JP4160443B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソルダペーストを基板に対して塗布するスクリーン印刷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステージ上にセットした基板にスクリーン印刷用のマスクシートを重ね合わせ、マスクシート上に供給したソルダペーストをスキージにより広げ延ばすことにより、マスクシートに形成された開口部を介して基板の所定位置にソルダペースト（以下、ペーストと略す）を塗布するようにしたスクリーン印刷機は一般に知られている。
【０００３】
この種の印刷機では、マスクシートとその上を摺動するスキージとによって断面楔型のペースト溜り部を形成し、スキージの移動に伴いこの溜り部にペーストを溜めながら基板にペーストを塗布するが、この際、スキージの移動に伴い溜り部のペーストがスキージの幅方向両外側に逃げると（以下、横漏れという）、ローリング高さ、つまり溜り部に貯まるペースト高さが移動方向に大きく変化して仕上がりに悪影響を与え、またペーストを無駄に消費することとなる。そのため、従来では、スキージの幅方向両側にペーストの規制板を設け、これによりスキージ移動中のペーストの横漏れを阻止するようにしている。
【０００４】
ところで、ペーストを塗布する基板の大きさや場所はその基板の種類に応じて異なるため、上記規制板についてもこれに応じてその間隔が変更できれば好便である。そのような装置として、規制板を幅方向に移動可能に支持しておき、モータを駆動源とする駆動機構により規制板を駆動する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、規制板をレール上にボルト止めし、そのボルトを緩めることによってレールの長手方向に移動可能としている装置もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９３９４７号公報
【特許文献２】
実開平６−４２１６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１に示される装置は、規制板の駆動機構を常にスキージと共に移動させる必要があるため、いきおいスキージを含む可動部分の重量が嵩み、その結果、スキージが慣性の影響を受け易くなり、迅速な作業や仕上がり精度に悪影響が出るという弊害がある。また、コスト高を招くという弊害もある。特許文献２に示される装置の場合、このような問題はないが、規制板の間隔を変更する度に４箇所（往印刷用と復印刷用の２枚のスキージに、それぞれ長手方向両端付近に１箇所ずつ。）のボルトを緩め、また締めなおす必要がある。このため、作業に手間取り、規制板間隔変更時の生産性低下が避けられない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、規制板（規制部材）を設けてペーストの横漏れを防止するようにしたスキージを備え、簡単な構成で規制部材の間隔を変更できるようにしながらも、スキージ移動時の慣性の影響を抑え、低廉化の要請にも応えつつ、規制部材間隔変更時の生産性低下を防止できるスクリーン印刷機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、細長のスキージ本体と、これを保持するスキージホルダと、上記スキージ本体の長手方向両側において外側へのソルダペーストの流動を規制する一対の規制部材とを有するスキージを備えたスクリーン印刷機において、上記各規制部材をマスクシート側に押圧する押圧手段を備え、上記各規制部材は、上記スキージ本体に対してその長手方向に位置変更可能に構成されるとともに、上記スキージ本体又はスキージホルダに磁力によって任意の位置で保持されるように構成されている。
【０００９】
このように規制部材をスキージの長手方向の任意の位置でスキージ本体等に磁力によって保持するようにすれば、簡単な構成で規制部材の間隔を変更することができる。そのため、スキージを含む可動部分の高重量化やコストアップ等の弊害を伴うことなく規制部材の間隔を変更できるようになる。また、磁力の大きさを作業者が容易に取付け、取外しができる程度（但しペーストの流動圧によって規制部材の長手方向位置がずれない程度の強さ）に設定することにより、ボルトを緩めたり締めたりする作業を伴わず、容易に規制部材の間隔変更を行うことができる。
【００１０】
しかも上記各規制部材をマスクシート側に押圧する押圧手段を備えるので、押圧手段によって規制部材とマスクシートとを密着させることが出来、その隙間からペーストが横漏れすることを効果的に防止することができる。
【００１１】
具体的には、上記押圧手段は上記各規制部の内部に備えるスプリングプランジャであり、該スプリングプランジャが、上記スキージ本体又はスキージホルダに対し、上記マスクシート側と反対の方向に押し力を負荷する（請求項２）ように構成することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、一般的な機械要素であるスプリングプランジャを用いることにより 、簡単な構造かつ安価な押圧手段とすることができる。
【００１３】
請求項１または２記載のスクリーン印刷機において、上記スキージ本体が磁性体であり、上記各規制部材は、内部に備える磁石を上記スキージ本体に直接または間接的に当接することにより保持されるように構成するのが好ましい（請求項３）。
【００１４】
この構成によれば、スキージ自体が磁石に吸引される磁性体であるため、規制部材に磁石を設けるだけで容易に規制部材を保持することができる。
【００１５】
或いは請求項１または２記載のスクリーン印刷機において、上記スキージ本体と一体に設けられた磁性体の中間板を備え、上記各規制部材は、その内部に備える磁石を上記中間板に直接または間接的に当接することにより保持される（請求項４）ように構成すれば、スキージがウレタン等の非磁性体であっても、中間板を介して規制部材を保持することができ、スキージ材質の選択自由度を高めることができる。
【００１６】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のスクリーン印刷機において、上記各規制部の保持位置付近に、上記スキージ本体の長手方向に沿った目盛りが設けられ、該目盛りは、略中央の原点から、その両側に実長の２分の１の縮尺で付されている（請求項５）ように構成するのがより好ましい。
【００１７】
この構成によれば、作業者は目盛りによって規制部材の保持位置を容易に決定することができ、作業性がより向上する。しかも、その目盛りが略中央の原点から、その両側に実長の２分の１の縮尺で付されているので、両側の規制部材をそれぞれ特定の目盛り位置（例えば１００mm）にセットすれば、各規制部材は中央の原点からその２分の１の実長（５０mm）だけ離れた位置に保持される。即ち各規制部材は原点から等距離に振り分けられ、その間隔は、特定の目盛り分（１００ｍｍ）となる。このように、作業者はある幅の基板に対して、規制部材間隔をその幅に合わせて容易に中央振り分けにセットすることができるので、作業性を一層向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施形態を示している。このスクリーン印刷機には、基台１を有する印刷機本体２と、プリント基板Ｗを支持する基板支持ユニット３とが配設されるとともに、この基板支持ユニット３上に基板Ｗを搬入して搬出するコンベア３Ａが載置されて固定されている。
【００２０】
上記基板支持ユニット３は、その詳細な図示を省略しているが、基台１上に設置された昇降回転テーブル４を有し、この昇降回転テーブル４内または上記基台１上に設けられた移動機構により、印刷機本体２のＸ軸方向（上記コンベア３Ａによる基板Ｗの搬入・搬出方向、つまり図１の紙面と直交する方向）、Ｙ軸方向（図１の左右方向）、Ｚ軸方向（上下方向）およびθ方向（Ｚ軸周りの回転方向）に、上記基板Ｗの支持位置を移動可能に構成されている。
【００２１】
上記印刷機本体２は、基台１上の四隅に配置された支柱フレーム２ａと、四隅の支柱フレーム２ａの上部を連結するように設置されるとともに前方（図１の左方）が開放されたコ字状の上部フレーム２ｂとを有している。
【００２２】
上記基板支持ユニット３の上方には、上部フレーム２ｂに固定された枠部材８により全周が保持されるマスクシート７が配置されるとともに、このマスクシート７の上方には、スキージ機構５が配置されている。
【００２３】
このスキージ機構５は、図１の紙面と直交する方向前後一対の上部フレーム２ｂ上にそれぞれ設けられたレール部材５ａと、両端部を各レール部材５ａに載置されてＹ軸方向（図１の左右方向）に不図示の単軸ロボットにより移動可能とされる桁部材５ｂと、マスクシート７上のソルダペーストを延ばすためのＸ軸方向に細長の一対のスキージ９，９と、上記桁部材５ｂに配置されてスキージ９，９を昇降駆動する昇降手段１０とを備えている。
【００２４】
各スキージ９，９は、後に詳述するようにそれぞれスキージ本体９ａと、これを保持するスキージホルダ９ｂと、ペーストの横漏れを防止するための一対の規制部材９ｃとから構成されており、Ｙ軸方向に所定の間隔を隔てて設けられる上記昇降手段１０の一対の取付けホルダ１２に対してそれぞれ脱着可能に組付けられている。特に図示はしないが、取付けホルダ１２の上側中央部には昇降手段１０の空気圧シリンダ装置のピストンロッド先端が連結され、また取付けホルダ１２の上側両端部にはロッドが立設され、これらが昇降手段１０のガイドブッシュに摺動可能に支持されている。
【００２５】
また、上記基台１上において上記基板支持ユニット３の側方には、クリーニングユニット１６が設置されている。このクリーニングユニット１６は、スキージ機構５等による印刷位置に対応する中央のクリーニング位置と基台１の側方部に設けられた待機位置（図１の実線で示す位置）とに移動可能に設けられているとともに、上記基板支持ユニット３に対して連結可能に構成されている。すなわち、上記基板支持ユニット３に連結されることによりこの基板支持ユニット３と共にこれらの位置間を移動するように構成されている。
【００２６】
上記スクリーン印刷機による印刷動作を概略的に説明すると次の通りである。
【００２７】
まず、昇降回転テーブル４の作動により基板支持ユニット３が所定の基板受け入れ位置に移動し、上記コンベア３Ａに沿って基板Ｗが搬送されることにより基板支持ユニット３上へ基板Ｗが受け渡されて保持される。次いで、基板支持ユニット３がマスクシート７の下方に移動してマスクシート７に対する基板ＷのＸ、Ｙ、θ方向の位置決めが行われ後、基板支持ユニット３が上昇し、これにより基板Ｗがマスクシート７の裏面に当接した所定の印刷位置にセットされる。
【００２８】
基板Ｗが印刷位置にセットされると、作業開始位置においてスキージ９が所定の高さ、つまりその先端（下端）がマスクシート７に当接する高さ位置にセットされた後、スキージ機構５の駆動によりスキージ９がＹ軸方向に移動する。これによりスキージ９がマスクシート７の表面に沿って摺動し、マスクシート７上のペーストが広げ延ばされながらマスクシート７に形成された開口部を介して基板Ｗに塗布されることとなる。
【００２９】
印刷が完了すると、スキージ９が上昇端位置にリセットされた後、基板支持ユニット３が下降し、さらに基板送り出し位置に移動し、上記コンベア３Ａに沿って基板Ｗが搬送される。これにより該基板Ｗが基板支持ユニット３から次工程へと送り出されることとなる。
【００３０】
なお、このような基板Ｗの印刷作業の間、一定のタイミングでクリーニングユニット１６と基板支持ユニット３とが連結され、クリーニングユニット１６が上記待機位置からクリーニング位置に引き出されることによりマスクシート7のクリーニングが行われることとなる。
【００３１】
図２は、上記スクリーン印刷機におけるスキージ９の具体的な構成を示しており、図３は、図２のＡ−Ａ位置断面図である。なお、当印刷機には、一対のスキージ９，９が設けられているが、各スキージ９の構成はその向きが異なる以外は基本的に共通しているため、以下の説明では一方のスキージ９についてのみ説明することとする。
【００３２】
これらの図に示すように、スキージ９はスキージ本体９ａと、これを保持するスキージホルダ９ｂと、ペーストの横漏れを防止するための一対の規制部材９ｃとから構成されており、上記スキージ機構５に設けられる取付けホルダ１２に対して脱着可能に組付けられるようになっている。
【００３３】
スキージ本体９ａは、例えばＳＫ材、あるいは有磁性ステンレス等の磁性体からなる薄板状の部材（メタルスキージ）で、Ｘ軸方向に細長に形成されている。
【００３４】
スキージホルダ９ｂは、図３に示すように、スキージ本体９ａに対する合せ面２０ａを下側に有したホルダ本体２０と、スキージ本体９ａを固定するための固定板２２及びＪ字状断面を有するレール板２３とから成る。スキージホルダ９ｂは、例えば鉄、あるいはアルミダイカスト等からなり、スキージ９に対応してＸ軸方向に細長の形状を有している。そして、同図に示すように合せ面２０ａにスキージ本体９ａを重ね合わせ、さらにその下側に固定板２２とレール板２３とを重ね合わせた状態で、ホルダ本体２０に形成された貫通穴２０ｂにその上側からボルト２１を挿入してこれを固定板２２のねじ穴２２ａに螺合装着することにより、ホルダ本体２０と固定板２２及びレール板２３とでスキージ本体９ａを挟持するように構成されている。
【００３５】
スキージホルダ９ｂの上部には、スキージ９をスキージ機構５に組付けるための一対の脱着ボルト２４が長手方向（Ｘ軸方向）に所定の間隔を隔てて設けられている。これらの脱着ボルト２４は、ホルダ本体２０の上部に形成されたねじ穴にそれぞれ螺合装着されている。すなわち、上記取付けホルダ１２の不図示の切欠きに水平方向から脱着ボルト２４を挿入し、同図の一点鎖線に示すように脱着ボルト２４の頭部とホルダ本体２０との間に取付けホルダ１２を介在させた状態で、上記脱着ボルト２４を締結することにより上記取付けホルダ１２にホルダ本体２０を介してスキージ９を取付け固定するように構成されている。
【００３６】
各規制部材９ｃは、ポリアセタール（商品名ジュラコン）等のブロック体である規制ブロック２６と、その規制ブロック２６に内蔵される磁石２７及びスプリングプランジャ２８とからなる。
【００３７】
規制ブロック２６は、その底面がマスクシート７と接し、そのＹ軸方向の一側面がスキージ本体９ａと接するように成形されている。規制ブロック２６の底面付近には規制壁２６ｂが形成されている。規制壁２６ｂは、スキージ９のＹ軸進行方向前面に拡がり部を有する、Ｙ軸に平行な立壁であり、その底面がマスクシート７に隙間なく接するとともに、その進行方向後端面がスキージ本体９ａと隙間なく接している。即ち、規制壁２６ｂとマスクシート７とによって隙間のない角部が形成され、その角部の後端には、更にスキージ本体９ａとによる隙間のない隅部が形成されている。これらの角部や隅部は、ペースト溜まり部の終端となっており、ペーストはこれら角部や隅部から外部に漏れ出すことがないように構成されている。
【００３８】
規制ブロック２６を構成する規制ブロック本体２６ａの、スキージ本体９ａと接する面に、円形断面であって、その軸線がスキージ本体９ａの板面と垂直になるような凹部２６ｃが設けられている。そしてその凹部２６ｃには、円柱状であって、凹部２６ｃの深さと略等しい高さを有する磁石２７が嵌め込まれ、固定されている。即ち磁石２７は、その上面がスキージ本体９ａに接するように規制部材９ｃに設けられている。そして、磁石２７と磁性体のスキージ本体９ａとの間に作用する磁力によって、規制ブロック２６はスキージ本体９ａに保持されている。
【００３９】
また規制部材９ｃには、磁石２７のＸ軸方向両側の位置に１対のスプリングプランジャ２８（押圧手段）が設けられている。（図３にはその一方を示す）。スプリングプランジャ２８は、規制ブロック本体２６ａに、その軸線がスキージ本体９ａの板面と平行となるように埋設されており、そのプランジャ先端部はレール板２３のレール部２３ａの底面に当接している。従ってスプリングプランジャ２８は、内部のスプリング付勢力によって、スキージホルダ９ｂに対してマスクシート７側と反対の方向に押し力を負荷する。そしてその反作用によって規制ブロック２６がマスクシート７側に押し付けられるので、規制壁２６ｂはマスクシート７に密着する。
【００４０】
規制ブロック本体２６ａの上部には、レール板２３のレール部２３ａに係合する、逆Ｊ字状の断面形状を有する吊り掛け部２６ｄが形成されている。従って、規制ブロック２６は、スキージ本体９ａに保持された状態であっても、磁石２７の磁力に抗する力によってレール板２３に沿ってＸ軸方向にスライド可能となっている。また、レール部２３ａと吊り掛け部２６ｄとを係合させた状態で、磁石２７をスキージ本体９ａからやや浮かせた状態とすれば、より軽い力でスライドさせることができる。
【００４１】
ところで固定板２２には、規制部材９ｃのＸ軸方向の位置を示すための規制部位置目盛り２２ｂが表示されている（図２参照）。詳しくは、Ｘ軸方向の中央に中央目印２２ｃが表示され、中央目印２２ｃを原点としてその両側に実長の２分の１の縮尺で目盛が付されている。例えば、目盛中央２２ｃからそれぞれ実長で５０ｍｍ離れた両側に１００ｍｍを示す数値或いは目印が付されている。従って、各規制ブロック２６の規制壁２６ｂが、この１００ｍｍを示す位置に合うように規制部材９ｃをセットすれば、両側の規制壁２６ｂの間隔が実長で１００ｍｍとなるとともに、その中点が目盛中央２２ｃと一致する（中央振り分けとなる）。
【００４２】
以上のようなスクリーン印刷機によると、上記のようにスキージ９に規制部材９ｃが設けられ、規制部材９ｃの規制壁２６ｂとマスクシート７とが密着するように構成されているので、ペーストの塗布動作時には、ペーストの横漏れ、すなわち作業中にペーストがスキージ本体９ａの幅方向外側に逃げる現象を有効に防止することができる。従って、ローリング高さの変動による仕上がりへの悪影響や、ペーストの無駄な消費を有効に回避することができる。
【００４３】
しかも、スプリングプランジャ２８によって規制壁２６ｂがマスクシート７に密着させられているので、規制壁２６ｂとマスクシート７との隙間からペーストが漏れ出すことが高度に防止され、格段の横漏れ防止効果を奏する。
【００４４】
そして、各規制壁２６ｂの間隔を変更する際には、スキージ本体９ａと磁石２７とが接した状態で、或いは作業者がスキージ本体９ａから磁石２７をやや浮かせた状態として、規制ブロック２６の吊り掛け部２６ｄをレール板２３のレール部２３ａに沿ってＸ軸方向に滑らせるだけで容易にその間隔変更を行うことができる。従って、モータ駆動の規制部材をスキージに搭載する従来のこの種のスクリーン印刷機のように、スキージ作動時に慣性の影響を受け易くなって迅速な作業の妨げになったり、コスト高を招くといった弊害を伴うことがなくなる。また、規制部材をボルトで固定する従来の装置のような、ボルトを緩めたり締めたりする作業が不要となるので、迅速な作業が可能となって生産性を向上させることができる。
【００４５】
更に、規制部位置目盛り２２ｂによって、容易且つ迅速に規制部材９ｃを中央振り分けで狙いの間隔にセットすることができるので、一層作業効率を高めるものとなっている。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態について図４に基づいて説明する。
【００４７】
第２の実施形態において、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して示し、その重複説明を省略する。スキージ９は、その基本的な構成は第１の実施形態と共通しているが、スキージ本体９ａの材質が非磁性体のウレタンや非磁性ステンレス等であることと、スキージ本体９ａと磁石２７との間に磁性体の中間板２９が設けられていることが第１の実施形態と相違している。具体的に説明すると、中間板２９は、ＳＫ材や有磁性のステンレス等からなる薄板状であり、スキージ本体９ａの長手方向に沿って設けられている。中間板２９は、スキージ本体９ａとレール板２３とによって挟持される別体の部材としても、一方に固定された部材としても良い。中間板２９は、少なくとも磁石２７と当接するように構成されている。従って規制部材９ｃは、その内部に備える磁石２７と磁性体の中間板２９との間に作用する磁力によって、中間板２９を介してスキージ本体９ａに保持される。
【００４８】
この第２の実施形態のように構成すれば、スキージ本体９ａが非磁性体であっても、規制部材９ｃを磁力によって保持することができるので、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、スキージ本体９ａが磁性体であっても第２実施形態のように構成しても良いが、その場合は第１実施形態のように構成してスキージ本体９ａに中間板２９の機能を兼用させるようにした方が部品点数削減、コスト低減の観点から好ましい。
【００４９】
以上、第１及び第２の実施形態で説明したスクリーン印刷機は、本発明に係るスクリーン印刷機の実施形態の一部であって、スキージの具体的な構成やスクリーン印刷機の具体的な構成は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５０】
例えば、第１の実施形態において、磁石２７の上面は、スキージ本体９ａ或いは中間板２９に直に当接するように露出している必要はなく、その磁力による作用を喪失しない範囲で、カバー等の介在物を設けても良い。
【００５１】
スプリングプランジャ２８は、各規制部材９ｃに１個或いは３個以上設けるようにしても良い。また、スプリングプランジャ２８は押圧手段の一実施形態であるが、押圧手段としては規制部材９ｃをマスクシート７側に押圧する手段であればスプリングプランジャ２８に限定するものではない。例えばコイルスプリングを主要構成とする他の機構（ボールプランジャ等）や、ゴム等、他の弾性部材を用いた機構、或いは流体圧を用いた機構などであっても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ソルダペーストが流動するのを規制する規制部材を有したスキージを備えたスクリーン印刷機において、上記各規制部材をマスクシート側に押圧する押圧手段を備え、上記各規制部材は、上記スキージ本体に対してその長手方向に位置変更可能に構成されるとともに、上記スキージ本体又はスキージホルダに磁力によって任意の位置で保持されるように構成したので、簡単な構成で規制部材の間隔を変更できるようにしながらも、スキージ移動時の慣性の影響を抑え、低廉化の要請にも応えつつ、規制部材間隔変更時の生産性低下を防止することができる。さらに規制部材とマスクシートとを密着させることが出来、その隙間からペーストが横漏れすることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるスクリーン印刷機を示す全体構成図である。
【図２】 スキージ（第１の実施形態）の構成を示す正面図である。
【図３】 スキージの構成を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 第２の実施形態における、図３に相当する部位の断面図である。
【符号の説明】
９ スキージ
９ａ スキージ本体
９ｂ スキージホルダ
９ｃ 規制部材
２６ 規制ブロック
２６ｂ 規制壁
２７ 磁石
２８ スプリングプランジャ（押圧手段）
２９ 中間板

Claims (5)

1. 細長のスキージ本体と、これを保持するスキージホルダと、上記スキージ本体の長手方向両側において外側へのソルダペーストの流動を規制する一対の規制部材とを有するスキージを備えたスクリーン印刷機において、
   上記各規制部材をマスクシート側に押圧する押圧手段を備え、
   上記各規制部材は、上記スキージ本体に対してその長手方向に位置変更可能に構成されるとともに、上記スキージ本体又はスキージホルダに磁力によって任意の位置で保持されるようになっていることを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 請求項１記載のスクリーン印刷機において、
   上記押圧手段は上記各規制部の内部に備えるスプリングプランジャであり、該スプリングプランジャが、上記スキージ本体又はスキージホルダに対し、上記マスクシート側と反対の方向に押し力を負荷するように構成されていることを特徴とするスクリーン印刷機。
3. 請求項１または２記載のスクリーン印刷機において、
   上記スキージ本体が磁性体であり、上記各規制部材は、内部に備える磁石を上記スキージ本体に直接または間接的に当接することにより保持されることを特徴とするスクリーン印刷機。
4. 請求項１または２記載のスクリーン印刷機において、
   上記スキージ本体と一体に設けられた磁性体の中間板を備え、上記各規制部材は、その内部に備える磁石を上記中間板に直接または間接的に当接することにより保持されることを特徴とするスクリーン印刷機。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のスクリーン印刷機において、
   上記各規制部の保持位置付近に、上記スキージ本体の長手方向に沿った目盛りが設けられ、該目盛りは、略中央の原点から、その両側に実長の２分の１の縮尺で付されていることを特徴とするスクリーン印刷機。

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