JP2015214090A

JP2015214090A - スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷装置におけるクリーニングペーパのペーパ切れ検出方法

Info

Publication number: JP2015214090A
Application number: JP2014098352A
Authority: JP
Inventors: 賢男孟; Tadao Mo; 村上　稔; Minoru Murakami; 稔村上
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-12-03

Abstract

【課題】ペーパの最後端部が紙管に結合された貼着強度がばらついたタイプのペーパロールを対象とする場合にあっても、ペーパ切れを正しく検出することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷装置におけるクリーニングペーパのペーパ切れ検出方法を提供することを目的とする。【解決手段】ペーパ切れ検出において未使用のペーパロールの回転量を検出するスリット検出信号Ｓが反復して検出されない場合、さらにスリット検出信号Ｓが継続するオン時間および断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、検出された時間幅の最大値と最小値から求めた最大・最小比Ｒを予め設定された第２のしきい値Ｒｔｈを超えた場合のいずれかに該当したならば、ペーパロールにおけるペーパ切れが発生したと判断する。【選択図】図７

Description

本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびこのスクリーン印刷装置においてマスククリーニング用のクリーニングペーパのペーパ切れを検出するペーパ切れ検出方法に関するものである。

電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。

印刷作業中には、マスクプレートの下面側には基板上で印刷部位からはみ出したクリーム半田が付着したり、基板上に完全に転写されなかったクリーム半田がマスクプレートの開口部に残留するなどの汚損が発生する。このようなクリーム半田による汚損は後続の基板への正常な印刷を妨げるため、これらのクリーム半田を除去するためのクリーニングを行う必要がある。

このため従来より、マスクプレートを下面側から専用のクリーニングぺーパ（以下単に「ペーパ」と略記する。）を用いて拭き取ることによって残余のクリーム半田を除去するクリーニング機構を備えたスクリーン印刷装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このクリーニング機構においては、ぺーパは紙管に巻回されたペーパロールの形態で供給され、クリーニング動作の度毎にぺーパをペーパロールから引き出し、クリーニングに使用された後の使用済みペーパを巻取り機構によって巻き取って回収する構成が用いられる。そしてペーパロールに巻回収納されたペーパを全て使い切ると、新たなペーパロールと交換する必要があるため、クリーニング機構を備えたスクリーン印刷装置として、ペーパ切れを検出するペーパ切れ検出機能を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献例に示す先行技術においては、未使用のペーパが巻回された第１のロール装着部の回転量を検出する回転量検出部を、外周部に複数のスリットが定ピッチで形成され回転軸に結合されてともに回転する回転円板と、この回転円板の外周部にスリットの形成範囲に検出光軸の位置を合わせて配置された光センサとを有する構成としている。そして光センサによるスリット検出信号が、ペーパ送りを開始した後にブレーキ機構を作動させてペーパ送りを停止するまでの時間で定義されるペーパ送り動作の１サイクル時間が動作遅延限界時間として設定されるしきい値を超えた場合、すなわちペーパーロールが回らずに停止した状態が所定時間を超えて継続した場合に、ペーパ切れが発生したと判断するようにしている。

特開２０１２−７６４３１号公報

ところで現在一般に使用されているペーパロールでは、ペーパロールの芯となる紙管にペーパを巻き付けるため、ペーパの最後端部を紙管に貼り合わされて固着することが行われる。このペーパの紙管への貼着強度にはばらつきがあるため、使用済みペーパの巻取り機構のモータが駆動状態にあるにも拘わらず、巻き取られたペーパが紙管から分離されずに貼着された状態のままとなる場合が生じる。このような場合には、巻取り機構のモータは回転動作指令から逸脱した脱調状態となり、回転量検出部から出力されるスリット検出信号が不規則となって正常なペーパ切れ検出ができない。このように、スリットが設けられた回転円盤と光センサを組み合わせた回転量検出部を有する従来のクリーニングペーパのペーパ切れ検出方法においては、ペーパの紙管への貼着強度にばらつきがあることに起因して、クリーニングペーパのペーパ切れを正しく検出することができない場合があるという課題があった。

そこで本発明は、クリーニングペーパのペーパ切れを正しく検出することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷装置におけるクリーニングペーパのペーパ切れ検出方法を提供することを目的とする。

本発明のスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、紙管に巻回されたペーパロールの状態で供給されるクリーニングペーパをクリーニングヘッドによって前記マスクプレートの下面に押しつけて拭き取ることによりこのマスクプレートを下面側からクリーニングするクリーニング機構とを有するスクリーン印刷装置であって、前記クリーニング機構は、未使用の前記ペーパロールが第１の回転軸廻りに回転自在に装着される第１のロール装着部と、前記第１の回転軸の回転を阻止するブレーキ機構と、前記第１の回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記使用済みのクリーニングペーパを紙管に巻回して回収するための回収ロールが第２の回転軸廻りに回転自在に装着される第２のロール装着部と、前記第２のロール装着部に装着された紙管をステッピングモータを駆動源として回転駆動することにより前記クリーニングペーパを巻き取る巻取り駆動機構と、前記回転量検出部の検出結果に基づき、前記ブレーキ機構および前記巻取り駆動機構を制御することにより、前記クリーニング機構によるマスクプレートの下面のクリーニングのためのクリーニングペーパ送り動作を制御するペーパ送り制御部とを備え、前記回転量検出部は、外周部に複数のスリットが定ピッチで形成され前記第１の回転軸に結合されてともに回転する回転円板と、この回転円板の外周部に前記スリットの形成範囲に検出光軸の位置を合わせて配置された光センサと、前記光センサによるスリット検出信号をカウントしたカウント数により前記第１の回転軸の回転量を検出する検出処理部とを有し、前記ペーパ送り制御部は、前記スリット検出信号が反復して検出されない場合は、前記ペーパロールにおけるペーパ切れが発生したと判断し、さらに、前記スリット検出信号が継続するオン時間およびスリット検出信号が断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、前記時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された閾値と比較することにより、前記ペーパロールにおけるペーパ切れの発生の有無を判断する。

本発明のペーパ切れ検出方法は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、紙管に巻回されたペーパロールの状態で供給されるクリーニングペーパをクリーニングヘッドによって前記マスクプレートの下面に押しつけて拭き取ることによりこのマスクプレートを下面側からクリーニングするクリーニング機構とを有し、前記クリーニング機構は、未使用の前記ペーパロールが第１の回転軸廻りに回転自在に装着される第１のロール装着部と、前記第１の回転軸の回転を阻止するブレーキ機構と、前記第１の回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記使用済みのクリーニングペーパを紙管に巻回して回収するための回収ロールが第２の回転軸廻りに回転自在に装着される第２のロール装着部と、前記第２のロール装着部に装着された紙管をステッピングモータを駆動源として回転駆動することにより前記クリーニングペーパを巻き取る巻き取り駆動機構と、前記回転量検出部の検出結果に基づき、前記ブレーキ機構、前記巻き取り駆動機構を制御することにより、前記クリーニング機構によるマスクプレートの下面のクリーニングのためのクリーニングペーパ送り動作を制御するペーパ送り制御部とを備え、前記回転量検出部は、外周部に複数のスリットが定ピッチで形成され前記第１の回転軸に結合されてともに回転する回転円板と、この回転円板の外周部に前記スリットの形成範囲に検出光軸の位置を合わせて配置された光センサと、前記光センサによるスリット検出信号をカウントしたカウント数により前記第１の回転軸の回転量を検出する検出処理部とを有する構成のスクリーン印刷装置において、前記ペーパロールにおけるペーパ切れを検出するペーパ切れ検出方法であって、前記スリット検出信号が反復して検出されない場合は、前記ペーパロールにおけるペーパ切れが発生したと判断し、さらに、前記スリット検出信号が継続するオン時間およびスリット検出信号が断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、前記時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された閾値と比較することにより、前記ペーパロールにおけるペーパ切れの発生の有無を判断する。

本発明によれば、クリーニングペーパのペーパ切れを正しく検出することができる。

本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のクリーニングユニットの構造説明図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の動作説明図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置において用いられるペーパ切れ検出アルゴリズムを示すタイムチャート本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるペーパ切れ検出処理のフロー図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２、図３を参照して、スクリーン印刷装置の構造を説明する。図１において、スクリーン印刷装置は、基板位置決め部１の上方にスクリーン印刷機構１１を配設して構成されている。基板位置決め部１は、Ｙ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル３およびθ軸テーブル４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル５、第２のＺ軸テーブル６を組み合わせて構成されている。

第１のＺ軸テーブル５は、θ軸テーブル４の上面に設けられた水平なベースプレート４ａの上面側にて、同様に水平なベースプレート５ａを昇降させる構成となっている。ベースプレート５ａには垂直フレームを介して基板搬送機構８が保持されている。基板搬送機構８は基板搬送方向（Ｘ方向−−図１において紙面垂直方向）に平行に配設された２条の搬送レールを備えており、これらの搬送レールによって印刷対象の基板１０の両端部を支持して搬送する。第１のＺ軸テーブル５を駆動することにより、基板搬送機構８によって保持された状態の基板１０を、基板搬送機構８とともに後述するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。

図２、図３に示すように、基板搬送機構８は上流側（図２、図３において左側）および下流側に延出し、上流側から搬入された基板１０は基板搬送機構８によって搬送され、さらに基板位置決め部１によって位置決めされる。そして後述するスクリーン印刷機構１１によって印刷が行われた後の基板１０は、基板搬送機構８によって下流側に搬出される。

第２のＺ軸テーブル６は、基板搬送機構８とベースプレート５ａの中間に配設された水平なベースプレート６ａを昇降させる。ベースプレート６ａの上面には、上面に基板１０を保持する下受け面が設けられた基板下受部７が配設されている。第２のＺ軸テーブル６を駆動することにより、基板下受部７は基板搬送機構８に保持された状態の基板１０に対して昇降する。そして基板下受部７の下受け面が基板１０の下面に当接することにより、基板下受部７は基板１０を下面側から支持する。基板搬送機構８の上面にはクランプ機構９が配設されている。クランプ機構９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材９ａを備えており、一方側のクランプ部材９ａを駆動機構９ｂによって進退させることにより、基板１０を両側からクランプして固定する。

次に基板位置決め部１の上方に配設されたスクリーン印刷機構１１について説明する。図１，図２において、マスク枠１２ａにはマスクプレート１２が展張されており、マスクプレート１２には基板１０において印刷対象となる電極１０ａの形状・位置（図３参照）に対応して、パターン孔１２ｂが設けられている。マスクプレート１２上にはスキージユニット１３が配設されており、スキージユニット１３は、水平なプレート１４にスキージ１６を昇降させるスキージ昇降機構１５を配設した構成となっている。スキージ昇降機構１５を駆動することによりスキージ１６は昇降して、マスクプレート１２の上面に当接する。

図２に示すように、縦フレーム２５上にはスライドガイド機構２６がＹ方向に配設されている。プレート１４はスライドガイド機構２６によって両端部を保持されてＹ方向にスライド自在となっており、プレート１４は、スキージ移動用モータ（図示省略）によって駆動されるスキージ移動手段２７によりＹ方向に水平移動する。

次にスクリーン印刷機構１１による印刷動作について説明する。まず基板搬送機構８によって基板１０が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル６を駆動して基板下受部７を上昇させ、基板１０の下面を下受けする。そしてこの状態で基板位置決め部１を駆動して基板１０をマスクプレート１２に対して位置合わせする。この後、第１のＺ軸テーブル５を駆動して基板１０を基板搬送機構８とともに上昇させてマスクプレート１２の下面に当接させ、次いで基板１０をクランプ機構９によってクランプする。これにより、スキージユニット１３によるスキージングにおいて、基板１０の水平位置が固定される。そしてこの状態で、ペーストであるクリーム半田が供給されたマスクプレート１２上でスキージ１６を摺動させることにより、パターン孔１２ｂを介して基板１０にはクリーム半田が印刷される。

次に、マスクプレート１２の下面をクリーニングするクリーニング機構について説明する。このクリーニング機構は、スクリーン印刷動作を反復して実行する過程において、マスクプレート１２の下面に付着したクリーム半田を予め定められた規定のインターバル毎にクリーニングペーパ２１（図４参照、以下単にペーパ２１と略記。）によって拭き取って除去する機能を有しており、マスクプレート１２の下面の汚損に起因する印刷品質の低下を防止する役割を果たす。

図１に示すように、本実施の形態においてはクリーニング機構は、基板１０およびマスクプレート１２を撮像するカメラヘッドユニット１７と一体的に移動するクリーニングヘッドユニット１８を主体とした構成となっている。カメラヘッドユニット１７は、基板１０を上方から撮像する基板認識カメラとマスクプレート１２を下面側から撮像するマスク認識カメラとを備えており、カメラヘッドユニット１７を移動させることにより、基板１０の認識とマスクプレート１２の認識とを同時に行うことができる。

図３に示すように、クリーニングヘッドユニット１８は水平なユニットベース１８ａに未使用のペーパ２１を巻回したペーパロール３５Ａと、使用済みのペーパ２１を巻回した回収ロール３５Ｂおよびクリーニングヘッド３６を配設した構成となっており、ペーパロール３５Ａから引き出されたペーパ２１は、クリーニングヘッド３６を経由して回収ロール３５Ｂに回収される。カメラヘッドユニット１７およびクリーニングヘッドユニット１８は、ヘッドＸ軸テーブル１９に装着されてＹ方向に一体的に移動する。

図２において縦フレーム２５上には、スライドガイド機構２８がＹ方向に沿って配設されている。スライドガイド機構２８にはブラケット１９ａを介してヘッドＸ軸テーブル１９が結合されており、ヘッドＸ軸テーブル１９はＹ方向にスライド自在となっている。ヘッドＸ軸テーブル１９は、ヘッド移動用モータ（図示省略）によって駆動されるヘッドＹ軸移動機構２０によりＹ方向に水平移動する。ヘッドＸ軸テーブル１９およびヘッドＹ軸移動機構２０は、カメラヘッドユニット１７およびクリーニングヘッドユニット１８を一体的に水平移動させるヘッド移動手段を構成する。

次に図４を参照して、クリーニングヘッドユニット１８の詳細構造を説明する。図４（ａ）は図３に示すクリーニングヘッドユニット１８のＹ方向の断面を示しており、クリーニングヘッドユニット１８には、それぞれ第１の回転軸３７Ａ、第２の回転軸３７Ｂを備えた第１のロール装着部１８ｂ、第２のロール装着部１８ｃが設けられている。第１のロール装着部１８ｂには、未使用のペーパロール３５Ａが第１の回転軸３７Ａ廻りに回転自在に装着される。第２のロール装着部１８ｃには、使用済みのペーパ２１を紙管に巻回して回収するための回収ロール３５Ｂが第２の回転軸３７Ｂ廻りに回転自在に装着される。ペーパロール３５Ａ、回収ロール３５Ｂはいずれも紙管３５ａにペーパ２１を卷回して構成されており、紙管３５ａ内に第１の回転軸３７Ａ、第２の回転軸３７Ｂを挿通させ、係止機構（図示省略）によって紙管３５ａを第１の回転軸３７Ａ、第２の回転軸３７Ｂに固着することにより、第１のロール装着部１８ｂ、第２のロール装着部１８ｃに装着される。

ペーパロール３５Ａから引き出されたペーパ２１は、クリーニングヘッド３６の上面に設けられた押付面３６ｂを周回して、回収ロール３５Ｂに巻き取られる。クリーニングヘッド３６はヘッド昇降機構３６ａによって昇降自在となっており（矢印ａ）、通常状態においてはクリーニングヘッド３６は下降状態にある。そしてマスクプレート１２の下面を清掃するマスククリーニング時には、ヘッド昇降機構３６ａを駆動してクリーニングヘッド３６を上昇させ、ペーパ２１をマスクプレート１２の下面に押し当てる。

図４（ｂ）の平面図に示すように、第１のロール装着部１８ｂには第１の回転軸３７Ａの回転を阻止するブレーキ機構３８と、第１の回転軸３７Ａの回転量を検出する回転量検出部４１が設けられており、第２のロール装着部１８ｃには、第２の回転軸３７Ｂを回転駆動する巻き取り駆動機構４２が設けられている。ペーパ２１をクリーニングヘッド３６によってマスクプレート１２に押し付けて摺動させるマスククリーニング動作においては、マスクプレート１２へのペーパ２１の付着を防止するため、ブレーキ機構３８を作動させてペーパロール３５Ａからペーパ２１が引き出されるのを阻止する。そしてクリーニングにより汚損したペーパ２１を回収ロール３５Ｂに巻き取って新たな未使用のペーパ２１をペーパロール３５Ａから引き出すテープ送り動作時には、ブレーキ機構３８の作動を解除してペーパロール３５Ａからのペーパ２１の引き出しを許容する。

巻き取り駆動機構４２は、第２のロール装着部１８ｃに装着された紙管３５ａをステッピングモータを駆動源として回転駆動することによりペーパ２１を巻き取る機能を有している。すなわち巻き取り駆動機構４２を駆動して第２の回転軸３７Ｂを回転させることによりペーパ２１が回収ロール３５Ｂに巻き取られ、これにより押付面３６ｂを周回するペーパ２１は、回収ロール３５Ｂに巻き取られた分だけペーパロール３５Ａから引き出される。そしてペーパロール３５Ａからペーパ２１が引き出されることにより、第１の回転軸３７Ａはペーパ２１の引き出し量に応じた回転量で回転する。したがって、第１の回転軸３７Ａの回転量を回転量検出部４１で検出することにより、ペーパロール３５Ａから引き出されたペーパ２１の引き出し量を検出することができる。

ここで、巻き取り駆動機構４２は駆動源としてステッピングモータを用いていることから、通常のサーボモータを用いたサーボ駆動系において保証される正確な回転量制御が必ずしも実現されず、実際の回転量が制御装置から指令された回転量に正確に追従しない脱調現象が生じやすい。このためペーパロール３５Ａにてペーパ切れが発生した状態において、ペーパ２１の最後端部が紙管３５ａに強固に固着されている場合には、巻き取り駆動機構４２に対して回転指令が出力されているにもかかわらず第１の回転軸３７Ａは回転しない。またペーパ２１の紙管３５ａへの貼着状態が弱い場合にはペーパ切れに際してペーパ２１は紙管３５ａから容易に剥離され、この場合にも同様に第１の回転軸３７Ａは回転しない。

上述のようにペーパ２１の紙管３５ａへの貼着状態が異なるタイプのペーパロール３５Ａを対象としてペーパ切れを正しく検出することができるよう、本実施の形態に示すクリーニングヘッドユニット１８においては、以下に説明する構成の回転量検出部４１を採用し、回転量検出部４１の検出結果に基づいてペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れを簡易な方法で検出するようにしている。回転量検出部４１は、第１の回転軸３７Ａに結合されてともに回転する回転円板３９と、この回転円板３９の外周部に配置された光センサ４０とを組み合わせた構成となっている。図４（ｃ）に示すように、回転円板３９の外周部には、板部材を櫛歯状に切り欠いた複数のスリット３９ａが定ピッチで全周にわたって形成されており、光センサ４０はスリット３９ａの形成範囲に検出光軸４０ｃの位置を合わせて配置されている。

第１の回転軸３７Ａととともに回転円板３９が回転する過程において、スリット３９ａが光センサ４０の検出光軸の位置に一致することにより、投光部４０ａから投射される光が受光部４０ｂによって受光される。これにより光センサ４０はＯＮ状態となり、スリット検出信号Ｓを出力する。また非スリット部３９ｂが光センサ４０の検出光軸４０ｃの位置にあって投光部４０ａから投射される光が遮光された状態では、光センサ４０はＯＦＦ状態となりスリット検出信号Ｓは出力されない。したがって、このスリット検出信号Ｓを検出処理部４１ａ（図６参照）によって受信してカウントすることにより、第１の回転軸３７Ａの回転量を検出することができる。そして本実施の形態においては、回転量検出部４１の検出結果に基づき、ブレーキ機構３８および巻き取り駆動機構４２を制御することにより、クリーニングヘッドユニット１８によるマスクプレート１２の下面のクリーニングのためのペーパ送り動作を制御するようにしている。

次に図５を参照して、マスククリーニング動作の概略について説明する。カメラヘッドユニット１７による基板１０やマスクプレート１２の認識を行わず、またクリーニングヘッドユニット１８によるマスククリーニングを行わないときには、図５（ａ）に示すように、カメラヘッドユニット１７、クリーニングヘッドユニット１８はともに基板位置決め部１の上方から側方に退避する。そしてマスククリーニングを実行する際には、図５（ｂ）に示すように、クリーニングヘッドユニット１８をカメラヘッドユニット１７とともにマスクプレート１２の下方に進出させ、次いでクリーニングヘッド３６を上昇させる。そしてクリーニングヘッド３６によってペーパ２１をマスクプレート１２の下面に押し当てた状態で、クリーニングヘッドユニット１８を水平移動させることにより、ペーパ２１によってマスクプレート１２の下面を拭き取ってクリーニングする。

したがって、クリーニングヘッドユニット１８およびクリーニングヘッドユニット１８を移動させるヘッド移動手段は、紙管３５ａに巻回されたペーパロール３５Ａの状態で供給されるペーパ２１をクリーニングヘッド３６によってマスクプレート１２の下面に押しつけて拭き取ることにより、このマスクプレート１２を下面側からクリーニングするクリーニング機構を構成する。

次に、図６を参照して、制御系の構成を説明する。制御部４３はＣＰＵ機能であり、記憶部４４に記憶された各種の演算・動作プログラムを作業実行用データに基づいて実行することのより、以下の各部の動作や処理を制御する。これにより、スクリーン印刷動作やマスククリーニング動作が実行される。記憶部４４は上述の演算・動作プログラムや作業実行用データのほか、クリーニングヘッドユニット１８におけるペーパ送り動作を制御するために用いられるしきい値についてのデータである第１のしきい値（Ｔｔｈ）４４ａ、第２のしきい値（Ｒｔｈ）４４ｂが記憶されている。

機構駆動部４５は、制御部４３によって制御されて、基板位置決め部１、スクリーン印刷機構１１、クリーニングヘッドユニット１８を駆動する。これにより、基板１０を対象とするスクリーン印刷動作およびマスクプレート１２を対象とするマスククリーニング動作が実行される。回転量検出部４１は、光センサ４０によるスリット検出信号Ｓを検出処理部４１ａが受信することにより、ペーパロール３５Ａとともに回転する第１の回転軸３７Ａの回転量を検出する。これにより、ペーパロール３５Ａから送り出されるペーパ２１の長さを検出することができる。

ペーパ送り制御部４６は、回転量検出部４１の検出結果に基づき、ブレーキ機構３８および巻き取り駆動機構４２を制御することにより、クリーニングヘッドユニット１８によるマスクプレート１２の下面のクリーニングのためのペーパ送り動作を制御する。操作・入力部４７はキーボードやタッチパネルスイッチなどの入力手段であり、スクリーン印刷装置の操作指令や各種データの入力などの操作を行う。表示部４８は液晶パネルなどの表示装置であり、操作・入力部４７による操作入力時の案内画面や、クリーニングヘッドユニット１８におけるペーパ切れ検出時の報知画面など各種の画面を表示する。

ペーパ送り制御部４６によるペーパ送り動作の制御について、図７を参照して説明する。図７は、クリーニングヘッドユニット１８においてマスククリーニング動作実行後に行われるペーパ送り時の光センサ４０の検出結果およびブレーキ機構３８の動作状態をタイムチャートにて示している。図７（ａ）は、ペーパロール３５Ａからペーパ２１が規定量だけ引き出されて正常にペーパ送りが行われている状態におけるタイムチャートを示している。

すなわちこの場合には、ブレーキ機構３８の作動を解除してペーパロール３５Ａからのペーパ２１の引き出しが許容される状態にした後、巻き取り駆動機構４２を駆動して回収ロール３５Ｂにペーパ２１を巻き取る。このとき、巻き取り駆動機構４２による巻き取り速度に追従して第１の回転軸３７Ａが回転することから、第１の回転軸３７Ａとともに回転する回転円板３９のスリット３９ａが光センサ４０によって検出され、スリット検出信号Ｓが出力される。

このとき、スリット検出信号Ｓは予め設定された規定のペーパ送り量に応じた所定回数（図７に示す例では３回）だけ反復して検出された後に、ブレーキ機構３８を作動させてペーパロール３５Ａからのペーパ２１の引き出しを停止することにより、ペーパ送り動作の１サイクルが完了する。したがって、スリット検出信号Ｓの検出回数が所定回数に満たない場合には、ペーパロール３５Ａからペーパ２１が正常に引き出されていないこと、すなわちペーパ切れが発生したと判断される。このようなペーパ切れの発生は、ペーパロール３５Ａにてペーパ２１の終端部の紙管３５ａへの貼着力が十分でなく、ペーパ２１が巻き取りによって紙管３５ａから容易に剥離する結果、第１の回転軸３７Ａの回転が停止する場合や、その反対にペーパ２１が紙管３５ａに強固に貼着されている場合のいずれにおいても、第１の回転軸３７Ａの正常な回転が停止することによって検出される。

またスリット検出信号Ｓの継続時間Ｔは、正常なペーパ送り動作時においては、巻き取り速度に対応した所定時間となる。したがって、スリット検出信号Ｓの継続時間Ｔを監視することにより、ペーパ送り動作の正常・異常を判断することができる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、スリット検出信号Ｓの継続時間Ｔを予め設定された第１のしきい値Ｔｔｈと比較し、継続時間Ｔが第１のしきい値Ｔｔｈを超えた場合には、ペーパロール３５Ａからのペーパ２１の引き出しが正常に行われておらずペーパ切れが発生したと判断する。第１のしきい値Ｔｔｈは、継続時間Ｔの正常な検出時間の上限として経験値に基づいて設定されるものであり（例えば２００ｍｓ．）、記憶部４４に記憶される。

さらに本実施の形態においては、巻き取り駆動機構４２の駆動モータの脱調に起因するスリット検出信号Ｓの変動を監視して、ペーパ切れを検出する方法を併用するようにしている。すなわちブレーキ機構３８を解除してペーパ送りを行う過程において、図７（ｂ）に示すように、スリット検出信号Ｓが継続するオン時間およびスリット検出信号Ｓが断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視する。ここでは、時間幅Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５がオン時間であり、時間幅Ｔ２，Ｔ４がオフ時間に該当する。次いでこのようにして検出された時間幅の最大値、最小値を特定し、これら最大値と最小値との比で定義される最大・最小比Ｒを算出する。

最大・最小比Ｒは、ペーパロール３５Ａがセットされた第１の回転軸３７Ａの回転状態の変動度合いを示す指標値であり、この指標値が大きいほど第１の回転軸３７Ａが不規則な回転をしていることを示している。ペーパ切れ発生に際しては、ペーパ２１の終端がペーパロール３５Ａから剥離せずに第１の回転軸３７Ａが回転停止する事態が生じたり、またペーパ２１がペーパロール３５Ａから突然剥離する場合もあるなど、第１の回転軸３７Ａの回転状態の変動度合いが大きくなる傾向にある。したがって本実施の形態においては、上述の最大・最小比Ｒで定義される指標値が、予め設定された閾値（第２のしきい値Ｒｔｈ）を超えるか否かを判断することにより、ペーパ切れ発生を判断するようにしている。ここで第２のしきい値Ｒｔｈは、ペーパロール３５Ａにペーパ２１が巻回されていて第１の回転軸３７Ａの回転状態が正常である状態の限界値に設定され、記憶部４４に記憶されている。

なお上述の実施例では、時間幅の最大値としてオン時間を、最小値としてオフ時間を採用して指標値としての最大・最小比Ｒを求めるようにしているが、指標値の使用目的から、この構成には限定されるものではない。すなわち、最大値、最小値としてオン時間のみを採用してもよく、またオフ時間のみを用いてもよい。また最大・最小比Ｒとして、本実施の形態では最小値で最大値を除した値を用いた例を示しているが、最小値を最大値で除した値を以て指標値を定義してもよい。この場合には、比較対象となる閾値は本実施の形態で示す第２のしきい値Ｒｔｈの逆数であり、この閾値を超えない場合にペーパ切れと判断される。

すなわち、ペーパ送り制御部４６は、スリット検出信号Ｓが所定回数だけ反復して検出されない場合、スリット検出信号Ｓの継続時間Ｔが正常な検出時間の上限として設定される第１のしきい値Ｔｔｈを超えた場合のいずれかに該当するならば、ペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れが発生したと判断する。さらに本実施の形態においては、スリット検出信号Ｓが継続するオン時間およびスリット検出信号Ｓが断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された閾値と比較することによりペーパ切れ発生の有無を判断する。そして上述のいずれかに該当するならば、ペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れが発生したと判断し、その旨を表示部４８によって報知する処理を行う。

次に図８を参照して、スクリーン印刷におけるペーパ切れ検出処理について、時系列的に説明する。このペーパ切れ検出処理は、クリーニングヘッドユニット１８に装着されるペーパロール３５Ａにおけるペーパ２１のペーパ切れを検出するために実行されるものである。まず、スクリーン印刷動作を反復する過程で実行されるクリーニング動作が終了すると、その後にペーパ送り動作が開始される（ＳＴ１）。このペーパ送り動作では、まずブレーキ機構３８の作動を解除する（ＳＴ２）。これにより、ペーパロール３５Ａからのペーパ２１の引き出しが可能な状態となる。

次いで巻き取り駆動機構４２の作動を開始し（ＳＴ３）、回収ロール３５Ｂによってペーパ２１を巻き取ることにより、ペーパロール３５Ａからペーパ２１を引き出す。そしてこのテープ巻き取りの過程において、スリット検出信号Ｓが反復検出されるか否かを監視する（ＳＴ４）。ここで、反復して検出されない場合にはペーパ切れ発生と判断し、表示部４８を介してその旨報知する（ＳＴ９）。そして（ＳＴ４）にてスリット検出信号Ｓが反復して検出されている場合において、スリット検出信号Ｓの継続時間Ｔが第１のしきい値Ｔｔｈを超えるか否かを判定する（ＳＴ５）。ここでスリット検出信号Ｓが反復して検出されるものの、継続時間Ｔが第１のしきい値Ｔｔｈを超える場合にはペーパ切れ発生と判断し、表示部４８を介してその旨報知する（ＳＴ９）。

ここで、スリット検出信号Ｓが所定回数検出されたか否かを監視し（ＳＴ６）、所定回数に達していなければ（ＳＴ４）に戻って監視を継続する。そして（ＳＴ６）にてスリット検出信号Ｓが所定回数検出されたことが確認されたならば、規定量のペーパ２１が送られたと判断して、ブレーキ機構３８を作動させ（ＳＴ７）、これによりペーパ送り動作の１サイクルが終了する。

さらに本実施の形態では、上述のテープ切れ発生判断に加えて、予め検出されたスリット検出信号Ｓのオン時間、オフ時間の最大・最小比Ｒが第２のしきい値Ｒｔｈを超えるか否かを判断し（ＳＴ８）、最大・最小比Ｒが第２のしきい値Ｒｔｈを超える場合にはペーパ切れ発生と判断し、表示部４８を介してその旨報知する（ＳＴ９）。すなわち、スリット検出信号Ｓが継続するオン時間およびスリット検出信号Ｓが断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された第２のしきい値Ｒｔｈ（閾値）と比較することにより、ペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れの発生の有無を判断するようにしている。そして（ＳＴ８）にて、最大・最小比Ｒが第２のしきい値Ｒｔｈを超えない場合には、ペーパロール３５Ａにてテープ切れを生じることなくテープ送りが正常に行われたと判断して、次のクリーニング動作まで待機する（ＳＴ１０）。

上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷装置におけるペーパのペーパ切れ検出においては、未使用のペーパロール３５Ａの回転量を検出するスリット検出信号Ｓが反復して検出されない場合、スリット検出信号Ｓの継続時間Ｔが正常な検出時間の上限として設定される第１のしきい値Ｔｔｈを超えた場合、スリット検出信号Ｓのオン時間、オフ時間の最大・最小比Ｒが第２のしきい値Ｒｔｈを超えた場合のいずれかに該当するか否かを監視し、いずれかに該当したならばペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れが発生したと判断するようにしたものである。これにより、ペーパ２１の最後端部が紙管３５ａに結合された貼着強度がばらついたタイプのペーパロール３５Ａを対象とする場合、すなわちペーパ２１が紙管３５ａに強固に結合されて巻き取り力によってペーパ２１が剥離されない場合、あるいはペーパ２１が紙管３５ａから容易に剥離する場合にあっても、ペーパロール３５Ａにおけるペーパ切れを正しく検出することができる。

本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷装置におけるクリーニングペーパのペーパ切れ検出方法は、ペーパの最後端部が紙管に結合された貼着強度がばらついたタイプのペーパロールを対象とする場合にあっても、ペーパ切れを正しく検出することができるという効果を有し、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷の分野に有用である。

１基板位置決め部
１０基板
１２マスクプレート
１２ｂパターン孔
１３スキージユニット
１６スキージ
１８クリーニングヘッドユニット
１８ｂ第１のロール装着部
１８ｃ第２のロール装着部
１９ヘッドＸ軸テーブル
２０ヘッドＹ軸移動機構
２１ペーパ（クリーニングペーパ）
３５Ａペーパロール
３５Ｂ回収ロール
３６クリーニングヘッド
３７Ａ第１の回転軸
３７Ｂ第２の回転軸
３８ブレーキ機構
３９回転円板
３９ａスリット
４０光センサ
４１回転量検出部
４２巻き取り駆動機構
Ｓスリット検出信号
Ｔ継続時間

Claims

パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、紙管に巻回されたペーパロールの状態で供給されるクリーニングペーパをクリーニングヘッドによって前記マスクプレートの下面に押しつけて拭き取ることによりこのマスクプレートを下面側からクリーニングするクリーニング機構とを有するスクリーン印刷装置であって、
前記クリーニング機構は、未使用の前記ペーパロールが第１の回転軸廻りに回転自在に装着される第１のロール装着部と、前記第１の回転軸の回転を阻止するブレーキ機構と、前記第１の回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、
前記使用済みのクリーニングペーパを紙管に巻回して回収するための回収ロールが第２の回転軸廻りに回転自在に装着される第２のロール装着部と、
前記第２のロール装着部に装着された紙管をステッピングモータを駆動源として回転駆動することにより前記クリーニングペーパを巻き取る巻取り駆動機構と、
前記回転量検出部の検出結果に基づき、前記ブレーキ機構および前記巻取り駆動機構を制御することにより、前記クリーニング機構によるマスクプレートの下面のクリーニングのためのクリーニングペーパ送り動作を制御するペーパ送り制御部とを備え、
前記回転量検出部は、外周部に複数のスリットが定ピッチで形成され前記第１の回転軸に結合されてともに回転する回転円板と、この回転円板の外周部に前記スリットの形成範囲に検出光軸の位置を合わせて配置された光センサと、前記光センサによるスリット検出信号をカウントしたカウント数により前記第１の回転軸の回転量を検出する検出処理部とを有し、
前記ペーパ送り制御部は、
前記スリット検出信号が反復して検出されない場合は、前記ペーパロールにおけるペーパ切れが発生したと判断し、
さらに、前記スリット検出信号が継続するオン時間およびスリット検出信号が断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、前記時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された閾値と比較することにより、前記ペーパロールにおけるペーパ切れの発生の有無を判断することを特徴とするスクリーン印刷装置。
パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、紙管に巻回されたペーパロールの状態で供給されるクリーニングペーパをクリーニングヘッドによって前記マスクプレートの下面に押しつけて拭き取ることによりこのマスクプレートを下面側からクリーニングするクリーニング機構とを有し、前記クリーニング機構は、未使用の前記ペーパロールが第１の回転軸廻りに回転自在に装着される第１のロール装着部と、前記第１の回転軸の回転を阻止するブレーキ機構と、前記第１の回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記使用済みのクリーニングペーパを紙管に巻回して回収するための回収ロールが第２の回転軸廻りに回転自在に装着される第２のロール装着部と、前記第２のロール装着部に装着された紙管をステッピングモータを駆動源として回転駆動することにより前記クリーニングペーパを巻き取る巻き取り駆動機構と、前記回転量検出部の検出結果に基づき、前記ブレーキ機構、前記巻き取り駆動機構を制御することにより、前記クリーニング機構によるマスクプレートの下面のクリーニングのためのクリーニングペーパ送り動作を制御するペーパ送り制御部とを備え、前記回転量検出部は、外周部に複数のスリットが定ピッチで形成され前記第１の回転軸に結合されてともに回転する回転円板と、この回転円板の外周部に前記スリットの形成範囲に検出光軸の位置を合わせて配置された光センサと、前記光センサによるスリット検出信号をカウントしたカウント数により前記第１の回転軸の回転量を検出する検出処理部とを有する構成のスクリーン印刷装置において、前記ペーパロールにおけるペーパ切れを検出するペーパ切れ検出方法であって、
前記スリット検出信号が反復して検出されない場合は、前記ペーパロールにおけるペーパ切れが発生したと判断し、
さらに、前記スリット検出信号が継続するオン時間およびスリット検出信号が断絶するするオフ時間のそれぞれの時間幅を監視し、前記時間幅の最大値と最小値との比を予め設定された閾値と比較することにより、前記ペーパロールにおけるペーパ切れの発生の有無を判断することを特徴とするペーパ切れ検出方法。