JP2010036573A - ペースト供給方法とペースト供給装置および容器 - Google Patents

Abstract

【課題】
混練されたペースト容器を好適に使用することができ、ペースト自動供給で適正ペースト量の管理により、良好なペーストのローリングでスクリーン印刷品質が確保できる、ペースト供給方法とペースト供給装置および容器を提供する。
【解決手段】
スクリーン版Ｓを介してペーストＨを印刷するスクリーン印刷機１００の、ペースト供給装置５０において、混練機使用可能なペースト容器１０Ｐの底部１２にペースト吐出孔１１を設け、ペースト容器１０Ｐ内の開口部１３へ押圧部材３０と圧力付与手段５０Ａ、および制御部５１で構成、押圧部材３０で加圧することにより、ペースト容器１０Ｐの吐出孔１１を介してペーストＨを被供給先に自動供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明はエレクトロニクス業界の実装基板および電子部品製造工程等で使用する、粘性印刷材料の例えばソルダーペーストすなわちクリームはんだ、および導電性ペーストや接着剤（以下ペースト）等を使用するスクリーン印刷機の、ペースト供給方法とペースト供給装置（以下供給装置ということがある）および容器に関するものである。

スクリーン印刷機で使用するペーストは、印刷作業にて特性すなわち粘度やチクソトロピー性等を初期状態戻し、およびスクリーン印刷時のペースト量、すなわちペーストローリング高さ管理は、スクリーン印刷条件のパラメーターとして重要となる。

したがって、ペーストは特性や温度管理、および印刷機使用直前のペースト常温戻しと攪拌、さらに印刷中のペースト適正量の供給管理がポイントで、ぺースト印刷品質に大きく左右する。尚、手作業による攪拌はどうしても混ぜる速度や時間等の個人差が発生し、ペースト特性のバラツキ原因となるが、近年は作業効率および粘度均一化等の目的で、ポット入りのペースト収納容器を自動撹拌しながら、常温に戻し５分〜１０分でペーストは使用可能な特性に戻すペースト混練機が普及してきている。

上述のようにスクリーン印刷機において、ペースト供給量の適正管理として、自動でペーストを供給する自動供給装置の利用法があり、被供給先の例えばスキージユニットやスクリーン版上へ自動供給する装置で、スクリーン印刷機含めて種々の発明および開発や提案がなされている。

一方ペースト収納の容器形態は一般的なポット入り容器の他に、自動供給用としてシリンジ・カートリッチ・ラミネート袋入りなど種々の容器形態があり、自動供給装置および印刷機においても、各容器使用の装置が提案されていれている。その一例として、ポット入りペースト収納容器を使用した供給装置で、ペースト容器底部を加圧し下部押圧部材のピストン孔等よりペーストを押出し供給する装置（例えば特許文献１、特許文献２参照）の提案がなされている。

図１７（Ａ）は特許文献１の、はんだ供給装置の構成例を示す概念図で、（Ｂ）は特許文献２の、はんだ供給装置の構成例を示す一部破断側面図である。

先ず図１７（Ａ）の特許文献１の、ペースト供給装置について説明する。ペーストをスキージブロックに供給する供給装置で、開口部を有しペーストを収納するポット（容器）と、吐出口を有した容器の開口部に嵌挿される吐出アダプタと圧力付与手段とを備え、この圧力付与手段によって押圧され、容器内ペーストをピストンの吐出口から供給する構成の供給装置である。

図１７（Ｂ）は特許文献２に係るはんだ供給装置の構成例を示す一部破断側面図で、ガイド部材とカバーからなる容器保持部材、および吐出チューブ付きピストンと駆動機構有する構造で、クリームはんだ（ペースト）を収納した供給容器（以下容器）はカバーにリングで保持され、供給容器開口部に、ペーストの吐出口が設けられたチューブ付きピストンが嵌挿され、カバーと容器に対するピストンの加圧方向に沿った方向に移動可能な容器保持部材を支持、容器保持部材の移動とともに容器もピストン側に移動し、容器内のペーストが加圧されピストンのチューブを介してペーストを供給する構造である。

特開２００３−３１１９３０号公報 特開２００４−３０６１０２号公報

エレクトロニクス業界では鉛フリー導入および基板の高密度化時代に入り、はんだ付け品質すなわちペースト印刷品質向上のため、ペースト自動供給と混練の必要性が高まり、近年、ペースト混練機が利用できるペースト容器使用のペースト自動供給装置として、上述の特許文献１および特許文献２等の発明提案は、ペースト混練機利用できる一般的なポット容器入りペーストを、使用できる構造のペースト供給装置である。

しかしながら、上記特許文献のペースト供給装置は構造上問題で、容器の開口部より、ペースト吐出孔を設けた吐出アダプターを嵌挿し、容器を上下逆向き、すなわちピストン側を下向き状態で供給装置に装着後、保護カバー入りペースト容器の底部を加圧する機構で、加圧を受けるピストン側を固定し、ピストン吐出孔またはピストン部チューブを介してペーストを供給する方法で、基本的な構造の問題で実用化できていない。

具体的には容器開口部より嵌挿されるピストンに、ペースト吐出孔が設けられた構成のため下記のような種々の問題がある。
（１）印刷作業終了後にピストン吐出孔部の、ペースト残り除去および清掃の作業性が悪い。
（２）ピストンの厚みが６〜１０ｍｍまたはチューブ付きのため、前記いずれの特許文献も吐出圧力大の問題があり、特許文献２の短チューブ方式では加圧力大（例えば３〜５Ｋｇ／Ｃｍ^２）問題がある。
（３）ピストンの吐出孔部が吐出性向上のためＲつき形状のため、供給終了時にピストンの吐出孔部と、ペースト容器底部にペースト残り多い問題が生じ、次のペースト容器への移し変えが必要で無駄な作業となる。
（４）ピストン側吐出孔付き構造のため、供給装置へのペースト容器装着が上下逆向き構造となり容器着脱の作業性が悪い。
（５）さらにピストンを容器の高さ近くまで、容器側を嵩上げ固定する必要があり、結果的に供給装置は大型（特に高さ方向）となり、スクリーン印刷機内部のスペースが広く必要となる。
（６）装置の構造が複雑なため、供給装置のメンテナンスや作業性が悪く、また供給装置も高価となる。

図１６（Ｂ）に示す従来のオープン型スクリーン印刷機は、人手によりペーストを供給する方式で、ペーストをスクリーン版上に供給する際に、このスクリーン版上を移動してペーストを塗布する、スキージと呼ばれる部材の動作を停止、すなわち印刷作業の中断する必要があり、スクリーン印刷工程の生産効率が悪いという問題があり、さらに定期的に確認しての正確なペースト供給管理も難しかった。

そこで本発明の目的は、充分な混練機利用が可能なペースト容器が使用でき、最低必要量のペースト自動供給管理により、良好なローリングで最適なペースト印刷条件を確保できる、ペースト供給方法とペースト供給装置および容器を提供することにある。

本発明は粘性印刷材料であるペースト（Ｈ）をスキージユニット（４０）またはスクリーン版（Ｓ）上の被供給先に供給する方法であって、容器底部（１２）に吐出孔（１１）を設けた容器（１０Ｐ）の開口部（１３）より、圧力付与手段（５０Ａ）および押圧部材（３０）にて、該容器内のペースト（Ｈ）を押圧することで、該ペースト容器底部（１２）の吐出孔（１１）を介して該ペースト（Ｈ）を、前記被供給先に供給するペースト供給方法である。

本発明はスクリーン版（Ｓ）を介して粘性印刷材料であるペースト（Ｈ）を印刷するスクリーン印刷機（１００）の、前記被供給先に供給するペースト供給装置であって、前記ペースト容器（１０Ｐ）を着脱自在に保持させるペースト通過孔（２１Ｂ）付きカバー（２１）と、該カバー（２１）とペースト容器（１０Ｐ）を係合する固定リング（２２）を備え、該ペースト容器（１０Ｐ）には開口部（１３）より嵌挿される押圧部材（３０）、および圧力付与手段（５０Ａ）と制御部（５１）が設けられ、該ペースト容器底部（１２）の吐出孔（１１）は、該カバー（２１）のペースト通過孔（２１Ｂ）に連通する構造のペースト供給装置である。

本発明の押圧部材（３０）はペースト容器（１０Ｐ）内の空気を排出可能な、大気開放部（３３）を設けられた構成のペースト供給装置である。

さらに本発明はスクリーン印刷機のスキージ（４３）長手並行方向に、レール（７２）とモータ（７０ｍ）に連結の送りねじ（７３）を設け、さらにペースト供給部の架台（７１）を備え、ペースト供給装置（５０）をスライドできる移動機構（７０）を設けた構造を好ましい態様として含むペースト供給装置である。

本発明は上記目的を達成すべく、ペースト供給装置（５０）に用いることができる容器（１０）であって、筒状の容器（１０）の開口部（１３）と対向する容器底部（１２）に前記カバー（２１）を装着前または装着後に、吐出孔（１１）を開口できるようなＶ溝（１１Ｖ）または封じ材（１１Ｆ）で孔塞ぎの構造をあらかじめ設けた混練機使用可能な容器である。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては以下の効果が得られる。先ずは特許文献１、特許文献２の課題に対する効果について説明する。
（１）請求項１、２、５の構成要件として構成されているので、吐出孔がピストン孔からペースト容器底部孔のチューブレスとなり、吐出孔厚みがピストン厚みに比較し約１〜１．５ｍｍと大幅に薄くなる。したがって、ペースト供給時の押圧力が大幅に小さく（例えば５〜７割減）できる。
（２）請求項１、２、５の構成要件として構成されているので、ペースト容器底部の吐出孔を設けることで、ピストンの吐出孔が不要となり、ペースト容器底部およびピストン吐出孔のペースト残り問題も解決できる。したがって、残りペーストのペースト容器に移し変え無駄作業、およびピストン孔の清掃が廃止できる。
（３）請求項２、５の構成要件として構成されているので、ペースト容器をそのまま、すなわちペースト容器底部を下向きで、ペースト容器とのピスト嵌挿含めた着脱作業ができる。したがって、大幅な作業改善ができる。
（４）請求項２、５の構成要件として構成されているので、ピストン容器高分約７０ｍｍの嵩上げが不要となる。したがって、供給装置高さを低く小型化が図れる。
（５）請求項２、５の構成要件として構成されているので、供給装置の構造が簡略化できる。したがって、装置のコストダウンが図れる。
（６）請求項３の構成要件として構成されているので、ピストンをペースト容器に嵌挿時にペースト容器内部の空気を排出しペーストの安定供給ができ、さらにペースト容器開放部が上向きでピストンを嵌挿加圧する機構のため、ピストン大気開放部のバネが不要でシンプルとなる。尚、大気開放部はピストン嵌挿時にペースト容器内へ空気残りが起因する、ペースト供給時間ずれ問題の防止機構である。

次に特許文献１、特許文献２問題改善以外の一般的な他の効果について説明する。
（１）請求項１，２の構成要件として構成されているので、ペースト混練機の使用ができる。したがって、手で攪拌するようなバラツキがなくなり、適正なペースト特性に回復させることができる。
（２）請求項１、２、５の構成要件として構成されているので、正常な特性のペーストの使用が可能となり、適正なペースト印刷条件が確保でき、ペースト印刷品質の向上が図れる。
（３）請求項１、２、５の構成要件として構成されているので、ポットの容器入りペーストが使用できる。したがって、ラミネート袋やシリンジ等の専用容器入りペーストに比較し、コストが例えば１５〜２０％安価となる。
（４）請求項１、２、５の構成要件として構成されているので、印刷作業終了後に使用途中の容器は、固定リングを外しカバーよりペースト容器抜きピストンを外し、底部吐出孔をテープ塞ぎ後ペースト容器の蓋と中栓で封止し、冷蔵庫保存ができる。したがって翌日以降も改めて再使用が可能である。
（５）請求項４の構成要件として構成されているので、大型のスクリーン印刷機例えばＰＤＰ印刷用等の大型スクリーン版（例えば３．５ｍ×３．５ｍ）でも、スキージと並行方向の供給装置移動式で、スクリーン印刷幅に応じた自動供給ができる。

尚、ペースト収納容器の形態は種々あり、ポット状容器、ラミネート袋、パック状容器、シリンジ、カートリッチ等で一部専用印刷機用の容器もあるが、装置含めコスト的にはポット状容器が最安価で、且つラミネート袋やシリンジ入りと異なりペーストの攪拌すなわち混練ができる。

以上のように、本発明のペースト供給方法とペースト供給装置および容器により、適正ペースト量の管理が出来るため、良好なペーストローリングが発揮でき、最適のペースト印刷条件の確保と、ペースト印刷品質の向上が図れコストメリットがある。

本発明を実施するための第１の形態を示すもので、供給装置主要部拡大図とスキージユニットの構造略図である。 本発明を実施するための第１の形態を示すもので、供給装置搭載の印刷機側面略図である。 本発明を実施するための第１の形態を示すもので、（Ａ）はペースト収納の容器の斜透視図、（Ｂ）は底面部断面拡大の構造例略図、（Ｃ）は容器吐出孔部の平面拡大略図である。 本発明を実施するための第１の形態を示すもので、（Ａ）は固定リングの斜視図、（Ｂ）はペースト容器カバーの斜視図である。 本発明を実施するための第１の形態を示すもので、（Ａ）はピストンの斜視図、（Ｂ）はピストンの断面図、（Ｃ）はシリンダーのロッドとピストンアダプター部の説明図（断面・平面）である。 本発明を実施するための形態を示すもので、供給ペースト容器のアッセンブリ工程を示す断面略図である。 本発明を実施するための第１の形態を示す、ペーストの準備から供給ペースト容器アッセンブリ供給装置装着、およびエアーシリンダー連結までのフローチャート図である。 本発明を実施するための他の実施形態を示す、（Ａ）は供給装置ペースト容器装着向き変化例の断面略図、（Ｂ）は高粘度ペースト容器吐出の孔変化例平面図、（Ｃ）は横向き供給装置へのペ―スト容器装着変化例の断面略図である。 本発明を実施するための他の実施形態を示す、容器吐出孔部の変化例の断面と平面概念図である。 本発明を実施するための他の実施形態を示す、ピストン加圧手段の変化例の側面略図である。 第２実施の形態における大型オープン印刷機対応の、供給容器アッセンブリ移動機構を設けた構造を示す、（Ａ）は平面略図、（Ｂ）は側面略図、（Ｃ）は断面略図である。 第２実施の形態における大型オープン印刷機対応の、供給装置の供給部と印刷部の一部を示す、（Ａ）は側面略図、（Ｂ）は断面略図である。 第２実施の形態における大型オープン印刷機対応変化例の、供給部と印刷部の一部を示す側面略図である。 第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）はインキ用供給装置の部分拡大図、（Ｂ）はイ ンキ供給装置搭載印刷機例の側面略図である。 第３の実施の形態を示すもので、（Ａ）はピストン部の斜図、（Ｂ）はインク供給アダプター略図、（Ｃ）はピストンの切り替え図である。 他の実施例を示すもので、（Ａ）は従来オープン印刷機における供給機の搭載例を示す概念図、（Ｂ）は従来オープン印刷機のスキージ部を示す構成例概念図である。 （Ａ）は従来例の特許文献１に係るはんだ供給機の構成例を示す概念図、（Ｂ）は従来例の特許文献２に係るはんだ供給装置の構成例を示す一部破断側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定があるが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限りこれらの形態に限られるものではない。

図１、図２おいて５０はペースト供給装置で、圧力付与手段５０Ａ、押圧部材（以下ピストン）３０、大気開放部３３、供給容器アッセンブリＡＳで構成され、１０は混練機使用可能なペースト収納容器本体で、ペースト吐出孔１１、容器底部１２、開口部１３である。ペースト容器１０の開口部１３へ嵌挿されたピストン３０で、圧力付与手段５０Ａにて、吐出孔１１よりペーストを押し出す供給方法である。１００はプリント基板ＰにペーストＨを印刷するスクリーン印刷機である。

図１で供給装置５０の構造ついて説明する。この供給装置５０には、ペーストＨ入りのペースト容器１０Ｐを収納するカバー２１と、このカバー２１とペースト容器１０Ｐを係合する固定リング２２、および押圧部材のピストン３０と、エアーシリンダー５３から構成され、容器底部１２に吐出孔１１を形成した容器１０を使用する。

次に図１、２にて、圧力付与手段５０Ａについて説明する。エアーシリンダー５３はバルブＶとレギュレータＲを介して、エアー供給部５４に接続され、制御部５１からの圧力設定信号とバルブＶにより、エアーがエアーシリンダー５３に供給され、エアーの圧力を設定できる機構になっており、ペースト容器１０Ｐ内のペーストＨを所定の圧力で加圧される。

エアシリンダー５３は供給装置５０の上方に設けられており、このエアシリンダー５３のロッド５３Ｒがピストン３０のアダプター３１と、脱着可能な構造になっている。尚、エアシリンダー５３は、例えばペン型（別名ペンシリンダー）の構造を有している。

次に供給装置５０およびスクリーン印刷機１００の概要について説明する。供給装置５０搭載のスクリーン印刷機１００において、容器１０の底部１２に吐出孔１１を設けたペースト容器１０Ｐを、カバー２１に装着固定の供給容器アッセンブリＡＳを供給装置５０として装着後、ペースト容器１０Ｐの開口部１３より押圧部材のピストン３０にて加圧することにより、ペースト容器１０Ｐ底部の吐出孔１１よりペーストＨＫのように落下供給される。尚、供給装置５０はペーストＨを印刷機１００の被供給先、例えばスキージユニット４０やスクリーン版Ｓ上へ、必要時に適正量を自動供給する為の、ペースト供給コントロールする制御部５１とペーストの残量センサー４１およびエアー供給部５４をスクリーン印刷機１００に配設されている。

図２に示す印刷機１００の構成例は、下からプリント基板Ｐの昇降と位置決め機構のシリンダー６１と、その上に基台６２が設けられ、さらにその上に各プリント基板Ｐ毎に交換する、メタルマスクであるスクリーン版Ｓと、その上にスキージユニット４０、および供給装置５０で構成の印刷部６０が配設され、この印刷部６０の、水平方向移動装置として、フレームＦ１に固着されたモータＭおよびナットＮと、前記印刷部６０の昇降装置としてエアーシリンダー６３、および各駆動部をコントロールする制御部５１で構成されている。

次にペーストＨと容器１０について説明する。先ずペーストＨすなわちクリームはんだは、はんだ粉末とフラックスを練り合せたもので、成分が分離し易く不安定な物性で、粘度に大きく影響するので温度管理、および使用前のはんだ粉末とフラックス分離改善の混練すなわち攪拌作業は重要である。

したがって、スクリーン印刷機１００で使用する前に、ペースト収納容器１０Ｓは冷蔵庫より取り出して、常温例えば２０〜２７℃に戻し十分に混練、すなわち攪拌することが重要で、従来はペースト容器１０Ｐ内のペーストＨを、ヘラで約１０分好ましくは２〜３分手で攪拌し粘度を安定させてから、スクリーン印刷機１００のスクリーン版Ｓ上に手で供給していた。近年は作業効率と粘度均一化の目的で、容器１０入りペーストＨすなわちペースト収納容器１０Ｓを自動撹拌する、ペースト混練機が普及し、常温に戻しながら５分〜１０分でペーストは使用可能となる。

上述の、ペーストＨの印刷条件および、粘度チキソ性等ペーストＨの特性と温度と攪拌管理等の技術文献として、友松道範著、「はんだ印刷技術Ｑ＆Ａ」、日刊工業新聞社出版、２００２年1月２１日発行、第１７頁から第１５頁、第１３３頁から第１３９頁、および、「エレクトロ実装技術」、技術調査会発行、２００８年６月２０日発行、第５８頁から第６１頁に記載されている。また混練機については平成２０年1２月１日株式会社シンキー発行、「混ぜる技術革命」カタログに紹介されている。

図３は容器１０の構造略図である。底部１２の吐出孔形成予定部１１Ｙの外周にＶ溝１１を設け、孔形成ラインの厚みを薄い構造とし、前記ペーストＨを使用時に吐出孔予定部１１ＹのＶ溝１１Ｖの内側一端を、加圧することにより孔予定部１１Ｙの打抜きにより、吐出孔１１を形成する構造である。また容器１０の開口部１３外周には蓋閉め用のねじ山と、ツバ１４が設けられている。尚、図６に示すペースト収納容器１０Ｓは、蓋１４Ａと内蓋１４Ｂを有した構成でペーストメーカー出荷の状態を示す。

容器１０の材質はＰＰ材やＰＥ材で、ペースト量は一般的に５００ｇ入りペーストで、容器１０の大きさは高さ６０ｍｍ程度、直径が７０ｍｍ程度あり、ペーストＨ製造メーカーから納品状態の収納容器１０Ｓを、そのまま練混機に使用することができる。尚、収納容器１０Ｓ内の、ペーストＨは特性劣化防止の為に、低温管理が必要で約１０℃以下の冷蔵庫に保存される。

この収納容器１０Ｓを使用時に冷蔵庫より取り出し、結露防止のため約１時間常温放置後蓋を開けヘラで約１０分、好ましくは２〜３分練り合せるか、収納容器１０Ｓを周知の混練機を用いることで、常温に戻しながら５〜１０分の攪拌で、ペーストＨの特性は使用可能状態となる。この攪拌すなわち混練を行うことで、ペーストＨのはんだ粉末とフラックス分離を改善でき、且つ、所定のチキソ比および粘度のペーストＨ特性に戻すことができる。

次に、供給装置５０の詳細について説明する。図２に示すように供給装置５０は、上述した印刷機１００の被供給先、例えばスキージユニット４０やスクリーン版Ｓ上に、ペーストＨを自動供給する装置で、スキージユニット４０の真上やスキージ部に近接し配設される。尚、詳細を図示しないスキージユニット４０の内部構造は種々の形態がある。

図４にてカバー２１および固定リング２２について説明する。先ずカバー２１は、ペースト容器１０Ｐを収納保護するものであり、金属又は強化プラスチック材である。このカバー２１は、容器１０よりやや大きい円筒形状で、且つ、容器１０よりもやや大きい開口部を有している。このカバー２１によって、ペースト容器１０Ｐはその外周側面と容器底部１２が保護され、ピストン３０で加圧時にペースト容器１０の強度が保たれる。このカバー２１の開口部周縁には、例えば５ｍｍ程度外側に突出した、一対のロック爪２１Ａが向かい合って設けられている。またカバー２１底部の孔２１ＢはペーストＨの通過孔で、容器吐出孔１１よりやや大きく、好ましくは２〜３倍大きい構造である。尚、カバー２１は図示しないが真空の２重構造や断熱材加工の構造、又はペルチェ素子利用の温度調整機能の構造にすることにより、ペースト温度による粘度変化問題の改善ができる。

固定リング２２は断面コの字型のリング状で、ペースト容器１０Ｐとカバー２１とを係合させる補助具である。この固定リング２２には、例えば下面ひさし部２２Ａに溝２２Ｂが向かい合って設けられ、ひさし部２２Ａの内径はカバー２１の外径よりも少し大きくなっている。これにより固定リング２２のひさし部溝２２Ｂに、カバー２１のロック爪２１Ａを合せ取り付け、固定リング２２を回転することで、容器１０周縁部のツバ１４を固定リング２２でカバー２１に係止、容器が固定される構造になっている。

次に図５にてピスト３０について説明する。このピストン３０にはペースト安定供給のため大気開放機構３３が設けられている。具体的にはピストン３０をペースト容器１０Ｐへ嵌挿時に、ペースト容器１０Ｐ内の空気を大気開放部３３より排出しながら、ピストン３０をペースト容器１０Ｐ内のペーストＨ上面までスムースに移動でき、ピストン３０がペーストＨ面に達すると，大気開放機構３３の開閉弁３３ＢがペーストＨ面で押し上げられて、大気開放孔３０Ａは開閉弁３３Ｂで塞がれペーストＨの安定供給がなされる。

さらに、ピストン３０のＯリング３２は、ピストン本体３０Ｈの外周面とペースト容器１０の内周面との間が封止され、この間でのペーストＨの漏れを防止することができる。このＯリング３２はピストン本体３０Ｈの外周面に例えば２重〜３重でも良い。

ここで図５（Ｃ）にて、エアーシリンダー５３のロッド５３Ｒ先端部と、ピストンアダプター３１の構造、および取り付け方法を説明する。ロッド５３Ｒ先端にピン５３Ｐを有し、そのピン５３Ｐを矢印方向に、ピストンアダプター３１のピン孔３１Ａへ横より挿入後、回転すると孔端３１Ｌで止まり、シリンダーのロッド５３Ｒとピストン３０は連結できる

次に供給装置５０の詳細な使用方法を説明する。先ずペースト容器１０Ｐを供給装置５０に装着前準備の説明をするが、図６はペースト供給容器のアッセンブリ工程を示す概念断面図で、図７はペーストＨの収納容器１０Ｓ準備から供給容器アッセンブリＡＳの、供給装置５０へ装着までのフローチャートである。

具体的には収納容器１０Ｓを冷蔵庫より取り出し、混練機にてペーストＨを攪拌および常温戻し後、収納容器１０Ｓの蓋１４Ａおよび内蓋１４Ｂを外す。次に攪拌済みのペースト容器１０Ｐの、開口部１３よりピストン３０を嵌挿し、容器底部１２吐出孔形成部１１ＹのＶ溝１１Ｖ内側の一端を押圧し孔材を除去後、ペースト容器１０Ｐをカバー２１に装着し固定リング２２の固定で、供給容器アッセンブリＡＳが完成する。尚、容器底部（１２）の吐出孔部の形態で孔空け手段は異なり、例えば図４（Ａ）は封じ材１１Ｆを剥がす作業で、ペースト容器１０ＰＰをカバー２１へ装着後に吐出孔空けでも良い。

次に供給ペースト容器アッセンブリＡＳを、ペースト供給装置５０のフレームＦ２上のガイド２１Ｇ部へ装着、ねじ２１Ｎで固定し、ピストンアダプター３１にエアーシリンダー５３のロッド５３Ｒを取り付けて全工程の作業は終了し、供給ペースト容器アッセンブリＡＳの供給装置５０へ取り付けが完了する。

ペーストＨの粘度は材料および用途等により異なり、一般的なはんだペーストは１５０〜２５０Ｐａ・ｓが好ましく、高粘度の導電ペーストは２５０〜６００Ｐａ・ｓ、その他１００Ｐａ・ｓ以下の低粘度ペーストもある。尚、容器１０の吐出孔１１径選定（例えば径４φ〜１０φ）により、ピストン３０の加圧力が無い状態での自然落下は無く、もし自然落下が発生しても供給先で且つ少量落下は特に問題ない。

図８（Ａ）は、供給装置５０の向きすなわちペースト容器１０Ｐの装着方向変化例の部分略図を示すもので、本発明の供給装置５０においては、ペースト容器１０Ｐの装着方向は正常すなわちペースト容器開口部１３上面で、ペースト容器底部１２下向きだが、斜め方向または横方向するような構造で、容器底部１２吐出孔１１断面のエッチ部で粘性の高いペーストや接着剤等の、吐出終了時にペースト切れ改善、および供給装置の高さを低くできる効果がある。高粘度ペースト容器（Ａ）条件時、吐出孔１１は好ましくは図１１（Ｂ）とし、供給ペースト容器アッセンブリＡＳを供給装置５０に装着時の容器底部吐出孔１１向きを、好ましくは供給ペースト容器アッセンブリＡＳ装着時に図１１（Ｂ）孔向きが紙面下となる方向がペースト切れ効果大となる。尚、図１１（Ｃ）はペースト容器１０Ｐ横向きの供給装置例の概念図で、供給動作は第一実施形態と同じである。

次に図１、図２にて、ペーストＨのペースト自動供給装置の機構について説明する。スキージユニット４０に内蔵の残量センサー４１からの検知信号と、制御部５１の作用とピストン３０の圧力により、ペーストＨが自動供給される。尚、供給タイミングはペーストＨの高さを残量センサー４１で感知し管理制御する方法以外に、被印刷物例えばプリント基板Ｐ印刷枚数の管理設定による制御の自動供給方法でも良い。

具体的な自動供給の動作を説明する。印刷の途中でペーストＨ量が不足すると、ペーストＨの残量センサー４１の信号により、供給装置５０をコントロールする制御部５１が作用し、ペースト容器１０Ｐの上よりピストン３０にて、ペーストＨを押圧することで、ペースト容器１０Ｐ底部の吐出孔１１から、ペーストＨＫのように所定量を供給する。この構成によりペーストＨを吐出孔１１から、必要時に必要量を被供給先のスキージユニット４０またはスクリーン版Ｓの上に自動供給することができる。また供給量はシリンダー５３へのエアー圧力と吐出時間を、制御部５１の設定管理で自動供給を行うが、ペーストＨの粘度および吐出孔１１サイズの条件等により吐出タイムを制御調整する。また図示しないセンサーをオープンスキージ印刷機側に設けることで、上述のスキージユニット４０内部のセンサー４１同様の作用となる。

次に、容器底部１２吐出孔１１の形成部については、図９に示すように本発明の容器と異なる孔形状で他の形態でも良く、吐出孔１１の形状は丸以外の例えば楕円やスリット状でも良い。またペースト特性は種々あり粘度も異なるので、好ましくはペースト特性により容器底部の孔形状とサイズを最適に選定し、孔数も１個以上の複数個でも良く, サイズは丸形状でφ３〜１０、楕円で幅２〜８ｍｍ、長さ４〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

以下、図９にて吐出孔１１の形成部について変化例を個別に説明する。（Ａ）は、容器底部１２にφ５〜１０の吐出孔１１を設け、且つ、封じ材１１Ｆにて吐出孔１１を塞ぐ構造で、カバー２１装着時にペースト容器底部１０吐出孔の封止材１１Ｆを剥がして使用する。（Ｂ）は、容器底部１２吐出孔形成部１１Ｙ箇所にＶ溝１１を設けた構造で、Ｖ溝１１Ｖ位置を容器１０底部外側のみ設ける。（Ｃ）は、容器底部１２吐出孔形成部１１Ｙ箇所にＶ溝１１Ｖを設けた構造で、Ｖ溝１１Ｖ位置を容器１０底部内側のみ設ける。（Ｄ）は、容器底部１２吐出孔形成部１１Ｙ箇所の容器１０内側Ｖ溝を設け、吐出孔形成部１１Ｙが輪Ｗと一体の構造とし、カバー装着時に輪Ｗに指を入れ吐出孔形成部１１Ｙを引き剥がす構造である。（Ｅ）は、吐出孔の栓Ｋと一体の輪Ｗを固着した開栓部材１２Ｋを設けた構造とし、ペースト使用時に栓Ｋと一体の輪Ｗに指を入れ開栓する構造にした容器である。尚、図８（Ｂ）は容器底部孔形状の変化例であるが、高粘度ペーストにてペースト容器の向きを傾斜することで、ペーストの垂れや糸引きの改善効果となる。

容器底部１２の吐出孔予定部１１Ｙの強度問題は、ペースト製造メーカの製品管理および輸送等の工程において、容器底部１２を上すなわち上下逆の容器蓋１４Ａ側を下方向梱包にすることで、従来の強度は保障される。尚、収納容器１０Ｓ内のペーストが蓋１４Ａ側へ集まり、逆にペースト容器Ｐ底部１２側へ空間が発生する問題は、輸送後に正常向き状態での冷蔵庫保管により、自然にペーストＨは収納容器１０Ｓ底部へ移動し元の収納状態に復帰する。

尚、ペースト材料により大容量容器や缶等の収容形態では、攪拌機使用可能な専用の供給容器とピストン径サイズの種類、およびカバーサイズを複数準備対応にて、専用容器に移し替えての使用方法も可能である。

エアーシリンダー５３によって加圧されたペーストＨは、容器１０内で下方にピストン３０により押圧移動し、容器底部１２の吐出孔１１から下方に押し出される。そして押し出されたペーストＨは、ペースト供給装置５０の下面に配設されたスキージユニット４０によって囲まれた印刷空間３５またはスクリーン版Ｓ上に供給される。本実施形態ではペースト供給装置５０の圧力付与手段５０Ａに、エアシリンダー５３を用いる場合について説明したが、このエアシリンダー５３の代わりにモータを用いても良い。

以下、図１０にてモータを用いる具体的な構成および動作と効果を説明する。（Ａ）はペースト供給装置５０のモータ８３による、ピストン３０の昇降機構８０の側面略図で、ラックとピニオンを用いたものである。すなわち、アーム８０Ａには、延在方向に沿ってラックギア８１が固着されている。モータ８３は電源供給手段を接続しステッピングモータが用いられ、フレームＦ３に固着されている。このモータ８３の軸には，ラックギア８１とかみ合うピニオンギア８２が取り付けられている。この機構によりモータ８３の回転方向に応じて、アーム６０Ａが昇降できる。

次に図１０（Ｂ）は昇降機構８０‘の変化例を説明する。モータＭ８とギャーＧ１、さらにギャーＧ２とナットＮ２の固着部材および送りねじ８０Ｂを使用した構造で、図示しない連結部で送りねじ８０Ｂとピストン３０を連結、モータＭ８の回転により送りねじ８０Ｂが上下移動する構成で、ラックとピニオン方式と同様の効果がある。

尚、エアシリンーダー５３を用いる場合に比較し、作業終了時にモーターを逆転することにより、ピストン３０と容器１０を自動分離することができる。また供給終了後すなわち加圧終了時に、わずかにモータを逆転することで負圧力がかかり、ペーストＨ落下防止の効果となる。

図１では供給装置が印刷部のスクリーン版上の密閉スキージ上部への設置例であるが、一般の大型印刷機のオープンスキージで両スキージ、またはスキージとスクレッパ間の、スキージ部上のフレーム部に設置方法や、低粘度ペーストやインキ等の印刷材料は、混練機使用可能な底部孔なし容器使用で、ピストン大気開放部孔３０Ａ利用の供給アダプター２４のチューブを介した自動供給方法も可能である。

以下、具体的な実施例を説明する。先ず図１１は供給装置移動機構の概念図で、（Ａ）は平面図（Ｂ）は側面図＜（Ｃ）は断図で、ペースト供給アッセンブリＡＳの架台７１と固定部７１Ｇ、およびサーボモーター７０ｍ、レール７２と送りネジ７３とセンサー７０Ｓで構成されている。

図１２は大型オープン印刷機に本発明供給機搭載の、第２実施の形態における供給装置の主要部を示す図で、（Ａ）は供給装置と印刷部の部分側面略図、（Ｂ）は供給装置と印刷部の部分断面図を示す。架台７１とレール７２および送りねじ７３を設けた移動機構７０と供給容器アッセンブリＡＳの構成略図で、ペーストＨ供給時にスキージ４３Ｂと並行方向に架台７１が移動することにより、印刷幅に対応して安定供給ができる。尚、供給装置の移動幅は被印刷物の大きさに合わせてセンサー７０Ｓの位置により自在に調整可能な構成で、大型の印刷装置にて大きなスクリーン版Ｓ上へのペースト供給で、スクリーン版Ｓの外側へのペースト供給不足問題が改善できる。

図１３は大型オープン印刷機に本発明供給機の、実施の形態における供給装置および印刷部の主要部を示す側面を示す図で、供給部５０Ｂにペースト供給装置を２台配設する構成略図で、各容器底部吐出孔よりペーストＨ等の印刷材料を吐出する構成である。図１３では供給装置２台であるが印刷装置のサイズで３個以上の複数個の配設でも良く、前記の供給装置５０の移動機構７０設けた構造と同様の効果がある。

次に図１４にて低粘度ペーストやインキの印刷材料（以下インキ）Ｉｚ供給装置実施例を具体的に説明する。（Ａ）は本発明の供給装置を印刷装置５０ｔに適用した第３実施の形態で、供給装置の主要部を示す断面図で、（Ｂ）は供給装置および印刷装置の一部を示す側面図ある。

図１４（Ｂ）に示すように印刷装置は、インキＩｚを被印刷物Ｈｐに送出するインキ供給装置５０ｔ、および被印刷物Ｈｐである用紙や回路基板等にインキＩｚを転写させる印刷部４０を備え、インキ供給装置５０ｔには開口部１３を有するインキ収容のインキ容器（吐出孔無し）１０ｂと容器の保護カバー２１’を有し、また供給アダプター２４が設けられている。尚、インキＩｚの加圧する押圧部材のピストン３０ｔ以外の、制御部５１およびインキＩｚの量を検出するセンサー４１等の基本構造や動作は、本発明のペースト供給装置５０と同じである。尚、カバー２１’に図示しない温度調整管理機構を設け、ピストン３０ｔに攪拌翼３４ａと駆動部４３ｂを設け定期的に攪拌することで、粘度均一化ができさらに印刷品質改善効果となる。

尚、供給装置５０ｔのインキ容器１０ｂは円筒形状で、容器開口部１３より着脱自在の吐出アダプター２４付きピストン３０ｔが嵌挿され、制御部５１によるピストン３０ｔの押圧によりインキＩｚが押され、吐出アダプター２４を介しチューブ２４ｂを通過、先端の吐出口２４ａよりスクリーン版Ｓ’上に供給される構成である。

印刷部４０ＢはインキＩｚを通過させる多孔性構造を有するメッシュのスクリーン版Ｓ’と、スキージ４３およびスキージを上下・水平方向に移動する駆動部を備えていて、図示しない制御部による抑圧部のピストン３０ｔによりインキＩｚが加圧され、吐出アダプター２４のチューブ２４ｂを介して先端の吐出口２４ａより、スクリーンＳ’版上に供給される。スキージ４３はスクリーン版Ｓ’に密着させて連続的に押圧移動しながら、メッシュから滲み出るインキＩｚを、スクリーン版Ｓ’裏面に密着の紙や基板等の被印刷物Ｈｐ表面に転移印刷を行う。

次に図１５で第３実施の形態における押圧部ピストン３０ｔについて説明図する。（Ａ）はピストンアダプター略図でピストン本体３０ｈとＯリング３２、およびエアシリンダー５３と連結用アダプター３１と供給アダプター２４で構成されているが、Ｏリング３２は複数でも良い。（Ｂ）はインク供給アダプター略図で、ゴムパッキン２４ｃはピストン３０取り付け部の密着性向上作用があり、インクＩｚの漏れ防止の作用をする。（Ｃ）はピストンの切り替え図で、先ず袋ナット２３ｎを緩めピストン本体３０ｈより開閉弁２３ｂを取外し、次にインキ供給アダプター２４をピストン側はネジ、またはナット２４ｎにて固定し完了する。

尚、供給アダプター２４は複数設ける構造、およびチューブ先端２４a部をスライダーにて、スキージ４３と並行に移動しても良い。また供給アダプター２４のチューブ２４ｂの材質は弾性に富むフレキシブルなシリコンやポリエチレン等で、内径はインキの粘度により好ましくは３〜１０ｍｍで選択、また吐出口にチューブ端を押える孔サイズ調整機構を設けても良い。

図１６（Ａ）は、従来の一般的なオープンスキージの印刷機における実施例の部分構成図で、印刷ブロック１１０のシリンダー部４１に近接してペースト供給装置５０を配設し、ペースト供給装置５０と印刷ブロック１１０が、右側に待機中または図１４に示すように左（矢印）方向に印刷中のみ、スクリーン版上に向けペーストＨＫ供給される構成で圧力付与手段も自動制御される
図１６（Ｂ）は、従来オープンスキージ印刷機１２０の部分構成例図で、左右のシリンダー１１１の下にスキージ１１２を設けたスキージ部は、各シリンダー１１１がフレームＦ１０に固着されていて、右（矢印）方向へ移動するときは左シリンダー１１１Ａ、すなわち左スキージ１１２Ａが下がり、右シリンダー１１１Ｂすなわち右スキージ１１２Ｂは上がり、左スキージ１１２ＡでペーストＨをスキージ印刷する。右方向の印刷終了でシリンダーは左右逆動作となり、左スキージ１１２Ａが上がり、右スキージ１１２Ｂは下がり左に移動することにより左方向の印刷を開始する。尚、ペーストＨの供給は一般的に印刷枚数や、時間管理および目視の判断等より、印刷作業を中断して、操作者がペースト容器１０Ｐより供給するので正確なペースト量の管理が出来ない

以上より、攪拌すなわち混練機利用可能な収納容器使用のペースト自動供給により、正常特性ペーストおよび適正ペースト量の管理が出来るため、良好なペーストローリングが発揮でき、適正のペースト印刷条件が確保によりペースト印刷品質の向上が図れ、ペースト供給装置とペースト供給方法および容器を提供できる。尚、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、他に種々の形態で実施可能である。

ＡＳ 供給容器アッセンブリ
Ｈ ペースト
Ｓ スクリーン版
１０ 容器
１０Ｐ ペースト容器
１１ 吐出孔
１１Ｆ 封じ材
１１Ｖ Ｖ溝
１２ 容器底部
１３ 開口部
２１ カバー
２１Ｂ ペースト通過孔
２２ 固定リング
３０ 押圧部材（ピストン）
３３ 大気開放部
４０ スキージユニット
４３ スキージ
５０ ペースト供給装置（供給装置）
５０Ａ 圧力付与手段
５１ 制御部
７０ 移動機構
７０ｍ モータ
７２ レール
７３ 送りねじ
７１ 架台
１００ スクリーン印刷機

Claims (5)

1. 粘性印刷材料であるペーストをスキージユニットまたはスクリーン版上の被供給先に供給する方法であって、容器底部に吐出孔を設けたペースト容器の開口部より、圧力付与手段および押圧部材にて、該ペースト容器内のペーストを押圧することで、該ペースト容器底部の吐出孔を介して該ペーストを、前記被供給先に供給することを特徴とするペースト供給方法。
2. スクリーン版を介して粘性印刷材料であるペーストを印刷するスクリーン印刷機の、前記被供給先に供給するペースト供給装置であって、前記ペースト容器を着脱自在に保持させるペースト通過孔付きカバーと、該カバーとペースト容器を係合する固定リングを備え、該ペースト容器には開口部より嵌挿される押圧部材、および圧力付与手段と制御部が設けられ、該ペースト容器底部の吐出孔は、該カバーのペースト通過孔に連通することを特徴とするペースト供給装置。
3. スクリーン印刷機のスキージ長手並行方向に、レールとモータに連結の送りねじを設け、さらにペースト供給部の架台を備え、ペースト供給装置をスライドできる移動機構を設けることを特徴とする請求項２、３記載のペースト供給装置。
4. 請求項２〜４に記載のペースト供給装置に用いることができる容器であって、筒状の容器の開口部と対向する容器底部に前記カバーを装着前または装着後に、吐出孔を開口できるような構造をあらかじめ設けていることを特徴とする容器。
5. 吐出孔を開口できる構造が、吐出孔を開口できる様なＶ溝または封じ材で孔塞ぐ構造であることを特徴とする請求項４記載の容器。
   

Images