特許 7477366 磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20240423BHJP

   H01F 1/20 20060101ALI20240423BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20240423BHJP

   B41M 3/00 20060101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

B41F15/08 303E

H01F1/20

B41M1/12

B41M3/00 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020090624

(22)【出願日】2020-05-25

(65)【公開番号】P2021186967

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-20

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３１年度、環境省、平成３１年度省ＣＯ２型リサイクル等設備技術実証事業（軟磁性合金薄帯の粉体化によるリサイクル技術の実証）委託業務、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今村 博之

(72)【発明者】

【氏名】大仲 博

(72)【発明者】

【氏名】本多 耕治

(72)【発明者】

【氏名】前出 正人

【審査官】長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２５１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１１４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－７１０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許発明第１０２０１７２０２７４７（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】特開昭５０－１６１３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００２６４５２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ １５／００－１５／４６

Ｈ０１Ｆ １／２０

Ｂ４１Ｍ １／００－３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性粉体が配置されるステージ部材と、
前記ステージ部材を介して前記磁性粉体を引きつける磁石部材と、
前記ステージ部材の表面における前記磁性粉体の配置領域を広げる均し部材と、
を備え、
前記ステージ部材は、前記磁性粉体が配置される搬送治具と、前記搬送治具と前記磁石部材との間に配置され、前記搬送治具から分離可能なベース部とを備えている磁性粉体の印刷装置。

【請求項2】

前記ステージ部材に配置されており、前記ステージ部材側の面から前記ステージ部材とは反対側の面にかけて貫通する貫通穴が形成されているマスク部材をさらに備える、
請求項１に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項3】

前記均し部材は、前記均し部材の少なくとも一部が前記表面から所定距離離れた位置を移動するように構成されている、請求項１または２に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項4】

前記所定距離は、３ｍｍ以下である、請求項３に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項5】

前記ベース部は、前記搬送治具よりも厚い、
請求項１に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項6】

前記マスク部材上に配置されている前記磁性粉体の重量を取得し、取得した前記重量に基づいて、前記マスク部材上に供給する前記磁性粉体の供給量を決定する制御装置をさらに備える、
請求項２に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項7】

前記ステージ部材に配置されている前記磁性粉体の重量を取得し、取得した前記重量に基づいて、前記マスク部材上に供給する前記磁性粉体の供給量を決定する制御装置をさらに備える、
請求項２に記載の磁性粉体の印刷装置。

【請求項8】

磁性粉体が配置される搬送治具と、前記搬送治具から分離可能なベース部とを備えているステージ部材の前記ベース部の裏面側に磁石部材を配置して、前記ベース部を前記搬送治具と前記磁石部材との間に配置する工程と、
前記ステージ部材の表面の前記搬送治具に向けて前記磁性粉体を供給する工程と、
前記磁石部材に前記磁性粉体を引きつけさせながら、前記表面における前記磁性粉体の配置領域を広げる工程と、
を備える磁性粉体の印刷方法。

【請求項9】

貫通穴が形成されているマスク部材を前記表面に配置する工程をさらに備え、
前記磁性粉体は、前記貫通穴の内部に供給される、請求項８に記載の磁性粉体の印刷方法。

【請求項10】

前記マスク部材を前記表面から離す工程をさらに備える、請求項９に記載の磁性粉体の印刷方法。

【請求項11】

前記磁石部材を前記ステージ部材から離す工程をさらに備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載の磁性粉体の印刷方法。

【請求項12】

前記ベース部を前記搬送治具から離す工程をさらに備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載の磁性粉体の印刷方法。

【請求項13】

前記配置領域を広げられることで生成された前記磁性粉体の集合体の厚さは、３ｍｍ以下である、請求項８から１２のいずれか一項に記載の磁性粉体の印刷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両の電動化市場の急速な拡大に伴い、電子部品の省エネルギー化および小型化の要求がますます高まっている。

【0003】

このような電子部品としては、チョークコイル、リアクトル、トランス等が挙げられる。そして、省エネルギー化および小型化を実現するために、電子部品および電子部品を構成する軟磁性合金粉体（磁性粉体の一例）のエネルギー損失を小さくすることが要求されている。

【0004】

軟磁性合金粉体は、鉄を主成分としている。軟磁性合金粉体におけるエネルギー損失としては、渦電流損とヒステリシス損がある。渦電流損を低減させる対策として、軟磁性合金粉体を小粒化すること等が有効である。ヒステリシス損を低減させる対策として、軟磁性合金粉体の鉄成分のナノ結晶化すること等が有効である。例えば、特許文献１には、軟磁性合金粉体をナノ結晶化することで、エネルギー損失が小さい圧粉鉄心が得られることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１４９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

軟磁性合金粉体等の磁性粉体をナノ結晶化するとき、アモルファス状態の磁性粉体を加熱することで、磁性粉体の結晶化が促進される。磁性粉体をナノ結晶化するプロセスにおいて、磁性粉体の自己発熱により磁性粉体の温度が過剰に高くなると、生成される結晶が肥大化してしまう。この場合、その磁性粉体を用いて製造される電子部品のヒステリシス損、すなわち、エネルギー損失が大きくなる。

【0007】

本開示の目的は、電子部品のエネルギー損失を小さくすることができる磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様に係る磁性粉体の印刷装置は、磁性粉体が配置されるステージ部材と、前記ステージ部材を介して前記磁性粉体を引きつける磁石部材と、前記ステージ部材の表面における前記磁性粉体の配置領域を広げる均し部材と、を備え、前記ステージ部材は、前記磁性粉体が配置される搬送治具と、前記搬送治具と前記磁石部材との間に配置され、前記搬送治具から分離可能なベース部とを備えている。

【0009】

本開示の一態様に係る磁性粉体の印刷方法は、磁性粉体が配置される搬送治具と、前記搬送治具から分離可能なベース部とを備えているステージ部材の前記ベース部の裏面側に磁石部材を配置して、前記ベース部材を前記搬送治具と前記磁石部材との間に配置する工程と、前記ステージ部材の表面の前記搬送治具に向けて前記磁性粉体を供給する工程と、前記磁石部材に前記磁性粉体を引きつけさせながら、前記表面における前記磁性粉体の配置領域を広げる工程と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、電子部品のエネルギー損失を小さくすることができる磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の比較例に係る磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法を説明する図

【図2】本開示の比較例に係る印刷プロセスにおいて磁性粉体に作用する力を説明する図

【図3】本開示の比較例に係る印刷装置により印刷処理が施された後の磁性粉体の配置領域について説明する図

【図4】本開示の第１実施形態に係る磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法を説明する図

【図5】本開示の第１実施形態に係る印刷プロセスにおいて磁性粉体に作用する力を説明する図

【図6】本開示の第２実施形態に係る磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法を説明する図

【図7】本開示の変形例に係る磁性粉体の印刷装置のブロック図

【図8】本開示の変形例に係る磁性粉体の印刷装置が実行する磁性粉体の供給に関する動作の流れを示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の比較例および各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。

【0013】

本開示の比較例および各実施形態について説明する前に磁性粉体を材料とする電子部品の製造プロセスについて簡単に説明する。電子部品は、以下の工程を経て製造される。
（工程Ｓ１）電子部品に必要な材料が含まれる磁性粉体を作製する。
（工程Ｓ２）磁性粉体を所望の形状となるように印刷する。すなわち、磁性粉体の集合体（以下、単に集合体と称することもある。）を生成する。
（工程Ｓ３）磁性粉体の集合体に熱処理を行う。

【0014】

なお、工程Ｓ３において、熱プレス装置が用いられてもよい。熱プレス装置は、ヒータブロックを有している。工程Ｓ３において、熱プレス装置は、磁性粉体の集合体がヒータブロックで挟まれた状態で加熱する。工程Ｓ３が行われている間、磁性粉体は自己発熱する。ヒータブロックは、磁性粉体からの熱を吸収するので、磁性粉体の温度が一定に保たれる。これにより、生成される磁性粉体の結晶の大きさが一定の大きさに制御される。その結果、磁性粉体がナノ結晶化される。よって、磁性粉体を用いて製造される電子部品のエネルギー損失が小さくなる。

【0015】

しかし、ヒータブロックに挟まれる磁性粉体の集合体の厚さが比較的厚い場合、磁性粉体の自己発熱量が大きくなり、ヒータブロックで吸熱しきれなくなる。ヒータブロックが磁性粉体の熱を十分に吸熱しきれない場合、磁性粉体の温度が一定に保たれなくなり、磁性粉体が適切にナノ結晶化することができなくなる。

【0016】

ヒータブロックが、磁性粉体の熱を吸熱しきるためには、工程Ｓ２において、磁性粉体の集合体を適切な厚さ以下にする必要がある。以下、工程Ｓ２において適用可能であり、磁性粉体の集合体を適切な厚さ以下にすることができる磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法について説明する。

【0017】

（比較例）
以下、本開示の比較例に係る磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法について、図１から図３を参照しながら説明する。

【0018】

図１は、本開示の比較例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１および磁性粉体１１０の印刷方法を説明する図である。

【0019】

＜印刷装置１＞
印刷装置１は、ステージ部材１２０、均し部材１３０、供給装置（不図示）、および、制御装置（不図示）を備えている。ステージ部材１２０は、磁性粉体１１０が配置される部材である。均し部材１３０は、ステージ部材１２０から所定距離Ｘ離れた位置を移動することで、ステージ部材１２０上の磁性粉体１１０を均すとともに、磁性粉体１１０のステージ部材１２０の表面１２１における配置領域を広げる。図１の太矢印は、均し部材１３０の移動方向を示す。磁性粉体１１０、ステージ部材１２０、および、均し部材１３０については、後述する実施形態において詳細に説明する。

【0020】

供給装置は、磁性粉体１１０をステージ部材１２０の表面１２１に向けて供給する。制御装置は、均し部材１３０の動作を制御する。制御装置は、均し部材１３０の動作及び、磁性粉体１１０の供給量を制御する。

【0021】

＜印刷方法＞
磁性粉体１１０の印刷方法は、以下の工程を備える。
（工程Ｓ１１）供給装置が磁性粉体１１０をステージ部材１２０の表面１２１に向けて供給する。
（工程Ｓ１２）均し部材１３０が、磁性粉体１１０の表面１２１における配置領域を広げる。ここで、制御装置が均し部材１３０を表面１２１から所定距離Ｘ離れた位置を移動させて、ステージ部材１２０の表面１２１の磁性粉体１１０を均す。これにより、磁性粉体１１０の集合体が形成される。磁性粉体１１０が均されると、磁性粉体１１０の印刷が完了する。

【0022】

よって、比較例によれば、所定距離Ｘを適切な長さに調整することで、磁性粉体１１０の集合体の厚さを適切な厚さ以下にすることができる。

【0023】

しかし、比較例は、ステージ部材１２０の表面１２１において磁性粉体１１０を配置すべき領域に磁性粉体１１０が配置されないという課題がある。以下、その課題について図２および図３を参照しながら説明する。

【0024】

＜比較例の課題＞
図２は、本開示の比較例に係る印刷プロセスにおいて磁性粉体１１０に作用する力を説明する図である。図３は、比較例に係る印刷装置１により印刷処理が施された後の磁性粉体１１０の配置領域について説明する図である。なお、比較例の説明における印刷処理は、上述した工程Ｓ１１および工程Ｓ１２である。図２の２００は、ステージ部材１２０の表面１２１上の領域である。

【0025】

図２のＦ１、Ｆ２、およびＦ３は、それぞれ、均し部材１３０が磁性粉体１１０を押す力、磁性粉体１１０同士の凝集力、ステージ部材１２０から磁性粉体１１０に作用する摩擦力である。なお、Ｆ１は、主にステージ部材１２０の表面１２１から所定距離Ｘ以上離れた位置に位置する磁性粉体１１０に作用する。

【0026】

工程Ｓ１２において、均し部材１３０から力Ｆ１を受けて、表面１２１から所定距離Ｘ以上離れた位置に位置する磁性粉体１１０（以下、遠距離粉体と称す。）が移動する。ここで、表面１２１から所定距離Ｘ未満の位置に位置する磁性粉体１１０（以下、近距離粉体と称す。）が、凝集力Ｆ２により遠距離粉体に引き付けられる。凝集力Ｆ２が摩擦力Ｆ３に対して比較的強い場合、近距離粉体は、磁性粉体１１０がステージ部材１２０上を滑り、遠距離粉体とともに移動してしまう。具体的には、工程Ｓ１２が完了する前において領域２００に配置されていた近距離粉体が凝集力Ｆ２を受けて移動し、工程Ｓ１２が完了した後、領域２００に磁性粉体１１０が存在しなくなる（図３参照）。すなわち、比較例では、磁性粉体１１０を配置すべき領域において、磁性粉体１１０が配置されない領域が発生してしまうという課題がある。

【0027】

以下、比較例の課題を解決する各実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0028】

（第１実施形態）
図４は、本開示の第１実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷装置１および磁性粉体１１０の印刷方法を説明する図である。

【0029】

＜磁性粉体１１０＞
磁性粉体１１０は、純鉄粉、Ｆｅ－Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ、パーメンジュール等の他、非晶質（アモルファス）粒子、ナノ結晶粒子等の軟磁性合金粉体である。ここで、非晶質粒子やナノ結晶粒子には、ＦｅとＳｉに加えてＢ、Ｃ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等の元素のいずれか１つ以上が含まれていてもよい。磁性粉体１１０の粒子径が小さすぎるとヒステリシス損が大きくなり、粒子径が大きすぎると渦電流損が大きくなる。このため、磁性粉体１１０の粒子径は、１μｍから３００μｍが望ましい。

【0030】

＜印刷装置１＞
印刷装置１は、ステージ部材１２０、均し部材１３０、磁石部材１４０、マスク部材１５０、供給装置（不図示）、および、制御装置（不図示）を備えている。

【0031】

＜ステージ部材１２０＞
ステージ部材１２０は、その表面１２１に磁性粉体１１０が配置される部材である。ステージ部材１２０の材料は、例えば、チタンおよびオーステナイト系ステンレス等の金属、セラミックス、および、樹脂等である。

【0032】

ステージ部材１２０の材料は、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることが望ましい。ステージ部材１２０の材料が磁石である場合、磁性粉体１１０は、印刷処理後の熱処理以降においてもステージ部材１２０から磁力を受け続ける。この場合、磁性粉体１１０は、継続的にステージ部材１２０の表面１２１に保持されてしまうので、電子部品の形成に使用されず、清掃時に廃棄されてしまう。その結果、電子部品の歩留の低下を招く。言い換えると、ステージ部材１２０の材料が、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることで、電子部品の歩留まりを維持することができる。なお、第１実施形態における印刷処理は、後述する工程Ｓ２１～Ｓ２５のことである。

【0033】

また、ステージ部材１２０が磁石である場合、ステージ部材１２０から電子部品が取り外された後、ステージ部材１２０の表面１２１に磁性粉体１１０が残ってしまうので、ステージ部材１２０を清掃する労力が増加してしまう。すなわち、ステージ部材１２０の材料が、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることで、ステージ部材１２０の清掃時の負担を軽減することができる。

【0034】

ステージ部材１２０の形状は、例えば、板状である。ステージ部材１２０の表面１２１の寸法は、最も短い寸法が磁性粉体１１０を配置するべき領域（以下、印刷領域と称す。）の最も長い寸法よりも１０ｍｍ以上長いことが望ましい。これにより、印刷処理後に磁性粉体１１０が搬送されている間に振動等が発生したとしても、磁性粉体１１０がステージ部材１２０から落下することを防ぐことができる。

【0035】

＜均し部材１３０＞
均し部材１３０は、ステージ部材１２０の表面１２１に配置された磁性粉体１１０の配置領域３００を広げる。均し部材１３０は、ステージ部材１２０から所定距離Ｘ離れた位置を移動する。図４の太矢印は、均し部材１３０の移動方向を示している。均し部材１３０が移動することで、ステージ部材１２０上の磁性粉体１１０が均されるとともに、磁性粉体１１０の表面１２１における配置領域３００が広がる。所定距離Ｘは、３ｍｍ以下が望ましい。

【0036】

均し部材１３０の材料は、チタンおよびオーステナイト系ステンレス等の金属、セラミックス、樹脂等である。

【0037】

均し部材１３０の材料は、ステージ部材１２０と同様、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることが望ましい。均し部材１３０の材料が、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることで、電子部品の歩留まりを維持し、かつ、均し部材１３０の清掃時の負担を軽減することができる。

【0038】

均し部材１３０の形状は、例えば、板状である。均し部材１３０は、電子部品の生産性を考慮すると、磁性粉体１１０と接触する面の幅の寸法が５０ｍｍ以上であることが望ましい。磁性粉体１１０と接触する面の幅とは、水平面内において均し部材１３０の移動方向（つまり、図４の太矢印に沿った方向）に対して垂直方向の長さのことである。

【0039】

＜磁石部材１４０＞
磁石部材１４０は、その表面がステージ部材１２０の裏面１２２（図５参照）に接するように配置される部材であり、ステージ部材１２０を介して磁性粉体１１０を引きつける部材である。

【0040】

磁石部材１４０は、磁石を引き付ける材料から構成される部材である。磁石部材１４０の材料は、例えば、フェライトやネオジウムなどの磁石である。磁石部材１４０の材料は、フェライトやネオジウムなどの磁石と樹脂材料との混合物であってもよい。磁石部材１４０の形状は、板状である。なお、磁石部材１４０の形状は、シート状であってもよい。

【0041】

磁石部材１４０の寸法は、磁性粉体１１０を引き付けることから、磁石部材１４０の表面の最も短い寸法が印刷領域の最も長い寸法よりも５ｍｍ以上大きければよい。磁性粉体１１０の下側に磁石部材１４０がなければ、磁性粉体１１０がステージ部材１２０に引き付けられないので、印刷装置１の各構成の位置のばらつきを考慮して、印刷領域よりもステージ部材１２０に対する正射影領域の面積が大きい磁石部材１４０を使用する必要があるからである。

【0042】

＜マスク部材１５０＞
マスク部材１５０は、磁性粉体１１０を印刷処理する際にステージ部材１２０の表面１２１に配置される部材である。マスク部材１５０は、ステージ部材１２０の表面１２１側の面からステージ部材１２０とは反対側の面にかけて貫通する貫通穴１５１が形成されている。貫通穴１５１のステージ部材１２０に対する正射影は、上述した印刷領域と一致する。

【0043】

マスク部材１５０の材料は、チタンおよびオーステナイト系ステンレス等の金属、セラミックス、樹脂等である。

【0044】

マスク部材１５０の材料は、ステージ部材１２０と同様、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることが望ましい。マスク部材１５０の材料が、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることで、電子部品の歩留まりを維持し、かつ、均し部材１３０の清掃時の負担を軽減することができる。

【0045】

マスク部材１５０の水平方向における最も短い寸法は、マスク部材１５０の強度を確保するために、水平方向における貫通穴１５１の最も長い寸法よりも４０ｍｍ以上大きいことが望ましい。また、マスク部材１５０の厚さは、上述した所定距離Ｘ以下の厚さである。

【0046】

供給装置、および、制御装置は、それぞれ上述した比較例に係る供給装置、および、制御装置と機能および構成が同じであるため、それらの詳細な説明を省略する。

【0047】

＜印刷方法＞
本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法は、以下の工程を備える。
（工程Ｓ２１）マスク部材１５０をステージ部材１２０の表面１２１に配置するとともに、磁石部材１４０をその表面がステージ部材１２０の裏面１２２に接するようにステージ部材１２０に配置する。なお、マスク部材１５０の配置と磁石部材１４０の配置は必ずしも同時に行われなくてもよく、いずれが先に行われてもよい。
（工程Ｓ２２）供給装置が、ステージ部材１２０の表面１２１に向けて磁性粉体１１０を供給する。工程Ｓ２２において、供給装置は、磁性粉体１１０をマスク部材１５０の貫通穴１５１の内部に供給する。
（工程Ｓ２３）磁石部材１４０に磁性粉体１１０を引きつけさせながら、均し部材１３０が、磁性粉体１１０の配置領域３００を印刷領域と一致するように広げる。ここで、制御装置からの指示に従って、均し部材１３０が表面１２１から所定距離Ｘの位置を水平方向に移動する。工程Ｓ２３が完了することで、磁性粉体１１０の集合体が生成される。
（工程Ｓ２４）磁石部材１４０をステージ部材１２０の裏面１２２から引き離す。
（工程Ｓ２５）マスク部材１５０をステージ部材１２０の表面１２１から引き離す。なお、工程Ｓ２５は、工程Ｓ２４と同じタイミングで実行されてもよい。

【0048】

工程Ｓ２５が完了すると、磁性粉体１１０の集合体が配置されているステージ部材１２０が、工程Ｓ３（つまり、熱処理工程）を実行するための配置位置まで搬送される。

【0049】

図５は、工程Ｓ２５において磁性粉体１１０に作用する力を説明する図である。なお、図５において、マスク部材１５０の図示が省略されている。図５のＦ４は、磁石部材１４０から磁性粉体１１０に作用する磁力である。

【0050】

図５に示されているように、ステージ部材１２０の表面１２１上の磁性粉体１１０は、磁石部材１４０によって引き付けられる。これにより、近距離粉体に作用する力Ｆ４およびＦ３の総和が、遠距離粉体から近距離粉体に作用する凝集力Ｆ２を上回る。このため、均し部材１３０に押されて遠距離粉体が移動したとしても、近距離粉体は遠距離粉体とともに表面１２１上を移動しにくくなる。よって、均し部材１３０が移動することで、磁性粉体１１０が配置されていた表面１２１上の領域に近距離粉体がとどまりつつ、配置領域３００が広がる。

【0051】

工程Ｓ２３において、配置領域３００が広げられることで厚さＺ（図４参照）の磁性粉体１１０の集合体が生成される。厚さＺは、３ｍｍ以下が望ましい。磁性粉体１１０の集合体の厚さが厚すぎる場合、集合体を熱処理する工程で、磁性粉体１１０からの熱をヒータブロックで吸収しきれなくなり、磁性粉体１１０を適切にナノ結晶化することができなくなるからである。

【0052】

以上、説明した通り、本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷装置１は、ステージ部材１２０上に供給された磁性粉体１１０を均す均し部材１３０を備えるので、生成される磁性粉体１１０の集合体の厚さを一定の適切な厚さ以下にすることができる。よって、本実施形態の印刷装置１によって生成された集合体が熱処理されることで、磁性粉体１１０が適切にナノ結晶化する。その結果、本実施形態に係る印刷装置１で印刷処理が実行された磁性粉体１１０を用いて製造される電子部品のエネルギー損失が小さくなる。

【0053】

本実施形態に係る印刷装置１は、磁石部材１４０を備えているので、均し部材１３０で磁性粉体１１０を均す工程が行われている間、近距離粉体を現在位置にとどめておくことができる。このため、第１実施形態に係る印刷装置１は、印刷領域に磁性粉体１１０が配置されない領域が発生することを防止し、磁性粉体１１０が印刷領域に確実に配置されるように配置領域３００を広げることができる。すなわち、第１実施形態に係る印刷装置１は、比較例に係る印刷装置１の課題を解決できる。

【0054】

均し部材１３０は、ステージ部材１２０の表面１２１から所定距離Ｘ離れた位置を移動するので、生成される集合体の厚さを所定距離Ｘの大きさ以下にすることができる。よって、所定距離Ｘを調整することで、生成される集合体の厚さをより確実に適正な厚さ以下にすることができる。さらに、磁石部材１４０が磁性粉体１１０を引き付けつつ、均し部材１３０が移動することで磁性粉体１１０を均しているので、生成される磁性粉体１１０の集合体の厚さのばらつきを少なくすることができる。

【0055】

本実施形態に係る印刷装置１は、貫通穴１５１が形成されているマスク部材１５０を備えている。マスク部材１５０は、ステージ部材１２０の表面１２１に配置される。このため、均し部材１３０によって広げられる磁性粉体１１０の配置領域３００は、マスク部材１５０によって規制される。すなわち、マスク部材１５０が表面１２１に配置されることで、工程Ｓ２３において、均し部材１３０は、配置領域３００が印刷領域と一致するように磁性粉体１１０を均すことができる。よって、第１実施形態に係る印刷装置１により生成される集合体の水平面内における形状のばらつきを抑制できる。すなわち、第１実施形態に係る印刷装置１は、磁性粉体１１０の集合体の安定した製造プロセスを提供できる。

【0056】

本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法では、均し部材１３０が表面１２１から所定距離Ｘ離れた位置を移動するため、生成される磁性粉体１１０の集合体の厚さを適正な厚さ以下にすることができる。よって、本実施形態の印刷方法によって生成された集合体が熱処理されることで、磁性粉体１１０が適切にナノ結晶化する。その結果、本実施形態に係る印刷方法で印刷処理が実行された磁性粉体１１０を用いて製造される電子部品のエネルギー損失が小さくなる。

【0057】

本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法では、磁石部材１４０に磁性粉体１１０を引きつけさせながら、磁性粉体１１０の配置領域３００を広げる。よって、本実施形態に係る印刷方法は、近距離粉体を現在位置にとどめつつ、磁性粉体１１０の配置領域３００を広げることができるので、印刷領域に磁性粉体１１０が配置されない領域が発生することを防止できる。すなわち、本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法では、印刷領域に磁性粉体１１０が確実に配置されるように配置領域３００を広げることができる。さらに、本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法によれば、生成される磁性粉体１１０の集合体の厚さのばらつきを少なくすることができる。

【0058】

本実施形態に係る印刷方法は、貫通穴１５１が形成されたマスク部材１５０を使用するので、磁性粉体１１０の配置領域３００が広げられる範囲が、貫通穴１５１によって規制される。よって、第１実施形態に係る印刷方法により生成される集合体の水平面内の形状のばらつきを抑制できる。すなわち、第１実施形態に係る印刷方法は、磁性粉体１１０の集合体の安定した製造プロセスを提供できる。

【0059】

（第２実施形態）
以下、本開示の第２実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷装置１および磁性粉体１１０の印刷方法について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。

【0060】

図６は、本開示の第２実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷装置１および磁性粉体１１０の印刷方法を説明する図である。

【0061】

第２実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷装置１が備えるステージ部材１２０は、搬送治具１０と、ベース部２０とを備える。

【0062】

搬送治具１０には、磁性粉体１１０が配置される。搬送治具１０は、表面１２１を有する。搬送治具１０は、工程Ｓ３を実行する際に集合体を配置すべき配置位置まで集合体とともに搬送される。

【0063】

ベース部２０は、搬送治具１０と磁石部材１４０との間に配置される。ベース部２０は、搬送治具１０から分離可能である。ベース部２０は、ステージ部材１２０の強度を確保するための部位であり、少なくとも搬送治具１０よりも厚い。

【0064】

なお、搬送治具１０の厚さは０．１ｍｍ以下であればよく、ベース部２０の厚さは、０．５ｍｍ以上あればよい。

【0065】

＜印刷方法＞
本実施形態に係る磁性粉体１１０の印刷方法は、以下の工程を備える。
（工程Ｓ３１）マスク部材１５０を搬送治具１０の表面１２１に配置するとともに、磁石部材１４０を、その表面がベース部２０の裏面に接するようにステージ部材１２０に配置する。なお、マスク部材１５０の配置と磁石部材１４０の配置は必ずしも同時に行われなくてもよく、いずれが先に行われてもよい。
（工程Ｓ３２）供給装置が、ステージ部材１２０の表面１２１に向けて磁性粉体１１０を供給する。工程Ｓ３２は、工程Ｓ２２に対応している。
（工程Ｓ３３）磁石部材１４０に磁性粉体１１０を引きつけさせながら、均し部材１３０が、磁性粉体１１０の配置領域３００を印刷領域と一致するように広げる。工程Ｓ３３は、工程Ｓ２３に対応している。
（工程Ｓ３４）磁石部材１４０を搬送治具１０から引き離す。
（工程Ｓ３５）マスク部材１５０およびベース部２０を搬送治具１０から引き離す。なお、マスク部材１５０を搬送治具１０から引き離す工程は、工程Ｓ３４と同じタイミングで実行されてもよい。

【0066】

工程Ｓ３４において、磁石部材１４０と磁性粉体１１０とが互いに引き付け合う力を上回る力で、磁石部材１４０をステージ部材１２０から引き離す必要がある。磁石部材１４０を引き離す力が大きくなるほど、ステージ部材１２０に必要とされる強度が大きくなる。本実施形態に係る印刷装置１のステージ部材１２０は、比較的厚みが大きく、搬送治具１０と磁石部材１４０との間に配置されるベース部２０を備えているので、ステージ部材１２０の強度が確保できる。

【0067】

また、ベース部２０の厚さを厚くすることでステージ部材１２０の強度を大きくすることができるので、搬送治具１０の厚さをより薄くすることができる。

【0068】

ベース部２０は、集合体とともに工程Ｓ３（つまり、熱処理工程）が施される。このため、ベース部２０の厚さが比較的厚い場合、熱プレス装置により十分に磁性粉体１１０を加熱することができなくなる。もしくは、熱プレス装置のヒータブロックが、磁性粉体１１０の集合体、および、ベース部２０からの熱を吸収しきれなくなる。これらの場合、熱処理中の磁性粉体１１０の温度が一定に保たれなくなり、その結果、磁性粉体１１０が適切にナノ結晶化されなくなり、磁性粉体１１０、ひいては、磁性粉体１１０を材料とする電子部品のエネルギー損失が大きくなる。

【0069】

本実施形態の印刷装置１によれば、搬送治具１０をより薄くすることができるので、工程Ｓ３を実行することで、磁性粉体１１０がより適切にナノ結晶化する。その結果、本実施形態の印刷装置１は、磁性粉体１１０、ひいては、磁性粉体１１０を材料とする電子部品のエネルギー損失をより小さくすることができる。

【0070】

その他、本実施形態に係る印刷装置１および印刷方法は、それぞれ第１実施形態に係る印刷装置１および印刷方法と同様の効果を奏する。

【0071】

（変形例）
以下、変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１および磁性粉体１１０の印刷装置１について、主に第１実施形態と異なる点を説明する。

【0072】

図７は、変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１を示すブロック図である。なお、図７において、ステージ部材１２０、均し部材１３０、磁石部材１４０、および、マスク部材１５０については図示を省略している。

【0073】

変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１は、重量センサ５１０、供給装置５２０および制御装置５３０を備える。重量センサ５１０は、マスク部材１５０に配置されており、マスク部材１５０上に位置する磁性粉体１１０の重量を計測する。

【0074】

供給装置５２０は、制御装置５３０の制御の下、ステージ部材１２０に向けて磁性粉体１１０を供給する。実際には、供給装置５２０は、マスク部材１５０上に磁性粉体１１０を供給する。

【0075】

変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１の制御装置５３０は、供給装置５２０に決定された量の磁性粉体１１０をマスク部材１５０上に供給させる。また、制御装置５３０は、重量センサ５１０が計測した重量を取得する。そして、制御装置は、取得した重量に基づいて、磁性粉体１１０が供給されていないステージ部材１２０の上に配置されたマスク部材１５０上に供給される、磁性粉体１１０の量を決定する。なお、制御装置５３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの作業用メモリを有していてもよい。そして、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより、重量センサ５１０から取得した重量に基づいて、磁性粉体１１０の供給量を決定してもよい。

【0076】

図８は、本開示の変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１が実行する磁性粉体１１０の供給に関する動作の流れを示す図である。

【0077】

制御装置５３０は、供給装置５２０を制御して、決定された供給量の磁性粉体１１０をマスク部材１５０上に供給する（ステップＳ１０１）。決定された供給量は、印刷装置１が稼働してから１度も印刷処理（後述するステップＳ１０２）が行われていない場合、初期値として予め決定された量である。ステップＳ１０１が行われるに際して、供給対象となるステージ部材１２０に対して、表面１２１側および裏面１２２側にマスク部材１５０および磁石部材１４０がそれぞれ配置されている。

【0078】

次に、印刷装置１は、磁性粉体１１０の印刷を行う（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、上述した工程Ｓ２３が実行される。

【0079】

次に、制御装置５３０は、重量センサ５１０が計測した重量を取得する（ステップＳ１０３）。ここで、重量センサ５１０は、マスク部材１５０上に配置されている磁性粉体１１０の重量を計測する。

【0080】

次に、制御装置５３０は、重量センサ５１０から取得した重量に基づいて、磁性粉体１１０の新たな供給量を決定する（ステップＳ１０４）。ここで、制御装置５３０は、重量センサ５１０から取得した重量と、基準とする粉体量とに基づいて、新たに供給する磁性粉体１１０の量を算出し、算出された量を新たな供給量として決定する。基準とする粉体量は、所望の量の磁性粉体１１０が印刷工程（すなわち、ステップＳ１０２）で使用されるために、マスク部材１５０上にあるべき適正な量のことである。

【0081】

続いて、制御装置５３０は、供給装置５２０を制御して、決定された供給量の磁性粉体１１０をステージ部材１２０上に配置されているマスク部材１５０上に供給する（ステップＳ１０１）。ここで、決定された量は、印刷装置１が稼働してステップＳ１０２の処理がすでに行われている場合、ステップＳ１０４で決定された供給量である。

【0082】

印刷装置１は、ステップＳ１０１～Ｓ１０４を繰り返す。

【0083】

印刷処理に使用される磁性粉体１１０の量は、印刷工程が実行される前にマスク部材１５０上にある磁性粉体１１０の量に依存する。印刷処理が実行される前において、マスク部材１５０上にある磁性粉体１１０の量が多いほど、印刷処理に使用される磁性粉体１１０の量が多くなる。マスク部材１５０上の磁性粉体１１０が多いほど、均し部材１３０が操作された場合に、マスク部材１５０の貫通穴１５１の内部に配置できる磁性粉体１１０を量が多くなるからである。なお、印刷工程に使用される磁性粉体１１０の量は、磁性粉体１１０の集合体の生成に使用される磁性粉体１１０の量に相当する。

【0084】

よって、印刷工程（すなわち、ステップＳ１０２）の前にマスク部材１５０上の磁性粉体１１０の量を計測して、計測結果を管理することは、磁性粉体１１０を有効に利用する観点からも重要である。

【0085】

本変形例に係る磁性粉体１１０の印刷装置１は、マスク部材１５０上の磁性粉体１１０の重量に基づいて、磁性粉体１１０の供給量を決定する制御装置５３０を備える。そして、制御装置５３０は、ステージ部材１２０上のマスク部材１５０上に対して、磁性粉体１１０が供給されるたびに、供給量を決定する。

【0086】

このため、制御装置５３０は、印刷工程前のマスク部材１５０上の磁性粉体１１０の量を所望の範囲となるように制御することができる。よって、制御装置５３０は、印刷工程で使用される磁性粉体１１０の量、すなわち、集合体の生成に使用される磁性粉体１１０の量を所望の範囲となるように制御することができる。

【0087】

なお、本変形例に係る制御装置５３０は、印刷工程が行われる前に磁性粉体１１０をマスク部材１５０上に供給していた。しかしながら、制御装置５３０は、１度磁性粉体１１０の供給を行った後、複数回の磁性粉体１１０の印刷工程が行われてから磁性粉体の１１０の供給を行ってもよい。すなわち、複数回の印刷工程毎に磁性粉体１１０をマスク部材１５０上に供給してもよい。例えば、マスク部材１５０上に配置されている磁性粉体１１０の量が比較的多い場合、新たに磁性粉体１１０を供給しなくても、マスク部材１５０上に残留している磁性粉体１１０を使用して集合体を生成することができるからである。

【0088】

また、制御装置５３０は、マスク部材１５０上の磁性粉体１１０の重量に替えて、集合体の生成に使用された磁性粉体１１０の重量を取得し、取得した重量に基づいて、新たな磁性粉体１１０の供給量を決定してもよい。この場合、ステージ部材１２０に重量センサ５１０が、配置される。そして、重量センサ５１０は、マスク部材１５０がステージ部材１２０から引き離された後にステージ部材１２０に配置されている磁性粉体１１０の重量を計測する。この場合、印刷装置１は、マスク部材１５０を必ずしも備えていなくてもよい。また、マスク部材１５０が備えられていない場合は、印刷方法は、マスク部材１５０をステージ部材１２０に配置する工程やマスク部材をステージ部材１２０から引き離す工程を備えていなくてもよい。

【0089】

なお、第２実施形態に係る印刷装置１は、変形例に係る重量センサ５１０、供給装置５２０、および制御装置５３０を備えていてもよく、図８に示されているステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理を実行してもよい。

【0090】

（その他の変形例）
第１実施形態、第２実施形態および変形例に係る印刷装置１が備える磁石部材１４０は、必ずしもステージ部材１２０の裏面１２２に接するように配置されなくてもよい。磁石部材１４０は、ステージ部材１２０の表面１２１よりも裏面１２２側に配置されればよい。例えば、磁石部材１４０とステージ部材１２０との間に別の部材が配置されていてもよい。また、ステージ部材１２０には、表面１２１と裏面１２２との間に挿入用穴が形成されていて、磁石部材１４０を配置する工程において、磁石部材１４０が挿入用穴に挿入されてもよい。

【0091】

また、均し部材１３０は、必ずしも均し部材１３０全体が移動しなくてもよく、均し部材１３０の少なくとも一部が移動すればよい。例えば、均し部材１３０の一端が鉛直方向に沿う軸周りに回転可能に固定されていてもよい。

【0092】

なお、第１実施形態、第２実施形態および変形例に係る印刷装置１を構成しており、かつ、図示されていない他の部材の材料は、ステージ部材１２０等と同様、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることが望ましい。他の部材の材料が、磁石を引き付けない材料、または、磁化しにくい材料であることで、電子部品の歩留まりを維持し、かつ、均し部材１３０の清掃時の負担を軽減することができる。

【0093】

また、第１実施形態および第２実施形態に係る印刷装置１は、必ずしもマスク部材１５０を備えていなくてもよい。ステージ部材１２０の表面１２１から所定距離Ｘ離れた位置を均し部材１３０が移動することで、生成される集合体の厚さは所定距離Ｘの大きさ以下となるからである。よって、第１実施形態および第２実施形態に係る印刷方法は、マスク部材１５０をステージ部材１２０に配置する工程やマスク部材１５０をステージ部材１２０から引き離す工程を備えていなくてもよい。

【0094】

さらに、磁石部材１４０は、磁石を引き付ける状態と磁石を引き付けない状態とが切り替えられるように形成されていてもよい。例えば、磁石部材１４０の材料は、電磁石であってもよい。このような磁石部材１４０を使用する印刷方法は、必ずしも磁石部材１４０を引き離す工程を備えていなくてもよい。

【0095】

また、均し部材１３０の形状は必ずしも板状でなくてもよく、均し部材１３０のステージ部材１２０側の端部が、磁性粉体１１０を均し、磁性粉体１１０の集合体の厚さを規制できる形状であればよい。

【0096】

なお、第２実施形態において、ステージ部材１２０が搬送治具１０とベース部２０とに分離可能に構成されている。しかしながら、搬送治具１０とベース部２０とが互いに別の部材であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本開示の磁性粉体の印刷装置および磁性粉体の印刷方法は、磁性粉体を用いて電子部品を製造する装置および電子部品を製造する方法に好適に利用できる。

【符号の説明】

【0098】

１ 印刷装置
１１０ 磁性粉体
１２０ ステージ部材
１０ 搬送治具
２０ ベース部
１２１ 表面
１２２ 裏面
１３０ 均し部材
１４０ 磁石部材
１５０ マスク部材
１５１ 貫通穴
２００ 領域
３００ 配置領域
５１０ 重量センサ
５２０ 供給装置
５３０ 制御装置
Ｘ 所定距離
Ｚ 厚さ
Ｆ１ 力
Ｆ２ 凝集力
Ｆ３ 摩擦力
Ｆ４ 磁力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】