JP4628571B2

JP4628571B2 - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP4628571B2
Application number: JP2001087154A
Authority: JP
Inventors: 昇治浜田; 登西; 弘和藤生; 克己戸谷
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002283534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷用のスクリーンを支持し、スクリーン印刷機本体にスクリーンの印刷面と平行な方向に往復動自在に取り付けられたスクリーン支持枠と、このスクリーン支持枠に支持されたスクリーンの上方に配され、スクリーンの上面に沿ってスクリーン支持枠と同一方向に往復動するスキージとを備えたスクリーン印刷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のこの種のスクリーン印刷機の概略構成を示す正面図、図１１は図１０のスクリーン印刷機の要部拡大図、図１２は図１１の一部省略平面図、図１３は図１１のＦ−Ｆ線断面図、図１４は図１２のＧ−Ｇ線断面図、図１５は図１３のＨ−Ｈ線断面図、図１６はスクリーンの平面図、図１７は図１６のスクリーンの側面断面図である。
【０００３】
このスクリーン印刷機は、回路基板上にクリーム半田のパターンを印刷するためのものであって、図１０に示すように、スクリーン印刷機本体１上に設置された基板支持テーブル２と、この基板支持テーブル２の上方に配されたスクリーン支持手段３と、このスクリーン支持手段３によって支持されたスクリーン２０１の上方に配されたスキージヘッド４と、基板３０１を基板支持テーブル２上に供給する供給コンベヤ５と、基板支持テーブル２上の基板３０１を排出する排出コンベヤ６と、基板支持テーブル２、スクリーン支持手段３、スキージヘッド４、供給コンベヤ５、及び排出コンベヤ６等の動作を制御する制御手段（不図示）とを備えている。
【０００４】
基板支持テーブル２は、水平方向に延びるＸ軸の方向（図１０の左右方向）に移動するための第１移動機構２１と、この第１移動機構２１上に設けられ、水平面内で回転するための回転機構２２と、この回転機構２２上に設けられ、垂直方向に延びるＺ軸の方向に移動するための第２移動機構２３と、この第２移動機構２３上に設けられた基板支持プレート２４と、この基板支持プレート２４の上面に設けられ、基板３０１をＸ軸方向に搬送する搬送機構（不図示）とを備えている。
【０００５】
スクリーン支持手段３は、図１１〜図１３に示すように、スクリーン２０１を水平方向に延びるＹ軸の方向（図１１の紙面に直交する方向）に摺動自在に支持するスクリーン支持枠３１と、このスクリーン支持枠３１の上面に取り付けられた複数個のシリンダ３２と、スクリーン支持枠３１の左側面に取り付けられたシリンダ３３とを備えている。
【０００６】
スクリーン支持枠３１は左右一対の支持部３１ａ、３１ａを有しており、これらは断面コの字形に形成されるとともに開口面が互いに対向するように配され、スクリーン２０１の両側端部を挟み込みこんでスクリーン２０１をＹ軸方向に摺動自在に支持する。図１１に示すように、スクリーン支持枠３１の両側端部の底部には、それぞれＹ軸方向に延びるリニアガイド３４が取り付けられている。これらのリニアガイド３４は、スクリーン印刷機本体１上に平行に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール３５（図１３参照）に摺動自在に係合しており、これによってスクリーン支持枠３１はスクリーン２０１の印刷面と平行な方向に往復動自在に案内されている。
【０００７】
また、図１３、１５に示すように、スクリーン支持枠３１の上面の右側前方には上方に突出した支持リブ３６が設けられており、その後面にはボールナット３７が固定されている。このボールナット３７にはＹ軸方向に延びるボールネジ３８が螺合しており、その前端部はスクリーン印刷機本体１上に固定された軸受部３９に回転自在に支持され、ボールネジ３８の後端部はスクリーン印刷機本体１上に固定されたパルスモータＰＭ１に連結されている。このパルスモータＰＭ１を駆動すると、ボールネジ３８が軸線まわりに回転してスクリーン支持枠３１がガイドレール３５、３５に沿って移動する。
【０００８】
複数個のシリンダ３２は、各支持部３１ａ上にＹ軸方向に等間隔をおいてアクチュエータ部を下に向けて取り付けられている。また、シリンダ３３は、左側の支持部３１ａの側壁にアクチュエータ部を内側に向けて取り付けられている。スクリーン２０１を支持部３１ａの前端部側から挿入して後方に摺動させると、スクリーン２０１がストッパ（不図示）に当接して停止し、摺動方向に位置決めされる。
【０００９】
そして、シリンダ３３がスクリーン２０１の左側面を摺動方向と直交する方向に押圧し、スクリーン２０１の右側面を右側の支持部３１ａの内側面に押し付けてスクリーン２０１を摺動方向と直交する方向に位置決めする。これによって、スクリーン２０１がスクリーン支持枠３１上の所定位置に位置決めされた状態となる。そして、各シリンダ３２がスクリーン２０１の両側端部の上面を押圧してスクリーン２０１をスクリーン支持枠３１に対して固定する。
【００１０】
図１１に示すように、スキージヘッド４は下部中央にはスキージ４１を有しており、スキージ４１は垂直移動機構４２によってＺ軸方向（図１１の上下方向）に移動する。スキージヘッド４の枠体４３は左右に突出した一対の支持部４３ａ、４３ａを有しており、これらの下面にはそれぞれＹ軸方向に延びるリニアガイド４４が取り付けられている。これらのリニアガイド４４は、スクリーン印刷機本体１上に平行に設けられたＹ軸方向に延びる一対のガイドレール一対４５（図１２参照）に摺動自在に係合しており、これによって枠体４３はスクリーン２０１の印刷面（下面）と平行な方向に往復動自在に案内されている。
【００１１】
また、図１２、１４に示すように、枠体４３は、その右側面から右方に突出した支持リブ４３ｂを有しており、その先端にはボールナット４６が固定されている。このボールナット４６にはＹ軸方向に延びるボールネジ４７が螺合しており、その前端部はスクリーン印刷機本体１上に固定された軸受部４８に回転自在に支持され、ボールネジ４７の後端部はスクリーン印刷機本体１上に固定されたパルスモータＰＭ２に連結されている。このパルスモータＰＭ２を駆動すると、ボールネジ４７が軸線まわりに回転して枠体４３がガイドレール４５に沿って移動する。
【００１２】
図１６、１７に示すように、スクリーン２０１は、開口部（不図示）が形成されたメッシュ状のスクリーン本体２０１ａを矩形状の枠体２０１ｂに貼着したもので、スクリーン本体２０１ａの印刷面を下側にしてスクリーン支持枠３１の前端部側からＹ軸方向に挿入装着される。スクリーン本体２０１ａの上面にクリーム半田が供給され、スキージ４１がスクリーン本体２０１ａの上面をＹ軸方向に摺動することにより基板３０１上にクリーム半田のパターンが印刷される。なお、スクリーン本体２０１ａの上面には二個の位置認識用マーク（不図示）が付されており、基板３０１の上面にも二個の位置認識用マーク（不図示）が付されている。
【００１３】
供給コンベヤ５は、基板支持テーブル２を図１０の左方向に移動させることによって基板支持テーブル２と連結され、この状態で供給コンベヤ５を駆動すると基板支持テーブル２の搬送機構が連動するようになっている。
【００１４】
排出コンベヤ６は、基板支持テーブル２を図１０の右方向に移動させることによって基板支持テーブル２と連結され、この状態で排出コンベヤ６を駆動すると基板支持テーブル２の搬送機構が連動するようになっている。
【００１５】
また、図１０に示すように、このスクリーン印刷機は、スクリーン２０１上の位置認識用マークを撮像するカメラ５１と、基板３０１上の位置認識用マークを撮像するカメラ５２とを備えている。カメラ５１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動してスクリーン２０１上の二個の位置認識用マークを撮像する。一方、カメラ５２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動して基板３０１上の二個の位置認識用マークを撮像する。その画像は制御手段に送られ、認識ボードに記憶される。
【００１６】
次に、上記のように構成されたスクリーン印刷機の動作を説明する。
基板３０１を供給コンベヤ５上に載置すると、基板ストッパ（不図示）が下降し、基板３０１を搬送中に移動しないように押さえる。次に、基板支持テーブル２が図１０に示す原点位置から左方向に移動し、供給コンベヤ５と連結される。そして、供給コンベヤ５が駆動され、これに基板支持テーブル２の搬送機構が連動して基板３０１が基板支持テーブル２に向かって搬送される。基板３０１が基板支持テーブル２上の所定位置に達すると供給コンベヤ５が停止し、位置決め機構（不図示）によって基板３０１がその位置に固定される。そして、基板支持テーブル２が図１０の右方向に移動して原点位置に復帰する。
【００１７】
次に、カメラ５１がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動してスクリーン２０１上の二個の位置認識用マークを撮像する。その画像は制御手段に送られ、認識ボードに記憶される。制御手段のＣＰＵは、認識ボードに記憶された画像から各位置認識用マークの位置を認識し、その位置情報をメモリに記憶する。また、カメラ５２がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動して基板３０１上の二個の位置識用マークを撮像する。その画像は制御手段に送られ、認識ボードに記憶される。制御手段のＣＰＵは、認識ボードに記憶された画像から各位置認識用マークの位置を認識し、その位置情報をメモリに記憶する。
【００１８】
ＣＰＵは、メモリに記憶されたスクリーン２０１の位置認識用マークの位置情報と基板３０１の位置認識用マークの位置情報とを比較し、スクリーン２０１と基板３０１の相対的な位置ずれ量を算出する。そして、ＣＰＵは、この位置ずれ量に基づいて基板支持テーブル２の第１移動機構２１、回転機構２２、パルスモータＰＭ１を駆動して基板３０１とスクリーン２０１の間の相対的な位置ずれを補正する。
【００１９】
次に、カメラ５１、５２が退避し、基板支持テーブル２が上昇し、所定位置に達すると停止する。そして、スキージ４１がスクリーン本体２０１ａの上面に下降し、クリーム半田供給機構（不図示）によってスクリーン本体２０１ａ上にクリーム半田が供給され、スキージ４１がスクリーン本体２０１ａの上面に沿ってＹ軸方向に摺動して基板３０１上にクリーム半田のパターンを印刷する。印刷が終了すると、基板支持テーブル２が原点位置に下降し、さらに右方向に移動して排出コンベヤ６と連結される。
【００２０】
そして、基板３０１を固定している機構が解除され、排出コンベヤ６が駆動され、これに基板支持テーブル２の搬送機構が連動し、基板３０１が排出コンベヤ６上に受け渡される。基板３０１が排出コンベヤ６上の所定の位置に達すると、排出コンベヤ６が停止し、基板支持テーブル２が原点位置に復帰する。その後、基板３０１は排出コンベヤ６によってチップマウンタ（不図示）に搬送され、電子部品が実装された後、炉内に搬送され、電子部品が半田付けされる。一方、基板支持テーブル２は図１０の左方向に移動して供給コンベヤ５と連結され、供給コンベヤ５から次の基板３０１を受け取る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したスクリーン印刷機では、スクリーン支持枠３１がスクリーン印刷機本体１に対してＹ軸方向に往復動自在に支持されているため、スキージ４１がスクリーン２０１上のクリーム半田をスキージングする際にスキージ４１とスクリーン本体２０１ａの間に生じるＹ軸方向の摩擦力によってスクリーン支持枠３１がスクリーン印刷機本体１に対してＹ軸方向に移動し、スクリーン２０１と基板３０１の間に位置ずれが生じるという問題点が有った。
【００２２】
本発明は上述した問題点を除いたスクリーン印刷機を提供することを目的としてなされたものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、スクリーン印刷用のスクリーンを支持し、スクリーン印刷機本体に前記スクリーンの印刷面と平行な方向に往復動自在に取り付けられたスクリーン支持枠と、このスクリーン支持枠に支持されたスクリーンの上方に配され、前記スクリーンの上面に沿って前記スクリーン支持枠と同一方向に往復動するスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、前記スクリーン支持枠に軸心まわりに回転自在に取り付けられたカムシャフトと、このカムシャフト上に設けられ前記カムシャフトと一体的に回転するとともにその回転軸心が前記カムシャフトの軸心に対して偏心したカム部と、前記カムシャフト上に固定されたカムリンクと、前記カムシャフトに直交するように前記スクリーン支持枠に取り付けられ、そのロッドが前記カムリンクに対して回転自在に連結されたシリンダとから成る固定手段を備え、この固定手段は前記ロッドが一方向に摺動すると前記カム部または前記カム部上の部材が前記スクリーン支持枠を摺動自在に支持する支持部材に押し付けられて前記スクリーン支持枠がスクリーン印刷機本体に対してロックされ、前記ロッドが他方向に摺動すると前記カム部または前記カム部上の部材が前記支持部材から離れてロックが解除されるようにしたことを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機の概略構成を示す正面図、図２は図１のスクリーン印刷機の要部拡大図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２の要部拡大図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図、図７は図５のＤ−Ｄ線断面図、図８、９は図５のＥ−Ｅ線断面図であり、図８はスクリーン支持枠をロックした状態を示す図、図９はスクリーン支持枠をロックしていない状態を示す図である。なお、本実施形態において、上述した実施形態と対応する部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。
【００２６】
このスクリーン印刷機では、スクリーン支持枠３１をスクリーン印刷機本体１に対してＹ軸方向に固定する固定手段１０１を設けている。この固定手段１０１は、図５に示すように、縦断面逆Ｌ字形に形成され、スクリーン支持枠３１の上面から前面側に向けて垂下するようにスクリーン支持枠３１に固定された第１の軸受支持部材１０２と、横断面コの字形に形成され、開口側が第１の軸受支持部材１０２の前面に対向するように第１の軸受支持部材１０２に固定された第２の軸受支持部材１０３と、第１の軸受支持部材１０２に形成されたＹ軸方向に貫通する貫通孔１０２ａに圧入固定された第１の軸受１０４と、第２の軸受支持部材１０３に貫通孔１０２ａと同心になるように形成された貫通孔１０３ａに圧入固定された第２の軸受１０５と、第１及び第２の軸受１０４、１０５により軸心まわりに回転自在に支持されたカムシャフト１０６とを備えている。
【００２７】
カムシャフト１０６における第１の軸受１０４と第２の軸受１０５の間の部位にはカム部１０６ａが形成されている。このカム部１０６ａの軸心はカムシャフト１０６の軸心に対してａだけ偏心しており、その外周部には第３の軸受１０７を介して摩擦係数の高い材料から成るローラ１０８が回転自在に取り付けられている。また、カムシャフト１０６の外周部には一対のリング１０９が固定されており、一方のリング１０９とカムシャフト１０６に形成された大径部１０６ｂとにより第３の軸受１０７がカムシャフト１０６に対して軸方向に位置決めされている。また、リング１０９によりカムシャフト１０６がＹ軸方向に位置決めされており、これによってローラ１０８が第１の軸受支持部材１０２と第２の軸受支持部材１０３の間の所定の位置に位置決めされている。
【００２８】
カムシャフト１０６の後端部は第１の軸受１０４から後方に突出しており、その先端にはカムリンク１１０が固定されている。図７に示すように、カムリンク１１０はＬ字形に形成され、その下端部はカムシャフト１０６を挟持するように二股状に形成されている。すなわち、カムリンク１１０の下端部は、上板片１１０ａと、この上板片１１０ａに対して隙間１１１を存して対向する下板片１１０ｂとから成っており、上板片１１０ａと下板片１１０ｂは基端部を支点として互いに接近する方向に弾性変形するようになっている。
【００２９】
隙間１１１は基端部側で拡大してカムシャフト１０６を摺動自在に挿通させる挿通部１１１ａを形成している。上板片１１０ａにはビス１１２の軸部を回転自在に貫通させる貫通孔が形成され、下板片１１０ｂには、この貫通孔に対向するようにビス１１２の軸部が螺合するネジ孔が形成されており、ビス１１２を一方向に回転させると上板片１１０ａと下板片１１０ｂが接近してカムシャフト１０６が上板片１１０ａと下板片１１０ｂとにより挟圧され、カムリンク１１０に固定されるようになっている。
【００３０】
１１３はスクリーン支持枠３１の前端面上部から突出したプレートで、その下面にはシリンダ１１４がカムシャフト１０６と直交するように取り付けられている。シリンダ１１４のロッド１１４ａにはリンクシャフト１１５が取り付けられ、その先端部はカムリンク１１０の上端部を挟み込むように二股状に形成されるとともに固定ネジ１１６を介してカムリンク１１０の上端部に回転自在に連結されている。ロッド１１４ａが後退するとカムリンク１１０が図７の時計まわり方向に回動し、カムリンク１１０に固定されたカムシャフト１０６も同方向に回転する。
【００３１】
カム部１０６ａの軸心はカムシャフト１０６の軸心に対して偏心しているため、カムシャフト１０６が回転することによりローラ１０８がガイドレール（支持部材）３５の上面に接近し、図８に示すように、ガイドレール３５の上面に押し付けられる。これによって、スクリーン支持枠３１がスクリーン印刷機本体１に対してＹ軸方向に固定された状態となる。なお、ローラ１０８とガイドレール３５の間の摩擦力は、スキージ４１が移動する際にスキージ４１とスクリーン本体２０１ａの間に生じる摩擦力よりも大きくなるように設定されている。したがって、印刷中にスクリーン支持枠３１がスクリーン印刷機本体１に対して移動するのを防ぐことができるものである。
【００３２】
このようなスクリーン支持枠３１のロックは、基板３０１とスクリーン２０１の位置ずれが補正された後に行われる。そして、印刷が終了すると、ロッド１１４ａが前進してカムリンク１１０が図７の反時計まわり方向に回動し、図９に示すように、ローラ１０８がガイドレール３５の上面から離れ、スクリーン支持枠３１がスクリーン印刷機本体１に対して移動可能な状態となる。
【００３３】
なお、本実施形態の固定手段１０１は、簡素な構造であるにもかかわらず、スクリーン支持枠３１を確実にロックすることができ、製造コストが安価あるとともにメンテナンス性が良好であるという利点を有している。
【００３４】
上述した実施形態では、カム部１０６ａ上に設けたローラ１０８をガイドレール３５に押し付けてスクリーン支持枠３１をスクリーン印刷機本体１に対して固定するようにしているが、カム部１０６ａをガイドレール３５との摩擦が大きくなるように形成し、カム部１０６ａを直接レール３５に押し付けてスクリーン支持枠３１をロックするようにしてもよい。
【００３５】
また、上述した実施形態では、基板にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷機に本発明を適用した例について説明したが、本発明を他のスクリーン印刷機に適用することもできる。
【００３６】
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ロッドが一方向に摺動すると前記カム部または前記カム部上の部材が前記スクリーン支持枠を摺動自在に支持する支持部材に押し付けられて前記スクリーン支持枠がスクリーン印刷機本体に対してロックされ、スクリーン支持枠がスクリーン印刷機本体に対して固定されるので、スキージがスクリーン上を移動する際にスキージとスクリーンの間に生じる摩擦力によってスクリーン支持枠がスクリーン印刷機本体に対して移動することがない。したがって、印刷時にスクリーンと被印刷物の間に位置ずれが生じることがなく、印刷精度が向上する。
【００３８】
また、固定手段が簡素な構造であるため、製造コストが安価あるとともにメンテナンス性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機の概略構成を示す正面図。
【図２】図１のスクリーン印刷機の要部拡大図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２の要部拡大図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】図５のＤ−Ｄ線断面図。
【図８】図５のＥ−Ｅ線断面図であり、スクリーン支持枠をロックした状態を示す図。
【図９】図５のＥ−Ｅ線断面図であり、スクリーン支持枠をロックしていない状態を示す図。
【図１０】従来のスクリーン印刷機の概略構成を示す正面図。
【図１１】図１０の要部拡大図。
【図１２】図１１の一部省略平面図。
【図１３】図１１のＦ−Ｆ線断面図。
【図１４】図１２のＧ−Ｇ線断面図。
【図１５】図１３のＨ−Ｈ線断面図。
【図１６】スクリーンの平面図。
【図１７】スクリーンの側面断面図。
【符号の説明】
１スクリーン印刷機本体
４１スキージ
３１スクリーン支持枠
１０１固定手段
２０１スクリーン

Claims

スクリーン印刷用のスクリーンを支持し、スクリーン印刷機本体に前記スクリーンの印刷面と平行な方向に往復動自在に取り付けられたスクリーン支持枠と、このスクリーン支持枠に支持されたスクリーンの上方に配され、前記スクリーンの上面に沿って前記スクリーン支持枠と同一方向に往復動するスキージとを備えたスクリーン印刷機であって、前記スクリーン支持枠に軸心まわりに回転自在に取り付けられたカムシャフトと、このカムシャフト上に設けられ前記カムシャフトと一体的に回転するとともにその回転軸心が前記カムシャフトの軸心に対して偏心したカム部と、前記カムシャフト上に固定されたカムリンクと、前記カムシャフトに直交するように前記スクリーン支持枠に取り付けられ、そのロッドが前記カムリンクに対して回転自在に連結されたシリンダとから成る固定手段を備え、この固定手段は前記ロッドが一方向に摺動すると前記カム部または前記カム部上の部材が前記スクリーン支持枠を摺動自在に支持する支持部材に押し付けられて前記スクリーン支持枠がスクリーン印刷機本体に対してロックされ、前記ロッドが他方向に摺動すると前記カム部または前記カム部上の部材が前記支持部材から離れてロックが解除されるようにしたことを特徴とするスクリーン印刷機。