JP5089903B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

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。

このような印刷機の具体的な動作としては、まず、印刷機に基板が搬入されると、この基板の下面側から支持ピンにより支持する。その後、前記基板を固定手段で固定した状態で、この基板とマスクシートとを重装する。そして、マスクシートに対して印刷に適した角度に保持されたスキージを下降させてスキージをマスクシートに当接させ、このスキージを一方端部側から他方端部側に移動させることによりマスクシート上に供給されたペーストを拡張して印刷を行う（印刷動作）。印刷が終わった後、スキージを上昇させ、基板をマスクシートから離間させて印刷された基板の搬出を行うことにより、一連の基板１枚に対する印刷機の動作は終了する（例えば特許文献１）。

このような動作を繰り返すことにより印刷が連続的に行われるが、このような印刷を行うために作業者による段取り作業が行われる。例えば、マスクシート上へのペーストの供給や、次回に印刷される基板の形状が異なる場合には、上記支持ピンの配置換えや、その基板に応じたスキージの交換、また、所定枚数の基板を印刷した後には、安定した印刷結果を得るためにスキージの清掃等が行われる。
特開平１０−３２３９６４号公報

しかし、上記印刷動作の前後においては、スキージが所定角度に維持された状態でマスクシートの上方で停止しているため、このスキージが段取り作業の妨げになる。すなわち、スキージが上下方向（鉛直方向）におけるスペースを占有してしまうため、例えば前記支持ピンの交換作業では、その作業性が悪くなるという問題がある。また、スキージが印刷に適した角度で保持された状態では、作業者がそのスキージの姿勢に合わせて作業を行う必要があるため、特にスキージの交換、清掃作業において、その作業が困難となる問題がある。このように、いずれの場合であっても、作業者が段取り作業に要する時間が多くなってしまうため、結果として生産効率の低下を招く要因となる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作業者の段取り作業の作業性を向上させることにより、結果として生産効率を向上させる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、本発明の一の局面にかかるスクリーン印刷装置は、スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージよりも下側に位置する部分に対して段取り作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置と反対側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面が前記段取り作業位置とは反対側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴としている。

この構成によれば、特定の段取り作業を行う作業者から遠い側の位置にスキージが配置され、さらにスキージ面が段取り作業位置と反対側を向く姿勢にスキージが保持されるため、マスクシート表面上に段取り作業を行うためのスペースを形成することができる。したがって、ペーストの供給や支持ピンの配置換え等における作業性を向上させることができる。

また、本発明の他の一の局面にかかるスクリーン印刷装置は、スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージを清掃する清掃作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面が前記段取り作業位置側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴としている。

この構成によれば、段取り作業位置側にスキージが停止し、さらにスキージ面が段取り作業位置側に向く姿勢にスキージが保持されるため、作業者がスキージに対して作業し易くなる。したがって、スキージの清掃の作業性を向上させることができる。

また、本発明の他の一の局面にかかるスクリーン印刷装置は、スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージを交換する交換作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面がマスクシート側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴としている。

この構成によれば、スキージが作業者の近くに位置し、スキージの姿勢が取り外し容易な姿勢となるため、スキージの交換作業が行い易くなる。したがって、スキージの交換の作業性が向上する。

本発明のスクリーン印刷装置によれば、作業者による特定の段取り作業に適した位置にスキージを配置させ、さらに、このスキージを当該作業に適した姿勢に保持することにより、前記特定の段取り作業の作業性が向上し、結果として生産効率を向上させることができる。

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。

この載置テーブル２０は、その表面に多数の差込穴（不図示）が設けられている。そして、この差込穴には、複数の支持ピン（不図示）が植設されており、この支持ピンが基板Ｗの下面に当接することにより、基板Ｗが支持されるようになっている。この支持ピンは、差込穴に対して抜き差し可能に構成されており、印刷前の段取り作業において、基板Ｗの種類に応じて支持ピンの配置換えが行われ、異種基板Ｗであっても適切に支持できるようになっている。

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。

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（本発明の第１方向に相当する）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（図５参照）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（本発明のスキージ組付部材に相当する）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（本発明の第２方向に相当する）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。すなわち、このナット部材８８を操作してスキージホルダ８７を取り外すことにより、スキージ８６の交換が可能となっている。具体的には、スキージ８６（後述のスキージ面８６ａ）がマスクシート２５を向く姿勢でスキージホルダ８７を取り外し、スキージ８６を交換するようになっている。

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。

このようなスキージ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の長手方向に延びる面（スキージ面８６ａ）とで形成される角度である。

そして、印刷時には、スキージ８６は、アタック角度を保持したままマスクシート２５に当接し、この状態で右側に移動することにより印刷が行われる。すなわち、スキージ８６の移動に伴って、マスクシート２５上に供給されたペーストがスキージ８６のスキージ面８６ａとマスクシート２５とで形成される領域でローリングされつつ拡張される。そして、マスクシート２５の開口部から基板Ｗ側にペーストが押し出されることにより印刷される。

また、上記印刷時以外におけるスキージ８６がマスクシート２５から離間した状態（図６の状態）では、回動自在に保持されるようになっている。すなわち、本実施形態では、スキージ８６は、ユニット組付部材７８が第２支持軸７７の回りに回転駆動されることにより、スキージ面８６ａが図６において右側を向く姿勢（スキージ面８６がマスクシート２５に対してほぼ９０°をなす姿勢）から、スキージ面８６ａが図６において左側を向く姿勢（スキージ面８６がマスクシート２５に対してほぼ９０°をなす姿勢）まで、ほぼ１８０°の範囲に亘って姿勢変化でき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、タッチパネル・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、段取り作業設定部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、スキージユニット７をＹ軸方方向、Ｚ軸方向に駆動させるサーボモータ、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等が含まれ、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。

前記段取り作業設定部５１ｂは、作業者が印刷動作のために行う段取り作業に応じて、スキージ８６（スキージユニット７）の位置、スキージ８６の姿勢について適宜設定を行うものである。すなわち、後述する制御部本体５１の記憶部５１ｃには、それぞれの段取り作業が適切に行うことができるスキージ８６の位置及びスキージ８６の姿勢に関するデータが格納されており、生産プログラムに基づいて、この記憶部５１ｃから必要なデータを読み出してスキージ８６の位置及び姿勢について設定を行う。

具体的には、記憶部５１ｃの複数種の特定位置データから特定の段取り作業に応じた特定位置データを選択し、この特定位置データに基づいて、サーボモータを駆動制御することによりスキージ８６（スキージユニット７）を特定の位置に移動させるとともに、サーボモータ８２を駆動制御することによりスキージホルダ８７を回動させてスキージ８６の姿勢を制御する。本実施形態では、段取り作業を適切に行うことができるように、スキージ８６の位置及びスキージ８６の姿勢に関してスキージ８６を３種の特定位置に設定できるようになっている。すなわち、マスクシート表面上からスキージを退避させる退避位置、スキージに付着したペーストを清掃する際に位置させる清掃位置、スキージを着脱する際に位置させる着脱位置である。なお、本実施形態では、作業者が印刷装置に対して段取り作業を行う位置を段取り作業位置Ｅ（図３，４参照）とする。

前記退避位置は、前記スキージ８６よりも下側に位置する部分に対して行われる段取り作業、例えばマスクシート２５上にペーストを補充する場合や、基板Ｗを支持する支持ピンの配置換えを行う際に、マスクシート２５表面上からスキージを退避させ、これらの段取り作業を行い易くするための位置である。具体的には、スキージ８６（スキージユニット７）を作業者が段取り作業を行う段取り作業位置Ｅ（図３，４参照）と反対側端部に移動させ、その位置においてスキージ８６を段取り作業位置Ｅに対して反対側を向く姿勢に保持するように制御する。すなわち、マスクシート２５上から外れる位置にスキージ８６を移動させ、スキージ８６のスキージ面８６ａが作業者から見て反対側に向く姿勢に設定される。これにより、マスクシート２５上にスキージ８６が存在せず、ペースト補充作業、支持ピンの配置換え作業等、スキージ８６よりも下側に位置する部分に対して段取り作業が行いやすくなる。

前記清掃位置は、１ロット分の基板Ｗの印刷が終了した後に、スキージ８６のスキージ面８６ａに付着したペーストを清掃する清掃作業を行い易くするための位置である。具体的には、段取り作業位置Ｅ側にスキージ８６を移動させ、その位置においてスキージ８６を段取り作業位置Ｅ側に向く姿勢に保持するように制御する。すなわち、スキージ８６を作業者に最も近い側に位置させた状態で、スキージ面８６ａを作業者側に向く姿勢に設定する。これにより、作業者がスキージ面８６ａに接しやすくなり、スキージ８６の清掃作業が行いやすくなり、スキージ８６をスキージホルダ８７に取り付けたまま清掃することができる。

前記着脱位置は、１ロット分の基板Ｗの印刷が終了し、次ロットの基板Ｗの大きさが異なる等の理由からスキージ８６自体を交換する必要がある場合に、スキージ８６の交換作業を行いやすくするための位置である。具体的には、スキージ８６を段取り作業位置Ｅ側に移動させ、その位置においてスキージ８６の交換作業に適した姿勢に保持するように制御する。すなわち、スキージ８６を作業者に最も近い側に位置させた状態で、スキージ面８６ａがマスクシート２５側に向く姿勢に設定する。これにより、作業者がナット部材８８に届きやすくなり、このナット部材８８を操作してスキージホルダ８７を取り外すことにより、スキージ８６の交換作業が行いやすくなる。

記憶部５１ｃは、段取り作業に適したスキージ８６の位置及びスキージ８６の姿勢に関する上記複数種の特定位置データ、すなわち、退避位置、清掃位置、着脱位置に関するデータ、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のフローチャートに従って説明する。

図８は、一連の印刷装置の動作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、印刷対象となる基板Ｗ（ロットＸ）に応じた生産プログラムが読み込まれ、基板Ｗの印刷枚数を記憶するカウンタＰｘ、及び、マスクシート２５にペースト補充した後に基板Ｗの印刷枚数を記憶するカウンタＳｘがリセット（Ｐｘ＝０、Ｓｘ＝０）される（ステップＳ１、Ｓ２）。

次に、印刷対象となる基板Ｗに応じたスキージ８６の取り付けを行うため、記憶部５１ｃにおける３種の特定位置から、段取り作業設定部５１ｂによりスキージ８６の交換作業に適した特定位置、すなわち着脱位置が選択され、スキージ８６（スキージユニット７）をこの着脱位置に移動させる（ステップＳ３）。すなわち、スキージ面８６ａがマスクシート２５側に向く姿勢にスキージ８６を保持した状態で、このスキージ８６を段取り作業位置Ｅ（作業者に最も近い側）に位置させる。そして、段取り作業位置Ｅにおいて、作業者によりスキージ８６の交換が行われ、交換が完了していない場合にはＮＯの方向に進み、スキージ８６の交換が完了するまでスキージ８６（スキージユニット７）を着脱位置に停止させる（ステップＳ４）。なお、スキージ８６の交換作業が完了したか否かについては、交換完了時に作業者がタッチパネル（入力手段５８）により入力するなど、様々な方法により行われる。

スキージ８６の交換作業が完了すると、ステップＳ４においてＹＥＳの方向に進み、今度は印刷対象の基板Ｗに応じて支持ピンの配置換え作業（支持ピン段取り作業）を行うため、３種の特定位置から支持ピンの配置換え作業に適した特定位置、すなわち退避位置が選択され、スキージ８６（スキージユニット７）を退避位置に移動させる（ステップＳ５）。すなわち、スキージ８６（スキージユニット７）を段取り作業位置Ｅと反対側端部に移動させ、その位置においてスキージ８６を段取り作業位置Ｅに対して反対側を向く姿勢で停止させる。そして、作業者により支持ピンの配置換え作業が行われ、配置換え作業が完了していない場合にはステップＳ６においてＮＯの方向に進み、支持ピンの配置換え作業が完了するまでスキージ８６（スキージユニット７）を退避位置に停止させる（ステップＳ６）。このように、スキージ８６が退避位置に位置する状態では、マスクシート２５上にスキージ８６が存在しないため、スキージ８６に邪魔されることなく支持ピンの交換作業を行うことができる。なお、配置換え作業が完了したか否かについては、上述のスキージ８６の交換作業同様に配置換え作業完了時に作業者がタッチパネル（入力手段５８）により入力するなど、様々な方法により行われる。

支持ピンの配置換え作業が完了すると、ステップ６においてＹＥＳの方向に進み、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Ｓ７）、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を支持ピンで支持する状態で持上げ、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われる（ステップＳ８）。

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Ｓ９、Ｓ１０）、基板Ｗとマスクシート２５の位置合わせが行われる。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を重装するが、この際、ステップＳ９，Ｓ１０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Ｓ１１において印刷動作が行われる。具体的には、スキージ８６が所定のアタック角度に設定され、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に当接させた状態で印刷が行われる。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、基板Ｗに対する印刷動作が完了する。

上記ステップＳ１１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Ｓ１２）、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Ｓ１３）。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Ｓ１４）。そして、カウンタＰｘ及びカウンタＳｘそれぞれが加算される（ステップＳ１５）。

次に、ステップＳ１６において、ペースト補充後の基板Ｗの印刷枚数を記憶するカウンタＳｘが所定の枚数に達したか否かが判断される。すなわち、一回のペースト補充により有効に印刷できる基板Ｗの枚数（ペースト補充枚数）が決まっており、このペースト補充枚数とカウンタＳｘとを比較することにより、ペーストを補充すべきか否かが判断される。すなわち、カウンタＳｘがペースト補充枚数より小さい場合には、ペーストを補充することなくステップＳ１６においてＹＥＳの方向に進み、後述のステップＳ２０からの処理が行われる。また、カウンタＳｘがペースト補充枚数より大きい場合には、ステップＳ１６においてＮＯの方向に進み、ペーストの補充作業が行われる。

ここで、ペーストを補充する場合、具体的には、ステップＳ１６においてカウンタＳｘ＞ペースト補充枚数である場合には、作業者によりペースト補充作業が行われる。具体的には、３種の特定位置からペースト補充作業に適した特定位置、すなわち退避位置が選択され、スキージ８６（スキージユニット７）を退避位置に移動させる。そして、作業者が所定量のペーストをマスクシート２５上に補充する作業が完了されるまで、スキージ８６（スキージユニット７）を退避位置に停止させる（ステップＳ１８）。すなわち、スキージ８６が退避位置に位置する状態では、マスクシート２５上からスキージ８６が退避した状態となっているため、作業者は、スキージ８６に邪魔されることなくマスクシート２５上にペーストを補充することができる。なお、ペースト補充作業が完了したか否かについては、ペースト補充作業完了時に作業者がタッチパネル（入力手段５８）により入力するなど、様々な方法により行われる。このように、ペースト補充作業が完了すると、カウンタＳｘがリセットされる（ステップＳ１９）。

次に、１ロットの生産予定枚数に達したか否かが判断される（ステップＳ２０）。すなわち、カウンタＰｘと生産予定枚数とが比較され、生産予定枚数に達していない場合（Ｐｘ＜生産予定枚数）には、ステップＳ２０においてＹＥＳの方向に進み、ステップＳ７からステップＳ２０までの動作が繰り返される。また、生産予定枚数に達した場合（Ｐｘ＝生産予定枚数）には、ステップＳ２０においてＮＯの方向に進み、ステップＳ２１において、次ロットの生産を引き続き行うか否か判断される。

ここで、ステップＳ２１において、次ロットの生産を行うと判断された場合には、ステップＳ２１においてＹＥＳの方向に進み、スキージ８６の清掃が行われる。具体的には、３種の特定位置から清掃作業に適した特定位置、すなわち清掃位置が選択され、スキージ８６（スキージユニット７）をこの清掃位置に移動させる（ステップＳ２２）。すなわち、段取り作業位置Ｅ側にスキージ８６（スキージユニット７）を移動させ、その位置においてスキージ８６を段取り作業位置Ｅ側に向く姿勢で停止させる。そして、この状態で作業者によるスキージ８６の清掃作業が行われる。このように、スキージ８６が作業者に最も近い側で、スキージ面８６ａが作業者側に向く姿勢でスキージ８６が停止するため、段取り作業位置Ｅの作業者は、スキージ面８６ａの清掃作業を容易に行うことができる。そして、この清掃作業が完了するまでスキージ８６（スキージユニット７）が清掃位置に停止した状態が維持される（ステップＳ２３においてＮＯの方向）。また、この清掃作業が完了した場合には、ステップＳ２３でＹＥＳと判断され、ステップＳ１からの動作が繰り返されて、次ロットにおける基板Ｗの印刷が行われる。

そして、次ロットの生産を行わない場合には、ステップＳ２１でＮＯと判断され基板Ｗの印刷は終了する。

このように、上記実施形態における印刷装置によれば、特定の段取り作業が行われる際に、その特定の段取り作業に適した特定位置に予めスキージユニットを移動させ、その位置でスキージが特定の段取り作業に適した姿勢で保持されるため、印刷における作業者の段取り作業が効率よく行うことができる。すなわち、段取り作業時に作業の妨げとなるスキージを、作業の妨げとならない位置まで予め移動させ停止させておくことにより、スキージが段取り作業の妨げになるのが抑えられ、作業者による段取り作業の作業性を向上させることができる。したがって、結果としてスクリーン印刷装置の生産効率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、段取り作業として、スキージ交換作業、支持ピンの配置換え作業、ペースト補充作業、スキージ清掃作業を例として説明したが、これ以外の段取り作業に対応させるものであってもよい。すなわち、特定の段取り作業に適した特定位置を予め設定しておき、当該特定の段取り作業時に特定位置にスキージを移動させ、スキージの姿勢を保持させるようにすることにより、作業者の段取り作業効率を向上させることができ、結果としてスクリーン印刷装置の生産効率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、各段取り作業における特定位置への移動について、生産プログラムで自動的に移動させる例について説明したが、各段取り作業を行う前に、作業者がタッチパネルなどの入力手段５８により、スキージ８６を特定位置に位置させるものであってもよい。例えば、印刷装置の稼働中にスキージ交換を行う場合に、タッチパネルから着脱位置ボタンを押すことにより、スキージ８６が着脱位置に移動するとともにスキージ８６が所定の姿勢に保持されるように構成されているものであってもよい。

また、上記実施形態では、作業者の段取り作業位置Ｅが一つである場合について説明したが、各特定の段取り作業に応じて、それぞれの特定の段取り作業位置Ｅ’を設定し、この段取り作業位置Ｅ’を基にスキージ８６の特定位置が設定され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を示す別の斜視図である。 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。

７ スキージユニット
２５ マスクシート
５０ 制御装置
５１ 制御部本体
５１ａ 主制御部
５１ｂ 段取り作業設定部
５１ｃ 記憶部
８６ スキージ

Claims (3)

1. スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
   前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、
   前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、
   前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、
   前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージよりも下側に位置する部分に対して段取り作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置と反対側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面が前記段取り作業位置とは反対側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
   前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、
   前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、
   前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、
   前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージを清掃する清掃作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面が前記段取り作業位置側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴とするスクリーン印刷装置。
3. スキージを保持するスキージユニットを備え、基板に重ね合わされたマスクシート表面に前記スキージを当接させた状態で前記スキージユニットを往復移動させることにより前記基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
   前記スキージユニットの動作を統括的に制御する制御手段を備え、
   前記スキージユニットは、前記往復移動の方向を第１方向としたときに、この第１方向と直交する第２方向と平行な軸回りに回動可能なスキージ組付部材と、このスキージ組付部材に組み付けられ、当該スキージ組付部材と一体に回動する単一の前記スキージとを含み、
   前記スキージは、作業面となる単一のスキージ面を有し、前記スキージ組付部材の回動に伴い、前記スキージ面が前記第１方向の一方側を向く状態から当該一方側とは反対側を向く状態に亘って姿勢変更可能となるように前記スキージ組付部材に組み付けられることにより、前記スキージユニットの往動時および復動時にそれぞれ前記スキージ面により前記ペーストを押圧するようにされ、
   前記制御手段は、印刷に必要となる段取り作業として前記スキージを交換する交換作業が行われる際には、マスクシート表面からスキージを離間させた状態で、作業者が段取りを行う段取り作業位置側に前記スキージが配置されるように前記スキージユニットを移動させるとともに、前記スキージ面がマスクシート側を向く姿勢に前記スキージが保持されるように前記スキージ組付部材を制御することを特徴とするスクリーン印刷装置。
   

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