JP4850629B2

JP4850629B2 - スクリーン印刷装置

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Publication number: JP4850629B2
Application number: JP2006230874A
Authority: JP
Inventors: 孝文佐々木
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JP2008049669A

Description

本発明は、スクリーン印刷装置に関するものであり、特に、スキージ保持装置によるスキージユニットの保持状況の判定に関するものである。

スクリーン印刷装置においては、下記の特許文献１に記載されているように、スキージユニットがスクリーンに沿って移動させられ、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して印刷対象材、例えばプリント基板に、被印刷剤、例えばクリーム状はんだが印刷される。スキージユニットはスキージ保持装置に着脱可能に保持され、プリント基板の種類に応じて交換される。例えば、プリント基板の種類によって、そのスキージユニット移動方向と直交する方向の寸法が異なる場合、スキージの長さがプリント基板の寸法に応じたものであるスキージユニットがスキージ保持装置に保持され、印刷に使用される。

また、特許文献１に記載のスクリーン印刷装置はロードセルを備え、スキージユニットのスクリーンに対する接触力が検出されるとともに、適切な大きさに制御されるようにされている。ロードセルはスキージ保持装置に設けられる。スキージ保持装置の一部およびスキージユニットと、スキージ保持装置の残りの部分とが上下方向の相対移動が可能な状態とされ、それら両部分の間にロードセルが設けられるのである。そのため、スキージがスクリーンに接触させられて弾性変形させられるにつれて、スクリーンからスキージユニットを介して作用する上向きの力に応じた歪がロードセルに生じ、その歪に基づいて接触力が検出される。この検出結果に基づいてスキージ保持装置の下降量が制御されることにより、スキージのスクリーンに対する接触力が適切な大きさに制御され、良好な印刷が行われる。
特許第３３４３２８４号公報

しかしながら、従来のスクリーン印刷装置においては、スキージ保持装置がスキージユニットを保持しない状態で印刷が開始されることがあり、スキージユニットを保持しないスキージ保持装置がスクリーンに平行な方向に移動させられ、印刷動作が行われたにもかかわらず、クリーム状はんだが印刷されないプリント基板が発生したり、スキージのスクリーンに対する接触圧が設定圧に達しないため、スキージ保持装置が移動を開始せず、印刷が完了しないまま所定時間が経過し、タイムアウトとなってスクリーン印刷装置が非常停止する不具合があった。また、スキージ保持装置がスキージユニットを保持していても、その種類が間違っていて、例えば、スキージの長さが不足し、クリーム状はんだが印刷されない箇所のある不良なプリント基板が発生したり、スキージの長さが過剰でスクリーンを保持するスクリーン枠に衝突して破損したりする不具合があった。
本発明は、スキージユニットの種類と重量との間には１対１の関係があることを利用して、スキージユニットの保持に関する不具合を解消することを課題として為されたものである。

本発明に係るスクリーン印刷装置は、上記の課題を解決するために、(a)印刷対象材を保持する対象材保持装置と、(b)複数の貫通穴が形成されたスクリーンを保持するスクリーン保持装置と、(c)そのスクリーン保持装置に保持されたスクリーンに沿って移動し、前記貫通穴を通して前記対象材保持装置に保持された前記印刷対象材に被印刷剤を印刷するスキージユニットと、(d)そのスキージユニットを着脱可能に保持するスキージ保持装置と、(e)そのスキージ保持装置と、前記対象材保持装置および前記スクリーン保持装置とを、前記スクリーンに平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、(f)前記スキージ保持装置と前記スクリーン保持装置とを前記スクリーンに直角な方向に相対移動させることにより、前記スキージユニットを前記スクリーンに接触・離間させる接離装置と、(g)前記スキージ保持装置に設けられ、前記スキージユニットからスキージ保持装置に加えられるスキージユニットの重量に対応する力を検出する力検出装置と、(h)前記接離装置が前記スキージユニットを前記スクリーンから離間させる状態にある状態で、前記力検出装置により検出された力に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されているか否かと、保持されているスキージユニットの種類との少なくとも一方を判定する判定部とを含むように構成される。

スキージユニットは、スキージとそれを保持するスキージ保持部材とを含み、スキージ保持部材においてスキージ保持装置に保持され、スキージ保持部材ごとスキージ保持装置に対して着脱可能に保持されるものとされてもよく、スキージ保持部材がスキージ保持装置に設けられ、スキージがスキージ保持装置に着脱可能に取り付けられるものとされてもよく、その場合には、スキージユニットはスキージのみによって構成されることになる。
「スキージユニットの重量に対応する力」とは、スキージユニットの重量に１対１に対応する力であって、演算によりスキージユニットの重量が得られる力である。力検出装置に加えられる力はスキージユニットの重量のみであるとは限らず、スキージ保持装置における力検出装置の設け方によっては、スキージ保持装置の構成要素の重量がスキージユニットの重量と共に力検出装置に加えられ、検出されることがある。力検出装置は、スキージ保持装置の全部あるいは一部の重量が加えられる状態で設けてもよく、スキージ保持装置の重量が全く加えられない状態で設けてもよい。力検出装置にスキージ保持装置の構成要素の重量が加えられる場合でも、スキージ保持装置の構成要素の重量は既知であり、演算によりスキージユニットの重量を得ることができ、スキージ保持装置の構成要素の重量を含んで検出される力はスキージユニットの重量と１対１に対応する。
力検出装置により検出される力は、スキージユニットからスキージ保持装置に加えられる力の方向により、正であることもあり、負であることもある。スキージユニットがスキージ保持装置に保持されていない場合には、スキージユニットからスキージ保持装置に加えられる力が０である特殊な場合と考えることとする。

スキージユニットがスクリーンから離間させられた状態では、スキージユニットの重量の全部がスキージ保持装置に加えられ、力検出装置により検出される力に基づいてスキージユニットの重量、あるいはスキージユニットとスキージ保持装置の少なくとも一部との重量（スキージユニットの重量と１対１に対応する重量）が得られる。スキージユニットがスキージ保持装置に保持されていない場合には、力検出装置により検出される力が０、あるいはスキージユニットの重量を含まない重量に対応する大きさとなることから、スキージ保持装置によりスキージユニットが保持されていないことがわかる。また、例えば、スキージの長さが異なる場合のように、スキージユニットの種類によって重量が異なる場合には、力検出装置による力の検出により得られる重量からスキージユニットの種類がわかる。
このように、本発明に係るスクリーン印刷装置においては、スキージ保持装置にスキージユニットが保持されているか否かと、保持されているスキージユニットの種類との少なくとも一方がわかるため、スキージ保持装置がスキージユニットを保持しないままの状態や、間違ったスキージユニットを保持した状態で印刷が開始され、あるいはスクリーン印刷装置が非常停止すること等を回避することができる。
特に、スキージユニットのスクリーンへの接触力を検出するための力検出装置を備えているスクリーン印刷装置においては、その力検出装置を利用することにより、スキージ保持装置にスキージユニットが保持されているか否かと、保持されているスキージユニットの種類との少なくとも一方の判定を安価に行うことができる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項〜（７）項がそれぞれ、請求項１〜７に相当する。

（１）印刷対象材を保持する対象材保持装置と、
複数の貫通穴が形成されたスクリーンを保持するスクリーン保持装置と、
そのスクリーン保持装置に保持されたスクリーンに沿って移動し、前記貫通穴を通して前記対象材保持装置に保持された前記印刷対象材に被印刷剤を印刷するスキージユニットと、
そのスキージユニットを着脱可能に保持するスキージ保持装置と、
そのスキージ保持装置と、前記対象材保持装置および前記スクリーン保持装置とを、前記スクリーンに平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、
前記スキージ保持装置と前記スクリーン保持装置とを前記スクリーンに直角な方向に相対移動させることにより、前記スキージユニットを前記スクリーンに接触・離間させる接離装置と、
前記スキージ保持装置に設けられ、前記スキージユニットからスキージ保持装置に加えられるスキージユニットの重量に対応する力を検出する力検出装置と、
前記接離装置が前記スキージユニットを前記スクリーンから離間させる状態にある状態で、前記力検出装置により検出された力に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されているか否かと、保持されているスキージユニットの種類との少なくとも一方を判定する判定部と
を含むスクリーン印刷装置。
（２）前記判定部が、複数種類のスキージユニットについてそれぞれ種類と力範囲とを対応付けて記憶している第１記憶部を含み、前記力検出装置によって検出された力が、前記第１記憶部に記憶されている力範囲のいずれに対応するかに基づいて現に装着されているスキージユニットの種類を判定する種類判定部を含む(1)項に記載のスクリーン印刷装置。
スキージユニットにおいては、例えば、スキージの長さ，材質，形状等が種々に異なり、それに伴ってスキージ保持部材の長さや形状も異なり、スキージユニットの種類の違いによって重量が異なるのが普通である。スキージの種類が同じでも、スキージ保持部材の種類が異なる場合、スキージ保持部材の種類を異にするスキージユニットは、種類を異にするスキージユニットであると考える。この場合にも、スキージユニットの種類の違いによって重量が異なることとなる。異なる種類のスキージが同じ種類のスキージ保持部材によって保持される場合、スキージユニットの種類はスキージの種類によって異なり、スキージユニットの重量はスキージの種類に応じて変わる。スキージユニットがスキージ保持部材を含まない場合でも、スキージユニットの重量（すなわちスキージの重量）はスキージの種類に応じて変わる。
力検出装置の検出誤差およびスキージユニットの製造誤差を考慮し、スキージユニットの種類を表す力は範囲を含んで設定されている。
第１記憶部に記憶される力範囲は、例えば、スキージユニットのみの重量に対して設定される範囲でもよく、スキージユニットに加えてスキージ保持装置の少なくとも一部を含む重量に対して設定される範囲（スキージユニットと共にスキージ保持装置の少なくとも一部の構成要素の重量が力検出装置に加えられる場合）でもよい。スキージユニットの重量は、設定された力範囲によりスキージユニットの種類を判定することができるように算出され、第１記憶部の記憶に基づいて容易にスキージユニットの種類を判定することができる。
スキージユニットがスキージ保持部材を含む場合、スキージユニットのみの重量は、スキージの重量とスキージ保持部材の重量とを合わせた重量でもよく、場合によっては、スキージのみの重量でもよく、スキージ保持部材のみの重量でもよい。
（３）前記判定部が、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていない場合の力範囲を記憶している第２記憶部を含み、前記力検出装置によって検出された力が、前記第２記憶部に記憶されている力範囲に対応する場合に前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていないと判定するスキージなし判定部を含む(1)項または(2)項に記載のスクリーン印刷装置。
第１記憶部と第２記憶部との両方が設けられる場合には、両記憶部が１つのメモリにより構成されても、別個のメモリにより構成されてもよい。後者の場合、例えば、第１記憶部をＲＡＭに、第２記憶部をＲＯＭにプログラムの一部としてあるいはプログラムとは別に記憶させるのである。
力検出装置の検出に基づいてスキージユニットの重量が取得され、判定に用いられる場合には、第２記憶部に記憶される力範囲は０を含む範囲とされ、スキージユニットと共にスキージ保持装置の少なくとも一部の構成要素の重量が力検出装置に加えられ、その重量と共にスキージユニットの重量が検出される場合には、スキージ保持装置の少なくとも一部の重量を含む範囲とされることが不可欠ではないが便利である。スキージユニットの重量は、設定された力範囲によりスキージユニットの有無を判定することができる態様で算出され、第２記憶部の記憶に基づいて容易にスキージユニットの有無を判定することができる。
（４）前記判定部の判定結果に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていないことと、前記スキージ保持装置に保持されている前記スキージユニットが間違ったものであることとの少なくとも一方を警報する警報部を含む(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
警報部は、例えば、表示画面への文字，図形等の表示により警報を行う表示装置，音声等により警報する警報装置，点灯あるいは点滅させられるランプ等、種々の警報装置の少なくとも１つにより警報を行うものとされる。
作業者は警報部による警報に基づいて迅速にスクリーン印刷装置における不具合の発生を知ってそれを解消することができ、スクリーン印刷の開始の遅れを短くし、印刷能率の低下を抑制することができる。
（５）前記判定部の判定結果に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていない場合と、前記スキージ保持装置に保持されている前記スキージユニットが間違ったものである場合との少なくとも一方において、当該スクリーン印刷装置の印刷動作を禁止する印刷動作禁止部を含む(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
スキージユニットが保持されていないままの状態で印刷が開始されたり、間違った種類のスキージユニットによって印刷が行われることが確実に回避される。
（６）前記接離装置が前記スキージユニットを前記スクリーンに接触させる状態にある状態で、前記力検出装置により検出された力に基づいて、前記スキージユニットの前記スクリーンに対する接触力を取得する接触力取得部を含む(1)項ないし(5)項のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
スキージユニットがスクリーンに接触させられれば、スキージユニットの重量、あるいはスキージユニットとスキージ保持装置の少なくとも一部との重量に基づいて力検出装置に加えられる力が、スキージユニットとスクリーンとの接触力分小さくなる。換言すれば、接触力は上記スキージユニット等の重量から実際に力検出装置に加えられる力を差し引いた大きさ、つまりスキージユニット等の重量と力検出装置からスキージユニット等に加えられる反力（力検出装置に加えられる力とは逆向きの力）との和となる。したがって、力検出装置により検出される力（力検出装置に加えられる力）とスキージユニット等の重量（既知）とから接触力を取得することができる。
（７）前記対象材保持装置が前記印刷対象材としてプリント基板を保持する基板保持装置である(1)項ないし(6)項のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

本スクリーン印刷装置は、図１に示すように、印刷対象材としてのプリント基板１０に被印刷剤としてのクリーム状はんだを印刷する。本スクリーン印刷装置においてプリント基板１０は、対象材搬送装置としての基板搬送装置１１（図３参照）により、図１において紙面に直角な方向に搬送され、スクリーン印刷装置に搬入，搬出される。基板搬送装置１１による基板搬送経路の途中に対象材保持装置としての基板保持装置１２が設けられ、プリント基板１０を保持する。基板保持装置１２は、印刷装置本体１４に設けられ、例えば、支持部材によりプリント基板１０を下方から支持する基板支持装置と、プリント基板１０を搬送方向に直角な両側から挟んでクランプするクランプ装置とを備え、基板保持装置昇降装置１６により昇降させられ、保持したプリント基板１０をスクリーン保持装置１８に保持されたスクリーン２０に接近，離間させる。

スクリーン２０には、図２に示すように、複数の貫通穴２２が形成され、矩形のスクリーン枠２４（図１参照）に取り付けられている。スクリーン保持装置１８は、例えば、印刷装置本体１４に設けられたスクリーン支持台２６（図１参照）と、スクリーン２０をスクリーン支持台２６に固定する固定装置（図示省略）とを備え、スクリーン２０を基板保持装置１２の上方において水平な姿勢で保持する。プリント基板１０は、基板保持装置１２の上昇によりスクリーン２０に接近させられ、スクリーン２０の下面に接触させられ、あるいは接触可能とされ、下降によりスクリーン２０から離間させられる。基板保持装置昇降装置１６は、基板保持装置１２とスクリーン保持装置１８とをスクリーン２０に直角な方向に相対移動させ、接近，離間させる接近・離間装置を構成している。

プリント基板１０には、スキージユニット４０によりクリーム状はんだが印刷される。スキージユニット４０は一対設けられ、スキージ保持装置４２により保持される。スキージ保持装置４２は、相対移動装置たるスキージ保持装置移動装置４４により、基板保持装置１２およびスクリーン保持装置１８に対してスクリーン２０に平行な方向に移動させられる。スキージ保持装置移動装置４４は、可動部材としてのスライダ５０と、スライダ移動装置５２とを含む。スライダ移動装置５２は、駆動源たるスライダ移動用モータ５４（図３参照）と、ボールねじ５６およびナット５８を含む送りねじ装置６０（図１参照）とを含み、スライダ５０を案内部材としてのガイドレール（図示省略）に案内させつつ、スクリーン２０に平行な方向であって、水平面内において基板搬送方向と直交する方向において任意の位置に移動させる。スライダ移動用モータ５４は、例えば、サーボモータにより構成される。

本スキージ保持装置４２は、図２に示すように、スライダ５０に設けられ、スライダ５０が移動させられることにより、スキージ保持装置４２に保持されたスキージユニット４０がスクリーン保持装置１８に保持されたスクリーン２０に沿って移動し、基板保持装置１２に保持されたプリント基板１０にクリーム状はんだを印刷する。基板保持装置１２に保持されたプリント基板１０の被印刷面に平行な平面である水平面内において基板搬送方向と直交する方向が印刷方向（図１および図２においては左右方向）である。

本スキージ保持装置４２は、図２に示すように、一対の保持ヘッド７０および保持ヘッド昇降装置７２を含む。保持ヘッド昇降装置７２は、流体圧アクチュエータの一種であるエアシリンダにより構成され、スライダ５０に下向きに設けられている。このエアシリンダのピストンロッド７４の延出端部である下端部に、一対のロードセル８０を介して一対の保持ヘッド７０が取り付けられている。一対のロードセル８０の下側に取り付けられた連結部材８２の下端部に支持部材としての支持板８４が水平に取り付けられ、支持板８４に一対の保持ヘッド７０が印刷方向に平行な方向に並んで設けられており、保持ヘッド昇降装置７２により一斉に昇降させられ、スクリーン２０に直角な方向に移動させられる。一対の保持ヘッド７０の昇降の案内は、支持板８４に鉛直に立設された一対の被案内部材としてのガイドロッド（図示省略）がスライダ５０に設けられた一対の案内部材としてのガイドブロック（図示省略）に鉛直方向に相対移動可能に嵌合されることにより行われる。

一対の保持ヘッド７０はそれぞれ、図２に示すように、ユニット保持部材９０と、ユニット選択装置９２とを含む。本ユニット選択装置９２はエアシリンダにより構成され、上記支持板８４に下向きに設けられている。このエアシリンダのシリンダハウジング９４は支持板８４に固定され、ピストンロッド９６は支持板８４から下方へ延び出させられ、その延出端部に設けられた取付部材９８にユニット保持部材９０が印刷方向に平行な軸線まわりに揺動可能に取り付けられている。ユニット保持部材９０は長手形状を成し、印刷方向と直交する方向に平行に設けられている。

一対のスキージユニット４０はそれぞれ、スキージ１００およびスキージ保持部材１０２を含む。スキージ１００およびスキージ保持部材１０２はそれぞれ長手形状を成し、スキージ保持部材１０２はスキージ１００を着脱可能に保持した状態でユニット保持部材９０に着脱可能に取り付けられる。一対のスキージユニット４０の各スキージ１００はそれぞれスキージ保持部材１０２により、長手方向が印刷方向と直交する方向に平行となるとともに、スクリーン２０に直角な平面に対して下方ほど互いに離間する向きに傾斜した姿勢で保持される。なお、符号１０６は、スキージ１００の長手方向の両側にそれぞれ配設され、スキージ保持部材１０２に取り付けられた掻取部材であり、スキージ１００の側方のクリーム状はんだを掻き取ってスキージ１００側へ戻す。図２には、スキージ１００の一方の側に設けられた掻取部材１０６が図示されている。

一対のスキージユニット４０はそれぞれ、ユニット保持部材９０がユニット選択装置９２によって昇降させられることにより、ロードセル８０に対する下降端位置であって、印刷に使用される使用位置と、ロードセル８０に対する上昇端位置であって、印刷に使用されない非使用位置とに移動させられる。このスキージユニット４０の昇降の案内は、例えば、取付部材９８に鉛直方向に立設された被案内部材たる一対のガイドロッド（図示省略）が、支持板８４に設けられた案内部材たる一対のガイドブロック（図示省略）に相対移動可能に嵌合されることにより行われる。一対のスキージユニット４０は、それらのうちの一方が選択的に使用位置に位置させられ、クリーム状はんだの印刷に使用される。一方のスキージユニット４０が使用位置へ下降させられた状態では、他方のスキージユニット４０は非使用位置に位置させられ、一対の保持ヘッド７０が保持ヘッド昇降装置７２によって昇降させられることにより、一対のスキージユニット４０が昇降させられるが、使用位置に下降させられたスキージユニット４０は、そのスキージ１００がスクリーン２０に接触する接触位置と、スキージ１００がスクリーン２０から離間した離間位置とに移動させられ、非使用位置に上昇させられたスキージユニット４０はスクリーン２０に接触しない状態に保たれる。一対の保持ヘッド７０が保持ヘッド昇降装置７２による昇降の上昇端位置に位置させられる状態では、一対のスキージユニット４０はいずれもスクリーン２０から離間した離間位置に位置させられると考えることができる。本スクリーン印刷装置においては、保持ヘッド昇降装置７２がスキージユニット４０をスクリーン２０に接触，離間させる接離装置を構成している。

前記ロードセル８０は、例えば、特許第３３４３２８４号公報に記載の荷重センサと同様に構成され、弾性変形部を有する本体と、弾性変形部に貼り付けられた複数枚のストレンゲージ（歪ゲージ）とを備え、保持ヘッド昇降装置７２のピストンロッド７４と連結部材８２との間に、それらの上下方向の相対移動を許容し、上下方向に力が加えられたとき、弾性変形部が弾性変形し、ストレンゲージに歪が生じるように設けられている。ストレンゲージの歪は、ブリッジ回路により電気信号に変換されるとともに、図示しない信号処理回路を経て制御装置１２０に供給される。この歪はロードセル８０に加えられる力に対応しており、ロードセル８０は力検出装置を構成している。

制御装置１２０は、図３に示すように、ＣＰＵ１２２，ＲＯＭ１２４，ＲＡＭ１２６およびそれらを接続するバスを含むコンピュータ１３０を主体とするものであり、入出力部１３２にはロードセル８０の検出信号等が入力される。入出力部１３２にはまた、基板搬送装置１１等、種々のアクチュエータ等が駆動回路１３４を介して接続されるとともに、制御回路１３６を介して報知装置１３８および表示画面１４０が制御される。報知装置１３８は、例えば、ブザーの鳴動により作業者に異常の発生を報知する装置とされる。表示画面１４０には文字，図形等により情報が表示され、制御回路１３６と共に表示装置１４２を構成している。また、ＲＯＭ１２４およびＲＡＭ１２６には、図示を省略するメインルーチン，プリント基板１０にクリーム状はんだを印刷するための印刷プログラム，図４にフローチャートで示すスキージ保持検査ルーチン等、種々のプログラムおよびデータが記憶させられている。

スクリーン印刷装置においては、プリント基板１０へのクリーム状はんだの印刷開始に先立って、プリント基板１０の種類に応じて印刷準備が行われる。例えば、基板搬送装置１１の基板搬送幅の変更，基板支持装置における支持部材の支持台へのセット，スクリーン２０の交換，スキージユニット４０の交換等が行われるのである。

プリント基板１０の種類に応じて印刷に使用されるスキージユニット４０の種類が設定され、印刷プログラムの一部として記憶させられている。本スクリーン印刷装置においては、スキージユニット４０の種類は、スキージ１００の種類の違いによって異ならされ、例えば、スキージ１００の長さ、すなわち水平面内において印刷方向と直交する方向の寸法によって異ならされる。スキージ１００は、基板保持装置１２により保持されたプリント基板１０の印刷方向と直交する方向の寸法よりやや長いものが印刷に使用され、プリント基板１０の種類に応じて使用されるスキージ１００の長さが決められている。スキージ保持部材１０２は、例えば、スキージ１００の種類に応じた種類のものであって、スキージ１００の長さに応じた長さのものが使用される。

一対のスキージユニット４０がそれぞれ有するスキージ９２は同じ種類のものであり、交互にクリーム状はんだの印刷に使用される。一対のスキージユニット４０のうち、印刷時におけるスライダ５０の移動方向において上流側に位置するスキージユニット４０が使用位置に位置させられ、そのスキージ１００がスクリーンに接触させられるとともにスクリーン２０に沿って移動させられ、スキージ１００の傾斜により、スクリーン２０上に載せられたクリーム状はんだを貫通穴２２に押し込み、プリント基板１０に印刷する。スライダ５０が印刷終了位置まで移動させられたならば、一対のスキージユニット４０が離間位置へ上昇させられるとともに、印刷に使用されていたスキージユニット４０が非使用位置へ上昇させられ、非使用位置に位置させられていたスキージユニット４０が使用位置へ下降させられる。このスキージユニット４０は、次のプリント基板１０へのクリーム状はんだの印刷時にスクリーン２０に接触させられ、スライダ５０の逆方向の移動によりスクリーン２０に沿って移動させられ、プリント基板１０にクリーム状はんだを印刷する。

このようにプリント基板１０へのクリーム状はんだの印刷が行われるとき、スキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されていない状態で印刷が開始されれば、例えば、スキージ保持装置４２がスキージユニット４０を保持しないまま移動させられ、クリーム状はんだが印刷されないプリント基板１０が発生する。また、スキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されていても、間違った種類のスキージユニット４０が保持されていれば、不具合が発生する。スキージ１００が短ければ、クリーム状はんだが印刷されない部分のある不良なプリント基板１０が発生し、長ければ、下降時にスクリーン枠２４に当たり、破損する恐れがあるのである。

そのため、本スクリーン印刷装置においては、スキージ保持装置４２によってスキージユニット４０が保持されているか否かが判定されるとともに、プリント基板１０の種類に応じた種類のスキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されているか否かが判定される。これらの判定は印刷開始に先立って行われ、スキージユニット４０からスキージ保持装置４２に加えられる重量の検出に基づいて行われる。スキージ１００は、長さ等によって重さが異なり、スキージユニット４０は種類によって重さが異なるからである。

判定時には、スキージ保持装置４２に保持された一対のスキージユニット４０が離間位置に位置させられ、スクリーン２０から離間させられて一対ずつのスキージユニット４０の重量および保持ヘッド７０の重量がロードセル８０に下向きに加えられる。スキージユニット４０は使用位置に位置させられても、非使用位置に位置させられてもよい。ロードセル８０の出力信号がコンピュータ１３０に入力され、ロードセル８０に加えられる下向きの重量が負の値で算出される。本スクリーン印刷装置においては、ロードセル８０がスキージ保持装置４２の途中であって、保持ヘッド昇降装置７２と一対の保持ヘッド７０との間に設けられており、スキージ保持装置４２には一対のスキージヘッド４０の重量が加えられるとともに、スキージ保持装置４２自身の構成要素の重量も加えられ、ロードセル８０により、一対のスキージユニット４０の重量を含む重量が検出される。コンピュータ１３０において算出された上記重量は２等分されて１組分のスキージユニット４０および保持ヘッド７０の重量が取得され、その重量の絶対値から保持ヘッド７０の重量を引くことにより１つ分のスキージユニット４０の重量が取得される。このスキージユニット４０の重量には、スキージ１００およびスキージ保持部材１０２の重量が含まれる。保持ヘッド７０の重量は既知であり、正の値である。

前記ＲＡＭ１２６には、スキージユニット種類・重量範囲メモリが設けられ、複数種類のスキージユニット４０についてそれぞれ種類と、重量範囲とが対応付けられて記憶させられており、検出されたスキージユニット４０の重量がいずれの重量範囲に属するかによってスキージユニット４０の種類がわかる。このスキージユニット種類別重量範囲は、スキージユニット４０の製造誤差およびロードセル８４の検出誤差を考慮して設定され、スキージユニット４０の設計上の重量に許容誤差を加えた値を上限とし、許容誤差を引いた値を下限とする。検出された重量により得られるスキージユニット４０の種類が、印刷プログラムにおいて、プリント基板１０について設定されたスキージユニット４０の種類と同じであれば、正しい種類のスキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されているのであり、異なるのであれば、保持されているスキージユニット４０の種類が間違っていることがわかる。

スキージ保持装置４２がスキージユニット４０を２つとも保持していなければ、ロードセル８０の検出信号に基づいて得られるスキージユニット４０の重量は０になる。これはスキージユニット４０の種類に関係なく同じであり、共通のスキージなし重量範囲が設定されている。このスキージなし重量範囲は、０に許容誤差を加えた値を上限とし、０から許容誤差を引いた値を下限とし、スキージ保持検査ルーチンの一部として設定され、ＲＯＭ１２４に記憶させられている。算出されたスキージユニット４０の重量が、スキージなし重量範囲内にあれば、スキージユニット４２は２つともスキージ保持装置４２に保持されていないことがわかる。

また、スキージ保持装置４２がスキージユニット４０を１つしか保持していないこともある。この場合には、算出されたスキージユニット４０の重量は０より大きく、スキージなし重量範囲に含まれず、複数種類のスキージユニット種類別重量範囲のいずれにも含まれないことから、スキージ保持装置４２がスキージユニット４０を１つしか保持していないことがわかる。

以下、図４に示すスキージ保持検査ルーチンに基づいて、スキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されているか否かの判定およびスキージ保持装置４２に保持されたスキージユニット４０の種類の判定を説明する。本スキージ保持検査ルーチンは、例えば、入力装置を用いた作業者の指示に基づいて開始される。この指示は、例えば、スキージ保持検査の実行指示でもよく、スクリーン印刷の開始指示でもよい。印刷開始指示の場合、スキージ保持検査はスクリーン印刷に先立って行われる。
まず、ステップ１（以後、Ｓ１と略記する。他のステップについても同じ。）が実行され、保持ヘッド昇降装置７２が一対の保持ヘッド７０を上昇端位置に上昇させる状態とされ、図２に示すように、一対のスキージユニット４０が離間位置に位置させられる。スキージユニット４０が既に離間位置に位置させられているのであれば、そのままとされる。次いでＳ２が実行され、ロードセル８０の検出信号が読み込まれ、スキージユニット４０、１つ分の重量が算出される。

そして、Ｓ３が実行され、スキージユニット４０が２つともスキージ保持装置４２に保持されていないかが判定される。この判定は、Ｓ２において算出されたスキージユニット４０の重量が、スキージなし重量範囲内にあるか否かにより行われる。スキージなし重量範囲は、Ｓ３の判定を行うためにスキージ保持検査ルーチンの一部としてＲＯＭ１２４に記憶させられている。スキージユニット４０の重量がスキージなし重量範囲内にあれば、スキージユニット４０が２つともスキージ保持装置４２に保持されておらず、Ｓ３の判定結果がＹＥＳになってＳ７が実行され、その旨が表示画面１４０に表示されるとともに、報知装置１３８においてブザーが鳴動させられ、異常の発生が報知される。また、印刷動作が禁止される。例えば、ＲＡＭ１２６に設けられた印刷禁止フラグが１にセットされ、印刷動作の禁止が示される。図示は省略するが、本ルーチンとは別に設けられたスクリーン印刷ルーチンにおいては、印刷禁止フラグがセットされているか否かを判定するステップが設けられ、印刷禁止フラグがセットされていれば、印刷動作が開始されないようにされている。

スキージユニット４０の重量がスキージなし重量範囲内になければ、Ｓ３の判定結果がＮＯになってＳ４が実行され、スキージユニット４０が２つともスキージ保持装置４２によって保持されているか否かが判定される。この判定は、Ｓ２において算出されたスキージユニット４０の重量が、ＲＡＭ１２６に記憶させられた複数種類のスキージユニット種類別重量範囲のいずれかに含まれるか否かにより行われる。スキージユニット４０の重量がいずれのスキージユニット種類別重量範囲にも含まれないのであれば、スキージ保持装置４２によりスキージユニット４０が１つしか保持されていないのであり、Ｓ４の判定結果がＮＯになってＳ８が実行され、その旨が表示画面１４０に表示されるとともに、報知装置１３８によって異常の発生が報知される。また、印刷動作が禁止される。

スキージユニット４０の重量が複数種類のスキージユニット種類別重量範囲のいずれかに含まれるのであれば、スキージユニット４０は２つともスキージ保持装置４２によって保持されており、Ｓ４の判定結果がＹＥＳになってＳ５が実行され、スキージユニット４０の種類が印刷に使用すべき種類であるか否かが判定される。現にスキージ保持装置４２に保持されているスキージユニット４０の種類は、その重量がいずれのスキージユニット種類別重量範囲に含まれるかによってわかり、Ｓ４の実行により取得され、その取得されたスキージユニット４０の種類が、印刷プログラムにおいてプリント基板１０について設定されているスキージユニット４０の種類と一致するか否かがＳ５において判定される。種類が一致するのであれば、正しい種類のスキージユニット４０がスキージ保持装置４２に保持されているのであり、Ｓ５の判定結果がＹＥＳになってＳ６が実行され、スクリーン印刷装置の印刷動作が許可される。印刷禁止フラグが０にリセットされるのである。

それに対し、スキージ保持装置４２に保持されているスキージユニット４０の種類が設定された種類とは異なっていれば、間違った種類のスキージユニット４０が保持されているのであり、Ｓ５の判定結果がＮＯになってＳ９が実行され、その旨が表示画面１４０に表示されるとともに、報知装置１３８により異常の発生が報知される。また、印刷動作が禁止される。

表示画面１４０への表示等によりスキージユニット４０の保持に不具合が発生したことが報知されれば、作業者はスクリーン印刷装置を調べ、スキージユニット４０が２つあるいは１つ、保持されていないのであれば、スキージ保持装置４２に保持させる。また、保持されているスキージユニット４０の種類が間違っているのであれば、スキージユニット４０を正しい種類のものに交換する。そして、再度、スキージ保持検査ルーチンを実行させる。その結果、正しい種類のスキージユニット４０が一対、スキージ保持装置４２によって保持されていると判定されれば、Ｓ６が実行され、印刷禁止フラグがリセットされ、印刷動作が許可される。スキージユニット４０の取付け，交換後、作業者が入力装置により印刷禁止フラグをリセットし、スクリーン印刷が開始されるようにしてもよい。

このようにスキージユニット４０の有無および種類が判定され、スキージ保持装置４２により正しい種類のスキージユニット４０が一対、保持されたならば、プリント基板１０へのクリーム状はんだの印刷が開始される。一対のスキージユニット４０のうちの一方がユニット選択装置９２により使用位置へ下降させられるとともに、保持ヘッド昇降装置７２により接触位置へ下降させられ、スクリーン２０に弾性変形させられた状態で接触させられる。スキージユニット４０がスクリーン２０に接触するまでの間は、一対ずつの保持ヘッド７０およびスキージユニット４０の重量の全部がロードセル８０に下向きに加えられ、それらの重量が検出されるが、スキージ１００がスクリーン２０に接触させられた後は、２組の保持ヘッド７０およびスキージユニット４０の重量がスクリーン２０によって受けられる状態となり、それらがロードセル８０に加える力が、スキージユニット４０とスクリーン２０との接触力分、小さくなる。接触力は、２組の保持ヘッド７０およびスキージユニット４０の重量と、ロードセル８０から２組の保持ヘッド７０およびスキージユニット４０に加えられる反力との和となり、２組の保持ヘッド７０およびスキージユニット４０の重量（正の値）にロードセル８０の検出値を加えることにより接触力が取得される。ロードセル８０の検出値は、本スクリーン印刷装置では、２組の保持ヘッド７０およびスキージユニット４０がロードセル８０に下向きの力を加える状態では負の値となり、それらの重量の全部がスクリーン２０によって受けられる状態では０となり、ロードセル８０に上向きの力を加える状態では正の値となる。そして、取得された接触力が予め設定された接触力となり、適切な大きさとなるようにスキージユニット４０のスクリーン２０への接触が制御される。検出された接触力が不足であれば、保持ヘッド昇降装置７２によりスキージユニット４０が更に下降させられ、過剰であれば上昇させられるのである。接触力が適切な大きさに制御されれば、スキージユニット４０がスクリーン２０に沿って移動させられ、クリーム状はんだを貫通穴２２に押し込み、プリント基板１０に印刷する。

以上の説明から明らかなように、本スクリーン印刷装置においては、ＲＡＭ１２６に設けられたスキージユニット種類・重量範囲メモリが第１記憶部を構成し、ＲＯＭ１２４のスキージ保持検査ルーチンのＳ３を記憶する部分が第２記憶部を構成し、制御装置１２０のＳ４を実行する部分が種類判定部を構成し、Ｓ３を実行する部分がスキージなし判定部を構成し、これらが判定部を構成している。また、制御装置１２０のＳ５を実行する部分がスキージユニット適否判定部を構成している。さらに、報知装置１３８，表示装置１４２，制御装置１２０のＳ７，Ｓ８，Ｓ９の報知，表示を実行する部分が警報部を構成し、Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９の印刷禁止フラグをセットする部分が印刷動作禁止部を構成している。さらにまた、スキージユニット４０がスクリーン２０に接触させられる際、コンピュータ１３０のスキージユニット４０，保持ヘッド７０の各重量およびロードセル８０の検出信号に基づいてスキージユニット４０のスクリーン２０への接触力を演算する部分が接触力取得部を構成し、制御装置１２０の取得された接触力に基づいて保持ヘッド昇降装置２７を制御し、スキージユニット４０のスクリーン２０への接触力を制御する部分が接触力制御部を構成している。

なお、上記実施例においてスクリーン印刷装置は、スキージユニットを一対有し、スクリーン上に載せられたクリーム状はんだを移動させつつスクリーンの貫通穴に押し込む装置とされていたが、例えば、特開平８−４８０２４号公報に記載されているように、スキージユニットを一対有するとともに、それらによって被印刷剤収容室が形成され、収容された被印刷剤を押出装置によって一対のスキージの間から押し出しつつ移動して印刷対象材に印刷する装置としてもよく、特開平７−７６０６５号公報に記載されているように、スキージユニットを１つ備えるとともに被印刷剤回収装置を備え、スキージユニットによりスクリーン上を移動させられ、残った被印刷剤が回収され、再度、スキージユニットにより印刷対象材に印刷される装置としてもよい。

請求可能発明の一実施例であるスクリーン印刷装置を概略的に示す正面図である。上記スクリーン印刷装置のスキージ保持装置および一対のスキージユニットを示す正面図（一部断面）である。上記スクリーン印刷装置を制御する制御装置の構成を概念的に示すブロック図である。上記制御装置の主体を成すコンピュータのＲＯＭに記憶させられたスキージ保持検査ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０：プリント基板１２：基板保持装置１８：スクリーン保持装置２０：スクリーン２２：貫通穴４０：スキージユニット４２：スキージ保持装置４４：スキージ保持装置移動装置７０：保持ヘッド７２：保持ヘッド昇降装置８０：ロードセル１００：スキージ１０２：スキージ保持部材１２０：制御装置１３８：報知装置１４２：表示装置

Claims

印刷対象材を保持する対象材保持装置と、
複数の貫通穴が形成されたスクリーンを保持するスクリーン保持装置と、
そのスクリーン保持装置に保持されたスクリーンに沿って移動し、前記貫通穴を通して前記対象材保持装置に保持された前記印刷対象材に被印刷剤を印刷するスキージユニットと、
そのスキージユニットを着脱可能に保持するスキージ保持装置と、
そのスキージ保持装置と、前記対象材保持装置および前記スクリーン保持装置とを、前記スクリーンに平行な方向に相対移動させる相対移動装置と、
前記スキージ保持装置と前記スクリーン保持装置とを前記スクリーンに直角な方向に相対移動させることにより、前記スキージユニットを前記スクリーンに接触・離間させる接離装置と、
前記スキージ保持装置に設けられ、前記スキージユニットからスキージ保持装置に加えられるスキージユニットの重量に対応する力を検出する力検出装置と、
前記接離装置が前記スキージユニットを前記スクリーンから離間させる状態にある状態で、前記力検出装置により検出された力に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されているか否かと、保持されているスキージユニットの種類との少なくとも一方を判定する判定部と
を含むことを特徴とするスクリーン印刷装置。
前記判定部が、複数種類のスキージユニットについてそれぞれ種類と力範囲とを対応付けて記憶している第１記憶部を含み、前記力検出装置によって検出された力が、前記第１記憶部に記憶されている力範囲のいずれに対応するかに基づいて現に装着されているスキージユニットの種類を判定する種類判定部を含むことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
前記判定部が、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていない場合の力範囲を記憶している第２記憶部を含み、前記力検出装置によって検出された力が、前記第２記憶部に記憶されている力範囲に対応する場合に前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていないと判定するスキージなし判定部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷装置。
前記判定部の判定結果に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていないことと、前記スキージ保持装置に保持されている前記スキージユニットが間違ったものであることとの少なくとも一方を警報する警報部を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
前記判定部の判定結果に基づいて、前記スキージ保持装置に前記スキージユニットが保持されていない場合と、前記スキージ保持装置に保持されている前記スキージユニットが間違ったものである場合との少なくとも一方において、当該スクリーン印刷装置の印刷動作を禁止する印刷動作禁止部を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
前記接離装置が前記スキージユニットを前記スクリーンに接触させる状態にある状態で、前記力検出装置により検出された力に基づいて、前記スキージユニットの前記スクリーンに対する接触力を取得する接触力取得部を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
前記対象材保持装置が前記印刷対象材としてプリント基板を保持する基板保持装置であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。