JP3585326B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents
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- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板実装工程においてプリント基板等の被印刷物上に導体ペーストやクリーム半田などの印刷ペーストを高精度に印刷する全自動のスクリーン印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スクリーン印刷機は、電子部品の回路実装工程におけるクリーム半田印刷工程に使用されているが、電子機器の小型化に伴って、電子部品実装基板の微細化が進み、それに対応して、クリーム半田の高精度印刷も要求されてきている。また、予めプリント基板に部品が装着されていたり、シールドされているような基板も登場し始めている。
【０００３】
従来のスクリーン印刷機の一例を図７〜図１０を参照して説明する。図７は従来のスクリーン印刷装置を示す側面図である。図中、１はプリント基板で、このプリント基板１上の中央部には部品１ａが装着されている。またこのプリント基板１はステージ部３により位置決め固定されている。前記ステージ部３の上方には、スクリーン枠５により固着されたスクリーン版４が配置され、プリント基板１上の部品１ａによりスクリーン版４に凸部２が形成されている。６はスクリーン版４上に置かれた印刷ペーストで、左スキージ７と右スキージ８がスクリーン版４上に当接しながら水平移動されてプリント基板１にこの印刷ペースト６が印刷される。また前記左スキージ７と右スキージ８は、印刷ヘッド９に昇降部材９ａ，９ｂを介して昇降自在なスキージホルダー９ｃ，９ｄに支持され、上下方向および水平方向に移動自在に構成される。なお上記従来の左右スキージ７．８はプリント基板１のパターンにより、複数種類が使用される。
【０００４】
上記構成のスクリーン印刷装置を使用して、プリント基板１のパターンが図８（ａ）の場合の印刷動作について図９を参照して説明する。
この場合、左スキージ７および右スキージ８には、スクリーン版４上の凸部２を避けるために先端部に切り欠き７ａがそれぞれ形成されたものが使用されて印刷が行われる。
【０００５】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、図示しない昇降手段によりスクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、先端部に切り欠き７ａを設けた左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接され［図９（ａ）］、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図９（ｂ）］。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８で交互にプリント基板１に印刷が行われる。
【０００６】
次にプリント基板１のパターンが図８（ｂ）の場合の印刷動作について図１０を参照して説明する。
この場合、左スキージ７にはスクリーン版４上の凸部を避けるために先端部の中央に切り欠き７ａが形成されたものが使用され、また右スキージ８は切り欠き無しものが使用され、この組み合わせで印刷が行われる。
【０００７】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、スクリーン版４の凸部２を避けるため先端部に切り欠き７ａを設けた左スキージ７が下降されてスクリーン版４に当接される［図１０（ａ）］。次に、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１の切り欠き部１ａのない場所に印刷される［図１０（ｂ）］。次に切り欠き部の無い右スキージ８が下降されてスクリーン版４に当接され［図１０（ｃ）］、さらに印刷ヘッド９により右スキージ８が凸部２の直前まで水平移動されて停止され［図１０（ｄ）］、そして右スキージ８が上昇される。その後印刷ヘッド９により右スキージ８が凸部２を越えて通過された後、再度右スキージ８が下降され［図１０（ｅ）］、印刷ヘッド９の移動により右スキージ８が移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図１０（ｆ）］。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８で交互にプリント基板１に印刷が行われる。
【０００８】
さらにプリント基板１のパターンが図８（ｂ）の場合の他の印刷動作について説明する。
この場合、左スキージ７および右スキージ８には、スクリーン版４上の凸部２を乗り越えるために、先端部に柔軟性のある剣先スキージを設けたものが使用されて印刷が行われる。
【０００９】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、先端部に柔軟性のある剣先スキージを設けた左スキージ７と右スキージのうち、左スキージ７が下降されてスクリーン版４に当接され、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。このように前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８が交互に使用されてプリント基板１に印刷が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図８（ａ）を印刷する従来構成では、切り欠き部７ａ，８ａを有するスキージ７，８を使用してスクリーン版４上の凸部２を避けるように構成されるため、前記凸部２の前後ではスキージ７．８がスクリーン版４に当接せず、印刷ペースト６をプリント基板１に印刷することができないという問題を有していた。
【００１１】
また、図８（ｂ）を印刷する先の従来構成では、２枚の異なる形状のスキージ７，８を使用するため、１枚のプリント基板１を印刷するのに左右のスキージ７，８を使い往復印刷となるため印刷時間を長く要するという問題点を有していた。
【００１２】
さらに、図８（ｂ）を印刷する後の従来構成では、スクリーン版４上の凸部２をスキージ７，８が乗り越えるため凸部２の付近はスキージ７，８先端部が変形しスクリーン版４とスキージ７，８の間に隙間が開き、その部分の印刷ができないという問題を有していた。
【００１３】
近年の高密度実装に対応するためのプリント基板１は微細パターンや狭ピッチパターンが多く混在しているため前記のような印刷方法では対応できないのが実情である。
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑み、スクリーン版上の凸部の前後の印刷を可能にし、プリント基板全面において高精度印刷が可能で有り、かつ印刷タクトを短縮可能なスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明の請求項１記載のスクリーン印刷装置は、プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、前記スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともに、スキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段によりスキージをシフトしてスキージの端部に印刷空白部を形成し、この印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したものである。
【００１６】
上記構成によれば、スクリーン版上の側部に凸部があった場合、凸部の直前でスキージシフト手段によりスキージを幅方向にシフトして印刷空白部を形成し、印刷空白部によりスクリーン版上の凸部を避けて印刷し、凸部を通過後にスキージを元位置に復帰させることにより、凸部を形成した部品を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【００１７】
また、請求項２記載のスクリーン印刷装置は、プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、前記スキージを幅方向に分割された複数の分割スキージにより構成し、前記分割スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともにスキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段により分割スキージをシフトさせて分割スキージ間に印刷空白部を形成し、その印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したものである。
【００１８】
上記構成によれば、スキージシフト装置により分割スキージを互いに離間する方向にシフトさせて分割スキージ間に印刷空白部を形成することができるのでい、プリント基板の中間部の任意位置に部品が実装されスクリーン版に単数または複数の凸部が形成された場合であっても、スキージシフト装置により複数の分割スキージをそれぞれシフトさせて離間、密着させることで、スクリーン版上の凸部を避けて高精度な印刷を行うことができ、さらに分割スキージの一度の移動で印刷が済み、印刷タクトを短縮することができる。
【００１９】
さらに請求項３記載のスクリーン印刷装置は、上記スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、シフト方向に配置されて回転自在なスクリューシャフトと、分割スキージに取り付けられて前記スクリューシャフトに嵌合された雌ねじ部材と、前記スクリューシャフトを回転させるシャフト駆動装置とを有するシフト駆動装置と、シフト駆動装置を制御する制御装置とを備えたものである。
【００２０】
上記構成によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシャフト駆動装置を操作し、分割スキージをシフトさせて凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度で印刷することができる。
【００２１】
また請求項４記載のスクリーン印刷装置は、上記スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、分割スキージをシフトさせるシフトシリンダとを有するシフト駆動装置と、シフトシリンダによる分割スキージのシフトストロークを制御するシフト制御装置とを備えたものである。
【００２２】
上記構成によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシフトシリンダを操作し、凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度で印刷することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、従来のスクリーン印刷装置と同じ機能を有する構成部品については、同一の符号をつけて、説明は省略すると共に動作説明も簡略化する。
【００２４】
図１，図２はスクリーン印刷装置の要部概略図である。左右のスキージ１１，１２はそれぞれ同一構造であり、ここでは左スキージ１１のみを説明する。左スキージ１１は印刷方向と直角な幅方向に２分割された一対の分割スキージ１１ａ，１１ｂにより構成されている。また印刷ヘッド９の昇降部材９ａ（９ｂ）に幅方向の昇降フレーム１３がそれぞれ取り付けられており、この昇降フレーム１３にスライドガイド１４およびシフト駆動装置１５からなるスキージシフト手段１８を介してスキージホルダー１６ａ，１６ｂが設けられている。また印刷ヘッド９には、予め入力された印刷データに基づいてスキージ１１，１２の印刷方向の移動制御および昇降制御を行うヘッド制御装置１７が設けられている。
【００２５】
前記スライドガイド１４は、昇降フレーム１３に沿って取り付けられたシフトレール２１ａ，２１ｂと、このシフトレール２１ａ，２１ｂにそれぞれ案内されてスキージホルダー１６ａ，１６ｂを支持する被ガイド部２２ａ，２２ｂとで構成され、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂが印刷方向と直交する幅方向にシフト自在に支持されている。
【００２６】
シフト駆動装置１５は、昇降フレーム１２の下面に沿って配置され軸受部材２３を介して回転自在に支持されたスクリューシャフト２４と、スキージホルダー１６ａ，１６ｂに形成されてスクリューシャフト２４の両側の右ねじ部２４ａと左ねじ部２４ｂにそれぞれ嵌合された雌ねじ部２５ａ，２５ｂと、前記スクリューシャフト２４の一端部に中間ギヤ機構２６を介して連動連結されたシャフト駆動モータ２７と、このシフト駆動モータ２４を制御するシフト制御装置２８とを備え、シフト制御装置２８により予め入力されたデータに基づいてシフト駆動モータ２４を駆動し、スクリューシャフト２４を介して分割スキージ１１Ａ，１１Ｂを互いに接近離間させて印刷空白部Ｆを形成することができる。
【００２７】
前記プリント基板１の印刷データは、図３に示すように、スクリーン版４上のスキージ印刷開始点Ｓからスクリーン版４上の凸部２の直前位置Ｍ１までの距離Ｘ１と、凸部２の直前位置Ｍ１から直後位置Ｍ２までの凸部２の印刷方向の距離Ｘ２と、凸部２の直後Ｍ２からスキージ印刷終了点Ｅまでの距離Ｘ３が求められている。またスクリーン版４上の凸部２の幅方向の距離Ｙも求められている。なお、この実施の形態の場合には分割スキージ１１ａ，１１ｂの幅が同一で、この分割位置はスクリーン版４の中心線ＣＬに対応し、かつプリント基板１の凸部２も中心線ＣＬ上にあるが、これに限定されるものではなく、プリント基板１の凸部２の中心位置に対応してスキージ１１を分割してもよい。もちろん、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂにスクリューシャフトをそれぞれを設けて別々に駆動制御することもできる。
【００２８】
上記構成のスクリーン印刷装置の動作を図３、図４を参照して説明する。
印刷データのＸ１、Ｘ２、Ｘ３は印刷ヘッド９のヘッド制御装置１７に予め入力される。また印刷データのＹはシフト駆動装置１４を駆動するシフト制御装置２８に予め入力される。
【００２９】
プリント基板１がステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。そして、ヘッド制御装置１７の制御信号により、左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接される［図４（ａ）］。そして印刷ヘッド９が水平移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ１だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図４（ｂ）］。次に、シフト制御装置２８によりシャフト駆動モータ２７が駆動されてスクリューシャフト２４を回転され、分割スキージ１１ａ，１１ｂがそれぞれ距離Ｙ／２だけ離間移動されて凸部２に対応する幅Ｙの印刷空白部Ｆが形成される［図４（ｃ）］。その後、ヘッド制御装置１７により印刷ヘッド１が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ２だけ移動され、凸部２を避けた部分の印刷が行われる［図４（ｄ）］。次にシフト制御装置２８によりスクリューシャフト２４が逆転されて距離Ｙの間隔を開けて配置されていた分割スキージ１１ａ，１１ｂが互いに密着され、印刷空白部Ｆが消去される［図４（ｅ）］。その後印刷ヘッド９が移動されて分割スキージ１１Ａ，１１ＢがＸ３だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷され［図４（ｅ）］、印刷行程が終了する。そして分割スキージ１１Ａ，１１Ｂが上昇された後、プリント基板１が下降されてスクリーン版４から解放されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ１１，１２が交互に使用されてプリント基板１に印刷が行われる。
【００３０】
つぎに図５および図６は先の実施の形態のシフト駆動装置１５を変更した他の実施の形態を示す。
３１は分割スキージ１１Ａ，１１Ｂを互いに接近離間する方向に一定ストロークでスライド可能な一対のシフトシリンダで、互いに対向して配置されている。このようなシフトシリンダ３１は、その出退ストローク量をセンサーやリミットスイッチなどで調整することも可能であるが、この実施の形態では、機械的にシフト量を調整可能なシフト調整機構３２を採用している。
【００３１】
すなわち、このシフト調整機構３２は、シフトシリンダ３１のピストンロッド３１ａに受動ブロック３２ａがスライド自在に外嵌されている。またこのピストンロッド３１ａの受動ブロック３２ａ先端側に受動ブロック３２ａに当接して駆動する離間用ブロック３３ａが固定され、また受動ブロック３２ａの後端側に受動ブロック３２ａに当接して駆動する接近用ブロック３３ｂが固定具を介して位置調整自在に取り付けられている。さらにこの受動ブロック３２ａに連結アーム３２ｂが取り付けられている。一方、スキージホルダー１６ａ，１６ｂにはシフト方向に沿ってあり溝３４が形成され、このあり溝３４にスライドブロック３２ｃがスライド自在に配置されている。そしてこのスライドブロック３２ｃに前記連結アーム３２ｂの下端部が調整ボルト３２ｄを介して連結されている。
【００３２】
したがって、調整ボルト３２ｄを緩めてスライドブロック３２ｃと連結アーム３２ｂをスライドさせて、受動ブロック３２ａと接近用ブロック３３ｂの位置を調整することにより、シフトシリンダ３１の収縮時に離間用ブロック３２ａにより駆動される受動ブロック３２ａの移動量を調整することができる。
【００３３】
スクリーン印刷装置の動作を図３，図４を参照して説明する。前述の印刷データのＸ１、Ｘ２、Ｘ３は印刷ヘッド９を制御するヘッド制御装置１７に予め入力される。また凸部２の幅のＹ印刷データにより、シフト調整機構３２が作動されて分割スキージ１１Ａ，１１Ｂのシフト量が予め調整される。またプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定される。そして、ヘッド制御装置１７の制御信号により、左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接され、次いで印刷ヘッド９が水平移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ１だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される。次に、シフトシリンダ３１によりシフト調整機構３２を介して分割スキージ１１ａ，１１ｂがそれぞれ距離Ｙ／２だけ離間移動され、凸部２に対応する幅Ｙの印刷空白部Ｆが形成される。その後、ヘッド制御装置１７により印刷ヘッド１が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ２だけ移動され、凸部２を避けた部分の印刷が行われる。次にシフトシリンダ３１により距離Ｙの印刷空白部Ｆを開けて配置されていた分割スキージ１１ａ，１１ｂが互いに密着され、印刷空白部Ｆが消去される。その後印刷ヘッド９が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ３だけ移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷され、印刷行程が終了する。そしてプリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前出の動作が繰り返され、左右のスキージで交互にプリント基板に印刷が行われる。
【００３４】
このように上記スクリーン印刷装置によれば、スクリーン版４上の凸部の前後の印刷が可能となる。また、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれシフトシリンダ３１が配置されているので、シフト調整機構３２により分割スキージ１１Ａ，１１Ｂのシフトストロークを任意に設定することができ、多種類のプリント基板に対応することができる。
【００３５】
なお、上記各実施の形態では、分割スキージ１１ａ，１１ｂを使用したスクリーン印刷装置を使用したが、これは単体のスキージを使用してシフトするように構成したものを２基並接したものと考えることができる。また単体のスキージのみを使用したものは、プリント基板１の側部に部品が実装されてスクリーン版４の側部に凸部２が形成されたものに対して有効に印刷することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載のスクリーン印刷装置によれば、スクリーン版上の側部に凸部があった場合、凸部の直前でシフト手段によりスキージを幅方向にシフトして印刷空白部を形成し、印刷空白部によりスクリーン版上の凸部を避けて印刷し、凸部を通過後にスキージを元位置に復帰させることにより、凸部を形成した部品を避けてプリント基板の全面を印刷することができる。
【００３７】
また請求項２記載のスクリーン印刷装置によれば、シフト駆動装置により分割スキージを互いに離間させて分割スキージ間に印刷空白部を形成することにより、プリント基板の中間部の任意位置に部品が実装されてスクリーン版に単数または複数の凸部が形成された場合であっても、シフト駆動装置により複数の分割スキージをそれぞれシフトさせて離間、密着させることで、スクリーン版上の凸部を避けて高精度で印刷することができる。また分割スキージの一度の移動で印刷が済み、印刷タクトを短縮することができる。
さらに請求項３記載のスクリーン印刷装置によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシャフト駆動装置を操作し、分割スキージをシフトさせて凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【００３８】
また請求項４記載のスクリーン印刷装置によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシフトシリンダを操作し、凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の第１の実施の形態を示すスキージ機構の正面図である。
【図２】同スクリーン印刷装置の側面図である。
【図３】同スクリーン印刷装置のスクリーン版を示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は同スクリーン印刷装置によるスキージの動作を示し、それぞれスクリーン版の概略平面図である。
【図５】本発明に係るスクリーン印刷装置の第２の実施の形態を示すスキージ機構の正面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ断面図である。
【図７】従来のスクリーン印刷装置を示す側面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ代表的なプリント基板の印刷パターン図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は従来のスクリーン印刷装置によるスキージの動作を示すスクリーン版の概略平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来のスクリーン印刷装置による他のスキージの動作を示すスクリーン版の概略平面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
１ａ 実装部品
２ 凸部
３ ステージ部
４ スクリーン版
５ スクリーン枠
６ 印刷ペースト
９ 印刷ヘッド
１１，１２ スキージ
１１ａ，１１ｂ 分割スキージ
１４ スライドガイド
１５ シフト駆動装置
１６ａ，１６ｂ スキージホルダ
１７ ヘッド制御装置
１８ スキージシフト手段
２４ スクリューシャフト
２７ シャフト駆動モータ
２８ シフト制御装置
３１ シフトシリンダ
３２ シフト調整機構
Ｆ 印刷空白部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路基板実装工程においてプリント基板等の被印刷物上に導体ペーストやクリーム半田などの印刷ペーストを高精度に印刷する全自動のスクリーン印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スクリーン印刷機は、電子部品の回路実装工程におけるクリーム半田印刷工程に使用されているが、電子機器の小型化に伴って、電子部品実装基板の微細化が進み、それに対応して、クリーム半田の高精度印刷も要求されてきている。また、予めプリント基板に部品が装着されていたり、シールドされているような基板も登場し始めている。
【０００３】
従来のスクリーン印刷機の一例を図７〜図１０を参照して説明する。図７は従来のスクリーン印刷装置を示す側面図である。図中、１はプリント基板で、このプリント基板１上の中央部には部品１ａが装着されている。またこのプリント基板１はステージ部３により位置決め固定されている。前記ステージ部３の上方には、スクリーン枠５により固着されたスクリーン版４が配置され、プリント基板１上の部品１ａによりスクリーン版４に凸部２が形成されている。６はスクリーン版４上に置かれた印刷ペーストで、左スキージ７と右スキージ８がスクリーン版４上に当接しながら水平移動されてプリント基板１にこの印刷ペースト６が印刷される。また前記左スキージ７と右スキージ８は、印刷ヘッド９に昇降部材９ａ，９ｂを介して昇降自在なスキージホルダー９ｃ，９ｄに支持され、上下方向および水平方向に移動自在に構成される。なお上記従来の左右スキージ７．８はプリント基板１のパターンにより、複数種類が使用される。
【０００４】
上記構成のスクリーン印刷装置を使用して、プリント基板１のパターンが図８（ａ）の場合の印刷動作について図９を参照して説明する。
この場合、左スキージ７および右スキージ８には、スクリーン版４上の凸部２を避けるために先端部に切り欠き７ａがそれぞれ形成されたものが使用されて印刷が行われる。
【０００５】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、図示しない昇降手段によりスクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、先端部に切り欠き７ａを設けた左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接され［図９（ａ）］、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図９（ｂ）］。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８で交互にプリント基板１に印刷が行われる。
【０００６】
次にプリント基板１のパターンが図８（ｂ）の場合の印刷動作について図１０を参照して説明する。
この場合、左スキージ７にはスクリーン版４上の凸部を避けるために先端部の中央に切り欠き７ａが形成されたものが使用され、また右スキージ８は切り欠き無しものが使用され、この組み合わせで印刷が行われる。
【０００７】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、スクリーン版４の凸部２を避けるため先端部に切り欠き７ａを設けた左スキージ７が下降されてスクリーン版４に当接される［図１０（ａ）］。次に、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１の切り欠き部１ａのない場所に印刷される［図１０（ｂ）］。次に切り欠き部の無い右スキージ８が下降されてスクリーン版４に当接され［図１０（ｃ）］、さらに印刷ヘッド９により右スキージ８が凸部２の直前まで水平移動されて停止され［図１０（ｄ）］、そして右スキージ８が上昇される。その後印刷ヘッド９により右スキージ８が凸部２を越えて通過された後、再度右スキージ８が下降され［図１０（ｅ）］、印刷ヘッド９の移動により右スキージ８が移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図１０（ｆ）］。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８で交互にプリント基板１に印刷が行われる。
【０００８】
さらにプリント基板１のパターンが図８（ｂ）の場合の他の印刷動作について説明する。
この場合、左スキージ７および右スキージ８には、スクリーン版４上の凸部２を乗り越えるために、先端部に柔軟性のある剣先スキージを設けたものが使用されて印刷が行われる。
【０００９】
すなわちプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。その後、先端部に柔軟性のある剣先スキージを設けた左スキージ７と右スキージのうち、左スキージ７が下降されてスクリーン版４に当接され、印刷ヘッド９により左スキージ７が水平移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される。その後プリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。このように前述の動作が繰り返され、左右のスキージ７、８が交互に使用されてプリント基板１に印刷が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図８（ａ）を印刷する従来構成では、切り欠き部７ａ，８ａを有するスキージ７，８を使用してスクリーン版４上の凸部２を避けるように構成されるため、前記凸部２の前後ではスキージ７．８がスクリーン版４に当接せず、印刷ペースト６をプリント基板１に印刷することができないという問題を有していた。
【００１１】
また、図８（ｂ）を印刷する先の従来構成では、２枚の異なる形状のスキージ７，８を使用するため、１枚のプリント基板１を印刷するのに左右のスキージ７，８を使い往復印刷となるため印刷時間を長く要するという問題点を有していた。
【００１２】
さらに、図８（ｂ）を印刷する後の従来構成では、スクリーン版４上の凸部２をスキージ７，８が乗り越えるため凸部２の付近はスキージ７，８先端部が変形しスクリーン版４とスキージ７，８の間に隙間が開き、その部分の印刷ができないという問題を有していた。
【００１３】
近年の高密度実装に対応するためのプリント基板１は微細パターンや狭ピッチパターンが多く混在しているため前記のような印刷方法では対応できないのが実情である。
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑み、スクリーン版上の凸部の前後の印刷を可能にし、プリント基板全面において高精度印刷が可能で有り、かつ印刷タクトを短縮可能なスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明の請求項１記載のスクリーン印刷装置は、プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、前記スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともに、スキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段によりスキージをシフトしてスキージの端部に印刷空白部を形成し、この印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したものである。
【００１６】
上記構成によれば、スクリーン版上の側部に凸部があった場合、凸部の直前でスキージシフト手段によりスキージを幅方向にシフトして印刷空白部を形成し、印刷空白部によりスクリーン版上の凸部を避けて印刷し、凸部を通過後にスキージを元位置に復帰させることにより、凸部を形成した部品を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【００１７】
また、請求項２記載のスクリーン印刷装置は、プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、前記スキージを幅方向に分割された複数の分割スキージにより構成し、前記分割スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともにスキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段により分割スキージをシフトさせて分割スキージ間に印刷空白部を形成し、その印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したものである。
【００１８】
上記構成によれば、スキージシフト装置により分割スキージを互いに離間する方向にシフトさせて分割スキージ間に印刷空白部を形成することができるのでい、プリント基板の中間部の任意位置に部品が実装されスクリーン版に単数または複数の凸部が形成された場合であっても、スキージシフト装置により複数の分割スキージをそれぞれシフトさせて離間、密着させることで、スクリーン版上の凸部を避けて高精度な印刷を行うことができ、さらに分割スキージの一度の移動で印刷が済み、印刷タクトを短縮することができる。
【００１９】
さらに請求項３記載のスクリーン印刷装置は、上記スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、シフト方向に配置されて回転自在なスクリューシャフトと、分割スキージに取り付けられて前記スクリューシャフトに嵌合された雌ねじ部材と、前記スクリューシャフトを回転させるシャフト駆動装置とを有するシフト駆動装置と、シフト駆動装置を制御する制御装置とを備えたものである。
【００２０】
上記構成によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシャフト駆動装置を操作し、分割スキージをシフトさせて凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度で印刷することができる。
【００２１】
また請求項４記載のスクリーン印刷装置は、上記スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、分割スキージをシフトさせるシフトシリンダとを有するシフト駆動装置と、シフトシリンダによる分割スキージのシフトストロークを制御するシフト制御装置とを備えたものである。
【００２２】
上記構成によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシフトシリンダを操作し、凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度で印刷することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお、従来のスクリーン印刷装置と同じ機能を有する構成部品については、同一の符号をつけて、説明は省略すると共に動作説明も簡略化する。
【００２４】
図１，図２はスクリーン印刷装置の要部概略図である。左右のスキージ１１，１２はそれぞれ同一構造であり、ここでは左スキージ１１のみを説明する。左スキージ１１は印刷方向と直角な幅方向に２分割された一対の分割スキージ１１ａ，１１ｂにより構成されている。また印刷ヘッド９の昇降部材９ａ（９ｂ）に幅方向の昇降フレーム１３がそれぞれ取り付けられており、この昇降フレーム１３にスライドガイド１４およびシフト駆動装置１５からなるスキージシフト手段１８を介してスキージホルダー１６ａ，１６ｂが設けられている。また印刷ヘッド９には、予め入力された印刷データに基づいてスキージ１１，１２の印刷方向の移動制御および昇降制御を行うヘッド制御装置１７が設けられている。
【００２５】
前記スライドガイド１４は、昇降フレーム１３に沿って取り付けられたシフトレール２１ａ，２１ｂと、このシフトレール２１ａ，２１ｂにそれぞれ案内されてスキージホルダー１６ａ，１６ｂを支持する被ガイド部２２ａ，２２ｂとで構成され、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂが印刷方向と直交する幅方向にシフト自在に支持されている。
【００２６】
シフト駆動装置１５は、昇降フレーム１２の下面に沿って配置され軸受部材２３を介して回転自在に支持されたスクリューシャフト２４と、スキージホルダー１６ａ，１６ｂに形成されてスクリューシャフト２４の両側の右ねじ部２４ａと左ねじ部２４ｂにそれぞれ嵌合された雌ねじ部２５ａ，２５ｂと、前記スクリューシャフト２４の一端部に中間ギヤ機構２６を介して連動連結されたシャフト駆動モータ２７と、このシフト駆動モータ２４を制御するシフト制御装置２８とを備え、シフト制御装置２８により予め入力されたデータに基づいてシフト駆動モータ２４を駆動し、スクリューシャフト２４を介して分割スキージ１１Ａ，１１Ｂを互いに接近離間させて印刷空白部Ｆを形成することができる。
【００２７】
前記プリント基板１の印刷データは、図３に示すように、スクリーン版４上のスキージ印刷開始点Ｓからスクリーン版４上の凸部２の直前位置Ｍ１までの距離Ｘ１と、凸部２の直前位置Ｍ１から直後位置Ｍ２までの凸部２の印刷方向の距離Ｘ２と、凸部２の直後Ｍ２からスキージ印刷終了点Ｅまでの距離Ｘ３が求められている。またスクリーン版４上の凸部２の幅方向の距離Ｙも求められている。なお、この実施の形態の場合には分割スキージ１１ａ，１１ｂの幅が同一で、この分割位置はスクリーン版４の中心線ＣＬに対応し、かつプリント基板１の凸部２も中心線ＣＬ上にあるが、これに限定されるものではなく、プリント基板１の凸部２の中心位置に対応してスキージ１１を分割してもよい。もちろん、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂにスクリューシャフトをそれぞれを設けて別々に駆動制御することもできる。
【００２８】
上記構成のスクリーン印刷装置の動作を図３、図４を参照して説明する。
印刷データのＸ１、Ｘ２、Ｘ３は印刷ヘッド９のヘッド制御装置１７に予め入力される。また印刷データのＹはシフト駆動装置１４を駆動するシフト制御装置２８に予め入力される。
【００２９】
プリント基板１がステージ部３によって位置決め固定された後、スクリーン枠５に固着されたスクリーン版４の直下まで上昇される。そして、ヘッド制御装置１７の制御信号により、左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接される［図４（ａ）］。そして印刷ヘッド９が水平移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ１だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される［図４（ｂ）］。次に、シフト制御装置２８によりシャフト駆動モータ２７が駆動されてスクリューシャフト２４を回転され、分割スキージ１１ａ，１１ｂがそれぞれ距離Ｙ／２だけ離間移動されて凸部２に対応する幅Ｙの印刷空白部Ｆが形成される［図４（ｃ）］。その後、ヘッド制御装置１７により印刷ヘッド１が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ２だけ移動され、凸部２を避けた部分の印刷が行われる［図４（ｄ）］。次にシフト制御装置２８によりスクリューシャフト２４が逆転されて距離Ｙの間隔を開けて配置されていた分割スキージ１１ａ，１１ｂが互いに密着され、印刷空白部Ｆが消去される［図４（ｅ）］。その後印刷ヘッド９が移動されて分割スキージ１１Ａ，１１ＢがＸ３だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷され［図４（ｅ）］、印刷行程が終了する。そして分割スキージ１１Ａ，１１Ｂが上昇された後、プリント基板１が下降されてスクリーン版４から解放されプリント基板１が搬出される。前述の動作が繰り返され、左右のスキージ１１，１２が交互に使用されてプリント基板１に印刷が行われる。
【００３０】
つぎに図５および図６は先の実施の形態のシフト駆動装置１５を変更した他の実施の形態を示す。
３１は分割スキージ１１Ａ，１１Ｂを互いに接近離間する方向に一定ストロークでスライド可能な一対のシフトシリンダで、互いに対向して配置されている。このようなシフトシリンダ３１は、その出退ストローク量をセンサーやリミットスイッチなどで調整することも可能であるが、この実施の形態では、機械的にシフト量を調整可能なシフト調整機構３２を採用している。
【００３１】
すなわち、このシフト調整機構３２は、シフトシリンダ３１のピストンロッド３１ａに受動ブロック３２ａがスライド自在に外嵌されている。またこのピストンロッド３１ａの受動ブロック３２ａ先端側に受動ブロック３２ａに当接して駆動する離間用ブロック３３ａが固定され、また受動ブロック３２ａの後端側に受動ブロック３２ａに当接して駆動する接近用ブロック３３ｂが固定具を介して位置調整自在に取り付けられている。さらにこの受動ブロック３２ａに連結アーム３２ｂが取り付けられている。一方、スキージホルダー１６ａ，１６ｂにはシフト方向に沿ってあり溝３４が形成され、このあり溝３４にスライドブロック３２ｃがスライド自在に配置されている。そしてこのスライドブロック３２ｃに前記連結アーム３２ｂの下端部が調整ボルト３２ｄを介して連結されている。
【００３２】
したがって、調整ボルト３２ｄを緩めてスライドブロック３２ｃと連結アーム３２ｂをスライドさせて、受動ブロック３２ａと接近用ブロック３３ｂの位置を調整することにより、シフトシリンダ３１の収縮時に離間用ブロック３２ａにより駆動される受動ブロック３２ａの移動量を調整することができる。
【００３３】
スクリーン印刷装置の動作を図３，図４を参照して説明する。前述の印刷データのＸ１、Ｘ２、Ｘ３は印刷ヘッド９を制御するヘッド制御装置１７に予め入力される。また凸部２の幅のＹ印刷データにより、シフト調整機構３２が作動されて分割スキージ１１Ａ，１１Ｂのシフト量が予め調整される。またプリント基板１はステージ部３によって位置決め固定される。そして、ヘッド制御装置１７の制御信号により、左スキージ７が下降されてスクリーン版４上に当接され、次いで印刷ヘッド９が水平移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ１だけ移動され印刷ペースト６がプリント基板１に印刷される。次に、シフトシリンダ３１によりシフト調整機構３２を介して分割スキージ１１ａ，１１ｂがそれぞれ距離Ｙ／２だけ離間移動され、凸部２に対応する幅Ｙの印刷空白部Ｆが形成される。その後、ヘッド制御装置１７により印刷ヘッド１が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ２だけ移動され、凸部２を避けた部分の印刷が行われる。次にシフトシリンダ３１により距離Ｙの印刷空白部Ｆを開けて配置されていた分割スキージ１１ａ，１１ｂが互いに密着され、印刷空白部Ｆが消去される。その後印刷ヘッド９が移動されて分割スキージ１１ａ，１１ｂがＸ３だけ移動されて印刷ペースト６がプリント基板１に印刷され、印刷行程が終了する。そしてプリント基板１がステージ３より解除されプリント基板１が搬出される。前出の動作が繰り返され、左右のスキージで交互にプリント基板に印刷が行われる。
【００３４】
このように上記スクリーン印刷装置によれば、スクリーン版４上の凸部の前後の印刷が可能となる。また、分割スキージ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれシフトシリンダ３１が配置されているので、シフト調整機構３２により分割スキージ１１Ａ，１１Ｂのシフトストロークを任意に設定することができ、多種類のプリント基板に対応することができる。
【００３５】
なお、上記各実施の形態では、分割スキージ１１ａ，１１ｂを使用したスクリーン印刷装置を使用したが、これは単体のスキージを使用してシフトするように構成したものを２基並接したものと考えることができる。また単体のスキージのみを使用したものは、プリント基板１の側部に部品が実装されてスクリーン版４の側部に凸部２が形成されたものに対して有効に印刷することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載のスクリーン印刷装置によれば、スクリーン版上の側部に凸部があった場合、凸部の直前でシフト手段によりスキージを幅方向にシフトして印刷空白部を形成し、印刷空白部によりスクリーン版上の凸部を避けて印刷し、凸部を通過後にスキージを元位置に復帰させることにより、凸部を形成した部品を避けてプリント基板の全面を印刷することができる。
【００３７】
また請求項２記載のスクリーン印刷装置によれば、シフト駆動装置により分割スキージを互いに離間させて分割スキージ間に印刷空白部を形成することにより、プリント基板の中間部の任意位置に部品が実装されてスクリーン版に単数または複数の凸部が形成された場合であっても、シフト駆動装置により複数の分割スキージをそれぞれシフトさせて離間、密着させることで、スクリーン版上の凸部を避けて高精度で印刷することができる。また分割スキージの一度の移動で印刷が済み、印刷タクトを短縮することができる。
さらに請求項３記載のスクリーン印刷装置によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシャフト駆動装置を操作し、分割スキージをシフトさせて凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【００３８】
また請求項４記載のスクリーン印刷装置によれば、制御装置により予め入力されたスクリーン版の凸部の位置データに基づいてシフトシリンダを操作し、凸部の直前、直後の目的位置で分割スキージをシフトして印刷空白部を形成し、凸部を形成する部品装着部を避けてプリント基板の全面を高精度に印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の第１の実施の形態を示すスキージ機構の正面図である。
【図２】同スクリーン印刷装置の側面図である。
【図３】同スクリーン印刷装置のスクリーン版を示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は同スクリーン印刷装置によるスキージの動作を示し、それぞれスクリーン版の概略平面図である。
【図５】本発明に係るスクリーン印刷装置の第２の実施の形態を示すスキージ機構の正面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ断面図である。
【図７】従来のスクリーン印刷装置を示す側面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ代表的なプリント基板の印刷パターン図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は従来のスクリーン印刷装置によるスキージの動作を示すスクリーン版の概略平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来のスクリーン印刷装置による他のスキージの動作を示すスクリーン版の概略平面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
１ａ 実装部品
２ 凸部
３ ステージ部
４ スクリーン版
５ スクリーン枠
６ 印刷ペースト
９ 印刷ヘッド
１１，１２ スキージ
１１ａ，１１ｂ 分割スキージ
１４ スライドガイド
１５ シフト駆動装置
１６ａ，１６ｂ スキージホルダ
１７ ヘッド制御装置
１８ スキージシフト手段
２４ スクリューシャフト
２７ シャフト駆動モータ
２８ シフト制御装置
３１ シフトシリンダ
３２ シフト調整機構
Ｆ 印刷空白部
Claims (4)
- プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、
前記スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともに、スキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段によりスキージをシフトしてスキージの端部に印刷空白部を形成し、この印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したことを特徴としたスクリーン印刷装置。 - プリント基板が位置決め固定されたステージ部と、このステージ部の上方に配置されたスクリーン版と、このスクリーン版上を移動自在に配置されて印刷ペーストを印刷するスキージとを有するスクリーン印刷装置において、
前記スキージを幅方向に分割された複数の分割スキージにより構成し、前記分割スキージを幅方向にシフト自在に配置するとともにスキージをシフト可能なスキージシフト手段を設け、スクリーン版上に凸部があった場合に、前記スキージシフト手段により分割スキージをシフトさせて分割スキージ間に印刷空白部を形成し、その印刷空白部を凸部上を通過させることによりスクリーン版上の凸部を避けて印刷するように構成したことを特徴としたスクリーン印刷装置。 - スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、シフト方向に配置されて回転自在なスクリューシャフトと、分割スキージに取り付けられて前記スクリューシャフトに嵌合された雌ねじ部材と、前記スクリューシャフトを回転させるシャフト駆動装置とを有するシフト駆動装置と、前記シャフト駆動装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のスクリーン印刷装置。
- スキージシフト手段に、分割スキージを幅方向にシフト自在に支持するスライドガイドと、分割スキージをシフトさせるシフトシリンダとを有するシフト駆動装置と、シフトシリンダによる分割スキージのシフトストロークを制御するシフト制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のスクリーン印刷装置。
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