JP4921907B2 - スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷システム - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン上に載せたクリーム状のはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させつつ、スクリーンに形成した貫通穴を通して被印刷材に印刷するスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷システムに関するものである。

この種のスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷システムの一例が下記特許文献１に記載されている。このスクリーン印刷システムにおいては、昇降装置によりスクリーンが上昇させられるとともに、スキージが下降させられることにより、スキージとスクリーンとが接触させられるようになっているが、このスキージの下降量が不足であれば、スクリーンの表面にスキージにより掻き取られないはんだが残り、逆に下降量が過大であれば、スクリーンの貫通穴内に充填されたはんだの一部がスキージにより掻き取られ、結果として印刷量が不足することとなる。そこで、スキージにセンサを取り付け、そのセンサによりスクリーン上に掻き取られないで残されたはんだの厚さや、貫通穴内において過剰に掻き取られて窪んだはんだの上面を検出させ、スクリーン上にはんだが残された場合はスキージの下降ストロークを増加させ、貫通穴内のはんだが過剰に掻き取られた場合にはスキージの下降ストロークを減少させて、スキージをスクリーンに接触させる際の下降ストロークが適切になるようにされている。
特開平７−３２５７７号公報

この種のスクリーン印刷システムにおいては、スクリーン上に載せられるはんだの量が過剰であれば、はんだがスキージの両端から側方へはみ出して、スクリーンの表面を汚し、はんだの量が不足であれば、スクリーンの貫通穴に対するはんだの充填量が不足して不良品が発生する可能性がある。そこで、従来は、作業者が目視でスクリーン上のはんだの量を確認し、必要に応じてはんだを補給する作業を行っていた。しかし、この補給作業が適切に行われないことがあり、一定枚数の被印刷材に対する連続的な印刷作業の途中で、システムを停止させてはんだを補給することが必要になり、あるいははんだがスキージの側方にはみ出してしまうことがあった。このような問題は、従来のスクリーン印刷方法あるいはシステムにおける問題の一例であり、これら方法やシステムには種々の観点からの改良の余地がある。すなわち、従来のスクリーン印刷方法あるいはスクリーン印刷システムにはまだ改良の余地があり、本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであって、従来のものより優れたスクリーン印刷方法あるいはスクリーン印刷システムを得ることを課題としてなされたものである。

そして、本発明に係るスクリーン印刷方法は、スクリーン上に載せたクリーム状のはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させつつ、スクリーンに形成した貫通穴を通して被印刷材に印刷する際に、スクリーンとスキージとを接触させた状態でそれらをスクリーンに沿って相対移動させることにより、はんだをスクリーン上において一方向に移動させた後、スキージとスクリーンとを離間させ、その状態で、少なくともスクリーンの表面とはんだの表面との識別が可能な信号を発する光学的センサを、前記一方向と平行な方向に移動させ、その際に、光学的センサの出力信号がはんだ表面の光学的特性に対応するものである状態での光学的センサとスクリーンとの相対移動距離に基づいてスクリーン上のはんだの量を推定することを特徴とするものである。
また、本発明に係るスクリーン印刷システムは、(a)スクリーンと、(b)スキージと、(c)それらスキージとスクリーンとの少なくとも一方を他方に対して相対的に昇降させることにより、それらスキージとスクリーンとを接触させ、離間させる相対昇降装置と、(d)スクリーンに対向する姿勢で設けられ、少なくともスクリーンの表面とクリーム状はんだの表面との光学的特性の違いを認識可能な信号を発する光学的センサと、(e)スキージとスクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるとともに、光学的センサとスクリーンとを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)相対昇降装置および相対移動装置を制御する制御装置とを含み、かつ、制御装置が、（f-1)相対昇降装置にスキージとスクリーンとを接触させた状態で、相対移動装置にそれらスキージとスクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ押送制御部と、(f-2)相対昇降装置にスキージとスクリーンとを離間させた状態で、相対移動装置に光学的センサとスクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ検出制御部と、(f-3)そのはんだ検出制御部の制御によって光学的センサとスクリーンとが相対移動させられている間に、光学的センサの出力信号が、スクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化とは逆の向きに変化した時点との間における光学的センサとスクリーンとの相対移動距離に基づいて、スクリーン上にあるはんだの量を推定するはんだ量推定部とを含むことを特徴とする。

上記スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷システムにおいて、スキージがスクリーンに接触させられた状態でスクリーンに沿って相対移動させられれば、スキージの前方に、クリーム状はんだがロール状に巻かれたはんだロールが形成される。このはんだロールの横断面形状は、はんだの流動性によって変わるものの、流動性が決まればほぼ一義的に決まる。そして、はんだの流動性はスクリーン印刷の良否を左右するため、できる限り一定に調節されるのが普通であるため、はんだロールの横断面形状がほぼ一定となるのが普通である。したがって、はんだロールの、スクリーンに直角な方向から視た場合の寸法（スキージとスクリーンとの相対移動方向に平行な方向の寸法、すなわち幅）を取得すれば、はんだロールを形成しているはんだの量を推定することができる。
しかも、はんだロールの幅は、簡単な構成の光学的センサとスクリーンとを相対移動させることにより検出可能であり、相対移動にはスキージとスクリーンとを相対移動させる装置を利用できるため、安価に目的を達成することができる。

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）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（６）項が請求項４に、（８）項が請求項５に、（１１）項が請求項６にそれぞれ相当する。

（１）スクリーン上に載せたクリーム状のはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させつつ、スクリーンに形成した貫通穴を通して被印刷材に印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スクリーンと前記スキージとを接触させた状態でそれらをスクリーンに沿って相対移動させることにより、前記はんだを前記スクリーン上において一方向に移動させた後、スキージとスクリーンとを離間させ、その状態で、少なくともスクリーンの表面とはんだの表面との識別が可能な信号を発する光学的センサを、前記一方向と平行な方向に移動させ、その際に、光学的センサの出力信号がはんだ表面の光学的特性に対応するものである状態での光学的センサとスクリーンとの相対移動距離に基づいてスクリーン上のはんだの量を推定することを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
光学的センサは、出力信号が検出対象部の光学的特性の変化に対応して連続的に変化するものでも、段階的に変化するものでもよい。ＯＮ，ＯＦＦの２種類に変化するものは後者の一例である。
（２）前記光学的センサとスクリーンとの相対移動距離を、前記光学的センサの出力信号がスクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化の向きとは逆向きに変化した時点とにおける光学的センサとスクリーンとの２つの相対位置の間隔として取得する(1)項に記載のスクリーン印刷方法。
スキージとスクリーンとを相対移動させる装置が両者の相対位置を検出する機能を有するものである場合には、本項の方法が有効である。
（３）前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動距離を、前記光学的センサの出力信号がスクリーンの表面の光学的特性に対応するものからはんだの表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化の向きとは逆向きに変化した時点との間の時間差と、前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動速度とに基づいて取得する(1)項に記載のスクリーン印刷方法。
スキージとスクリーンとを一定の速度で相対移動させるものである場合には、本項の方法が有効である。
（４）前記光学的センサとして、前記スクリーンの表面と前記はんだの表面との反射率の違いを前記光学的特性の違いとして検出するものを使用する(1)項ないし(3)項のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
上記反射率は特定の波長の光の反射率でも、自然光等複数の波長の光が混じり合った光の反射率でもよい。いずれにしても反射率の違いに基づいてスクリーンとはんだとの境界を検出することは容易であり、安価な光学的センサを得易い。
（５）前記はんだ量の推定が、
前記スクリーン上において前記はんだを前記スキージにより一方向に移動させることと、
その移動後に前記スクリーンと前記スキージとを離間させることと、
その離間後に、前記スクリーンに向かう向きに設置した光学的センサと、スクリーンとを、スクリーンに平行な方向に相対移動させることと、
その相対移動の間に、前記光学的センサの出力信号が、スクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化とは逆の向きに変化した時点との間における前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動距離に基づいて、前記スクリーン上にある前記はんだの量を推定すること
とを含む(1)項ないし(4)項のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
（６）複数の貫通穴が形成されたスクリーンと、
そのスクリーンに沿って移動可能であり、そのスクリーン上に載せられたクリーム状のはんだをスクリーンに沿って移動させつつ前記貫通穴を通してスクリーンの下側に設置された被印刷材に印刷するスキージと、
そのスキージと前記スクリーンとの少なくとも一方を他方に対して相対的に昇降させることにより、それらスキージとスクリーンとを接触させ、離間させる相対昇降装置と、
前記スキージと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させる第一相対移動装置と、
前記スクリーンに対向する姿勢で設けられ、少なくとも前記スクリーンの表面と前記はんだの表面との光学的特性の違いを認識可能な信号を発する光学的センサと、
前記光学的センサと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させる第二相対移動装置と、
前記相対昇降装置，前記第一相対移動装置および前記第二相対移動装置を制御する制御装置と
を含み、前記制御装置が、
前記相対昇降装置に前記スキージと前記スクリーンとを接触させた状態で、前記第一相対移動装置にそれらスキージとスクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ押送制御部と、
相対昇降装置に前記スキージと前記スクリーンとを離間させた状態で、前記第二相対移動装置に前記光学的センサと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ検出制御部と、
そのはんだ検出制御部の制御によって前記光学的センサと前記スクリーンとが相対移動させられている間に、前記光学的センサの出力信号が、スクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化とは逆の向きに変化した時点との間における前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動距離に基づいて、前記スクリーン上にある前記はんだの量を推定するはんだ量推定部と
を含むスクリーン印刷システム。
前記 (2)項ないし(4)項のいずれかに記載の特徴は、本項のスクリーン印刷システムにも適用可能である。
（７）前記第一相対移動装置が前記第二相対移動装置を兼ねている(6)項に記載のスクリーン印刷システム。
第一相対移動装置と第二相対移動装置とを兼用にすることは不可欠ではないが、兼用にすれば装置の構成を単純化することができる。光学的センサとスキージとが共通の可動部材に取り付けられ、その可動部材が移動装置によりスクリーンに対して移動させられる態様が本項に係るスクリーン印刷システムの代表的な一例である。
（８）前記光学的センサが、
前記スクリーンの予め定められた大きさのスポット状の領域に光を投光する投光器と、
前記スクリーンの前記領域からの反射光を受光する受光器と、
その受光器の受光量が設定量より大きい場合と設定量以下である場合とで異なる信号を出力する反射型光電スイッチである(6)項または(7)項に記載のスクリーン印刷システム。
はんだとスクリーンとの反射率が明確に異なる場合には、両者の境界を反射型光電スイッチによって、十分な信頼性を以て検出することができ、特に安価に目的を達し得る。
（９）前記はんだ量推定部による推定結果が前記スクリーン上のはんだの量が第一設定量まで減少したことを示す場合に、スクリーン上にはんだを補給すべきことを報知するはんだ補給要求部を含む(6)項ないし(8)項のいずれかに記載のスクリーン印刷システム。
（１０）前記はんだ量推定部による推定結果が前記スクリーン上のはんだの量が第二設定量まで減少したことを示す場合に、当該スクリーン印刷システムの作動を自動的に停止させる自動停止部を含む(6)項ないし(9)項のいずれかに記載のスクリーン印刷システム。
（１１）前記はんだ量推定部による時間を隔てた複数回の推定結果に基づいて、前記はんだの量が、前記スクリーン上にはんだを補給すべき量まで減少する時期と、はんだの量が当該スクリーン印刷システムを停止させるべき量まで減少する時期との少なくとも一方を予測し、その予測結果を報知する減少予報部を含む(6)項ないし(10)項のいずれかに記載のスクリーン印刷システム。
時間を隔てた複数回の推定結果に基づけば（厳密には、はんだ推定量とその推定の時期に関する情報とに基づけば）、はんだを補給すべき量まで減少する時期（はんだ補給時期と称する）や、はんだの量が当該スクリーン印刷システムを停止させるべき量まで減少する時期（システム停止時期と称する）を推定することができる。例えば、一定枚数の被印刷材に対する印刷が行われる毎にはんだ量の推定が行われるようにすれば、はんだ補給時期やシステム停止時期までに印刷可能な被印刷材の枚数を予測することができる。その場合には、１枚の被印刷材が「推定の時期」を規定する単位量となる。また、通常、１枚の被印刷材の印刷は一定時間毎に行われるため、「推定の時期」を文字通り時間で規定することも可能である。
（１２）前記スキージとして、前記はんだを正方向に移動させるための第一スキージと、前記はんだを逆方向に移動させるための第二スキージとを含み、それら第一，第二スキージと前記スクリーンとの相対移動方向に関して第一スキージと第二スキージとの間の位置に前記光学的センサが配設された(6)項ないし(11)項のいずれかに記載のスクリーン印刷システム。
この構成を採用すれば、はんだ量の推定のために要するスクリーンとスキージおよび光学的センサとの相対移動距離が短くて済み、能率よく推定を行うことができる。
（１３）前記はんだ押送制御部による制御の終了から前記はんだ検出制御部による制御の開始までの経過時間が３０秒以内である(6)項ないし(12)項のいずれかに記載のスクリーン印刷システム。
はんだ押送制御部による制御の終了後、時間の経過に伴ってはんだロールの断面形状が変化するため、はんだ押送制御部による制御の終了からはんだ検出制御部による制御の開始までの経過時間が３０秒以内であることが望ましく、２０秒以内、１０秒以内であることがさらに望ましい。

以下、請求可能発明のいくつかの実施例を、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。

図１に一実施例としてのスクリーン印刷システムを示す。本スクリーン印刷システムは、被印刷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。本スクリーン印刷システム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被印刷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。

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。本スクリーン印刷システムにおいては、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。ロードセル８０によって、スキージユニット４０のスクリーン２０に対する接触力が検出され、その接触力が常に適切な大きさとなるように保持ヘッド昇降装置７２等が制御される。

ピストンロッド７４の下端部にはまた、光学的センサたる反射型光電スイッチ１１０が保持されている。光電スイッチ１１０は、連結部材８２の下端部に取付部材１１２を介して取り付けられており、本実施例では、印刷方向に平行な方向において一対のスキージユニット４０の間に位置するように設けられている。反射型光電スイッチ１１０は、公知のものであるため詳細な説明を省略するが、スクリーン２０の予め定められた大きさのスポット状の領域に光を投光する投光器と、スクリーン２０の上記領域からの反射光を受光する受光器とを備えるものである。上記受光器は、その受光量が設定量より大きい場合と設定量以下である場合とで異なる信号を出力するものであり、本実施例では、スクリーン２０の表面とはんだの表面との反射率の違いに対応して、ＯＮ，ＯＦＦの２種類の信号を出力するものとされている。

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、スライダ移動用モータ５４の回転位置を検出するエンコーダ１３３が接続されるとともに、ロードセル８０の検出信号や反射型光電スイッチ１１０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が接続されている。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、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はんだ検出ルーチン等、種々のプログラムおよびデータが記憶させられている。

本スクリーン印刷システムにおいては、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。本スクリーン印刷システムにおいては、スキージユニット４０の種類は、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短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。

一対のスキージユニット４０がそれぞれ有するスキージ１００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。

本実施例では、上述のように行われる複数枚のプリント基板１０に対する連続的な印刷作業の途中で、はんだの量が推定され、その推定されたはんだの量に基づいて、必要に応じてはんだを補給すべきことを報知する等が行われる。以下、図４のはんだ検出ルーチンに基づいて説明する。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。）において、予め定められた設定枚数のプリント基板１０にクリーム状はんだが印刷されたか否かが判定される。Ｓ１の判定がＮＯであれば、本ルーチンの１回の実行が終了する。Ｓ１の判定がＹＥＳであれば、Ｓ２が実行され、スライダ５０が印刷終了位置に位置する状態で、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。それとともに、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る。前述のように、スキージ１００がスクリーン２０に接触させられた状態でスクリーン２０に平行な方向に移動させられれば、クリーム状はんだがスキージ１００によって押送され、図５（ａ)，(ｂ）に示すように、スキージ１００の前方にはんだロール１５０が形成される。

次いでＳ３が実行され、図５(ｃ）に示すように、反射型の光電スイッチ１１０がスキージ保持装置移動装置４４によってスクリーン２０に沿って移動させられ、光電スイッチ１１０の検出信号が読み込まれ、上述のはんだロール１５０の幅（スクリーン印刷方向と平行な方向の寸法）が検出される。はんだロール１５０の幅は以下のようにして検出される。光電スイッチ１１０は、スクリーン２０の表面とはんだロール１５０の表面との反射率の違いを検出するものであり、その検出信号がＯＦＦとＯＮとの２種類に変化するものである。光電スイッチ１１０の出力信号がＯＦＦ（スクリーン２０表面の光学的特性に対応するもの）からＯＮ（はんだ表面の光学的特性に対応するもの）に変化した位置ＰｏｓＡ（エンコーダ１３３によって検出される）と、その変化の向きとは逆向き（ＯＮからＯＦＦ）に変化した位置ＰｏｓＢとが検出され、それら両位置ＰｏｓＡ，ＰｏｓＢの間隔が、光電スイッチ１１０がはんだロール１５０を検出している状態での光電スイッチ１１０とスクリーン２０との相対移動距離（ＰｏｓＢ−ＰｏｓＡ）とされ、その相対移動距離がはんだロール１５０の幅として取得されるのである。
以上のようにして検出されたはんだロール幅は、印刷されたプリント基板１０の枚数と対応付けてＲＡＭ１２６に記憶される。

次に、Ｓ４において、上記Ｓ３において検出されたはんだロールの幅が第一設定値以下であるか否かが判定される。Ｓ４の判定がＮＯであれば、Ｓ５において、スクリーン印刷の継続が許可される。一方、検出されたはんだロールの幅が第一設定値以下であれば、さらに、Ｓ６において、上記幅が第二設定値以下であるか否かが判定される。第一設定値は、少なくとも、はんだの補給が要求されてから作業者がはんだの補給を完了するまでの間に、設定枚数のプリント基板１０に対するスクリーン印刷を継続し得る分だけは残されていると推定されるはんだの量に対応する値として設定されている。また、第二設定値は第一設定値より小さい値とされている。Ｓ６の判定がＮＯであれば、Ｓ７において、はんだが補給すべき量まで減少していると推定され、はんだを補給すべきことが表示装置１４２と報知装置１３８との少なくとも一方によって報知される。また、Ｓ４およびＳ６が共にＹＥＳ判定であれば、Ｓ８において、スクリーン印刷システムを停止させるべき量まではんだが減少していると推定され、スクリーン印刷システムが自動で停止されると共に、その旨が表示装置１４２と報知装置１３８との少なくとも一方によって報知される。

表示画面１４０への表示等によりはんだの量が補給すべき量まで減少していることが報知されれば、作業者ははんだを補給する。また、システムが自動で停止されているのであれば、作業者がはんだを補給するとともに、自動で停止されている状態を再び印刷を開始するようにリセットする作業が行われる。例えば、作業者が入力装置により自動停止状態をリセットする。したがって、印刷プログラムにおいて印刷禁止状態が解除され、再び印刷が開始される。

Ｓ３のはんだロール幅の検出の際には、そのはんだロール幅とともにプリント基板１０の印刷枚数がＲＡＭ１２６に記憶されるようになっており、設定枚数毎に上記はんだ検出ルーチンが実行されて、複数回はんだロール幅が検出されれば、それらの結果に基づいて、はんだを補給すべき量まで減少する時期と、はんだの量がスクリーン印刷システムを停止させるべき量まで減少する時期との少なくとも一方を予測することができる。本実施例においては、Ｓ５において、印刷継続が許可されるとともに、はんだ補給時期やシステム停止時期までに印刷可能なプリント基板１０の枚数が表示装置１４２によって表示される。これらの報知に基づいて、作業者は、検出されたはんだロール幅が第一設定値以下になる前の適切な時期にはんだの補給を行うこともできる。

以上の説明から明らかなように、保持ヘッド昇降装置７２が相対昇降装置を構成している。スキージ保持装置移動装置４４が第一相対移動装置を構成し、本実施例では第一相対移動装置が第二相対移動装置を兼ねている。制御装置１２０の、はんだ検出に先立って、スクリーン印刷プログラムにおいてスキージユニット４０とスクリーン２０とを接触させた状態で、スキージユニット４０をスクリーン２０に沿って移動させる部分が、はんだ押送制御部を構成している。また、制御装置１２０のＳ２，Ｓ３を実行する部分がはんだ検出制御部を構成するとともに、はんだ量推定部を構成している。制御装置１２０のＳ４（のＹＥＳ判定部分），Ｓ６（のＮＯ判定部分），Ｓ７を実行する部分が、報知装置１３８，表示装置１４２と共同して補給要求部を構成し、Ｓ６（のＹＥＳ判定部分），Ｓ８を実行する部分が自動停止部を構成している。制御装置１２０のＳ５においてはんだ補給時期やシステム停止時期までに印刷可能なプリント基板１０の枚数を予測する部分が、報知装置１３８，表示装置１４２と共同して減少予報部を構成している。一対のスキージユニット４０の各スキージ１００の一方が第一スキージを構成し、他方が第二スキージを構成し、それら第一，第二スキージの間に光学的センサたる反射型光電スイッチ１１０が設けられていることになる。

本実施例では、はんだロールの幅とはんだの量との関係が予め実験で取得され、その関係に基づいて、Ｓ７におけるはんだ補給の要求やＳ８においてシステムの自動停止が実行されるべきはんだロールの幅が第一設定値，第二設定値としてそれぞれ設定され、検出されたはんだロール幅が上記設定はんだロール幅になった場合に、はんだ補給要求部や自動停止部が作動させられるようにされている。これは、検出されたはんだの量に基づいて、はんだ補給要求や自動停止が行われるのと実質的に同じことである。したがって、第一設定値が第一設定量に対応し、第二設定値が第二設定量に対応している。検出されたはんだロール幅に基づいてはんだ量が取得され、そのはんだ量に基づいて上記はんだ補給要求部や自動停止部が作動させられるようにすることも勿論可能である。

本実施例によれば、一定枚数のプリント基板１０に対する連続的な印刷作業の途中で、はんだの残量が十分ではない状態でスクリーン印刷を継続してしまうことを回避することができる。また、スクリーン２０上のはんだの量を検出することにより、それをはんだの減少予報，はんだの補給要求やシステムの自動停止等のきめ細かい管理に利用できる。例えば、減少予報部による予測結果や、補給要求部の要求に応じて、作業者の都合のよい時期にはんだを補給することができる。システムが別の何らかの理由で停止している状態で、はんだの補給を行うことも可能であり、そうすれば、システムを停止させてはんだを補給することを回避することもできる。

はんだ検出ルーチンのＳ５において、複数回のはんだロール幅の検出に基づいて行われるはんだの減少予報を省略することも可能である。あるいは、Ｓ５の減少予報のみに基づいて作業者がはんだの補給を行うのであれば、Ｓ４，Ｓ６〜Ｓ８のステップを省略することも可能である。

本実施例では、複数枚のプリント基板１０に対する連続的な印刷作業の途中で、一対のスキージユニット４０がスクリーン２０から離間させられ、光電スイッチ１１０によるはんだロール１５０の検出が行われていたが、スキージユニット４０に、はんだ検出専用のはんだ押送動作を行わせてもよい。例えば、設定枚数のプリント基板への印刷終了後、印刷に使用されていたスキージユニット４０が、印刷作業時における移動領域を越えて、スクリーン２０の貫通穴２２が形成されていないマージン部へ移動させられ、そのマージン部において、はんだロール１５０の幅検出に必要な作動が行われるようにすることができる。この場合、制御装置１２０において、スキージユニット４０にはんだ検出のための上記はんだ押送を実行させる部分がはんだ押送制御部を構成することとなる。

光電スイッチ１１０は、本実施例では一対のスキージユニット４０の間に設けられていたが、これは不可欠ではない。スキージ保持装置移動装置４４の移動可能範囲内の任意の位置に設けることができる。

スキージ保持装置移動装置４４が、エンコーダを備えるサーボモータ等、光学的センサとスクリーン２０との相対位置を検出する位置検出装置を含むものでない場合には、別の手段でロール幅が検出されるようにしてもよい。例えば、スライダ移動用モータ５４が、スキージユニット４０をスクリーン２０に対して一定の速度で移動させるモータである場合には、はんだロール１５０の幅が以下のようにして検出されるようにすることができる。光電スイッチ１１０の出力信号がＯＦＦからＯＮに変化した時点と、ＯＮからＯＦＦに変化した時点との間の時間差ｔ’と、光電スイッチ１１０の移動速度ｖとに基づいて光電スイッチ１１０とスクリーン２０との相対移動距離（ｖ×ｔ’）が取得され、その相対移動距離にがはんだロール１５０の幅として検出されるようにするのである。

なお、上記実施例においてスクリーン印刷システムは、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、特許第３３４３２８４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被印刷材に印刷される装置としてもよい。

前記実施例においては、光学的センサとしての反射型光電スイッチ１１０がスキージ１００の幅方向の中央に１つ設けられていたが、幅方向に間隔をあけて複数設けることも可能である、そのようにすれば、クリーム状はんだの量に関するさらに詳しい情報を得ることができる。はんだロール１５０の幅は、それの長さ方向にわたって比較的均一なものであるが、それが何らかの理由で不均一になったこと等を知ることができるのである。また、複数の反射型光電スイッチ１１０の検出結果は、例えば、それらの平均値をはんだロール１５０の幅としたり、最も小さいものを幅としたりすることができる。

請求可能発明の一実施例であるスクリーン印刷システムを概略的に示す正面図である。 上記スクリーン印刷システムの一対のスキージ保持装置および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システム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に記憶させられたはんだ検出ルーチンを示すフローチャートである。 上記はんだ検出ルーチンにおける、はんだロール幅の検出を説明するための図である。

符号の説明

１０：プリント基板 ２０：スクリーン ２２：貫通穴 ４０：スキージユニット 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 １００：スキージ １０２：スキージ保持部材 １１０：反射型光電スイッチ １２０：制御装置 １３３：エンコーダ １３８：報知装置 １４２：表示装置 １５０：はんだロール

Claims (6)

1. スクリーン上に載せたクリーム状のはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させつつ、スクリーンに形成した貫通穴を通して被印刷材に印刷するスクリーン印刷方法であって、
   前記スクリーンと前記スキージとを接触させた状態でそれらをスクリーンに沿って相対移動させることにより、前記はんだを前記スクリーン上において一方向に移動させた後、スキージとスクリーンとを離間させ、その状態で、少なくともスクリーンの表面とはんだの表面との識別が可能な信号を発する光学的センサを、前記一方向と平行な方向に移動させ、その際に、光学的センサの出力信号がはんだ表面の光学的特性に対応するものである状態での光学的センサとスクリーンとの相対移動距離に基づいてスクリーン上のはんだの量を推定することを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 前記光学的センサとスクリーンとの相対移動距離を、前記光学的センサの出力信号がスクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化の向きとは逆向きに変化した時点とにおける光学的センサとスクリーンとの２つの相対位置の間隔として取得する請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
3. 前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動距離を、前記光学的センサの出力信号がスクリーンの表面の光学的特性に対応するものからはんだの表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化の向きとは逆向きに変化した時点との間の時間差と、前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動速度とに基づいて取得する請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
4. 複数の貫通穴が形成されたスクリーンと、
   そのスクリーンに沿って移動可能であり、そのスクリーン上に載せられたクリーム状のはんだをスクリーンに沿って移動させつつ前記貫通穴を通してスクリーンの下側に設置された被印刷材に印刷するスキージと、
   そのスキージと前記スクリーンとの少なくとも一方を他方に対して相対的に昇降させることにより、それらスキージとスクリーンとを接触させ、離間させる相対昇降装置と、
   前記スキージと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させる第一相対移動装置と、
   前記スクリーンに対向する姿勢で設けられ、少なくとも前記スクリーンの表面と前記はんだの表面との光学的特性の違いを認識可能な信号を発する光学的センサと、
   前記光学的センサと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させる第二相対移動装置と、
   前記相対昇降装置，前記第一相対移動装置および前記第二相対移動装置を制御する制御装置と
   を含み、前記制御装置が、
   前記相対昇降装置に前記スキージと前記スクリーンとを接触させた状態で、前記第一相対移動装置にそれらスキージとスクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ押送制御部と、
   相対昇降装置に前記スキージと前記スクリーンとを離間させた状態で、前記第二相対移動装置に前記光学的センサと前記スクリーンとをスクリーンに平行な方向に相対移動させるはんだ検出制御部と、
   そのはんだ検出制御部の制御によって前記光学的センサと前記スクリーンとが相対移動させられている間に、前記光学的センサの出力信号が、スクリーン表面の光学的特性に対応するものからはんだ表面の光学的特性に対応するものに変化した時点と、その変化とは逆の向きに変化した時点との間における前記光学的センサと前記スクリーンとの相対移動距離に基づいて、前記スクリーン上にある前記はんだの量を推定するはんだ量推定部
   とを含むスクリーン印刷システム。
5. 前記光学的センサが、
   前記スクリーンの予め定められた大きさのスポット状の領域に光を投光する投光器と、
   前記スクリーンの前記領域からの反射光を受光する受光器と、
   その受光器の受光量が設定量より大きい場合と設定量以下である場合とで異なる信号を出力する反射型光電スイッチである請求項４に記載のスクリーン印刷システム。
6. 前記はんだ量推定部による時間を隔てた複数回の推定結果に基づいて、前記はんだの量が、前記スクリーン上にはんだを補給すべき量まで減少する時期と、はんだの量が当該スクリーンシステムを停止させるべき量まで減少する時期との少なくとも一方を予測し、その予測結果を報知する減少予報部を含む請求項４または５に記載のスクリーン印刷システム。

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