクト印刷では中央部の版離れ不良で大きな膜厚ばらつきが発生する。
【００４１】
印圧は、ペースト充填工程においても、版離れ工程においても、方法に係らず影響を与える重要な項目である。しかし、これまでの印刷機では、以下の３点の理由で印圧の最適化制御を行うことはできなかった。第一にスキージ端部８５の接触によりスクリーン２６が皿状に変形し、スキージ１、スクリーン２６、被印刷体２７間それぞれの接触状態を均一化できないこと。第ニにシリンダ、モーターなどの駆動機構および空圧回路、制御方法が不備なために最適な印圧を印加できないこと。第三に印刷時のスキージ摩擦により支点がロックされ、左右方向の印圧アンバランス制御が不能となることである。
【００４２】
本発明は、上記問題点に鑑み、均一で最適な量を供給できるペースト供給機構、適切な印圧を印加して均一で最適な量を充填できるペースト充填機構および確実な版離れができる版離れ機構を備え、少ないペースト量で高精度な印刷を行うことができるスクリーン印刷機を提供するものであり、特に、スクリーンの変形により被印刷体との密着を得られにくい場合や、衝撃的な印圧変動を生ずるなどの条件下においても、均一な低印圧状態を保持可能なスキ―ジを備えるスクリーン印刷機を提供するものである。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、パターン孔が形成されたスクリーン上にペーストを載せ、印圧を印加して前記スクリーンに接触させたスキージの移動により前記ペーストを前記パターン孔へ充填し、このパターン孔へ充填したペーストを被印刷体へ転写する方式のスクリーン印刷機において、
シリンダと、印刷方向回転支点と、この印刷方向回転支点に対する力点と、前記印刷方向回転支点に対する作用点を備え、
前記シリンダと、前記印刷方向回転支点に対する力点を連結し、
前記印刷方向回転支点に対する作用点にスキージを取り付け、
前記シリンダの圧力は、
下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力により制御し、
このシリンダの圧力を、前記印刷方向回転支点に対する力点に加え、
前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージに印圧として加え、
印刷走行により発生する印圧変動は、
前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージから、印刷方向の回転の変動量を、
前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、圧力変動として伝え、
前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力となるように制御することによって、
印圧を制御することを特徴とする。
【００４４】
そして、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転する左右方向回転支点を備え、
この左右方向回転支点の下部に、前記印刷方向回転支点を連結し、前記印刷方向回転支点を、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転可能とし、前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージを、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転可能とし、前記シリンダの圧力は、前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力により制御し、前記シリンダの圧力を、前記印刷方向回転支点に対する力点に加え、前記印刷方向回転支点および前記左右方向回転支点を介して、印刷方向の回転と、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の回転を連動して、前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージに、印圧として加え、印刷走行により発生する印圧変動は、前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージから、印刷方向の回転の変動量を、前記印刷方向回転支点を介して、前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、印刷方向の圧力変動として伝えることおよび、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の回転の変動量を、前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージが、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転するとき、前記印刷方向回転支点も同時に、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転し、前記印刷方向回転支点の位置が変動することにより、前記印刷方向回転支点に対する力点の位置が変動し、前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の圧力変動として伝え、前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力となるように制御することによって、印圧を制御することを特徴とする。
【００４５】
そして、前記印刷方向回転支点に対する作用点に、プーリーに巻き回したベルトをスキージとして取り付け、
このプーリーに巻き回したベルトによるスキージを逆ハの字型となるように対向させ、
スクリーン上に配置し、
この対向させたプーリーに巻き回したベルトによるスキージの逆ハの字型の狭めた側をペースト供給口（４４）として構成して、このペースト供給口（４４）からペーストを供給可能な構造とし、
ペーストの搬送と充填を行うことが可能な構成とし
たことを特徴とする。
【００４６】
そして、前記スクリーンの印刷方向側の面と、前記スキージのペースト搬送面（１ｄ）との成す角度を、９０度を超え１８０度までの間に設定し、
前記スキージの印刷方向前方に、プーリーに巻き回したベルトを、接触または近接配置して、前記スキージと前記プーリーに巻き回したベルトと前記スクリーンとの間にペースト溜めを形成し、
前記プーリーに巻き回したベルトの走行により発生するペーストを押す力と、スキージの移動により発生するペーストを押す力とを前記ペースト溜めで合成してスクリーンパターン孔へ押し込む力を発生させることを特徴とする。
【００４７】
そして、前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージまたは、
前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたプーリーに巻き回したベルトの、少なくともスクリーンとの接触部を、
ＪＩＳ−Ａ硬度１〜５０°、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料の内部層と、ＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料の外部層の２層以上で構成したことを特徴とする。
【００４８】
【実施例】
本発明の実施例を、図面を参照して説明する。本発明の請求項１第１の実施例を図１、図２、図３に示す。図１は本発明のスキージ印圧最適化機構を示す一部断面側面図、図２は図１の一部断面平面図、図３は図１、図２を制御する空圧回路である。
【００４９】
本発明の請求項１第１の実施例を説明する。図１、図2において、１はスキージ、２はスキージ取り付け板、３は印刷方向回転支点、３ａは印刷方向回転軸、４は左右回転支点、５は支点取り付け板、６はシリンダジョイント、６ａは印刷方向回転力点、６ｂは左右方向回転部シリンダジョイント、６ｃはスキージ重量キャンセル用カウンターバランス、７は低摩擦シリンダ、７ａはシリンダシャフト、８は固定板、２６はスクリーン、２７は被印刷体、２８はペーストである。
【００５０】
図３において、９は電空レギュレータ、１０は精密減圧弁、１１は上昇シリンダ室、１２は下降シリンダ室、１３は空圧源、１４はエアフィルタ、ミストセパレータ、１４ａは５μｍ以下のエアフィルタ、１４ｂは０．３μｍ以下のミストセパレータ、１４ｃは０．０１μｍ以下のミストセパレータである。
【００５１】
本発明の構成を説明する。図１、図２において、低摩擦シリンダ７、支点取り付け板５は、固定板８に固定されて取り付けられ、支点取り付け板５には左右回転支点４が左右方向に回動可能に取り付けられ、左右回転支点４には印刷方向回転軸３ａが取り付けられ、この印刷方向回転軸３ａを介して印刷方向回転支点３が印刷方向に回動可能に取り付けられる。
【００５２】
スキージ取り付け板２は、印刷方向回転支点３に回動可能に取り付けられ、先端にスキージ１を取り付け、他端には左右方向回転部シリンダジョイント６ｂを介して印刷方向回転力点６ａで、低摩擦シリンダ７のシリンダシャフト７ａに連結している。
【００５３】
そして、図３において、低摩擦シリンダ７の一方のシリンダ室１１に電空レギュレータ９を接続し、他方のシリンダ室１２には精密減圧弁１０を接続し、５μｍ以下のエアフィルタ１４ａ、０．３μｍ以下のミストセパレータ１４ｂ、０．０１μｍ以下のミストセパレータ１４ｃを介して、空圧源１３に接続している。
【００５４】
本発明の作用を説明する。本発明の実施例では、大略的に、シリンダ７が上下方向に動作して、スキージ取り付け板２の力点６ａを押し引きし、スキージ１をスクリーン２６へ押し付け印圧を印加する。本発明の実施例では、往復動シリンダ７の上昇動作で、スキージ１をスクリーン２６へ押し付けて印圧を印加する構造となっている。
【００５５】
図１、図２において、低摩擦シリンダ７の上昇動作によって、力点６ａが上昇し、スキージ取り付け板２に取り付けられたスキージ１は、印刷方向回転支点３を中心に回転し、スキージ１の先端がスクリーン２６に接触する方向に回転する。そして、スキージ１長手方向左右端のいずれか一端がスクリーン２６に接触すると、左右回転支点４を中心に回転し、スキージ１のもう一方の端部がスクリーン２６に接触するまで回転しスキージ１全面が接触する。
【００５６】
スキージ１全面が接触したとき、図３において、低摩擦シリンダ７は電空レギュレータ９に設定された値と精密減圧弁１０に設定された値との差圧によって精密に印圧を制御される。低摩擦シリンダ７は図３に示すように、５μｍ以下のエアフィルタ１４ａ、０．３μｍ以下のミストセパレータ１４ｂ、０．０１μｍ以下のミストセパレータ１４ｃを介して、空圧源１３に接続している。これは、ごみによるシリンダ内のかじり防止や、空圧回路内の抵抗削減を行うために設けている。
【００５７】
本発明では、印刷方向回転支点３から印刷方向回転力点６ａまでの距離Ｌ１と印刷方向回転支点３からスキージ１までの距離Ｌ２との関係をＬ１＞Ｌ２の関係とすることにより、梃子の原理で押し付け力を小さくすることができるため、シリンダ７のボア直径を小さくすることができ、圧力変動の影響を小さくでき精密な印圧制御を行うことができる。
【００５８】
空圧アクチュエータの回路では、空気圧の変動が必ずあり、精密な制御を行うためにはシリンダボア直径を小さくしたほうが良い。例えば、圧力精度±０．００１ＭＰａの空気回路にボア直径２８ｍｍと２０ｍｍのシリンダを用いた場合それぞれのシリンダ推力を比較すると２８ｍｍでは±６２ｇ、２０ｍｍでは±３１ｇとボア直径２０ｍｍのほうが、シリンダ推力のばらつきを半分に抑えることができる。作動圧力変動の影響を小さくするために、シリンダボア直径をφ２０以下に設定するのが良い。
【００５９】
また、本発明では、回転により印圧を印加するため、従来の垂直降下方式に比べ、シリンダの動作ストロークを大幅に小さくすることができるため、空気の漏れを小さくすることができ、精密な印圧制御を行うことができる。
【００６０】
シリンダ７には低摩擦シリンダを用いることにより、さらに、精密に印圧を制御することができる。そして、圧力損失を小さくするために、空圧回路には、電磁弁や、シャトル弁などは使わずに、直接、電空レギュレータ９と、精密減圧弁１０を接続することが良い。配管の直径は可能な限り大きくし、短くした方が良い。低摩擦シリンダは例えばＳＭＣ（株）の商品名ＭＱＱ型、電空レギュレータとしては同じくＳＭＣ（株）の商品名ＩＴＶ型、精密減圧弁としてはＳＭＣ（株）の商品名ＩＲ型を用いることができる。
【００６１】
また、印刷方向回転力点６ａ側にスキージ１の重量をキャンセルするカウンターバランス６ｃを取り付けることにより、シリンダ７側でスキージ１の重量を考慮しなくても済むため、印圧変動のみを制御できるためにより精密な印圧制御を行うことができる。
【００６２】
さらに、本発明では、印刷方向回転支点３でモーメントを受ける方式のため、スキージ１がスクリーン２６上を接触しながら移動するとき、摩擦力によりスキージ１にモーメントが加わっても、支点３、力点６ａによって、応力集中を回避することができる。従来問題となっていたかじりなどによるロックを防止でき、精密な印圧制御を行うことができる。
【００６３】
本発明の他の実施形態を図４に示す。１ａはスキージ裏面接触部、１ｂはスクリーンとスキージの成す角度、１ｃはペースト押し込み面、１ｄはペースト搬送面である。この実施形態では、スキージ１を印刷方向側のスクリーン２６との成す角度１ｂを９０度以上、好ましくは１２０度以上として配置する。その他の構成、動作は、図１〜図３と同様である。
【００６４】
図４の構成は従来実現できなかった方法である。従来ではスキージのエッジを鋭利に研磨し、高い印圧を印加して印刷を行っていたため、スキージ１の後ろエッジによる、ひっかかり振動が発生するため実現が不可能であった。本発明では、図３で示した制御回路により、スキージ１全体に均一な、低い印圧を印加できるため実現可能となった。
【００６５】
図４の構成とすることにより、ペースト搬送面１ｄとその下部にペースト押し込み面１ｃを形成することができる。ペースト搬送面１ｄでローリングにより弱く、静かにペースト充填を行った後、ペースト押し込み面１ｃで続けてペースト押し込みを行う。従来からのローリングのみの印刷よりもペースト押し込み力を強化できるため、高密度パターンや、深いパターンへも対応できる。
【００６６】
また、シリンダ７で印圧を制御して、ペースト押し込み面１ｃを印刷方向に微少量移動させるまたは振動させることにより、ペーストの押し込み力を精密に制御できる。このとき、図４全体を上下動作させる図示しないアクチュエータを取り付けることによりギャップを制御できる。シリンダ７は、図３の空圧回路で制御するため、ストローク０．１ｍｍ、振動数５０Ｈｚ程度で応答させることができる。
【００６７】
次に、図４の構成でスクリーン２６との成す角度１ｂを１２０度前後とすることにより、スキージ１をたわみやすくすることと裏面１ａでスクリーンと広く接触させることができ、従来、局部的に高くなっていたスキージ端部の過大印圧を回避でき、端部と中央部の印圧の差を無くすことができるため、高品質印刷を行うことができるようになる。
【００６８】
従来例の図１８に示したようなスクリーン２６の３次元的な大きな変形であってもスクリーン２６へ加わる局部的な過大印圧を回避することができるようになる。このことにより、スクリーン２６へのダメージを小さくすることができ延命を図ることが出来る。
【００６９】
さらに、図４の構成とすることにより、印刷時に発生するスキージ１とスクリーン２６の摩擦力を、印圧を強化、保持する方向に作用させることができるため印圧を安定的に印加することができる。従来では、印刷時に発生するスキージ１とスクリーン２６の摩擦力は、印圧を開放する方向へ働いていたが、本発明では、印圧印加方向と摩擦力を一致させることができ、過大印圧は裏面１ａで受けることにより回避することができる。このことにより、印圧変動を効果的に抑制できる。
【００７０】
本発明の説明をわかりやすくするため、請求項５の説明を他の請求項より先に行う。請求項５の第１の実施例を図５、図６に示す。図５は一部断面正面図、図６は図５のＡ−Ａ‘、Ｂ−Ｂ’断面図であり、２１は柔軟スキージ、２２は芯材料、２３は軟質層、２４は硬質層、２５はスクリーンとスキージの接触部、２６はスクリーン、２７は被印刷体、２８はペーストである。
【００７１】
請求項５の実施例である柔軟スキージ２１を図５、図６により説明する。図５、図６では、内部層として軟質のＪＩＳ−Ａ硬度１〜５０°、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料で構成し、外部層として硬質のＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料で構成する。
【００７２】
柔軟スキージ２１を２層以上で構成し、内部の軟質層２３で変形を受け持ち、スキージ２１の変形を大きくしてスクリーン２６側の変形を抑え、印圧を均一化する。特に、従来、局部的に高くなっていたスキージ端部２５の印圧を、スキージ２１を変形させることにより圧力分散させ、過大印圧を回避する。外部の硬質層２４では、スクリーン２６のパターン孔への食い込みなどの局部的な変形を抑えることと磨耗の削減を受け持ち、印刷品質の低下を防止するとともに、ランニングコストの増加を防ぐ。
【００７３】
軟質層２３のＪＩＳ−Ａ硬度1〜５０°、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料は、通常の硬度だけでなく、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下の条件を備えていることが必要であり、例えば、株式会社ジェルテックの商品名αGELや、十川ゴムの商品名NSE−３５、４５、５０などを用いることができる。厚さは、好ましくは３ｍｍ以上とするのが良い。
【００７４】
硬質層２４のＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料は、ステンレスベルト、スチールベルト、プラスチックベルト、合成紙を用いることが出来る。厚さは、０．０５〜０．５ｍｍとするのが良い。
【００７５】
上記の構成により、図５に示すように、Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’断面形状をほぼ同一とすることが出来、スキージギャップ８０、スクリーンギャップ９０をなくすことができると同時に、パターン孔への食い込みなどの変形１０１を抑えることが出来、高品質印刷を行うことができる。皿状に変形したスクリーン２６は、スキージ２１の移動位置によって接触面積が異なるため印圧は時々刻々変化する。このようなスクリーン変形に対しても、スキージが変形し、圧力分散して、均一な印圧を印加できる。
【００７６】
本説明では、スキージ２１を２層構造としたが、硬度の異なる層を重ね合わせて、３層構造、４層構造としても良い。３層構造、４層構造とする場合には、最深部にαＧＥＬ（商品名）などの反発弾性率２５℃で１０％以下、圧縮永久ひずみ１０％以下のものを用い、外側に低反発フォームや低反発ゴムなどの変形の大きいものを用いる。最外部には、硬度の高く薄い肉厚の表面層により構成する。最外部層は、紙などのほうが薄く出来るため、エッジを鋭利にすることが出来る。
【００７７】
本発明の他の実施形態を図７に示す。２８ａは充填ペースト、３０はベルト、プーリー機構、３１はペースト溜め、３２は圧力印加装置、３３はスカートである。他は同様の番号を付して示す。図７では、スキージ１または２１の印刷方向前方部にベルト、プーリー機構３０によるペースト搬送機構を接近して配置し、スキージ１または２１の印刷方向後方部へ圧力印加装置３２を配置したことを特徴とする。
【００７８】
この圧力印加装置３２にはスクリーン２６との接触部にスカート３３を設けたことを特徴とする。尚、図７はスクリーン２６の印刷方向側の面と、スキージ１または２１のペースト押し出し面との成す角度を６０度前後の場合を示している。
【００７９】
図７の作用は、スキージ１または２１の印刷方向前方部に配置したベルト、プーリー機構３０によりペースト２８を搬送し、スキージ１または２１との間にペースト溜め３１を形成し、ベルト、プーリー機構３０の回転速度、回転方向とスキージ１または２１の移動による押し込み力によって、最適な押し込み力に調整して、ペーストをスクリーン２６へ押し込み、ペースト２８ａの充填を行う。
【００８０】
本発明の印刷法では、ペーストの充填と版離れを同時に自動的に行うことができる。スキージ１または２１は、スクリーン２６を被印刷体２７に押し付けることにより、スキージ押し付け部の前後をわずかに隙間を空ける。このスキージ押し付け部の前部の隙間で気泡を排除しながらペーストの充填を行う。そして、スキージ押し付け部後部の隙間で自動的に版離れが行われる。
【００８１】
特に、請求項１の印圧の最適化の効果と合わせて、スキージ全面に渡ってスクリーンとの密着度を向上できるため、ペースト溜め３１で密閉空間を形成できスキージ後方へ漏らすことなくペーストを充填できる。また、わずかな隙間をスキージ前後に全面に渡って均一に空けることができるため、ペースト充填時と転写時に効果的に気泡の排除を行え、高品質印刷を行うことができる。気泡を排除するための隙間は１０μｍでも良いので、スキージ１または２１をスクリーン２６へ押し付けるだけでスクリーンが変形し自動的に形成される。高品質印刷を行うことができる。
【００８２】
そして、スキージ１または２１の印刷方向後方部へ配置した圧力印加装置３２により、充填直後のスクリーン２６に充填されたペースト２８ａに、流体圧力を印加することにより押し出し、ペースト２８ａを被印刷体２７へ転写させる。前述したスキージ押し付け部の後に設けた隙間で自動的に版離れが行われるタイミングで流体圧力を印加することにより、気泡を発生させること無く確実にペースト２８ａを被印刷体２７へ転写させることができる。
【００８３】
圧力印加装置３２は、スキージ１または２１を覆うように構成し、先端にスカート３３を設けている。スカート３３は、圧力印加装置３２に印加された流体圧力の変動を調整して均一な圧力をスクリーン内のペースト２８ａへ印加することを目的とする。圧力均一化はホバークラフトの原理と同様で、強い圧力が加わったときは、スカート３３を変形させて外部へ逃がすことにより行う。スカート３３の材料は、ゴムや布、合成紙などを用いることが出来る。
【００８４】
図７では、ベルト、プーリー機構３０は、スクリーン２６と非接触に、平行に配置しているが、ペースト溜め３１を形成できる構成であればスクリーン２６に対して接触していても、傾斜していても本発明と同様な効果を得ることができる。
【００８５】
本発明の他の実施形態を図８に示す。４８はペースト貯留槽、５３はペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構である。図８では図７で示したスキージ１または２１の角度を１００度前後に変更し、ペースト貯留槽４８にペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３を設けた場合の例を示す。その他の構成は図７と同様である。
【００８６】
図８ではスキージ１または２１の角度を９０度以上に大きく変更したことによりペースト溜め３１の体積を小さくでき、従来に比べて大幅に少ないペーストで印刷を行うことができる特徴をもつ。
【００８７】
また、図８の構成では、図４に示す実施例で説明したと同様、ペースト押し込み面２１ｃでペースト押し込みを行い、ペースト押し込み力を強化できるとともに、シリンダ７で印圧を制御して、ペースト押し込み面２１ｃを印刷方向に微少量移動させる、または振動させることにより、ペーストの押し込み力をさらに強化できる。
【００８８】
また、図８では、ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３と可動型攪拌・ベルトプーリー機構６０を設けている。ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３、６０は、ペースト貯留槽４８の側壁へ配置して、付着、残留しやすいペーストを強制的にスクリーン方向へ搬送することと、ペーストを強制的に攪拌を行い、印刷中のペーストの硬化を防ぎ、粘度制御を行うことを目的としている。
【００８９】
ペースト貯留槽４８に、温度センサー７６とペルチェ素子などによる加熱冷却装置７５を設けることにより、さらに、精密なペースト粘度制御を行うことができる。可動型攪拌・ベルトプーリー機構６０はペーストの残量に応じて下方へ移動可能に構成することができる。
【００９０】
また、ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３をペースト溜め３１の近傍に配置することにより、ベルト、プーリー機構３０との相乗効果でより精密なペースト搬送を行うことができ、高精度印刷を行うことができる。ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３は他の実施例でも応用できる。
【００９１】
本発明の他の実施形態を図９に示す。３４はスキージスカート取付板、３５は圧力印加装置、３６はスカート、３９は吸引装置である。図９では、スキージスカート取付板３４へ、スキージ２１と圧力印加装置３５、スカート３６を一体的に取り付け、スキージ取り付け板２へ嵌め込み取り付けた構造としたものである。そして、図９では、圧力印加装置３５の後ろ側へ吸引装置３９を取り付けた構造としている。
【００９２】
図９では、スカート３６をスキージ２１と同じ構成とし、スクリーン２６との接触性を改善し流体圧力を効果的に印加できるようにする。そして、スキージスカート取り付け板３４のスキージ取り付け板２への着脱を短時間に行うことができるようにする。スキージスカート取り付け板３４は厚さ０．２ｍｍ程度の薄板のステンレス板やスチール板を図９の形状に折り曲げて用いることにより、全体構成を小型化することができる。
【００９３】
また、図９では、圧力印加装置３５の後ろ側へ吸引装置３９を取り付けた構造としている。圧力印加装置３５からの圧力をペーストを押す圧力とした後、余分な圧力がそれ以上ペーストを押さないように圧力を逃す役目を果たす。吸引装置３９は、印刷後の残留ペーストの清掃にも使用できる。
【００９４】
スキージスカート取り付け板３４のスキージ取り付け板２への取り付け構造は、ばね挟み込み、テーパー、嵌め込み、マグネットキャッチ、ボールキャッチ、真空吸着、引掛け金具、回転クランプ、トグルクランプ、蝶ネジ締めなどの方法でワンタッチ着脱の構成とすることができる。
【００９５】
本発明の他の実施形態を図１０に示す。３７はスキージスカート一体化ブロック、３８は圧力印加装置、３８ａは圧力流体投入口、３８ｂは圧力流体通路、３９は吸引装置である。図１０では、図９をさらに進めて、スキージスカート一体化ブロック３７を用いてスキージ２１とスカート３６を一体構造とし、スキージ２１とスカート３６で挟んで圧力印加部３８を形成させている。
【００９６】
図１０では、圧力流体を、圧力流体投入口３８ａより、スキージ２１へ衝突させて圧力流体通路３８ｂへと投入しているため、強圧を柔軟スキージ２１で一旦受け止めることができ、圧力変動を効果的に抑制でき、ペースト安定して押し出し転写を行うことができる。そして、図９同様に、圧力印加装置３８の後ろ側へ吸引装置３９を取り付けた構造としているため、効果的にペーストに圧力を印加でき転写効率を高めることができる。
【００９７】
スキージスカート一体化ブロック３７を、厚さ０．２ｍｍ程度の薄板のステンレス板やスチール板で、図１０の形状を折り曲げ構造で構成することにより全体構成を小型化できる。図１０でも図９同様の方法でワンタッチ着脱の構成とすることができる。
【００９８】
本発明の他の実施形態を図１１に示す。４０はベルト、プーリー機構、４１はペースト溜め、４２は圧力印加装置、４３はスカート、４８はペースト貯留槽、５３はペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構である。他は同様の番号を付して示す。
【００９９】
図１１の実施例では、ペースト貯留槽４８下部に逆ハの字型に配置したベルト、プーリー機構４０によるペースト搬送機構を設け、スリット状のペースト供給口４４を設けている。そして、前記プーリー機構４０の印刷方向後方部に、スキージとスカート付圧力印加装置を配置したことを特徴とする。ペースト貯留槽４８の側壁には、ベルト、プーリー機構４０に連結するペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３を設けている。
【０１００】
図１１の作用は、ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３により、ペースト貯留槽４８の側壁のペーストを強制的にスクリーン方向へ搬送し、ペースト貯留槽４８の下部に配置した逆ハの字型にベルト、プーリー機構４０で絞り込み、供給量を制御してスリット状のペースト供給口４４よりスクリーン２６上へペースト供給を行う。
【０１０１】
そして、ベルト、プーリー機構４０とスキージ１または２１によりペースト溜め４１を形成し、ベルト、プーリー機構４０の回転力とスキージ１または２１の移動による押し込み力の２者を最適な押し込み力に調整してスクリーン２６へ押し込み、ペースト２８ａを形成する。
【０１０２】
図１１では、特に、ベルト、プーリー機構４０により、スリット状のペースト供給口４４を形成しているため、スクリーンパターン孔へ被せることなく、狭い面積に選択的に充填できるため、ペースト押し込み圧を最適化でき、精密な印刷を行うことができる。
【０１０３】
図１１では、ペースト溜め４１とペースト供給口４４の２箇所でペースト充填を行うことができるようにしている。このことにより、両者のペースト押し込み力を調整して、深さの深い配線パターンにおいても、過不足なく充填を行うことができる。
【０１０４】
そして、図１１では、図４、図８で説明したペースト押し込み面２１ｃの微少量振動制御を行うことができ、ベルトプーリー機構４０の回転速度、回転方向制御と組み合わせることにより、これまでにない精密な充填制御を行うことが可能となる。
【０１０５】
また、図１１でも、図８同様、ペースト搬送・攪拌ベルト、プーリー機構５３を設けたことにより、ペースト貯留槽４８の側壁へのペースト付着を防止できることと、ペーストを強制的に攪拌を行い粘度制御を行うことができ、ペースト貯留槽４８に、温度センサー７６とペルチェ素子などによる加熱冷却装置７５を設けることにより、精密なペースト粘度制御を行うことができる。
【０１０６】
また、図１１でも、印刷方向側のスクリーン２６との成す角度を１２０度前後としたことにより、図４、図８で説明したのと同様に、スキージ１または２１をたわみやすくすることができ、印圧に応じてスキージ１または２１の変形を調整して、スクリーン２６への印圧を均一化する効果を得られる。
【０１０７】
また、図７〜図１０同様、充填と版離れを同時に行うことができるとともに、均一印圧を印加することでペーストを後方へ漏らすことなく確実にペースト充填を行うことができ、圧力印加装置４２から流体圧力を漏らすことなくペースト２８ａへ印加することができ、転写効率を格段に向上させることができる。図１１でも、圧力印加装置４２の構造は、図９、図１０で示した一体構造とすることができ、効果的に圧力を印加することができる。
【０１０８】
図１１では、ペースト貯留槽４８下部に逆ハの字型に配置したベルト、プーリー機構４０によるペースト搬送機構を設けたため、ペースト貯留槽下部の壁面抵抗が無くなり、貯留槽下部のペーストを残らず連続的に安定して搬送でき、また、ペースト供給口４４を形成するため、供給量制御しやすく正確な量のペーストを供給することができ高精度印刷を行うことができる。残留ペーストによる無駄も無くなる。また、ペースト搬送ベルトプーリー機構５３を図１１の点線で示すように、下端を支点として回転可能として可動型攪拌ベルトプーリー機構６０と兼用することもでき、さらに、ペースト搬送の容易化と粘度の最適化を行うことができる。
【０１０９】
図７〜図１１では、紙面右から左へ印刷を完了後、左側のスキージをスクリーンへ接触させ、紙面左から右への印刷を行うことができる。また、ベルトの逆転、正転を組み合わせることにより、印刷後のペーストの回収も行うことができる。また、図９、図１０で説明した吸引装置３９をペースト回収時に動作させることにより、清掃作業をより確実に行うことができる。
【０１１０】
本発明の他の実施形態を図１２に示す。この実施形態は、図１１に示したスキージ１または２１を、ベルトプーリー機構スキージ５０に置き換え、ベルト、プーリー機構４０とベルトプーリー機構スキージ５０により、ペースト溜め４１を形成し、印刷を行うことを特徴とする。
【０１１１】
図１２では、ペースト溜め４１とペースト供給口４４の２箇所でペースト充填を行うことができるため、両者を調整することにより、深さの深い配線パターンにおいても、過不足なく充填を行うことができる。特に、ベルト、プーリー機構４０とベルトプーリー機構スキージ５０でペースト溜め４１を構成しているため、両者の回転方向、回転速度を組み合わせて調整しながらペースト充填を行うことができ、組み合わせで多くの制御パターンを構成でき、より精密なペースト充填を行うことができる。
【０１１２】
例えば、ベルトプーリー機構スキージ５０の回転方向をベルトプーリー機構４０と異ならせることによりペースト量を抑制した薄膜印刷ができる。逆に、同方向に回転させることによりペースト充填力を高めることができる。
【０１１３】
図１２においても、図１１のスキージ同様に、ベルトプーリー機構スキージ５０を印刷方向に微少量振動させ、先端プーリー５１で微妙なペースト充填を行うことができる。前述のベルト、プーリー機構４０とベルトプーリー機構スキージ５０両者の回転方向、回転速度を組み合わせることにより、多くのバリエーションで、精密なペースト充填制御を行うことができる。
【０１１４】
本発明の他の実施形態を図１３により説明する。４５はペースト搬送のためのベルトプーリー機構、４６は薄層形成部、４７は下端プーリーである。この実施形態は、図１３に示す逆ハの字型の設定に替えて、１つのベルト、プーリー機構４５を設けて、薄層形成部４６を通してペースト供給を行い、ベルトプーリー機構スキージ５０とともに、ペースト溜め４１を形成して印刷を行う事を特徴とする。
【０１１５】
これまでの実施例との違いは、薄層形成部４６で、ペースト２８を薄膜化できることおよび下端プーリー４７を回転させてペースト押し込みをできることである。薄層形成部４６は、ベルトプーリー機構スキージ５０とベルト、プーリー機構４５で構成するため、これまでの実施例より薄層形成部を長くでき、微小量のペーストを安定的に確実に供給することができる。下端プーリー４７で先行してペースト押し込みを行い、その後、ペースト溜め４１で締め固めを行う。
【０１１６】
本発明の他の実施形態を図１４に示す。５０はベルト、プーリー機構スキージ、５１は先端プーリーである。本実施形態では、図１１で示したベルト、プーリー機構４０を削除し、スキージ１または２１を、ベルト、プーリー機構スキージ５０で置き換えた構造として、ペースト供給と充填を同時に行うことを特徴としている。
【０１１７】
図１４の作用は、ベルト、プーリー機構スキージ５０によりペースト供給を行い、ペースト供給口４４で、同時にベルト、プーリー機構スキージ５０の回転と移動による力の合成またはいずれか一方の力を調整して充填を行う。
【０１１８】
これまでの実施例との印刷品質制御における違いは、ペースト供給口４４の幅を自動的に調整することにより、ペースト供給を極小から極大まで精密に制御できることと、先端プーリー５１を印刷方向に微少量振動させペーストの押し込み力を制御できることを同時に行うことができることである。ベルトプーリー機構スキージ５０の回転速度、回転方向、スクリーン２６とのギャップの調整との組み合わせにより、ペースト供給を精密に制御できる。
【０１１９】
ペースト供給口４４の幅を自動的に調整する方法は、シリンダ７でベルト、プーリー機構スキージ５０を上下動作させることにより行うことができる。スクリーン２６とのギャップは本発明のスキージヘッド全体を上下させれば行うことができる。
【０１２０】
また、図１４においても、前記ベルト、プーリー機構スキージ５０の後方部へ、スカート４３を取り付けた圧力印加装置４２を配置することにより、転写効率を格段に向上させることができる。
【０１２１】
図１４と次に述べる図１５では、ペースト貯留槽４８内のペーストの重量をベルト、プーリー機構スキージ５０で直接受けるため、図３の電空レギュレータ９で圧力を読み取ることによりペースト２８の残量検知に使用することができる。また、部品点数を削減でき低価格化できるメリットがある。
【０１２２】
本発明の他の実施形態を図１５に示す。５４はベルト、プーリー機構スキージ、５５は駆動プーリー、５６はバックアッププーリー、５７は先端プーリーである。図１５では先端プーリー５７を小径化することによりナイフエッジ構成としている。
【０１２３】
従来方法では小径プーリーによるナイフエッジ化は困難であった。通常、ナイフエッジは回転しないため摩擦でベルトの回転が悪くなる問題があり、また、プーリーを直径５ｍｍ程度に小径化すると長手方向でベルトのテンションに耐えられずに変形してしまう問題があった。本発明では、先端プーリー５７の手前にバックアッププーリー５６を介して駆動プーリー５５へ接触させて回転力を伝えているため、先端プーリー５７を小径化しても変形しない。
【０１２４】
本発明では、先端プーリー５７を小径化しているため、ペースト供給口４４とそれに連なるペースト溜めの体積を最小にできるため、最少のペーストで印刷を行うことができる。図１４の実施例の印刷方法と組み合わせて精密印刷を行うことができ、ペースト劣化防止、ランニングコスト削減を行うことができる。特に、図１５では、先端プーリー５７を小径化しているため、スクリーン２６上の充填直前のペーストへ、直接、先端プーリー５７の回転力により押し込み力を印加するため精密なペースト充填を行うことができる。
【０１２５】
本発明のスキージ１または２１、ベルト、プーリー機構スキージ５０、ベルト、プーリー機構３０、４５のスクリーン２６との近接部のプーリーをナイフエッジ構成とすることにより、スリットによる高精密印刷が可能となる。
【０１２６】
本発明の他の実施形態を図１６に示す。４９はペースト搬送ベルトプーリー機構、５２は先端プーリー、５８はペースト搬送駆動プーリー、５９はペースト搬送バックアッププーリーである。図１６では、図７に示したスキージ１または２１に替えてベルトプーリー機構スキージ５０を配置し、ペースト搬送用のベルトプーリー機構３０を、ナイフエッジ型のベルトプーリー機構としたものである。
【０１２７】
図１６では、先端プーリー５２を小径化しているため、ペースト溜め３１の体積を最小にでき、最少のペーストで印刷を行うことができる。特に、図１６では、先端プーリー５２を小径化しているため、スクリーン２６上の充填直前のペーストへ、直接、先端プーリー５２の回転力により押し込み力を印加するため精密なペースト充填を行うことができる。
【０１２８】
また、薄層形成部４６を形成できること、ペースト搬送攪拌用のベルトプーリー機構５３をベルトプーリー機構スキージ５０に近接して配置して、ベルトプーリー機構３者のベルト回転方向、速度を制御できることにより精密なペースト充填制御を行うことができる。図７の実施例で説明した印刷方法と組み合わせて精密印刷を行うことができ、ペースト劣化防止、ランニングコスト削減を行うことができる。
【０１２９】
ナイフエッジ構造は、図１５と同様な考え方で構成している。先端プーリー５２の手前にバックアッププーリー５９を介して駆動プーリー５８へ接触させて回転力を伝えているため先端プーリー５２を小径化しても変形しない。尚、このペースト搬送ベルトプーリー機構４９は、図７、図８、図９、図１０で示したベルトプーリー機構３０に置き換えて使用できることは言うまでもない。
【０１３０】
図１２〜図１６に示す先端プーリー５１、５７をＪＩＳ−Ａ硬度１〜５０°、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料の内部層と、ＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料の外部層で構成することにより、スクリーン２６の複雑な変形に対応することが出来、高品質印刷を行うことができる。
【０１３１】
また、図１２〜図１６においても、これまでと同様、前記ベルト、プーリー機構スキージ５０、５４の後方部へ圧力印加装置４２を配置し、この圧力印加装置４２のスクリーン２６との接触部にスカート４３を設けることにより、被印刷体２７への転写を高い精度で行うことが出来る。
【０１３２】
また、図１２〜図１６においても、紙面右から左へ印刷を完了後、左側のスキージをスクリーンへ接触させ、紙面左から右への印刷を行うことができる。また、ベルトを逆転させることにより、従来、大変な労力を要していた印刷後のペーストの回収も行うことができる。そして、図９、図１０に示した吸引装置３９を付加することにより確実に清掃作業を行うことができる。
【０１３３】
本発明の他の実施形態を図１７に示す。６１は圧力検知センサー、６２は圧力センサー検出回路、６３はペースト供給制御回路、７１は印圧検出センサー、７２は印圧制御回路である。図１７では、スキージ２１の内部に圧力検知センサー６１を設け、この値に応じてペースト残量を制御することを特徴とする。圧力検知センサー６１は、スキージ２１の軟質層２３または硬質層２４の内部に配置する。
【０１３４】
図１７の作用は、ペースト溜め４１、または、ペースト供給口４４に残留するペーストが押す力を圧力検知センサー６１で検出して、この値に応じて、ペースト供給制御回路６３により、ベルトプーリー機構３０または４０を動作させてペーストの供給量制御を行う。ペースト供給量の制御は、ベルトプーリー機構３０または４０の回転方向、回転速度を調整して行う。
【０１３５】
圧力検知センサー６１は、スキージ２１の軟質層２３または硬質層２４の内部に配置することにより、センサを汚すことがないため誤動作がなくメンテナンスも容易である。また、スキージ２１の長手方向に複数個設けることにより、ペーストの供給量を均一化できる。
【０１３６】
他のペースト残量検知方法としては、図７〜図１６に示すベルトプーリー機構３０、４０、４５、４９、ベルト、プーリー機構スキージ５０、５４、ペースト搬送・攪拌ベルトプーリー機構５３を駆動するモーター電流値の変動を検出することにより行うことができる。ペースト供給量の制御は前述と同様である。
【０１３７】
貯留槽のペースト残量検知方法としては、図１７に示すようにペースト加圧シリンダ６４の押し圧を一定化しておいて、シリンダストロークセンサー６５でストロークを管理すれば残量検知可能である。
【０１３８】
スキージ２１の下部に印圧検知センサー７１を設けることにより実印圧の検知も行うことが出来る。実印圧の値を検出して印圧制御回路７２によりシリンダ７を動作させて印圧の最適化を行う。また、実印圧の値を検出できるため印刷結果と照合して最適な印圧の設定データとすることもできる。印圧検知センサー７１を長手方向に複数個設けることにより長手方向の印圧のアンバランスを制御できる。
【０１３９】
他の実印圧検知方法として、図３に示した電空レギュレータの出力を読むことにより行うことができる。また、図１２〜図１６に示すベルトプーリー機構スキージ５０、５５を駆動するモーター（図示せず、紙面手前または奥側へギヤなどを介して容易に配置可能）の電流値の変動を検出することにより行うことができる。
【０１４０】
本発明の実施例の図７〜図１７に示した印刷機のベルトプーリー機構は、プラスチック製のすべり型のベアリングで構成すると良い。ＩＧＵＳ社のポリマーベアリング商品名イグリデュールを使用できる。薄肉化できプーリー径を小さくできるため、ペースト充填性能を向上できる。また、すべり型であるためペーストの噛み込みを防止でき故障という致命的な問題をなくすことが出来る。また、部品点数の削減、小型、軽量化、低価格化、組立作業の容易化も可能となる。耐薬品性にも優れている。
【０１４１】
本発明の他の実施形態として、図８、図１１〜図１７に示した貯留槽部分とベルトプーリー機構によるペースト供給機構をカートリッジ化し着脱可能とすることによりペーストの補給、保管、清掃、保守を容易に行うことができる。ペースト搬送用のベルトプーリー機構３０、４０、４５、５０、５３、ペースト貯留槽４８をそれぞれ単体で着脱可能とすることもできるし、それぞれを組み合わせて、例えば、ベルトプーリー機構３０、５３と貯留槽４８の組み合わせなどの構成でカートリッジ化し、着脱可能とすることが容易にできる。
【０１４２】
ベルトプーリー機構と駆動アクチュエータとの接続はギヤを用いればワンタッチ接続できる。平行に接続する場合は平歯車を用い、直角に接続する場合にはマイタギヤ、かさ歯車などを用いることができる。カートリッジの着脱は紙面手前から奥へ向かう方向で行えばよい。尚、本発明では、ベルトプーリー機構およびベルトプーリー機構スキージを一方向のみの回転方向で説明しているが、逆転方向も可能であるし、正転、逆転の組み合わせも可能である。
【０１４３】
本発明の実施例の図７〜図１７に示す印刷機は、ペースト貯留槽４８内にペーストの搬送・攪拌を行うことができるベルト、プーリー機構３０、４０、４５、５０、５３を設けている。ペースト貯留槽４８に、温度センサー７６とペルチェ素子などによる加熱冷却装置７５を設けることにより、さらに、精密なペースト粘度制御を行うことができる。ペーストをベルト、プーリー機構で強制的に攪拌を行い、温度センサーでペースト温度を検知し、ペルチェ素子により加熱、冷却を行いペースト温度を一定温度に保持する。印刷中のペーストの硬化を防ぎ、最適な粘度に制御でき、高品質印刷を行うことができる。
【０１４４】
本発明の実施例の図７〜図１７に示す印刷機は、構造的にペースト供給部を中心に密閉構造となっている。窒素などの不活性ガスの注入や、温度、湿度、クリーン度を最適化した流体調整システムより流体を供給することによりペーストの劣化防止を行うことができ、高品質印刷を行うことができる。また、圧力印加装置へ供給する流体も温度、湿度、クリーン度を最適化した流体調整システムより供給することにより、高品質印刷を行うことができる。
【０１４５】
本発明の実施例の図７〜図１７に示す印刷機は、圧力印加装置へ供給する流体を５０〜２００℃前後の温度に上昇させて供給することにより、転写と同時にペーストの予備乾燥を行うことができる。ペースト充填直後の版離れのタイミングで、転写と同時にペーストを加圧して締め固めながら、予備乾燥を行うことができるため、パターンにだれがなく正確な形状で印刷を行うことができる。
【０１４６】
本発明の実施例では、横型印刷機のみ示したが、本発明の実施例の図７〜図１７に示す印刷機は、ペーストをベルト、スキージで内包する構成であるため、被印刷体を縦、傾斜、裏、裏傾斜どの状態でも印刷可能である。
【０１４７】
本発明の実施例では、フラットスクリーンのみ示したが、本発明の実施例の図７〜図１７に示す印刷機は、ベルト、スキージで内包する構成であるため、ロータリースクリーンにおいても使用可能である。
【０１４８】
本発明の実施例では、２００Ｐａ・ｓ以上のペーストで説明を行ってきたが、図７〜図１７に示す印刷機は、ペーストをベルト、スキージで内包する構成であるため、１００Ｐａ・ｓ以下の液状ペーストやパウダー状のものも印刷可能である。
【０１４９】
本発明の請求項１、請求項２によれば、まず、印刷方向へ回転する支点と、スキージの長手方向へ回転する支点を備え、前記スキージの長手方向へ回転する支点の下部に、前記印刷方向へ回転する支点を連結し、前記印刷方向への回転支点に対する作用点にスキージを取り付ける構成としたことにより、スキージ摩擦によるモーメントを、印刷方向へ回転する支点で全面的に受けることができ、従来発生していた左右回転支点でのかじりによるロックがなくなり、印刷時においてもモーメントの影響を受けることなくスキージ左右方向バランスを最適化でき、微細な印圧変動に対応することができ、最適な印圧を印加できるため、ペーストの充填と版離れを最適化することができ、高品質印刷を行うことができる。
【０１５０】
また、本発明によれば、印刷方向への回転支点に対する作用点にスキージを取り付け、印刷方向への回転支点に対する力点に低摩擦シリンダを接続する構造としたため、従来のような上下動作でスキージを押し付ける方式ではないため、シリンダストロークを１／５程度に小さくできるため空気の漏れを抑制でき、印圧を精密に制御できる。
【０１５１】
また、本発明の請求項１、請求項２によれば、梃子の原理によりスキージを押し付ける構造としたため、低いシリンダ圧力で動作させることができるため、シリンダボア直径を小さくでき、圧力変動の影響を最少に抑え、印圧を精密に制御できる。
【０１５２】
また、本発明によれば、前記低摩擦シリンダの一方のシリンダ室に精密減圧弁を接続し、他方のシリンダ室に電空レギュレータを接続したことにより、電空レギュレータと精密減圧弁の差圧で印圧を制御でき、従来のように空圧回路内に、電磁弁やチェック弁などの抵抗材料を配置していないため、精密な印圧制御を行うことができ、最適な印圧を印加できるため、ペーストの充填と版離れを最適化することができ、高品質印刷を行うことができる。
【０１５３】
また、本発明によれば、力点にカウンターバランスを設けることができるため、シリンダの空圧制御を印圧だけに専念することができるため、精密な印圧制御を行うことができる。
【０１５４】
本発明の請求項１〜請求項２によれば、ペースト押し込み面を形成できること、およびペースト押し込み面を印刷方向にストローク０．１ｍｍ、振動数５０Ｈｚ程度で微少量移動させるまたは振動させることにより、ペーストの押し込み力をさらに強化できる。
【０１５５】
また、本発明の請求項１〜請求項４によれば、スクリーンとの成す角度を１２０度前後とすることにより、スキージをたわみやすくすることおよびスキージ裏面でスクリーンと広い面積で接触させることができ、スキージ端部の過大印圧を回避でき、端部と中央部の印圧の差を無くすことができるため、高品質印刷を行うことができるようになる。さらに、スクリーンへのダメージを抑制でき延命を図ることが出来る。
【０１５６】
請求項３によれば、スキージの印刷方向前方部にベルト、プーリー機構によるペースト搬送機構を配置し、ペースト溜めを形成して印刷するため、ベルト、プーリー機構の回転速度、回転方向、スクリーンギャップおよびスキージ移動速度、スキージ印圧の２５通りの組み合わせによりペースト押し込み力を合成でき、少ないペースト量で精密印刷を行うことができる。
【０１５７】
請求項３によれば、スキージの印刷方向後方部へ圧力印加装置を配置し、充填直後のペーストに流体圧力を印加して押し出し、被印刷体へ転写させるため、強い粘着力でスクリーンに付着しているペーストであってもすべて残すことなく転写を行うことができ、高品質印刷を行うことができる。
【０１５８】
請求項３によれば、圧力印加装置の先端にスカートを設けているため、印加された流体圧力の変動を調整して均一な圧力をスクリーン内のペーストへ印加することができ転写動作を確実に行うことができる。
【０１５９】
特に、高密度パターンで用いられる６００Ｐａ・ｓ程度の高粘度ペーストでも確実に転写を行うことができ、ペースト設計の容易化、低価格化を実現でき、印刷技術を革新的に進歩させることができる。
【０１６０】
請求項４によれば、スクリーンの印刷方向側の面と、スキージのペースト押し出し面との成す角度を１００度前後として、ベルトプーリー機構の後方部に配置したため、スキージ角度を小さくできるため、ペースト溜めを小さくでき、非常に少ないペースト量で印刷を行うことができるため、精密な印刷を行うことができる。そして、シリンダで印圧を制御して、ストローク０．１ｍｍ、振動数５０Ｈｚ程度で振動させることにより、ペーストの微妙な押し込み力制御行うこともできる。ペースト溜めでこの動作を行うことにより、ベルトの回転力との組み合わせで精密なペースト押し込み制御を行うことができる。
【０１６１】
本発明によれば、スキージスカート取付板へ、スキージとスカートを一体的に取り付け、スキージスカート取付板をスキージ取り付け板へ嵌め込み取り付けたため、着脱を容易に行うことができる。
【０１６２】
本発明によれば、スキージとスカートを挟んで圧力印加部を形成し、流体をスカートへ衝突させて流入させているため、強圧を柔軟スキージで受けることができ、圧力変動を効果的に抑制でき、安定したペースト転写を行うことができる。また、全体構成を小型化できる。
【０１６３】
請求項３、請求項４によれば、ペースト貯留槽下部に逆ハの字型にベルト、プーリー機構によるペースト搬送機構を設けたため、ペースト貯留槽下部の壁面抵抗が無くなり、貯留槽下部のペーストを残らず連続的に安定して搬送できる。
【０１６４】
そして、請求項３、請求項４によれば、ペースト溜めとペースト供給口の２箇所でペースト充填を行うこと、ペースト供給口幅の調整と、ベルトプーリー機構の回転速度、回転方向、スクリーンとのギャップの調整によりペースト供給制御できること、スキージを振動制御によりペースト供給制御できることにより、多くのバリエーションで充填制御を行うことができるため、極少量から極大量まで精密にペースト押し込み力を調整して、深さの深い配線パターンにおいても、過不足なく充填を行うことができる。
【０１６５】
請求項３、請求項４によれば、ベルト、プーリー機構とベルトプーリー機構スキージにより、ペースト溜めを形成して印刷を行う構成としたため、ペースト充填をペースト溜めとペースト供給口の２箇所で行うことができるため、両者を調整することにより、深さの深い配線パターンにおいても、過不足なく充填を行うことができる。
【０１６６】
特に、ベルト、プーリー機構とベルトプーリー機構スキージ両者の回転方向、回転速度、スクリーンギャップおよびスキージ移動速度、スキージ印圧を組み合わせて調整しながらペースト充填を行うことができるため、合計６４通りの押し込み力を設定でき、ベルトプーリー機構スキージの振動制御を加えることにより、さらに、精密なペースト充填を行うことができる。
【０１６７】
請求項３、請求項４によれば、長い薄層形成部を通してペースト供給を行うため、ペーストを薄膜化でき、微小量のペーストを安定的に確実に供給することができ、薄膜印刷を行うことができる。
【０１６８】
請求項３、請求項４によれば、ベルト、プーリー機構をスキージとしたため、ペーストの供給とペーストの充填を同時に行うことができ、構成の簡易化、低価格化ができるとともに、ペースト供給口幅の調整と、ベルトプーリー機構の回転速度、回転方向、スクリーンとのギャップの調整およびベルト、プーリー機構スキージの振動制御により、ペースト供給を極小から極大まで精密に制御できる。特に、小容量印刷で小型、低価格化を行うことができる。
【０１６９】
本発明によれば、ベルト、プーリー機構スキージの先端プーリーをバックアッププーリーを介して小径化してナイフエッジ構成としたため、ベルトのテンションに耐え変形せず、ペースト溜めの体積を最小にできるため、最少のペーストで精密印刷を行うことができるとともに、ペースト劣化防止、ランニングコスト削減を行うことができる。
【０１７０】
請求項３によれば、ペースト搬送ベルトプーリー機構の先端プーリーを小径化して、ナイフエッジ型のベルトプーリー機構としたため、ペースト溜め体積を最小にでき、最少のペーストでこれまでにない精密な印刷を行うことができることと、薄層形成部を形成できること、ベルトプーリー機構３者のベルト回転方向、速度を制御できることによりさらに精密なペースト充填制御を行うことができ、精密印刷を行うことができる。
【０１７１】
本発明によれば、スキージまたはベルトプーリー機構の内部に圧力検知センサーを設け、ペースト残量の検出を行い、この値に応じて、ベルトプーリー機構を動作させペースト供給、停止を行い、ベルトプーリー機構の回転方向、回転速度を調整してペースト供給量の制御を行うため、常に最適な量のペーストを供給することができ高品質印刷を維持することができる。
【０１７２】
請求項５によれば、内部層として軟質のＪＩＳ−Ａ硬度１〜５０°、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料で構成し、外部層として硬質のＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料で２層以上の構成としたことにより、内部の軟質層で変形を受け持ち、従来、局部的に高くなっていたスキージ端部の過大印圧を回避することができ、外部の硬質層でスクリーンのパターン孔への食い込みなどの局部的な変形を抑え、高品質印刷を行うことができるとともに磨耗を抑制しランニングコストの上昇を抑えることができる。
【０１７３】
本発明によれば、ペースト供給機構をカートリッジ化し着脱可能とすることができ、ペーストの補給、保管、清掃、保守を容易に行うことができる。ペースト搬送用のベルトプーリー機構、ペースト貯留槽をそれぞれ単体で着脱可能とすることもできるし、それぞれを組み合わせてカートリッジ化し着脱可能とすることができるため、印刷作業の重、軽によって構成を変更調整できる。
【０１７４】
本発明によれば、スキージ押し付け部の前後をわずかに隙間を空けるため、スキージ前後でペーストの充填と版離れを同時に自動的に行うことができる。請求項１の印圧の最適化の効果と合わせて、スキージをスクリーンへ押し付けるだけでスキージ全面に渡ってスクリーンとの密着度を向上できるため、ペースト溜めで密閉空間を形成でき、スキージ後方へ漏らすことなくペーストを確実に充填できるとともに、スキージ前後にわずかな隙間を全面に渡って均一に空けることができるため、ペースト充填時と転写時に効果的に気泡の排除を行え、高品質印刷を行うことができる。
【０１７５】
本発明によれば、紙面右から左へ印刷を完了後、左側のスキージをスクリーンへ接触させ、紙面左から右への印刷を行うことができる。また、ベルトの逆転、正転を組み合わせることにより、従来、大変な労力を要していた印刷後のペーストの回収を人手を介すことなく行うことができ、作業効率の向上と、ペーストの特性劣化を抑制することができる。
【０１７６】
本発明によれば、従来のローリングによる間接充填ではなく、ベルト、プーリー機構を導入した直接充填制御によって、ペースト量を精密に制御してスクリーンへ充填を行うため、高密度配線パターンでも、気泡を巻き込むことなく充填することができる。
【０１７７】
特に、ベルト、プーリー機構による逆ハの字形状やナイフエッジ構造によるスリット状のペースト供給口４４を形成しているため、スクリーンパターン孔へ被せることなく、狭い面積に選択的に充填できるため、ペースト押し込み圧を最適化でき、特に、精密な印刷を行うことができる。
【０１７８】
さらに、流体加圧によって転写を行うため、ペーストの閉め固めが強く、印刷後だれにくく、精密なパターンを印刷形成することができる。そして、非常に少ない量のペーストで印刷を行うことができ、大幅なランニングコストの低減を行うことができる。
【０１７９】
また、本発明によれば、密閉構造とすることができることおよび少量のペーストで印刷が可能であることにより、空気中へのペーストの暴露が極めて少なく、特性劣化がなく、高品質印刷を連続的に行うことができる。
【０１８０】
また、本発明によれば、ペースト供給と印刷を連続して行うことができ、従来のローリング印刷のような頻繁な手動のペーストなすりつけ作業などが不要となり、作業効率の向上を行うことができる。また、長期間連続印刷を行う場合であっても、ペースト貯留槽にスクリューポンプ、ダイヤフラムポンプなどから供給することで対応可能である。さらに、ベルトプーリー機構で、ペーストを常に攪拌された状態としているため、ペースト粘度の変化を抑制できる。
【０１８１】
本発明によれば、ペースト貯留槽内にペーストの搬送・攪拌を行うことができるベルト、プーリー機構を設け、温度センサーとペルチェ素子などによる加熱冷却装置を設けたため、精密なペースト粘度制御を行うことができ、最適な粘度で高品質印刷を行うことができる。
【０１８２】
本発明によれば、スキージ本体を密閉構造とし、窒素などの不活性ガスの注入や、温度、湿度、クリーン度を最適化した流体調整システムより流体を供給することによりペーストの劣化防止を行うことができ、高品質印刷を行うことができる。また、圧力印加装置へ供給する流体も温度、湿度、クリーン度を最適化した流体調整システムより供給することにより、高品質印刷を行うことができる。
【０１８３】
本発明によれば、圧力印加装置へ供給する流体を５０〜２００℃前後の温度に上昇させて供給することにより、転写と同時にペーストの予備乾燥を行うことができる。ペースト充填直後の版離れのタイミングで、転写と同時にペーストを加圧して締め固めながら、予備乾燥を行うことができるため、パターンにだれがなく正確な形状で印刷を行うことができる。
【０１８４】
本発明によれば、ベルト、プーリー機構でペースト搬送を行っているため、ドクターブレードなどを取り付け自動的に残留ペーストの清掃を行うことができる。また、ベルトは平面体であること、貯留槽内部の壁面も平面であることにより、手動での清掃も容易に行うことができ、従来大変な作業時間を要していた清掃作業時間の短縮を図ることができる。
【０１８５】
本発明では、シリンダによる印圧制御方式で、左右アンバランス自動制御方式であるため、スキージを構成する部材の先端のみの精度を出しておけば、スクリーン、被印刷体との接触は均一に保つことができる。したがって、スキージ取り付け板などは高精度な切削加工品を用いる必要がなく、板金などで低コストに構成することができる。また、低印圧制御のため強度も必要ないためプラスチックでも構成することができる。
【０１８６】
本発明では、印刷時に使用するペーストが極めて少なく、圧力印加装置を設けてペースト転写を完全に行うことができ、さらに、ベルトの逆転により残留ペーストを回収できるため、スクリーンに残留するペーストがなくなり、これまで毎回行っていたスクリーンのクリーニングの回数を大幅に削減できる。
【０１８７】
本発明では、ペーストをベルト、スキージで内包する構成であるため、被印刷体を縦、傾斜、裏、裏傾斜どの状態でも印刷可能であり、また、ロータリースクリーンにおいても使用可能であり、また、１００Ｐａ・ｓ以下の液状ペーストやパウダー状のものも印刷可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１第１の実施例の印圧最適化機構を示す一部断面側面図である。
【図２】図１の一部断面平面図である。
【図３】図１、図２を制御する空圧回路図である。
【図４】請求項１第２の実施例の印圧最適化機構を示す一部断面側面図である。
【図５】請求項４実施例のスクリーン変形対応柔軟スキージを示す一部断面正面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ‘、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図７】請求項２第１の実施例を示す一部断面側面図である。
【図８】請求項２第２の実施例のスキージ角度変更一部断面側面図である。
【図９】請求項２第３の実施例の圧力印加装置を示す一部断面側面図である。
【図１０】請求項２第４の実施例の圧力印加装置を示す一部断面側面図である。
【図１１】請求項２第５の実施例のペースト供給機構を示す一部断面側面図である。
【図１２】請求項３第１の実施例のベルトプーリー機構スキージを示す一部断面側面図である。
【図１３】請求項３第２の実施例のペースト搬送機構を示す一部断面側面図である。
【図１４】請求項３第３の実施例のベルトプーリー機構スキージを示す一部断面側面図である。
【図１５】請求項３第４の実施例のベルトプーリー機構スキージを示す一部断面側面図である。
【図１６】請求項３第５の実施例のペースト搬送機構を示す一部断面側面図である。
【図１７】請求項２第５の実施例のペースト検知を示す一部断面側面図である。
【図１８】従来例のスクリーン変形を示す斜視図である。
【図１９】従来例のスクリーン変形を示す一部断面正面図である。
【図２０】従来例の図１９のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図である。
【図２１】従来例のボイド発生を示す一部断面側面図である。
【図２２】従来例の裏回り発生を示す一部断面側面図である。
【図２３】従来例のスキージの食い込みを示す正面図である。
【図２４】従来例の図２３の一部断面側面図である。
【図２５】従来例のかじりの発生を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１・・・スキージ
２・・・スキージ取り付け板
３・・・印刷方向回転支点
３ａ・・・印刷方向回転軸
４・・・左右回転支点
５・・・支点取り付け板
６・・・シリンダジョイント
６ａ・・・印刷方向回転力点
６ｂ・・・左右方向回転部シリンダジョイント
６ｃ・・・カウンターバランス
７・・・往復動シリンダ
７ａ・・・シリンダシャフト
８・・・固定板
９・・・電空レギュレータ
１０・・・精密減圧弁
１１・・・上昇シリンダ室
１２・・・下降シリンダ室
１３・・・空圧源
１４・・・ミストセパレータ
２１・・・柔軟スキージ
２２・・・芯材料
２３・・・軟質層
２４・・・硬質層
２５・・・スクリーンとスキージの接触部
２６・・・スクリーン
２７・・・被印刷体
２８・・・ペースト
３０、４０、４５、４９・・・ベルト、プーリー機構
３１、４１・・・ペースト溜め
３２、３８・・・圧力印加装置
３３、３６、４３・・・スカート
３４・・・スキージスカート取付板
３５・・・圧力印加装置
３７・・・スキージスカート一体化ブロック
３８ａ・・・圧力流体投入口
３８ｂ・・・圧力流体通路
３９・・・吸引装置
４２・・・圧力印加装置
４４・・・ペースト供給口
４６・・・薄層形成部
４７・・・下端プーリー
４８・・・ペースト貯留槽
５０、５４・・・ベルト、プーリー機構スキージ
５１、５２、５７・・・先端プーリー
５３・・・ペースト搬送・攪拌ベルトプーリー機構
５５・・・駆動プーリー
５６・・・スキージバックアッププーリー
５８・・・ペースト搬送駆動プーリー
５９・・・ペースト搬送バックアッププーリー
６０・・・可動型攪拌・ベルトプーリー機構
６１・・・圧力検知センサー
６２・・・圧力センサー検出回路
６３・・・ペースト供給制御回路
６４・・・ペースト加圧シリンダ
６５・・・シリンダストロークセンサー
７１・・・印圧検出センサー
７２・・・印圧制御回路
７５・・・ペルチェ加熱冷却装置
７６・・・温度センサー
８０・・・スキージギャップ
８１・・・ボイド
９０・・・スクリーンギャップ
９１・・・裏回り
１０１・・・スキージ変形食い込み部
１０２・・・スキージ食い込みによるペースト掻き出し部
２００・・・スキージ左右回転支点
２０１・・・スキージとスクリーンとの摩擦力
２０２・・・スキージとスクリーンとの摩擦力によるモーメント
２０３・・・かじりによるロック部

Claims (5)

1. パターン孔が形成されたスクリーン上にペーストを載せ、印圧を印加して前記スクリーンに接触させたスキージの移動により前記ペーストを前記パターン孔へ充填し、このパターン孔へ充填したペーストを被印刷体へ転写する方式のスクリーン印刷機において、
   シリンダと、印刷方向回転支点と、この印刷方向回転支点に対する力点と、前記印刷方向回転支点に対する作用点を備え、
   前記シリンダと、前記印刷方向回転支点に対する力点を連結し、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点にスキージを取り付け、
   前記シリンダの圧力は、
   下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力により制御し、
   このシリンダの圧力を、前記印刷方向回転支点に対する力点に加え、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージに印圧として加え、
   印刷走行により発生する印圧変動は、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージから、印刷方向の回転の変動量を、
   前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、圧力変動として伝え、
   前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力となるように制御することによって、
   印圧を制御することを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転する左右方向回転支点を備え、
   この左右方向回転支点の下部に、前記印刷方向回転支点を連結し、
   前記印刷方向回転支点を、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転可能とし、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージを、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転可能とし、
   前記シリンダの圧力は、
   前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力により制御し、
   前記シリンダの圧力を、前記印刷方向回転支点に対する力点に加え、
   前記印刷方向回転支点および前記左右方向回転支点を介して、
   印刷方向の回転と、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の回転を連動して、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージに、印圧として加え、
   印刷走行により発生する印圧変動は、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージから、
   印刷方向の回転の変動量を、
   前記印刷方向回転支点を介して、
   前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、印刷方向の圧力変動として伝えることおよび、
   印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の回転の変動量を、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージが、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転するとき、
   前記印刷方向回転支点も同時に、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向に回転し、
   前記印刷方向回転支点の位置が変動することにより、
   前記印刷方向回転支点に対する力点の位置が変動し、
   前記下降シリンダ室（１２）と前記上昇シリンダ室（１１）へ、印刷方向に対して直角なスキージ長手方向の圧力変動として伝え、
   前記下降シリンダ室（１２）に設定した圧力と、前記上昇シリンダ室（１１）に設定した圧力となるように制御することによって、
   印圧を制御することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
3. 前記印刷方向回転支点に対する作用点に、プーリーに巻き回したベルトをスキージとして取り付け、
   このプーリーに巻き回したベルトによるスキージを逆ハの字型となるように対向させ、
   スクリーン上に配置し、
   この対向させたプーリーに巻き回したベルトによるスキージの逆ハの字型の狭めた側をペースト供給口（４４）として構成して、このペースト供給口（４４）からペーストを供給可能な構造とし、
   ペーストの搬送と充填を行うことが可能な構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷機。
4. 前記スクリーンの印刷方向側の面と、前記スキージのペースト搬送面（１ｄ）との成す角度を、９０度を超え１８０度までの間に設定し、
   前記スキージの印刷方向前方に、プーリーに巻き回したベルトを、接触または近接配置して、前記スキージと前記プーリーに巻き回したベルトと前記スクリーンとの間にペースト溜めを形成し、
   前記プーリーに巻き回したベルトの走行により発生するペーストを押す力と、スキージの移動により発生するペーストを押す力とを前記ペースト溜めで合成してスクリーンパターン孔へ押し込む力を発生させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
5. 前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたスキージまたは、
   前記印刷方向回転支点に対する作用点に取り付けたプーリーに巻き回したベルトの、少なくともスクリーンとの接触部を、
   ＪＩＳ−Ａ硬度１〜５０°、反発弾性率２５℃で１５％以下、圧縮永久ひずみ３０％以下、厚さ０．５〜２０ｍｍの材料の内部層と、ＪＩＳ−Ａ硬度６０°以上、厚さ０．０１〜５ｍｍの材料の外部層の２層以上で構成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスクリーン印刷機。

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