JP3857976B2

JP3857976B2 - Screen printing machine

Info

Publication number: JP3857976B2
Application number: JP2002353423A
Authority: JP
Inventors: 晃小野寺; 孝治工藤; 義和伊藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004181857A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイス、ディスプレイ製造用のスクリーン印刷機に係り、特に電子部品用の誘電体や磁性体の未焼成シート（グリーンシート）、半導体ウエハのバンプ印刷、ガラス基板への被印刷物質の印刷、電子回路基板への導体ペースト印刷等の用途のスクリーン印刷機（とりわけ印刷ヘッドの構造、印圧調整機構）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクリーン印刷機の１例を図７乃至図８で説明する。これらの図はスクリーン印刷機の印刷ヘッド部分を示し、スクリーン印刷機の印刷ヘッド１のフレーム２には昇降体３が昇降自在に設けられ、この昇降体３にスキージホルダ５が連結されている。スキージホルダ５はその下部でスキージ１０を保持している。
【０００３】
スキージ１０はスクリーン印刷用の各種ペーストをスクリーン版１１を通して印刷テーブル２０上の被印刷体（基板等のワーク）に塗布するためのものであり、通常ウレタン製等の弾性部材である。なお、１２はスクリーン版を張った版枠であり、図示しない版受け部で固定支持される。
【０００４】
フレーム２に取り付けられたエアシリンダ９は図８の連結体１５を昇降駆動し、これと連動して上下するように設けられた昇降体３及びスキージホルダ５を介してスキージ１０にスクリーン版１１を押圧する印圧（印刷時にスキージ１０がスクリーン版１１を押し下げる圧力）を加える構成である。なお、図８のように、連結体１５の上向きの動きは調整螺子１６で直接昇降体３に伝達されるが、連結体１５の下向きの動きは圧縮ばね１７を介して昇降体３に伝えられる（連結体１５の下降量が過大なとには圧縮ばね１７が縮んで逃げる構成である）。
【０００５】
このように、従来装置では、スキージに印圧を加えるアクチュエータとしてエアシリンダを使用するのが一般的であり、印圧の調整はレギュレータによりエアシリンダへの圧縮空気の供給圧力を増減することにより行う。
【０００６】
また、スキージ及びスキージホルダ並びにこれに付随する部分の重量が印圧に加算されるのを回避するために、印刷時にエアシリンダ背圧側ポートよりキャンセル重量分に見合った圧縮空気を供給するようにしている。
【０００７】
シリンダによるスキージの押圧方式を示す公知文献としては、下記特許文献１があり、押圧検出のための単一のロードセルを有し、圧力制御を行っている。
【０００８】
また、下記特許文献２には、左右の上下軸に各々加圧モータで加圧するスキージの押圧方式が示されている。この場合、圧力センサで押圧をフィードバック可変し、左右の加重の平衡を取っている。また、スキージがスクリーン版を介して被印刷体に当接した点を実印圧ゼロとする。
【０００９】
下記特許文献３には、スキージの高さ方向の変位をデータとして記憶し、かつ設定値あるいは検出値に基づきスキージをモータ駆動により微調整する構成が示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−２１８７６２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０９４０１号公報
【特許文献３】
特開平５−４２６５９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７乃至図８に示したエアシリンダによるスキージの印圧発生の場合、レギュレータの設定値に対するエアシリンダの応答性が問題となる。特にスキージ及びスキージホルダ部分の重量に対応したキャンセル重量分の背圧がかかっている状態では、エアシリンダがストローク動作後、押力が安定するまで待ってから印刷動作を行わないと一定印圧の印刷とならない場合がある。
【００１２】
また、使用するエアシリンダは、スキージ本体及びスキージホルダ部分のキャンセル重量を保持しなければならないので、圧縮空気の最大供給圧力との関係で最小シリンダ径が制限される。
【００１３】
一方、エアシリンダには最低作動圧力があるため、上記条件で決定されるエアシリンダで発生できうる最低印圧は自動的に決定される。そのため、場合によっては所望する最低印圧が得られないことがある。また、最低作動圧力近辺になると、エアシリンダがスムーズに動かず、スティックスリップ現象を発生し易くなるため、低印圧領域での安定した印刷が不可能となる。
【００１４】
本発明は、上記の点に鑑み、印圧付加機構のアクチュエータとしてモータ（電動機）を加圧用と背圧用（スキージ及びスキージホルダ部分の重量キャンセル用）に２個使用し、各モータの発生トルクを制御することにより印圧設定を行い、とくに低印圧領域での安定した印刷動作を可能したスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係るスクリーン印刷機は、スキージを保持したスキージホルダを印圧付加機構で下降させ、前記スキージを押し下げて印圧を発生させる印刷ヘッドを備えた構成において、
前記印圧付加機構は、印圧を付加するための押圧発生用モータと、該押圧発生用モータで駆動される押圧用カムと、印圧をキャンセルする向きの背圧を発生する背圧発生用モータと、該背圧発生用モータで駆動される背圧用カムと、前記押圧用カムのカム面に当接する押圧用当接部材を有して下降方向の力を受けるとともに、前記背圧用カムのカム面に当接する背圧用当接部材を有して上昇方向の力を受ける取付部材とを有し、
前記取付部材が前記スキージホルダと一体的に昇降するように連結されていることを特徴としている。
【００１８】
本願請求項２の発明に係るスクリーン印刷機は、請求項１において、前記押圧発生用モータの回転軸に押圧用レバーが固着され、該押圧用レバー先端部が前記押圧用カムに係合し、前記背圧発生用モータの回転軸に背圧用レバーが固着され、該背圧用レバー先端部が前記背圧用カムに係合することを特徴としている。
【００１９】
本願請求項３の発明に係るスクリーン印刷機は、請求項１又は２において、前記２つのモータがそれぞれ電動機であることを特徴としている。
【００２０】
本願請求項４の発明に係るスクリーン印刷機は、請求項３において、前記電動機が直流電動機であり、各直流電動機の電流制御によって押圧と背圧を調整することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスクリーン印刷機の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２２】
図１乃至図６は本発明の実施の形態であって、図１及び図２はスクリーン印刷機における印刷ヘッド、図３乃至図５は印圧を付加する押圧発生用と、印圧をキャンセルする向きの背圧を発生する背圧発生用の２つのモータ（直流電動機）を具備して、スキージを押し下げる向きの印圧を発生させる印圧付加機構（印圧調整機構）、図６は前記押圧発生用及び背圧発生用の２つの直流電動機のスキージ印圧決定回路の電気回路構成ブロック図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、スクリーン印刷機の印刷ヘッド３１のフレーム３２には、上下方向にリニアウェイ３３が固定され、これにより昇降スライダ３４がフレーム３２に対し昇降自在に取り付けられている。この昇降スライダ３４を昇降駆動するためにエアシリンダ３５が前記フレーム３２に取り付けられている（エアシリンダ３５の本体がフレーム３２に固定、ロッドが昇降スライダ３４に固定）。
【００２４】
前記フレーム３２の下部にはリニアガイド３６が固定され、これにより昇降体３７がフレーム３２に対し昇降自在に支持されている。昇降体３７にはコネクティングアーム３８が固定され、このコネクティングアーム３８には昇降スライダ３４上に設けられた印圧付加機構（印圧調整機構）４０で下降方向に力が印加されるようになっている。印圧付加機構４０の詳細は後述する。
【００２５】
スキージ１０は、スクリーン印刷用の各種ペーストをスクリーン枠１２に張られたスクリーン版１１を通して印刷テーブル２０上の被印刷体（基板等のワーク）に塗布するためのものであり、スキージホルダ２５にて保持されている。そして、スキージホルダ２５は昇降体３７に連結部材２６で連結固定され、昇降体３７と一体となって昇降するようなっている。
【００２６】
図３乃至図５に示す印圧付加機構４０は、印圧発生のアクチュエータとしてＤＣモータ（直流電動機）を使用している。すなわち、印圧付加機構４０は、昇降スライダ３４に、互いに向き合って左右に配設固定された押圧発生用モータ４２及び背圧発生用モータ５２と、昇降スライダ３４に固定の板カム用水平方向軸受４３，５３で図４、図５において横方向に移動自在に取り付けられた押圧用板カム４４及び背圧用板カム５４とを有している。印刷ヘッド全体を小型化するため、２つのモータ４２，５２は対向する形で配置されている。
【００２７】
図３及び図４に示すように、前記押圧発生用モータ４２の回転軸に押圧用レバー（アーム）４５が固着され、該押圧用レバー先端部に枢着（回転自在に取り付け）されたローラー４６（レバー側カムフォロア）が押圧用板カム４４の係合溝又は穴４４ａにはまって係合している。また、カムフォロア取付部材としてのコネクティングアーム３８には押圧用板カム４４のカム面４４ｂ（水平面に対して傾斜した平面）に当接するローラー４７（当接部材）が枢着されている。
【００２８】
この場合、押圧発生用モータ４２の回転軸に取付けたレバー先端のローラー４６を介して板カム４４を動作させ、モータ４２で発生したトルクを水平方向の押し力に変換する。板カム４４は転がり軸受で支持されているので動作時の抵抗が少なく、効率良くモータトルクを押し力に変換できる様に構成している。つまり、板カム４４のカム面４４ｂの下側にローラー４７が位置しており、図４で押圧用レバー４５が反時計回りに回動すると押圧用板カム４４が左方向に移動してローラー４７は押し下げられ、この結果、コネクティングアーム３８を下降させる向きの（すなわちスキージ１０を下降させる向きの）押圧を発生することができる。
【００２９】
図３及び図５に示すように、前記背圧発生用モータ５２の回転軸に背圧用レバー５５が固着され、該背圧用レバー先端部に枢着されたローラー５６（レバー側カムフォロア）が背圧用板カム５４の係合溝又は穴５４ａにはまって係合している。また、コネクティングアーム３８には背圧用板カム５４のカム面５４ｂ（水平面に対して傾斜した平面）に当接するローラー５７（当接部材）が枢着されている。この場合、カム面５４ｂの上側にローラー５７が位置しており、図５で背圧用レバー５５が時計回りに回動すると背圧用板カム５４が左方向に移動してローラー５７は押し上げられ、この結果、コネクティングアーム３８を上昇させる向きの（すなわちスキージ１０を上昇させる向きの）背圧を発生することができる。
【００３０】
このような印圧付加機構４０を用いる場合、スキージ１０、スキージホルダ２５、連結部材２６、昇降体３７及びコネクティングアーム３８及びこれらに付随する部分の重量（つまり、印圧付加機構４０の作動時にスキージ及びこれと一体的に昇降する部分の全体の重量であり、以下、スキージ周りの重量という）による圧力が本来の印圧に加算されることになる。従って、背圧発生用モータ５２は、以下に述べるように前記スキージ周りの重量をキャンセルするトルクを発生するように制御されることになる。
【００３１】
押圧発生用モータ４２及び背圧発生用モータ５２はスキージ１０が所望の印圧を発生する様にそれぞれトルク制御される。ここではモータ４２，５２共に直流電動機を用いており、直流電動機では印加電流と発生トルクが比例関係にあるので、図６のスキージ印圧決定回路でモータへの印加電流を制御することで印圧の設定を行なう。図６のスキージ印圧決定回路は、外部入力回路６０、ＣＰＵ（中央演算処理器）６１、メモリー６２、外部出力回路６３、押圧用電流制御回路６４、背圧用電流制御回路６５を具備しており、印圧設定入力装置７０から印圧設定値を、スキージ重量入力装置８０からスキージ重量値（実際にはスキージ本体だけでなく、スキージと共に交換する部分の重量も含む）を外部入力回路に入力することで、押圧発生用モータ４２及び背圧発生用モータ５２の必要な発生トルクに対応した印加電流値を、メモリ６２内の格納データを参照してＣＰＵ６１で演算して、印加電流指令値を外部出力回路６３を介して押圧用電流制御回路６４及び背圧用電流制御回路６５にそれぞれ出力し、押圧用電流制御回路６４及び背圧用電流制御回路６５はそれぞれ印加電流指令値で指示された直流電流を押圧発生用モータ４２及び背圧発生用モータ５２に供給する。
【００３２】
この場合、背圧発生用モータ５２は前記スキージ周りの重量に見合った分のトルクを発生する様に図６のスキージ印圧決定回路により印加電流を制御しておくことにより、スキージ長さや、スキージアタック角が異なるスキージホルダを使用する場合に生じるスキージ周りの重量変化をキャンセルすることが出来る。また、スキージ周りの重量を完全にキャンセルすることにより印圧範囲を最小０［Ｎ］から設定することが可能となる。
【００３３】
上記の印圧付加機構４０はスキージ上下ストローク量として数mmしか持ち合わせていないので、実際の印刷動作を行なうには別途上下移動機構が必要となる。本実施の形態では、図１や図２に示したように、印圧付加機構４０が搭載された昇降スライダ３４をリニアウェイ３３で昇降自在に支持し、エアシリンダ３５により上下する構成としている。そして、昇降スライダ３４の下降限位置にてスキージ先端が被印刷体（ワーク）上方近傍（０．１mm程度）に位置するようにエアシリンダ３５のストロークエンドを調整しておき、被印刷体上面までの残りの距離を印圧付加機構４０の動作ストロークで吸収するようにする。また、印刷時に問題となる被印刷体上面のスキージング方向うねりの分も印圧付加機構４０の動作ストロークで吸収する。印刷時には昇降スライダ３４はその下降限位置に停止、支持されているため、昇降スライダ部分の重量は印刷時にはスキージ１０に加わらない。
【００３４】
なお、印刷ヘッド３１は、通常のスクリーン印刷動作を行うために、図１の紙面に垂直な方向に往復運動を行う機構で支持されている。また、印刷テーブル面に印圧検出用ロードセル（図示せず）を合計２個配置して、スキージ印圧の左右バランスやスキージの総印圧の確認ができるようにしている。
【００３５】
この実施の形態の構成において、印刷動作は、図６のスキージ印圧決定回路で決定された電流を押圧発生用モータ４２及び背圧発生用モータ５２に流しながら、エアシリンダ３５をそのストロークエンドまで作動させ、印刷テーブル２０上の被印刷体に、スクリーン版１１を通して適切な印圧で下降したスキージ１０にてスクリーン印刷が行われる。前述したように、背圧発生用モータ５２で前記スキージ周りの重量に見合った分のトルクを発生することにより、スキージ周りの重量を完全にキャンセルでき、印圧範囲を最小０［Ｎ］から設定可能であり、低印圧領域での安定した印刷動作が可能になる。
【００３６】
この実施の形態によれば、印圧付加機構４０における印圧設定に押圧発生用と背圧発生用（前記スキージ周りの重量のキャンセル用）の２つのモータ４２，５２を使用しているので次の効果がある。
【００３７】
(1) 印圧設定範囲及びキャンセル重量にそれぞれ見合った容量の押圧発生用と背圧発生用モータ４２，５２を選定して電流制御を行うことにより、低印圧領域でも正確な印圧制御を行うことができる。
【００３８】
(2) 従来のエアシリンダ駆動ではピストンの摺動摩擦が大きく、かつシリンダ軸の固体軸受支持であるのに対し、モータ４２，５２の回転軸及びカム４４，５４は転がり軸受で支持されているため、低印圧領域の動作においても、スリップスティック現象を生じること無くスムーズな動作を行うことができる。
【００３９】
(3) モータ４２，５２の発生トルクの調整は投入電流を変化させて行うので、トルクは瞬時に変化する。印圧が安定するまでの時間が無視できるほど小さくなるので、スキージストローク最中にスキージ位置に応じて印圧を変化させることも可能となる。それにより、より精密な印圧制御を行うことができる。
【００４０】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、印圧付加機構のアクチュエータとしてモータ（電動機）を押圧発生用と背圧発生用（前記スキージ周りの重量キャンセル用）に２個使用し、各モータの発生トルクを制御することにより印圧設定を行い、低印圧領域においてもエアーシリンダ駆動のようなスリップスティック現象を生じること無くスムーズな印刷動作を行い得るスクリーン印刷機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷機における印刷ヘッド部分の機構を示す正面図である。
【図２】印刷ヘッド部分の機構を示す側断面図である。
【図３】実施の形態において、印圧を付加する押圧発生用と、印圧をキャンセルする向きの背圧を発生する背圧発生用の２つのモータ（直流電動機）を具備して、スキージを押し下げる向きの印圧を発生させる印圧付加機構の一部を断面とした正面図である。
【図４】印圧付加機構の一部を断面とした左側面図である。
【図５】同じく右側面図である。
【図６】実施の形態におけるスキージ印圧決定回路の電気回路構成ブロック図である。
【図７】従来のスクリーン印刷機における印刷ヘッド部分の機構を示す正面図である。
【図８】同側断面図である。
【符号の説明】
１，３１印刷ヘッド
２，３２フレーム
３，３７昇降体
３８コネクティングアーム
５，２５スキージホルダ
９，３５エアシリンダ
１０スキージ
１１スクリーン版
２０印刷テーブル
３３リニアウェイ
３４昇降スライダ
３６リニアガイド
４０印圧付加機構
４２押圧発生用モータ
４４押圧用板カム
４５押圧用レバー
４６，４７，５６，５７ローラー
５２背圧発生用モータ
５４背圧用板カム
５５背圧用レバー
６０外部入力回路
６１ＣＰＵ
６２メモリ
６３外部出力回路
６４，６５電流制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screen printer for manufacturing electronic devices and displays, and more particularly, a non-fired sheet (green sheet) of a dielectric or magnetic material for electronic parts, bump printing of a semiconductor wafer, and printing material on a glass substrate. The present invention relates to a screen printing machine (in particular, a print head structure and a printing pressure adjustment mechanism) for uses such as printing and conductor paste printing on an electronic circuit board.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional screen printer will be described with reference to FIGS. These drawings show a print head portion of a screen printing machine, and a lifting body 3 is provided on the frame 2 of the printing head 1 of the screen printing machine so as to be movable up and down. A squeegee holder 5 is connected to the lifting body 3. The squeegee holder 5 holds the squeegee 10 at its lower part.
[0003]
The squeegee 10 is for applying various pastes for screen printing to a printing medium (work such as a substrate) on the printing table 20 through the screen plate 11, and is usually an elastic member made of urethane or the like. Reference numeral 12 denotes a plate frame on which a screen plate is stretched, which is fixedly supported by a plate receiving portion (not shown).
[0004]
The air cylinder 9 attached to the frame 2 drives the connecting body 15 of FIG. 8 up and down, and the screen plate 11 is attached to the squeegee 10 via the lifting body 3 and the squeegee holder 5 which are provided so as to move up and down in conjunction with this. In this configuration, pressing pressure (pressure at which the squeegee 10 pushes down the screen plate 11 during printing) is applied. As shown in FIG. 8, the upward movement of the connecting body 15 is directly transmitted to the elevating body 3 by the adjusting screw 16, but the downward movement of the connecting body 15 is transmitted to the elevating body 3 via the compression spring 17. (When the descending amount of the connecting body 15 is excessive, the compression spring 17 is contracted and escapes).
[0005]
As described above, in the conventional apparatus, an air cylinder is generally used as an actuator for applying a printing pressure to the squeegee, and the printing pressure is adjusted by increasing or decreasing the supply pressure of the compressed air to the air cylinder by a regulator. .
[0006]
Also, in order to avoid adding the weight of the squeegee and squeegee holder and the parts attached thereto to the printing pressure, compressed air corresponding to the canceled weight is supplied from the air cylinder back pressure side port during printing. Yes.
[0007]
As a publicly known document showing a pressing method of a squeegee by a cylinder, there is Patent Document 1 below, which has a single load cell for pressure detection and performs pressure control.
[0008]
Patent Document 2 below discloses a squeegee pressing method in which pressure is applied to the left and right vertical axes by a pressure motor. In this case, the pressure is feedback-varied by the pressure sensor to balance the left and right weights. In addition, the point where the squeegee abuts the printing medium via the screen plate is set to zero actual printing pressure.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151561 discloses a configuration in which displacement in the height direction of the squeegee is stored as data, and the squeegee is finely adjusted by motor driving based on a set value or a detected value.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-218762 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-109401 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-42659
[Problems to be solved by the invention]
When the squeegee printing pressure is generated by the air cylinder shown in FIGS. 7 to 8, the responsiveness of the air cylinder to the set value of the regulator becomes a problem. In particular, when a back pressure equivalent to the cancel weight corresponding to the weight of the squeegee and squeegee holder is applied, the air cylinder must wait for the pressing force to stabilize after the stroke operation before performing a printing operation. It may not be printed.
[0012]
Moreover, since the air cylinder to be used must hold the cancellation weight of the squeegee body and the squeegee holder, the minimum cylinder diameter is limited in relation to the maximum supply pressure of compressed air.
[0013]
On the other hand, since the air cylinder has a minimum operating pressure, the minimum printing pressure that can be generated by the air cylinder determined under the above conditions is automatically determined. Therefore, in some cases, the desired minimum printing pressure may not be obtained. In addition, when the pressure is near the minimum operating pressure, the air cylinder does not move smoothly and a stick-slip phenomenon is likely to occur, so that stable printing in a low printing pressure region becomes impossible.
[0014]
In view of the above points, the present invention uses two motors (electric motors) for pressurization and back pressure (for canceling the weight of the squeegee and squeegee holder part) as actuators of the printing pressure application mechanism, and the generated torque of each motor is used. It is an object of the present invention to provide a screen printing machine which can set a printing pressure by controlling and can perform a stable printing operation particularly in a low printing pressure region.
[0015]
Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a screen printing machine according to the first aspect of the present invention includes a print head that lowers a squeegee holder holding a squeegee with a printing pressure application mechanism and presses down the squeegee to generate printing pressure. In the configuration
The printing pressure applying mechanism includes a pressure generating motor for applying printing pressure, a pressing cam driven by the pressing generating motor, and a back pressure generating mechanism for generating a back pressure in a direction to cancel the printing pressure. A motor, a back pressure cam driven by the back pressure generating motor, and a pressing contact member that contacts the cam surface of the pressing cam to receive a downward force; Having a back pressure contact member that contacts the cam surface and receiving a force in the upward direction;
The attachment member is connected so as to move up and down integrally with the squeegee holder .
[0018]
A screen printing machine according to the invention of claim 2 of the present application is the screen printing machine according to claim 1 , wherein a pressing lever is fixed to the rotating shaft of the pressing generating motor, and the pressing lever tip engages with the pressing cam. A back pressure lever is fixed to a rotating shaft of the back pressure generating motor, and a tip portion of the back pressure lever is engaged with the back pressure cam.
[0019]
The screen printing machine according to the invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2 , the two motors are respectively electric motors.
[0020]
A screen printing machine according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect , the motor is a DC motor, and the pressure and the back pressure are adjusted by current control of each DC motor.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a screen printing machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
FIGS. 1 to 6 show an embodiment of the present invention. FIGS. 1 and 2 are print heads for a screen printing machine, FIGS. 3 to 5 are for generating a pressurizing pressure and canceling the printing pressure. A printing pressure application mechanism (printing pressure adjustment mechanism) that includes two motors (DC motors) for generating back pressure in the direction and generates a printing pressure in a direction to push down the squeegee, FIG. It is an electric circuit block diagram of the squeegee printing pressure determination circuit of two DC motors for generating and for generating back pressure.
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, a linear way 33 is fixed to a frame 32 of a print head 31 of a screen printing machine in the vertical direction, so that an elevating slider 34 is attached to the frame 32 so as to be movable up and down. . An air cylinder 35 is attached to the frame 32 to drive the lift slider 34 up and down (the body of the air cylinder 35 is fixed to the frame 32 and the rod is fixed to the lift slider 34).
[0024]
A linear guide 36 is fixed to the lower part of the frame 32, whereby an elevating body 37 is supported so as to be movable up and down with respect to the frame 32. A connecting arm 38 is fixed to the elevating body 37, and a force is applied to the connecting arm 38 in a downward direction by a printing pressure applying mechanism (printing pressure adjusting mechanism) 40 provided on the elevating slider 34. Yes. Details of the printing pressure applying mechanism 40 will be described later.
[0025]
The squeegee 10 is for applying various pastes for screen printing to a printing body (work such as a substrate) on the printing table 20 through a screen plate 11 stretched on the screen frame 12. Is retained. The squeegee holder 25 is connected and fixed to the elevating body 37 by the connecting member 26, and moves up and down integrally with the elevating body 37.
[0026]
The printing pressure application mechanism 40 shown in FIGS. 3 to 5 uses a DC motor (DC motor) as an actuator for generating printing pressure. That is, the printing pressure application mechanism 40 includes a pressure generating motor 42 and a back pressure generating motor 52 that are disposed and fixed to the elevating slider 34 so as to face each other, and a plate cam horizontal bearing fixed to the elevating slider 34. 43 and 53 have a pressing plate cam 44 and a back pressure plate cam 54 that are movably mounted in the lateral direction in FIGS. In order to reduce the size of the entire print head, the two motors 42 and 52 are arranged to face each other.
[0027]
As shown in FIGS. 3 and 4, a pressing lever (arm) 45 is fixed to the rotation shaft of the pressing generating motor 42, and a roller 46 is pivotally attached (rotatably attached) to the tip of the pressing lever. The (lever side cam follower) is engaged with the engaging groove or hole 44a of the pressing plate cam 44 and engaged therewith. Further, a roller 47 (contact member) that contacts the cam surface 44b (a plane inclined with respect to the horizontal plane) of the pressing plate cam 44 is pivotally attached to the connecting arm 38 as a cam follower mounting member.
[0028]
In this case, the plate cam 44 is operated via the roller 46 at the end of the lever attached to the rotation shaft of the motor 42 for generating pressure, and the torque generated by the motor 42 is converted into a horizontal pressing force. Since the plate cam 44 is supported by a rolling bearing, the resistance during operation is small, and the motor torque can be efficiently converted into a pressing force. That is, the roller 47 is positioned below the cam surface 44b of the plate cam 44. When the pressing lever 45 rotates counterclockwise in FIG. 4, the pressing plate cam 44 moves to the left and the roller 47 Is pushed down, and as a result, it is possible to generate a pressing force in a direction in which the connecting arm 38 is lowered (that is, in a direction in which the squeegee 10 is lowered).
[0029]
As shown in FIGS. 3 and 5, a back pressure lever 55 is fixed to the rotating shaft of the back pressure generating motor 52, and a roller 56 (lever side cam follower) pivotally attached to the tip of the back pressure lever is used for back pressure. The plate cam 54 is engaged with the engagement groove or hole 54a. Further, a roller 57 (contact member) that contacts the cam surface 54b (a plane inclined with respect to the horizontal plane) of the back pressure plate cam 54 is pivotally attached to the connecting arm 38. In this case, the roller 57 is positioned above the cam surface 54b. When the back pressure lever 55 rotates clockwise in FIG. 5, the back pressure plate cam 54 moves to the left and the roller 57 is pushed up. As a result, it is possible to generate a back pressure in a direction that raises the connecting arm 38 (that is, a direction that raises the squeegee 10).
[0030]
When such a printing pressure application mechanism 40 is used, the weight of the squeegee 10, the squeegee holder 25, the connecting member 26, the lifting body 37, the connecting arm 38, and the parts associated therewith (that is, the squeegee when the printing pressure application mechanism 40 is operated). And the total weight of the portion that moves up and down integrally therewith, hereinafter referred to as the weight around the squeegee) is added to the original printing pressure. Accordingly, the back pressure generating motor 52 is controlled so as to generate a torque that cancels the weight around the squeegee as described below.
[0031]
Torque control is performed on the pressing motor 42 and the back pressure generating motor 52 so that the squeegee 10 generates a desired printing pressure. Here, both the motors 42 and 52 use DC motors, and since the applied current and the generated torque are proportional to each other in the DC motor, the printing pressure is controlled by controlling the applied current to the motor by the squeegee printing pressure determining circuit of FIG. Set up. 6 includes an external input circuit 60, a CPU (central processing unit) 61, a memory 62, an external output circuit 63, a pressing current control circuit 64, and a back pressure current control circuit 65. The printing pressure setting input device 70 inputs the printing pressure setting value, and the squeegee weight input device 80 inputs the squeegee weight value (in fact, including not only the squeegee body but also the weight of the part to be replaced with the squeegee) to the external input circuit. As a result, the CPU 61 calculates the applied current value corresponding to the required generated torque of the pressure generating motor 42 and the back pressure generating motor 52 with reference to the stored data in the memory 62, and the applied current command value is externally determined. The output current is outputted to the pressing current control circuit 64 and the back pressure current control circuit 65 via the output circuit 63, and the pressing current control circuit 64 and the back pressure current control circuit 65 are respectively marked. Supplying a direct current instructed by the current command value on the pressing generating motor 42 and the back pressure generating motor 52.
[0032]
In this case, the back pressure generating motor 52 controls the applied current by the squeegee printing pressure determining circuit shown in FIG. 6 so as to generate a torque corresponding to the weight around the squeegee, so that the squeegee length and squeegee are controlled. The weight change around the squeegee that occurs when using squeegee holders with different attack angles can be canceled. In addition, by completely canceling the weight around the squeegee, the printing pressure range can be set from a minimum of 0 [N].
[0033]
Since the printing pressure application mechanism 40 has only a few millimeters as the squeegee vertical stroke amount, a separate vertical movement mechanism is required to perform the actual printing operation. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the elevating slider 34 on which the printing pressure applying mechanism 40 is mounted is supported by a linear way 33 so as to be raised and lowered, and is moved up and down by an air cylinder 35. Then, the stroke end of the air cylinder 35 is adjusted so that the tip of the squeegee is positioned in the vicinity of the upper part of the printing medium (work) (about 0.1 mm) at the lower limit position of the elevating slider 34, and the upper surface of the printing medium is reached. The remaining distance is absorbed by the operation stroke of the printing pressure applying mechanism 40. Further, the squeezing direction waviness on the upper surface of the printing medium, which is a problem during printing, is absorbed by the operation stroke of the printing pressure applying mechanism 40. Since the lift slider 34 is stopped and supported at the lower limit position during printing, the weight of the lift slider portion is not applied to the squeegee 10 during printing.
[0034]
The print head 31 is supported by a mechanism that reciprocates in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in order to perform a normal screen printing operation. In addition, a total of two printing pressure detection load cells (not shown) are arranged on the printing table surface so that the right / left balance of the squeegee printing pressure and the total printing pressure of the squeegee can be confirmed.
[0035]
In the configuration of this embodiment, the printing operation is performed by causing the air cylinder 35 to reach its stroke end while flowing the current determined by the squeegee printing pressure determination circuit of FIG. 6 to the pressure generation motor 42 and the back pressure generation motor 52. When activated, screen printing is performed on the substrate to be printed on the printing table 20 with the squeegee 10 lowered through the screen plate 11 with an appropriate printing pressure. As described above, the back pressure generating motor 52 generates torque corresponding to the weight around the squeegee, thereby completely canceling the weight around the squeegee and setting the printing pressure range from a minimum of 0 [N]. This is possible, and a stable printing operation in a low printing pressure region is possible.
[0036]
According to this embodiment, since the two motors 42 and 52 for generating pressure and for generating back pressure (for canceling the weight around the squeegee) are used for setting the printing pressure in the printing pressure applying mechanism 40, There is an effect.
[0037]
(1) Accurate printing pressure control can be achieved even in the low printing pressure region by selecting the pressure generation motor and back pressure generation motors 42 and 52 with capacities corresponding to the printing pressure setting range and cancel weight, respectively. It can be carried out.
[0038]
(2) In the conventional air cylinder drive, the sliding friction of the piston is large and the cylinder shaft is supported by a solid bearing, whereas the rotating shafts of the motors 42 and 52 and the cams 44 and 54 are supported by rolling bearings. Even in the operation in the low printing pressure region, a smooth operation can be performed without causing a slip stick phenomenon.
[0039]
(3) Since the torque generated by the motors 42 and 52 is adjusted by changing the input current, the torque changes instantaneously. Since the time until the printing pressure is stabilized is negligibly small, it is possible to change the printing pressure according to the squeegee position during the squeegee stroke. Thereby, more precise printing pressure control can be performed.
[0040]
Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, two motors (electric motors) are used for generating pressure and for generating back pressure (for canceling the weight around the squeegee) as actuators for the printing pressure application mechanism. By controlling the generated torque, the printing pressure can be set, and a screen printing machine capable of performing a smooth printing operation without causing a slip stick phenomenon such as air cylinder driving even in a low printing pressure region can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a mechanism of a print head portion in a screen printing machine according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a mechanism of a print head portion.
FIG. 3 shows an embodiment in which two motors (DC motors) for generating a pressure for applying a printing pressure and for generating a back pressure for canceling the printing pressure are provided, and a squeegee is used. It is the front view which made a part of printing pressure application mechanism which generates printing pressure of the direction pushed down into the section.
FIG. 4 is a left side view with a part of the printing pressure application mechanism in cross section.
FIG. 5 is a right side view of the same.
FIG. 6 is an electric circuit configuration block diagram of a squeegee printing pressure determination circuit in the embodiment.
FIG. 7 is a front view showing a mechanism of a print head portion in a conventional screen printing machine.
FIG. 8 is a cross-sectional side view of the same.
[Explanation of symbols]
1, 31 Printing head 2, 32 Frame 3, 37 Lifting body 38 Connecting arm 5, 25 Squeegee holder 9, 35 Air cylinder 10 Squeegee 11 Screen plate 20 Printing table 33 Linear way 34 Lifting slider 36 Linear guide 40 Printing pressure applying mechanism 42 Press generation motor 44 Press plate cam 45 Press levers 46, 47, 56, 57 Roller 52 Back pressure generation motor 54 Back pressure plate cam 55 Back pressure lever 60 External input circuit 61 CPU
62 Memory 63 External output circuit 64, 65 Current control circuit

Claims

In a screen printing machine provided with a print head that lowers a squeegee holder holding a squeegee with a printing pressure application mechanism and presses down the squeegee to generate printing pressure.
The printing pressure applying mechanism includes a pressure generating motor for applying printing pressure, a pressing cam driven by the pressing generating motor, and a back pressure generating mechanism for generating a back pressure in a direction to cancel the printing pressure. A motor, a back pressure cam driven by the back pressure generating motor, and a pressing contact member that contacts the cam surface of the pressing cam to receive a downward force; Having a back pressure contact member that contacts the cam surface and receiving a force in the upward direction;
The screen printing machine, wherein the attachment member is connected so as to move up and down integrally with the squeegee holder.

A pressing lever is fixed to the rotation shaft of the pressure generating motor, a tip end portion of the pressing lever is engaged with the pressing cam, and a back pressure lever is fixed to the rotation shaft of the back pressure generating motor, back pressure lever front end portion is engaged with the back pressure cam claim 1 screen printing machine according.

The two motors are each motor according to claim 1 or 2 screen printing machine according.

The screen printing machine according to claim 3, wherein the electric motor is a DC motor, and the pressure and back pressure are adjusted by current control of each DC motor.