JP3949315B2 - Viscous material coating apparatus and viscous material coating method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤、クリーム半田、導電ペーストなどの粘性材料を回路基板などの被塗布物上に塗布する粘性材料塗布装置および粘性材料塗布方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の粘性材料塗布装置の基本構成を図29の概略図を参照して説明する。この粘性材料塗布装置は、図29の(a)に示すように、接着剤やクリーム半田などの粘性材料5を収容する粘性材料供給部1と、粘性材料供給部1に圧縮エアを調節して供給する圧力調節部22とからなり、粘性材料5は前記圧縮エアによって加圧されることによって吐出部4の吐出口4aから吐出される。
【0003】
また図29の(b)に示すように、圧縮エアの供給を開始/終了させるためのバルブ16が材料供給部1と吐出部4との間に配される場合もある。この装置では、所定の吐出量で粘性材料5を吐出したい場合に、圧力供給部22から供給された圧縮エアにより粘性材料5を上方から加圧して押し出し、バルブ16を開いて吐出口4aから粘性材料5を吐出する。そして回路基板への塗布が完了すると、バルブ16が閉じるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような構成の粘性材料塗布装置では、圧力供給部22から供給される圧縮エアを粘性材料供給部1に収容された粘性材料5上方で受けるため、粘性材料5の特性によってはその粘度抵抗を受け、その圧力が距離の離れた吐出部4の吐出口4a付近まで到達しにくい。そのため圧力伝達にばらつきが生じ、高精度な吐出量及び吐出圧を得るのが困難であった。
【0005】
また図30に示すように、所定圧力で吐出開始の信号を出してから実際にその圧力で吐出を開始するまでの応答時間も、同様の原因により遅くなり、吐出開始の信号発進から実際の吐出開始までの間に待ち時間が生じる。更に、加圧終了後に残圧が残るため、吐出口4aより垂れ下がった粘性材料5が、次に粘性材料塗布装置を回路基板上に配置した場合に吐出口4a付近にはみ出して回路基板に付着してしまい、ブリッジの発生等の問題が生じる。
【0006】
また上記従来の装置において、二次元的に粘性材料の一括供給を行う際に図31(a)、(b)に示すような吐出口4dを複数個有する多連ノズル4cと呼ばれるものを使用する場合には次のような問題があった。高粘性材料においては、粘性材料5に対する圧力伝達が均等に行われず、印刷ペースト31を回路基板32上に塗布した場合、塗布する吐出口4cの位置によっては圧縮エアの伝達圧力が異なるため、図32(a)、(b)に示すように、吐出位置による吐出量にばらつきが生じていた。
【0007】
そこで本発明は上記問題点を解決し、粘性材料を吐出するための圧力伝達を効率良く行って応答性を良くすることによって吐出精度の向上や高効率化を図ることができる粘性材料塗布装置および粘性材料塗布方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、吐出口を有する加圧室と、前記加圧室内に設けられた空気袋と、前記加圧室の内壁と前記空気袋との間に粘性材料を供給する粘性材料供給手段と、供給された前記加圧室内の粘性材料の吐出圧を調整する吐出圧調整手段と、前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記空気袋内のエア量を調整するエア調整手段と、を有することを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、加圧室に貯留された粘性材料においては、エア圧が効率良くかつ均等に粘性材料に伝達され、エア圧開始から吐出開始までの応答性が良くなり、瞬時に適正な吐出量で粘性材料を吐出することができる。そして吐出終了後も加圧室内に残圧が残らないので、従来のように粘性材料が吐出口から垂れ下がって再塗布時に被塗布物に付着するのを防止することができる。特に高粘度の粘性材料の場合での粘度抵抗を受けにくくなるので、直線状に印刷ペーストを塗布するスクリーン印刷の場合でも均一な吐出を行える等、粘性材料塗布全般において吐出精度の向上や高効率化を図ることができる。
【0010】
吐出圧調節手段は、加圧室内に設けられて吸排気に伴い内部容積が増減する空気袋と、空気袋内へ圧縮エアを調節して供給しまたは排出するエア供給部とからなるようにすると好適であり、空気袋がエア供給部と加圧室とのエア吸排気に伴って変形することによって、加圧室内の容積を増減させて吐出圧を容易に調整することができる。この場合、加圧室内での空気袋の位置を吐出口に近づけるほど、吐出用のエア圧と吐出圧との差がなくなっていき応答性を更に良くすることができる。
【0011】
吐出圧調節手段は、エアシリンダやボイスコイルモータ等のアクチュエータと、それによって変形して加圧室内の容積を増減させる隔膜とから構成すると好適である。
【0012】
また、直列に配された複数の粘性材料供給手段に対応して、1つの加圧室と吐出圧調節手段と吐出口を共有して用い、粘性材料供給手段の配列方向に沿った吐出位置における粘性材料の吐出圧を一括に調節するように構成すると好適である。この構成によれば、前述したようなスクリーン印刷において、高粘度の印刷ペーストの吐出をその吐出位置にかかわらず均一に精度良く行うことが可能になる。
【0013】
吐出圧調節手段を複数用い、吐出位置における粘性材料の吐出圧を任意に調節するように構成すると好適であり、局部的な圧力調整を容易に行うことができるようになる。
【0014】
また、加圧室下部両側に1対の傾斜板を夫々が下方に向けて接近するように取付けて、その下端開口部を吐出口とすることによっては、その傾斜板が前記スクリーン印刷におけるスキージの代わりとなり、スクリーン開口への印刷ペーストの充填を吐出圧調節によって適正に行うことができ、高精度な印刷ができ印刷品質の向上を実現できる。
【0015】
尚、上記構成において粘性材料を圧送する粘性材料供給手段からの圧送による供給に限定しない構成によれば、装置本体を交換容易に形成したり、装置本体内に、粘性材料を充填したカートリッジを収容可能にすることによって、粘性材料を加圧室に貯留させることができ、粘性材料供給用の加圧手段が不要になって粘性材料供給を容易にすることができる。
【0016】
また前記各傾斜板と加圧室の下部側面の間に軟質弾性材料を挟み込むように構成すると好適である。このように構成すると、傾斜板をスクリーンに押し付けた際、傾斜板がたわむことによりスクリーンとの密着性を向上させることができる。それにより、加圧室内に粘性材料を供給するときや加圧室内の粘性材料を加圧するときに、傾斜板とスクリーンの間から粘性材料が出てしまうのを防ぐことができる。しかし、より密着性を向上させるためには傾斜板のたわみを大きくしなければならず、その為には傾斜板の長さを長くする必要がある。そのようにすると加圧室の容積が増え供給する粘性材料が多くなり、供給時間の増大、塗布ユニット重量の増大になる。そこで軟質弾性材料を傾斜板と加圧室の下部側面の間に挟み込むことにより、傾斜板のたわみを確保したまま加圧室の容積を小さくすることができ、粘性材料を最小にすることができる。軟質弾性材料は傾斜板に沿って構成されているが、傾斜板の両端でつながっていてもよく、また傾斜板の両端に別の軟質弾性材料を入れてもよい。粘性材料が多くても良い場合は、傾斜板に沿って軟質弾性材料を構成しなくてもよく、傾斜板の両端のみに軟質材料を入れればよい。
【0017】
また前記粘性材料供給手段により加圧室を粘性材料で満たした後に粘性材料供給手段の供給圧力を切った際、供給圧力を切っても加圧室内に満たされた粘性材料はいくらかの圧力を有しており、この加圧室内に残った供給圧力の残圧を空気袋により吸収することにより加圧室内の圧力を低下させるように構成すると好適である。これにより加圧室内の残圧を無くすることができ、空気袋により吐出圧をコントロールすることができる。
【0018】
また加圧室内の端または粘性材料供給手段の間に少なくとも1個の圧力検出手段を設けることにより、粘性材料供給手段により加圧室に粘性材料を供給していく際、加圧室内に粘性材料が満杯になったことを圧力検出手段により検出するように構成すると好適である。
【0019】
また加圧室を吐出圧調整手段により加圧した際、圧力検出手段での検出圧力が所定圧力に達しない場合、粘性材料の不足と判断し粘性材料供給手段により粘性材料を供給して、加圧室内の粘性材料を補充しうるように構成すると好適である。
【0020】
また吐出圧調整手段により加圧したまま移動し、加圧室の圧力を圧力検出手段で検出することにより、吐出圧調整手段の圧力を調整するように構成すると好適である。
【0021】
また加圧室に回転可能なシャフトを備え、シャフトが回転することにより粘性材料を流動させるように構成すると好適である。
【0022】
また吐出圧調整手段により加圧室の圧力を負圧にし、加圧室を水平に移動させながら上昇させることにより、粘性材料を加圧室に回収するように構成すると好適である。
【0023】
さらに空気袋の中の空気を入れ替えることにより粘性材料の温度を安定させるように構成すると好適である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の粘性材料塗布装置について図1から図28を参照して説明する。
【0025】
図1に示す第1実施形態の粘性材料塗布装置は、材料供給部1、エア供給部2、そして装置本体である塗布ユニット3とから主構成されている。材料供給部1は接着剤やクリーム半田等の粘性材料5がシリンジ状の収容タンク1bに収容されており、材料供給用の圧縮エアによってプランジャ1aが作動して粘性材料5が加圧され、塗布ユニット3のチャンバー(加圧室)3c内が常に充満されるように圧送される。
【0026】
塗布ユニット3と材料供給部1とはジョイント6によって連結されており、ジョイント6に設けられる貫通穴6aが、前記チャンバー3cの側方に水平に設けられる粘性材料供給通路3dに連通するように設けられることによって、粘性材料5が塗布ユニット3内へ供給される。
【0027】
塗布ユニット3下方の吐出部4には吐出ノズル4bが延設されている。一方、塗布ユニット3の上方にはエア供給部2が配され、このエア供給部2から所定の圧力に調節された材料供給用の圧縮エアがエアポート3aを介して、チャンバー3c内上部空間全域に設けられた空気袋3bへ送りこまれる。第1実施形態ではこの空気袋3bと前記エア供給部2とで吐出圧調節手段を構成している。
【0028】
空気袋3bは、例えば厚み0.03mm〜0.05mm程度のナイロンやゴム製の袋状の容器から形成されている。また粘性材料5の組成を考慮して耐溶剤性材料のものを使用すると好適である。
【0029】
また空気袋3bは、圧縮エアのエア供給部2からの流入やエア供給部2への流出による吸排気に伴って任意に膨張収縮することによって、塗布ユニット3内のチャンバー3cの容積を増減させている。これによってチャンバー3c内の粘性材料5を所定の圧力で押出したり、引いたりすることができる。また、空気袋3bから吐出口4aまでの距離を、例えば10mm程度に短くすることによって応答性が良くなる。
【0030】
これは、図2(a)のグラフで示すように、吐出をオンしてから実際に加圧するまでの待ち時間がなく、吐出終了時の残圧がない。実験によれば、約0.3秒〜0.5秒でエア供給部2から送られてきた所定の圧力に瞬時に到達することができる。また、吐出をOFFにしたときも、加圧終了後のチャンバー3c内の残圧が瞬時に圧力が0付近に低下して吐出を停止させることができる。更に第1実施形態では空気袋3bと吐出ノズル4b先端の吐出口4aとの距離が近いため、エア供給部2から空気袋3bに供給する圧縮エアのエア圧と吐出口4aから吐出される粘性材料の吐出圧が、ほぼ同等であることが図2(b)のグラフに示すように、従来例との比較実験により確認されている。このように第1実施形態では、エア供給部2の供給、排気作用と連動した空気袋3bの膨張収縮作用による吐出圧調節機能により圧力伝達の効率が良くなり、チャンバー3cに貯留された粘性材料5の流動特性に対する影響を小さくすることが云える。なおエア供給部2の排気作用は、空気袋3b内の空気を大気に開放したり、あるいは吸引することによって実現される。
【0031】
図3に示す第2実施形態では、吐出圧調節のための前記空気袋3bの代わりにエア供給部2に連動するエアシリンダ7及び後記隔膜7bを用いている。エアシリンダ7にはピストン7aが設置されており、エア供給部2から所定のエア圧に調節された圧縮エアがエアポート3aから供給され、これによってピストン7aが上下動し、その下端に取付けた隔膜7bを変形させる。この隔膜7bの変形によってチャンバー3c内の容積を増減させて粘性材料5を加減圧している。隔膜7bは図示するものの外、ベローズ等を用いることができる。
【0032】
図4に示す第3実施形態では、吐出圧調節のために前記ピストン7aを駆動するボイスコイルモータ(VCM)8と呼ばれる電動機を用いている。第3実施形態において、隔膜7bの変形によってチャンバー3c内の容積を増減させるしくみは第2実施形態の場合と同様であるが、駆動を電動にすることにより、より早い応答を実現できる。ボイスコイルモータ8の動作距離(ストローク)は、チャンバー3cやピストン7a先端付近に圧力センサー19を取付け、この検出値と設定値を比較することにより制御するか、あるいは動作の際に発生する抵抗値(抵抗力)をボイスコイルモータ8のドライバーから読取って圧力に換算し、これにより制御することもできる。何れの場合でも、圧力を効率良く、かつ即座に精密に伝達するためには吐出圧調節手段となる駆動源や隔膜7bと吐出口4aとの距離をできる限り小さくする必要がある。
【0033】
図5に示す第4実施形態は、第1実施形態で示した空気袋と同様の吐出圧調節手段によって吐出圧を調節するものであるが、粘性材料供給部1を複数配し、チャンバー11aやチューブ状の空気袋11bを共有することによって、所定の容積内の吐出圧を1組の吐出圧調節手段で一括に調節している点をその特徴としている。
【0034】
具体的には図6の参考図(a)〜(e)に示すように、電子部品を実装するために、回路基板32のランドパターン33上に粘性材料(印刷ペースト)31を印刷する平板孔版式(スクリーン式)等の印刷装置において、粘性材料31を回路基板32に配されたスクリーン34の開口35に充填する際に用いるスキージ37の代わりに、後記薄板ブレード(傾斜板)12を用いて上記吐出圧力調整手段を作動させた場合を示している。すなわち第4実施形態の粘性材料塗布装置は、スクリーン印刷機の印刷ヘッドとして用いられている。
【0035】
第4実施形態によれば、粘性材料31をスクリーン34の開口35に充填する印刷工程において、粘性材料31を吐出圧調節手段1の配列方向に配置された空気袋11bと片側に1箇所配置された吐出圧調整部(エア供給部)2と連動した吸排気作用によってチャンバー11aの容積を増減させることによって、開口35への粘性材料31の充填圧力を適正な値に保持する高精度な吐出圧調節ができ、印刷品質の向上を実現できる。この粘性材料塗布装置の長さは270mmであり、中央部と左右各部にそれぞれ85mm間隔に配置された粘性材料供給部1には粘性材料31が収容されている。粘性材料31は、粘性材料供給部1に連結されるジョイント9内の約直径6mmの貫通穴9aから塗布ユニット11内のチャンバー11aへ圧送される。チャンバー11aにはエア供給部2から圧縮エアを供給するエアポート11dとジョイント11e、空気袋11bが配されている。
【0036】
空気袋11bの中には、シャフト11gと空気吸排用の空気穴付きパイプ11fとが取付けられている。シャフト11gは吐出口14の長さが270mmと長いため、0.05mm厚のナイロンチューブ製の空気袋11bが変形し、チャンバー11aからはみ出すのを防止するために、空気袋11bの中にむらなく瞬時に空気を送るために設けられている。ジョイント11eは前記パイプ11fに連結されている。空気袋11bのナイロンは直径10mm、長さ220mm程度であり、ジョイント11eとはエアリークすることなくOリング等を用いて連結されている。
【0037】
チャンバー11aの下部両側端には、0.3mm厚の銅製の薄板ブレードからなる2枚の薄板ブレード12が10mm程度の間隔を開けてブレード押え10によって、夫々が下方に向けて接近するように取付けられており、スクリーン印刷において、従来のスキージの代わりとなる。第4実施形態においては薄板ブレード12、12間の開口が吐出口14を形成し、粘性材料31はこの吐出口14より吐出される。サイドプレート13は粘性材料31がチャンバー11aから漏れないようにウレタンゴム等のサイドストッパー15を挟んでチャンバー11aに固定されている。
【0038】
上記のように3つの粘性材料供給部1を配置する粘性材料塗布装置において、第4実施形態のように吐出圧調整手段(吐出圧調整手段2と空気袋11b)を用いたものと、粘性材料供給部1の材料供給用の圧縮エアだけで粘性材料31を吐出する従来のものとでスクリーン印刷した場合を比較実験したデータ結果を図7と図8に示している。
【0039】
まず中央部と左右各部の長手方向の3つの測定位置における圧力のばらつきの比較においては、エア圧を約0.2kgf/cm2 に設定した場合、第4実施形態におけるばらつきは図7(a)に示すように約0.01kgf/cm2 程度で殆ど無視できるほどであった。しかし従来のものでは図7(b)に示すように約0.1kgf/cm2 程度もあった。
【0040】
次に図8(a)(b)において吐出圧力の応答性について比較する。充填圧力の立ち上がり時間は、図8(a)に示すように、第4実施形態では約0.3秒であるのに対して、図8(b)に示すように、従来のものでは約10秒以上であった。また加圧終了後についても従来のものでは、チャンバー11a内には残圧として約0.3kgf/cm2 程度の圧力が残ってしまい、また吐出開始からそれに至るまでの時間も約30秒程度かかるのに対し、第4実施形態では、チャンバー11a内の圧力は瞬時に低下する。これは加圧終了後、チャンバー11a内に残った残圧を空気袋11bが収縮してエア供給部2へ排気することにより吸引しているためである。
【0041】
また図9に示すように、第4実施形態における空気袋11bが押圧する粘性材料31の頂面にプレート11hを張付け、チャンバー11a内の粘性材料31が均一に広がるように工夫しても良い。
【0042】
以上説明した第4実施形態の粘性材料塗布装置においては、粘性材料31はチャンバー11a内で高精度に且つ均一に加圧され、吐出口14から吐出される粘性材料31は吐出口14の長手方向に対して均一に塗布される。しかし図10に示す第5実施形態では、吐出圧を塗布位置ごとに変化させることができるようにしている。
【0043】
第5実施形態によれば、図10(a)に示すように粘性材料供給部1は2箇所に設けられ、空気袋3f、3e、3gは中央部、左部、右部の3箇所に設けられ、エア供給部2に連通するエアポート3aと共に別々に分けて配置されている。吐出される粘性材料が印刷ペーストのような200Pa・s程度の高粘度の粘性材料であれば、例えば、左部と右部のエア供給部2からの圧縮エアのエア圧を0.5kgf/cm2 、中央部を0.3kgf/cm2 に設定すると、チャンバー11aからの吐出圧も図10(b)に示すように、左部、右部、中央部で局部的な圧力調整ができる。更に局部的な圧力調整を精度良く行うためには、エア供給部2に対応してチャンバー3cを仕切ることもできる。
【0044】
また上記のように空気袋3e、3f、3g複数個を直列に配置するだけではなく、図11に示す第6実施形態のように空気袋3b複数個を並列に配置することによって、同一の塗布ユニット3内で吐出圧を変化させて、圧力分布を任意に作り出すことができる。図11(b)はその圧力分布を示すグラフである。
【0045】
図12は、上記粘性材料塗布装置から粘性材料31が吐出されて被塗布物32に塗布した後、被塗布物32から吐出口14が離れたときの粘性材料31の吸引作用を第4、第5実施形態の装置で示したものである。この場合、吐出口14付近の粘性材料31は被塗布物32と吐出口14との間で引きちぎられ、一部の粘性材料31bは被塗布物32上に塗布され、その他の粘性材料31aは吐出口14から垂れ下がってしまう。しかし、図12(b)に示すように、この状態で空気袋11bのエアを空気穴付きパイプ11fを介して吸引することによって空気袋11bは更に収縮し、垂れ下がっている粘性材料31aをチャンバー11a内に戻すことになる。
【0046】
つまり、再度粘性材料塗布装置を被塗布物32上に配置したときに、図12(a)の状態であれば吐出口14周辺(チャンバー11a開口周面)に粘性材料31が付着してしまう。ところが図12(b)のように垂れ下がった粘性材料31を前記のようなエア吸引によってチャンバー11a内に吸引しておけば、再印刷のために吐出口14が被塗布物32上に配置されても粘性材料31がはみ出すことなく、被塗布物32上はクリーンな状態にすることができる。この吸引するための圧力は、エア供給部2から供給されており、吸引に必要な圧力は空気袋11bが収縮する程度であればよく、約マイナス0.2〜0.3kgf/cm2 が好適である。
【0047】
図13は第7実施形態を示している。上記に示す実施形態では、塗布ユニット3内に形成されるチャンバー3cへの粘性材料5の供給を材料供給用の圧縮エアによって行っていたが、供給手段はこれに限定されない。例えば第7実施形態では、塗布ユニット3を空気袋3b部から着脱可能に形成し、これと粘性材料5が充填された新しい塗布ユニット3と交換することによって粘性材料5の供給を行っている。また、チャンバー3c内に収容可能に形成されたカートリッジ3hを交換することで行っても良い。この場合、カートリッジ3hによって粘性材料5が供給され、その内部空間が塗布ユニット3内でチャンバー(加圧室)を形成する。カートリッジ3hの材質はナイロン製、フッ素系、金属・非金属系等、チャンバー3c内に収容できれば良い。
【0048】
図14(a)、(b)に示す第8実施形態は、第4実施形態で示した空気袋11bと同様の吐出圧調整手段によって吐出圧を調整するもので、粘性材料供給部1を複数配列しチャンバー11aや空気袋11bを共有しており、所定の容積内の吐出圧力を1組の吐出圧力調整手段で一括して調整するものであり、チャンバー11aの下部側面と薄板ブレード(傾斜板)12の間に軟質弾性材料38を挟み込むように構成している。
【0049】
軟質弾性材料38が無くても、チャンバー11aに粘性材料31を供給するときやチャンバー11a内の粘性材料31を加圧するときに、塗布ユニット11をスクリーンに押し付け、薄板ブレード12をたわませることによりスクリーンとの密着性を向上させ、薄板ブレード12とスクリーンの間から粘性材料31が出てしまうのを防ぐことができる。しかし、より密着性を向上させるためやスクリーンのうねり等にならう為には、薄板ブレード12の長さを長くし薄板ブレード12のたわみを大きくする必要がある。しかし、前記のようにするとチャンバー11aの容積が増え供給する粘性材料31が多くなり、供給時間の増大、塗布ユニット11の重量の増大になる。
【0050】
そこで軟質弾性材料38を薄板ブレード12とチャンバー11aの下部側面との間に挟み込むことにより、薄板ブレード12のたわみを確保したままチャンバー11aの容積を小さくすることができ、粘性材料31の量を最小にすることができる。軟質弾性材料38は薄板ブレード12に沿って構成されているが、図15(a)の38aに示すように薄板ブレード12の両端でつながっていてもよく、また図15(b)のように薄板ブレード12に沿って左右1対の軟質弾性材料38bと薄板ブレード12の両端に別の1対の軟質弾性材料38cを入れてもよい。粘性材料31が多くても良い場合は、薄板ブレード12に沿って軟質弾性材料38を構成しなくてもよく、薄板ブレード12の両端のみに軟質弾性材料38を入れればよい。また軟質弾性材料38はチャンバー11aに固定しておいてもいいが、チャンバー11aと薄板ブレード12または薄板ブレード12の両端から別のプレートではさむだけでも良い。また、薄板ブレード12の厚みを薄くもしくは樹脂系の材料を用いることにより薄板ブレード12のたわみを確保することも可能である。
【0051】
以上により、本実施形態のものをスクリーン印刷機の印刷ヘッドとして用いたとき、薄板ブレード12のたわみを大きく取ることによりスクリーンのうねり等にならうことができ、スクリーンの下に回路基板が無くても薄板ブレード12で粘性材料31をかき取ることができる。
【0052】
また、印刷中の塗布ユニット11は、スクリーンにならうために通常上下に自由に移動する構成をとることが多いが、薄板ブレード12のたわみを有効に使うために塗布ユニット11の上下方向の動きを規制した方が、薄板ブレード12が上下に動き粘性材料31をかき取ることができ好適である。
【0053】
なお、軟質弾性材料38は、柔らかい上に耐溶剤性のものが良く、例えば低硬度のポリエチレンやウレタンゴム等が適しているが、定期交換を行えばシリコンゴム、特に発泡系のシリコンゴムも柔らかいため好適である。しかも、これら軟質弾性材料38のスクリーンに対向する側の面に高硬度の材料、例えばフッ素系の材料を接合もしくはコーティングしておくと滑りが良く寿命を伸び好適である。
【0054】
次に図16(a)、(b)においてチャンバー11a内の圧力について比較する。粘性材料供給部1によりチャンバー11aを粘性材料31で満たした後に粘性材料供給部1の供給圧力を切った際、供給圧力を切ってもチャンバー11a内に満たされた粘性材料31は図16(a)のようにいくらかの圧力を有しており(以降残圧と呼ぶ)、この残圧は数分経過しても極端に低下することはない。空気袋11bにより吐出圧力を発生させるが、残圧<吐出圧力の場合は空気袋11bにより吐出圧力をコントロールできるが、残圧>吐出圧力の場合は吐出圧力をコントロールすることは困難である。
【0055】
そこで、粘性材料供給部1に供給圧力をかけるときまたは供給中に空気袋11bを膨らませておき、チャンバー11a内が粘性材料31で満たされ供給圧力を切る際に空気袋11bのエアも切れば、空気袋11bがしぼむことによりチャンバー11a内の残圧を吸収することができ、図16(b)のようにチャンバー11a内の残圧を1秒以下の時間で瞬時に低下させることができる。これによりチャンバー11a内に圧力が無くなり、空気袋11bにより吐出圧力をコントロールすることができる。
【0056】
このとき、図17(a)に示すように、チャンバー11a内の粘性材料31の動きを妨げないようにチャンバー11aと別の部屋11m(この場合11a、11mの両方で本発明の加圧室が構成される。)に空気袋11bを設ける、もしくはチャンバー11aの上部に設けても同様の効果を得ることができる。これまでの空気袋11bは断面円形(図17(a))であったが、図17(b)のようにシート状のものに空気をためる空気袋39aや、図17(c)のようにバック状のものに空気をためる空気袋39bを用いてもこれまでと同様の効果を得ることができる。これらを応用して図19(d)のように、加圧室(チャンバー)11aを袋状にして空気の入るところを部屋にするように弾性材料袋(空気袋)39cを用いても同様の効果を得ることができる。
【0057】
次に、図18に示すように、チャンバー11a内に粘性材料31を供給する際、チャンバー11aが満杯になっても空気溜り40aがチャンバー11a内に残ることがある。チャンバー11a内は空気袋11bにより均等に圧力がかかっているので空気溜り40aにも同様の圧力がかかり大きな問題にはならないが、より精密に圧力をコントロールする為には微小な穴もしくはスリットの空気抜き40を設ければ、空気溜り40aの空気は排出される。このとき穴もしくはスリットは微小である為に、粘性材料31が出て行くには抵抗が大きく、空気抜き40から出てしまうことはない。
【0058】
次に図19においてチャンバー11a内の粘性材料31の満杯検出について説明する。粘性材料供給部1に供給圧力をかけ粘性材料31をチャンバー11aに供給していく際、所定時間供給圧力をかけていても良いが、チャンバー11a内の端または粘性材料供給部1の間に少なくとも1個の圧力検出手段41を設けることにより、チャンバー11a内に粘性材料31が満杯になったことを圧力検出手段41により検出することができる。
【0059】
また図20により印刷中の粘性材料31の供給方法を説明する。チャンバー11a内に粘性材料31を初期供給する方法は前記の通り行いチャンバー11a内が満杯になれば空気袋11b、39a、39b、39c(以下11bとのみ記す。)を膨らませ印刷をしていく。印刷により粘性材料31は少しずつ減少していくが、空気袋11bが膨らんでいる間はチャンバー11a内に所定圧力を発生することができ印刷することができる。
【0060】
空気袋11bが膨らみきって粘性材料31の減少した容積を補うことができなくなると、チャンバー11a内の圧力は低下し、あらかじめ設定してある印刷する為に必要な下限圧力になる。チャンバー11a内の下限圧力を圧力検出手段41により検出することにより粘性材料31の減少を検出し、初期供給と同様の動作を行うことにより再度チャンバー11a内に粘性材料31を供給することにより、空気袋11bを膨らませて吐出圧力を発生し印刷を続けることができる。
【0061】
このときもチャンバー11a内の残圧が問題なければ供給圧力部1のみの動作でよいが、残圧が問題になる場合はやはり空気袋11bにより残圧を取り除く必要がある。
【0062】
また、あらかじめ粘性材料31の供給タイミングがわかっている場合は、下限圧力を検出しなくても印刷回数など設定したタイミングにより粘性材料31を供給しても良いし、粘性材料31の粘度が低い場合は、常時低圧の供給圧力をかけて少しずつ粘性材料31を供給しても良い。
【0063】
また図21において印刷時のチャンバー11a内の圧力を説明する。空気袋11bを膨らませることにより、チャンバー11a内の圧力を瞬時に高めることができ、そのまま塗布ユニット11を移動させることにより印刷を行う。このとき塗布ユニット11が移動することによりチャンバー11a内の粘性材料31はチャンバー11a内を移動するため、圧力検出手段41で検出される圧力は塗布ユニット11が停止しているときに比べ低くなる。
【0064】
この圧力差が問題にならない程度のスクリーンの開口なら空気袋11bは所定圧力で膨らましておけば良いが、そうでない場合は実際に印刷しているときの圧力も検出し、塗布ユニット11が停止時と移動時のチャンバー11a内の圧力差から粘性材料31の移動状態を考察する。特にチャンバー11a内の圧力差が大きい場合は、粘性材料31が移動し易いつまり粘度が低下している場合が多いので、圧力低下の度合いに応じて空気袋11bの圧力を再設定する。
【0065】
この圧力の再設定は、粘性材料31の粘度との関係を補正するものであるので、あらかじめ粘度と検出圧力と設定圧力の関係を決めていれば印刷中でも自動的に再設定することができる。また温度変化や連続使用等により粘性材料31の粘度が変化しても、前の印刷中に測定した圧力と比較することにより空気袋11bの圧力を再設定することにより、安定した印刷を実現することができる。
【0066】
また印刷開始前に空気袋11bに圧力をかけ、スクリーンの開口の無いところで塗布ユニット11を動かすことにより、実際に印刷を行わなくても空気袋11bの圧力を再設定することができる。
【0067】
また図22に示すように、圧力検出手段41を複数個チャンバー11a内の周囲に設けることにより、より精密に粘性材料31の圧力状態を検出することができ、チャンバー11a内の粘性材料31の動きを検出することが可能になる。圧力検出手段41の圧力差が大きければ、粘性材料31の動きが悪くつまり粘度が高いことが言え空気袋11b(39a)の圧力を高く設定し、圧力検出手段41の圧力差が小さければ、粘性材料31の動きが良くつまり粘度が低いことが言え空気袋11bの圧力を低く設定することができる。
【0068】
次に図23により粘性材料の流動を促進させる方法について説明する。図23(a)のように、チャンバー11a内に満たされた粘性材料31は、吐出圧力をかけられたままスクリーン34上を移動すると移動方向と同じ方向に回り流動を行う。吐出圧力がかかっていない場合はこの流動は起こらず、粘性材料31はスクリーン34上を滑ってしまいスクリーン34の開口に粘性材料31は入りにくくなり印刷することができない。つまり、粘性材料31が流動することで、スクリーンの開口に粘性材料31が入り印刷することができる。
【0069】
これは図23(b)に示すように、スキージ37を用いて印刷する場合と同様で、スキージ37が移動すると粘性材料31も同方向に回り流動している。
【0070】
また、このスキージ方式の場合は粘性材料31の流動性を促進するために、スキージ37のところに粘性材料31を供給する前にあらかじめ容器内にて粘性材料31をかき混ぜることがしばしば行われている。
【0071】
本発明のように粘性材料31がチャンバー11a内にある場合はあらかじめ粘性材料31をかき混ぜておくことはできないが、印刷動作を行うことによりチャンバー11a内の粘性材料31が流動することを考えれば、印刷開始前に吐出圧力をかけたままスクリーン34上で塗布ユニット11が往復動作を行うことにより粘性材料31をかき混ぜることができるのは明白であり、前記動作を印刷前に行うことは印刷を安定させる為には好適である。
【0072】
さらに粘性材料31を混ぜておく必要がある場合は、図24(a)、(b)に示すようにチャンバー11a内にシャフト42を設け、これを回転させることにより粘性材料31を混ぜることができる。シャフト42はチャンバー11a内にあり、両端を支持されておりOリング43にて粘性材料31が漏れるのを防いでいる。シャフト42の少なくとも一方はプーリ44が固定されており、ベルト45を介してモータ46に接続している。つまり、モータ46を回転させることによりシャフト42が回転し、粘性材料31を強制的に混ぜることができる。
【0073】
図25に示すように、粘性材料31を粘度の面から見ると、印刷動作のたびに流動しているので粘度は徐々にではあるが低下している。塗布ユニット(印刷ヘッド)11を往復動させることによりあらかじめ粘性材料31の粘度をある程度下げておくことはできるし、また前記シャフト42を用いることにより、より粘度を下げその後の印刷による粘性材料31の粘度変化を少なくすることができる。印刷ヘッド11の往復動作時にシャフト42も回転させるとより効果があることは言うまでもない。
【0074】
次に図26(a)、(b)によりチャンバー11a内の粘性材料31の流動速度について説明する。印刷時の粘性材料31は図26(a)の矢印のように吐出口4aが最大速度になり、上方に行くに従って速度は小さくなる。粘性材料31の粘度が高い場合は粘性材料31は流動しにくいのでその速度は小さくなり、その影響で吐出口4aの速度は小さくなり印刷ヘッド11の速度と合わず、結果的にスクリーン34と粘性材料31は滑りが生じ印刷が困難になる。また、印刷速度が速い場合は吐出口4aの速度は早くなろうとするが、チャンバー11a内の粘性材料31の粘性が抵抗になり吐出口4aの速度は大きくならず、やはり結果的にスクリーン34と粘性材料31は滑りが生じ印刷が困難になる。
【0075】
図26(b)に示すように、印刷中もチャンバー11a内に構成したシャフト42を回転させることにより、チャンバー11a内の粘性材料31の流動を促進することができるので、粘性材料31の粘度が高い場合や印刷速度が速い場合も吐出口4aの速度を速くすることができ、結果的にスクリーン34と粘性材料31の間には滑りが生じず印刷ができる。
【0076】
もちろんシャフト42をフリーにして粘性材料31の流動に沿わせることも可能であるし、またシャフト42の端軸にひずみゲージ等を取りつけ粘度を測定することも可能ではあるが、強制的にシャフト42を回転させたほうが効果的である。
【0077】
次に図27(a)〜(e)によりスクリーン上に粘性材料31を残さずに印刷ヘッド(塗布ユニット)11をスクリーン34から離す方法について説明する。図27(a)に示すように、印刷ヘッド11のチャンバー11aの中には粘性材料31があり、吐出口4aで粘性材料31はスクリーン34と接している。図27(b)に示すように、このまま印刷ヘッド11を上昇させるとスクリーン34上に粘性材料31を多く残してしまう。また、図27(c)に示すように、吐出口4aからの粘性材料31の垂れ下がり防止の時と同じく、空気袋11bをしぼませてから印刷ヘッド11を上昇させてもやはりスクリーン34上には粘性材料31は残ってしまう。残った粘性材料31は再使用するには手間がかかるため、スクリーン34上の粘性材料31は全て印刷ヘッド11に回収しなければならない。
【0078】
本発明では、図27(c)に示すように、空気袋11bをしぼませてチャンバー11a内の容積を減小させることができるので、図27(d)に示すように、印刷ヘッド11を水平に移動させスクリーン34上の粘性材料31を薄板ブレード12で掻き取り、そのまま印刷ヘッド11を水平移動させながら図27(e)に示すように、上昇させることによりスクリーン34上に粘性材料31を残さず印刷ヘッド11をスクリーン34から離すことができる。
【0079】
次に図28(a)〜(c)により塗布ユニット11を早く常温に戻す方法について説明する。使用途中の粘性材料31は、生産停止時に通常塗布ユニット11にふた等をして冷蔵庫等に保管しておく。生産を再開するときには粘性材料31の温度を室温に戻しておく必要があり、図28(b)のように通常生産の30分以上前に冷蔵庫から取り出しておかなければならない。粘性材料31の交換が頻繁であれば、粘性材料31を室温にするために手間と時間がかかってしまう。
【0080】
本発明では、図28(a)に示すように空気袋11bの中の空気を入れ替えることにより図28(c)のように、粘性材料31の温度を早く室温に戻すことができ、生産をすぐに開始することができ余計な手間と時間が不要になる。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吐出口近傍に配された吐出圧調節手段によって、加圧室内に貯留された粘性材料を吐出する際の圧力伝達を効率良く行い、瞬時に適正で均一な吐出圧で吐出を効率良く高精度に行うことができ、殊にスクリーン印刷に用いることによっては、スクリーン開口への充填圧力の高精度化によって、粘性材料の漏れやブリッジの発生を防止して印刷品質の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における粘性材料塗布装置を示す縦断面図。
【図2】同実施形態における実験データを示し、(a)は吐出圧の応答性を示すグラフ、(b)は吐出圧の効率を従来との比較で示すグラフ。
【図3】本発明の第2実施形態を示す縦断面図。
【図4】本発明の第3実施形態を示す縦断面図。
【図5】本発明の第4実施形態を示し(a)は正面図、(b)は側面図。
【図6】同実施形態の参考図で、スクリーン印刷によって印刷ペースト(粘性材料)を塗布する工程を(a)から(e)の手順で示す説明図。
【図7】吐出圧のばらつきを従来例と比較実験したデータを示し、(a)は同実施形態のデータを示すグラフ、(b)は従来例のデータグラフ。
【図8】吐出圧の応答性を従来例と比較実験したデータを示し、(a)は同実施形態のデータを示すグラフ、(b)は従来例のデータを示すグラフ。
【図9】同実施形態の変形例を示す縦断側面図。
【図10】本発明の第5実施形態を示し(a)はその縦断面図、(b)は同実施形態の吐出圧分布を示すグラフ。
【図11】本発明の第6実施形態を示し、(a)はその要部を概略して示す斜視図、(b)は同実施形態の吐出圧分布を示すグラフ。
【図12】本発明の作用を第4、第5実施形態のもので示したもので、(a)は粘性材料の吐出終了直後の状態を示す縦断面図、(b)は吐出終了後に吐出圧を調節した状態を示す縦断面図。
【図13】本発明の第7実施形態の要部を説明する縦断面図。
【図14】本発明の第8実施形態を示す、(a)はその縦断面図、(b)はその横断面図。
【図15】軟質弾性材料の一体型を(a)に、分割型を(b)にそれぞれ示す斜視図。
【図16】空気袋により加圧室内の残圧を除去することを(a)、(b)に示すグラフ。
【図17】空気袋の各種態様を、(a)、(b)、(c)、(d)に示す断面図。
【図18】空気を抜く為のスリットを示す説明図。
【図19】加圧室内の圧力検出手段を示す説明図。
【図20】初期供給及び追加供給を行っている時の加圧室内の圧力を示すグラフ。
【図21】印刷中の加圧室内の圧力を示すグラフ。
【図22】加圧室内の圧力検出手段を示す説明図。
【図23】粘性材料の流動を(a)、(b)に示す図。
【図24】加圧室内にシャフトを配した例を示し、(a)はその縦断面図、(b)はその左側面図。
【図25】粘性材料の粘度変化を示すグラフ。
【図26】粘性材料の流動速度分布を(a)、(b)に示す図。
【図27】スクリーン上の粘性材料を回収する動作を(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に示す図。
【図28】粘性材料を早く室温に戻すことを説明する図であって、(a)は縦断面図、(b)、(c)はグラフ。
【図29】従来例(a)、(b)の2つのタイプを示す概略斜視図。
【図30】同従来例における吐出圧の応答性のデータを示すグラフ。
【図31】他の従来例の2つのタイプの多連ノズルを(a)、(b)に示す概略斜視図。
【図32】同従来例の各多連ノズルからの吐出圧のデータを、図31の(a)、(b)の測定ポイントに対応して、(a)、(b)に示すグラフ。
【符号の説明】
1 材料供給部(粘性材料供給手段)
2 エア供給部(吐出圧調節手段)
3、11 塗布ユニット(装置本体、印刷ヘッド)
3b、11b、39a、39b、39c 空気袋(吐出圧調節手段)
3c、11a、11m チャンバー(加圧室)
3h カートリッジ(粘性材料供給手段)
4a 吐出口
5 粘性材料
7 エアシリンダ(吐出圧調節手段)
7a ピストン(吐出圧調節手段)
7b 隔膜(吐出圧調節手段)
8 ボイスコイルモータ(吐出圧調節手段)
12 薄板ブレード(傾斜板)
31 印刷ペースト(粘性材料)
38 軟質弾性材料
41 圧力検出手段
42 シャフト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a viscous material application apparatus for applying a viscous material such as an adhesive, cream solder, or conductive paste onto an object to be applied such as a circuit board.And viscous material application methodIt is about.
[0002]
[Prior art]
A basic configuration of a conventional viscous material coating apparatus will be described with reference to a schematic diagram of FIG. As shown in FIG. 29 (a), this viscous material application apparatus adjusts compressed air to the viscous
[0003]
Further, as shown in FIG. 29B, a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the viscous material coating apparatus having the above-described configuration, the compressed air supplied from the
[0005]
In addition, as shown in FIG. 30, the response time from when a discharge start signal is output at a predetermined pressure to when the discharge is actually started is delayed due to the same cause. There is a waiting time before starting. Further, since the residual pressure remains after the pressurization is completed, the
[0006]
Further, in the above conventional apparatus, when the viscous material is collectively supplied in a two-dimensional manner, a so-called multiple nozzle 4c having a plurality of
[0007]
Accordingly, the present invention solves the above-described problems, and makes it possible to improve the discharge accuracy and increase the efficiency by efficiently performing the pressure transmission for discharging the viscous material to improve the responsiveness.And viscous material application methodTo provideWith the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a discharge port.HavePressurization chamberWhen,The pressure chamberA viscous material is supplied between the air bag provided in the air bag, and the inner wall of the pressurizing chamber and the air bag.Viscous material supply meansSupplied,Pressurized chamberThe viscosity ofPressure adjusting means for adjusting the discharge pressure of functional materialAnd air adjusting means for adjusting the amount of air in the air bag based on the pressure of the viscous material in the pressure chamber.It is characterized by that.
[0009]
According to the present invention, the viscous material stored in the pressurizing chamberInIs, DThe pressure is efficiently and evenly transmitted to the viscous material, the responsiveness from the start of air pressure to the start of discharge is improved, and the viscous material can be discharged instantaneously with an appropriate discharge amount. And since the residual pressure does not remain in the pressurizing chamber even after the completion of the discharge, it is possible to prevent the viscous material from dropping from the discharge port and adhering to the coated object at the time of re-application as in the prior art. In particular, it is less susceptible to viscosity resistance in the case of high-viscosity viscous materials, so that even in the case of screen printing in which printing paste is applied in a straight line, uniform ejection can be performed, for example, improved dispensing accuracy and high efficiency in general viscous material application Can be achieved.
[0010]
The discharge pressure adjusting means includes an air bag that is provided in the pressure chamber and whose internal volume increases or decreases with intake and exhaust, and an air supply unit that adjusts and supplies compressed air to the air bag. It is preferable that the air bag is deformed with the air intake / exhaust between the air supply unit and the pressurizing chamber, so that the discharge pressure can be easily adjusted by increasing / decreasing the volume in the pressurizing chamber. In this case, the closer the position of the air bag in the pressurized chamber is to the discharge port, the more the difference between the discharge air pressure and the discharge pressure disappears, and the responsiveness can be further improved.
[0011]
The discharge pressure adjusting means is preferably constituted by an actuator such as an air cylinder or a voice coil motor, and a diaphragm which is deformed thereby to increase or decrease the volume in the pressurizing chamber.
[0012]
Further, in correspondence with a plurality of viscous material supply means arranged in series, one pressurizing chamber, a discharge pressure adjusting means and a discharge port are shared and used at a discharge position along the arrangement direction of the viscous material supply means. It is preferable that the discharge pressure of the viscous material is adjusted at once. According to this configuration, in the screen printing as described above, it is possible to discharge the high-viscosity printing paste uniformly and accurately regardless of the discharge position.
[0013]
It is preferable to use a plurality of discharge pressure adjusting means to arbitrarily adjust the discharge pressure of the viscous material at the discharge position, and local pressure adjustment can be easily performed.
[0014]
In addition, by attaching a pair of inclined plates on both sides of the lower part of the pressurizing chamber so that they approach each other downward, and by using the lower end opening as a discharge port, the inclined plate can be used for the squeegee in the screen printing. Instead, the printing paste can be properly filled into the screen opening by adjusting the discharge pressure, so that high-precision printing can be achieved and the printing quality can be improved.
[0015]
In the above configuration, according to the configuration not limited to the supply by pressure feeding from the viscous material supply means for feeding the viscous material, the apparatus main body can be easily replaced, or the cartridge filled with the viscous material is accommodated in the apparatus main body. By making it possible, the viscous material can be stored in the pressurizing chamber, and the pressure member for supplying the viscous material becomes unnecessary, and the viscous material supply can be facilitated.
[0016]
It is preferable that a soft elastic material is sandwiched between the inclined plates and the lower side surface of the pressurizing chamber. If comprised in this way, when an inclined board is pressed on a screen, an adhesiveness with a screen can be improved because an inclined board bends. Accordingly, when the viscous material is supplied into the pressurizing chamber or when the viscous material in the pressurizing chamber is pressurized, it is possible to prevent the viscous material from coming out between the inclined plate and the screen. However, in order to further improve the adhesion, it is necessary to increase the deflection of the inclined plate. For this purpose, it is necessary to increase the length of the inclined plate. If it does so, the volume of a pressurization chamber will increase and the viscous material to supply will increase, supply time will increase, and the coating unit weight will increase. Therefore, by sandwiching the soft elastic material between the inclined plate and the lower side surface of the pressurizing chamber, the volume of the pressurizing chamber can be reduced while ensuring the deflection of the inclined plate, and the viscous material can be minimized. . The soft elastic material is configured along the inclined plate, but may be connected at both ends of the inclined plate, or another soft elastic material may be put at both ends of the inclined plate. When a large amount of viscous material may be used, the soft elastic material does not have to be formed along the inclined plate, and the soft material may be put only at both ends of the inclined plate.
[0017]
Further, when the supply pressure of the viscous material supply means is turned off after the pressure chamber is filled with the viscous material by the viscous material supply means, the viscous material filled in the pressure chamber has some pressure even if the supply pressure is turned off. It is preferable that the pressure in the pressurizing chamber is reduced by absorbing the residual pressure of the supply pressure remaining in the pressurizing chamber with the air bag. Thereby, the residual pressure in the pressurizing chamber can be eliminated, and the discharge pressure can be controlled by the air bag.
[0018]
Further, by providing at least one pressure detecting means between the end of the pressure chamber or the viscous material supply means, the viscous material is supplied into the pressure chamber when the viscous material is supplied to the pressure chamber by the viscous material supply means. It is preferable that the pressure detection means detects that the battery is full.
[0019]
Further, when the pressure chamber is pressurized by the discharge pressure adjusting means, if the pressure detected by the pressure detecting means does not reach the predetermined pressure, it is determined that the viscous material is insufficient, and the viscous material is supplied by the viscous material supplying means. It is preferable that the viscous material in the pressure chamber can be replenished.
[0020]
It is preferable that the pressure of the discharge pressure adjusting means is adjusted by moving while being pressurized by the discharge pressure adjusting means and detecting the pressure in the pressurizing chamber by the pressure detecting means.
[0021]
Further, it is preferable that the pressurizing chamber is provided with a rotatable shaft, and the viscous material is caused to flow by rotating the shaft.
[0022]
Further, it is preferable that the viscous material is collected in the pressurizing chamber by making the pressure of the pressurizing chamber negative by the discharge pressure adjusting means and raising the pressure chamber while moving the pressurizing chamber horizontally.
[0023]
Further, it is preferable that the temperature of the viscous material is stabilized by replacing the air in the air bag.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a viscous material coating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
The viscous material application apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 mainly includes a
[0026]
The
[0027]
A
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
As shown in the graph of FIG. 2A, there is no waiting time from when the discharge is turned on until the pressure is actually applied, and there is no residual pressure at the end of the discharge. According to the experiment, the predetermined pressure sent from the
[0031]
In the second embodiment shown in FIG. 3, an
[0032]
In the third embodiment shown in FIG. 4, an electric motor called a voice coil motor (VCM) 8 that drives the
[0033]
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, the discharge pressure is adjusted by the discharge pressure adjusting means similar to that of the air bag shown in the first embodiment. By sharing the tube-shaped
[0034]
Specifically, as shown in reference diagrams (a) to (e) of FIG. 6, flat plate holes for printing a viscous material (print paste) 31 on the
[0035]
According to the fourth embodiment, in the printing process of filling the
[0036]
Inside the
[0037]
Two
[0038]
In the viscous material application apparatus in which the three viscous
[0039]
First, in the comparison of the pressure variation at the three measurement positions in the longitudinal direction of the central part and the left and right parts, the air pressure is about 0.2 kgf / cm.2In the fourth embodiment, the variation in the fourth embodiment is about 0.01 kgf / cm as shown in FIG.2It was almost negligible. However, in the conventional case, as shown in FIG. 7B, about 0.1 kgf / cm.2There was also a degree.
[0040]
Next, the responsiveness of the discharge pressure is compared in FIGS. The rise time of the filling pressure is about 0.3 seconds in the fourth embodiment as shown in FIG. 8A, whereas it is about 10 in the conventional case as shown in FIG. 8B. More than a second. Further, even after the pressurization is completed, in the conventional one, the residual pressure in the
[0041]
Moreover, as shown in FIG. 9, you may devise so that the
[0042]
In the viscous material application apparatus of the fourth embodiment described above, the
[0043]
According to 5th Embodiment, as shown to Fig.10 (a), the viscous
[0044]
Further, not only the plurality of
[0045]
FIG. 12 shows the suction action of the
[0046]
That is, when the viscous material application device is again disposed on the
[0047]
FIG. 13 shows a seventh embodiment. In the embodiment described above, the
[0048]
In the eighth embodiment shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the discharge pressure is adjusted by the same discharge pressure adjusting means as the
[0049]
Even when there is no soft
[0050]
Therefore, by sandwiching the soft
[0051]
As described above, when the present embodiment is used as a printing head of a screen printing machine, it is possible to follow the screen swell by taking a large deflection of the
[0052]
In addition, the
[0053]
The soft
[0054]
Next, in FIGS. 16A and 16B, the pressure in the
[0055]
Therefore, when the supply pressure is applied to the viscous
[0056]
At this time, as shown in FIG. 17 (a), the
[0057]
Next, as shown in FIG. 18, when the
[0058]
Next, full detection of the
[0059]
A method for supplying the
[0060]
When the
[0061]
At this time, if there is no problem in the residual pressure in the
[0062]
Further, when the supply timing of the
[0063]
In FIG. 21, the pressure in the
[0064]
If the opening of the screen is such that the pressure difference does not become a problem, the
[0065]
This resetting of the pressure corrects the relationship with the viscosity of the
[0066]
Further, by applying pressure to the
[0067]
Further, as shown in FIG. 22, by providing a plurality of pressure detecting means 41 around the inside of the
[0068]
Next, a method for promoting the flow of the viscous material will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 23A, when the
[0069]
As shown in FIG. 23B, this is the same as the case of printing using the
[0070]
In the case of this squeegee method, in order to promote the fluidity of the
[0071]
When the
[0072]
Further, when it is necessary to mix the
[0073]
As shown in FIG. 25, when the
[0074]
Next, the flow rate of the
[0075]
As shown in FIG. 26B, since the flow of the
[0076]
Of course, it is possible to make the
[0077]
Next, a method of separating the print head (application unit) 11 from the
[0078]
In the present invention, as shown in FIG. 27C, the
[0079]
Next, a method for quickly returning the
[0080]
In the present invention, the temperature of the
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the discharge pressure adjusting means disposed in the vicinity of the discharge port efficiently transmits pressure when discharging the viscous material stored in the pressurizing chamber, and is instantaneously appropriate and uniform. With a high discharge pressure, discharge can be performed efficiently and with high accuracy. Especially when used for screen printing, leakage of viscous materials and occurrence of bridges are prevented by increasing the accuracy of the filling pressure to the screen opening. The print quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a viscous material applying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B show experimental data in the embodiment, where FIG. 2A is a graph showing the response of the discharge pressure, and FIG. 2B is a graph showing the efficiency of the discharge pressure in comparison with the prior art.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view showing a fourth embodiment of the present invention.
6 is a reference diagram of the embodiment, and is an explanatory diagram illustrating a process of applying a printing paste (viscous material) by screen printing in the order of (a) to (e). FIG.
7A and 7B show data comparing discharge pressure variations with a conventional example, FIG. 7A is a graph showing data of the embodiment, and FIG. 7B is a data graph of the conventional example.
8A and 8B show data obtained by comparing discharge pressure responsiveness with a conventional example, FIG. 8A is a graph showing data of the embodiment, and FIG. 8B is a graph showing data of a conventional example.
FIG. 9 is a longitudinal side view showing a modification of the embodiment.
10A is a longitudinal sectional view of a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a graph showing a discharge pressure distribution of the embodiment.
11A and 11B show a sixth embodiment of the present invention, in which FIG. 11A is a perspective view schematically showing an essential part thereof, and FIG. 11B is a graph showing a discharge pressure distribution of the embodiment;
FIGS. 12A and 12B show the operation of the present invention in the fourth and fifth embodiments, wherein FIG. 12A is a longitudinal sectional view showing a state immediately after the end of discharge of a viscous material, and FIG. The longitudinal cross-sectional view which shows the state which adjusted the pressure.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view for explaining a main part of a seventh embodiment of the present invention.
14A and 14B show an eighth embodiment of the present invention, in which FIG. 14A is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 14B is a transverse sectional view thereof.
FIG. 15 is a perspective view showing an integrated type of a soft elastic material in (a) and a split type in (b).
FIG. 16 is a graph shown in (a) and (b) of removing the residual pressure in the pressurized chamber with an air bag.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing various aspects of the air bag in (a), (b), (c), and (d).
FIG. 18 is an explanatory view showing a slit for removing air.
FIG. 19 is an explanatory view showing a pressure detecting means in the pressurizing chamber.
FIG. 20 is a graph showing the pressure in the pressurizing chamber when initial supply and additional supply are performed.
FIG. 21 is a graph showing the pressure in the pressurizing chamber during printing.
FIG. 22 is an explanatory view showing a pressure detection means in the pressurizing chamber.
FIG. 23 is a diagram showing the flow of a viscous material in (a) and (b).
FIG. 24 shows an example in which a shaft is arranged in the pressurizing chamber, (a) is a longitudinal sectional view thereof, and (b) is a left side view thereof.
FIG. 25 is a graph showing a change in viscosity of a viscous material.
FIG. 26 is a diagram showing the flow velocity distribution of the viscous material in (a) and (b).
FIGS. 27A and 27B are views showing the operation of collecting the viscous material on the screen, as shown in (a), (b), (c), (d), and (e).
FIGS. 28A and 28B are diagrams for explaining that the viscous material is quickly returned to room temperature, in which FIG. 28A is a longitudinal sectional view, and FIGS. 28B and 28C are graphs.
FIG. 29 is a schematic perspective view showing two types of conventional examples (a) and (b).
FIG. 30 is a graph showing data of discharge pressure response in the conventional example.
FIGS. 31A and 31B are schematic perspective views showing two types of multiple conventional nozzles in FIGS.
32 is a graph shown in (a) and (b) of discharge pressure data from each of the multiple nozzles of the conventional example, corresponding to the measurement points in (a) and (b) of FIG. 31;
[Explanation of symbols]
1 Material supply section (viscous material supply means)
2 Air supply part (Discharge pressure adjusting means)
3, 11 Application unit (apparatus body, print head)
3b, 11b, 39a, 39b, 39c Air bag (discharge pressure adjusting means)
3c, 11a, 11m Chamber (Pressurizing chamber)
3h cartridge (viscous material supply means)
4a Discharge port
5 Viscous material
7 Air cylinder (Discharge pressure adjusting means)
7a Piston (Discharge pressure adjusting means)
7b Diaphragm (Discharge pressure adjusting means)
8 Voice coil motor (Discharge pressure adjusting means)
12 Thin blade (inclined plate)
31 Printing paste (viscous material)
38 Soft elastic material
41 Pressure detection means
42 Shaft
Claims (11)
前記加圧室内に設けられた空気袋と、
前記加圧室の内壁と前記空気袋との間に粘性材料を供給する粘性材料供給手段と、
供給された前記加圧室内の粘性材料の吐出圧を調整する吐出圧調整手段と、
前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記空気袋内のエア量を調整するエア調整手段と、を有することを特徴とする粘性材料塗布装置。 A pressure chamber having a discharge opening,
An air bag provided in the pressurized chamber ;
A viscous material supply means for supplying a viscous material between the inner wall of the pressurizing chamber and the air bag ;
A discharge pressure adjusting means for adjusting the discharge pressure of the viscous material supplied the pressure chamber,
Viscous material application apparatus , comprising: air adjusting means for adjusting the amount of air in the air bag based on the pressure of the viscous material in the pressurizing chamber .
前記傾斜板は、前記加圧室から離れるに従って夫々が接近するよう配置されたことを特徴とする請求項1または2記載の粘性材料塗布装置。 The discharge port further includes a pair of inclined plates,
The inclined plate, the pressure chamber viscous material application device according to claim 1 or 2, characterized in that the respectively arranged to proximity with distance from.
前記加圧室に粘性材料を充填させた後に、前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記加圧室内の空気袋のエア量を調整し、
その後、前記加圧室の吐出口より粘性材料を吐出させることを特徴とする粘性材料塗布方法。Supplying the viscous material from the viscous material supply means to the pressurizing chamber,
After allowed to fill the viscous material into the pressure chamber, to adjust the air volume of the air bag in the pressurizing chamber based on a pressure of the viscous material of the pressure chamber,
Thereafter, the viscous material application method characterized by discharging the viscous material from the discharge port of the pressure chamber.
前記比較した結果に基づいて前記空気袋のエア量を調整することを特徴とする請求項8から10いずれか記載の粘性材料塗布方法。The viscous material application method according to claim 8, wherein an air amount of the air bag is adjusted based on the comparison result.
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