JP4657804B2

JP4657804B2 - スクリーン印刷装置

Info

Publication number: JP4657804B2
Application number: JP2005147362A
Authority: JP
Inventors: 昌孝相羽
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: JP2006321150A

Description

本発明は、プリント基板等の被印刷物にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷装置に関するものである。

従来から、ステージ上にセットした基板にマスクシートを重装し、マスクシート上に供給したクリーム半田、導電ペースト等のペーストをスキージで拡張することにより、マスクシートに形成された開口部を介して基板上の所定位置にペーストを塗布（印刷）するようにしたスクリーン印刷装置が一般に知られている。

この種のスクリーン印刷装置としては、従来、傾き方向の異なる一対のスキージを昇降可能に備えたヘッドをもち、このヘッドをマスクシートに沿って往復移動させながら上記一対のスキージを交互に使ってペーストを拡張するものが主流であったが、この装置では、各スキージを別個に昇降させるために往動時と復動時の印刷荷重を均一に保つのが難しく、またマスクシートに対するスキージの接触角度の自由度が少ない等の課題があった。

そこで、近年では、例えば特許文献１に開示されるように、１つのスキージにより往動時と復動時の両方で印刷を行い得るようにしたスクリーン印刷装置が提案されている。すなわち、この文献の中の図１〜図４に示された実施例では、スキージの一側辺部をスキージホルダに取付け、このスキージホルダの基端部を、上部シャフトに取付けられたモータの回転軸（縦軸）に支点を介して連結し、往動時と復動時とで、スキージホルダを縦軸回りに回転させることにより、スキージが垂直方向に対して片側に所定角度だけ傾いた状態と、その傾斜状態のまま縦軸回りに１８０°反転した状態とに切り替えられるようになっている。

また、この文献の中で別の実施例として、前記縦軸回りの回転に代え、スキージホルダの基端部を支持する支点を中心として、スキージが垂直方向から片側に所定角度傾いた状態と反対側に所定角度傾いた状態とにわたる範囲で揺動可能（傾斜角度変更可能）となるようにし、往動時と復動時とに応じてスキージを揺動させて傾斜状態を変更することにより、往動時はスキージの片側の面がペースト塗布のための作業面となり、復動時はスキージの反対側の面が作業面となるようにした構造が示されている。
特開平８−３９７６７号公報

特許文献１の中の図１〜図４に示された実施例の構造では、マスクシートを横切る方向に長い横長のスキージを縦軸回りに回転させるので、そのスキージ回転のためにかなりのスペースを必要とするとともに、そのスキージ回転中にスキージに付着しているペーストがマスクシート上やマスクシート外に落下して、印刷不良を招いたり、装置の各部を汚したりするおそれがある。さらに、前記縦軸回りに回転させる機構は、スキージを一定の傾斜角度のままで反転させるだけであるので、印刷する基板やペーストの粘度等に応じてマスクシートに対するスキージの傾斜角度を調整したい場合は、前記縦軸回りに回転させる機構とは別に傾斜角度を調整する機構を設ける必要があり、装置の構造が複雑になる。

また、上記文献の中で別の実施例として示されている構造では、スキージホルダの基端側の支点（横軸）を中心としてスキージを揺動させる機構により、マスクシートに対するスキージの傾斜角度の調整と、往動時・復動時に応じたスキージの傾斜状態の変更とをともに行うことができる。しかし、スキージの両面が往動時と復動時とに応じて作業面となるので、スキージに対するペーストの付着量が増大し、ペーストの無駄が多くなるとともに、片面を作業面とした印刷時に反対側の面に付着していたペーストがマスクシート上に垂れ落ちて、印刷に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、これら従来技術に示されるように、１つのスキージにより往動時と復動時の両方で印刷を行い得るようにする場合に、往動と復動との間の切り替わり時にスキージを縦軸回りまたは横軸回りに回動させてスキージの傾斜方向を調整し、かつ，スキージの印刷方向の位置も調整する必要があるが、このような調整動作時にスキージがマスクシート上に滞留したペーストに当接するとこれを外部に押出したり飛び散らしたりするおそれがあるため、マスクシート上のペーストを避けるようにスキージを動かすことが要求される。その一方で、上記切り替わり時におけるスキージ調整動作に要する時間はできるだけ短くすることが能率向上のために望ましい。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、スキージおよびこれを駆動する機構の構造を簡単にし、しかも、ペーストの無駄を無くし、かつ、スキージからのペーストの垂れ落ち等による悪影響を防止し、その上とくに、往動と復動との間に切り替わり時におけるスキージの調整動作を好適に行わせることができるスクリーン印刷装置および印刷方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のスクリーン印刷装置は、スキージを支持し、このスキージを基板に重ねられたマスクシートに沿って相対的に往復移動させるヘッドを備え、前記スキージが前記マスクシート上に供給されたペーストを押圧しつつ移動することにより前記ペーストを前記マスクシートを通して被印刷物に塗布するようにしたスクリーン印刷装置であって、前記ヘッドが、スキージをマスクシートに沿って移動させる方向である印刷方向に往動、復動可能で、かつ、スキージをマスクシートに対して接離させる方向である昇降方向に移動可能とされ、このヘッドに対して前記スキージが、スキージ組付部を介して横軸の回りに回動可能となるように設けられるとともに、前記ヘッドを前記印刷方向に移動させる印刷方向駆動手段と、前記ヘッドを昇降方向に移動させる昇降駆動手段と、前記スキージを横軸の回りに回動させる回動駆動手段と、これらの駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スキージの片面をペースト押圧のための作業面として、印刷時においてスキージを往動させるときと復動させるときにそれぞれ、前記作業面を進行方向に前傾させた状態でスキージを移動させてペーストの塗布による印刷を行わせるようにするとともに、往動、復動のいずれか一方から他方への切り替わり時に、スキージを、マスクシート上に滞留したペーストを避けつつこのペーストの片側から反対側へ移動させ、かつ、前記切り替わりに応じてスキージの傾斜方向を変更するように、前記各駆動手段を制御するものであって、前記ヘッドの印刷方向と昇降方向との同期移動により前記横軸がマスクシート上に滞留するペーストを中心とする略円弧状の軌跡に沿って移動するとともに、この横軸の移動に伴い、前記スキージが前記ペーストの片側でこのペーストに向かって前傾した状態からこのペーストの上方で略水平となる状態を経てこのペーストの反対側でこのペーストに向かって前傾した状態となるまで回動するように、前記回動駆動手段によるスキージの回動と、前記印刷方向駆動手段による印刷方向の移動と、前記昇降駆動手段によるヘッドの昇降方向の移動とを同時に行わせるように制御することを特徴とする。

このスクリーン印刷装置によると、１つのスキージで往動時および復動時にそれぞれ印刷を行うことができるため、一対のスキージを個別に昇降させるようにした従来装置と比べ、構造が簡単になり、しかも、前記スキージの片面が作業面とされ、この作業面がスキージの往動時および復動時にそれぞれ前傾状態で進行方向に向くようになっているため、スキージの両面にペーストが付着することがなく、ペーストの無駄が少なくなるとともに、スキージの裏面側からペーストが垂れ落ちることがない。

また、往動、復動のいずれか一方から他方への切り替わり時には、ペーストを避けつつスキージの位置および傾斜方向の調整が行われるため、ペーストを外部に押出したり飛び散らしたりしてしまうようなことがなく、好適に調整動作が行われる。

このスクリーン印刷装置において、前記制御手段は、前記回動駆動手段によるスキージの回動と、前記印刷方向駆動手段による印刷方向の移動と、前記昇降駆動手段によるヘッドの昇降方向の移動とを同時に行わせるように制御する。

このようにすると、往動、復動のいずれか一方から他方への切り替わり時に、可及的に短い時間でスキージの位置及び傾斜方向の調整が行われる。

このようにする場合に、前記制御手段は、前記ヘッドの印刷方向と昇降方向との同期移動により前記横軸がマスクシート上に滞留するペーストを中心とする略円弧状の軌跡に沿って移動するとともに、この横軸の移動に伴い、前記スキージが前記ペーストの片側でこのペーストに向かって前傾した状態からこのペーストの上方で略水平となる状態を経てこのペーストの反対側でこのペーストに向かって前傾した状態となるまで回動するように、前記各駆動手段を制御する。

このようにすると、ヘッドの昇降方向の移動と印刷方向の移動とスキージの回動とが同期して行われ、とくに、マスクシート上のペーストを避けつつ、可及的に無駄の少ない動きでスキージの位置及び傾斜方向の調整が行われる。

本発明のスクリーン印刷装置および印刷方法によると、１つのスキージの片面だけを作業面としてスキージの往動時および復動時にそれぞれ適正に印刷を行うことができるとともに、往動、復動のいずれか一方から他方への切り替わり時には、スキージの位置および傾斜方向の調整を好適に行うことができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明に係るスクリーン印刷装置を概略的に示しており、図１は正面図で、図２は側面図でそれぞれスクリーン印刷装置を示している。

これらの図に示すように、スクリーン印刷装置の基台１上には、搬入用コンベア２ａと搬出用コンベア２ｂとが後記印刷ステージ３を挟んで配設されており、プリント基板Ｗ（以下、基板Ｗと略す）が搬入用コンベア２ａにより印刷ステージ３に搬入され、ここで印刷処理が施された後、搬出用コンベア２ｂにより搬出されるように構成されている。

なお、以下の説明では、これらコンベア２ａ，２ｂによる基板Ｗの搬送方向をＹ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めるものとする。

印刷ステージ３には４軸ユニット１０が配設されている。

この４軸ユニット１０は、基板Ｗを支持して後記マスクシート４に対してその下側から位置決めするもので、搬入用コンベア２ａにより搬入された基板Ｗを水平に、かつＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）方向に変位可能に支持する。

すなわち、この４軸ユニット１０は、前記基台１上に固定される固定テーブル１１と、この固定テーブル１１に対して相対的にＸ軸方向に移動可能に支持されてサーボモータにより駆動されるＸ軸テーブル１２と、このＸ軸テーブル１２に対して相対的にＹ軸方向に移動可能に設けられてサーボモータにより駆動されるＹ軸テーブル１３と、このＹ軸テーブル１３に対して相対的に回転可能に設けられてサーボモータにより駆動されるＲ軸テーブル１４と、このＲ軸テーブル１４に対して昇降可能に設けられてサーボモータにより駆動される昇降テーブル１５とを階層的に備えている。そしてこの昇降テーブル１５に設けられた支持ユニット１６によって基板Ｗを支持することにより、各テーブル１２，１３，１４，１５の駆動に応じて基板ＷをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）方向の任意の位置に移動し得るようになっている。

支持ユニット１６は、Ｚ軸方向に出没可能な複数の支持ピンを備え、昇降テーブル１５に対して昇降可能に取り付けられ、基板Ｗを直接支持する基板支持機構１７と、昇降テーブル１５に取り付けられ、基板ＷをＸ軸方向両側からクランプするクランプ機構１８とから構成されている。クランプ機構１８は、昇降テーブル１５に連結固定される固定部１８ａと、固定部１８ａに対してＸ軸方向に可動とされる可動部１８ｂとで構成され、固定部１８ａと可動部１８ｂとの上端部には、対となって基板Ｗを搬入搬出するコンベアベルトがそれぞれ取り付けられている。可動部１８ｂは基板ＷのＸ軸方向サイズに対応して位置調整される。搬入用コンベア２ａからクランプ機構１８のコンベアベルト上に基板Ｗが搬入されると、基板支持機構１７の各支持ピンが突出して基板Ｗをその下側（裏面側）から支持するとともにクランプ機構１８により基板ＷをＸ軸方向両側からクランプし、これにより基板Ｗを支持ユニット１６に対して位置決め状態で固定するようになっている。

印刷ステージ３の上方にはマスクシート４が張設されており、このマスクシート４の上方に、該シート４上に供給されるクリーム半田、導電ペースト等のペーストを拡張するスキージ５０を備えた印刷用ヘッド６が配設されている。

ヘッド６はＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に支持されておりサーボモータにより駆動されるようになっている。すなわち、マスクシート４の上方にはＸ軸方向に延びる一対の固定レール７が設けられ、これら固定レール７に対してヘッド支持部材５が横架されるとともに、サーボモータ２１（図５参照）により駆動されるボールネジ（図示省略）に対してこの支持部材５が連結されている。また、ヘッド６が支持部材５に設けられたＺ軸方向の固定レール２２に装着されるとともにサーボモータ２３により回転駆動されるボールネジ２４に連結されている。これにより、サーボモータ２３等の駆動によりヘッド６が支持部材５と一体的にＸ軸方向に移動するとともに、支持部材５に対してヘッド６がＺ軸方向に移動するようになっている。

図３および図４はヘッド６の具体的な構成を示しており、図３は斜視図で、図４は正面図でそれぞれヘッド６を示している。

これらの図に示すように、ヘッド６は、板状のメインフレーム２０（図２および図３参照）を有しており、このメインフレーム２０を介して前記固定レール２２などに支持されている。このメインフレーム２０には、断面逆L字形のアーム部材２５が固定されており、このアーム部材２５にはロードセル等の圧力センサ２６が介装された支持部２８が垂設され、この支持部２８にサブフレーム３０が揺動自在に支持されている。具体的には、Ｘ軸方向に延びる第１支持軸２９が支持部２８に突設され、この第１支持軸２９にベアリング等を介してサブフレーム３０が支持されることにより、当該サブフレーム３０がこの第１支持軸２９回りに揺動自在に支持されている。

サブフレーム３０には、スキージ組付部に相当するユニット組付部材３２が第２支持軸３４（スキージ支持用の横軸）を介して回動可能に支持されるとともに、このユニット組付部材３２を駆動する駆動機構が搭載されている。

ユニット組付部材３２は、Ｙ軸方向に細長い長方形の板状部材であり、このユニット組付部材３２に、スキージ５０とこれを保持するスキージホルダ４６とで構成されたスキージユニット４５が着脱自在に組付けられている。そして、スキージ５０の片面がペースト押圧のための作業面５０ａとされ、この作業面５０ａとは反対側の面の側方に第２支持軸３４が位置する状態で、この第２支持軸３４にユニット組付部材３２を介してスキージ５０が回動可能に支持されている。

具体的に説明すると、ユニット組付部材３２の背面側（スキージユニット側とは反対側）の長手方向途中部分にアーム部３２ａが立設される一方、ユニット組付部材３２の背面側に位置してＹ軸方向に延びる第２支持軸３４が、その軸回りに回転可能な状態で前記サブフレーム３０に支持され、この第２支持軸３４に対してアーム部３２ａが固定（キー結合）されることにより、サブフレーム３０に対してユニット組付部材３２が回動自在に支持されている。

ユニット組付部材３２を支持する前記第２支持軸３４は、サブフレーム３０を貫通して反対側に突出しており、この突出部分にはギア４４が固定（キー結合）されている。そして、駆動源としてのサーボモータ４０がサブフレーム３０に固定され、このサーボモータ４０の出力軸に駆動ギア４１が装着されるとともに、この駆動ギア４１と上記ギア４４との間に、サブフレーム３０に対して回転自在に軸支されたアイドルギア４２および４３が介装されている。つまり、サーボモータ４０およびギア４１〜４４により上記駆動機構が構成されており、サーボモータ４０が作動すると、その回転駆動力が各ギア４１〜４４を介して第２支持軸３４に伝達され、これによって、ユニット組付部材３２が第２支持軸３４の回りに回転駆動されるようになっている。なお、サブフレーム３０に対するユニット組付部材３２の原点位置が検知され、サーボモータ４０の回転角制御に用いられる基準位置が求められる。

スキージユニット４５のスキージホルダ４６は、アルミニウム合金等の軽合金からなるＹ軸方向の細長い板状部材である。一方、スキージ５０は、例えば硬質ウレタン、あるいはステンレスからなるＹ軸方向に細長い長方形の板状部材で、同図に示すように、スキージホルダ４６に重ね合わされた状態で当該ホルダ４６に保持されている。

スキージホルダ４６には、スキージ５０が保持される面の反対側の面に一対のネジ軸（図示せず）がＹ軸方向に所定間隔を隔てて突設されており、これらネジ軸をユニット組付部材３２に形成された案内溝３２ｂに通し、さらにスキージホルダ４６をユニット組付部材３２に重ね合わせた状態で、これらネジ軸にナット部材４８が螺合装着されることにより、スキージユニット４５がユニット組付部材３２に固定されている。

スキージホルダ４６の長手方向両端部には、横漏れ防止板４７がそれぞれ設けられており、印刷作業時には、スキージ５０の側方（Ｙ軸方向外側方）へのペーストの流動による横漏れがこの一対の横漏れ防止板４７により防止されるようになっている。なお、各横漏れ防止板４７はスキージホルダ４６に対してＹ軸回りに回転可能で、かつ、スキージ５０に対して中立の位置（図４に示す位置）に弾性的に保持されており、この構成により、印刷動作中はマスクシート４に対するスキージ５０の傾き角度（以下、アタック角度という）にかかわらず横漏れ防止板４７がマスクシート４に隙間なく摺接し得るようになっている。

上述したスクリーン印刷装置は、図１および図５に示すように、その動作を制御する制御装置５５（制御手段）を有している。この制御装置５５は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラム等を予め記憶するＲＯＭ、および、制御中動作に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等で構成されており、主制御部５６、軸制御部５７および移動方向判別部５８等の機能構成を有している。

軸制御部５７は、ヘッド６のＸ軸方向駆動用のサーボモータ２１（印刷方向駆動手段）、ヘッド６のＺ軸方向駆動用のサーボモータ２３（昇降駆動手段）、スキージ５０を第２支持軸３４回りに回動させるＲ軸駆動用のサーボモータ４０（回動駆動手段）等、スクリーン印刷装置に具備されている各種サーボモータ及びその他のアクチュエータを、主制御部５６から与えられる駆動指令に応じて制御するものである。

移動方向判別部５８は、ヘッド６が印刷ステージ３を挟んでＸ軸方向の一方側または他方側のいずれにセットされているかを検知し、それに基づき、次の印刷動作におけるヘッド６の移動方向を判断するものである。具体的には、装置正面側から見た状態（図１の状態）を基準としてヘッド６の左側から右側への移動を往動、逆向きの移動を復動とすると、ヘッド６が印刷ステージの左側にセットされている場合には、ヘッド６が往動すると判別され、ヘッド６が印刷ステージの右側にセットされている場合には、ヘッド６が復動すると判別される。

主制御部５６は、予め記憶されたプログラム及び各種データに従ってヘッド６および４軸ユニット１０等を作動させるべく、軸制御部５７を介して上記サーボモータ等の各種アクチュエータの駆動を統括的に制御するとともに、当該制御に必要な駆動量の算出などの各種演算を行うものである。

とくに、印刷動作を行わせるためのヘッド６及びスキージ５０の制御としては、移動方向判別部５８による判別に基づき、往動時には、図６に示すように、スキージ５０を往動方向（右方向）に前傾として、そのアタック角度θを適宜調整した状態で、ヘッド６を往動方向に駆動することにより、スキージ５０のマスクシート４に沿った往動方向への移動による印刷を行わせ、復動時には、図７に示すように、スキージ５０を復動方向（左方向）に前傾として、そのアタック角度θを適宜調整した状態で、ヘッド６を復動方向に駆動することにより、スキージ５０のマスクシート４に沿った復動方向への移動による印刷を行わせる。

また、上記往動、復動のいずれか一方から他方へ切り替わるときには、後に詳述するように、スキージ５０を、マスクシート４上に滞留するペーストＰを避けつつ当該ペーストの片側から反対側へ移動させ、かつ、移動方向の切り替わりに応じてスキージの傾斜方向を変更するように、サーボモータ２１，２３，４０を駆動する。この場合、サーボモータ４０によるスキージ５０の回動（Ｒ軸方向の移動）と、サーボモータ２１によるＸ軸方向の移動およびサーボモータ２３によるＺ軸方向の移動のうちの少なくとも一方とを同時に行わせるようにし、当実施形態ではこれらＸ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の３軸を同時に移動させるようにしている。

上記制御装置によるヘッド移動方向切り替わり時の制御の一例を、図９の動作説明図も参照しつつ、図８のフローチャートに従って説明する。

スキージ５０がマスクシート４に沿って往動方向または復動方向に移動しつつ印刷を行って、その印刷のための移動範囲の終端に達すると（図９（ａ）参照）、ヘッド移動方向を切り替えて次の印刷を行わせるための準備作業として、スキージの位置および傾斜方向を変更するスキージ入れ替え動作が開始され（図８のステップＳ１）、Ｘ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の同期移動が開始される（ステップＳ２）。つまり、サーボモータ２１の駆動によるヘッド６のＸ軸方向の移動と、サーボモータ２３の駆動によるヘッド６のＺ軸方向の移動と、サーボモータ４０によるスキージ５０の回動とが同時に開始される。

この場合に、図９（ｂ）に示すように、ヘッド６の印刷方向の移動（Ｘ軸方向の移動：矢印Ａ）と昇降方向の移動（Ｚ軸方向の移動：矢印Ｂ）とが同期して行われることにより、前記第２支持軸３４がマスクシート４上に滞留したペーストＰを中心とする略円弧状の軌跡（線Ｃ）に沿って移動するように、サーボモータ２１，２３の駆動が制御される。具体的に説明すると、例えば往動から復動への切り替わりの際のスキージ入れ替え動作時には、第２支持軸３４がペーストＰの左側の位置から右側の位置まで移動するようにヘッドのＸ軸方向の移動（矢印Ａ）が行われるとともに、そのＸ軸方向の移動の途中までは第２支持軸３４が次第に上昇し、途中からは第２支持軸３４が次第に下降するようにヘッドのＺ軸方向の移動（矢印Ｂ）が行われる。

さらに、このような第２支持軸３４の移動に伴い、スキージ５０が、ペーストＰの片側（図９（ｂ）では左側）でペーストＰに向かって前傾した状態から、ペーストＰの上方で略水平となる状態を経て、ペーストＰの反対側（図９（ｂ）では右側）でペーストＰに向かって前傾した状態となるまで、第２支持軸３４を中心に回動する（矢印Ｄ）。

このようにＸ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各方向の移動が同期して行われることにより、スキージ５０がペーストＰを避けつつ当該ペーストＰの片側から反対側へ移動し、かつ、スキージ５０の傾斜方向が変更されることとなる。

そして、同期移動の開始後に、Ｘ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の全移動が完了したか否かが判定され（ステップＳ３）、完了していなければ移動が継続され、完了すればスキージ入れ替え終了となる（ステップＳ４）。

以上のような当実施形態のスクリーン印刷装置によると、印刷に際しては、基板Ｗが４軸ユニット１０により位置決めされるとともに、この基板Ｗとマスクシート４とが重ね合わされ、然る後、オペレータによる作業開始の指示入力操作に基づき、スキージ５０が適当なアタック角度でマスクシート４に当接するようにセットされるとともにペーストＰが供給されてから、スキージ５０がマスクシート４に沿って移動することにより、マスクシート４を通して基板ＷにペーストＰが塗布される。

そして、例えば、スキージ５０が左側から右方に移動する往動によって基板Ｗに印刷が行われた後は、印刷済の基板Ｗがマスクシート４から離間されて４軸ユニット１０から搬出される一方、新たな基板Ｗが４軸ユニット１０上に搬入されて位置決めされ、マスクシート４に重ね合わされる。このような基板Ｗの交換の間に、上述の図８、図９に示すスキージ入れ替え処理が行われ、それから、スキージ５０の復動により新たな基板Ｗに対して印刷が施される。このような基板Ｗの交換およびスキージ入れ替え処理を挟んでスキージ５０の往動、復動が繰返されることにより、印刷装置に送り込まれる各基板Ｗに順次ペーストＰが印刷されることとなる。

このような印刷作業において、当実施形態の装置では、単一のスキージ５０で往動時および復動時にそれぞれ印刷を行うことができるため、一対のスキージを備えて往動時と復動時とで使い分けるようにしたものと比べ、ヘッド６の構造を簡単にし、小型化することができる。また、横軸である第２支持軸３４回りにユニット組付部材３２が回動することで往動時と復動時とに応じたスキージ５０の姿勢変更が行われるようにしているため、前述の背景技術の中で説明した特許文献１中に示されている縦軸回りにスキージを回転させる構造のように、スキージ回転のために大きなスペースをとることはない。さらに、スキージ５０の片面が作業面５０ａとされ、往動時と復動時とに応じたスキージ５０の姿勢変更によりいずれのときにも作業面５０ａがペーストＰを押圧できるようにしているため、往動時と復動時とでスキージの両面を使用する構造（前記特許文献１中に別の実施例として示されている構造）と比べ、スキージの両面にペーストが付着することがなくて、ペーストの無駄を少なくすることができるとともに、スキージの移動による印刷中にスキージの裏面側からペーストがマスクシート上に垂れ落ちるといったことが防止される。

その上、往動と復動の切り替わり時に、上記スキージ入れ替え処理により、スキージ５０がマスクシート４上に滞留したペーストＰを避けつつ、ペーストＰの片側から反対側へ移動し、かつ、スキージ５０の傾斜方向が変更されるように、Ｘ，Ｚ，Ｒ軸の各駆動手段が制御されるため、スキージ５０の傾斜方向変更のための回動時にペーストＰに当接してこれを外部に押出したり飛び散らしたりすることがなく、マスクシート４上に滞留したペーストＰを次の印刷処理に有効に使用することができる。

しかも、Ｘ，Ｚ，Ｒ軸が同期移動し、かつ、無駄の少ない動きでペーストＰを避けつつスキージ５０の位置および傾斜方向を変更するようにしているため、スキージ入れ替え処理に要する時間を可及的に短くし、スキージの往復動とスキージ入れ替え処理とを含めた印刷装置の処理時間を短縮し、能率を高めることができる。

図１０及び図１１は、スキージ移動方向切り替わり時の制御の別の例を示している。

この例では、スキージ５０がマスクシート４に沿って往動方向または復動方向に移動しつつ印刷を行って、その印刷のための移動範囲の終端に達すると（図１１（ａ）参照）、ヘッド移動方向を切り替えて次の印刷を行わせるための準備作業として、スキージの位置および傾斜方向を変更するスキージ入れ替え動作が開始され（図１０のステップＳ１１）、先ず、Ｒ軸回転が可能な高さまでＺ軸移動が開始される（ステップＳ１２）。つまり、第２支持軸３４回りにスキージ５０を回動させてもスキージ５０がマスクシート４上のペーストＰに接触しない程度の高さ位置になるまで、ヘッド６が上昇するようにサーボモータ２３が駆動される（図１１（ｂ）参照）。

そして、Ｒ軸回転が可能な高さまでのＺ軸移動が完了したか否かが判定され（ステップＳ１３）、その判定がＹＥＳとなってから、Ｘ，Ｚ，Ｒ軸の同期移動が開始される（ステップＳ１４）。

この場合に、図１１（ｃ）に示すように、第２支持軸３４がペーストＰの片側（この図では左側）の位置から反対側（この図では右側）の位置まで移動するようにヘッド６のＸ軸方向（印刷方向）の移動が行われるとともに、その移動に伴い、ヘッド６が次第に下降し、かつ、スキージ５０が、回動前とは逆向きに傾斜する状態まで第２支持軸３４回りに回動するように、サーボモータ２１，２３，４０が同期駆動される。

そして、同期移動の開始後に、Ｘ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の全移動が完了したか否かが判定され（ステップＳ１５）、完了していなければ移動が継続され、完了すればスキージ入れ替え終了となる（ステップＳ１６）。

この例によっても、単一のスキージ５０で、かつ、スキージ５０の片面を作業面５０ａとして往動時および復動時にそれぞれ印刷を行うことができるとともに、往動と復動の切り替わり時に、上記スキージ入れ替え処理により、スキージ５０がマスクシート４上に滞留したペーストＰを避けつつ、ペーストＰの片側から反対側へ移動し、かつ、スキージ５０の傾斜方向が変更される。

また、Ｚ軸移動のうちの上昇だけは単独で行われるが、上昇後におけるＸ軸移動とＺ軸移動のうちの下降とＲ軸移動は同時に行われるため、これらの移動を順次個々に行うような場合と比べると、処理時間が短縮され、能率が向上される。

なおまた、図１０のフローチャートにおいて、次のようにプログラムを一部変更してもよい。

すなわち、ステップＳ１２でＲ軸回転を開始するとともに、Ｚ軸方向上昇移動を開始させ、少なくともスキージ５０の一方の端部であってマスクシート４接触側となる端部の位置がマスクシート４より下方位置にならないように、Ｒ軸回転とＺ軸方向上昇移動を連係させ、スキージ５０の一方の端部が第２支持軸３４の中心真下を通過した後には、少なくともＺ軸方向上昇移動は、スキージ５０の他方の端部が所定高さ（Ｘ軸移動時にスキージ５０の他方の端部がマスクシート４上のペーストと干渉しない高さ）になるまで継続させ、Ｒ軸回転はスキージ５０が反対側の所定傾斜角になったところで停止させる。ステップＳ１３では、Ｒ軸回転およびＺ軸移動が完了したか否かを判断させ、ＹＥＳとなればステップＳ１４に進ませ、Ｘ軸移動を開始させ、このＸ軸移動と連係してＺ軸方向下降移動を行わせる。あるいは、Ｘ軸移動が完了した後Ｚ軸方向下降移動を開始させる。

この変形例によっても、Ｒ軸回転とＺ軸方向上昇移動を連係させて両方を同時に行わせており、スキージ入れ替えに要する時間を短くすることができる。さらに、Ｘ軸移動とＺ軸方向下降移動を連係させて両方を同時に行わせる場合においては、この部分によってもスキージ入れ替えに要する時間を短くすることができる。

なお、本発明に係るスクリーン印刷装置は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、スキージ５０を回動させるための駆動機構として複数のギアを組み合わせたギア駆動方式の駆動機構を用いているが、ベルト駆動方式の駆動機構を用いてもよい。具体的には、第２支持軸３４のギア４４の変わりにプーリを設けるとともに、サーボモータ４０の出力軸に駆動ギアに代えて駆動プーリを設け、これら一対のプーリにわたって駆動ベルトを装着した構成を用いてもよい。

本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷装置を示す正面概略図である。スクリーン印刷装置を示す側面概略図である。スクリーン印刷装置のヘッドの具体的構成を示す斜視図である。ヘッドの具体的構成を示す正面図である。スクリーン印刷装置に設けられた制御装置を示すブロック図である。印刷中のヘッドの状態を示すものであって、往動時の状態を示す模式図である。印刷中のヘッドの状態を示すものであって、復動時の状態を示す模式図である。ヘッド移動方向切り替わり時の制御の一例を示すフローチャートである。（ａ）（ｂ）は、図８の示す制御による場合のヘッドおよびスキージの動作を示す説明図である。ヘッド移動方向切り替わり時の制御の別の例を示すフローチャートである。（ａ）〜（ｃ）は、図１０の示す制御による場合のヘッドおよびスキージの動作を示す説明図である。

符号の説明

４マスクシート
６ヘッド
２１サーボモータ（印刷方向駆動手段）
２３サーボモータ（昇降駆動手段）
３２ユニット組付部材（スキージ組付部）
３４第２支持軸（横軸）
４０サーボモータ（回動駆動手段）
４５スキージユニット
５０スキージ
５５制御装置（制御手段）
Ｗプリント基板
Ｐペースト

Claims

スキージを支持し、このスキージを基板に重ねられたマスクシートに沿って相対的に往復移動させるヘッドを備え、前記スキージが前記マスクシート上に供給されたペーストを押圧しつつ移動することにより前記ペーストを前記マスクシートを通して被印刷物に塗布するようにしたスクリーン印刷装置であって、
前記ヘッドが、スキージをマスクシートに沿って移動させる方向である印刷方向に往動、復動可能で、かつ、スキージをマスクシートに対して接離させる方向である昇降方向に移動可能とされ、
このヘッドに対して前記スキージが、スキージ組付部を介して横軸の回りに回動可能となるように設けられるとともに、
前記ヘッドを前記印刷方向に移動させる印刷方向駆動手段と、前記ヘッドを昇降方向に移動させる昇降駆動手段と、前記スキージを横軸の回りに回動させる回動駆動手段と、これらの駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記スキージの片面をペースト押圧のための作業面として、印刷時においてスキージを往動させるときと復動させるときにそれぞれ、前記作業面を進行方向に前傾させた状態でスキージを移動させてペーストの塗布による印刷を行わせるようにするとともに、往動、復動のいずれか一方から他方への切り替わり時に、スキージを、マスクシート上に滞留したペーストを避けつつこのペーストの片側から反対側へ移動させ、かつ、前記切り替わりに応じてスキージの傾斜方向を変更するように、前記各駆動手段を制御するものであって、前記ヘッドの印刷方向と昇降方向との同期移動により前記横軸がマスクシート上に滞留するペーストを中心とする略円弧状の軌跡に沿って移動するとともに、この横軸の移動に伴い、前記スキージが前記ペーストの片側でこのペーストに向かって前傾した状態からこのペーストの上方で略水平となる状態を経てこのペーストの反対側でこのペーストに向かって前傾した状態となるまで回動するように、前記回動駆動手段によるスキージの回動と、前記印刷方向駆動手段による印刷方向の移動と、前記昇降駆動手段によるヘッドの昇降方向の移動とを同時に行わせるように制御することを特徴とするスクリーン印刷装置。