特許 6840978 スクリーン印刷装置、及び印刷層付き基材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6840978

(24)【登録日】2021年2月22日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】スクリーン印刷装置、及び印刷層付き基材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20210301BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20210301BHJP

   B41N 1/24 20060101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   B41F15/08 303H

   B41M1/12

   B41N1/24

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-196607(P2016-196607)

(22)【出願日】2016年10月4日

(65)【公開番号】特開2017-94720(P2017-94720A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2015-226118(P2015-226118)

(32)【優先日】2015年11月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】渡部 知也

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 英伸

【審査官】 長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５２８３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４００５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１６４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０９５２３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０８５６１５３５（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｆ １５／００−１５／４６

Ｂ４１Ｍ １／００−３／１８

Ｂ４１Ｎ １／００−３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成するスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーンは、前記基材の被印刷面上に隙間を有して配置され、
前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記スクリーンと前記基材の被印刷面との隙間は、前記印刷方向の上流側が下流側よりも広くなるように掃引され、
前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンが前記スクリーンに形成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。

【請求項2】

前記スクリーンは、印刷材料を通過させる低密度部と、前記印刷材料の通過を制限する高密度部とを有し、
前記低密度部は、前記高密度部に隣接して配置され、前記高密度部との境界線の少なくとも一部が補正されてなる、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項3】

前記低密度部は、前記高密度部を構成する第一高密度部を囲んで形成されている、請求項２に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項4】

前記低密度部は、前記高密度部を構成する第二高密度部に囲まれて形成されている、請求項２又は請求項３に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項5】

前記スクリーンは、少なくとも１つ以上の対称軸を有する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項6】

前記スクリーンは、平面視で多角形形状を有する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項7】

前記スクリーンは、平面視で矩形形状を有する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項8】

刷り始めの前記隙間が最大となる姿勢に前記基材を支持する台座を有する、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。

【請求項9】

曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成する、曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法であって、
前記スクリーンは、前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンを有し、
前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記スクリーンと前記基材の被印刷面との隙間を、前記印刷方向の上流側が下流側よりも広くなるように掃引することを特徴とする曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリーン印刷装置、及び印刷層付き基材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スクリーン印刷装置においては、印刷したいパターンと同一形状の印刷パターンを有したスクリーン印刷版を設計するのが一般的である。すなわち、被印刷面に対して、所望の印刷パターンを有したスクリーン版を使用し、スキージでスクリーン版を押圧して印刷する。このスクリーン印刷を、例えばディスプレイ等の用途の加飾印刷に適用する場合、高い寸法精度が要求される。また、印刷部と非印刷部との界面において、にじみを小さくすることも要求される。

【0003】

スクリーン版は、スキージで押圧すると伸びて湾曲するため、印刷パターンが歪む。この歪みは微小ではあるが、転写の際には印刷材料のずれとなって表れ、高精度な印刷の妨げとなる。また、近年では、曲面を有する基材への印刷を施すという需要が出てきている（特許文献１等参照）。特に凹曲面への印刷では、曲げ深さの大きい凹面ほど基材の被印刷面とスクリーン印刷版とのクリアランスを広げなければならない。被印刷面と版面との距離を広げるほど、印刷時のスクリーン版の伸びにより印刷部と非印刷部の直線性は失われ、所望のパターンから歪んでしまう。その結果、凹面に印刷しても印刷したいパターンとは異なる形状となり、所望の印刷ができない問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８５６１５３５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、基材とスクリーン印刷版のクリアランスを大きくしても、高精度で、且つにじみの小さい印刷が可能となるスクリーン印刷装置、及び印刷層付き基材の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は下記構成からなる。
（１） 曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成するスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーンは、前記基材の被印刷面上に隙間を有して配置され、
前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記スクリーンと前記基材の被印刷面との隙間は、前記印刷方向の上流側が下流側よりも広くなるように掃引され、
前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンが前記スクリーンに形成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
（２） 曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成する、曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法であって、
前記スクリーンは、前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンを有し、
前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記スクリーンと前記基材の被印刷面との隙間を、前記印刷方向の上流側が下流側よりも広くなるように掃引することを特徴とする曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、基材の被印刷面とスクリーン印刷版のクリアランスを大きくしても、高精度で、且つにじみの小さい印刷が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１構成例のスクリーン印刷装置の概略的な構成図である。

【図2】（Ａ）はスクリーン印刷版の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図3】補正印刷パターンが形成されたスクリーンの平面図である。

【図4】図３に示すスクリーンで印刷した矩形状の印刷像を示す平面図である。

【図5】印刷像が形成された基材を示す平面図である。

【図6】印刷方向のずれを説明する模式図である。

【図7】印刷方向に直交する方向のずれを説明する模式図である。

【図8】作製したい印刷層付き基材上の座標から補正印刷パターンの座標を決定する手順を説明するための模式図である。

【図9】（Ａ）は目標とする所望の印刷パターンの模式図、（Ｂ）は歪んで印刷された印刷像の模式図、（Ｃ）は補正印刷パターンの模式図である。

【図10】印刷像の外周縁を含めて補正した補正印刷パターンを示す平面図である。

【図11】印刷像の外周縁及び内周縁を含めて補正した補正印刷パターンを示す平面図である。

【図12】第２構成例のスクリーン印刷装置のスクリーン印刷状況を示す模式図である。

【図13】図１２に示すスクリーン印刷装置の補正印刷パターンを概略的に示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は本発明のスクリーン印刷装置の概略的な構成図である。
スクリーン印刷装置１００は、曲面形状を有する基材１３の被印刷面１５に所望の印刷パターンの印刷層を形成する。スクリーン印刷装置１００は、スキージ１７と、台座１９と、スクリーン印刷版２１と、スキージ駆動部２３と、を有する。

【0010】

スクリーン印刷版２１は、台座１９上に配置され、基材１３の被印刷面１５との間に所定の間隙を形成する。スキージ１７は、スキージ先端部２５がスクリーン２７を押圧可能にスクリーン印刷版２１の上方に配置される。スキージ駆動部２３は、スキージ先端部２５をスクリーン２７に向けて押し下げ、スクリーン２７に摺接させながらスキージ１７を図中矢印で示す印刷方向に沿って移動させる。スクリーン２７は、スキージ先端部２５に押圧されることで、下側へ突出して基材１３の被印刷面１５に当接する。これにより、スクリーン上に載せた印刷材料は被印刷面１５に転写され、被印刷面１５にスクリーン２７の印刷パターンが印刷される。本構成のスキージ１７は、印刷方向と直交して配置されるが、直角以外に交差させて配置してもよい。

【0011】

台座１９の材料としては、基材１３より柔らかい材料、例えば、カーボンや樹脂を使用できる。樹脂としては例えば、ベークライト（登録商標）、ピーク（登録商標）、塩化ビニル、ジュラコン（登録商標）などを使用できる。これらの樹脂は、導電性を付与するための導電膜などによる表面処理やカーボンなどの混合などが施されていてもよい。また、台座１９は、基材１３の被印刷面１５と略同じ形状の、下に凹となる湾曲形状の台座表面１９ａを有する。また、台座１９は、基材１３を収容する凹溝１９ｂが、台座表面１９ａから窪んで形成される。基材１３は、この凹溝１９ｂに収容された状態で、被印刷面１５を僅かに台座表面１９ａから突出させている。

【0012】

台座１９（少なくとも表面）の体積抵抗率は、１０^９Ωｍ以下が好ましく、１０^７Ωｍ〜１０^８Ωｍがより好ましい。これにより、印刷時に発生する静電気を抑制し、被印刷面１５からのスクリーン２７の版離れがよくなり、更に印刷材料の切れがよくなり、版を汚染することなく印刷精度を向上できる。また、静電気を低減できるため、埃などの異物を引き寄せず、良好な印刷層を形成できる。

【0013】

なお、基材１３の台座１９への固定は、基材１３と同一形状の凹溝１９ｂを台座１０に設けて、この凹溝１９ｂに嵌め込む方法に限らない。例えば、図示は省略するが、台座１９の表面に、真空装置に接続された外部空気を吸引する複数の孔を開口させ、基材１３を真空吸着する方法でもよい。また、凹溝１９ｂ内に吸引用の複数の孔２０を設けてもよい。

【0014】

図２（Ａ）はスクリーン印刷版の平面図、図２（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
スクリーン印刷版２１は、弾性変形可能な矩形形状のスクリーン２７のスクリーン縁部が、四角形状の樹脂製の枠体２９に接着剤等により固定される。スクリーン２７は、テトロン、ナイロン、ポリエステル等の樹脂材料、又はステンレス材等の金属材料により構成される。

【0015】

本構成においては、図１に示す曲面形状を有する基材１３に印刷するため、スクリーン２７をスキージ１７で押し込む必要がある。つまり、通常の平坦なスクリーン印刷版と比較して、基材１３の曲げ深さ（最大高低差）が存在する分、スクリーン２７と被印刷面１５の間隔を広げる必要がある。そのため、スクリーン２７の材料としては、伸延性の高いナイロンを好適に使用できる。

【0016】

なお、スクリーン２７と被印刷面１５との隙間（クリアランス）は、最小隙間が好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上である。また、最大隙間は好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。上記の範囲であればスクリーン２７を被印刷面１５まで確実に押し込め、良好な版離れが得られる。

【0017】

図３はスクリーンの平面図である。
スクリーン印刷版２１に取り付けられるスクリーン２７には、同図に示すように印刷像に対応する補正印刷パターン３１が形成される。一般に、スクリーン印刷版２１の印刷パターンは、スキージ１７により被印刷面１５に押し下げて印刷方向へ掃引する際、印刷方向と該印刷方向に直交する幅方向とにスクリーン２７が弾性変形する。この弾性変形によって印刷位置がずれてしまう。そこで、スクリーン２７に形成する補正印刷パターン３１を、発生するずれ量に応じて、目標とする所望の印刷パターンに一致させるように補正する。本スクリーン印刷版２１は、予め定めた基材１３とスクリーン２７との位置関係から一義的に補正印刷パターン３１を決定する補正印刷パターンの設計方法に基づいて作製される。

【0018】

補正印刷パターン３１は、印刷材料を通過させる低密度部３３と、印刷材料の通過を制限する高密度部３５とを有する。低密度部３３は、高密度部３５に隣接して配置される。補正印刷パターン３１は、低密度部３３と高密度部３５との境界線の少なくとも一部が補正線３７となって形成される。本構成例によるスクリーン印刷版２１は、基材１３の被印刷面１５上の印刷像が矩形枠となるパターンを有し、補正線３７は曲線となる。ここでいう「曲線」は短い線分を繋ぎ合せて所望の曲線に近似した形状であってもよい。この短い線分の長さとしては３００ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下が更に好ましい。この範囲の線分を繋ぎ合せて曲線を近似し補正線３７を形成することにより、所望の曲線と同じ程度の印刷精度が得られ、かつスクリーン印刷版２１の製造コストが抑えられる。なお、下限値は特に制限はない。

【0019】

図４は図３に示す補正印刷パターン３１のスクリーン２７で印刷した矩形状の印刷像を示す平面図である。なお、図中点線は基材１３の外周縁を示しており、基材１３には、スクリーン２７の低密度部３３に対応する印刷像３９が形成される。この場合、スクリーン２７の低密度部３３は、基材１３の外周縁よりも更に外側に伸ばされ、基材１３の外周縁外側にも印刷像３９が形成される。しかし、基材１３の外周縁外側の印刷像３９は台座１９に転写されるため、基材１３には、図５に示すように矩形状の印刷像３９ａが形成されることなる。ただし、台座表面１９ａに対して基材１３が１００〜３００μｍ程度突出しており、印刷像３９による印刷材料が台座に付着することは無く、基材を汚染しない。

【0020】

上記したスクリーン印刷版２１のスクリーン２７は、図３に示すように、低密度部３３が、高密度部３５を囲んで形成される。また、スクリーン印刷版２１は、スクリーン２７が、Ｘ方向に関するスクリーン中心線Ｌ_Ｖと、Ｙ方向に関するスクリーン中心線Ｌ_Ｈとの２つの対称軸を有する。本構成のスクリーン印刷装置１００に用いるスクリーン印刷版２１は、上記例に限らず、対称軸が１つでもよく、２つ以上であってもよい。また、対称軸が存在しないものであってもよい。

【0021】

スクリーン２７に補正印刷パターンを形成する方法としては、フォトレジストを用いたマスク処理を含むエッチング等、公知の手法を使用できる。

【0022】

＜補正印刷パターンの設計方法＞
次に、スクリーン印刷版２１の補正印刷パターン３１の設計方法について説明する。
（補正処理の基本概念）
（Ａ）印刷方向のずれについて
図６は印刷方向のずれを説明する模式図である。
スクリーン２７をスキージ１７で押圧した場合、スクリーン２７上のＰ_ｘ点が被印刷面１５に印刷される位置は、Ｐ_ｘ点の鉛直真下Ｑではなく、Ｐ_ｘａ点にずれる。Ｑ点とＰ_ｘａ点とのずれ量は、印刷方向におけるスクリーン２７の中心である基準位置Ｐ_０に近づくほど、また、スクリーン２７と基材１３とのクリアランスｈが短いほど小さくなる。この印刷像のずれ量は（１）式で表される。

【0023】

【数1】

【0024】

Δleftは、スキージ１７の印刷上流側（図６の左側）におけるスクリーン２７の伸び量（ＡＱ−ＡＰ_ｘ）である。Δrightは、スキージ１７の印刷下流側（図６の右側）におけるスクリーン２７の伸び量（ＢＱ−ＢＰ_ｘ）である。スクリーン２７の中心の基準位置Ｐ_０よりも印刷上流側の印刷パターンは、印刷上流側に向けてずれ、基準位置Ｐ_０よりも印刷下流側の印刷パターンは、印刷下流側に向けてずれる。また、図中のＡ点及びＢ点で示す枠体２９に近づくほど印刷像３９のずれ量ε_１は大きくなる。

【0025】

（Ｂ）スキージ幅方向のずれについて
図７は印刷方向に直交する方向のずれを説明する模式図である。
スクリーン２７をスキージ１７で押圧した場合、スクリーン２７はスキージ幅方向（Ｙ方向）にも広げられる。印刷方向（Ｘ方向）のずれの場合と同様に、図中左側の枠体２９までの部分の伸び量と、図中右側の枠体２９までの部分の伸び量により、ずれ量ε_２が（２）式により計算できる。

【0026】

【数2】

【0027】

また、印刷像３９は、スキージ１７の幅方向中央を基準位置Ｐ_０とすると、基準位置Ｐ_０より図中左側の枠体２９までの印刷パターンは、左側の枠体２９に向けてずれ、基準位置Ｐ_０より図中右側の枠体２９までの印刷パターンは、右側の枠体２９に向けてずれる。また、各枠体２９に近づくほど、印刷像３９のずれ量ε_２は大きくなる。

【0028】

上記関係から、スクリーン上の任意の位置におけるずれ量は幾何学的に求められる。この補正印刷パターン３１を幾何学的に求める手法としては、例えば目標とする所望の印刷パターンの各位置におけるずれ方向及びずれ量を求め、このずれ方向と反対に同じずれ量だけ戻した点を補正点とする処理等が挙げられる。

【0029】

そこで、作製したい印刷層付きの基材から、低密度部３３と高密度部３５との界面の補正線３７を決定する。例えば、図８に示すように、基材１３の被印刷面１５に印刷像３９ａを印刷する場合、印刷像３９ａの内周部の座標Ｍ（Ｘ，Ｙ）を、平坦な状態のスクリーン２７の座標Ｎ（ｘ，ｙ）にすればよい。

【0030】

具体的には、スクリーン２７の補正印刷パターン（ｘ，ｙ）３１を、上記のずれ量ε_１，ε_２を使用して（３），（４）式により補正して求める。

【0031】

【数3】

【0032】

ここで、Ｘ，Ｙは、基材１３における曲面形状の被印刷面１５上の座標である。（３），（４）式のずれ量ε_１，ε_２は、次のようにして求められる。
まず、ずれ量ε_１については、（１）式のΔleftが（５）式、Δrightが（６）式で求められる。

【0033】

【数4】

【0034】

（５），（６）式により、ずれ量ε_１は（７）式で表せる。

【0035】

【数5】

【0036】

すなわち、ずれ量ε_１は、ＭのＸ座標、クリアランスｈ、スクリーン幅Ｌにより、近似的に求められる。

【0037】

次に、ずれ量ε_２について考える。まず、スクリーン版の伸張率ｋは（８）式で求められる。

【0038】

【数6】

【0039】

Ｗａはスキージで押し込んだときのスクリーンのｙ方向（印刷方向に直交する方向）の長さ、Ｂはスキージ１７の印刷方向に直交する方向の幅、ｆ_Ｌは図７の左側の枠体２９からスキージ端部までの長さ。ｆ_ｒは図７の右側の枠体２９からスキージ端部までの長さである。

【0040】

（２）式のΔleftは（９）式、Δrightは（１０）式で求められる。

【0041】

【数7】

【0042】

よって、ずれ量ε_２は、（１１）式から求められる。

【0043】

【数8】

【0044】

すなわち、ずれ量ε_２は、ＭのＹ座標、クリアランスｈ、スクリーン幅Ｗ，ｆ_Ｌ，ｆ_ｒにより、近似的に求められる。

【0045】

上記のずれ量ε_１，ε_２を用いて補正される補正印刷パターン３１は、所望の印刷パターンとは異なるパターンに形成される。図９（Ａ）は目標とする所望の印刷パターンの模式図、（Ｂ）は歪んで印刷された印刷像３９の模式図、（Ｃ）は補正印刷パターンの模式図である。

【0046】

図９（Ａ）に示すスクリーン２７に形成された印刷パターンＰ（ｉ，ｊ）は、押し下げられた際、スキージ１７からの押圧力と枠体２９からの反力によって伸びてずれる。その結果、スクリーン２７に形成されている目標とする所望の印刷パターンよりも実際の印刷像３９は、図９（Ｂ）に示す拡大された印刷パターンＱ（ｉ，ｊ）となって歪む。そこで、図９（Ａ）に示す目標の印刷パターンＰ（ｉ，ｊ）を、上記のずれ量ε_１，ε_２に応じて変換し、図９（Ｃ）に示す補正印刷パターンＲ（ｉ，ｊ）を形成する。ここで、ｉ，ｊはスクリーン上の位置を表す指標である。

【0047】

なお、スクリーン２７は、図３に示す補正印刷パターン３１に限らず、印刷像の外周縁を補正印刷パターンによって形成するものであってもよい。その場合、図１０に示すように、低密度部３３の外縁形状を補正線３７と同様に補正された補正線３８にする。これにより、基材１３の被印刷面１５に補正線３７，３８による矩形状の印刷像が形成される。

【0048】

更に、スクリーン２７は、図１１に示すように、高密度部３５が第一高密度部３５１と第二高密度部３５２とを有してもよい。この場合、低密度部３３は、図３の高密度部３５のように、第一高密度部３５１の外周縁部に形成されることが好ましい。この低密度部３３と第一高密度部３５１との境界を補正線３７とすることで、枠状の印刷層のうち、基材中心に近い側の境界線の印刷精度を向上できる。

【0049】

また、低密度部３３は、図１１に示すように、その外周縁部に第二高密度部３５２が形成されることが好ましい。この低密度部３３と第二高密度部３５２との境界を補正線３８とすることで、枠状の印刷層のうち、基材中心から遠い側の境界線の印刷精度を向上できる。

【0050】

次に、上記した構成の作用を説明する。
本構成のスクリーン印刷装置１００、及びこれを用いたスクリーン印刷方法によれば、スクリーン２７が基材１３側に押し下げられた際の印刷パターンのずれがなくなり、印刷精度の低下が抑制される。すなわち、スクリーン２７は、スクリーン縁部が枠体２９によって固定され、押し下げられた際に、スキージ１７からの押圧力と枠体２９からの反力によって伸び、枠体２９の近傍では枠体側にずれる。

【0051】

その結果、スクリーン２７に形成されている印刷パターンよりも実際の非補正印刷像４３（図９（Ｂ）参照）は、拡大する方向にずれて歪む（ただし、スキージ１７との摩擦によるスクリーン２７の伸縮や、スクリーン２７の張力変化等は無視する）。このずれ量は、印刷方向におけるスクリーン２７の中心である基準位置Ｐ_０（図６，図７参照）に近づく、つまり、枠体２９から離反するほど、スクリーン２７と基材１３との隙間が小さいほど小さくなる。この現象は、印刷方向に直交する方向においても同様となる。

【0052】

これらずれ量は、上記した計算式により幾何学的に求められる。求められた幾何学的条件（補正点の集合したずれ線）に基づき印刷パターンに補正を加える。すなわち、発生するずれ量を相殺するように印刷パターンを縮めた形状の補正印刷パターン３１を作成する。スクリーン印刷装置１００は、この補正印刷パターン３１を用いて印刷することにより、目標とする所望の印刷パターンに一致した印刷像３９を形成できる。

【0053】

また、このスクリーン印刷装置１００では、印刷材料は、低密度部３３で通過し、高密度部３５で通過が制限される。すなわち、低密度部３３と高密度部３５の境界線は、印刷像３９の輪郭線を形成する。スクリーン印刷装置１００は、この境界線の少なくとも一部を補正線３７として補正印刷パターン３１を形成することにより、伸びによる歪みの補正が可能となる。

【0054】

このスクリーン印刷装置１００では、中央部を包囲する枠状部分の印刷精度が要求される印刷に特に適しており、例えばディスプレイ用途の加飾印刷を始め、各種の装飾印刷等でも、目標とする所望の印刷パターンで高精度に印刷できる。

【0055】

上記の構成のスクリーン印刷装置１００によれば、スクリーン印刷した結果からずれ量を測定し、そのずれ量に基づいてスクリーン版を作製する方式と比較して、スクリーン版の製造コストを低減でき、版製造期間を短縮できる。つまり、本構成のスクリーン２７は、基材１３の形状や、基材１３とスクリーン印刷版２１との位置関係が決定すれば、一義的に補正印刷パターン３１を決定できる。そのため、作業時間を要する煩雑なスクリーン印刷版２１の試作が不要となる。例えば、新規に製造ラインを構築する場合や、既存の製造ラインの段取り替えを行う場合に、基材１３の形状とスクリーン印刷版２１との位置関係さえ決定すれば、他の製造ラインの各部詳細を取り決める前に、スクリーン印刷版２１の仕様を決定できる。よって、スクリーン印刷版２１の作製を早い段階で開始でき、所望の基材の製造ラインを短時間で、しかも低コストで構築できる。

【0056】

＜第２構成例＞
次に、台座に支持される基材を傾斜させて、版離れを更に良化させる構成例について説明する。
図１２は曲面形状を有し且つ傾斜した被印刷面にスクリーン印刷する状況を示す模式図である。
本構成のスクリーン印刷装置１１０は、台座１９が、刷り始めのスクリーン２７と基材１３の被印刷面１５とのクリアランスが最大となる姿勢に基材１３を支持する。基材１３を傾斜させて支持する構成としては、上面が傾斜した台座１９を用いることでもよいが、その他にも台座１９を台座ホルダ（図示略）上に複数のアジャスタ（図示略）を介して固定する構造等であってもよい。その場合、台座１９は、印刷方向上流側のアジャスタ長を短く、印刷方向下流側のアジャスタ長を長く設定する。これにより、刷り始めの上記クリアランスが最大となる姿勢に基材１３を支持できる。

【0057】

上記構成のスクリーン印刷装置１１０においては、基材１３が、台座１９によりスクリーン２７と対面配置され、スクリーン２７と基材１３の被印刷面１５とのクリアランスは、印刷方向の上流側のクリアランスｈ_１が下流側のクリアランスｈ_２よりも広くされる。

【0058】

つまり、台座１９は、刷り始めのスクリーン２７と基材１３との隙間が最大となるような姿勢で、基材１３を支持する。スクリーン２７と基材１３の被印刷面１５とは、印刷方向下流側に向けて漸次近づき、クリアランスｈ_１がｈ_２へと小さくなる、上り傾斜となっている。

【0059】

一般に、スクリーン２７と被印刷面１５とが平行な場合、刷り始めの位置においてスキージ１７により押し下げられたスクリーン２７の被印刷面１５との成す角度は、印刷方向上流側が印刷方向下流側よりも大きくなる。これにより、スクリーン２７は、版離れを良好にできる。しかし、刷り終わりの位置では、スクリーン２７の被印刷面１５との成す角度は、印刷方向上流側が印刷方向下流側よりも小さくなる。つまり、スクリーン２７の被印刷面１５との成す角度は、刷り始めと刷り終わりで逆転する。このため、印刷方向下流側においては良好な版離れが得にくくなる。

【0060】

そこで、本構成の台座１９は、刷り終わりの位置においても、印刷方向上流側におけるスクリーン２７と被印刷面１５との成す角度が、印刷方向下流側よりも大きくなるように、被印刷面１５を傾斜させて基材１３を支持している。

【0061】

スクリーン２７には「紗張り強さ」という製造パラメータが存在する。紗張り強さは、紗（スクリーン）張り後に、スクリーン２７の中央にある決められた荷重を印加した際の「押し込まれ量」として定義され、押し込まれ量は、テンションゲージ（プロテック社、型式ＳＴＧ−７５Ｍ）を用いて測定できる。紗張りが強ければ、押し込まれ量は小さくなり、紗張り強さが弱ければ、押し込まれ量は大きくなる。

【0062】

発明者らは、曲面基材へのスクリーン印刷品質においては特にこの紗張り強さが重要な要素であることを見出した。スクリーン２７の押し込まれ量は１ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましく、１．１５ｍｍ以上３ｍｍ以下がより好ましい。スクリーン２７の押し込まれ量がこの範囲であると、版離れがよくなり、高精細な印刷層を形成できる。
ここでスクリーン２７の寸法は、長辺側が６００〜１０００ｍｍ、短辺側が４００〜８００ｍｍの物を用いている。より小さなスクリーン２７を用いる場合は上記の範囲より小さな押し込まれ量が好ましく、より大きなスクリーン２７を用いる場合は上記の範囲より大きな押し込まれ量が好ましくなると考えられる。

【0063】

図１３は図１２に示した状況において使用される補正印刷パターンを概略的に示した平面図である。
このスクリーン印刷版２１の補正印刷パターン４１は、刷り始めは、スキージ１７を多く押し込むため、補正量ｒ_１が大きく、刷り終わりに向けて、徐々に補正量ｒ_２が小さくなる。

【0064】

上記構成のスクリーン印刷装置１１０は、上記の補正印刷パターン４１と、この基材１３の傾斜支持可能な台座１９とを備えることにより、高精度で、且つにじみのない印刷像３９を得られる。この場合、印刷パターンのずれ量は、刷り終わりに向かって漸次減少する高さ方向（Ｚ方向）の隙間に応じて変化する。このため、補正印刷パターン４１は、この漸次減少するクリアランスｈ_１〜ｈ_２（図１２参照）に応じて変化する印刷パターンのずれ量も加味して補正される。その結果、このスクリーン印刷装置１１０では、刷り始めから刷り終わりまで版離れが良好となる。

【0065】

したがって、本構成例のスクリーン印刷装置１１０によれば、基材１３とスクリーン印刷版２１のクリアランスを大きくしても、常に高精度で、しかも、にじみの小さい印刷が可能となり、印刷パターンのひずみを抑制できる。

【0066】

また、スクリーン２７は、その対称軸が、印刷方向に沿う方向、及び印刷方向に直交する方向の向きで枠体２９に支持される。これにより、補正印刷パターン３１を得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。また、対称軸を有さない補正印刷パターンを有するスクリーン２７であっても、基材１３の曲面形状に応じた補正印刷パターンを前述した計算式によって一義的に求められ、製造コストの低減や、スクリーン版の作製時間の短縮が可能となる。

【0067】

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【0068】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成するスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーンは、前記基材の被印刷面上に隙間を有して配置され、
前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンが前記スクリーンに形成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、スクリーンが押し下げられた際の印刷パターンずれによる印刷精度の低下が抑制される。すなわち、幾何学的にずれ量を相殺するよう印刷パターンを縮めた補正印刷パターンを作成する。この補正印刷パターンを用いて印刷することにより、目標とする所望の印刷パターンに一致した印刷像が得られる。

【0069】

（２） 前記スクリーンは、印刷材料を通過させる低密度部と、前記印刷材料の通過を制限する高密度部とを有し、前記低密度部は、前記高密度部に隣接して配置され、前記高密度部との境界線の少なくとも一部が補正されてなる、（１）のスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、印刷材料は、低密度部で通過し、高密度部で通過が制限される。すなわち、低密度部と高密度部の境界線は、印刷像の輪郭線を形成する。スクリーン印刷装置は、この境界線の少なくとも一部を補正線として補正印刷パターンを形成することにより、伸びによる歪みの補正が可能となる。

【0070】

（３） 前記低密度部は、前記高密度部を構成する第一高密度部を囲んで形成されている、（２）のスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、中央部を包囲する枠状部分の印刷精度が要求される場合でも、目標とする所望の印刷パターンを高精度に印刷できる。

【0071】

（４） 前記低密度部は、前記高密度部を構成する第二高密度部に囲まれて形成されている、（２）又は（３）のスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、枠状印刷の外周部の印刷精度が要求される場合でも、目標とする所望の印刷パターンを高精度に印刷できる。

【0072】

（５） 前記スクリーンは、少なくとも１つ以上の対称軸を有する、（１）〜（４）のいずれか１つのスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、スクリーンは、対称軸が、印刷方向に沿い且つ印刷方向に直交する方向の中央となる向きで枠体に支持される。これにより、補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0073】

（６） 前記スクリーンは、平面視で多角形形状を有する、（１）〜（５）のいずれか１つのスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、スクリーンの補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0074】

（７） 前記スクリーンは、平面視で矩形形状を有する、（１）〜（５）のいずれか１つのスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、スクリーンは、一辺が印刷方向と平行となるように枠体に支持されることで、印刷ずれを縦横の２種類で捉えることが可能となる。これにより、補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0075】

（８） 刷り始めの前記隙間が最大となる姿勢に前記基材を支持する台座を有する、（１）〜（７）のいずれか１つのスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、台座は、刷り終わりの位置においても、印刷方向上流側におけるスクリーンと被印刷面との成す角度が、印刷方向下流側よりも大きくなるように、被印刷面を傾斜させて基材を支持可能としている。これにより、スクリーン印刷装置は、刷り始めから刷り終わりまで版離れが良好となる。

【0076】

（９） 前記スクリーンと前記基材の被印刷面との隙間は、前記印刷方向の上流側が下流側よりも広い、（１）〜（８）のいずれか１つのスクリーン印刷装置。
このスクリーン印刷装置によれば、刷り始めから刷り終わりまで版離れが良好となる。

【0077】

（１０） 弾性変形可能なスクリーンのスクリーン縁部が枠体に固定された、曲面形状を有する基材にスクリーン印刷するためのスクリーン印刷版であって、前記スクリーンは、印刷材料を通過させる低密度部と、前記印刷材料の通過を制限する高密度部とを有し、前記低密度部は、前記高密度部に隣接して配置され、前記高密度部との境界線の少なくとも一部が曲線であることを特徴とするスクリーン印刷版。
このスクリーン印刷版によれば、印刷材料は、低密度部で通過し、高密度部で通過が制限される。すなわち、低密度部と高密度部の境界線は、印刷像の輪郭線を形成する。スクリーン印刷は、この境界線の少なくとも一部を補正線として補正印刷パターンを形成することにより、伸びによる歪みの補正が可能となる。

【0078】

（１１） 前記低密度部は、前記高密度部を構成する第一高密度部を囲んで形成されている、（１０）のスクリーン印刷版。
このスクリーン印刷版によれば、中央部を包囲する枠状部分の印刷精度が要求される場合でも、目標とする所望の印刷パターンを高精度に印刷できる。

【0079】

（１２） 前記スクリーンは、少なくとも１つ以上の対称軸を有する、（１０）又は（１１）のスクリーン印刷版。
このスクリーン印刷版によれば、スクリーンは、対称軸が、印刷方向に沿い且つ印刷方向に直交する方向の中央となる向きで枠体に支持される。これにより、補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0080】

（１３） 前記スクリーンは、平面視で多角形形状を有する、（１０）〜（１２）のいずれか１つのスクリーン印刷版。
このスクリーン印刷版によれば、スクリーンの補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0081】

（１４） 前記スクリーンは、平面視で矩形形状を有する、（１０）〜（１３）のいずれか１つのスクリーン印刷版。
このスクリーン印刷版によれば、スクリーンは、一辺が印刷方向と平行となるように枠体に支持されることで、印刷ずれを縦横の２種類で捉えることが可能となる。これにより、補正印刷パターンを得るために必要な幾何学的条件が平易に求められる。

【0082】

（１５） 弾性変形可能なスクリーンのスクリーン縁部が枠体に固定され、前記スクリーンにスキージを押し当てて、曲面形状を有する基材の被印刷面に所望の印刷パターンの印刷層を形成するスクリーン印刷版の製造方法であって、
前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正する補正印刷パターンを求める工程と、
求めた前記補正印刷パターンを前記スクリーンに形成する工程と、
を含むことを特徴とするスクリーン印刷版の製造方法。
このスクリーン印刷版の製造方法によれば、スクリーンが押し下げられた際の印刷パターンずれによる印刷精度の低下が抑制されたスクリーン印刷版が得られる。すなわち、幾何学的にずれ量を相殺する補正印刷パターンを用いて印刷することにより、目標とする所望の印刷パターンに一致した印刷像が得られる。

【0083】

（１６） 曲面形状を有する基材の被印刷面に、弾性変形可能なスクリーンを有するスクリーン印刷版をスキージで押し下げて所望の印刷パターンの印刷層を形成する、曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法であって、
前記スクリーンは、前記スキージが前記スクリーンを押し下げて印刷方向へ掃引する際に、前記印刷層の印刷方向、該印刷方向に交差して配置される前記スキージの幅方向、及び前記印刷方向と前記幅方向に直交する前記被印刷面の高さ方向に前記スクリーンが弾性変形して生じる印刷パターンずれを、目標とする前記所望の印刷パターンに一致するように補正した補正印刷パターンを有する、
ことを特徴とする曲面形状を有する印刷層付き基材の製造方法。
この印刷層付き基材の製造方法によれば、スクリーンが押し下げられた際の印刷パターンずれによる印刷精度の低下が抑制された印刷層付き基材が得られる。

【符号の説明】

【0084】

１３ 基材
１５ 被印刷面
１７ スキージ
１９ 台座
２１ スクリーン印刷版
２７ スクリーン
２９ 枠体
３１ 補正印刷パターン
３３ 低密度部
３５ 高密度部
３７ 補正線
１００，１１０ スクリーン印刷装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】