JP2009158901A

JP2009158901A - レーザー印字装置

Info

Publication number: JP2009158901A
Application number: JP2007338929A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Tsuji; 義文辻
Original assignee: TSUJI SOGO DENKI KK
Current assignee: TSUJI SOGO DENKI KK
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】本発明は、電子基板の両面に印字可能なレーザー印字装置であって、小型化及び高速化が可能なレーザー印字装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態に係るレーザー印字装置１は、搬入口６から筐体５内に搬入された電子基板１００を搬出口７へと搬送ライン上で搬送する搬送ライン部４０と、搬送ライン外に設置されたレーザー印字部１０と、電子基板１００を搬送ラインから取り出したり戻したりするために、電子基板１００を垂直方向に搬送する突き上げ部３０と、電子基板１００を把持する把持部２１と、電子基板１００を反転させるために把持部２１を回転させる反転部２２と、把持部２１及び反転部２２を水平面内で移動させるためのＸ軸搬送部２４及びＹ軸搬送部２５と、を有する反転機能付きＸＹステージ部２０と、を備え、電子基板１００の両面にコードを印字できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子基板の表面にレーザー光を用いて文字やマーク等を印字するレーザー印字装置に関し、特に、電子基板の両面に印字可能なレーザー印字装置に関する。

電子基板の製造現場では、各工程で処理対象の基板を確認できるように、あらかじめ基板の所定位置に、その基板の種類や型式、製造管理上の個体情報等をＱＲコード（登録商標）等のコードとして印字する作業が行われている。

従来の電子基板用レーザー印字装置は、例えば、下記特許文献１に開示されている。
特開２００４−７４２１７

ところで、近年の電子基板では、基板の両面に部品が実装される両面実装基板が増加している。このような両面実装基板を製造する際には、上記コードを両面に印字する必要がある。従来の印字装置は片面にしか印字できないため、片面にコードを印字した電子基板を、いったんレーザー印字装置の外部に排出して反転装置により反転させた後に、再度レーザー印字装置に搬入して裏面にコードを印字している。

しかし、上記の構成では、基板をいったん外部に搬出してから戻すという工程が必要となり、処理時間がかかり効率が良くない。そこで、下記特許文献２においては、レーザー印字装置内で電子基板を反転させることで、そのまま基板の両面にコードを印字可能なレーザーマーキング装置が開示されている。このように、レーザー印字装置と基板反転装置とを同一の筐体内に設けることで、反転処理に要する時間を短縮して、両面印字処理の効率を大幅に向上することができる。
特開２００６−７２９３号公報

しかし、上記特許文献２に開示されたレーザーマーキング装置の基板反転装置は、基板の搬送ライン上に設置されている。このため、片面にレーザー印字された基板は、搬送ライン上を搬送されて反転装置に搬入され、反転された後、搬送ライン上を逆送されてレーザー印字装置に再度搬入され、裏面に印字されることになる。

このように、搬送ライン上に反転装置を設ける装置では、搬送ラインが長くなってしまい、装置が大型化してしまう。また、電子基板が搬送ライン上を逆送する必要があるため、処理の高速化に限界がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電子基板の両面に印字可能なレーザー印字装置であって、小型化及び高速化が可能なレーザー印字装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザー印字装置は、電子基板にコードを印字するレーザー印字装置において、搬入口から装置内に搬入された前記電子基板を搬出口へと搬送ライン上で搬送する搬送ライン部と、前記搬送ライン外に設置されたレーザー印字部と、前記電子基板を前記搬送ラインと前記レーザー印字部との間で搬送する搬送部であって、前記電子基板を反転する機能を有する反転機能付き搬送部と、を備え、前記電子基板の両面にコードを印字できることを特徴とする。

また、本発明に係るレーザー印字装置は、電子基板にコードを印字するレーザー印字装置において、搬入口から装置内に搬入された前記電子基板を搬出口へと搬送ライン上で搬送する搬送ライン部と、前記搬送ライン外に設置されたレーザー印字部と、前記電子基板を前記搬送ラインから取り出したり戻したりするために、前記電子基板を垂直方向に搬送する突き上げ部と、突き上げた状態の前記突き上げ部と前記レーザー印字部との間で前記電子基板を搬送する搬送部であって、前記電子基板を把持する把持部と、前記電子基板を反転させるために前記把持部を回転させる反転部と、前記把持部及び前記反転部を水平面内で移動させるためのＸＹテーブル部と、を有する反転機能付き搬送部と、を備え、前記電子基板の両面にコードを印字できることを特徴とする。

本発明に係るレーザー印字装置によれば、電子基板の両面に印字可能なレーザー印字装置であって、小型化及び高速化が可能なレーザー印字装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るレーザー印字装置の構成を一部透視して概略的に示す正面図である。図２は、本実施形態に係るレーザー印字装置の構成を一部透視して概略的に示す平面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るレーザー印字装置１は、筐体５、レーザー印字部１０、反転機能付きＸＹテーブル部２０、突き上げ部３０及び搬送ライン部４０を備えている。図１及び図２において、筐体５は点線で示している。筐体５の搬送ラインに相当する高さの側面には、電子基板をレーザー印字装置１内に搬入するための搬入口６と、電子基板を装置外に搬出するための搬出口７が設けられている。図１において、左側が製造ラインにおける上流側であり、図１の筐体５の左側側面に搬入口６が、右側側面に搬出口７が設けられている。

レーザー印字部１０は、レーザー光源と、集光レンズと、スキャンミラーを有しており、レーザー光源から発振されたレーザー光が、集光レンズで集光されると共に、スキャンミラーで動かされることで、電子基板上に所望のコードが印字される。

反転機能付きＸＹテーブル部２０は、電子基板を把持して、表裏を反転させる機能と、レーザー印字部１０へと電子基板を搬送する機能とを有している。反転機能付きＸＹテーブル部２０は、電子基板を把持する把持部２１と、把持部２１を回転させて電子基板を反転させる反転部２２と、把持部２１及び反転部２２をＸ軸方向（図１の左右方向）に移動させるためのＸ軸搬送部２４と、把持部２１、反転部２２及びＸ軸搬送部２４をＹ軸方向（図２の上下方向）に移動させるためのＹ軸搬送部２５と、を備えている。

把持部２１は、基板の両端を挟持するために並行して延在する二本の挟持部材２１０と、基板の大きさに合わせて二本の挟持部材２１０間の距離を可変にするために挟持部材２１０の端部をＸ軸方向に案内するボールネジ２１５と、ボールネジ２１５を駆動するステッピングモータを備えた駆動部２１６と、を有している。各挟持部材２１０の下面には、電子基板の端部を下方から支持する挟持板２１２が設置され、駆動部２１７によって駆動される。

また、挟持部材２１０の下面には、ピン２１４が設けられており、電子基板を挟持する際には、このピン２１４が電子基板に設けられた位置決め用の貫通孔（ガイド孔）に挿入され、基板の位置決めが行われる。

反転部２２は、把持部２１を回転させるための駆動部を有しており、本実施形態では、エアコンプレッサーによる圧縮空気を駆動源としている。反転部２２は、把持部２１を回転させ、把持部２１が把持している電子基板を、搬送方向における基板の中心線を回転軸として反転させる。

Ｘ軸搬送部２４及びＹ軸搬送部２５は、精密ＸＹテーブルを構成する。Ｘ軸搬送部２４は、ガイドレール２４１と、ＡＣサーボモータを有する駆動部２４２とを備え、把持部２１及び反転部２２をＸ軸方向に移動させることができる。Ｙ軸搬送部２５は、三本のガイドレール２５１と、ＡＣサーボサーボモータを有する駆動部２５２を備え、把持部２１、反転部２２及びＸ軸搬送部２４をＹ軸方向に移動させることができる。

図３に、把持部２１が電子基板１００を把持した状態を示す。図３は、本実施形態に係る把持部が電子基板を挟持した状態を示す斜視図である。同図に示すように、電子基板１００は、ピン２１４がガイド孔に挿入された状態で、挟持板２１２によって下面を支持され、把持部材２１０の下面との間に挟まれて保持されている。

また、図４は、本実施形態に係る反転部が電子基板を反転させる様子を示す図であり、図４（ａ）が待機状態、図４（ｂ）が９０°回転した状態を示している。このように、把持部２１は、把持部材２１０によって電子基板１００の搬送方向における両端を挟持しており、反転部２２によって把持部２１が回転させられることで、電子基板１００は、搬送方向における中心線を回転軸にして反転させられることになる。このように、電子基板１００の中心線を軸にして反転させれば、反転のためのスペースを最小限に抑えることができる。

突き上げ部３０は、反転機能付きＸＹテーブル部２０の待機位置（定位置）の真下に位置し、搬送ライン上の電子基板１００を持ち上げて反転機能付きＸＹテーブル部２０に受け渡したり、反転機能付きＸＹテーブル部２０に把持されている電子基板１００を受け取り、搬送ラインに戻したりする役割を担っている。すなわち、突き上げ部３０は、電子基板を垂直（Ｚ軸）方向において搬送する。

突き上げ部３０は、２つの上下動部材３１と、上下動部材３１を上昇及び下降させるためのＡＣサーボモータを有する駆動部３２とを備えており、２つの上下動部材３１の先端で電子基板の両端を保持して持ち運ぶように構成されている。

搬送ライン部４０は、搬入口６から搬入された電子基板を搬出口７へ向けて搬送する機能を担い、電子基板を両側で保持する二本の搬送ベルト４１と、搬送ベルト４１を駆動するためのギアモータを有する駆動部４２とを備えている。

続いて、図５を参照して、レーザー印字装置１の制御系の構成について説明する。図５は、本実施形態に係るレーザー印字装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。図５に示すように、レーザー印字部１０、反転機能付きＸＹテーブル部２０、突き上げ部３０及び搬送ライン部４０は、制御回路９に接続されており、以下のような処理を行うように制御される。

図６は、本実施形態に係る電子基板の両面への印字処理の流れを示すフローチャートである。まず、ステップ１１（Ｓ１１）において、搬入口６からレーザー印字装置１内に搬入され、搬送ベルト４１によって搬送ライン上を搬送されてきた電子基板１００が、突き上げ部３０の真上で停止させられる。

続いて、Ｓ１２において、突き上げ部３０の上下動部材３１が上昇し、搬送ライン上の電子基板１００を両側から把持する。上下動部材３１は、反転機能付きＸＹテーブル部２０に電子基板１００を受け渡すために、さらに上昇して、電子基板１００を持ち上げる。

そして、Ｓ１３においては、ＸＹステージ部２０の挟持部材２１０の位置まで上昇してきた電子基板１００を、把持部２１によって挟持する。具体的には、電子基板１００の上昇によって、ピン２１４が電子基板１００のガイド孔に挿入されると共に、挟持板２１２が作動して、挟持部材２１０の下面に当接した電子基板１００を挟むように、挟持板２１２が下方から基板を支持する。

続いて、Ｓ１４において、ＸＹステージ部２０のＸ軸搬送部２４とＹ軸搬送部２５が作動し、電子基板１００をＸＹ平面において水平移動させて、レーザー印字部１０の印字位置へと搬送する。Ｓ１５では、レーザー印字部１０が、搬送されてきた電子基板１００の片面（表面）にコードを印字する。

Ｓ１６においては、ＸＹステージ部２０が、電子基板１００を搬送ライン上まで搬送してから、反転部２２が作動させて、電子基板１００を１８０度回転させて反転させる。反転後、反転機能付きＸＹステージ部２０は、再度、電子基板１００をレーザー印字部１０への印字位置へと搬送する。

Ｓ１７では、レーザー印字部１０によって、電子基板１００の裏面にコードが印字され、これにより電子基板１００の両面にコードが印字されたことになる。続いて、Ｓ１８において、反転機能付きＸＹステージ部２０が、両面にコードが印字された電子基板１００を、突き上げ部３０の上方である待機位置へと搬送する。

電子基板１００が待機位置まで搬送されると、Ｓ１９において、突き上げ部３０の上下動部材３１が上昇して、ＸＹステージ部２０の把持部２１から電子基板１００を受け取る。続いて、上下動部材３１が下降し、搬送ラインの位置まで電子基板１００を下降させて、搬送ベルト４１上に電子基板１００を配置する。これにより、電子基板１００が搬送ライン部４０に戻ったので、Ｓ２０において、駆動部４２を駆動して搬送ライン上での搬送を再開し、電子基板１００を下流へと搬送する。

以上、詳細に説明した本実施形態によれば、レーザー印字装置内に電子基板を反転させるための機構を設けているので、電子基板の両面にコードを印字する場合であっても、装置内で基板を反転させることができるので、製造工程の効率を大きく向上することができる。

また、本実施形態では、電子基板を搬送ラインから取り出したうえで反転させているので、搬送ライン上に反転機構を設置した場合と比較して、搬送ラインを短くできる。これにより、レーザー印字装置の幅を小さくして、装置を小型化できるというメリットがある。特に、本実施形態では、レーザー印字部も搬送ライン外に設置しており、搬送ラインの短縮に寄与している。

また、搬送ライン上に反転機構を設置すれば、電子基板を搬送ライン上で逆送させる必要があり、印字工程の高速化に限界があるが、搬送ラインから取り出して反転させる本実施形態であれば、搬送ライン上で逆送させる必要がないので、処理の高速化が可能である。

また、本実施形態では、電子基板を搬送ラインとレーザー印字部との間で搬送するための搬送部を、平面移動させるＸＹテーブル部と、搬送ラインから取り出したり戻したりするために電子基板を垂直（Ｚ軸）方向に搬送する突き上げ部と、の２つの機構に分けているため、位置決め制御を高精度に行うことができると共に、処理の高速化も実現している。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態のレーザー印字装置の各構成部材の駆動源は、上記実施形態で例示したモータ等の駆動源に限定されるものではなく、各部材の機能を実現できる限り、他の駆動源に変更できることは言うまでもない。

図１は、本実施形態に係るレーザー印字装置の構成を一部透視して概略的に示す正面図である。図２は、本実施形態に係るレーザー印字装置の構成を一部透視して概略的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る把持部が電子基板を挟持した状態を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係る反転部が電子基板を反転させる様子を示す図である。図５は、本実施形態に係るレーザー印字装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。図６は、本実施形態に係る電子基板の両面への印字処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１レーザー印字装置
５筐体
６搬入口
７搬出口
９制御回路
１０レーザー印字部
２０反転機能付きＸＹテーブル部
２１把持部
２２反転部
２４Ｘ軸搬送部
２５Ｙ軸搬送部
３０突き上げ部
３１上下動部材
３２駆動部
４０搬送ライン部
４１搬送ベルト
４２駆動部
１００電子基板

Claims

電子基板にコードを印字するレーザー印字装置において、
搬入口から装置内に搬入された前記電子基板を搬出口へと搬送ライン上で搬送する搬送ライン部と、
前記搬送ライン外に設置されたレーザー印字部と、
前記電子基板を前記搬送ラインと前記レーザー印字部との間で搬送する搬送部であって、前記電子基板を反転する機能を有する反転機能付き搬送部と、
を備え、前記電子基板の両面にコードを印字できることを特徴とするレーザー印字装置。
前記搬送部は、水平面内で前記電子基板を搬送するＸＹテーブル部と、前記電子基板を前記搬送ラインから取り出したり戻したりするために、前記電子基板を垂直方向に搬送する突き上げ部と、を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザー印字装置。
前記反転機能付き搬送部は、前記電子基板の搬送方向における両端を把持し、前記電子基板の搬送方向における中心線を回転軸にして前記電子基板を反転させることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザー印字装置。
電子基板にコードを印字するレーザー印字装置において、
搬入口から装置内に搬入された前記電子基板を搬出口へと搬送ライン上で搬送する搬送ライン部と、
前記搬送ライン外に設置されたレーザー印字部と、
前記電子基板を前記搬送ラインから取り出したり戻したりするために、前記電子基板を垂直方向に搬送する突き上げ部と、
突き上げた状態の前記突き上げ部と前記レーザー印字部との間で前記電子基板を搬送する搬送部であって、前記電子基板を把持する把持部と、前記電子基板を反転させるために前記把持部を回転させる反転部と、前記把持部及び前記反転部を水平面内で移動させるためのＸＹテーブル部と、を有する反転機能付き搬送部と、
を備え、前記電子基板の両面にコードを印字できることを特徴とするレーザー印字装置。