(57)【要約】【課題】液体セラミックに含まれる０．５ｍｍ程度の固形粒子がスキージに引きずられ、印刷面に引きずり痕が発生した上、マスクのメッシュの淵にスキージが引っ掛かり、マスクのメッシュ部が破損する。【解決手段】印刷範囲に設けた開口部１は直線又は／及び曲線で構成された多数の構成要素２〜５、８〜１３からなり、直線又は曲線の接線がメッシュ上を摺接するスキージ２４ａ、２４ｂの移動方向Ｖと直交する方向に対して傾斜した傾斜角を有し、かつ前記構成要素の開口面積が少なくとも１ｍｍ２である印刷用マスクとした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷範囲に設けた開口部を介して液体セラミックを被印刷物上に印刷する印刷用マスクであって、前記開口部は直線又は／及び曲線で構成された多数の構成要素からなり、前記直線又は曲線の接線が前記開口部上を摺接するスキージの移動方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜角を有し、かつ前記構成要素の開口面積が少なくとも１ｍｍ２である印刷用マスク。
【請求項２】
前記開口部の構成要素は多角形の形状又は曲線同士の組合せによる形状又は直線と曲線の組合せによる形状のいずれかである請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項３】
液体セラミックを被印刷物上に印刷する液体セラミック印刷装置において、請求項１又は２に記載の印刷用マスクと、前記印刷用マスク上を摺接しうるスキージとを備え、前記印刷用マスクを開口部が被印刷物の印刷範囲に合致するように載置し、前記印刷用マスク上に液体セラミックを供給し、前記印刷用マスク上を前記スキージが摺接し、前記液体セラミックを前記マスクの開口部を介して被印刷物に印刷する液体セラミック印刷装置。
【請求項４】
液体セラミックを被印刷物上に印刷する液体セラミック印刷方法において、請求項１又は２に記載の印刷用マスクを開口部が被印刷物の印刷範囲に合致するように載置し、前記印刷用マスク上に液体セラミックを供給し、前記印刷用マスク上をスキージが摺接し、前記液体セラミックを前記マスクの開口部を介して被印刷物に印刷する液体セラミック印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷材料が印刷中に乾燥などにより、より大きな固形粒子を生じる場合に好適な印刷用マスク及び液体セラミックを印刷する液体セラミック印刷方法及び印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液体セラミックは帯電防止によって塵・ゴミが反発して付きにくく、親水性膜効果により汚れにくいことから家屋に塗布したり、モルタル材に混入されてきた。しかし、近年、電子機器や電子部品などの放熱用材料として、液体セラミックが着目されている。この液体セラミックを電子機器部品などの放熱体の所望の位置に付着させる方法としては、マスクを用いてスプレーにより散布する方法と、スクリーン印刷が考えられる。しかしながら、スプレーにより散布する方法は放熱体の所望の位置のみならずマスク上にも散布されることから、高価な液体セラミックが無駄に消費されるという問題点がある。また、液体セラミックが速乾性であるので、散布後、約５分程度で大きさが約０．５ｍｍ程度の固形粒子が発生してスプレーのノズルが詰まるという問題点もある。
【０００３】
そこで、本発明者らは、スクリーン印刷に通常使用される４０〜３００メッシュのノーマル張り、及びバイアス張りのメッシュマスクを被印刷物上に載置し、このメッシュマスク上をへら状のスキージが摺接することにより印刷を行った。
【０００４】
しかしながら、液体セラミックが速乾性なのでいずれのメッシュマスクも固形粒子（凝集物）が印刷後、約３〜７分程度で発生し、この固形粒子がメッシュマスクの開口部に詰まり、連続して使用できないという問題が生じた。また、スキージが固形粒子のためにメッシュに引っ掛かりスムーズに動かなかった。そこで、メッシュマスクの代わりに、印刷領域がすべて開口したマスクを用いてへら状のスキージによりスクリーン印刷を行った。しかしこのすべて開口したマスクでは被印刷面上に固形粒子による引きずり痕が発生した上、マスクの開口部の淵にスキージが引っ掛かり、マスクが破損する問題が生じた。
一方、開口部の形状としては、ハニカム（六角形）形状（例えば下記の特許文献１参照）や、八角形の形状（例えば下記の特許文献２参照）が開示されている。しかし、スクリーン印刷に通常使用されるメタルマスクの開口部をこれらの形状にしても、固形粒子の発生による前述したような問題は解決しなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５７−１０４１４３号
【特許文献２】
特開２００２−２８３５３５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決し、固形粒子によるメッシュマスクの詰まりを防止することができ、かつ固形粒子による引きずり痕を発生させることもなく、スキージの引っ掛かりもなく、したがってマスクの損傷もなく連続して使用することができる印刷用マスク及び液体セラミック印刷方法並びに印刷装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは、液体セラミックの印刷中に生じる固形粒子によってスキージのスムーズな動きが妨げられる要因が開口部を構成する直線又は曲線の接線とスキージの移動方向とのなす角度に大きく依存することを突き止め、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、印刷範囲に設けた開口部を介して液体セラミックを被印刷物上に印刷する印刷用マスクであって、前記開口部は直線又は／及び曲線で構成された多数の構成要素からなり、前記直線又は曲線の接線が前記開口部上を摺接するスキージの移動方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜角を有し、かつ前記構成要素の開口面積が少なくとも１ｍｍ２である印刷用マスク、
前記開口部の構成要素は多角形の形状又は曲線同士の組合せによる形状又は直線と曲線の組合せによる形状のいずれかとした印刷用マスク、
液体セラミックを被印刷物上に印刷する液体セラミック印刷装置において、前記印刷用マスクと、前記印刷用マスク上を摺接しうるスキージとを備え、前記印刷用マスクを開口部が被印刷物の印刷範囲に合致するように載置し、前記印刷用マスク上に液体セラミックを供給し、前記印刷用マスク上を前記スキージが摺接し、前記液体セラミックを前記マスクの開口部を介して被印刷物に印刷する液体セラミック印刷装置、
液体セラミックを被印刷物上に印刷する液体セラミック印刷方法において、前記印刷用マスクを開口部が被印刷物の印刷範囲に合致するように載置し、前記印刷用マスク上に液体セラミックを供給し、前記印刷用マスク上をスキージが摺接し、前記液体セラミックを前記マスクの開口部を介して被印刷物に印刷する液体セラミック印刷方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、開口部は直線又は／及び曲線で構成された多数の構成要素からなり、前記直線又は曲線の接線が前記開口部上を摺接するスキージの移動方向と直交する方向に対して傾斜した傾斜角を有するが、この傾斜角は１０°以上が好ましく、１５°以上が更に好ましい。又、メタルマスクの製造の容易さの点からは開口形状は直線で構成されている方が好ましい。
更に本発明の開口形状においては、前記したスキージの移動方向と直交する方向に対して１０°以上の傾斜を有する直線又は接線が１０°以上の傾斜を有する曲線以外に、６０〜９０°の傾斜を有する直線を有する開口形状が好ましい。
【０００９】
すなわち、本発明のマスクの開口形状がスキージの移動方向と直交する方向に対して平行な辺、及び接線が平行となる曲線を有せず、かつ好ましくは６０〜９０°の辺を有することにより、液体セラミックを印刷した際に、スキージが開口部に引っ掛かったりすることや、マスクが破損するような問題はなくなる。
【００１０】
また、前記した開口部の詰まりを更に防止するために、本発明の開口部の面積は１ｍｍ２以上にするのが好ましい。ただし、開口部の面積を大きくし過ぎると、印刷領域がすべて開口したマスクと同じように被印刷面上に固形粒子による引きずり痕が発生した上、マスクの開口部の淵にスキージが引っ掛かったりする問題が生じる。そのためその面積は１００ｍｍ２以下が好ましい。
【００１１】
なお、前記直線又は／及び曲線で構成された多数の構成要素からなるマスクはＳＵＳ、Ｎｉ、樹脂などの材料をレーザーや、エッチングにて加工したマスクである。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）は本発明に係る印刷用マスクの第１の実施の形態における開口部を示す構成図である。図１（ａ）において、Ｖ矢視方向がスキージの移動方向（印刷方向）である。図１（ａ）において、開口部１を構成する多数の構成要素２は開口しており、構成要素２の形状は辺２ａ、２ｂ、２ｃからなる三角形で形成され、これらの辺２ａ、２ｂ、２ｃはスキージの移動方向Ｖと直交する方向と傾斜した傾斜角を有している。これにより、辺２ａ、２ｂ、２ｃはスキージの移動方向Ｖと直交することがない。なお、構成要素２の三角形の大きさは、５ｍｍ２程度である。
【００１３】
＜第２の実施の形態＞
図１（ｂ）は本発明の第２の実施の形態における開口部を示し、図１（ｂ）において、開口部１を構成する多数の構成要素３は開口しており、構成要素３の形状は６つの辺３ａでハニカム形状に形成され、６つの辺３ａは構成要素２と同じくスキージの移動方向Ｖと直交しないように形成されている。また、構成要素３の大きさは、５ｍｍ２程度である。
【００１４】
＜第３の実施の形態＞
図１（ｃ）は本発明の第３の実施の形態における開口部を示し、図１（ｃ）において、開口部１を構成する多数の構成要素４と５は開口しており、構成要素４の形状は曲線４ａと４ｂからなり、構成要素５の形状は曲線４ａを２個と４ｂを２個からなる。曲線４ａと４ｂの接線は構成要素２及び３と同じくスキージの移動方向Ｖと直交しないように形成されている。また、構成要素４の大きさは１０ｍｍ２程度であり、構成要素５の大きさは２ｍｍ２程度である。
【００１５】
なお、図１（ｄ）に示すように、マスクの強度を増すために構成要素４を等分する直線６を加えてもよい。また、さらに構成要素５を等分する直線７を加えてもよい。
【００１６】
さらに、開口部１の構成要素は、図２（ａ）に示す台形８、図２（ｂ）に示す菱形９、図２（ｃ）に示す三角形１０、図２（ｄ）に示す３種類の四角形１１、１２、１３からなるものでもその開口部面積が少なくとも１ｍｍ２以上であれば開口部上を摺接するスキージの移動方向Ｖと直交する方向に対して傾斜した傾斜角を有しているので同様の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、上記図１（ａ）、（ｂ）、図２（ａ）〜（ｄ）で構成要素の形状を三角形、四角形、六角形を示したが、この他の多角形形状でも同様に構成することができる。
【００１８】
また、開口部１の開口面積を固形粒子径より大きい１ｍｍ２以上としたが、仮に固形粒子をスキージが引きずったとしても引きずり痕の影響を無視しうる１００ｍｍ２以下の大きさとすることが好ましい。
【００１９】
なお、上記説明で「傾斜した傾斜角」とは、開口部を構成する直線又は曲線の接線がスキージの移動方向と直行する方向と同一でないことを言う。
【００２０】
上記構成により、マスクの詰まりを防止することができ、固形粒子による引きずり痕もなく、引っ掛かりによるマスクの損傷もない連続印刷をすることができる。
【００２１】
上記の実施の形態によれば、開口部の構成要素の開口面積を固形粒子径の直径より大きい１ｍｍ２以上とし、さらに、仮に固形粒子をスキージが引きずったとしても引きずり痕の影響を無視しうる１００ｍｍ２以下の大きさとしているため、マスクでの詰まりはなく、仮にスキージによる固形粒子の引きずり痕が発生しても無視しうる。また、開口部を構成する直線又は曲線の接線がスキージの移動方向と直行する方向に対して傾斜した角度を有するようにしているため、印刷中にスキージがマスクの淵に引っ掛からず、ひいては連続印刷をすることができる。
【００２２】
＜液体セラミック印刷装置＞
図３は本発明に係る印刷方法を行うための液体セラミック印刷装置の一実施の形態を詳しく示し、図４は図３のスキージとマスクの平面図である。
被印刷部１５を載置して位置決めするための位置決めステージ１６は昇降駆動装置１７により昇降可能であり、また、被印刷部１５は位置決めステージ１６の上流（図３中の左端）から下流（図３中の右端）に搬送可能である。被印刷部１５の上方には、マスク１８を有するスクリーン版１９が配置され、スクリーン版１９の上方には印刷ヘッド２０が水平往復駆動装置２１によりＶ矢視の水平方向に往復移動可能に配置されている。
【００２３】
印刷ヘッド２０には、セラミック供給装置２２と、セラミック残量検出センサ２３と、往復移動により２枚の被印刷部１５に印刷可能なようにスキージ２４ａ、２４ｂが設けられている。スキージ２４ａ、２４ｂはそれぞれモータＭ１、Ｍ２に連結されて昇降可能に構成されている。
【００２４】
図３は位置決めステージ１６が上方（波線で示す位置）に移動し、スキージ２４ａが下降した印刷状態を示している。図４はスキージ２４ａが液体セラミック２５の印刷を開始する前の状態を示し、スキージ２４ａの両端には、マスク１８の開口した開口部１の幅に応じて軸方向に移動可能であり液体セラミック２５の横漏れを防ぐ掻き取りブレード２６が取り付けられている。
【００２５】
セラミック供給装置２２は低粘度の液体セラミック２５を印刷転写された液体セラミック２５の量に応じて供給し、セラミック残量検出センサ２３によってその供給量を調整する。これによって、マスク１８上の液体セラミック２５が乾燥し、固形粒子が発生することを抑制する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マスク開口部の構成要素の開口面積を粒子径より大きい１ｍｍ２以上としているため、マスクでの詰まりはなく、スキージによる固形粒子の引きずり痕も生じない。また、開口部を構成する直線又は曲線の接線がスキージの移動方向と直行する方向に対して傾斜した傾斜角を有しているため、印刷中にスキージがマスクの淵に引っ掛からず、ひいては連続印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る印刷用マスクの第１の実施の形態の開口部を示す平面図
（ｂ）本発明に係る印刷用マスクの第２の実施の形態の開口部を示す平面図
（ｃ）本発明に係る印刷用マスクの第３の実施の形態の開口部を示す平面図
（ｄ）本発明に係る印刷用マスクの第３の実施の形態の変形例の開口部を示す平面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る印刷用マスクの他の実施の形態の開口部を示す平面図
【図３】本発明に係る液体セラミック印刷装置の一実施の形態を示す説明図
【図４】図３のスキージとマスクの開口部を示す平面図
【符号の説明】
１  開口部
２〜５、８〜１３  構成要素
２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、６、７  直線（辺）
４ａ、４ｂ  曲線
１５  被印刷物
１６  位置決めステージ
１７  昇降駆動装置
１８  マスク
１９  スクリーン版
２０  印刷ヘッド
２１  水平往復駆動装置
２２  セラミック供給装置
２３  セラミック残量検出センサ
２４ａ、２４ｂ  スキージ
２５  液体セラミック
２６  掻き取りブレード
Ｍ１、Ｍ２  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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