特表 2023-541536 ステンシル作成のためのプラテン及び放出流体制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-03

(54)【発明の名称】ステンシル作成のためのプラテン及び放出流体制御システム

(51)【国際特許分類】

   B41C 1/14 20060101AFI20230926BHJP

【ＦＩ】

B41C1/14 101

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023511570

(86)(22)【出願日】2020-08-14

(85)【翻訳文提出日】2023-03-06

(86)【国際出願番号】 EP2020072899

(87)【国際公開番号】W WO2022033702

(87)【国際公開日】2022-02-17

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519245622

【氏名又は名称】デュラルクローム アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベーア、レネ ユリウス

(72)【発明者】

【氏名】ハーウェル、ジョン セシル

(72)【発明者】

【氏名】ヘルモン、シュロモ

【テーマコード（参考）】

2H084

【Ｆターム（参考）】

2H084AA30

2H084BB07

2H084BB08

2H084BB13

2H084BB15

2H084CC10

(57)【要約】

スクリーンステンシルを作成するためのダイレクトツーメッシュ（ＤｔＭ）スクリーンプリンタ（１００）が提供される。ＤｔＭスクリーンプリンタは、噴射可能なエマルジョン（１２２）の塗布中に予め延伸されたメッシュ（１１２）を所定の位置に保持する、フレーム（１１４）を保持するための固定具（１１６）と、プラテン（１２４）であって、キャビティとプラテン（１２４）の上面における穴（２１２）の配列とを有し、予め延伸されたメッシュ（１１２）の一方側に当て付いて位置され、キャビティが、上面の穴を通じて分配されて予め延伸されたメッシュの一方側に対して放出流体層（４０２）を形成する放出流体（１２２）を保持する、プラテン（１２４）と、プラテンのキャビティ内に放出流体を分配して放出流体層を形成するための放出流体制御システム（１２６）と、プラテン（１２４）とは反対側の予め伸びたメッシュ（１１２）の側に噴射可能なエマルジョンを印刷するための印字ヘッド（１３２）を支持するプリンタキャリッジ（１３４）とを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリーンステンシルを作成するためのダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタであって、
噴射可能なエマルジョンの塗布中に予め延伸されたメッシュを所定の位置に保持するためのフレームと、
前記フレームを保持するための固定具と、
キャビティ及び穿孔された上面を有するプラテンであって、前記キャビティが、前記上面の穴を通じて分配されて前記予め延伸されたメッシュの一方側に対して放出流体層を形成する放出流体を保持する、プラテンと、
前記プラテンの前記キャビティ内に前記放出流体を分配して前記放出流体層を形成するための放出流体制御システムと、
前記プラテンとは反対側の前記予め延伸されたメッシュの側に前記噴射可能なエマルジョンを印刷するための印字ヘッドを支持するプリンタキャリッジと、
を含む、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項2】

前記固定具は、前記噴射可能なエマルジョンの塗布中に前記フレームを前記予め延伸されたメッシュと共に所定の位置に確実に強固に保持する、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項3】

前記プラテンは、前記放出流体を受けるための少なくとも１つの入力ポートと、少なくとも１つの前記キャビティ内へ放出流体を分配するための少なくとも１つの出力ポートとを有する、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項4】

前記プラテンの前記穿孔された表面の前記穴が、少なくとも１つの前記キャビティまで延在する、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項5】

前記放出流体制御システムは、
制御弁を伴う放出流体リザーバと、
前記放出流体リザーバから前記放出流体を受けるとともに、流体コネクタによって前記プラテンの前記キャビティに接続される流体レベル入口タンクと、
前記流体レベル入口タンク内の前記放出流体のレベルを監視するように位置されるレベルセンサと、
前記流体コネクタを通じて流れる前記放出流体の一部を前記放出流体リザーバに圧送する排出ポンプであって、前記放出流体層内の放出流体の量が、制御値及び前記排出ポンプの操作によって前記流体レベル入口タンク内の前記放出流体の前記レベルに対応するように制御される、排出ポンプと、
を含む、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項6】

前記放出流体制御システムは、
制御弁を伴う放出流体リザーバと、
前記放出流体リザーバから前記放出流体を受けるとともに、流体コネクタによって前記プラテンの前記キャビティに接続される流体レベル入口タンクと、
前記流体レベル入口タンク内に位置される流体レベルシリンダと、
前記流体レベル入口タンク内の前記放出流体のレベルを監視するように位置されるレベルセンサと、
前記流体レベル入口タンクを保持するとともに、流体コネクタによって前記放出流体リザーバに接続されるオーバーフロータンクと、
前記流体レベルシリンダに接続された機械式リフトであって、前記流体レベルシリンダを上昇又は下降させるために前記機械式リフトを使用することによって、前記放出流体層内の放出流体の量が前記流体レベル入口タンク内の前記放出流体の前記レベルに対応するように制御される、機械式リフトと、
を含む、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項7】

前記放出流体制御システムは、
前記放出流体を保持するとともに、流体コネクタによって前記プラテンの前記キャビティに接続される流体レベル入口タンクと、
前記放出流体層内の所望量の前記放出流体を得るために前記放出流体の所望のレベルを特定する測定装置であって、前記放出流体層内の放出流体の量が、前記流体レベル入口タンクを上昇又は下降させることによって制御される、測定装置と、
を含む、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項8】

前記放出流体は、硬化後の前記噴射可能なエマルジョンのための滑らかで非反応性の表面をもたらしつつドットゲインを抑制する、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項9】

前記放出流体は、水と、前記放出流体の蒸発を防止するのに十分な量の少なくとも１つの乳化剤とを含む、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項10】

前記噴射可能なエマルジョンは、約４ｃＰ～約１５ｃＰの低い粘度を有し、耐久性及び可撓性／弾性の両方を有する、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項11】

前記噴射可能なエマルジョンは、硬化後にエラストマー品質を伴うＵＶ活性化アクリレートモノマーである、請求項８に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項12】

前記噴射可能なエマルジョンを硬化させてスクリーン印刷用のステンシルを形成するためのＵＶ源を更に含む、請求項１に記載のダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタ。

【請求項13】

噴射可能なエマルジョンの塗布中に予め延伸されたメッシュを所定の位置に保持する、フレームを保持するための固定具と、プラテンであって、キャビティと前記プラテンの上面における穴の配列とを有し、前記予め延伸されたメッシュの一方側に当て付いて位置されるプラテンと、前記プラテンとは反対側の前記予め延伸されたメッシュの側に前記噴射可能なエマルジョンを印刷するための印字ヘッドを支持するプリンタキャリッジとを含む、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタと、
前記フレームを前記固定具に配置するステップと、
放出流体が前記穴を通過して前記プラテンの上面に放出流体層を形成するように、前記プラテンの前記キャビティ内に前記放出流体を分配するステップと、
前記放出流体層内の前記放出流体が前記メッシュの下面を濡らすように、前記プラテンと前記メッシュとを１つにまとめるステップと、
前記メッシュ上に前記噴射可能なエマルジョンを印刷するステップと、
ＵＶ放射線を使用して前記噴射可能なエマルジョンを硬化させるステップと、
を含むプロセス。

【請求項14】

硬化後の前記噴射可能なエマルジョンがスクリーンステンシルを形成し、前記スクリーンステンシルの開口が表面上に画像を形成するために使用されるようになっている、請求項１３に記載のプロセス。

【請求項15】

前記放出流体は、その硬化後に前記噴射可能なエマルジョンに付着しない状態でドットゲインを抑制する、請求項１３に記載のプロセス。

【請求項16】

前記放出流体は、水と、前記放出流体の蒸発を防止するのに十分な量の少なくとも１つの乳化剤とを含む、請求項１３に記載のプロセス。

【請求項17】

前記噴射可能なエマルジョンは、硬化後にエラストマー品質を伴うＵＶ活性化アクリレートモノマーである、請求項１３に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

スクリーン印刷は、ブロッキングステンシルとも呼ばれるスクリーン印刷ステンシルによってインクを透過させないようにされる領域を除き、メッシュを使用してインクを基板上に転写する印刷技術である。ブレード又はスキージが、開放メッシュ開口部をインクで満たすためにスクリーンを横切って移動され、その後、逆行程が、スクリーンを接触線に沿って瞬間的に基板に接触させる。これにより、ブレードが通過した後にスクリーンが跳ね返るときに、インクが基板を濡らしてメッシュ開口部から引き出される。

【0002】

スクリーン印刷ステンシルの作成は、面倒で労働集約的な作業である。その作業は、幾つものプロセスステップ、化学製品、大量の水を必要とし、大部分が手動である作業である。それは、現在のスクリーン印刷ビジネスの最も自動化されていない部分である。

【0003】

本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明及び図面を参照することによって明らかになり、図面中、同様の参照番号は、おそらく同一ではないが、同様の構成要素に対応する。簡潔にするために、前述の機能を有する参照番号又は特徴は、それらが現れる他の図面に関連して説明されてもされなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】本開示の一例に係るダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを示す。

【図2A】プラテン、フレーム及び固定具の上面図を示す。

【図2B】図２Ａに示されるプラテン、フレーム、及び固定具の断面図を示す。

【図2C】図２Ａに示されるプラテン、フレーム、及び固定具の断面図を示す。

【図3】プラテン並びにプラテンの天板及び底板の上面図を示す。

【図4A】本開示の一例に係る、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを使用するスクリーン印刷におけるプロセスの要素を断面図で示す。

【図4B】本開示の一例に係る、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを使用するスクリーン印刷におけるプロセスの要素を断面図で示す。

【図4C】本開示の一例に係る、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを使用するスクリーン印刷におけるプロセスの要素を断面図で示す。

【図4D】本開示の一例に係る、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを使用するスクリーン印刷におけるプロセスの要素を断面図で示す。

【図4E】本開示の一例に係る、ダイレクトツーメッシュスクリーンプリンタを使用するスクリーン印刷におけるプロセスの要素を断面図で示す。

【図5】エマルジョンによるメッシュのストランド（又は糸）の封入を助けるための放出流体の毛細管挙動の断面図を示す。

【図6】本開示の一例に係る放出流体制御システムを示す。

【図7】本開示の一例に係る放出流体制御システムを示す。

【図8】本開示の一例に係る放出流体制御システムを示す。

【図9】本開示の一例に係るスクリーン印刷の方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0005】

スクリーン印刷用のステンシルを形成するためにメッシュを直接コーティングするための以前の解決策の幾つかの例がある。ここで、これらについて説明する。

【0006】

メッシュ調製及びコーティング：
エマルジョンの直接塗布：これは機械又は手のいずれかで行われる。スクリーンの両面は、適切な被覆を確保するためにエマルジョンでコーティングされなければならない。機械又は自動バージョンは、厳密には人間に取って代わる機械である。機械は、正確な量のエマルジョンを塗布し、均一な被覆率を得るのにはるかに正確である。機械は、一般に、廃棄物が少ない。

【0007】

毛細管フィルム：これらは、エマルジョンでプレコーティングされるフィルムである。メッシュを水で過飽和にし、フィルム（エマルジョン面下）を過飽和メッシュに当接させる。毛細管作用により、エマルジョンがメッシュ内に引き込まれる。これにより、厚さ及びカバーの両方において、エマルジョンのより正確なコーティングが得られる。エマルジョンがメッシュ内に拡散したら、フィルムを剥離する。

【0008】

スクリーンメッシュが乳化されたら、乾燥させなければならない。乾燥すると、ステンシルの画像転写又は作製の準備が整う。エマルジョンが乾燥すると、それは収縮してメッシュに適合し、粗い不均一な表面を引き起こす。（この粗い表面は、印刷プロセス中にスキージの劣化を加速させる。）

【0009】

今日の殆どのエマルジョンは、紫外線（ＵＶ）放射（すなわち、ＵＶ活性化）によって活性化されるが、可視光で活性化されてもよい。コーティングされると、ステンシルは、光へのいかなる暴露からも保護されなければならない（通常の可視光でさえ、硬化プロセスを開始するのに十分なＵＶを有する）。以下、エマルジョンはＵＶ活性化／硬化したものとする。

【0010】

フィルムポジティブインク：透明なプラスチックシート上に完全に黒色のＵＶ吸収剤層が印刷される。印刷は、通常、特殊なフィルムポジティブインク（フィルムポジティブインクとは、可視光及びＵＶ光を完全に遮断する不透明度の高い黒色インクを意味する）を用いたレーザ又はインクジェットプリンタによって行われる。次いで、フィルムをプレコートメッシュに取り付け、ＵＶ光に曝露する。取り付けは、通常、取り外し可能なテープ（マスキングテープなど）によるものである。露光したら、フィルムを除去し、未硬化エマルジョンを洗い流す。

【0011】

しかしながら、この手法は全ての段階で非常に労働集約的であり、多くのステップを自動化することは不可能である。更に、それは、フィルムを取り付ける間、正しいフィルムを使用する間、印刷前に最終的なステンシルを調整する間などにエラーを起こしやすい。多くの化学薬品及び洗浄、並びに多くの消耗品（インク、フィルム）が必要とされる。

【0012】

熱スクリーン：この方法では、メッシュが熱活性化エマルジョンでプレコーティングされる。一般に、メッシュ（フレームを伴わない）をサーマルプリンタに入れ、エマルジョンを直接硬化／活性化する。完了したら、未露光エマルジョンを洗い流し、ステンシルをフレームに取り付け、印刷する。

【0013】

しかしながら、この手法は、限られたメッシュ数に悩まされる。また、エマルジョンは、一般に、それほど堅牢ではない。前処理されたメッシュは高価である。ステンシル位置合わせは、より集中的である。最後に、ステンシルは、取り付けられている間に損傷する可能性がある。

【0014】

コンピュータ－スクリーン（ＣｔＳ）：
ＣｔＳ－印刷：この方法では、コーティングされたメッシュが、高不透明度の黒色インクで乳化スクリーン上に直接印刷される。これは、フィルムを伴わないフィルムポジティブインクと同様である。全てのプロセスは同じである。

【0015】

しかしながら、これらの機械は、通常のインクジェットインクよりも高価である高不透明度インクを必要とする。

【0016】

ＣｔＳ－ワックス：この方法は、ＣｔＳ－Ｐｒｉｎｔｅｄに近いが、ワックスを使用してＵＶ光を遮断する。他は全て同じである。

【0017】

しかしながら、溶融ワックスの使用に起因して、これらの機械は穏やかであり得る。更に、それらは、ワックスを加熱してメッシュに塗布することを必要とする。

【0018】

ＣｔＳ－直接露光：この技術は、ＵＶレーザを使用してエマルジョンを直接露光する。

【0019】

しかしながら、この技術で使用される機械は、一般に非常に高価である。更に、このプロセスは、粗いグレードのメッシュでは同様に機能しない。最後に、ＵＶレーザは、交換が必要な場合、依然として非常に高価である。

【0020】

上記の方法のそれぞれは、何らかの後処理／フォローアップを必要とする。熱活性化及びＣｔＳ直接露光を除いて、全てのステンシルは、画像ブロッキングが適用された後に露光されなければならない（フィルム又はＣｔＳ印刷及びワックスのいずれか）。このプロセスは、例えば、強力な開発者の場合、スクリーンあたり少なくとも約１～２分かかる。

【0021】

全てのスクリーンは、過剰なエマルジョンを洗い流さなければならない。エマルジョンが排液システムに入らないように注意しなければならない。スクリーンは洗浄後に完全に乾燥させなければならない。

【0022】

フィルム及び熱活性化方法の場合、適切な位置合わせを確保するために、完成したステンシルは、カルーセル上に配置されたときに微調整されなければならない。

【0023】

本開示：
現在の技術の前述の説明から、より少ない化学物質及びより少ない水を使用するより単純な手法が望ましいことは明らかである。

【0024】

ダイレクトツーメッシュ（ＤｔＭ）手法を使用して、インクジェット技術を用いてエマルジョンをスクリーン上に直接塗布し活性化／露光することによってステンシルを形成する。特に、本明細書の教示によれば、ＤｔＭスクリーンプリンタは、
噴射可能なエマルジョンの塗布中に予め延伸されたメッシュを所定の位置に保持するためのフレームと、
フレームを保持するための固定具と、
キャビティ及び穿孔された上面を有するプラテンであって、キャビティが、上面の穴を通じて分配されて予め延伸されたメッシュの一方側に対して放出流体層を形成する放出流体を保持する、プラテンと、
プラテンのキャビティ内に放出流体を分配して放出流体層を形成するための放出流体制御システムと、
プラテンとは反対側の予め延伸されたメッシュの表面上に噴射可能なエマルジョンを印刷するための印字ヘッドを支持するプリンタキャリッジと、
を含む。

【0025】

本明細書に開示され、特許請求されるように、本明細書の教示によれば、プラテンは、穿孔された上面を含み、メッシュの下にあってメッシュと接触している放出流体のレベルを導入し維持するために使用される。穿孔された上面の穴の配列は、メッシュが放出流体によって均一にコーティングされるようにする。放出流体制御システムは、メッシュへの放出流体の浸透を制御し、エマルジョンをメッシュ上に印刷する間、メッシュの本質的に一定の放出流体水分レベルを維持するために使用することができる。

【0026】

図１は、ダイレクトツーメッシュ（ＤｔＭ）プリンタ１００のブロック図を示す。ＤｔＭプリンタ１００は、フレーム１１４によって所定の位置に保持された予め延伸されたメッシュ１１２を含むメッシュ支持システム１１０を含む。フレーム１１４は、固定具１１６によって保持される。固定具１１６は、噴射可能なエマルジョンの塗布中に、フレーム１１４を予め延伸されたメッシュ１１２と共に所定位置に確実に強固に保持する。

【0027】

本明細書で使用される場合、メッシュ１１２は、ここでは十字パターンで織られた、織物、繊維、金属、又は他の可撓性／延性材料の接続されたストランドから形成される。メッシュを構成する材料は、シルク；ポリエステル；ステンレス鋼等の金属；ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のプラスチック；又はガラス繊維を含む幾つかの織物のいずれかであってもよい。ストランドの直径は、スクリーン印刷で一般的な任意の直径であってもよく、メッシュサイズも、スクリーン印刷で一般的な任意のサイズであってもよい。より粗いメッシュは、一般に、より大きな直径（ゲージ）のストランドで織られており、エマルジョンのより厚い塗布を必要とする。

【0028】

ＤｔＭプリンタ１００は、プラテン１２４によって予め延伸されたメッシュ１１２の下面に対して保持された放出流体１２２を含むプラテン支持システム１２０を更に含む。プラテン１２４は、放出流体１２２が予め延伸されたメッシュ１１２の底面に対して強固に保持されるための滑らかな平坦面をもたらす。プラテン１２４は、穴が穿孔されて、滑らかであり、凹み及び亀裂に耐える表面を含む。プラテンは、メッシュの下方に位置されるプラテンの表面をコーティングするために穴を突き抜ける力である放出流体を貯蔵するためのキャビティを含む。また、プラテン１２４は、ＵＶ硬化源２０８（図１には示されないが、図２Ｄに示される）からエネルギーを散逸させるように作用することもできる。

【0029】

放出流体１２２は、噴射可能なエマルジョンを塗布する前に、メッシュがプラテン上にわたる所定の位置にある時点でメッシュ１１２上に塗布されてもよい。例えば、放出流体制御システム１２６は、キャビティからプラテン１２４の表面上に注入される放出流体１２２のレベルを制御する。特に、放出流体制御システム１２６は、放出流体のメニスカス及び放出流体の毛細管作用によりエマルジョンがメッシュの糸の周りに巻き付くことができるように、プラテン１２４の表面上に配置された放出流体のレベルを制御する。

【0030】

放出流体１２２は、硬化性エマルジョンと反応しないことにより、印刷媒体中に広がる印刷流体の影響であるドットゲインを抑制する。ドットゲインは、エマルジョン流体が噴射された後に非常に迅速に硬化が起こるため、短時間だけ抑制される必要がある。

【0031】

最後に、ＤｔＭプリンタ１００は、プリンタキャリッジ１３４に取り付けられた印字ヘッド１３２を含むインクジェットプリンタ１３０を含む。印字ヘッド１３２は、プラテン１２４の側とは反対側の予め延伸されたメッシュ１１２の側に噴射可能なエマルジョンを印刷する。プリンタキャリッジ１３４は、噴射可能なエマルジョンを構築しながら、一回以上のパスにわたる正確な液滴配置をサポートするために、Ｘ直交方向及びＹ直交方向の両方において正確な高精度プリンタキャリッジである。実際に、エマルジョンは、非常に細かいものから非常に粗いものまで、広範囲のメッシュゲージに対応するように「構築」することができる。積層は、エマルジョンを構築するときに高分解能を維持するために使用することができる。

【0032】

印字ヘッド１３２は、サーマルインクジェット、圧電インクジェット、ドロップオンデマンドインクジェット、又は本明細書に開示される噴射可能なエマルジョンを含む流体を噴射することができる他の適切な噴射印字ヘッドなどのインクジェット印字ヘッドであってもよい。

【0033】

任意の種類のものであってもよいスクリーンメッシュ１１２は、フレーム１１４上へと延伸される。フレーム１１４は、メッシュ１１２の下方のプラテン１２４の表面上に分配された放出流体１２２と共にインクジェットプリンタ１３０に入れられる。次いで、噴射可能なエマルジョンは、インクジェットプリンタ１３０によってマスキング領域に塗布され、高強度ＵＶランプ又はＵＶ発光ダイオード（ＬＥＤ）などの他の適切なＵＶ源で実質的に同時に露光される。ＵＶランプ（又はＬＥＤ）の波長は、最適な性能のために噴射可能なエマルジョンの反応範囲に調整することができる。本明細書に開示される噴射可能なエマルジョンの場合、エマルジョンは３９５ナノメートル（ｎｍ）の波長で反応する。他の噴射可能なエマルジョンは、３９５ｎｍ未満を含む他の反応波長を有してもよい。粗いメッシュの場合、塗布は、必要なエマルジョン厚さを構築するためにマルチパス操作であってもよい。「粗いメッシュ」とは、緩い織りを有し、したがって細かいメッシュスクリーンよりもストランド間の隙間が大きいメッシュを意味する。メッシュ数は、ｔｐｉ（１インチ当たりの糸数）又はＴ（１センチメートル当たりの糸数）のいずれかとして与えられる。例えば、３３５ｔｐｉ（１３０Ｔ）メッシュ数は細かいメッシュであると考えられ、一方、１１０ｔｐｉ（４３Ｔ）メッシュ数は粗いメッシュであると考えられ、ここでメッシュ数は平方インチ当たりの糸交差の数である。１１０ｔｐｉ（４３Ｔ）は、一般的なテキスタイル印刷に最も一般的に使用される。

【0034】

本明細書に開示されるダイレクトツーメッシュ（Ｄｉｒｅｃｔ ｔｏ Ｍｅｓｈ）プロセスは、低粘度の噴射可能なエマルジョンの最近の開発によって可能になった。「低粘度」とは、約４センチポアズ（ｃＰ）～約１５ｃＰ（約４ミリパスカル秒～約１５ミリパスカル秒）の範囲を意味する。これらの噴射可能なエマルジョンは、ＵＶプリンタで多種多様な材料にエンボス効果を作り出すために使用される。これらの新たな噴射可能なエマルジョンは、より弾性でもあるため、以前のエマルジョンの代替としてより容易に使用することができる。ステンシルを検証するために僅かなコントラストを提供するべくライトシアン又はライトマゼンタを使用することができるが、透明又は透明を含む任意の色を噴射可能なエマルジョンに使用することができる。

【0035】

本明細書に開示されるプロセスにおいて適切に使用され得る噴射可能なエマルジョンの例は、硬化後にエラストマー品質を伴うＵＶ活性化アクリレートモノマーである。噴射可能なエマルジョンは、基板上に迅速に構築する高耐久性／耐性層の両方へと迅速に硬化する特殊なエンボス「ワニス」ポリマーである。また、硬化ポリマーは、耐久性があり、可撓性／弾性である（剛性であれば、使用中に容易に割れ、ステンシルを役に立たなくする）。ＶｅｒｓａＵＶ（Ｒｏｌａｎｄ ＤＧ）技術は、本明細書の教示の実施に有用であり得る材料の一例である。

【0036】

放出流体１２２は、メッシュ１１２の下方に滑らかで非反応性の印刷面を提供する。また、放出流体は、印刷されたエマルジョンのドットゲインを制限するのにも役立つ。ドットゲインは、噴射された液滴（又はドット）がＵＶ光源に対する暴露（すなわち、ＵＶ硬化）前に膨張又は広がるときに発生する。これは、ハーフトーンが使用される場合、すなわち、メッシュ内の全体よりも少ない空間がエマルジョンで充填される場合に特に重要である。しかしながら、ドットゲインは、エマルジョンが噴射された後にＵＶ硬化が非常に迅速に起こるため、短期間だけ抑制される必要がある。

【0037】

放出流体１２２は、ドットゲインを管理する流体であり、硬化エマルジョンと非反応性であり、エマルジョンをメッシュ１１２から持ち上げたり分離したりすることがない。放出流体１２２のための流体は、表面張力、イオン混合物、極性又は非極性成分を変化させる界面活性剤又は湿潤剤の添加、又は流体が水性であるか非水性であるかどうかを含むがこれらに限定されない放出流体１２２の特定の特性を変更することによって、噴射可能なエマルジョンに関して変更又は調整することができる。

【0038】

放出流体１２２は、水のみ、又は放出流体の蒸発を防止するのに十分な量の少なくとも１つの乳化剤を伴う水系（例えば、蒸留水）であってもよい。乳化剤の例としては、界面活性剤として知られている乳化剤のクラスと共に、ポリソルベート、グリセリン及びグリコール、例えばブチルセロソルブが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、乳化剤は、放出流体１２２の蒸発を防止するために、少なくとも３体積％～５体積％の量で存在してもよい。放出流体１２２の更なる例としては、酢酸ブチル、キシレン、キシロール、ジメチルベンゼン、及びそれらの組み合わせなどの水系ワニスが挙げられる。

【0039】

現在の技術分野における大部分の調製物において、エマルジョンはかなり粗いものであり得る。これは、多くの場合、乾燥プロセス中にエマルジョンがメッシュに適合することによって引き起こされる。この粗いエマルジョン表面は、スキージで摩耗する可能性があり、スキージーブレードのリサーフェシング又は交換を必要とする。しかしながら、ダイレクトツーメッシュプロセスでは、噴射可能なエマルジョンがメッシュ内に構築されると、放出流体１２２が、メッシュストランドの封入を確保する（例えば、図５及びその関連する説明を参照）。

【0040】

メッシュ１１２に塗布されたエマルジョンはブロッキング領域にのみあるため、マスク領域へのＵＶ光の反射からのオーバーシュート又は過剰露光のリスクは本質的に殆どない。これにより、はるかに滑らかでより鮮明な画像が提供される。（これらのオーバーシュート領域及び過剰露光領域は、画像内、特にエッジの周りにスポット又は液滴を生成する可能性がある。これらはピン穴の「逆」である。）

【0041】

プラテンの例を図２Ａ～図３に示す。

【0042】

図２Ａにおいて、プラテン１２４は、固定具１１６上に配置され、フレーム１１４によって取り囲まれる。固定具１１４は、印刷中にフレーム１１４及びプラテン１２４を所定位置に保持するクランプ（図示せず）を含むことができる。破線２０２及び２０４は、プラテン１２４の４つの内部キャビティ２０６～２０９を分離する内壁を特定する。一般に、壁２０２及び２０４などの壁は、プラテン１２４の内部の放出流体の流れを制御するためのものである。図２Ｂは、プラテン１２４、固定具１１６及びフレーム１１４のＡ－Ａ線方向の断面図を示す。断面図は、壁２０４によって分離されたキャビティ２０６及び２０７を示している。また、断面図は、プラテン１２４の上面２１０がキャビティ２０６及び２０７に通じる穴２１２で穿孔されることを示している。キャビティの容積を減少させ、各キャビティ内の放出流体の均一な分配を助けるために、キャビティにインサートを追加することができる。図２Ｃは、インサート２１４及び２１６がそれぞれ内部キャビティ２０６及び２０７内に配置された、線Ａ－Ａで示される方向におけるプラテン１２４、固定具１１６、及びフレーム１１４の断面図を示す。インサート２１４及び２１６は、発泡体、プラスチック、又は木材から形成することができる。インサート２１４及び２１６は、放出流体の量を減少させる。

【0043】

プラテン１２４の各キャビティは、入力ポートを有し、出力ポートを有してもよい。特定の実施態様において、プラテン１２４は、入力ポートのみを有し、出力を有さなくてもよい。プラテン１２４がもはや使用されていないときに、放出流体の流れを制御し、放出流体を排出するために、出力ポートが含まれてもよい。出力ポートが含まれない場合、放出流体レベルを迅速に低下させるために、入力ポートは双方向である。また、プラテン１２４は、天板及び底板も備える。

【0044】

図３において、プラテン１２４は、天板３０２と底板３０４とに分離される。図３は、底板３０４の長辺に沿って位置される入力ポート３０６ａ～３０６ｄと、底板３０４の短辺に沿って位置される出力ポート３０８ａ～３０８ｄとを示す。方向矢印３１０ａ～３１０ｄは、放出流体が入力ポート３０６ａ～３０６ｄを通じてキャビティ２０６～２０９に流入することを表す。方向矢印３１２ａ～３１２ｄは、キャビティ２０６～２０９から出力ポート３０８ａ～３０８ｄを通じた放出流体の流出を示す。拡大図３１４は、底板３０４の長辺に位置される入力ポート３０６ｃを示す。他の実施態様において、出力ポートは、底板３０４の長辺に沿って位置されてもよく、入力ポートは、底板３０４の短辺に沿って位置されてもよい。更に他の実施態様において、入力ポート３０６ａ～３０６ｄ及び／又は出力ポート３０８ａ～３０８ｄは、底板３０４の下面に位置されてもよい。拡大図３１６は、底板３０４のキャビティ２０８の下方に位置される入力ポート３０６ｃの一例を示す。

【0045】

入力ポート及び出力ポートは、金属又はプラスチック製の返し付きの取付具であってもよい。例えば、底板３０４の長辺及び短辺、又は縁部に沿って位置された入力ポート及び出力ポートに関しては、真っ直ぐな返し付きの取付具を使用することができる。或いは、返し月のＬ字型取付具を下面取り付けのために使用できる。

【0046】

なお、底板３０４は、４つのキャビティに限定されない。他の実施態様において、底板３０４は、複数の入力ポート及び出力ポート（例えば、壁２０２及び２０４は省略される場合がある）を伴う単一のキャビティを含むことができる。他の実施態様では、底板３０４が２つのキャビティを有してもよく、各キャビティは、少なくとも１つの入力ポートと少なくとも１つの出力ポートとを有する。更に他の実施態様では、底板２０４が６つ以上のキャビティを有してもよく、各キャビティは、少なくとも１つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを有する。

【0047】

図３において、天板３０２は、天板の厚さを延長する穴の配列により穿孔される。拡大図３１８は、天板３０２の上面を示す。天板３０２に位置された穴２１２は、放出流体の通過を可能にする。プラテン１２４の天板３０２は、滑らかで硬い平坦面をもたらす。放出流体がキャビティ２０６～２０９内に分配されて穴２１２の配列を通じて出現すると、天板３０２における穴２１２の分布は、放出流体がプラテン１２４の上面を均一にコーティングできるようにし、エマルジョンが塗布される均一で平坦な表面を確保するようにピンと張ったメッシュ１１２を穏やかに押す。「滑らか」とは、表面が規則的である限り、板３０２の表面が研磨／光沢又はつや消し／つや消しであることを意味する。

【0048】

プラテン１２４を使用するダイレクトツーメッシュ（ＤｔＭ）プロセスの例示的なステップが、ＤｔＭ装置及びプラテン１２４の断面図である図４Ａ～図４Ｅに示される。

【0049】

図４Ａにおいて、フレーム１１４は、プラテン１２４を取り囲む。フレーム１１４を支持するための固定具１１６は、この図及び図４Ｂ～図４Ｅでは省略されている。フレーム固定具１１６は、当技術分野で現在使用されているものと同様である。放出流体１２２は、プラテン１２４のキャビティを満たし、穴２１２を通って出て、プラテン１２４の上面１２４ａに放出流体層４０２を形成する。以下、図６及び図７を参照して、プラテン１２４のキャビティ内及びプラテン１２４の上面１２４ａ上に放出流体を分配するための放出流体制御システムの例について説明する。

【0050】

図４Ｂでは、メッシュ１１２がフレーム１１４の上端にわたって配置される。プラテン１２４は、プラテン１２４の表面１２４ａ上に支持された放出流体１２２の薄い均一な放出流体層４０２を伴うメッシュ１１２の下方に位置される。幾つかの実施形態では、放出流体１２２の厚さが約２０マイクロメートル（μｍ）であるが、いずれにせよメッシュのゲージよりも小さく、±０．５μｍ以内の平面度である。放出流体１２２は、メッシュ１１２をバックアップして、それが塗布される際に噴射可能なエマルジョンを良好に覆う。放出流体１２２は、プラテン１２４への噴射可能なエマルジョンの付着を回避するように配合される。放出流体１２２の配合物は、エマルジョンがプラテン１２４に結合、反応、又はその他の方法で固着するのを防止する。場合によっては、エマルジョンは、放出流体１２２と反応してもよいが、その相互作用／反応は、一般に、プラテン１２４へのいかなる付着も可能にし得ない。プラテン１２４への付着力がメッシュ１１２への付着力よりも大きい場合、エマルジョンはメッシュから離脱／剥離することができる。これにより、ピンホール又はベアパッチが発生する可能性がある。最悪の場合、それはメッシュを損傷させたり引き裂いたりする可能性がある。

【0051】

図４Ｃでは、放出流体層４０２を伴うプラテン１２４をメッシュ１１２まで移動させ、メッシュ１１２を締め付け、メッシュ１１２の下面を放出流体層４０２に押し込む。これは、エマルジョンを印刷するための滑らかで張力が付与された平らな表面をもたらす。プラテン１２４の移動は、矢印４０４によって示される。或いは、メッシュ１１２が取り付けられたフレーム１１４は、メッシュ１１２の下面が放出流体層４０２に押し込まれた状態で下方に移動されてもよい。

【0052】

図４Ｄにおいて、印字ヘッド１３２は、プリンタキャリッジ１３４（図４Ｄには示されていないが、図１には示されている）によって並進可能であり、ブロッキング画像又はステンシル４０６（図４Ｅに見られる）をメッシュ１１２上に直接印刷（すなわち、エマルジョンを堆積させる）し、ブロッキング画像は、適切な印刷媒体上に印刷又はスクリーン印刷される実際の画像の逆又はネガである。印字ヘッド１３２は、矢印４０８で示す方向で横方向に移動して、メッシュ１１２上にスクリーンステンシル４０６を形成する。印字ヘッドから放出される「インク」は、前述のＵＶ硬化噴射可能エマルジョンであり、これは、この例では、本質的にＵＶ源４１０によって適用されるときにＵＶ硬化される。一例では、ＵＶ源４１０は、矢印４１２によって示される方向で横方向に移動する。図４Ｄは、メッシュ１１２を横切って移動する印字ヘッド１３２及びＵＶ供給源４１０を示す。しかしながら、メッシュ１１２及びフレーム１１４（及び固定具１１６）を含むメッシュ支持システムは、印字ヘッド１３２及びＵＶ光源４１０に対して並進され得る。ＵＶ源４１０は、メッシュ１１２の双方向印刷を容易にするために印字ヘッド１３２の両側に取り付けることができる。

【0053】

図４Ｅには、結果として得られるステンシル４０６が示される。ステンシル４０６は、一般に、プリンタから取り外され、更なる調製又は処理を何ら伴うことなく直ちに使用され得る。より厚いエマルジョン被覆（例えば、メッシュ上の２０％を超えるエマルジョン）では、後工程硬化を使用して、ステンシルの硬化を完了することができる。

【0054】

幾つかの実施形態において、プラテンの天板の上面は、ミラー、透明ガラス、又は白色ポリエチレンなどのＵＶ反射材料又は別の材料でコーティングされて、メッシュ１１２の下面をコーティングするエマルジョンへ向かうＵＶ光の上方への反射を生み出すことができる。

【0055】

このプロセスは、前（すなわち、エマルジョンの塗布）と後（未露光エマルジョン及びインクを洗い流す）の両方で追加の処理を必要とするＣｔＳ（コンピュータ対スクリーン）と区別するためにダイレクトツーメッシュ（ＤｔＭ）と呼ばれる。ＤｔＭプロセスでは、一般に、噴射可能なエマルジョンの塗布の前後に追加の処理が行われず、したがってステンシル４０６の作成が簡単になる。

【0056】

図５は、エマルジョンによるメッシュ１１２のストランド（又は糸）の封入を助けるための放出流体層４０２の毛細管挙動の断面図を示す。放出流体１２２は、プラテン１２４のキャビティを満たし、穴２１２を通って出て、プラテン１２４の上面１２４ａに放出流体層４０２を形成する。拡大図５０２は、図４Ｃに示されるメッシュ１１２及び放出流体層４０２のストランド５０４の拡大断面図を示す。放出流体は、メニスカスを有し、放出流体をメッシュ１１２のストランド間の空間に充填させる毛細管現象を示す。放出流体のメニスカス及び毛細管作用の組み合わせにより、放出流体は、図４Ｄを参照して前述した印刷中のエマルジョン５０８によるメッシュ１１２のストランド５０４の封入を容易にすることができる。拡大図５０６は、図４Ｅに示されるステンシル４０６を形成するためにエマルジョン５０８によって封入されたメッシュ１１２のストランド５０４を示す。

【0057】

放出流体制御システム１２６の例が、図６、図７、及び図８に示される。放出流体制御システムは、放出流体層４０２内の放出流体の量及びレベルを維持するために使用される。

【0058】

図６において、放出流体制御システムの一例は、プラテン１２４及び固定具１１６に接続される。この例において、放出流体制御システムは、流体レベルタンク６０２と、一端が流体レベルタンク６０２の基部に接続されて他端がパイプ又はホース６０６に接続される可撓性ホース６０４から形成された流体分配システムとを含み、パイプ又はホース６０６は、（例えば、図３を参照して前述したようにプラテン１２４の側面又は底部を介して）プラテン１２４のキャビティ１２２に接続される。流体レベルタンク６０２、流体分配システム、及びプラテン１２４のキャビティは、放出流体を収容する。流体レベル入口タンク６０４の垂直位置は、機械式リフト６１０によって維持及び制御することができる。機械式リフト６１０は、例えば、ラチェットジャッキ又はスクリュージャッキであってもよい。流体レベル入口タンク６０４内の放出流体のレベルは、一点鎖線６０８で表されるように放出流体層４０２の所望のレベルに対応するマーク６１４を含むリニアエンコーダなどの測定装置６１２で監視することができる。機械式リフト６１０を使用して、流体レベル入口タンク６０４を上昇又は下降させることができる。放出流体層４０２を形成するために分配される放出流体の量が流体レベル入口タンク６０２内の放出流体のレベル又は高さに対応するようにするために、大気圧及び重力に依存する。放出流体層４０２内の放出流体の量は、流体レベル入口タンク６０２を上昇又は下降させることによって制御される。機械式リフト６１０を使用して流体レベル入口タンク６０４を上昇させることなどによって、流体レベル入口タンク６０４内の放出流体のレベルがマーク６１４より上に上昇すると、大気圧及び重力が更なる放出流体を放出流体層４０２に押し込む。或いは、機械式リフト６１０を使用して流体レベル入口タンク６０４を下げることなどによって、流体レベル入口タンク６０４内の放出流体のレベルがマーク６１４より下に下げられると、大気圧及び重力が放出流体を流体分配システムを通じて押し戻して、流体レベル入口タンク６０４内の放出流体のレベルを上昇させ、それにより、放出流体層４０２内の放出流体の量が減少される又は放出流体層４０２が消失される。図６に示される放出流体制御システムは、０．８ｍｍなど、約１ｍｍ未満の位置精度を与える。

【0059】

図７において、放出流体制御システムの一例は、プラテン１２４及び固定具１１６に接続される。この例において、放出流体制御システムは、放出流体リザーバ７０２、流体レベル入口タンク７０４、レベルセンサ７０６、及び排出ポンプ７０８を含む。放出流体リザーバ７０２は、ある量の放出流体１２２を収容する。放出流体が流体レベル入口タンク７０４を満たす速度は、制御弁７１２によって制御される。また、放出流体制御システムは、流体コネクタ７１４ａ～７１４ｄのネットワークを備える流体分配システムも含む。流体コネクタは、ポンプ、パイプ及び／又はホースの組み合わせであってもよい。方向矢印７１６ａ～７１６ｄは、放出流体が流体コネクタのネットワーク内を流れることができる方向を表す。コネクタ７１４ａは、放出流体を流体レベルタンク７０４からプラテン１２４のキャビティ（例えば、図３を参照して前述したようにプラテン１２４の底部又は側面を介して）に送る。コネクタ７１４ｂは、放出流体をコネクタ７１４ａから排出ポンプ７０８に運ぶ。コネクタ７１４ｃは、放出流体を排出ポンプ７０８から放出流体リザーバ７０２に戻す。過剰な放出流体をプラテン１２４から放出流体リザーバ７０２に戻すために、コネクタ７１４ｄが含まれてもよい。或いは、コネクタ７１４ｄを省略し、放出流体を排出できるようにしてもよい。

【0060】

流体レベル入口タンク７０４は静止している。レベルセンサ７０６は、流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルを測定して、そのレベルが放出流体層４０２内の放出流体の所望の量に対応するようにする。レベルセンサ７０６は、超音波センサであってもよく、超音波測距センサであってもよい。レベルセンサ７０６は、約０．１ｍｍ以内まで正確であり得る。制御弁７１２及び排出ポンプ７０８における流体体積計量は、流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルの変化及び放出流体層４０２内の放出流体の量の対応する変化を迅速に制御するために組み合わせて使用される。大気圧及び重力は、放出流体層４０２を形成するためにプラテン１２４の上面上に分配される放出流体の量が一点鎖線７１８によって表されるように流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルに対応するようにする。例えば、流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルが、例えば、より多くの放出流体を流体レベル入口タンク７０４内に追加することによってプラテン１２４の上面より上に上昇される場合、大気圧及び重力は、更なる放出流体を放出流体層４０２内に押し込む。或いは、例えば、排出ポンプ７０８を使用することによって流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルがプラテン１２４の上面より下に低下される場合には、大気圧及び重力が放出流体をコネクタ７１４ａを通じて押し戻して、流体レベル入口タンク７０４内の放出流体のレベルを上昇させ、それにより、放出流体層４０２内の放出流体の量が減少される又は放出流体層４０２が消失される。

【0061】

図８において、放出流体制御システムの一例は、プラテン１２４及び固定具１１６に接続され、図７の放出流体制御システムと同様である。この例において、放出流体制御システムは、放出流体リザーバ８０２と、オーバーフロータンク８０６（すなわち、排水桝）内に位置される流体レベル入口タンク８０４と、レベルセンサ８０８と、排出ポンプ８１０とを含む。また、放出流体制御システムは、流体コネクタ８１２ａ～８１２ｄのネットワークを備える流体分配システムを含む。流体コネクタは、ポンプ、パイプ及び／又はホースの組み合わせであってもよい。方向矢印８１４ａ～８１４ｄは、放出流体が流体コネクタのネットワーク内を流れることができる方向を表す。流体コネクタ８１２ａの端部は、オーバーフロータンク８０６の基部の開口と、流体レベル入口タンク８０４の基部の開口とを貫通する。シールリング８１６ａが、流体レベル入口タンク８０４の開口とコネクタ８１２ａとの間に位置されて、放出流体１２２がオーバーフロータンク８０６に漏れるのを防止する。シールリング８１６ｂが、コネクタ８１２ａとオーバーフロータンク８０６の開口との間に位置されて、放出流体１２２がオーバーフロータンク８０６から漏れるのを防止する。流体レベル入口タンク８０４内に位置されたコネクタ８１２ａの端部は、開口を含んでもよく、又は放出流体の自由な流れを可能にするために穿孔されてもよい。流体レベル入口タンク８０４は、リニアエンコーダ又はスクリュージャッキなどの機械式リフト８１８を使用して上昇又は下降させることができる。排出ポンプ８１０は、放出流体を元の放出流体リザーバ８０２に圧送することによって、オーバーフロータンク８０６内の放出流体１２２のレベルが流体レベル入口タンク８０４内の放出流体１２２のレベルよりも低くなるようにするために使用される。放出流体１２２は、制御弁８２０を介して流体レベル入口タンク８０４に加えられる。或いは、コネクタ８１２ｄを省略し、放出流体を排出できるようにしてもよい。

【0062】

レベルセンサ８０８は、流体レベル入口タンク８０４の位置を測定して、レベルが放出流体層４０２内の放出流体の所望の量に対応するようにする。図７の放出流体制御システムとは異なり、放出流体層４０２内の放出流体の量は、任意の過剰な流体がオーバーフロータンク８０６内の流体レベル入口タンク８０４の側面をオーバーフローするように流体レベル入口タンク８０４を上昇又は下降させることによって制御される。放出流体のレベルがプラテン１２４の上面のレベルよりも上になるように流体レベル入口タンク８０４が上昇されると、大気圧及び重力が放出流体を放出流体層４０２内に押し込む。或いは、流体レベル入口タンク８０４内の放出流体のレベルがプラテン１２４の上面のレベルを下回るように流体レベル入口タンク８０４が下げられると、大気圧及び重力が流体分配システムを介して放出流体を押し戻して、流体レベル入口タンク８０４内の放出流体のレベルを上昇させ、それにより、放出流体層４０２内の放出流体の量が減少される又は放出流体層４０２が消失される。

【0063】

レベルセンサ８０８及び機械式リフト８１８は、流体レベル入口タンク８０４のレベルに関するレベルセンサ８０８からのフィードバック信号を受信するコンピュータシステム（図示せず）に接続されてもよい。コンピュータシステムは、流体レベル入口タンク８０４を上昇又は下降させるように機械式リフト８１８を電子的に制御することができる。

【0064】

図７に示される放出流体制御システムは、流体レベル入口タンク８０４内の放出流体のレベルを制御して放出流体層４０２のレベルを維持する際に高い精度及び正確度に依存することに留意されたい。これに対し、図８に示される放出流体制御システムは、流体レベル入口タンク８０４を位置決めして放出流体層４０２のレベルを維持する際に高い精度及び正確度に依存する。

【0065】

図９は、スクリーン印刷用のステンシルを準備するための、本明細書の開示に係るＤｔＭプロセス９００の一例のフローチャートを示す。ＤｔＭプロセス９００では、ダイレクトツーメッシュプリンタ１００が用意される９０１。前述したように、ＤｔＭプリンタ１００は、フレーム１１４を保持するための固定具１１６を含み、フレームは、噴射可能なエマルジョンの塗布中に予め延伸されたメッシュ１１２を所定位置に保持する。ＤｔＭプリンタ１００のプラテン１２４は、放出流体１２２を保持して、プラテン１２４の上面の穴の配列を通じて放出流体を分配し、予め延伸されたメッシュ１１２の一方側に対して放出流体層４０２を形成できるようにするための少なくとも１つのキャビティを有する。最後に、ＤｔＭプリンタ１００は、プラテン１２４とは反対側の予め延伸されたメッシュ１１２の側に噴射可能なエマルジョンを印刷するための印字ヘッド１３２を支持するプリンタキャリッジ１３４を含む。

【0066】

ＤｔＭプロセス９００は、フレーム１１４を固定具１１６に配置するステップ９０２を継続させる。固定具１１６は、ＤｔＭプリンタ１００の一部であり、多種多様なフレーム１１４のサイズを受けるようになっている。固定具１１６は、フレーム１１４を所定の位置に正確に保持するため、プリンタキャリッジ１３４はメッシュ１１２に正確に位置合わせされる。

【0067】

ＤｔＭプロセス９００は、放出流体がプラテンの穿孔された上面の穴を通過して上面に放出流体層４０６を形成するように、プラテン１２４のキャビティ内に放出流体１２２を分配するステップ９０３を継続させる。これは、放出流体１２２が印刷プロセスで消費され得る又は良好な乳化剤であっても蒸発する時間がある、５，０００ＤＰＩなどの非常に大きなステンシル又は非常に高いドット密度にとって重要であり得る。

【0068】

ＤＴＭプロセス９００は、メッシュ１１２の下面に放出流体を塗布するために、メッシュ１１２を放出流体１２２と接触させるステップ９０４を継続させる。プラテン１２４の上面は、フレームの上面と面一に又はフレームの上面よりも上に位置される。例えば、プラテン１２４の上面は、メッシュに殆ど又は全く圧力を及ぼさなくてもよい。

【0069】

ＤｔＭプロセス９００は、プラテン１２４の反対側のメッシュ１１２に噴射可能なエマルジョンを塗布するステップ９０５を継続させる。前述したように、噴射可能なエマルジョンは、インクジェット印字ヘッド１３２が噴射可能なエマルジョンを噴射するようになっているインクジェットプリンタ１３０によってメッシュ１１２に対して塗布される。

【0070】

ＤｔＭプロセス９００は、ＵＶ放射を使用して噴射可能なエマルジョンを硬化させるステップ９０６で終了する。ＵＶ光源を使用して、ＬＥＤ又はハロゲンランプなどの噴射可能なエマルジョンを硬化させることができる。

【0071】

ＤｔＭプロセス９００の終わりに、ステンシルが形成及び硬化され、例えば衣類などの適切な印刷面に印刷色をスクリーン印刷するために使用される準備が整う。特に、硬化後の噴射可能なエマルジョンはスクリーンステンシルを形成し、スクリーンステンシルの開口は、印刷面に画像を印刷するために使用される。

【0072】

例
４つの一連の例を実行した。例及び表において、ここで、以下の定義を与える。

【0073】

「メッシュ分解能」は、１センチメートル（ｃｍ）当たりの糸数を指す。メッシュ分解能は、Ｓ（小直径）、Ｔ（中直径）、又はＨＤ（大直径）など、糸の直径を示す文字を含むことができる。例えば、「４３Ｔ」は、中程度の直径の４３本／ｃｍ又は１１０本／インチの糸を有するメッシュである。

【0074】

「フレームタイプ」は、使用されるフレーム１１４のタイプを示し、ローラフレーム、アルミニウム、又は大きなローラフレームであってもよい。「アルミニウム」フレームは、開始前にメッシュが特定の張力で接着された固定正方形金属アルミニウムフレームであった。張力の典型的な値は、約２６ニュートン（Ｎ）であった。「ローラフレーム」は、ステンシルが延伸された後にメッシュの張力を変化させることができる保持可能なフレームであった。ローラフレームは、標準的な正方形フレームよりもはるかに高価であるが、張力を正確に保って再延伸することがはるかに容易である。大きなローラフレームは、ローラフレームよりも幾分大きい。

【0075】

金属メッシュは、ステンレス鋼のニッケルめっきメッシュであった。このタイプのメッシュは、回転スクリーン、又は同じステンシルからの攻撃的な流体又は長期使用（多くの印刷／プレス）に晒されるスクリーンに頻繁に使用される。

【0076】

「単位分解能」は、印字ヘッドから噴射されているドット密度織り交ぜ（ＤＰＩ）である。

【0077】

「パルス数」は、個々のノズルに送られる発射パルスの数を指す。

【0078】

使用した印字ヘッドは８つのノズル列を有していた。「インクチャネル」という見出しは、流体を噴射するために使用された列の数を指す。「全て」は８列全てを意味する。「１１１００１１１」の表記は、中央の２つの列が発射されていないことを示す。これは、噴射間の「ギャップ」の効果をもたらす。

【0079】

「ＵＶ％」は、調整可能であったＵＶ ＬＥＤ源２０８によって放出されたＵＶ放射の強度を指す。生成されたＵＶ光の強度を制御するために、ＵＶ ＬＥＤ源２０８の強度をＰＭＷ（パルス幅変調器）で変調した。使用したＵＶ源２０８の最大値は１００Ｗ／ｃｍ^２であった。例えば、６０％の表記は、ＵＶ光の６０％が最大強度の６０％に変調されたことを意味する。

【0080】

「放出流体」は、プラテン１２４に塗布された放出流体１２２の組成を指す。

【0081】

「バックグラウンドタイプ」は、プラテン１２４の表面上で使用されたものを指す。プラテン１２４を一定の高さに保った後、「バックグラウンド」をプラテンの上に置いた。バックグラウンドタイプの例としては、４ｍｍミラー、２ｍｍ透明ガラス、２Ｘガラス（２ｍｍ透明ガラスの２枚）、「ガラス（上）／ミラー（下）」（２ｍｍ／４ｍｍミラー上の２ｍｍ透明ガラス）、及び「ポリエチレンホワイト」（白色ポリエチレンシート）が挙げられる。

【0082】

「ＴＥＭ」は、総エマルジョン測定値を指し、エマルジョンの厚さの指標である。多くの場合、ＥｏＭ（Ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｏｖｅｒ Ｍｅｓｈ）の数値が使用されるが、これは、エマルジョンの厚さをメッシュの厚さで割った比である。ここで、μｍ単位の数は、エマルジョンの厚さ＋メッシュの厚さを含む全体の厚さを指す。

【0083】

「平滑性」は、ステンシルの平滑性を指す。プラテン側では、表面は非常に滑らかでなければならず、認識可能な粗さはない。印刷面では、表面は手触りが滑らかでなければならない。僅かな粗さ（つや消しガラスで経験されるものに類似）は、「許容可能」であると考えられた。「許容できない」とみなされた試験結果では、一般に、表面はサンドペーパーのようであった。

【0084】

平滑性の結果は主観的評価に基づいており、１は許容可能であり、２は僅かに許容可能であり、３は僅かに許容不可能であり、４は許容不可能である。

【0085】

「結果」は、実験の全体的な結果の主観的評価を指す。平滑性について説明したのと同じ主観的評価尺度もここで使用される。

【0086】

「Ａ４印刷時間」は、Ａ４媒体（２１．０ｃｍ×２９．７ｃｍ）の寸法を有する画面を印刷するのにかかった時間を指す。

【0087】

例シリーズ１
例シリーズ１では、６回の実験を行った。以下の表ＩＡ（試験パラメータ）及び表１Ｂ（結果）に詳細を示す。全ての実験は、実験用インクである噴射可能なエマルジョンＵＶ Ｓｕｐｅｒ Ｆｌｅｘ １００インクとして使用した。メッシュ色はいずれも白色であった。フレームタイプは、表ＩＡに列挙されるように、様々にローラフレーム、アルミニウム又は大きなローラフレームであった。各場合の単位分解能は１４４０ＤＰＩであった。印刷速度はいずれも３００ｃｍ／秒であった。パルス数は表ＩＡに記載の通りであった。最初の４つの実験では、８つのインクチャネル全てが発射されたが、最後の２つの実験では、印字ヘッドの中央の２つのノズル列は発射されず、ギャップが残った。各場合のＵＶは、全強度の６０％であった。６つ全ての実験における放出流体は１００％蒸留水であった。最初の３つの実験におけるバックグラウンドタイプは４ｍｍのミラーであったが、最後の３つの実験では２ｍｍの透明ガラスであった。

【0088】

表１Ｂに見られるように、ＴＱＭは１０μｍ～２２μｍの範囲であった（実験１、４、５、６）。シールメッシュがないため、実験２及び３ではＴＱＭは得られなかった。実験１では、平滑性及び結果は許容可能であったが、メッシュがミラーに付着し、得られた２２μｍのＴＱＭは高すぎると考えられた。実験４、５及び６は、許容可能な平滑性及び結果並びにシールメッシュをもたらした。

【0089】

２ｍｍの透明なガラスが４ｍｍのミラーよりも良好な結果を与え、更に２パルスが１パルスよりも良好な結果を与えたようである。実験２及び３で使用したフレームはアルミニウムであったことにも留意されたい。

【表1】

【表2】

【0090】

例シリーズ２
例シリーズ２では、１２回の実験を行った。詳細を以下の表ＩＩＡ（試験パラメータ）及びＩＩＢ（結果）に示す。全ての実験は、噴射可能なエマルジョンＵＶスーパーフレックス１００インクとして使用した。メッシュの色はいずれも黄色であった。フレームタイプはいずれもアルミニウムであった。各場合の単位分解能は１０８０ＤＰＩであった。印刷速度は３７５ｃｍ／秒であった。パルス数は表ＩＩに記載の通りであった。全ての実験において、８つ全てのインクチャネルが発射された。ＵＶが全強度の６０％であった実験１１を除いて、ＵＶは全ての実験について全強度の４０％であった。放出流体１２２は、表ＩＩＡに記載の通りであった。バックグラウンドタイプは、表ＩＩＡに記載の通りであった。

【0091】

表ＩＩＢに見られるように、ＴＱＭは７μｍ～２０μｍの範囲であった；実験５ではＴＱＭは得られなかった。実験１～４、６、及び１２では、平滑性及び結果は許容可能であった。実験７及び８では、平滑性及び結果は僅かに許容可能であった。実験５、９、１０、及び１１では、平滑性も結果も許容できなかった。表ＩＩに示すように、これらの実験の結果、プラテン上の印刷面にメッシュが付着した。

【0092】

実験４と実験５との間の唯一の違いは、使用したバックグラウンドタイプ（ポリエチレンに対して２倍ガラス）であった。前者は後者よりも良好な結果をもたらすと思われる。

【0093】

実験４と実験７～８との間の唯一の違いは、使用したバックグラウンドタイプであり、２ｘガラス上対４ｍｍガラス上であった。前者は後者よりも良好な結果をもたらすと思われる。

【0094】

実験９、１０及び１１に関して、これらは、９５％蒸留水及び５％ ＡＮＯＤＡＬ ＡＳＬ（Ｇｅｄａｃｏｌｏｒ）を含む液体を使用する唯一の実験であった。他の液体、例えば１００％蒸留水、８０％蒸留水＋２０％死海塩、８０％蒸留水＋２０％アルコール、及び５０％蒸留水＋２５％窓洗浄剤＋２５％イソプロパノールは全て、許容可能又は僅かに許容可能な平滑性及び結果を与えた。

【表3】

【表4】

【0095】

例シリーズ３
例シリーズ３では、５回の実験を行った。詳細を以下の表ＩＩＩＡ（試験パラメータ）及びＩＩＩＢ（結果）に示す。全ての実験は、噴射可能なエマルジョンＵＶスーパーフレックス１００ＵＶインクとして使用した。メッシュの色はいずれも黄色であった。フレームタイプはいずれもアルミニウムであった。各場合の単位分解能は、１０８０ＤＰＩ又は１４４０ＤＰＩのいずれかであった。印刷速度は、表ＩＩＩＡに示すように、３００ｃｍ／秒又は３７５ｃｍ／秒のいずれかであった。パルスの数は、表ＩＩＩＡに記載の通りであった。全ての実験において、印字ヘッドの中央の２つのノズル列は発射されず、ギャップ（「１１１００１１１」）が残った。ＵＶは完全強度の６０％であった。６つ全ての実験における放出流体１２２は、１００％蒸留水であった。全ての実験におけるバックグラウンドタイプは４ｍｍミラーであった。

【0096】

表ＩＩＩＢに見られるように、ＴＱＭは３μｍ～４５μｍの範囲であった。全ての実験について、平滑性は許容可能であったが、実験３、４、及び５については、結果は許容可能であった。実験１及び２では、メッシュの僅かな固着に起因して、結果は僅かに許容できなかった。

【0097】

実験１及び２では、パルス数は両方（２）で同じであったが、実験３、４、及び５では、パルス数は異なっていた（１）。この差により、実験１及び２は僅かに許容できない結果を有したようである。

【表5】

【表6】

【0098】

前述の例に基づいて、結果は、流体（エマルジョン及び任意の放出流体の両方）の幾つかの非常に複雑な相互作用、プラテン組成物（例えば、単一ガラス、二重ガラス、ガラス＋ミラーなど）、硬化強度（２０％～１００％ ＵＶ）、ドット密度（１０８０，１４４０）、パルス数などによって左右され得る又は影響を受け得るようである。分析的な観点から、組み合わせはほぼ無限大であるように思われる。現在、パラメータのセットを評価するための唯一の方法は、実用的である。すなわち、各セットは、本明細書の教示に基づいて試験されなければならない。しかしながら、そのような試験は過度であるとは考えられない。

【0099】

ＤｔＭプロセスの利点には、以下のようなステンシル調製及び後処理の両方の完全な排除が含まれる。

【0100】

エマルジョンアプリケータ、乾燥器、別個の露光ユニットなどの機械は必要ない。或いは、ＴＱＭが高い場合、別々の露光を実行させることができる。

【0101】

穿孔されたプラテンは、メッシュの下方にメッシュと接触して放出流体を導入するために使用される。プラテンの穿孔された上面は、メッシュが放出流体によって均一にコーティングされるようにし、メッシュへの放出流体の浸透を制御して、メッシュ上へのエマルジョンの印刷を通してメッシュの一定の放出流体水分レベルを維持する。

【0102】

なお、前述の実験は、前述の穿孔された上面を有さず、穿孔された表面を有するプラテンを使用して行った。プラテンは同様の結果をもたらしたが、穿孔された上面を有するプラテンは、印刷中に均一に濡れたメッシュを確保することによって、高分解能ステンシル印刷で使用するために非穿孔プラテンよりも優れていた。これに対し、穿孔されていない上部表面を有するプラテンは、メッシュを湿った状態に維持しようとすると課題を生み出した。

【0103】

殆どの化学物質（脱脂剤を除く全て）及び水使用量の８０％超が除去される。

【0104】

全ての処理は、特別な低ＵＶ光室を有することなく行うことができる。実際、ＤｔＭプロセスは、通常の工場／オフィスの照明又は昼光で実行することができる。噴射可能なエマルジョンは、取り扱い時にＵＶ保護されたカートリッジ又はバッグの内部に保持される。これは、メッシュ１１２上に噴射されたときにのみ日光又はＵＶ光に晒される。

【0105】

本明細書に開示されるプロセスは、従来のより安価なメッシュ１１２を使用することができるため、水及び化学物質及び特別な洗浄ステーションを必要とするメッシュの洗浄ではなく、メッシュを剥がしてフレーム１１４に再適用する方が、多くの場合、より効率的で安価であり得る。注記：ＵＶ反射を低減するために、白色メッシュよりも高価であり、従来のプロセスで使用される着色メッシュ（黄色）を使用する必要もない。

【0106】

未処理のスクリーン又はメッシュ１１２は、ＤｔＭプリンタ１００上に配置され、印刷面上に画像を印刷するためのカルーセル上に直接配置することができるプロセスが完了すると、完全に準備され、すぐに使用できるステンシルがＤｔＭプリンタ１００から除去される。

【0107】

ＤｔＭプロセス９００の更なる利点は、各ステンシルがメッシュ１１２上に非常に正確に位置合わせされ、その結果、カルーセル上に取り付けられるときに微細位置合わせをスキップすることが可能であることである。ＤｔＭプロセス９００では、各ステンシルがフレーム１１４上に（絶対的及び相対的に）正確に位置決めされるので、調整は必要ではなく、又は求められない。これは、固定具１１６の使用によって達成される。ステンシルフレームは、一般に、それに取り付けられた位置合わせ穴又は点を有する。各異なるカルーセル製造業者は、独自の登録システムを有する。フレーム固定具１１６は、同じ位置合わせシステム（又は場合によっては別の設計の補助位置合わせシステム）を備えている。フレーム固定具１１６は、ステンシルフレーム１１４の正確な位置合わせを可能にする。これを達成するために、テスト印刷が４色（又は６色以上）で行われ、次いでカルーセルが微調整される。カルーセルに変更が加えられず（又はカルーセルが整列から外れない）、全てのステンシルが同じプリンタ上に作成される限り、ステンシルは正確に整列される。

【0108】

本明細書に開示されるＤｔＭプロセス９００は、プロセス時間及び複雑さ、労働、及び資本設備（特殊な照明設備を含む）のいずれか又は両方の大幅な削減、並びにプロセス化学物質及び水の大幅な削減を有することが理解され得る。

【0109】

前述のＤｔＭプロセス９００は、回転スクリーン印刷にも使用することができる。回転スクリーン印刷は、ラベリング及び他のやや狭いが頻繁に繰り返される印刷プロセス（壁紙、線状リノリウムなど）で使用される。回転スクリーン印刷は、これらの用途にとって極めて高速であり、４つの色（及び任意の特色）のそれぞれがシリンダ上に配置され、材料がその下を通過する。回転スクリーン印刷は、一般に、耐久性及び安定性のためにステンレス鋼メッシュ１１２を使用する。

【0110】

今日、多くの回転式ステンシルは、大規模なサービス会社によって製造されている（ヨーロッパには約３つある）。各ステンシルは１００ユーロを超える費用がかかる可能性があり、ステンシル交換の年間費用は数十万ユーロかかる可能性がある。これは、サービスビューローを使用する不便さを考慮に入れていない。多くの企業は、高価なサービス事務所への依存を減らしながら、数四半期で機械のコストを回収することができる。

【0111】

前述の説明では、例の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細が記載されていることが理解される。しかしながら、例は、これらの特定の詳細に限定されることなく実施され得ることが理解される。他の例では、例の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の方法及び構造を詳細に説明しない場合がある。また、実施例は、互いに組み合わせて使用されてもよい。

【0112】

限られた数の例が開示されているが、そこから多くの修正及び変形があることを理解されたい。例えば、プリンタベッド／テーブルの「向き」は、垂直面への噴射を可能にし得る新しい高速／超高速印字ヘッド技術に起因して、水平から垂直に変更され得る。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】