JP2004001547A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】スクリーン版自動交換装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数のスクリーン版を個別に収納する収納部と、このスクリーン版を順次に引き出してスクリーン印刷機にセットする機構と、該印刷機にセットされたスクリーン版に引っ張りテンションを与えるテンション発生手段と、該スクリーン版と被印刷物の相対位置を合わせる位置合わせ手段とを具備すること、及び、スクリーン版の収納部が、収納しているスクリーン版を洗浄する洗浄部を兼ねていることを特徴とするスクリーン版自動交換装置。
【請求項２】請求項１に記載のスクリーン版自動交換装置において、洗浄部がその内部に溜められた洗浄液内に超音波を発振することによって、スクリーン版収納部を兼ねる該洗浄部内に縦に収納された複数のスクリーン版を超音波洗浄する超音波洗浄部として構成されていることを特徴とするスクリーン版自動交換装置。
【請求項３】複数のスクリーン版を個別に収納する収納部と、このスクリーン版を順次に複数個の吸引盤で吸着把持し、かつスクリーン印刷機に搬送してセットする把持・搬送機構と、該印刷機にセットされたスクリーン版に引っ張りテンションを与えるテンション発生手段と、該スクリーン版と被印刷物の相対位置を合わせる位置合わせ手段とを具備するこを特徴とするスクリーン版自動交換装置。
【請求項４】スクリーン版の収納部が、収納しているスクリーン版を洗浄する洗浄部を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン版自動交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、印刷配線基板等の被印刷物に対しパターン開孔を有するスクリーン版を介して半田ペースト等の印刷材料を印刷するスクリーン印刷機に係り、殊にかかる印刷機において用いるスクリーン版を自動的に交換する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、印刷配線基板（プリント基板）等の被印刷物に対しパターン開孔を有するスクリーン版を介して印刷材料を印刷するスクリーン印刷機は広く知られている。そして、チップ状電子部品等の表面実装が行われるプリント基板に対しては、その印刷配線の接続部分等に、金属板製もしくは金属メッシュ製のスクリーン版等を介して５〜５０ミクロン程度の半田粒子と液状フラックスとを混練してなる半田ペーストや接着剤が印刷される。これらのスクリーン版には一定の寿命があり、また使用により半田ペースト等の印刷材料が付着して汚れるため、定期的に張り替えやクリーニングを行う必要性が生ずる。さらに、スクリーン印刷すべき被印刷物としてのプリント基板が変われば、新たな基板に対する印刷に必要な新しいスクリーン版を不要となったスクリーン版と交換しなければならない。このスクリーン版の交換は、新しいスクリーン版をスクリーン印刷機にセットする際にその位置決めや張力の調整等を要するが、それらの作業はこれまで人手によって行われてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動化、省力化は産業界の流れであり、また、多種少量生産ではスクリーン版の交換頻度も比較的高く、スクリーン版を自動交換する装置の必要性が高まっで来た。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、印刷配線板等の被印刷物に対して半田ペースト等の印刷材料を印刷するスクリーン印刷機に用いるスクリーン版を作業性良く自動交換できるスクリーン版自動交換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るスクリーン版自動交換装置は、複数のスクリーン版を個別に収納する収納部と、このスクリーン版を順次に引き出してスクリーン印刷機にセットする機構と、該印刷機にセットされたスクリーン版に引っ張りテンションを与えるテンション発生手段と、該スクリーン版と被印刷物の相対位置を合わせる位置合わせ手段とを具備すること、及び、スクリーン版の収納部が、収納しているスクリーン版を洗浄する洗浄部を兼ねていることを特徴とすることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明に係るスクリーン版自動交換装置は、上記のものにおいて、請求項１に記載のスクリーン版自動交換装置において、洗浄部がその内部に溜められた洗浄液内に超音波を発振することによって、スクリーン版収納部を兼ねる該洗浄部内に縦に収納された複数のスクリーン版を超音波洗浄する超音波洗浄部として構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、本発明に係るスクリーン版自動交換装置は、複数のスクリーン版を個別に収納する収納部と、このスクリーン版を順次に複数個の吸引盤で吸着把持し、かつスクリーン印刷機に搬送してセットする把持・搬送機構と、該印刷機にセットされたスクリーン版に引っ張りテンションを与えるテンション発生手段と、該スクリーン版と被印刷物の相対位置を合わせる位置合わせ手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００８】
さらにまた、本発明に係るスクリーン版自動交換装置は、上記のものにおいて、スクリーン版の収納部が、収納しているスクリーン版を洗浄する洗浄部を兼ねていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明のスクリーン版自動交換装置では、スクリーン版をスクリーン印刷機に自動的にセットしてこれにテンションをかけること、および、スクリーン版と被印刷物の位置合わせを行うことによって、スクリーン版の自動交換を可能にしている。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の要部を示す斜視図、図２はその側面図である。各図において、１はスクリーン印刷機、２はそれに用いるスクリーン版、３はスクリーン版収納部である。本実施例では、複数のスクリーン版２の辺部同士を折曲可能な連結部材２１（あるいはベルト状連結部材でも良い）で図示のように連鎖状に連結してなる一連のスクリーン版を具備し、これを該連結部材を介して折りたたんでスクリーン版収納部３へ収納しておく。そして、これを順送りで引き出してリミットスイッチや光電スイッチ等により位置検出を行い、１枚のスクリーン版２をスクリーン印刷機１の上部に停止させて位置決めする。
【００１２】
スクリーン印刷機１の上部にはスクリーン版２の両辺の枠体２２に位置する２列のテンション発生用の複数の引っ掛けピン１１（以下、単にピン１１と記す）を突設し、スクリーン版２の両辺の枠体２２にはそれに対応する複数の穴２３をあけておく。スクリーン版２をスクリーン印刷機１にセットするときは、それらの穴２３がそれらのピン１１にそれぞれ係合される。２列のピン１１は、スクリーン版２の移送時のガイドを兼ねるカバー１２ａの一方に内蔵されたテンション発生機構１２により互いの列が開く方向に微動され、スクリーン版２を引っ張るようなテンションを与える。スクリーン印刷機１には、プリント基板５を搬送するためのベルトコンベア１３があり、搬送されたプリント基板５はこのベルトコンベア１３上に位置させたストッパ１４で係止されて、スクリーン版２に対して概ね位置決めされる。
【００１３】
スクリーン印刷機１内部には、詳しくは後述するプリント基板把持・位置決め機溝４が内蔵されており、このプリント基板把持・位置決め機構４が、ストッパ１４で係止されたことを契機にプリント基板５を基台４１で把持し、プリント基板５を上動させ、スクリーン版２に対し密着させる。ここで、基台４１はスクリーン版２のセット時にスクリーン版２に対し位置合わせを行っておくのが好適である。基台４１に把持されたプリント基板５とスクリーン版２の位置合わせの微調整は、プリント基板５を把持する都度これを行う。これらの場合の基台４１の位置合わせ並びにプリント基板５の位置合わせは、スクリーン印刷機１の上方に配置したＣＣＤカメラ４２でスクリーン版２に付与したゲージ等を撮像するとともに基台４１やプリント基板５に付与したマークをスクリーン版２に設けた透明なのぞき窓（この窓は常時クリーニングにより透明状態が維持される）から撮像して画像処理により相対位置関係をフイードバックしながらプリント基板把持・位置決め機構４を制御して行う。スクリーン印刷は一般にスクリーン版２の上面を摺動する印刷材塗布機溝ないしスキージ装置（図示してない）によってなされるが、ここでは半田ペーストを内蔵するハウジング型スキージ装置１５でその底部に設けた供給口からペーストを供給しながらスクリーン印刷を行うようになっている。印刷が終了すると該スキージ装置１５は前記供給口を閉じて次回の印刷のための待機位置に移動せしめられる。
【００１４】
図３（ａ）、（ｂ）に１枚のスクリーン版２の構成例を示す。（ｂ）の断面図に示すとおり、枠体２２は引きテンション部２２ａを設け、一方で、スクリーン本体２４の端部には引っ張り受け部２４ａに固着して引きテンション部２２ａ内に遊挿する。また、枠体２２には並列した前述の複数の穴２３と、前記連結部材２１の取り付け穴２５が設けられる。さらに、スクリーン本体２４には、テンションゲージ２４ｂ、透明なのぞき窓２４ｃ等が設けられる。
【００１５】
次に、スクリーン印刷機１のテンション発生機構１２について説明する。図４にその全体図を示し、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にその細部の部分図を示す。テンション発生機構は、複数のピン１１を整列させたスライド部材１２１と、これをスライドさせる棒状のピニオン１２２ａおよびラック１２２ｂと、ピニオン１２２ａを回転させるためのモータ１２３と、このモータ１２３でピニオン１２２ａを実際に回転させるウォーム１２４ａおよびウォームホイール１２４ｂと、を有して成る。ピン１１の他方の列は印刷機１の筺体に固定されており、スライド部材１２１のみが図５（ａ）に示すようにピン１１の２列が互いに開く方向にスライド可能になっている。ピニオン１２２ａの軸の両端は印刷機１の筐体に設けた軸受１２２ｃで支えられ、ラック１２２ｂがスライド部材１２１に固定されている。ウォームホイール１２４ｂはピニオン１２２ａの軸に固定されており、対するウォーム１２４ａはモータ１２３による回転軸１２５の先端のセレーション軸（またはスプライン軸）１２５ａに挿入されている。また、セレーション軸の先端にはストッパ１２５ｂが付いている。回転軸１２５は、摩擦クラッチ１２６を介してモータ１２３の回転軸に結合させる。
【００１６】
このようなテンション発生機構１２は、以下のように動作する。不図示のスクリーン版がピン１１にセットされたことを契機として、モータ１２３を回転させる。その回転はクラッチ１２６、回転軸１２５、ウォーム１２４ａ、ウォームホイール１２４ｂで伝達され、ピニオン１２２ａを回転させる。ピニオン１２２ａはラック１２２ｂを動かしてスライド部材１２１をピン１１の列間を開くように移動させ、スクリーン版２に対し引っ張るようなテンションを与える。適度な張力に達するとピニオン１２２ａの回転は停止するが、ウォーム１２４ａはなおも回転しようとするのでセレーション軸１２５ａ上を上方へ動く。この動きをウォーム１２４ａの端面がリミットスイッチ１２７をオン（またはオフ）させることで検出し、モータ１２３の回転を停止させる。何らかの原因で暴走してモータ１２３が回転を続けたり、過剰なテンションを与えたりした場合にはクラッチ１２６でモータ１２３の回転を逃がす。
【００１７】
次に、プリント基板把持・位置決め機構４について説明する。図６にその全体を表す側面図を、図７に上下動機構の一例を示す。プリント基板把持・位置決め機構４は、プリント板を把持する基台４１と、この基台４１を位置決めするＸＹテーブル４２と、ＸＹテーブル４２を上下動させる上下動機構４３を有して成る。上下動機構４３は、雄ねじ部を縦にした４本のボールねじ機構４３ａを用い、これらを回転可能に軸支して、モータ４３ｂと１本のタイミングベルト４３ｃでギヤ結合して同期して正逆に回転させることにより、ボールねじ機溝４３ａの雌ねじ部に４隅を支えられた、ＸＹテーブル４２を固定するベース４３ｄを上下動させる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図８にその全体構成を、図９（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、（ｂ）、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にその各部の部分構成を示す。各図において、１はスクリーン印刷機、２はスクリーン版、３はスクリーン版収納部、６はスクリーン版搬送機である。本実施例では、複数のスクリーン版２を連結せず、水平に段状に収納部３へ収納し、順次にその１枚を搬送機６を用いて印刷機１にセットする。
【００１９】
まず、印刷機１は第１の実施例で説明したものと同一のものが使用できる。ただし、本実施例では、スクリーン版２は連鎖状に連結されていないので、例えば引っ掛けピンに代えて通常の丸棒状のビン１１を使用し、スクリーン版２をセットしたのち、図９（ａ）に示すようなピンの嵌合孔１６ａを有する押え板１６を油圧やエアー等で回動させてスクリーン版２の枠体部分を挟み込むようにすることもできる。また、スクリーン版２の両辺の枠体２２の端部形状を断面コの字形状とし、印刷機１側にはピン１１に代えて図９（ｂ）に示すような断面Ｌ字形状の溝を有する溝部材１７を設けて、これにスクリーン版２のコの字形状端部を側面からスライドさせるようにして挿入し、セットするようにしても良い。さらに、枠体２２の端部形状は、Ｌ字形状に折り曲げても良く（角棒を固定しても良い）、対する溝部材１７には単に角溝を設ければ良い。この場合には、スクリーン版２を印刷機１の上方からセットできる利点がある。
【００２０】
次に、第２の実施例における収納部３の構成について説明する。本実施例では、スクリーン版２を連結せず１枚毎にスライド可能に水平に収納する。図１０（ａ）はスライドする前方から見た図であり、図１０（ｂ）はスライド機構の一部を下方からの斜視図で示したものである。スクリーン版２はトレー３１に収納され、このトレー３１がレール３４で収納部３の筐体に支えられ、ピニオン３２ａとラック３２ｂとモータ３３とで搬送機６内へ移動可能に配置されている。すなわち、ピニオン３２ａはモータ３３の回転軸へ固着され、ラック３２ｂは収納部３の筐体に固定されており、モータ３３はトレー３１の下部に固定され、モータが正逆に回転されるとトレー３１は前後動する。モータ３３の終端での停止は、例えばモータ位置を収納部３の筐体に設けたリミットスイッチ３５で検出して行う。
【００２１】
次に、スクリーン版搬送機６について説明する。図１１（ａ）は図８の印刷機１側から見た図、図１１（ｂ）はスクリーン版の把持・搬送機構の構成を示す斜視図、図１１（ｃ）はその把持・搬送機溝の上下動機構の構成を示す斜視図である。スクリーン版の把持・搬送機構６１は上下動機構６２を構成する４本のボールねじ機構６２１で支えられている。この４本のボールねじ６２１は棒状の雄ねじ部６２１ａがタイミングベルト６２２等で１個のモータ６２３によりギヤ結合されて同期して回転され、把持・搬送機構６１は平行して上下動する。この把持・搬送機構６１は、エアーによる４個程度の吸引盤６１１を有し、これで搬送機６内に順次選択されてスライドされたトレー３１内のスクリーン版２を上下動機構で待機位置から移動して吸着し把持する。吸引盤６１１は２段の伸縮レール６１２で特定の上下位置から印刷機１の上部までスライド可能になっており、同じく２段のスクリュー機構６１３とモータ６１４とで構成された水平動機構でモータ６１４の正逆の回転によりスクリュー機構６１３が押し出されると、それに伴って吸引盤６１１が押し出される構成となっている。把持されたスクリーン版２を印刷機１にセットするには、上下動機構６２で下へ移動させてエアーホ一ス６１５からの吸引を停止することで把持を解けば良い。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施例を述べる。図１２は、その実施例で用いるスクリーン版収納部３の構成図である。本実施例では、収納部３が超音波洗浄部を兼ねた構成となっている。この収納（洗浄）部３は、シャッター３６によって開閉される上面開口部を有し、その内部に複数のスクリーン版２がそれぞれ縦に収納されるようになっている。前記収納部内に収納されたスクリーン版２は、シャッター３６が開けられて、不図示のハンガーにより上方へ取り出されるが、その姿勢を水平に正して第２の実施例で示したような水平移動可能なトレー３１に載せ、搬送機内へ移送する。収納（洗浄）部３を構成する筺体にはその上部に内部に縦に収納された各スクリーン版２の上部両面に密着する各一対のローラーブラシ３７とゴムローラー３８がローラーブラシ３７をゴムローラー３８の下に配置した態様で回転可能に設けられており、洗浄部の内部に溜められた洗浄液内に超音波を発振することによって超音波洗浄されたスクリーン版２が洗浄部から上方に取り出される際に、スクリーン版２の両面に付着して残留する半田ペーストの残渣による汚れや洗浄液を該ブラシとローラーで除去清掃することができるようになっている。搬送機や印刷機は第２の実施例で示したものが使用できる。使用済みのスクリーン版２を再び収納部３に戻すようにすれば、洗浄によって再度の使用を可能にすることができる。
【００２３】
なお、以上の実施例では、プリント基板のスクリーン印刷に適用した場合について説明したが、本発明は、プリント基板以外の平板状の被印刷物に対するスクリーン印刷にも広く適用できることは言うまでもない。また、第３の実施例は、第１の実施例に対しても適用できる。このように本発明は、その主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得るものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１の発明に係るスクリーン版自動交換装置によれば、スクリーン印刷やスクリーン版を用いたプリント基板への半田ペースト等の印刷の工程が省力化され、作業能率が向上できる。また、多品種少量生産に効率良く対応することができる。そして、スクリーン版の収納部が洗浄部を兼ねる構成としたので、該収納部とは別個に洗浄部を設ける必要がないことから、装置全体の構成が簡単となるばかりでなく、スクリーン版の洗浄作業に要する労力が省力化されると共に、スクリーン印刷の作業能率を格段と向上させることができる。
【００２５】
また、請求項２の発明によれば、スクリーン版の収納部が超音波洗浄部を兼ねる構成としたので、該洗浄部に溜められた洗浄液内に超音波を発振することによって、スクリーン版の洗浄作業の効率を格段と向上させることができる。
【００２６】
また、請求項３の発明に係るスクリーン版自動交換装置によれば、スクリーン印刷やスクリーン版を用いたプリント基板への半田ペースト等の印刷の工程が省力化され、作業能率が向上できる。また、多品種少量生産に効率良く対応することができる。
【００２７】
さらに、請求項３の発明によれば、スクリーン版の収納部が洗浄部を兼ねる構成としたので、該収納部とは別個に洗浄部を設ける必要がないことから、装置全体の構成が簡単となるばかりでなく、スクリーン版の洗浄作業に要する労力が省力化されると共に、スクリーン印刷の作業能率を格段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の全体構成を示す斜視図。
【図２】上記第１の実施例の側面図。
【図３】上記第１の実施例の側面図。
【図４】上記第１の実施例におけるスクリーン印刷機のテンション発生機構の構成図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は上記テンション発生機構の細部を示す部分構成図。
【図６】上記第１の実施例におけるプリント基板把持・位置決め機構を示す側面図。
【図７】上記プリント基板把持・位置決め機構の上下動機構の構成図。
【図８】本発明の第２の実施例の全体構成を示す図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は上記第２の実施例におけるスクリーン印刷機の構成例を示す図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は上記第２の実施例におけるスクリーン版収納部の構成図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は上記第２の実施例におけるスクリーン版搬送機の構成図。
【図１２】本発明の第３の実施例におけるスクリーン版収納部の構成図。
【符号の説明】
２ スクリーン版
３ スクリーン版収納部
４ 上下動機構
５ プリント基板
６ スクリーン版搬送機
１１ ピン
１２ テンション発生機構
１２ａ カバー
２１ 折曲連結部材
２３ 穴
３１ トレー
４２ ＣＣＤカメラ
６１ スクリーン版把持・搬送機構
６２ 上下動機構