JP2006289787A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラの高い位置精度を確保しながら撮影時間の短縮を図ることができる印刷装置を提供する。
【解決手段】 印刷ステージ１０の両側にそれぞれ立設されたスキージ支持フレーム６３，６３間に架け渡された移動ユニット７５に、ステンシル５１を撮影するステンシル撮影カメラ７１１を設ける。この移動ユニット７５を前記両フレーム６３、６３にそれぞれ設けた駆動手段７６，７６によってＹ軸方向に走行駆動させる。
【選択図】 図９

Description

この発明は、クリーム半田などのペーストを基板に対して印刷するようにした印刷装置および印刷方法に関する。

従来、印刷ステージにセットした基板にスクリーン印刷用のステンシル（マスク）を重装し、ステンシル上に供給したクリーム半田などのペーストをスキージにより拡張させることにより、ステンシルに形成された開口部（パターン孔）を介して基板の所定位置にペーストを印刷（塗布）するようにしたスクリーン印刷装置は周知である。

このような印刷装置では、例えば特許文献１のように、基板を支持する印刷ステージに設けたステンシル撮影カメラにより、印刷ステージをステンシルの下方に移動させてステンシルの位置決め用マークを読み取る一方、印刷ステージを基板撮影カメラの下方に移動させて基板の位置決め用マークを読み取って、これらに基づきステンシルに対する基板の位置決めを正確に行うようにしたものが知られている。

また、特許文献２の印刷装置では、ステンシルおよび基板を撮影するカメラユニットを、印刷作業領域両側のフレームに設けたガイドレール上に支持して、一方側のフレームの一方側に設けたボールねじ機構によって走行させるようになっている。
特許第２６８２１４５号公報（第２図） 特開２００４−０４２３３３号公報（図２）

しかしながら特許文献１のように、基板を支持するテーブルの動作によりステンシルや基板の撮影を行うようにすると、このテーブルは一般に重いため、高速で移動させることができず、撮影時間が長くなってしまう問題がある。

また、特許文献２のようなカメラユニットの移動機構を採用しても、カメラユニットをガイドレール上で走行可能に支持するスライダの長さをカメラの移動方向について十分に確保するスペースが確保しにくいことから、カメラユニットが走行方向に対して斜めに傾きやすいため高速性と位置精度を両立できず、撮影時間の短縮という観点から改善の余地があった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、カメラの高い位置精度を確保しながら撮影時間の短縮を図ることができる印刷装置および印刷方法を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］印刷ステージに支持された基板にステンシルを介してペーストを塗布する印刷装置であって、
印刷ステージの両側方に互いに平行に設けられたフレームと、
両フレーム間に架け渡され、ステンシルを撮影するステンシル撮影カメラが設けられた移動ユニットと、
前記両フレームそれぞれに設けられ、前記移動ユニットの両端部を前記フレームの配置方向と同一方向に走行駆動させる２つの駆動手段と、
を備えたことを特徴とする印刷装置。

［２］前記移動ユニット上でステンシル撮影カメラを前記フレームの配置方向と直交する方向に移動させる移動手段を備えた前項１に記載の印刷装置。

［３］前記移動ユニットは、ステンシル下方の印刷作業領域から離れた待機位置に退避可能である前項１または２に記載の印刷装置。

［４］前記ステンシル撮影カメラは、ステンシルを撮影することによりその清掃状態を確認するものである前項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。

［５］前記移動ユニットに基板を撮影する基板撮影カメラが設けられた前項１〜４のいずれか１項に記載の印刷装置。

［６］前記移動ユニットにステンシルを清掃するクリーナーが設けられた前項１〜５のいずれか１項に記載の印刷装置。

［７］印刷ステージに支持された基板にステンシルを介してペーストを塗布する印刷方法であって、
ペーストの塗布に先立って、印刷ステージの両側方に互いに平行に設けられたフレーム間に架け渡された移動ユニットの両端部を、前記両フレームそれぞれに設けられた２つの駆動手段によって前記フレームの配置方向と同一方向に走行駆動させながら、この移動ユニットに設けられたステンシル撮影カメラによってステンシルの撮影を行うことを特徴とする印刷方法。

上記発明［１］によると、移動ユニットを両フレームに設けられた２つの駆動手段で走行駆動させるため、移動ユニットを走行方向に対して斜めに傾けてしまうことなく高速に移動させ、カメラの高い位置精度を確保しながら撮影時間の短縮を図ることができる。

上記発明［２］によると、カメラをフレームの配置方向と直交する方向に移動させる移動手段を備えたため、フレームの配置方向についてはカメラとクリーナの移動機構を共用しながら、カメラをフレームの配置方向とそれに直交する方向がなす平面上で移動させて撮影を行うことができる。

上記発明［３］によると、移動ユニットを待機位置に退避可能としたため、印刷作業時に印刷作業領域に配置される機器との干渉を避けることができる。

上記発明［４］によると、清掃状態の確認により、印刷品質を担保することができる。

上記発明［５］によると、移動ユニットに基板撮影カメラが設けられたため、各基板毎に行われる基板撮影時間の短縮を図ることができる。

上記発明［６］によると、移動ユニットにクリーナーを設けたため、カメラとクリーナーの移動機構を共用して装置の簡素化および低コスト化を図ることができるとともに、前記２つの駆動手段による走行駆動の利点を生かして、クリーナーの重量のために移動ユニットが走行方向に対して斜めに傾きやすくなることを有効に防止して、カメラの高い位置精度を確保できる。

上記発明［７］によると、上記発明と同様の作用効果を有する印刷方法を提供できる。

図１は本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置の側面図、図２はその装置の正面図、図３はその装置の平面図、図４はその装置の印刷ステージ１０周辺の斜視図である。これらの図に示すように、このスクリーン印刷装置の基台２上には、印刷ステージ１０が設けられ、この印刷ステージ１０を挟んで両側にプリント基板Ｗを印刷ステージ１０上に搬入および搬出するための上流側コンベア１１および下流側コンベア１２がＸ軸方向（搬送ライン）に沿って配置されている。

さらにこの印刷装置は、プリント基板Ｗをクランプするためのクランプユニット３と、基板Ｗをクランプする際に基板上面側に係合して位置決めするための位置決めユニット４と、印刷ステージ１０の上方に設けられるステンシル保持ユニット５およびスキージユニット６と、基板Ｗおよびステンシル５１を撮影するためのカメラユニット７と、ステンシル５１を清掃するためのクリーナー８とを備え、後述するようにクランプユニット３によりクランプされた基板Ｗがステンシル保持ユニット５のステンシル５１に重装され、その状態で、スキージユニット６のスキージ６１によってスクリーン印刷が施されるようにしている。

図１および図２に示すように、基台２上には、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿ってレール２１１が配設されるとともに、このレール２１１にＹ軸テーブル２１がＹ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＹ軸テーブル２１および基台２間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＹ軸テーブル２１が基台２に対しＹ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｙ軸テーブル２１の上にはＸ軸方向に沿ってレール２２１が配設されるとともに、このレール２２１にＸ軸テーブル２２がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＸ軸テーブル２２およびＹ軸テーブル２１間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＸ軸テーブル２２がＹ軸テーブル２１に対しＸ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｘ軸テーブル２２には回転ユニット２３１を介して鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル２３が設けられている。このＲ軸テーブル２３は、図示しない回転駆動手段によってＺ軸回りに回転駆動するよう構成されている。

Ｒ軸テーブル２３の四隅にはスライド支柱２４１が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱２４１の上部には昇降テーブル２４が取り付けられ、スライド支柱２４１のスライドによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向に昇降自在に取り付けられる。さらに昇降テーブル２４およびＲ軸テーブル２３間にはボールねじ機構２４３が設けられており、このボールねじ機構２４３が駆動することによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。この実施形態では、昇降テーブル２４および昇降テーブル２４上に設けられたクランプユニット３等が印刷ステージ１０を構成している。

昇降テーブル２４上にはＸ軸方向に沿って一対のメインコンベア２０が設けられている。このメインコンベア２０は、昇降テーブル２４が降下した状態においては、上流側端部および下流側端部が上記上流側コンベア１１の端部および下流側コンベア１２の端部にそれぞれ対向して配置される。なおこの対向状態において、メインコンベア２０と両側コンベア１１，１２との隙間は、コンベア間を基板Ｗが乗り継ぎ可能な間隔に設定されており、具体的には５ｍｍ程度と小さく設定されている。このため本実施形態において、メインコンベア２０は、両側コンベア１１，１２との干渉を避けるために、降下状態においては、Ｘ軸およびＲ軸テーブル２２，２３の移動によるＸ軸およびＲ軸方向の移動が規制されるとともに、両側コンベア１１，１２に対する位置ずれを防止するために、Ｙ軸およびＲ軸テーブル２１，２３の移動によるＹ軸およびＲ軸方向の移動が規制されている。つまり、メインコンベア２０は、降下状態においては、Ｘ軸、Ｙ軸およびＲ軸テーブル２１〜２３の移動による水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向）の移動が規制されている。

図１〜５に示すように、昇降テーブル２４に設けられるクランプユニット３は、一対のメインコンベア２０の上方にＸ軸方向に沿って配置される一対の帯板状のクランプ片３１ａ，３１ｂを具備している。一方側クランプ片３１ａは、昇降テーブル２４の構造材２５（図５参照）上に固定されるとともに、他方側クランプ片３１ｂは、昇降テーブル２４の構造材２５に対し、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられ、一方側クランプ片３１ａに対し接離自在に構成されている。

さらに他方側クランプ３１ｂには、ブラケット２６ｂが設けられ、このブラケット２６ｂと構造材２５との間にはエアシリンダー３３が設けられている。そしてこのシリンダー３３が進出駆動（伸張駆動）することにより、他方側クランプ片３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し遠ざかる方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが開くとともに、シリンダー３３が後退駆動（短縮駆動）することにより、他方側クランプ３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し近づく方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが閉じるよう構成されている。こうして一対のクランプ片３１ａ，３１ｂが開閉することにより、後述するように基板Ｗが保持／解除されるよう構成されている。

図３，４に示すように両クランプ片３１ａ，３１ｂの上面には、複数の吸引孔３５が設けられている。各吸引孔３５は、図示しない吸引手段によって負圧に設定されるよう構成されている。クランプ片３１ａ，３１ｂ上にステンシル５１が重装された状態において、各吸引孔３５が負圧に設定されることにより、ステンシル５１がクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。

図５に示すように昇降テーブル２４に設けられる押圧手段としての位置決めユニット４は、両クランプ片３１ａ，３１ｂにそれぞれ対応して配置される一対の帯板状の位置決め板４１ａ，４１ｂを具備している。一方側位置決め板４１ａは、構造材２５に平行リンク機構４２を介して設けられるとともに、他方側位置決め板４１ｂは、上記ブラケット２６ｂに平行リンク機構４２を介して設けられている。そして、平行リンク機構４２，４２の回転を伴って、両位置決め板４１ａ，４１ｂは、水平姿勢を保ったまま、図６（ａ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの両側に配置される退避位置と、図６（ｂ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの上側に押圧当接される位置決め位置との間で変位自在に構成される。さらに両位置決め板４１ａ，４１ｂは、退避位置においてはその上面が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に対し同一水平面内に配置されるとともに、位置決め位置においては下端面の一部が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂよりもＹ軸方向内側に突出するように配置される。

また昇降テーブル２４およびブラケット２６ｂには、両平行リンク機構４２を駆動するためのシリンダー４３が設けられており、シリンダー４３が進出駆動（伸張駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが内側に進出して位置決め位置に移動されるとともに、後退駆動（短縮駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが開放されて退避位置に移動されるよう構成されている。

図４に示すように昇降テーブル２４の四隅には、位置決め板支持用の支持部材としての支柱４４が立設されている。そして位置決め板４１ａが退避位置に配置された状態（退避状態）では、位置決め板４１ａ，４１ｂが支柱４４に支持されることにより、後述するスキージ６１によるペースト拡張時の印圧を支持できるよう構成されている。

図４に示すように、位置決め板４１ａ，４１ｂには、複数の吸引孔４５が設けられている。各吸引孔４５は、吸引パイプ４６を介して図示しない吸引手段によって負圧に設定されるよう構成されている。そして後述するように位置決め板４１ａ，４１ｂ上にステンシル５１が重装された状態において、吸引孔４５が負圧に設定されることにより、ステンシル５１が位置決め板４１ａ，４１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。

図１〜５に示すように昇降テーブル２４には、一対のメインコンベア２０間に対応し、スライド支柱２９１を介して上下方向に昇降自在に載置テーブル２９が設けられている。さらにこの載置テーブル２９および昇降テーブル２４間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによって載置テーブル２９が昇降テーブル２４に対し上下方向に移動するよう構成されている。この載置テーブル２９は、基板Ｗを載置可能な載置手段として構成されており、上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗが載置テーブル２９上に移載されて上方へ移動されるとともに、下降することによって載置テーブル２９上の基板Ｗがメインコンベア２０側に移載されるよう構成されている。

図７はこの実施形態にかかる印刷装置各部の位置関係を表す斜視概略図である。

ステンシル保持ユニット５は、図５および図７に示すように、印刷ステージ１０の左右両側に固定的に設けられたステンシル支持台５２を有し、このステンシル支持台５２上に、半田塗布部分に開口部（パターン孔）を有するステンシル５１を水平配置で張り渡した状態で載置されるようになっている。左右のステンシル支持台５２上にはそれぞれ前後に２つずつのステンシルクランプ５３が設けられており、このステンシルクランプ５３がエアシリンダ等の駆動手段（図示省略）によって駆動され、ステンシル５２の枠部５４をステンシル支持台５２上に押さえ付けることで、ステンシル５１をステンシル支持台５２上に固定するようになっている。

ステンシル保持ユニット５の上側に設けられるスキージユニット６は、印刷ステージ１０の左右両側に立設されたスキージ支持フレーム６３，６３に支持されている。左右のスキージ支持フレーム６３，６３の上面にはそれぞれＹ軸方向に延びるスキージガイドレール６４，６４が設けられており、このスキージガイドレール６４，６４上をＹ軸方向に沿って移動自在な可動ビーム６５が、印刷ステージ１０の上方を跨ぐように設けられている。この可動ビーム６５には、一対のスキージ６１，６１がそれぞれ昇降自在に設けられたスキージホルダー６２が取り付けられている。

そして一方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向一方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向一方側に向けてローリング（混練）させつつ拡張できるとともに、他方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向他方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向他方側に向けてローリングさせつつ拡張できるよう構成されている。

図８はこの実施形態にかかる印刷装置のカメラユニットおよびクリーナーを示す斜視図、図９はカメラユニットおよびクリーナーを斜め下方から見た斜視図である。

図７〜９に示すように、前記スキージ支持フレーム６３，６３の下面側にはＹ軸方向に延びる互いに平行な下側ガイドレール７４，７４が印刷ステージ１０の両側に設けられている。この下側ガイドレール７４，７４には、スライダ７４１，７４１を介して支持される移動ビーム（移動ユニット）７５が、左右のスキージ支持フレーム６３，６３間に架け渡されるように設けられている。この移動ビーム７５は、下側ガイドレール７４，７４に沿ってＹ軸方向に沿って移動可能になっており、その高さ位置は、降下状態の印刷ステージ１０とステンシル５１との間に設定されている。

スキージ支持フレーム６３，６３の両外側にはＹ軸方向に沿ってボールねじ７６，７６が設けられており、これら左右のボールねじ７６，７６がボールねじ駆動モータ７６１，７６１によって回転駆動されることで、このボールねじ７６，７６にそれぞれ螺合するナット（図示省略）が設けられた移動ビーム７５がＹ軸方向に走行駆動されるようになっている。この実施形態では、これら左右のボールねじ７６，７６およびボールねじ駆動モータ７６１，７６１が移動ビーム（移動ユニット）７５を走行駆動させる２つの駆動手段を構成している。

この移動ビーム７５には、基板Ｗおよびステンシル５１を撮影するためのカメラユニット７と、クリーナー８とが取り付けられている。ここで本実施形態では、移動ビーム７５は、ステンシル５１に対して移動する移動ユニットとして機能するものであり、Ｙ軸方向がその移動方向となっている。このように移動ビーム（移動ユニット）７５にクリーナー８とカメラユニット７を設けることで、移動ビーム（移動ユニット）７５をこれらのＹ軸方向についての移動機構として共用することができる。

またこの移動ビーム７５を支持する下側ガイドレール７４，７４は、ステンシル５１下方の印刷作業領域からその後方に亘って設けられており、基板Ｗにペーストを塗布する印刷動作が実行される際には、カメラユニット７およびクリーナー８を印刷作業領域の後方の待機位置に退避させて、印刷ステージ１０との干渉を防止するようになっている。このように移動ビーム（移動ユニット）７５が、ステンシル５１下方の印刷作業領域Ａから離れた待機位置Ｅに退避可能であるため、クリーナー８とカメラユニット７とを同時に待機位置Ｅに退避させ、また待機位置Ｅから印刷作業領域Ａへ送り出すことができる。

なお移動ビーム（移動ユニット）７５は、このように印刷作業領域の後方の待機位置に退避するため、装置の奥行き寸法の制約からその移動方向（Ｙ軸方向）について大型化することができない。このため移動ビーム７５の移動方向を案内する下側ガイドレール７４に対してスライダ７４１の移動方向についての長さ（移動方向に複数のスライダを用いる場合にはその間隔）を十分に大きく確保することは困難である。しかしながら上述したように、この実施形態では移動ビーム７５を２つの駆動手段で走行駆動するため、一方側のみが駆動される場合のような移動ビーム７５に不均等な駆動力が伝達されることがない。したがって移動ビーム（移動ユニット）７５を走行方向に対して斜めに傾けてしまうことなく高速に移動させることができる。なお、２つの駆動手段の走行速度の差、走行後の移動距離の差はそれぞれ所定値以下になるように走行駆動させる。

カメラユニット７は、移動ビーム（移動ユニット）７５の前方、すなわちクリーナー８より印刷作業領域Ａに近い側に取り付けられている。これによりカメラユニット７はクリーナー８より短い移動ビーム７５の移動距離で印刷作業領域Ａに到達することができ、カメラユニット７による撮影のみを行う場合には高い作業効率が得られる。

このカメラユニット７では、ステンシル撮影カメラ７１１と基板撮影カメラ７１２を有するカメラヘッド７１が、移動ビーム７５の前面に設けられたカメラ移動機構７７によってＸ軸方向に走行駆動可能に設けられている。これにより、カメラヘッド７１は、Ｘ軸方向にはカメラ移動機構７７により、Ｙ軸方向にはカメラユニット７とクリーナー８の移動機構を共用して、ＸＹ平面上で移動して撮影を行うことができる。

カメラ移動機構７７は、移動ビーム７５の長手方向に沿ったＸ軸方向に延びるカメラガイドレール７７１と、このレール７７１上をＸ軸方向に沿って移動可能なスライダ７７２と、このスライダ７７２に設けられたナット（図示省略）に螺合するボールねじ７７３と、このボールねじ７７３を回転駆動する駆動モータ７７４とを備えている。スライダ７７２にはカメラヘッド７１が取り付けられており、ボールねじ７７３の回転によってカメラヘッド７１はＸ軸方向に走行駆動されるようになっている。この実施形態ではカメラ移動機構７７は、カメラをＹ軸方向に直交するＸ軸方向に移動させる移動手段として機能している。

ステンシル撮影カメラ７１１は、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなり、カメラユニット７の上側に位置するステンシル５１を撮影するため上向きに設けられている。そして、クリーナー８によってステンシル５１の清掃が行われた場合等に、ステンシルの開口あるいは下面に半田が残っていないか等、清掃状態を確認するための撮影を行うようになっている。また、ステンシル撮影カメラ７１１は新たなステンシル５１が装着された際には、基板Ｗとの位置合わせのために、ステンシル５１に設けられた位置決めマークを撮影してその位置を検出できるようになっている。

基板撮影カメラ７１２は、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなり、カメラユニット７の下側に位置する基板Ｗを撮影するため下向きに設けられている。そして、ステンシル５１との位置合わせのために、印刷ステージ１０に固定された基板Ｗに設けられた位置決めマーク等を撮影して、その位置を検出できるようになっている。

クリーナー８は、移動ビーム（移動ユニット）７５の後方に取り付けられており、Ｙ軸方向に移動可能になっている。このクリーナー８には、クリーニングヘッド８１が昇降可能に設けられており、クリーニングヘッド８１は上昇位置においてステンシル５１の下面（印刷面）に摺接して清掃を行うようになっている。

このクリーニングヘッド８１には、帯状の拭き取りペーパーがクリーナー８内のロールから順次供給されるようになっている。そして、ステンシル５１のＸ軸方向サイズに対応した幅を有する吸引ノズルがこの拭き取りペーパーを介してステンシル５１の下面を吸引することにより、ステンシル５１の下面および開口部の残留ペースト等を吸い出しながら拭い取るようになっている。なおこの際、ステンシル５１やペーストの種類等によっては、適宜洗浄用の溶剤等を拭き取りペーパーに含ませることで清掃効果を高めることもできる。

図１０はこの印刷装置の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この装置においては、各駆動部の駆動を制御するための制御手段としてのＣＰＵ９１の他に、入力手段としてのキーボード９２，表示手段としてのＣＲＴディスプレイ９３，記憶装置９４などが設けられている。キーボード９２は印刷処理に関連した各種のデータを印刷装置に入力するためのものであり、ＣＲＴディスプレイ９３は、各種の情報（データ）を表示するものである。さらに記憶装置９４は、印刷に必要な各種のデータ等を記憶するものである。

また本実施形態において、ＣＰＵ９１によって制御される駆動部（制御対象の機器）としては、たとえば各コンベア１１，１２，２０の駆動部、各テーブル２１，２２，２３，２４，２９の駆動部、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび位置決め板４１ａ，４１ｂの駆動部（エア供給手段）、ステンシルクランプ５３の駆動部、ステンシル撮影カメラ７１１および基板撮影カメラ７１２の駆動部、移動ビーム（移動ユニット）７５の駆動部であるボールねじ駆動モータ７６１、カメラ移動機構の駆動部である駆動モータ７７４、クリーナー８およびスキージ６１の駆動部などがある。

そして本実施形態の印刷装置において、ＣＰＵ９１は、キーボード９２からの指令に応答して作動し、プログラムデータなどの各種データ、カメラ７１１，７１２による撮影結果および基板位置等を検知する各種センサからの出力情報に基づいて、上記各駆動部の駆動を制御して以下の動作が自動的に行われる。

次に、この印刷装置における動作について、図１１に示すフローチャートおよび図１２〜１４に示すこの印刷装置の動作を説明するための側面図を参照しながら説明する。

ここでは初期状態として、図１２（ａ）に示すように先行する基板Ｗ’に対する印刷が完了した時点を想定している。

先行する基板Ｗ’への印刷作業が完了すると（ステップＳ１０）、同図（ｂ）に示すように印刷ステージ１０では昇降テーブル２４が少量降下して基板Ｗ’がステンシル５１から離脱（版離れ）する。このとき必要に応じて、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２２およびＲ軸テーブル２３が適宜、Ｙ軸、Ｘ軸およびＲ軸方向に移動し、基板Ｗ’の水平位置が所定の定常位置に戻される。

そして、同図（ｃ）に示すようにクランプ片３１ａ，３１ｂが開放されて基板Ｗ’への保持が解除され、同図（ｄ）に示すように載置テーブル２９が降下して、載置テーブル２９上から基板Ｗ’がメインコンベア２０に移載されるとともに、昇降テーブル２４も降下して、メインコンベア２０が上流側コンベア１１および下流側コンベア１２に対応する搬送高さ位置となるまで降下する（ステップＳ１２）。

こうして印刷ステージ１０が搬送高さ位置まで降下すると、図１３（ａ）に示すように印刷の終了した先行基板Ｗ’がメインコンベア２０によって下流側コンベア１２に搬出されて次工程に送り出されるとともに、これに並行して次の基板Ｗが上流側コンベア１１によってメインコンベア２０に搬入される（ステップＳ１４）。

そして、メインコンベア２０に搬入された次の基板Ｗは、印刷ステージ１０上で所定位置に固定される（ステップＳ１６）。

具体的には、同図（ｂ）に示すように位置決めユニット４の位置決め板４１ａ，４１ｂが内側に移動して、位置決め位置に配置されてから、同図（ｃ）に示すように載置テーブル２９が上昇していく。続いて基板Ｗの上面が位置決め板４１ａ，４１ｂの下面（基準面）に当接係止して、クランプ片３１ａ，３１ｂの上面に対し同一平面内に配置されたところで、同図（ｄ）に示すようにクランプ片３１ａ，３１ｂが閉じることにより、クランプ片３１ａ，３１ｂにより基板Ｗが挟み込まれて保持される。そして図１４（ａ）に示すように、位置決め板４１ａ，４１ｂが外側に移動して退避位置に配置されて、次の基板Ｗの印刷ステージ１０での固定は完了する。このとき位置決め板４１ａ，４１ｂの上面およびクランプ片３１ａ，３１ｂの上面は同一平面内に配置されるとともに、既述したように、クランプ片３１ａ，３１ｂの上面および基板Ｗの上面は同一平面内に配置されている。

一方、印刷ステージ１０が搬送高さ位置まで降下すると（上記ステップＳ１２）、前記基板の搬出入（ステップＳ１４）および次の基板の固定（ステップＳ１６）と並行して、ステンシル５１の清掃が行われる（ステップＳ１８）。このようにクリーナー８によるステンシル５１の清掃動作と、印刷ステージ１０における基板Ｗ’，Ｗの搬出入動作、基板Ｗの固定動作が並行して行われるため、清掃動作後には、速やかに次の基板Ｗへの印刷動作を開始することができ、これにより清掃作業を含めた全体の生産効率の向上を図ることができる。なお、このステンシル５１の清掃は、１枚の基板を処理する毎に行っても、所定枚数毎に行っても良い。

このステンシル５１の清掃は、印刷ステージ１０が降下してステンシル５１下方の印刷作業領域Ａに形成される空間に、カメラヘッド７１とクリーナー８を備えた移動ビーム（移動ユニット）７５を送り込むことによって行われる。

具体的には、図１３（ａ）に示すようにクリーナー８は待機領域Ｅから印刷作業領域Ａ側に移動し、同図（ｂ）に示すように印刷作業領域Ａの待機位置Ｅ側（同図右側）の端部位置（後端位置）Ａ１でクリーナーヘッド８１を上昇させてステンシル５１の下面に当接させる。そして同図（ｃ）に示すようにそのまま待機位置Ｅの反対側（同図左側）の印刷作業領域Ａの端部位置（前端位置）Ａ２へと移動する往路において、ステンシル５１の下面および開口を清掃する。その後同図（ｄ）に示すように前端Ａ２に到達すると、往路の清掃動作は終了し、図１４（ａ）に示すように一旦クリーナーヘッド８１を下降させてステンシル５１との当接を解除した後、クリーニングヘッド８１に拭き取りペーパーの新しい部分を繰り出して次の清掃動作に備える。

上記のように並行して行われる基板の搬出入（ステップＳ１４）および次の基板の固定（ステップＳ１６）と往路におけるステンシルの清掃（ステップＳ１８）の両方が完了すれば、同図（ｂ）に示すようにカメラヘッド７およびクリーナー８を備えた移動ビーム７５を印刷作業領域Ａから待機位置Ｅ側に移動させる復路において、ステンシル５１の清掃とともに、ステンシル５１および基板Ｗの撮影が行われる（ステップＳ２０）。これにより、移動ビーム（移動ユニット）７５の移動時間を効率的に活用し、作業時間の効率的利用を図ることができる。

復路におけるステンシル５１の清掃は、上述した往路における清掃と同様に行われるが、ステンシル５１および基板Ｗの撮影における精度を確保するため、撮影時には必要に応じて振動源となりうる移動ビーム７５の走行動作やクリーナー８の駆動部の動作を停止するようにしても良い。

一方、撮影は、移動ビーム７５のＹ軸方向の移動動作と、カメラ移動機構７７によるカメラヘッド７１のＸ軸方向の移動動作とを組合せて、必要に応じてステンシル５１および基板Ｗの全域について行うことができる。

例えばステンシル５１については、ステンシル撮影カメラ７１１の撮影によって、各開口におけるペーストの残留の有無や下面に付着した汚れの有無等の清掃状態が確認される。この際、移動ビーム７５においてステンシル撮影カメラ７１１はクリーナー８より前側、すなわち復路の移動方向についてステンシルカメラがクリーナー８の後方に位置するから、この復路の移動中には、クリーナー８が復路において清掃した後の状態を確認することができる。

また基板Ｗについては基板撮影カメラ７１２により基板Ｗに形成されたマーク等を撮影することによって、基板Ｗの種類や印刷ステージ１０に固定された状態での基板Ｗの位置が識別される。

なお、ステンシル５１を撮影した結果、清掃状態が十分でないと判断される場合には、清掃動作をやり直す。このため、高い印刷品質を担保することができる。この際、印刷作業領域Ａの全体についてクリーナー８を再度往復させて清掃しても、往路のみまたは復路のみの清掃を行っても、あるいは清掃状態が十分でないと判断された部分のみについて清掃を行うようにしても良い。

こうしてステンシル５１および基板Ｗの撮影が完了すれば、同図（ｃ）に示すように移動ビーム７５は待機位置Ｅに退避し（ステップＳ２２）、移動ビーム７５が退避した印刷作業領域Ａには印刷ステージ１０が次の基板Ｗの印刷のために上昇してくる（ステップＳ２４）。具体的には、まず昇降テーブル２４が少量上昇して、メインコンベア２０が両側コンベア１１，１２の上方に抜け出したところで、前記基板Ｗの撮影結果に基づいて、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２２およびＲ軸テーブル２３が適宜、Ｙ軸、Ｘ軸およびＲ軸方向に移動し、基板Ｗのステンシル５１に対する水平方向の位置が微調整（補正）される。

こうして基板Ｗの位置が補正されると、同図（ｄ）に示すように昇降テーブル２４が上昇し、位置決め板４１ａ，４１ｂ、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび基板Ｗの上面がステンシル保持ユニット５のステンシル５１の下面に重ね合わされるように重装される。そして、クランプ片３１ａ，３１ｂの吸引孔３５および位置決め板４１ａ，４１ｂの吸引孔４５が負圧に設定されて、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび位置決め板４１ａ，４１ｂにステンシル５１が吸着固定される。

その後、スキージユニット６の一方側スキージ６１が降下して、ステンシル５１上に沿ってＹ軸方向に移動することにより、ステンシル５１上に供給されたペーストとしてのクリーム半田Ｓが拡張されて、クリーム半田Ｓが、ステンシル５１のパターン孔を介して基板Ｗの所定位置に印刷（塗布）される。

ここで本実施形態において半田塗布を行う際には、スキージ６１の、例えば一方側位置決め板４１ａおよび一方側クランプ片３１ａに対応するステンシル５１上の領域（一方側助走エリア）を助走した後、基板Ｗの上方に対応するステンシル５１上の領域（印刷エリア）上を摺動させるようにしている。このため、基板Ｗにクリーム半田Ｓを塗布する前に、助走エリアにおいてローリング（混練）されて粘度が低下する。これによりクリーム半田Ｓがステンシル５１のパターン孔に確実に充填されて、基板Ｗに精度良く塗布される。

なお本実施形態においては、印刷処理される基板Ｗ毎に、一方側および他方側スキージ６１，６１を交互に用いるものである。すなわち一方側スキージ６１を一方側助走エリアから印刷エリアに向けて摺動させて基板Ｗに半田Ｓを塗布する一方向移動の印刷処理と、他方側スキージ６１を、他方側位置決め板４１ｂおよび他方側クランプ片３１ｂに対応するステンシル５１上の領域（他方側助走エリア）から印刷エリアに向けて摺動させて基板Ｗに半田Ｓを塗布する他方向移動の印刷処理とが、処理される基板Ｗ毎に交互に行われるものである。

以上のように本実施形態の印刷装置によれば、移動ビーム（移動ユニット）７５を、印刷ステージ１０の両側に立設されたスキージ支持フレーム６３，６３にそれぞれ設けた左右のボールねじ７６，７６とそれを回転駆動するボールねじ駆動モータ７６１，７６１という２つの駆動手段で走行駆動させるため、移動ビーム（移動ユニット）７５を走行方向に対して斜めに傾けてしまうことなく高速に移動させ、カメラユニット７の高い位置精度を確保しながら撮影時間の短縮を図ることができる。

また本実施形態においては、移動ビーム（移動ユニット）７５の移動方向であるＹ軸方向に直交するＸ軸方向にカメラヘッド７１を移動させるカメラ移動機構（移動手段）７７を備えたため、Ｙ軸方向についてはカメラユニット７とクリーナー８の移動機構を共用しながら、カメラヘッド７１をＸＹ平面上で移動させて撮影を行うことができる。

特にカメラヘッド７１には、ステンシル撮影カメラ７１１および基板撮影カメラ７１２を設けたため、カメラ移動機構（移動手段）７７をステンシル撮影カメラ７１１と基板撮影カメラ７１２のＸ軸方向の駆動機構として共用することができる。

また本実施形態においては、カメラユニット７とを備える移動ビーム（移動ユニット）７５が、ステンシル５１下方の印刷作業領域Ａから離れた待機位置Ｅに退避可能であるため、印刷作業時に印刷作業領域Ａに配置される印刷ステージ１０等とカメラユニット７とが干渉することを防止できる。

また本実施形態においては、ステンシル５１の清掃状態の確認が行われ、その結果に応じて再度清掃動作が行われるため、高い印刷品質を担保することができる。

また本実施形態においては、移動ビーム（移動ユニット）７５に基板撮影カメラ７１２を設けたため、各基板Ｗ毎に行われる基板撮影時間の短縮を図ることができる。

また本実施形態においては、移動ビーム（移動ユニット）７５にステンシル５１を清掃するクリーナー８が設けられているため、カメラユニット７とクリーナー８の移動機構を共用して装置の簡素化および低コスト化を図ることができる。そして、前記２つの駆動手段による走行駆動の利点を生かして、クリーナー８の重量のために移動ビーム７５が走行方向に対して斜めに傾きやすくなることを有効に防止して、カメラの高い位置精度を確保できる。

なお上記実施形態では、移動ユニットの移動方向を、基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）としたが、基板の搬送方向等の他の方向に設定しても良い。

また上記実施形態では移動ユニットを走行駆動させる２つの駆動機構をボールねじ機構によって構成したが、これに限らず、ベルト駆動機構、回転駆動車輪による走行機構等、他の駆動機構を採用しても良い。

また上記実施形態ではカメラとクリーナーとを移動ユニットに設けて一体的に動作するようにしたが、これらを独立して動作できるように構成しても良い。

また上記実施形態では、基板を支持する印刷ステージを昇降させてステンシルに重装するようにしたが、本発明は、ステンシルを昇降させて印刷ステージ上の基板に重装するようにしたステンシル昇降タイプの印刷装置にも適用することができる。

また上記実施形態では、基板を載置テーブル上に載置するようにしているが、本発明は、たとえば複数のピンからなるピンタイプの載置手段など他の載置手段を採用しても良い。

また上記実施形態では、吸引ノズルが拭き取りペーパーを介して吸引することによりステンシルの下面等を拭うタイプのクリーナーを採用したが、クリーナーはこれに限定されず他のタイプを採用しても良い。

この発明の一実施形態にかかる印刷装置の側面図である。 上記印刷装置を示す正面図である。 上記印刷装置を概略的に示す斜視図である。 上記印刷装置の印刷ステージ周辺を示す斜視図である。 上記印刷装置のクランプユニット周辺を示す側面図である。 上記印刷装置の位置決め板のクランプに対する位置関係を示す斜視図であって、同図（ａ）は位置決め板退避位置の斜視図、同図（ｂ）は位置決め板位置決め位置の斜視図である。 この実施形態にかかる印刷装置各部の位置関係を表す斜視概略図である。 上記印刷装置のカメラユニットおよびクリーナーユニットを示す斜視図である。 上記印刷装置のカメラユニットおよびクリーナーユニットを斜め下方から見た斜視図である。 上記印刷装置の制御系を示すブロック図である。 上記印刷装置における基板搬出入および清掃の動作手順を示すフローチャートである。 上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、同図（ａ）は先行する基板の印刷終了時の側面図、同図（ｂ）は基板下降時の側面図、同図（ｃ）は基板クランプ解除時の側面図、同図（ｄ）は昇降テーブル下降時の側面図である。 上記印刷装置の動作を説明するための説明図であって、同図（ａ）は基板搬出入時の側面図、同図（ｂ）は清掃動作と並行して基板固定のため位置決め板が進出した時の側面図、同図（ｃ）は清掃動作と並行して基板固定のため基板が上昇した時の側面図、同図（ｄ）は清掃動作と並行して基板固定のため基板がクランプされた時の側面図である。 上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、同図（ａ）は清掃動作と並行して基板固定のため位置決め板が退避した時の側面図、同図（ｂ）はステンシルおよび基板の撮影時の側面図、同図（ｃ）は撮影完了時の側面図、同図（ｄ）は半田拡張時の側面図である。

符号の説明

１０ 印刷ステージ
５１ ステンシル
６１ スキージ
６３ スキージ支持フレーム
７ カメラユニット
７１１ ステンシル撮影カメラ
７１２ 基板撮影カメラ
７５ 移動ビーム（移動ユニット）
７６ ボールねじ（駆動手段）
７６１ ボールねじ駆動モータ（駆動手段）
７７ カメラ移動機構（移動手段）
８ クリーナー
９１ ＣＰＵ（制御手段）
Ｓ クリーム半田（ペースト）
Ｗ，Ｗ’ 基板
Ａ 印刷作業領域
Ａ１ 印刷作業領域の後端
Ａ２ 印刷作業領域の前端
Ｅ 待機位置

Claims (7)

1. 印刷ステージに支持された基板にステンシルを介してペーストを塗布する印刷装置であって、
   印刷ステージの両側方に互いに平行に設けられたフレームと、
   両フレーム間に架け渡され、ステンシルを撮影するステンシル撮影カメラが設けられた移動ユニットと、
   前記両フレームそれぞれに設けられ、前記移動ユニットの両端部を前記フレームの配置方向と同一方向に走行駆動させる２つの駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 前記移動ユニット上でステンシル撮影カメラを前記フレームの配置方向と直交する方向に移動させる移動手段を備えた請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記移動ユニットは、ステンシル下方の印刷作業領域から離れた待機位置に退避可能である請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記ステンシル撮影カメラは、ステンシルを撮影することによりその清掃状態を確認するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。
5. 前記移動ユニットに基板を撮影する基板撮影カメラが設けられた請求項１〜４のいずれか１項に記載の印刷装置。
6. 前記移動ユニットにステンシルを清掃するクリーナーが設けられた請求項１〜５のいずれか１項に記載の印刷装置。
7. 印刷ステージに支持された基板にステンシルを介してペーストを塗布する印刷方法であって、
   ペーストの塗布に先立って、印刷ステージの両側方に互いに平行に設けられたフレーム間に架け渡された移動ユニットの両端部を、前記両フレームそれぞれに設けられた２つの駆動手段によって前記フレームの配置方向と同一方向に走行駆動させながら、この移動ユニットに設けられたステンシル撮影カメラによってステンシルの撮影を行うことを特徴とする印刷方法。

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