JP4932285B2

JP4932285B2 - スクリーン印刷装置

Info

Publication number: JP4932285B2
Application number: JP2006065864A
Authority: JP
Inventors: 昌孝相羽; 寿幸楠木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007237668A; CN101032880B; CN101032880A

Description

本発明は、プリント基板等の回路基板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、印刷ステージ上にセットした回路基板とマスクシートとを重ね合わせた状態で、マスクシート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スキージによりマスク上で移動（ローリング）させることにより、マスクシートに形成された開口（マスク開口）を介して基板にペーストを印刷（塗布）するようにしたスクリーン印刷装置（以下、印刷機という）が一般に知られている。

このような印刷機では、スキージがマスクシートに当接した状態では、マスクシート表面に対して印刷に適した所定角度（アタック角度）を有するように調節されており、スキージがこのアタック角度を維持した状態でマスクシート上を移動することにより、基板にペーストが転写され適切に印刷が行われる。

そして、所定枚数の基板に対して印刷が行われると、マスクシートにペーストが付着することにより印刷状態の安定性が損なわれる虞があるため、印刷機に設けられたクリーニング装置（例えば下記特許文献１参照）によりマスクシートに付着したペーストの除去が行われる。そして、このマスクシートのクリーニングが行われた後、再び上記アタック角度に設定されたスキージがマスクシート上を移動して印刷が行われるようになっている。
特開平９−１９３３６２号公報

しかし、上記マスクシートのクリーニングを行った直後に印刷した基板には、ペーストの転写量が少なくなるという問題がある。すなわち、マスクシートのクリーニングを行うと、マスクシートの開口部に付着したペーストが除去されるため、クリーニング前に基板に転写されるペーストの転写量に比べて、クリーニング後に基板に転写されるペーストの転写量は少なくなり印刷の品質がばらつく問題が生じる虞がある。

この問題を解決するためには、印刷速度（スキージの移動速度）を遅く設定したり、印刷回数（スキージの往復移動回数）を増やすなど、クリーニング後のペーストの転写量を多くする方法が考えられる。しかし、これらの方法では、基板一枚を印刷するタクトタイムが長くなってしまい、生産効率が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生産効率を低下させることなく、クリーニング直後のペーストの転写量の増加を図り、結果として基板に転写されるペーストの転写量を一定に保つことができるスクリーン印刷装置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、本発明にかかるスクリーン印刷装置は、基板とマスクシートとを重ね合わせた状態で、このマスクシート表面にスキージを当接させて前記スキージを往復移動させることにより、マスクシート上のペーストを基板に転写させて印刷を行う印刷装置であって、前記マスクシート表面に対する前記スキージのアタック角度を調節可能に前記スキージを保持するとともに、前記マスクシートに対して相対的に往復移動可能
に設けられるスキージユニットと、前記アタック角度が所定角度となるように設定して印刷動作を制御する制御手段と印刷後のマスクシートに付着したペーストを除去するクリーニング手段と、を備えており、前記制御手段は、前記アタック角度が所定角度に設定されるように前記スキージユニットを駆動制御するアタック角度設定部と、通常印刷角度とこの通常印刷角度よりもペーストの転写量を増大させる初期印刷角度が格納されている記憶部と、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後に印刷される基板の枚数を記憶するカウンタとを備えており、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後、前記アタック角度設定部により、前記アタック角度を前記通常印刷角度から前記初期印刷角度に設定して印刷を行い、前記カウンタに記憶されている前記基板の枚数が予め設定された初期印刷運転設定数よりも大きくなった時に前記アタック角度を前記通常印刷角度に戻すことを特徴としている。

上記スクリーン印刷装置によれば、マスクシートのクリーニングが終了した後、スキージのアタック角度が、通常の印刷状態で設定される通常印刷角度よりもペーストの転写量が大きい初期印刷角度に設定された上で初期印刷運転設定数だけ印刷が行われるため、クリーニング直後の基板に対し、通常印刷時に比べて多量のペーストが転写される。したがって、クリーニングによりマスクシートの開口部に付着したペーストが除去されることにより、ペーストの転写量が低下するクリーニング直後の状態であっても十分なペーストが転写され、結果的にクリーニング前に基板に転写されるペーストの転写量と、クリーニング直後に基板に転写されるペーストの転写量とを一定に保つことができる。したがって、スキージのアタック角度を変えることにより転写量を大きくして印刷を行うため、生産効率を低下させることなく、安定した印刷結果を得ることができる。

また、前記記憶部には、クリーニング終了後に設定された前記アタック角度が漸次段階的に通常印刷角度に近づくように、クリーニングが終了した後に印刷される基板の枚数に対応した前記初期印刷角度が格納されており、前記制御手段は、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後、前記アタック角度を、前記記憶部に記憶されている初期印刷角度のうち前記カウンタに記憶されている前記基板の枚数に対応する初期印刷角度に設定して印刷を行うものであってもよい。

この構成によれば、スキージのアタック角度を漸次段階的に設定することにより、クリーニング後の基板毎にペーストの転写量の増加量を段階的に調節して印刷を行うことができる。したがって、基板毎に適切な量のペーストを転写して印刷状態を効果的に安定させることができる。

本発明のスクリーン印刷装置によれば、生産効率を低下させることなく、クリーニング直後のペーストの転写量の増加を図り、結果として基板に転写されるペーストの転写量を一定に保つことができる。

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は側面図で、図２は正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（以下、印刷装置と略す）の基台１上には、印刷ステージ３が設けられ、この印刷ステージ３を挟んで両側にプリント基板Ｗ（以下、基板Ｗと略す）を印刷ステージ３上に搬入および搬出するための上流側コンベア２Ａおよび下流側コンベア２Ｃが搬送ラインに沿って配置されている。

なお、以下の説明では、これらコンベア２Ａ、２Ｃによる基板Ｗの搬送方向（搬送ラインの方向）をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ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。

印刷ステージ３は、基板Ｗを保持してこれを後記マスクシート２５に対してその下側から位置決めするもので、主に後述するメインコンベア２Ｂ、昇降テーブル１８およびクランプ機構４等により構成されている。

この印刷ステージ３は、４軸ユニット１０に支持されており、同ユニット１０の作動によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）に移動するようになっている。

詳しく説明すると、基台１上には、水平面内においてＹ軸方向に沿ってレール１１が配設されるとともに、このレール１１にＹ軸テーブル１２がスライド自在に取り付けられている。そして、基台１上に設けられたボールネジ（図示省略）がＹ軸テーブル１２に連結され、このボールネジが駆動されることによりＹ軸テーブル１２が基台１に対しＹ軸方向に移動するように構成されている。

Ｙ軸テーブル１２上にはＸ軸方向に沿ってレール１３が配設されるとともに、このレール１３にＸ軸テーブル１４がスライド自在に取り付けられる。そして、Ｙ軸テーブル１２上に設けられたボールネジ（図示省略）がＸ軸テーブル１４に連結され、このボールネジが駆動されることによりＸ軸テーブル１４がＹ軸テーブル１２に対しＸ軸方向に移動するように構成されている。

Ｘ軸テーブル１４には鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル１６が設けられており、このＲ軸テーブル１６が図外の駆動手段によりＸ軸テーブル１４に対してＺ軸回りに回転駆動されるようになっている。

Ｒ軸テーブル１６にはスライド支柱１７が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱１７の上部に昇降テーブル１８が取り付けられている。そして、昇降テーブル１８とＲ軸テーブル１６との間にボールネジ１９が設けられ、このボールネジ１９が駆動されることにより昇降テーブル１８がスライド支柱１７によりガイドされながらＲ軸テーブル１６に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するように構成されている。

このように４軸ユニット１０は、上記各テーブル１２，１４，１６，１８を個別に駆動することにより印刷ステージ３をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）に移動させるように構成されている。

昇降テーブル１８上には、Ｘ軸方向に沿って一対のメインコンベア２Ｂが設けられるとともに、クランプ機構４、位置決め機構５および載置テーブル２０等が設けられている。なお、上記の通り、当実施形態では、これら昇降テーブル１８、メインコンベア２Ｂ等により、基板Ｗを保持するための上記印刷ステージ３が構成されている。

メインコンベア２Ｂは、昇降テーブル１８の昇降に伴いこれと一体に移動し、昇降テーブル１８が所定の位置にセットされた状態で、上流側コンベア２Ａおよび下流側コンベア２Ｃに対してＸ軸方向に並ぶように構成されている。そして、このように昇降テーブル１８が所定の位置にセットされることにより上流側コンベア２Ａから印刷ステージ３（メインコンベア２Ｂ）への基板Ｗの搬入、および印刷ステージ３から下流側コンベア２Ｃへの基板Ｗの搬出が行われるようになっている。

クランプ機構４は、作業中、基板Ｗを固定的に保持するもので、Ｙ軸方向に接離可能な一対のクランプ片４ａを有し、これらクランプ片４ａにより基板ＷをＹ軸方向両側から挟み込むことにより固定するように構成されている。このクランプ機構４はエアシリンダを駆動源とし、このエアシリンダの作動によりクランプ片４ａが互いに接近したクランプ状態と、両クランプ片４ａが互いに離間したクランプ解除状態とに切換えられるように構成されている。

位置決め機構５は、詳しく図示していないが、上記クランプ機構４により基板Ｗをクランプするに先立ち、基板Ｗの撓み等を規制して基板Ｗを位置決めするものである。

載置テーブル２０は、メインコンベア２Ｂ上の基板Ｗをその下側から持上げることにより基板Ｗを支持するものである。この載置テーブル２０は、スライド支柱２１により昇降テーブル１８上に昇降可能に支持されるとともに、同テーブル２０と昇降テーブル１８との間に設けられるボールネジ（図示省略）に連結されている。そして、このボールネジが駆動されることにより昇降テーブル１８に対してＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。

一方、印刷ステージ３等の上方には、マスク保持ユニット６、スキージユニット７、撮像ユニット８およびクリーナー９等が配置されている。

マスク保持ユニット６は、マスクシート２５を保持するものである。このマスク保持ユニット６は、図３および図４に示すように、基台１上に支持される高架状の一対のフレーム３０にそれぞれ固定されるマスク支持台２６を有し、これらマスク支持台２６に設けられたマスククランプ２７によってマスクシート２５の枠部をクランプすることにより、前記印刷ステージ３の上方において、マスクシート２５を水平に張り渡した状態で保持するように構成されている。

撮像ユニット８は、基板Ｗおよびマスクシート２５を撮像するためのもので、マスク保持ユニット６の下側に設けられている。

撮像ユニット８は、マスク認識カメラ４１ａおよび基板認識カメラ４１ｂを一体的に備えたカメラヘッド４０と、このカメラヘッド４０を移動させる駆動機構とを有しており、前記カメラヘッド４０をＸ軸方向およびＹ軸方向に平面的に移動させることによりマスクシート２５および基板Ｗを撮像するように構成されている。

具体的には、前記各フレーム３０の下面には、それぞれＹ軸方向に延びる一対のレール３５が設けられ、これらレール３５にＸ軸方向に延びるビーム３６が移動可能に装着されるとともに、フレーム３０に支持され、かつモータ３７により回転駆動されるボールネジ３８がこのビーム３６の図外のナット部分に螺合挿入されている。また、ビーム３６にＸ軸方向に延びる一対のレール３９が設けられ、これらレール３９にカメラヘッド４０が移動可能に装着されるとともに、ビーム３６に搭載されるモータ駆動の図外のボールネジがカメラヘッド４０の図外のナット部分に螺合挿入されている。すなわち、前記各ボールネジの回転に伴い、ビーム３６が前記フレーム３０に対してＹ軸方向に、カメラヘッド４０がビーム３６に対してＸ軸方向にそれぞれ移動するように構成されている。

マスク認識カメラ４１ａおよび基板認識カメラ４１ｂは、共に照明を備えたＣＣＤカメラ等から構成されている。これらのカメラのうち、マスク認識カメラ４１ａは、マスクシート２５の下面に設けられるフィデューシャルマークを撮像するとともに、必要に応じてマスクシートの汚れ等を撮像すべく上向きに設けられている。一方、基板認識カメラ４１ｂは、基板Ｗに設けられるフィデューシャルマーク等の各種マークを撮像すべく下向きに設けられている。なお、これらのカメラ４１ａ，４１ｂは、光軸が同軸上に並ぶように上下対称にカメラヘッド４０に設けられており、これによってＸ−Ｙ座標平面上の同位置で上下相異なる対象物を撮像できるようになっている。

クリーナー９は、マスクシート２５をその下面側から清掃するもので、撮像ユニット８の前記ビーム３６に一体に取付けられている。

クリーナー９は、図外の駆動機構により昇降駆動されるクリーニングヘッド４４を有しており、清掃時には、このクリーニングヘッド４４を上昇位置にセットすることにより、前記ビーム３６の移動に伴いこのヘッド４４をマスクシート２５に摺接させて清掃を行うように構成されている。なお、詳しく図示していないが、クリーニングヘッド４４は、拭き取りペーパーを巻回したロールを保持しており、このロールから引出される拭き取りペーパーによりマスクシート下面および開口部の残留ペースト等を吸い出しながら拭き取るように構成されている。

スキージユニット７は、前記マスクシート２５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マスクシート２５上でローリング（混練）させながら拡張するものである。

スキージユニット７はＹ軸方向および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。具体的には、マスクシート２５の上方にはＹ軸方向に延びる互いに平行な一対の固定レール３１（図３参照）が設けられ、これら固定レール３１に対してビーム３２が横架されるとともに、サーボモータにより駆動されるボールネジ（図示省略）に対してこのビーム３２が連結されている。このビーム３２がＹ軸方向に沿って移動可能になっている。

そして、ビーム３２に設けられたＺ軸方向の固定レール２２（図２参照）にスキージユニット７が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、スキージユニット７がビーム３２と一体的にＹ軸方向に移動するとともに、ビーム３２に対してスキージユニット７がＺ軸方向に移動するようになっている。

図５〜図６は、スキージユニット７の具体的な構成を示している。

これらの図に示すように、スキージユニット７は、スキージ８６を保持するユニット部７ｂとこのユニット部７ｂを連結するヘッド部７ａとを有している。このヘッド部７ａは、前記固定レール２２に移動可能に装着されるベース部７０ａ（図１および図２に示す）とこれにほぼ水平に固定される水平部７０ｂとを備えたアルミ等からなるフレーム３０を有している。

このフレーム３０の水平部７０ｂの下側にはスライド支柱７２を介して支持板７１がＺ軸方向に変位可能に連結され、この支持板７１と水平部７０ｂとの間にロードセル等の圧力センサ７４が介設されている。そして、この支持板７１に対してサブフレーム７６がＹ軸と平行な軸回りに揺動自在に支持されている。詳しくは、支持板７１の下部（下面）に一対の垂下部７１ａが設けられ、これら垂下部７１ａに亘ってＹ軸方向に延びる第１支持軸７５がベアリング等を介して回動自在に支持され、この第１支持軸７５に対してサブフレーム７６が装着されている。これによりサブフレーム７６がＹ軸と平行な軸回りに揺動自在に支持されている。

サブフレーム７６には、ユニット組付部材７８が回動可能に支持されるとともに、このユニット組付部材７８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７８はＸ軸方向に細長い長方形の板状部材であって、その長手方向途中部分に突設された一対の連結部７８ａを介してサブフレーム７６に回動可能に支持されている。詳しくは、Ｘ軸方向に延びる第２支持軸７７がベアリング等を介してその軸回りに回転可能な状態で前記サブフレーム７６に支持され、この第２支持軸７７の両端部位にユニット組付部材７８の連結部７８ａがそれぞれ固定されることによりサブフレーム７６に対してユニット組付部材７８が揺動自在に支持されている。

なお、この実施形態では、第１支持軸７５に回動可能に支持される部分、すなわちサブフレーム７６、ユニット組付部材７８、後記スキージ８６、ギアボックス８０およびサーボモータ８２等がユニット部７ｂに相当する。

図５に示すようにサブフレーム７６には後述するギアボックス８０が一体に組付けられており、第２支持軸７７の一端部（同図の左側の端部）は、このギアボックス８０を貫通して外部に突出している。従って、ユニット組付部材７８の各連結部７８ａはサブフレーム７６およびギアボックス８０の両側で第２支持軸７７に対して固定されている。

第２支持軸７７のうちギアボックス８０内に挿入されている部分には伝動ギア（不図示）が固定されており、この伝動ギアがギアボックス８０内に支持されたアイドルギア（不図示）に噛合している。そして、ギアボックス８０の側面に駆動源としてのサーボモータ８２が固定され、このサーボモータ８２の出力軸（駆動軸）が前記ギアボックス８０内に挿入されるとともに当該部分に前記アイドルギアに噛合する駆動ギアが装着されている。すなわち、サーボモータ８２、上記各ギアおよび第２支持軸７７等により上記駆動機構が構成されており、サーボモータ８２が作動すると、その回転駆動力が各ギア等を介して第２支持軸７７に伝達され、これによってユニット組付部材７８が第２支持軸７７回りに回転駆動されるようになっている。

ユニット組付部材７８には、スキージ８６が着脱自在に組付けられている。具体的には、ユニット組付部材７８には、スキージホルダ８７が取り付けられており、このスキージホルダ８７にスキージ８６が保持されている。そして、スキージホルダ８７に設けられた一対のねじ軸をユニット組付部材７８に形成された案内溝７８ｂに通し、さらにスキージホルダ８７をユニット組付部材７８に重ね合わせた状態で、前記各ねじ軸にナット部材８８が螺合装着されることにより、ユニット組付部材７８に対して固定されている。

スキージ８６は、例えば硬質ウレタン、あるいはステンレスからなるＸ軸方向に細長い板状部材で、同図に示すように、同様にＸ軸方向に細長い前記スキージホルダ８７に重ね合わされた状態で当該ホルダ８７に固定されている。

スキージホルダ８７の長手方向両端には、横漏れ防止板８９がそれぞれ設けられており、印刷作業時には、スキージ８６側方（Ｘ軸方向外側）へのペーストの流動（漏れ）がこの横漏れ防止板８９により防止されるようになっている。

このようにスキージ８６は、ユニット組付部材７８が第２支持軸７７回りに回転駆動されることにより、マスクシート２５に対して所定の角度に傾斜した姿勢で保持される。具体的には、ヘッド部７ａの進行方向に対して前傾した姿勢でセットされ、例えば、図６に示すように、ヘッド部７ａが右側に移動する場合には、図６の実線で示すようにスキージ８６が右側に前傾した姿勢にセットされる。すなわち、スキージ８６は、マスクシート２５に対して所定のアタック角度に設定される。ここで、アタック角度とは、マスクシート２５とスキージ８６とで形成される角度であり、このアタック角度を変更することにより、マスクシート２５の開口部から押し出されるペーストの転写量を変更することができる。そして、ユニット組付部材７８が第２支持軸７７回りの回転駆動が制御されることによりアタック角度が設定できるようになっており、印刷時において、基板Ｗへのペーストの転写量が最適となるようにアタック角度が設定される。なお、本実施形態におけるアタック角度は、後述するように、通常印刷時における通常印刷角度θとクリーナー９によるクリーニング後に設定される初期印刷角度θｎとに設定されるように構成されている。

図７は、上記印刷装置の制御系をブロック図で概略的に示している。

この印刷装置には、上述した各種ユニットの駆動を統括的に制御する同図に示すような制御装置５０が設けられている。この制御装置５０は、制御部本体５１、キーボード・マウス等の入力手段５８、液晶モニタ等の表示手段５９、制御回路６１、画像処理回路６２、照明制御回路６３等を備えている。

制御部本体５１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などを予め記憶するＲＯＭ、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、種々のプログラムやＯＳ、さらに生産プログラム等の各種データを記憶するＨＤＤおよびＩ／Ｏコントローラ（ＩＯＣ）等を備えており、機能構成として、主制御部５１ａ、アタック角度設定部５１ｂ、記憶部５１ｃを有している。

主制御部５１ａは、予め記憶されたプログラムに従って一連の印刷処理を実行すべく制御回路６１を介して各種ユニットのモータ等を統括的に制御するとともにこの印刷処理において必要な各種演算を行うものである。具体的には、前記入力手段５８および表示手段５９が接続されるとともに、各種モータ等を制御するための制御回路６１、前記カメラ４１ａ，４１ｂの画像処理回路６２および照明制御回路６３等が接続されており、各ユニットの動作がこれらを介して主制御部５１ａにより制御されるようになっている。

なお、同図では、サーボモータとして便宜上、第２支持軸７７を駆動するサーボモータ８２等のみ図示しているが、ここには、これ以外の各種ユニットを駆動するもの、例えば、クリーナー９を駆動させるモータ、カメラヘッド４０をＸ軸方向に駆動する不図示のモータ、撮像ユニット８のモータ３７、４軸ユニット１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸の各駆動装置、上流側コンベア２Ａ、下流側コンベア２Ｃ、メインコンベア２Ｂ、スキージ８６の昇降装置等の各種アクチュエータが含まれ、さらに各種アクチュエータがモータ駆動のものでは当該モータが、空気圧シリンダを駆動源とするものにおいては空気圧回路途中の電動切換え弁がそれぞれ含まれる。

前記アタック角度設定部５１ｂは、印刷状況に応じてマスクシート２５からのペーストの転写量が結果として一定となるようにアタック角度を適宜設定し、スキージ８６がマスクシート２５に対して所定のアタック角度になるように第２支持軸７７を駆動制御するものである。すなわち、後述する制御部本体５１の記憶部５１ｃには、アタック角度に関するデータが格納されており、この記憶部５１ｃからアタック角度を読み出してスキージ８６を所定のアタック角度に設定する。

具体的には、記憶部５１ｃには、通常印刷時におけるアタック角度、すなわち通常印刷角度θ、及び、クリーナー９によるマスクシート２５のクリーニングを実施した後、所定枚数の基板Ｗを印刷する際の基板Ｗそれぞれのアタック角度、すなわち初期印刷角度θｎ（ｎ＝１，２，３・・・）のデータが格納されている。したがって、アタック角度設定部５１ｂは、通常印刷時には、通常印刷角度θを記憶部５１ｃから読み出してスキージ８６のアタック角度を通常印刷角度θに設定し、クリーニングを実行した後は、クリーニング後ｎ枚目の基板Ｗと対応する初期印刷角度θｎを記憶部５１ｃから読み出してスキージ８６のアタック角度を初期印刷角度θｎに設定する。

ここで、マスクシート２５のクリーニング後は、マスクシート２５の開口部に付着したペーストが除去されるため、通常印刷角度θで印刷を行うと基板Ｗへのペーストの転写量がクリーニング前の転写量に比べて結果として少なくなる。そのため、基板Ｗへのペーストの転写量を結果として一定とするために、クリーニング後のアタック角度は、通常印刷時のアタック角度に比べて小さくしてペーストの転写量を大きくする必要がある。すなわち、初期印刷角度θｎは、通常印刷角度θに比べて小さい値に設定される。そして、クリーニング実行後１枚目の基板Ｗに対しては、通常印刷角度θに比べて小さい初期印刷角度θ１に設定され、クリーニング実行後２枚目の基板Ｗに対しては、マスクシート２５へのペーストの付着状態を考慮して通常印刷角度θよりも小さいが初期印刷角度θ１よりも大きい初期印刷角度θ２に設定される。すなわち、本実施形態では、初期印刷角度θ１，θ２・・θｎは、この順に大きい値となるように設定されている。すなわち、初期印刷角度θｎは、通常印刷角度θに漸次段階的に近づく値となっている。

記憶部５１ｃは、上記の通りアタック角度に関するデータや、基板Ｗの生産枚数に関するデータ、クリーニング後の基板Ｗの印刷枚数に関するデータ、生産プログラム、各ユニットの駆動条件関連情報、マスクシート２５関連情報、基板関連情報等、この印刷装置の作業に必要な各種データを格納するものである。

次に、上記制御装置５０による基板Ｗの印刷動作制御について図８〜図１０のフローチャートに従って説明する。

図８は、一連の印刷動作の制御を時系列的に示したフローチャートである。

この印刷装置において生産が開始されると、まず、適当な生産プログラムが読み込まれ、基板Ｗの生産枚数を記憶するカウンタＰがリセット（Ｐ＝０）される（ステップＳ１、Ｓ２）。

そして、上流側コンベア２Ａから搬送された基板Ｗがメインコンベア２Ｂ上に載置されることにより基板Ｗが搬入され（ステップＳ３）、クランプ機構４により基板Ｗが固定される。具体的には、載置テーブル２０を上昇させることによりメインコンベア２Ｂに搬入された基板Ｗを持上げ、位置決め機構５により基板Ｗを位置決めしながらクランプ機構４により基板Ｗを挟み付けることにより行う（ステップＳ４）。

次に、基板認識カメラ４１ｂ及びマスク認識カメラ４１ａにより、基板Ｗのフィデューシャルマークとマスクシート２５のフィデューシャルマークを撮像することにより、画像処理回路６２を介してマークを認識し（ステップＳ５、Ｓ６）、基板Ｗとマスクシート２５の位置合わせが行われる（ステップＳ７）。すなわち、４軸ユニット１０を作動させて印刷ステージ３と一体に基板Ｗを上昇させ、これによりマスクシート２５に対してその下側から基板Ｗを重装する（ステップＳ４）。この際、ステップＳ５，Ｓ６でのフィデューシャルマークの認識結果に基づきマスクシート２５と基板Ｗとの相対的な位置関係を求め、この位置関係に基づき４軸ユニット１０等を駆動制御することによりマスクシート２５に対して基板Ｗを位置決めする。

次に、ステップＳ８の印刷動作について説明する。ここで、図９は、ステップＳ８のサブルーチンを示すフローチャートである。この処理では、マスクシート２５のクリーニング実行後、Ｘ枚目まで初期印刷角度θｎ（ｎ＝１，２，３・・・Ｘ）で印刷を行う場合、すなわち、初期印刷運転設定数Ｘとした場合について説明する。

まず、前記基板Ｗがクリーナー９によりクリーニングが実施されたか否かが判断される（ステップＳ２１）。具体的には、クリーニング実行済フラグＥにより判断され、フラグＥが立っていない場合（Ｅ＝０）には、通常時における印刷であると判断されてステップＳ２１においてＮＯの方向に進み、スキージ８６のアタック角度は通常印刷角度θに設定される。すなわち、アタック角度設定部５１ｂは、記憶部５１ｃから通常印刷角度θを読み出し、第２支持軸を回転駆動させてスキージ８６のアタック角度を通常印刷角度θに設定する。

また、クリーニング実行済フラグＥが立っている場合（Ｅ＝１）には、クリーニング実行後の印刷であると判断されてステップＳ２１においてＹＥＳの方向に進み、クリーニング実行後の基板Ｗが初期印刷運転設定数Ｘ以下か否かが判断される。具体的には、クリーニング実行後に印刷した基板Ｗの枚数を記憶するカウンタＣと、初期印刷運転設定数Ｘとが比較される（ステップＳ２２）。ここで、仮にカウンタＣが初期印刷運転設定数Ｘ以下の場合、すなわち、マスクシート２５に位置決めされた基板Ｗがクリーニング後、Ｃ枚目（Ｃ≦Ｘ）の場合には、ステップＳ２２においてＹＥＳの方向に進み、アタック角度が初期印刷角度θｃに設定される（ステップＳ２３）。そして、カウンタＣがＣ＋１とされ、クリーニング実行後に印刷した基板Ｗの枚数がカウントされる（ステップＳ２４）。また、ステップＳ２２において、カウンタＣが初期印刷運転設定数Ｘよりも大きい場合、すなわち、マスクシート２５に位置決めされた基板Ｗがクリーニング後Ｃ枚目（Ｃ＞Ｘ）の場合には、ステップＳ２２において、ＮＯの方向に進み、クリーニング実行済フラグＥが取り消され（Ｅ＝０）、スキージ８６のアタック角度は通常印刷角度θに設定される（ステップＳ２７、Ｓ２８）。

そして、スキージ８６のアタック角度θ、θｎが設定されると、サーボモータ２３を駆動制御することによりスキージ８６をマスクシート２５に当接させて印刷が行われる。すなわち、スキージ８６とマスクシート２５との圧力（印圧）を制御しながら、スキージ８６をマスクシート２５表面に沿って駆動させることにより印刷が行われ（ステップＳ２５、Ｓ２６）、一連の印刷動作は終了する。

このようにして図８のステップＳ８における印刷動作が終了すると、４軸ユニット１０を作動させて印刷ステージ３と一体に基板Ｗを下降させて、マスクシート２５から基板Ｗを離間させる版離れ動作が行われ（ステップＳ９）、クランプ機構４を解除して基板Ｗの固定が解除される（ステップＳ１０）。そして、印刷された基板Ｗは、メインコンベア２Ｂから下流側コンベア２Ｃに搬送され、基板Ｗの搬出動作が行われる（ステップＳ１１）。

次に、ステップＳ１２により、定期的にクリーニング動作が行われる。ここで、図１０はクリーニング動作のサブルーチンを示すフローチャートである。

図１０のステップ３１において、マスクシート２５のクリーニングを行うか否かが判断される。具体的には、所定枚数の基板Ｗを生産したか否か等の条件により判断され、マスクシート２５のクリーニングを実行する条件を満たしている場合には、ステップ３１においてＹＥＳの方向に進み、クリーニング動作が開始される（ステップＳ３２）。具体的には、ビーム３６を駆動制御することによりこれと一体にクリーナー９をＹ軸方向に往復移動させながらクリーニングヘッド４４をマスクシート２５に対してその下側から摺接させることによって行う。そして、クリーニング実行後の基板Ｗの枚数を示すカウンタＣがＣ＝１とされるとともに、クリーニング実行済フラグＥが立てられ（Ｅ＝１）（ステップＳ３３）、クリーニング動作は終了する。また、クリーニングを実行する条件を満たしていない場合には、ステップＳ３１においてＮＯの方向に進み、クリーニングは実行されずにクリーニング動作は終了する。

このようにステップＳ１２のクリーニング動作処理が行われた後、基板Ｗの生産枚数におけるカウンタＰをＰ＋１とし（ステップＳ１３）、生産枚数Ｐと生産予定枚数との比較が行われる（ステップＳ１４）。そして、生産予定枚数を満たしていない場合には、ステップＳ１４においてＮＯの方向に進み、上述のステップＳ３からの処理が繰り返され、生産予定枚数を満たしている場合には、生産は終了する。

このように、本発明に係るスクリーン印刷装置によれば、マスクシート２５のクリーニングが終了した後、スキージ８６のアタック角度が、通常の印刷状態で設定される通常印刷角度よりもペーストの転写量が大きい初期印刷角度に設定されて印刷が行われるため、クリーニング直後の基板Ｗに対し、通常印刷時に比べて多量のペーストが転写される。したがって、クリーニングによりマスクシート２５の開口部に付着したペーストが除去されることにより、ペーストの転写量が低下するクリーニング直後の状態であっても十分なペーストが転写され、クリーニング前に基板Ｗに転写されるペーストの転写量と、クリーニング直後に基板Ｗに転写されるペーストの転写量とを結果として一定に保つことができる。したがって、生産効率を低下させることなく、安定した印刷結果を得ることができる。

また、上記実施形態では、クリーニング後の基板Ｗそれぞれに対して、初期印刷角度θｎを漸次段階的に設定する例について説明したが、この初期印刷角度θｎをクリーニング後の基板Ｎ枚目まで角度α（αは、α＜θとする固定値）として印刷するものであってもよい。この場合であっても、通常印刷角度θに対して転写量が大きい初期印刷角度αとすることで、クリーニング後の転写量が少なくなることにより印刷の品質がばらつく問題を回避することができる。

また、上記実施形態では、クリーニング後の基板Ｘ枚目（初期印刷運転設定数Ｘ）までを初期印刷角度θｎで印刷する例について説明したが、初期印刷運転設定数Ｘについては特に限定しない。例えば、クリーニング後１枚目の基板のみを初期印刷角度θ１で印刷し、２枚目以降は通常印刷角度θで印刷するものであってもよい。

また、上記実施形態では、初期印刷角度θｎについて予めインプットされた記憶部５１ｃの初期印刷角度θｎのデータを用いる例について説明したが、各基板Ｗ毎にオペレータにより入力される初期印刷角度θｎの入力値を用いるものであってもよい。

本発明に係るスクリーン印刷装置を示す側面図である。上記スクリーン印刷装置を示す正面図である。上記スクリーン印刷装置を示す斜視図である。上記スクリーン印刷装置のクリーナー部分を示す斜視図である。上記スクリーン印刷装置のスキージユニットを示す斜視図である。上記スキージユニットの側面図である。上記スクリーン印刷装置の制御系を示すブロック図である。上記スクリーン印刷装置の全体動作を示すフローチャートである。上記スクリーン印刷装置の印刷動作のサブルーチンを示すフローチャートである。上記スクリーン印刷装置のクリーニング動作のサブルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

７スキージユニット
９クリーナー
２５マスクシート
５０制御装置
５１制御部本体
５１ａ主制御部
５１ｂアタック角度設定部
５１ｃ記憶部
８６スキージ

Claims

基板とマスクシートとを重ね合わせた状態で、このマスクシート表面にスキージを当接させて前記スキージを往復移動させることにより、マスクシート上のペーストを基板に転写させて印刷を行う印刷装置であって、
前記マスクシート表面に対する前記スキージのアタック角度を調節可能に前記スキージを保持するとともに、前記マスクシートに対して相対的に往復移動可能に設けられるスキージユニットと、
前記アタック角度が所定角度となるように設定して印刷動作を制御する制御手段と
印刷後のマスクシートに付着したペーストを除去するクリーニング手段と、を備えており、
前記制御手段は、前記アタック角度が所定角度に設定されるように前記スキージユニットを駆動制御するアタック角度設定部と、通常印刷角度とこの通常印刷角度よりもペーストの転写量を増大させる初期印刷角度が格納されている記憶部と、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後に印刷される基板の枚数を記憶するカウンタとを備えており、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後、前記アタック角度設定部により、前記アタック角度を前記通常印刷角度から前記初期印刷角度に設定して印刷を行い、前記カウンタに記憶されている前記基板の枚数が予め設定された初期印刷運転設定数よりも大きくなった時に前記アタック角度を前記通常印刷角度に戻すことを特徴とするスクリーン印刷装置。
前記記憶部には、クリーニング終了後に設定された前記アタック角度が漸次段階的に通常印刷角度に近づくように、クリーニングが終了した後に印刷される基板の枚数に対応した前記初期印刷角度が格納されており、
前記制御手段は、前記クリーニング手段によりマスクシートのクリーニングが終了した後、前記アタック角度を、前記記憶部に記憶されている初期印刷角度のうち前記カウンタに記憶されている前記基板の枚数に対応する初期印刷角度に設定して印刷を行う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。