JP2013071284A

JP2013071284A - スクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法

Info

Publication number: JP2013071284A
Application number: JP2011210481A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Totani; 克己戸谷; Shogo Watanabe; 将吾渡辺
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-04-22
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: JP5848566B2

Abstract

【課題】
本発明は、基本発明は、基板反り矯正手段を用いて、プリント基板の反り矯正だけでなく、重なっている複数枚のプリント基板の供給を検出できる信頼性の高いスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、プリント基板を基板支持ユニットに載置し、反り矯正体を下降させて前記載置されたプリント基板を上から押圧して前記プリント基板の反りを矯正し、その後、前記プリント基板にスクリーンの有する印刷パターンを印刷するスクリーン印刷機又はスクリーン印刷方法において、前記反り矯正体と共に移動しない固定部にからの前記プリント基板との距離を直接的又は間接的に検出し、前記検出の結果に基づいて前記基板支持ユニットに複数枚の前記プリント基板が供給されたと判断する。
【選択図】図５

Description

本発明は、スクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法に係わり、特に、スクリーン印刷機に複数枚のプリント基板が供給された時に、確実に検出できるスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法に関する。

従来のスクリーン印刷機は、塗布剤をプリント基板に塗布するだけでなく、一般に基板支持装置により支持されたプリント基板を上方から押圧して反りを矯正する反り矯正装置を備えている。このようなスクリーン印刷機が特許文献１に開示されている。

特開２００９−２４１２６８号公報

特許文献１に開示されている従来のスクリーン印刷機は、エアシリンダを用いてプリント基板の反り矯正だけを行っていた。そのため、重なっている複数枚のプリントが供給されても、印刷運転を行ってしまい、印刷不良の原因となっていた。

従って、本発明は、基板反り矯正手段を用いて、プリント基板の反り矯正だけでなく、重なっている複数枚のプリント基板の供給を検出できる信頼性の高いスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、プリント基板を基板支持ユニットに載置し、反り矯正体を下降させて前記載置されたプリント基板を上から押圧して前記プリント基板の反りを矯正し、その後、前記プリント基板にスクリーンの有する印刷パターンを印刷するスクリーン印刷機又はスクリーン印刷方法において、前記反り矯正体と共に移動しない固定部にからの前記プリント基板との距離を直接的又は間接的に検出し、前記検出の結果に基づいて前記基板支持ユニットに複数枚の前記プリント基板が供給されたと判断することを第１の特徴とする。

また、本発明は、前記距離を検出する距離センサを前記反り矯正体を昇降可能に指示する支持枠体に設けたことを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記距離センサは、前記プリント基板を搬送する搬送路の２本のシュートのうち固定側のシュートに設けたことを第３の特徴とする。

また、本発明は、前記距離センサは光検出距離センサであることを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記光検出距離センサは、直接的に前記プリント基板との距離を検出し、前記プリント基板Ｐの色や透明度を予めデータとして持ち、そのデータに基づいて前記距離を補正することを第５の特徴とする。

本発明によれば、基板反り矯正手段を用いて、プリント基板の反り矯正だけでなく、重なっている複数枚のプリント基板の供給を検出できる信頼性の高いスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法を提供できる。

本発明の実施形態であるスクリーン印刷機の側面図を示す図である。本発明の第実施形態のスクリーン印刷機における実施例である基板矯正ユニットの平面図である。基板矯正ユニットがプリント基板を押圧する前の状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。基板矯正ユニットがプリント基板を押圧している状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。基板矯正ユニットが２枚供給されたプリント基板を押圧している状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。本発明の実施形態であるスクリーン印刷機の動作とプリント基板２枚の検出の処理フローを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態であるスクリーン印刷機１００を示す図である。スクリーン印刷機１００は、プリント基板Ｐ上に塗布剤であるクリーム半田で印刷するためのものである。スクリーン印刷機１００は、装置本体１上に設置された基板支持ユニット２と、この基板支持ユニット２の上方に配置され水平方向に延びるＹ軸方向（図１の左右方向）に移動するための移動機構を備えたスクリーン支持手段（図示せず）により支持されたスクリーン３と、基板支持ユニット２とスクリーン３との間に配設され、基板支持ユニット２上に載置されたプリント基板Ｐを撮像する撮像カメラ８と、基板支持ユニット２上に載置されたプリント基板Ｐを上から押圧して反りを矯正する後述する基板矯正ユニット(基板反り矯正手段)４と、スクリーン３の上方に配されてスキージ５を備えた印刷機構６と、を有する。

基板支持ユニット２は、Ｘ軸方向(紙面に垂直な方向)、ＸＹの水平面内での角度方向及びＺ軸方向(紙面上下の垂直方向)に移動可能な移動機構（図示せず）と、プリント基板ＰをＸ軸方向に搬送する基板搬送機構（図示せず）と、プリント基板Ｐを下方から支持するバックアップピンを備えてＺ軸方向に移動可能なバックアップテーブル２Ａと、プリント基板Ｐを側方から挟んで支持する（クランプする）一対の支持シュート２Ｂ、２Ｃとを備えている。

基板矯正ユニット４は、バックアップテーブル２Ａ上でプリント基板Ｐの反りを矯正するために、スクリーン３の下方位置とスクリーン３から退避する位置(図１に示す位置)との間でＹ軸方向(図１の左右方向)に移動可能であり、また基板矯正ユニット４の一部のみＺ軸(垂直方向)に移動可能である。

印刷機構６は、プリント基板Ｐ上にクリーム半田を印刷するためのスキージ５と、Ｙ軸方向に移動するための移動機構と、スキージ５をＺ軸(垂直)方向に移動するための垂直移動機構とを備えている。

次に、図２から図４を用いて基板矯正ユニット４の更なる構成及び動作を説明する。基板矯正ユニット４は、プリント基板Ｐ上に塗布剤を塗布する前に、プリント基板Ｐの反りを矯正する。そのために、基板矯正ユニット４は図１に示す退避位置と基板支持ユニット２上の間を移動する。図２は基板矯正ユニット４の平面図であり、図２の左部がスクリーン印刷機の前側(図１の紙面側)で、右部が後側(図１の裏面側)である。図３は、基板矯正ユニット４がプリント基板Ｐを押圧する前の状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。
図４は、基板矯正ユニット４がプリント基板を押圧している状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。

支持枠体１０は、図２の左右及び上部に縁(平面視コ字形状)を有し、基板矯正ユニット４の装置本体である。また、この支持枠体１０はその四隅に断面形状がＬ字形状の枠体支持片１１(１１ａ乃至１１ｄ)を立設固定させている。反り矯正体１２は、支持枠体１０に上下移動可能に支持され、図２に示すエアシリンダ１７(駆動源)によりプリント基板Ｐを押圧するために図１のＺ軸方向に昇降する。本実施形態の反り矯正体１２は、昇降する機能とプリント基板Ｐの反り矯正する反り矯正機能を有している。プリント基板Ｐの大きさや厚さは様々であり、昇降する機能の昇降板と、プリント基板Ｐに適した反り矯正体に分離し、反り矯正体を昇降板に着脱可能としてもよい。

以下、反り矯正体１２が支持枠体１０に対して昇降する昇降機構について、図３、図４を参照しながら、主として図２を用いて説明する。
図３に示すように、支持枠体１０に固定されたエアシリンダ１７は、当接部材１６を駆動軸１３を中心にして矢印Ｂの方向に回転させる。図２に示すように、当接部材１６に固定されている駆動軸１３は、その両端部において支持片１１ａ、１１ｂに回転可能に支持されている。駆動軸１３は、その両端部において、駆動軸１３に一端を固定されたリンク片１４ａ、１４ｂを有する。リンク片１４ａ、１４ｂの他端には、反り矯正体１２の両側に設けられた支持片１２Ａ(図３参照)の支持片軸１５ａ、１５ｂが回転可能に接続されている。
なお、図３では、解り易くするために、図２において駆動軸１３の中央部分に配置されている当接部材１６(及びエアシリンダ１７)部分を、破線で示すように駆動軸１３を基準として上方にずらして描いている。後述する図４、図５も同様である。

そこで、図３に示すように、エアシリンダ１７が、当接部材１６を、駆動軸１３を中心にして矢印Ｂの方向に回転させると、反り矯正体１２は、支持片軸１５ａ、１５ｄ(図２参照)を中心に、矢印Ｃ方向(反時計周り)に回転する。この矢印Ｃ方向(反時計周りに)の回転が反り矯正体１２を通して、図２に示すように、それぞれ、対応する支持片軸１５ｂ、１５ｃに伝わり、リンク片１４ｂ、１４ｃもこの矢印Ｃ方向に回転し、枠体支持片１１ｂ、１１ｃに回転可能に支持された従動軸１３ｊも矢印Ｃ方向に回転する。

この結果、反り矯正体１２は、４箇所の支持片軸１５ａ〜１５ｄの安定した矢印Ｃ方向の回転に伴い平行移動しながら下降し、図３の状態から図４の状態に移行する。そして、図４に示すように、反り矯正体１２は、バックアップテーブル２Ａに支持されたプリント基板Ｐを押圧し、プリント基板Ｐの反りを矯正する。

上記実施形態では、前記支持枠体１０に固定された支持片１１ａから１１ｄには、その上部に設けられた支持部１８ａから１８ｄと支持片軸１５ａから１５ｄとの間にはバネ１９が張架されている。このバネ１９によってリンク片１４ａから１４ｄが図４に示す矢印Ｄ方向(時計方向)に回動するように付勢される。そこで、前記エアシリンダ１７が作動していない状態では支持枠体１０近づくように付勢されており、エアシリンダ１７のエアを開放すれば、図４の状態から図３の状態に戻る。なお、上記においてバネ１９を用いて反り矯正体１２を元の位置に戻したが、当接部材１６とシリンダロッド１７ａを回転可能に接続し、２方向に作動するシリンダを用いてもよい。

次に、図３から図５を用いて、基板矯正ユニット４を利用した複数枚、特に発生する可能性が高いプリント基板２枚の検出を例にとり説明する。図５は、基板矯正ユニット４が２枚供給されたプリント基板Ｐを押圧している状態であって、図２に示すＡ−Ａ断面から見た状態を模式的に示す側面図である。

本実施形態では、図２乃至図５に示すように、距離センサ２０を支持枠体１０に固定し、プリント基板Ｐではなく、反り矯正体１２との距離を検出する。また、本実施形態では距離センサ２０としてレーザー距離検出センサのように光により距離を検出する光検出タイプを用いる。

図３で説明したように、押圧時は反り矯正体１２が矢印Ｃ方向に回転に伴い平行移動しながら下降する。一方、支持体枠１０は移動しない。ここで、例えば、基板の生産前に、予めプリント基板１枚のときの距離を検出しておき、この検出した距離を記憶装置に記憶する。そして、記憶されていた距離から許容範囲の距離を引いた距離を正常距離Ｌｓとし、検出距離Ｌがそれより大きいときは、プリント基板は１枚と判断し、それ以下のときは２枚(以上)と判断する。

距離センサ２０は、図１で説明したプリント基板の搬送路を形成する一対の支持シュート２Ｂ、２Ｃのうち固定シュートである基準側２Ｂに近い側に設ける。本実施形態では、図２に示すように、距離センサ２０を紙面上において支持枠体１０の左側に設ける。基板反り矯正ユニット４で反り矯正をする時に、これは基板の搬送幅は基板の幅によって変える必要がある。基板の幅が小さい時は、反り矯正体１２がプリント基板を押圧していない部分で反りが発生する。従って、基板幅によらずプリント基板を押圧している場所で、正確に距離を測定するためである。

上記の実施形態では、光検出タイプを用いて反り矯正体１２との距離を検出したが、プリント基板Ｐとの距離を直接検出してもよい。但し、使用されるプリント基板Ｐの色や透明度はさまざまであり、それによって検出高さが一定とはならない。その場合は、プリント基板Ｐの色や透明度を予めデータとして持ち、そのデータに基づいて検出距離を補正する。
逆に言えば、反り矯正体１２との距離を検出する実施形態は、プリント基板の色や透明度に左右されず、安定的に複数枚が重なった基板を検出するできる利点がある。

以上説明した本実施形態によれば、基板反り矯正手段を用いて、プリント基板の反り矯正だけでなく、重なっている複数枚のプリント基板の供給を検出できる信頼性の高いスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法を提供できる。
また、以上説明した、実施形態のうち反り矯正体１２との距離を検出する方法は、プリント基板の色や透明度に左右されず、安定的に複数枚が重なった基板を検出するできる信頼性の高いスクリーン印刷機またはスクリーン印刷方法を提供できる。

以上説明した実施形態では、距離センサ２０を支持枠体１０に固定したが、要は基板反り矯正時に、支持枠体１０のように反り矯正体１２と共に移動しない場所であればどこでもよい。例えば、図５に示す基板矯正ユニット４の撮像カメラ８である。
また、以上説明した実施形態では距離セン２０として光検出タイプを用いたが、反り矯正体１２との距離を測定するのならば、例えば、渦電流変位センサや超音波変位センサを用いていてもよい。

次に、上記の本発明の実施形態であるスクリーン印刷機１００の動作とプリント基板２枚の検出との処理フローを示す図６を用いて説明する。以下の説明では、各符号において、その符号の全体の動きまたは構成を示すときは、ａ〜ｄの添え字は省略する。

まず、搬送装置(図示せず)によって基板支持ユニット２の支持シュート２Ｂ、２Ｃにプリント基板Ｐを供給し、ストッパーピン(図示せず)に係止し位置決めされる(Ｓｔｅｐ３０)。そして、基板矯正ユニット４が図1に示す退避位置からスクリーン３と基板支持ユニット２との間のプリント基板Ｐの上部に移動する(Ｓｔｅｐ３１)。

次に、図３において、初めにエアシリンダ１７が作動し、伸張したシリンダロッド１７ａが駆動軸１３に固定された当接部材１６を押圧し、バネ１９の付勢力に抗して駆動軸１３及びリンク片１４を矢印Ｃ(反時計)方向に回動し、支持片軸１５を介してリンク片１４に回動可能に連結した反り矯正体１２が下降し(Ｓｔｅｐ３２)、基板支持ユニット２のバックアップテーブル２Ａを上昇させる(Ｓｔｅｐ３３)。なお、Ｓｔｅｐ３２、Ｓｔｅｐ３３を逆に実施してもよい。

その後、プリント基板Ｐをバックアップテーブル２Ａと基板矯正ユニット４の反り矯正体１２との間で挟むようにして、この状態を一定時間維持してプリント基板Ｐの反りを矯正する(Ｓｔｅｐ３４)。

次に、距離センサ２０で反り矯正体１２との距離Ｌを検出し、プリント基板１枚を示す正常距離Ｌｓ以上かを判断する(Ｓｔｅｐ３５)。検出距離Ｌが正常距離Ｌｓ以下の場合は、プリント基板Ｐが２枚以上供給されたと判断し(Ｓｔｅｐ３６)、２枚以上と判断されたプリント基板Ｐを排出する(Ｓｔｅｐ３６)。その後、Ｓｔｅｐ３０に戻り新たなプリント基板Ｐの処理を実行する。

一方、検出距離Ｌが正常距離Ｌｓ以上の場合は。エアシリンダ１７を作動させてシリンダロッド１７ａを引き込め、バネ１９の付勢力により駆動軸１３及びリンク片１４が図４に示す矢印Ｄ方向(時計方向)に回動し、支持片軸１５を介してリンク片１４に回動可能に連結した反り矯正体１２を上昇させて（Ｓｔｅｐ３８）、基板矯正ユニット４はスクリーン３から退避する（Ｓｔｅｐ３９）。

次に、支持シュート２Ｂ及びバックアップテーブル２Ａが上昇し(Ｓｔｅｐ４０)、プリント基板Ｐがスクリーン３の下面に接触し、印刷機構６を動作させて、スキージ５がクリーム半田をスクリーン３の印刷パターン孔から塗布し、プリント基板Ｐ上に印刷を行う(Ｓｔｅｐ４１)。この印刷の後、基板支持ユニット２の支持シュート２Ｂ及びバックアップテーブル２Ａが下降し、版離れする(Ｓｔｅｐ４２)。最後に、所定の枚数を実施したかを判断し、実施していればＳｔｅｐ３０に戻らず処理を終了する。

以上説明した本発明の実施形態によれば、プリント基板の反り矯正だけでなく、複数枚のプリント基板の供給を検出できる信頼性の高いスクリーン印刷方法を提供できる。

以上のように本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：装置本体２：基板支持ユニット
２Ａ：バックアップテーブル２Ｂ：支持シュート
３：スクリーン４：基板矯正ユニット
５：スキージ６：印刷機構
８：撮像カメラ１０：支持枠体
１１、１１ａ〜１１ｄ：枠体支持片１２：反り矯正体
１３：駆動軸１３ｊ：従動軸
１４、１４ａ〜１４ｄ：リンク片１５、１５ａ〜１５ｄ：支持片軸
１６：当接部材１７：エアシリンダ
１８：バネ支持部１９：バネ
２０：距離センサ１００：クリーン印刷機
Ｐ：プリント基板

Claims

搬送されてきたプリント基板を支持する基板支持ユニットと、前記プリント基板を上から押圧する反り矯正体と前記反り矯正体を昇降させる昇降機構とを具備し、前記基板支持ユニットに載置された前記プリント基板の反りを矯正する基板矯正ユニットと、前記プリント基板にスクリーンの有する印刷パターンを印刷する印刷機構と、を有するスクリーン印刷機において、
前記基板矯正ユニットのうち前記反り矯正体と共に移動しない固定部に設けられ、前記プリント基板との距離を直接的又は間接的に検出する距離センサと、前記距離センサの検出結果に基づいて前記基板支持ユニットに重なっている複数枚の前記プリント基板が供給されたと判断することを特徴とするスクリーン印刷機。
前記距離センサは、前記反り矯正体を昇降可能に支持する支持枠体に設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
前記距離センサは、前記プリント基板を搬送する搬送路の２本のシュートのうち固定側のシュートに設けたことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
前記距離センサは光検出距離センサであ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。
前記光検出距離センサは、直接的に前記プリント基板との距離を検出し、前記プリント基板Ｐの色や透明度を予めデータとして持ち、そのデータに基づいて前記距離を補正することを特徴とする請求項４に記載のスクリーン印刷機。
前記距離センサは渦電流変位センサ又は超音波変位センサであ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。
プリント基板を基板支持ユニットに載置し、反り矯正体を下降させて前記載置されたプリント基板を上から押圧して前記プリント基板の反りを矯正し、その後、前記プリント基板にスクリーンの有する印刷パターンを印刷するスクリーン印刷方法において、
前記反り矯正体と共に移動しない固定部にからの前記プリント基板との距離を直接的又は間接的に検出し、前記検出の結果に基づいて前記基板支持ユニットに重なっている複数枚の前記プリント基板が供給されたと判断することを特徴とするスクリーン印刷方法。
前記距離を検出する距離センサを前記反り矯正体を昇降可能に支持する支持枠体に設けたことを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷方法。
前記距離センサは光検出距離センサであることを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷方法。
前記光検出距離センサは、直接的に前記プリント基板との距離を検出し、前記プリント基板Ｐの色や透明度を予めデータとして持ち、そのデータに基づいて前記距離を補正することを特徴とする請求項９に記載のスクリーン印刷方法。