JP6280982B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、スキージをスクリーンに押しつけるスクリーン印刷機に関し、スキージを押しつける押圧力の制御に関するものである。

従来、クリーム半田をプリント基板に印刷するスクリーン印刷機がある（例えば、特許文献１など）。この種のスクリーン印刷機においては、複数の透孔を有するスクリーンにスキージを接触させた状態で、スクリーンとスキージとを相対移動させ、スクリーン上のクリーム半田が透孔からプリント基板上に印刷される。この際に、スキージをスクリーンに押し付ける押圧力は、印刷の良否に影響を及ぼす。

具体的には、例えば、押圧力が不足すれば、スクリーンに形成された透孔のスキージ側の開口からクリーム半田が盛り上がった状態で印刷されてしまい、隣接して印刷されたクリーム半田同士が繋がってしまう場合がある。このため、特許文献１に開示されているスクリーン印刷機では、スキージと、スキージを保持するフレームとの間に、スキージをスクリーンに向かって接近する向きに付勢する圧縮コイルスプリングが設けられており、クリーム半田が盛り上がって印刷されないようになっている。

一方で、押圧力が過大であれば、透孔内に導入されたクリーム半田をスキージがそぎ取ってしまい、印刷量が不足したり、スキージやスクリーンの耐久性が低下したりするなどの不具合が生じる場合がある。このため、特許文献１に開示されるスクリーン印刷機では、スキージに加わる荷重を検出するための荷重センサが設けられている。スキージには、スクリーンに接近する際、及びスクリーンから離間する際にスキージと一体的に移動する部材の総重量に加えて、圧縮コイルスプリングの付勢力が荷重として加えられる。スクリーン印刷機は、圧縮コイルスプリングの付勢力に抗する向きの力をスキージに作用させるエアシリンダが設けられており、荷重センサの出力値に基づいてエアシリンダの圧力を制御し押圧力の調整を図っている。

特開平１１−２２７１５７号公報

しかしながら、上記したスクリーン印刷機では、スキージをスクリーンに押しつける押圧力を検出するための専用のセンサなどが別途必要となってくる。また、荷重センサは、スキージに加わる荷重を正確に検出するために、スキージが移動する動作に影響を受けることなく、スキージと一体的に移動する部材の総重量と圧縮コイルスプリングの付勢力とが適切に作用する位置に設けられる必要がある。このため、上記したスクリーン印刷機では、専用のセンサを設けるためにスキージを保持するフレームの構造などが複雑化し、製造コストの増大を招く虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、スキージをスクリーンに押しつける押圧力を簡易な構成にて精度よく調整することができ、ひいては製造コストの低減を図ることが可能なスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

上記課題を鑑みてなされた本願に開示される技術に係るスクリーン印刷機は、複数の透孔を有するスクリーンと、スクリーン上を摺動し、スクリーンの透孔から被印刷剤を対象物に印刷するスキージと、シリンダハウジングの内部圧力に応じてスキージをスクリーンに接近、あるいは離間するいずれかの方向に付勢する流体圧シリンダと、シリンダハウジングの内部圧力を検出する圧力センサと、流体圧シリンダに対する単位時間あたりの所定流量の流体の供給あるいは排出により内部圧力を変更する制御を開始してから、圧力センサの検出値が目標の値に到達するまでの応答時間に基づいて内部圧力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本願に開示される技術によれば、スキージをスクリーンに押しつける押圧力を簡易な構成にて精度よく調整することができ、ひいては製造コストの低減を図ることが可能なスクリーン印刷機を提供することができる。

本実施形態のクリーム半田印刷機の正面図である。 クリーム半田印刷機の側面図である。 クリーム半田印刷機の押圧力調整用エアシリンダにエアを供給する構成を示す模式図である。 クリーム半田印刷機を制御する制御部を示すブロック図である。 スキージがスクリーンに接触する前の状態を示す模式図である。 スキージがスクリーンに接触した後の状態を示す模式図である。 エアレギュレータの制御圧力と応答時間との関係を示すグラフである。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態のクリーム半田印刷機１００の正面図である。図１に示すようにクリーム半田印刷機１００（以下、単に「印刷機」という）は、スクリーン１０（図２参照）上のクリーム半田（図示略）をスキージ１２０によってプリント基板２０に印刷する装置である。以下の説明では、図１に示すように、スキージ１２０が移動する方向をＹ軸方向（図２における左右方向）、スクリーン１０の水平面に平行でＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向（図２における紙面直交方向）と称して説明する。

図２は、印刷機１００の側面図である。図２に示すスクリーン１０は、厚さ方向（図２における上下方向）に貫通する複数の透孔（図示省略）が形成されており、スクリーン１０の周縁が図示しないスクリーン枠に固定されている。スクリーン枠は、位置が固定されたスクリーン支持台上に載置され、位置決め装置によってＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの位置が決定され、固定装置によりスクリーン支持台に固定されている。印刷機１００は、基板コンベアによりプリント基板２０をＸ軸方向に沿ってスクリーン１０の下方まで搬送した後に、昇降装置によってプリント基板２０を昇降させスクリーン１０に接触、あるいはスクリーン１０から離間させる。プリント基板２０は、クリーム半田の印刷時には、スクリーン１０の下面に接触させられる。クリーム半田の印刷後、プリント基板２０は、基板コンベアにより搬出される。なお、図２においてスクリーン１０及びプリント基板２０は、図示の都合上、実際よりもスキージ１２０に近接して図示されている。

印刷機１００は、図示しないスキージ移動装置を有する。スキージ移動装置は、Ｙ軸方向に移動可能に保持された図示しないＹ軸スライドを有しており、サーボモータ３４（図４参照）を駆動させてＹ軸スライドをＹ軸方向に移動させる。このＹ軸スライドには、フレーム３８が設けられている。フレーム３８には、２組のスキージユニット４０（図２参照）が取り付けられている。フレーム３８は、スキージ移動装置によって、Ｙ軸スライドとともにＹ軸方向に移動させられる。２組のスキージユニット４０は、Ｙ軸方向において対称な位置に設けられており、同一の構成となっている。以下の説明では、一方のスキージユニット４０を代表的に説明する。

図２に示すように、フレーム３８には、スキージ昇降用エアシリンダ４２が下向きに設けられている。スキージ昇降用エアシリンダ４２のシリンダハウジング４４は、フレーム３８に対して固定されている。スキージ昇降用エアシリンダ４２のピストンロッド４６は、シリンダハウジング４４内から下方へ向かって突出し、フレーム３８に形成された貫通穴４８内に挿入されている。

２組のスキージユニット４０の各々が備えるシリンダハウジング４４のＹ軸方向における間には、押圧力調節用エアシリンダ５６が設けられている。押圧力調節用エアシリンダ５６のシリンダハウジング６４は、ピストン６２の上側に第１エア室７２が形成され、下側に第２エア室７４が形成されている。ピストン６２のピストンロッド５８は、シリンダハウジング６４内から下方へ向かって突出し、先端部がフレーム３８に固定されている。

ピストン６２のシリンダハウジング６４とが摺動する部分には、シール部材が配設されておらず、代わりに嵌合させるクリアランスが通常より小さくされているため実質的に気密性が保たれた状態となっている。ピストン６２の外周面には、円環状の逃げ溝７６が２個形成されている。また、ピストンロッド５８が挿通されるシリンダハウジング６４の挿通孔には、円環状の逃げ溝７８が２個形成されている。これにより、ピストン６２は、シリンダハウジング６４とのクリアランスが小さくても滑らかに摺動するようになっている。また、フレーム３８とシリンダハウジング６４との上下方向の間には、圧縮コイルスプリング８６が配設され、フレーム３８を下方へ付勢している。

フレーム３８に設けられた貫通穴４８内に挿入されたスキージ昇降用エアシリンダ４２のピストンロッド４６は、先端部が支持部材１０２に接続されている。支持部材１０２の下面には、直線移動部材１０４が固定されている。支持軸１０６は、直線移動部材１０４によって保持されている。回動部材１０８は、Ｙ軸方向に沿った支持軸１０６によって、当該支持軸１０６を中心に回動可能に保持されている。回動部材１０８の下面には、印刷ヘッド１１６のスキージ保持部材１１８が取り付けられている。印刷ヘッド１１６は、スキージ保持部材１１８にスキージ１２０が取り付けられている。印刷ヘッド１１６は、回動部材１０８とともに回動可能であり、スキージ昇降用エアシリンダ４２及び押圧力調節用エアシリンダ５６によって昇降させられる。

図１に示すように、直線移動部材１０４の上面には、一対の直線状のガイドロッド１２４がＸ軸方向に隔たった位置に設けられている。これらのガイドロッド１２４は、フレーム３８に上下方向に設けられた２個の案内筒１２６に軸方向に摺動可能に嵌合されており、直線移動部材１０４、回動部材１０８及びスキージ１２０の昇降する方向を案内する。

スキージ保持部材１１８は、略長方形の板状をなし、主面に直交する方向がＹ軸方向となるように配設されており、スキージ１２０が着脱可能に構成されている。スキージ１２０は、例えば、ゴムや金属（例えば、ステンレス）からなり、略長方形の板状に形成され、スキージ保持部材１１８によって、主面がＹ軸方向を向くように保持されている。スキージ１２０は、スクリーン１０（図２参照）の水平面に対して傾斜した状態でスキージ保持部材１１８に保持されている。

＜スキージ１２０をスクリーン１０に押しつける押圧力の調整について＞
図３に示すように、シリンダハウジング６４の第２エア室７４には、エアレギュレータ９６からシリンダハウジング６４の開口６４Ａを通じてエアが供給される。シリンダハウジング６４のピストン６２は、第２エア室７４の内部圧力に応じて昇降する。エアレギュレータ９６は、エア源９８と第２エア室７４との間に接続されている。エアレギュレータ９６は、エア源９８から供給される所定値の圧力のエアを、制御部１４８の制御に基づいて圧力を調整してから第２エア室７４に供給する。第２エア室７４は、エアレギュレータ９６から供給されるエアの圧力に応じてエアが供給され、あるいはエアが排出されて内部圧力が変更される。また、エアレギュレータ９６とシリンダハウジング６４との間には、第２エア室７４の内部圧力を検出する圧力センサ１１４が設けれている。圧力センサ１１４は、検出結果を制御部１４８に出力する。なお、図３は、印刷を実施していない状態を示しており、上昇端位置となっている。制御部１４８は、例えば、エアレギュレータ９６を制御して大気圧に比べて高い圧力のエアを第２エア室７４に供給し、スキージ１２０を図３の上昇端位置まで上昇させる。

図４に示すように、制御部１４８は、処理回路であるＰＵ１４０と、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ１４２と、作業メモリであるＲＡＭ１４４と、それらを接続するバス１４６を有する。バス１４６には、入力インタフェース１５０が接続され、圧力センサ１１４が検出した第２エア室７４の内部圧力の値が入力される。また、バス１４６には、出力インタフェース１５４を介して複数の駆動回路１５６〜１５８が接続されている。制御部１４８は、駆動回路１５６を介してサーボモータ３４を制御する。また、制御部１４８は、駆動回路１５７を介してスキージ昇降用エアシリンダ４２の各々に供給するエアの圧力を調整するエアレギュレータ９４を制御する。また、制御部１４８は、駆動回路１５８を介して上記したエアレギュレータ９６を制御する。

次に、印刷機１００の印刷動作について説明する。
本実施形態の印刷機１００は、２組のスキージユニット４０により交互に印刷を行う。制御部１４８は、スキージ移動装置（サーボモータ３４）を制御し、２組のスキージユニット４０をＹ軸方向の一方から他方に向かって移動させる。制御部１４８は、スキージユニット４０を移動させる際に、移動方向において上流側に位置するスキージユニット４０のスキージ１２０を下降させてスクリーン１０に所望の押付力で接触させる。スキージユニット４０は、スクリーン１０に沿って移動させられ、スクリーン１０上に載せられたクリーム半田をスキージ１２０により掻き取りつつ、スクリーン１０に設けられた透孔を通してプリント基板２０上に印刷する。この際、下流側に位置するスキージユニット４０は、スキージ昇降用エアシリンダ４２のピストンロッド４６と、押圧力調節用エアシリンダ５６のシリンダハウジング６４とを上昇端位置とし、スキージ１２０をスクリーン１０に接触させないようにする。また、印刷機１００は、印刷が終了すると、印刷が終了したプリント基板２０の搬出、及び次のプリント基板２０の搬入を実施する。そして、印刷機１００は、先の印刷で使用したスキージ１２０を上昇させるとともに、先の印刷で使用していないスキージ１２０を下降させ互いの位置を入れ替え、今度はスキージユニット４０をＹ方向の逆方向に移動させながら印刷を実施する。

図５は、スキージ１２０がスクリーン１０に接触する前の状態を示す模式図である。なお、上記したとおり、本実施形態の印刷機１００では、２つのスキージ１２０のうち、一方のスキージ１２０で印刷を実施している際には、他方のスキージ１２０が上昇端位置に保持されている。このため、以下の説明では、印刷に使用するスキージユニット４０を中心に説明する。制御部１４８は、スキージ１２０を下降させる際、まずスキージ昇降用エアシリンダ４２（図１参照）に対応するエアレギュレータ９４を駆動回路１５７を介して駆動し、スキージ１２０を下降させる。スキージ昇降用エアシリンダ４２は、スクリーン１０より僅かに上方の位置（例えば、スクリーン１０から３ｍｍだけ上方の位置）までスキージ１２０を下降させる。

次いで、制御部１４８は、押圧力調節用エアシリンダ５６によってスキージ１２０を下降させる。押圧力調節用エアシリンダ５６は、圧縮コイルスプリング８６の付勢力に抗する向きの力をピストンロッド５８からフレーム３８に作用させる。押圧力調節用エアシリンダ５６がフレーム３８に作用させる力は、スキージ昇降用エアシリンダ４２、直線移動部材１０４、スキージ保持部材１１８などを介してスキージ１２０に作用する。この押圧力調節用エアシリンダ５６がスキージ１２０に作用させる力は、第２エア室７４の内部圧力が小さくなるほど小さくなる。ここで、スキージ１２０には、次式で示す力ＦＣが作用する。
ＦＣ＝ＦＡ＋Ｗ−ＦＢ・・・・・・・（１）
上記式（１）におけるＦＡは、圧縮コイルスプリング８６による下方向きの付勢力である。Ｗは、押圧力調節用エアシリンダ５６によって昇降させられる各種部材（フレーム３８、スキージ昇降用エアシリンダ４２、支持部材１０２、直線移動部材１０４、回動部材１０８、支持軸１０６、スキージ保持部材１１８及びスキージ１２０）の総重量である。ＦＢは、押圧力調節用エアシリンダ５６がスキージ１２０に作用させる圧縮コイルスプリング８６の付勢力に抗する上方向きの力である。

制御部１４８は、エアレギュレータ９６を制御し、第２エア室７４の内部圧力を減圧する。第２エア室７４が減圧されるのにともなって力ＦＢが減少し、圧縮コイルスプリング８６の力ＦＡによってスキージ１２０が下降する。スキージ１２０は、上方向きと下方向きの力が釣り合う（力ＦＣがゼロとなる）位置で停止する。制御部１４８は、エアレギュレータ９６に対して減圧の指示を開始してから、圧力センサ１１４の検出値が目標とする値に到達するまでの時間を「応答時間」とし、その応答時間に基づいてスキージ１２０がスクリーン１０に接触、あるいはスキージ１２０がスクリーン１０から離間する状態を検出する。

詳述すると、上記式（１）の力ＦＡは、次式で表される。
ＦＡ＝ｋ×Ｌ・・・・・・・・・・・・・・（２）
上記式（２）におけるｋは、圧縮コイルスプリング８６のバネ定数である。Ｌは、圧縮コイルスプリング８６の上下方向に沿った長さである。
また、上記式（１）の力ＦＢは、次式で表される。
ＦＢ＝Ｓ×Ｐ・・・・・・・・・・・・・・（３）
上記式（３）におけるＳは、シリンダハウジング６４の断面積（シリンダハウジング６４内のピストン６２を上下方向の一方から見た場合の表面積）である。Ｐは、第２エア室７４の内部圧力である。

例えば、エアレギュレータ９６が制御圧力ＰＸをＰ１からＰ２に減圧したとする。そして、図５に示すように、左側の状態１から状態２に遷移し、圧縮コイルスプリング８６の長さＬがＬ１からＬ２に変化するとともに、第２エア室７４の内部圧力ＰがＰ１からＰ２に変化したとする。この場合、状態１及び状態２の各々の条件を上記（１）〜（３）に当てはめると次式が算出できる。
ＦＣ＝ｋ×Ｌ１＋Ｗ−Ｓ×Ｐ１・・・・・・（４）
ＦＣ＝ｋ×Ｌ２＋Ｗ−Ｓ×Ｐ２・・・・・・（５）
スキージ１２０がスクリーン１０に接触していない状態において力の釣り合った位置で停止した場合に力ＦＣがゼロとなるため、圧縮コイルスプリング８６の長さＬの変化量ΔＬは、上記式（４）、（５）から次式で表される。
ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１＝（Ｐ２−Ｐ１）Ｓ／ｋ・・・・（６）

また、上記した状態１と状態２とでは、第２エア室７４の体積は、ピストン６２が下降した分だけ減少する。第２エア室７４の体積の変化量ΔＶ１は、上記式（６）を用いて次式で表される。
ΔＶ１＝Ｓ×ΔＬ＝Ｓ^２（Ｐ２−Ｐ１）／ｋ・・・・（７）
従って、シリンダハウジング６４は、エアレギュレータ９６によって内部圧力がＰ１からＰ２に変更されスキージ１２０の下降が停止するまでの間に、変化量ΔＶ１に相当するエアが第２エア室７４から排出されることとなる。

また、シリンダハウジング６４には、エアレギュレータ９６と第２エア室７４とが接続される開口６４Ａ（図３参照）が所定の大きさで形成されている。このため、第２エア室７４は、内部圧力Ｐの変化にともなって、開口６４Ａから単位時間あたりに所定流量のエアの供給あるいは排出がなされる。開口６４Ａを流れるエアの単位時間当たりの流量をＱとすると、制御部１４８がエアレギュレータ９６に圧力Ｐ１から圧力Ｐ２への減圧を指示してから、圧力センサ１１４の検出値が目標の値（圧力Ｐ２）に到達するまでの応答時間ＲＴ１は、上記式（７）を用いて次式で表される。
ＲＴ１＝ΔＶ１／Ｑ＝｛Ｓ^２（Ｐ２−Ｐ１）／ｋ｝／Ｑ・・・・・・（８）

一方で、図６に示すように、スキージ１２０がスクリーン１０に接触した後では、スキージ１２０の位置が変動しない。このため、エアレギュレータ９６によって例えば内部圧力Ｐが圧力Ｐ３から圧力Ｐ４に変更されると、第２エア室７４は、体積を一定としたまま圧力が変更されることとなる。つまり、スキージ１２０がスクリーン１０に接触する前と後とでは、第２エア室７４の状態変化が異なる。シリンダハウジング６４は、エアレギュレータ９６によって内部圧力が圧力Ｐ３から圧力Ｐ４に変更されるまでの間に、次式で示す変化量ΔＶ２に相当するエアが第２エア室７４から排出されることとなる。
ΔＶ２＝Ｖ３−（Ｐ３／Ｐ４）Ｖ３＝Ｖ３×（Ｐ４−Ｐ３）／Ｐ４・・（９）
上記式（９）におけるＶ３は、スキージ１２０がスクリーン１０に接触した状態における第２エア室７４の体積である。

また、この場合における制御部１４８がエアレギュレータ９６に圧力Ｐ３から圧力Ｐ４への減圧を指示してから、圧力センサ１１４の検出値が目標の値（圧力Ｐ４）に到達するまでの応答時間ＲＴ２は、上記式（９）を用いて次式で表される。
ＲＴ２＝ΔＶ２／Ｑ＝｛Ｖ３×（Ｐ４−Ｐ３）／Ｐ４｝／Ｑ・・・・・（１０）
そして、スキージ１２０は、第２エア室７４の減圧（力ＦＢの減少）に応じた力ＦＣ（式（１）参照）でスクリーン１０に押し付けられることとなる。

上記したとおり、スキージ１２０がスクリーン１０に接触する前の応答時間ＲＴ１と、接触後の応答時間ＲＴ２とは異なる。本実施形態の印刷機１００では、変化量ΔＶ１は、シリンダハウジング６４（スキージ１２０）の上下方向の位置が変動して第２エア室７４の体積が大きく変化するため、変化量ΔＶ２に比べて変化量が大きくなる。このため、変化量ΔＶ１，ΔＶ２に相関する応答時間ＲＴ１，ＲＴ２は、応答時間ＲＴ２が応答時間ＲＴ１に比べて早くなる。そこで、本実施形態の制御部１４８は、第２エア室７４の内部圧力Ｐを減圧しながら応答時間を計測し、応答時間ＲＴ１から応答時間ＲＴ２に変化したことを検出すると、スキージ１２０がスクリーン１０に接触した状態であると判定する。制御部１４８は、スキージ１２０のスクリーン１０への接触を検出すると、検出した際の設定圧力を基準とし、さらに内部圧力Ｐを制御してスキージ１２０をスクリーン１０に押しつける押圧力を所望の大きさに変更する。

図７のグラフは、エアレギュレータ９６の制御圧力ＰＸと、応答時間ＲＴ１，ＲＴ２との関係を示している。縦軸は、制御部１４８がエアレギュレータ９６を制御する制御圧力ＰＸを示している。横軸は時間を示している。図７に示す例では、例えば、時間Ｔ１から第２エア室７４を減圧する制御が開始され、時間Ｔ４においてスキージ１２０がスクリーン１０に接触したものとする。また、シリンダハウジング６４の第２エア室７４は、減圧が開始される時間Ｔ１の状態において、内部圧力Ｐが１ＭＰａ（メガパスカル）であるとする。制御部１４８は、例えば、６０秒（Ｓ）の間隔ごとに０．１ＭＰａだけ減圧、あるいは加圧するように、エアレギュレータ９６に対する制御圧力ＰＸを変更する。また、制御部１４８は、６０秒の間隔ごとに応答時間ＲＴ１，ＲＴ２の判定を実施する。この６０秒の制御期間は、例えば、エアレギュレータ９６が第２エア室７４を０．１ＭＰａだけ減圧、あるいは加圧するのに十分な時間、即ち、応答時間ＲＴ１，ＲＴ２に比べて十分に長い時間が設定される。

まず、制御部１４８は、時間Ｔ１において、エアレギュレータ９６に対し制御圧力ＰＸ、即ち第２エア室７４の内部圧力Ｐを１ＭＰａから０．９ＭＰａに減圧する制御を開始する。この段階では、スキージ１２０がスクリーン１０に接触する前の状態であるため、時間Ｔ１から応答時間ＲＴ１だけ経過した時に、圧力センサ１１４の検出値が０．９ＭＰａに到達し、その検出結果が制御部１４８に入力される。制御部１４８は、時間Ｔ１から６０秒後の時間Ｔ２において、応答時間の判定を実施する。制御部１４８は、応答時間が応答時間ＲＴ１であると判定する。同様に、制御部１４８は、６０秒ごとに制御圧力ＰＸを０．１ＭＰａだけ減圧していく。

次に、制御部１４８は、時間Ｔ３において制御圧力ＰＸを０．７ＭＰａから０．６ＭＰａに減圧する制御を開始する。時間Ｔ４において、スキージ１２０がスクリーン１０に接触する。制御圧力ＰＸを０．６ＭＰａにする制御期間が終了する時間Ｔ５において、制御部１４８は、応答時間が応答時間ＲＴ１から応答時間ＲＴ２に変化したことを検出し、スキージ１２０がスクリーン１０に接触したと判定する。なお、厳密に言えば、時間Ｔ３から時間Ｔ４までは、スキージ１２０がスクリーン１０に接触しておらず、時間Ｔ４から時間Ｔ５までがスキージ１２０がスクリーン１０に接触した状態となる。このため、時間Ｔ３から時間Ｔ５までの間に計測される応答時間ＲＴ２は、スキージ１２０がスクリーン１０と離間していた期間が含まれる分だけ、時間Ｔ５以降に計測される応答時間ＲＴ２に比べて大きくなる。この場合には、制御部１４８は、例えば、応答時間が応答時間ＲＴ１から所定の時間だけ減少した場合に、応答時間ＲＴ２の状態に遷移（スキージ１２０がスクリーン１０に接触）したと判定することで、対応することが可能となる。

次に、制御部１４８は、スキージ１２０のスクリーン１０への接触を検出した制御圧力ＰＸ、この場合は０．６ＭＰａを基準として、さらに制御圧力ＰＸを減圧する制御を行いスキージ１２０の押圧力を所望の大きさとする。例えば、制御部１４８には、接触を検出した制御圧力ＰＸからどれだけさらに減圧するのかを示す減圧の幅が予め設定されている。図７に示す例では、制御部１４８は、接触を検出した制御圧力ＰＸ（０．６ＭＰａ）から０．３ＭＰａだけさらに減圧する。制御部１４８は、０．６ＭＰａを基準として０．３ＭＰａだけ減圧した圧力（この場合、０．３ＭＰａ）まで制御圧力ＰＸを減圧する。制御部１４８は、制御圧力ＰＸが０．３ＭＰａとなった時間Ｔ６において印刷作業を開始する。これにより、印刷機１００は、スキージ１２０がスクリーン１０に対して所望の押圧力で押しつけられた状態となり、好適に印刷することが可能となる。

また、制御部１４８は、制御圧力ＰＸを減圧する制御と同様に、加圧する制御においても応答時間ＲＴ１，ＲＴ２の変化からスキージ１２０とスクリーン１０との接触を検出することができる。図７に示す例では、時間Ｔ７において、スキージ１２０がスクリーン１０から離間する。制御部１４８は、例えば、スキージ１２０をスクリーン１０から一度離間させてスキージ１２０の位置や角度を調整する場合などに、応答時間が応答時間ＲＴ２から応答時間ＲＴ１に変化した制御圧力ＰＸを基準に制御することが可能となる。

また、応答時間ＲＴ１，ＲＴ２は、制御圧力ＰＸを減圧する場合と、加圧する場合とで異なる場合がある。これは、例えば、一度スクリーン１０に接触したスキージ１２０が離間する際に、スクリーン１０上のクリーム半田が付着し、クリーム半田の粘性に応じた力（スキージ１２０がスクリーン１０から離間する向きに抗する向きの力）が作用することで接触と離間とで応答時間ＲＴ１，ＲＴ２が異なってくる。あるいは、押圧力調節用エアシリンダ５６は、ピストン６２とシリンダハウジング６４とが摺動することで生じる摩擦抵抗が、ピストン６２が上昇する場合と下降する場合とで異なる場合がある。この場合には、応答時間ＲＴ１，ＲＴ２は、予め、シミュレーションや計測などをして、スキージ１２０を下降させる場合と、上昇させる場合とで異なる値を設定することが好ましい。これにより、制御部１４８は、スキージ１２０が上昇する場合と、下降する場合とに分けて最適化された応答時間ＲＴ１，ＲＴ２を用いることで、スキージ１２０とスクリーン１０とが接触及び離間する際の制御圧力ＰＸをより正確に検出することが可能となる。

以上、詳細に説明した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
＜効果１＞スキージ１２０は、押圧力調節用エアシリンダ５６の第２エア室７４の内部圧力Ｐが減圧されると、スクリーン１０に接近する方向に向かって下降する。制御部１４８は、エアレギュレータ９６に対して第２エア室７４の内部圧力Ｐを減圧、あるいは加圧する制御を開始してから圧力センサ１１４の検出値が目標の内部圧力Ｐの値に到達するまでの応答時間ＲＴ１，ＲＴ２に基づいて、エアレギュレータ９６に対する制御を実行する。

本実施形態の印刷機１００では、スキージ１２０がスクリーン１０に接触した後の応答時間ＲＴ２が、接触前の応答時間ＲＴ１に比べて早くなる。このため、制御部１４８は、第２エア室７４の内部圧力Ｐを減圧しながら応答時間を計測し、応答時間が応答時間ＲＴ１から応答時間ＲＴ２に変化したことを検出すると、スキージ１２０がスクリーン１０に接触した状態であると判定する。この応答時間ＲＴ１，ＲＴ２を検出した内部圧力Ｐ（エアレギュレータ９６の制御圧力ＰＸ）を基準として制御を実施すれば、スキージ１２０をスクリーン１０に押しつける押圧力が調整可能となる。一般的には、この種の印刷機１００では、押圧力調節用エアシリンダ５６に限らず、可動部の位置を変動させるエアシリンダには圧力センサ１１４が設けられている。従って、当該印刷機１００によれば、既存の圧力センサ１１４を利用することで、スキージ１２０の押圧力を検出するための専用のセンサ（荷重センサなど）を別途設ける必要がない。

また、従来のように、荷重センサをスキージ保持部材１１８等に設ける場合には、スキージ１２０に加わる荷重を正確に計測するために、荷重センサを適切な位置に設ける必要があり、スキージユニット４０の構造が複雑化する虞がある。これに対し、本実施例の印刷機１００では、荷重センサ等を別途設ける必要がないため、構造の簡略化が可能となる。上記したように、本実施例の印刷機１００によれば、スキージ１２０の押圧力を簡易な構成にて精度よく調整することができ、ひいては製造コストの低減を図ることが可能となる。

＜効果２＞制御部１４８は、エアレギュレータ９６の制御圧力ＰＸを０．１ＭＰａだけ減圧、あるいは加圧するのに要する応答時間ＲＴ１，ＲＴ２を計測する。また、制御部１４８は、計測した応答時間ＲＴ１，ＲＴ２の変化に基づいてスキージ１２０とスクリーン１０との接触又は離間の別を検出する。そして、制御部１４８は、スキージ１２０のスクリーン１０への接触を検出すると、検出した際の制御圧力ＰＸを基準とし、さらに制御圧力ＰＸを制御することで、スキージ１２０の押圧力を所望の大きさに変更することが可能となっている。

＜効果３＞印刷機１００は、エア源９８とシリンダハウジング６４との間に、エア源９８から供給されるエアの圧力を調整するエアレギュレータ９６が設けられている。制御部１４８は、エアレギュレータ９６の制御圧力ＰＸを制御することで、シリンダハウジング６４の第２エア室７４の内部圧力Ｐを精度よく調整することが可能となる。

＜効果４＞印刷機１００は、押圧力調節用エアシリンダ５６による付勢力に抗する向き（図５における下方向き）にスキージ１２０を付勢する圧縮コイルスプリング８６が設けられている。このような構成では、押圧力調節用エアシリンダ５６による付勢力と、圧縮コイルスプリング８６による付勢力との調整を図ることで、スキージ１２０の押圧力が変更可能となる。

また、スキージ１２０には、当該スキージ１２０と一体的に移動する各種部材（直線移動部材１０４など）の総重量に加えて、圧縮コイルスプリング８６の付勢力が作用する。従って、このような構成では、スキージ１２０の適正な押圧力が、スキージ１２０と一体的に移動する部材の総重量に比べて大きい場合であっても、スキージ１２０を適正な押圧力でスクリーン１０に押し付けることができ、適量なクリーム半田をプリント基板２０に印刷することができる。

＜効果５＞押圧力調節用エアシリンダ５６は、シリンダハウジング６４とピストン６２とが摺動する部分にシール部材が配設されていない。押圧力調節用エアシリンダ５６は、摺動する部分に、シール部材を配設する代わりに逃げ溝７６，７８が形成されており、実質的な気密性が担保されている。これにより、押圧力調節用エアシリンダ５６は、一般的なエアシリンダで生じるようなシール部材の摩擦力に起因した抗力のバラツキがなくなる。従って、当該押圧力調節用エアシリンダ５６によれば、スキージ１２０のスクリーン１０への押圧力の制御の精度を向上させることが可能となる。

ちなみに、クリーム半田印刷機１００は、スクリーン印刷機の一例である。エアシリンダ４２，５６は、流体圧シリンダの一例である。圧縮コイルスプリング８６は、弾性部材の一例である。エア源９８は、流体供給部の一例である。制御圧力ＰＸを０．１ＭＰａだけ減圧、あるいは加圧するのに要する応答時間ＲＴ１，ＲＴ２は、所定応答時間の一例である。クリーム半田は、被印刷剤の一例である。プリント基板２０は、対象物の一例である。エアは、流体の一例である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態において、第２エア室７４の内部圧力Ｐを制御する構成は一例であり、例えば、エアレギュレータ９６に代えてエアの供給及び排出を切り替える電磁方向切換弁を設けて、制御部１４８によって電磁方向切換弁を制御してもよい。この場合、例えば、制御部１４８は、電磁方向切換弁を切り替えるタイミングを、応答時間ＲＴ１，ＲＴ２の計測を開始するタイミングとしてもよい。
また、印刷機１００は、第２エア室７４の内部圧力Ｐの制御に代えて、第１エア室７２の内部圧力を制御する構成でもよい。また、スキージユニット４０は、第２エア室７４の内部圧力Ｐが加圧されることでスキージ１２０が下降する構成でもよい。

また、圧縮コイルスプリング８６は、１つに限らず、複数設けてもよい。
また、押圧力調節用エアシリンダ５６は、シリンダハウジング６４とピストン６２とが摺動する部分にシール部材が配設された構成でもよい。

また、上記実施形態では、印刷機１００は、固定されたスクリーン１０に対してスキージ１２０を相対移動させて印刷を実施したが、スクリーン１０をスキージ１２０に対して相対移動させてもよい。また、印刷機１００は、スクリーン１０とスキージ１２０との両方を移動させながら印刷を実施してもよい。
また、押圧力調節用エアシリンダ５６に供給する流体は、エアに限らず、窒素等の気体でもよく、油等の液体でもよい。

次に、上記実施形態の内容から導き出される技術的思想について記載する。
（イ）前記制御部は、前記スキージを前記スクリーンに接近させる制御と、前記スキージを前記スクリーンから離間させる制御とで、異なる前記応答時間を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
当該スクリーン印刷機によれば、制御部は、スキージがスクリーンに接近する場合と、スキージがスクリーンから離間する場合とに分けて最適化された応答時間を用いることで、スキージとスクリーンとが接触及び離間する際の内部圧力をより正確に検出することが可能となる。

１００ 印刷機、１０ スクリーン、２０ プリント基板、５６ 押圧力調節用エアシリンダ、６２ ピストン、６４ シリンダハウジング、８６ 圧縮コイルスプリング、９６ エアレギュレータ、９８ エア源、１１４ 圧力センサ、１２０ スキージ、１４８ 制御部、Ｐ 内部圧力、ＲＴ１，ＲＴ２ 応答時間。

Claims (5)

1. 複数の透孔を有するスクリーンと、
   前記スクリーン上を摺動し、前記スクリーンの前記透孔から被印刷剤を対象物に印刷するスキージと、
   シリンダハウジングの内部圧力に応じて前記スキージを前記スクリーンに接近、あるいは離間するいずれかの方向に付勢する流体圧シリンダと、
   前記シリンダハウジングの内部圧力を検出する圧力センサと、
   前記流体圧シリンダに対する単位時間あたりの所定流量の流体の供給あるいは排出により前記内部圧力を変更する制御を開始してから、前記圧力センサの検出値が目標の値に到達するまでの応答時間に基づいて前記内部圧力を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 前記制御部は、前記内部圧力を所定の圧力だけ変更するのに要する前記応答時間を、所定応答時間として計測し、前記所定応答時間の変化に基づいて前記スクリーンに対する前記スキージの接触又は離間の別を検出し、前記スキージの前記スクリーンへの接触を検出した後に、さらに前記内部圧力を制御して前記スキージを前記スクリーンに押しつける押圧力を変更す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。
3. 前記流体圧シリンダに流体を供給する流体供給部と、
   前記流体供給部と前記流体圧シリンダとの間に接続され、前記流体供給部から供給される前記流体の圧力を前記制御部の制御に基づいて所定の圧力に調整するレギュレータと、
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷機。
4. 前記スキージを、前記流体圧シリンダによる付勢力に抗する向きに付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
5. 前記流体圧シリンダは、エアシリンダであり、前記シリンダハウジングとピストンとが摺動する部分にシール部材が配設されていないことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスクリーン印刷機。

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