JP5252897B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板に半田ペーストを印刷により塗布するために用いるスクリーン印刷機に関するものである。

従来のこの種のスクリーン印刷機としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているものがある。
特許文献１に開示されたスクリーン印刷機は、プリント配線板の上に重ねられたマスクプレートにスキージで半田ペーストを塗付することによって、プリント配線板上の被半田付け部分に半田ペーストを印刷するものである。このスクリーン印刷機は、前記スキージが下端部に設けられているスキージヘッドと、このスキージヘッドを昇降させるための昇降装置と、前記スキージヘッドを水平方向に移動させるための移動装置などを備えている。

前記スキージヘッドには、前記スキージの上方近傍に位置するように半田ペースト室が形成されているとともに、この半田ペースト室の上に位置するようにカートリッジ取付部が形成されている。このカートリッジ取付部には、半田ペースト供給用カートリッジが着脱自在に装着されている。
前記カートリッジは、上方に向けて開口する筒壁を有する有底筒状の押出し容器と、この押出し容器の開口部分を閉塞する蓋体とによって構成されており、内部に半田ペーストを収容している。

前記蓋体は、前記筒壁に摺動可能に嵌挿されており、スキージヘッドに設けられたシリンダによって前記底板に向けて押圧される。この蓋体が押出し容器の底板に向けて押圧されることによって、カートリッジ内の半田ペーストが底板の透孔を通して下方の半田ペースト室に供給される。

半田ペースト室の上端部には、前記カートリッジから吐出された半田ペーストが通る半田入口が形成され、半田ペースト室の下端部には、下方に向けて開口する半田出口が形成されている。この半田出口は、スクリーン印刷時にマスクプレートによって覆われる。この半田出口の両側、すなわちスクリーン印刷時にスキージヘッドが移動する前側と後側とに、板状のスキージがそれぞれ設けられている。

この半田ペースト室内が半田ペーストによって満たされている状態で前記シリンダが前記蓋体を押圧することによって、この押圧力がカートリッジ内の半田ペーストを介して半田ペースト室内の半田ペーストに伝達され、この半田ペーストが半田出口からマスクプレート側に供給される。

一方、特許文献２に記載されているスクリーン印刷機は、半田ペーストをスキージヘッドに供給するに当たってペーストパックが用いられている。このペーストパックは、可撓性を有する膜状材料からなり、所定量の半田ペーストを収容できるように断面椀状を呈する形状に形成されている。このペーストパックは、開口部分が半田ペースト室を指向するようにスキージヘッドに装着され、ピストンによって上方から押圧される。このペーストパックがピストンに押されて変形することによって、半田ペーストが半田ペースト室内に供給される。
特開２００６−１６８０２８号公報 特開２００６−１８７９０４号公報

しかしながら、上述したカートリッジやペーストパックなどの着脱式押出し容器を使用するスクリーン印刷機においては、スクリーン印刷時に半田ペーストの供給量にむらが生じ、印刷品質が低下してしまうおそれがあった。半田ペーストの供給量にむらが生じるのは、カートリッジの場合、製造誤差のため筒壁の開口部分と蓋体の間の嵌合状態にばらつきが出て、押圧力に抗する摩擦力が生じたりあるいはほとんど生じなかったり、さらに摩擦力が生じる場合の摩擦力の大きさがばらついたり、半田ペーストが変質して前記開口部分に対して蓋体が固着したりする。また、ペーストパックの場合は、可撓性のばらつきにより加圧ピストン先端とペーストパックとの接触押圧面積のばらつき、内容ペースト量の減少に伴うペーストパックの形状が変化し、加圧ピストン先端とペーストパックとの加圧押圧面積が増加し、あるいはペーストパックそのものが押圧荷重の一部を支持したりする。これらにより、加圧ピストンを作動するためシリンダに所定圧力の空気あるいは作動油を供給しても、カートリッジあるいはペーストパック内の半田ペーストに生じる圧力がばらついてしまい、半田ペーストの吐出量が必ずしも一定になるとは限らないからである。また、押出し容器に原因がなくても、スクリーン印刷時の温度、湿度などが変わると半田ペーストの物性、特に粘度が変わるから、押出し容器から吐出される半田ペーストの量が増減し易くなる。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、着脱式押出し容器から供給される半田ペーストの量を安定させることができ、高い印刷品質でスクリーン印刷を行うことができるスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るスクリーン印刷機は、プリント配線板が下方から重ねられるマスクプレートと、着脱式押出し容器内の半田ペーストに加圧し、前記着脱式押出し容器から半田ペーストを吐出させる加圧装置と、前記半田ペーストを前記マスクプレートに塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、前記加圧装置およびスキージを有するスキージヘッドと、このスキージヘッドを昇降させる昇降装置と、前記スキージヘッドと前記昇降装置との間に介装され、前記スキージがマスクプレートを押圧することによって生じる反力の大きさを検出する荷重検出器と、この荷重検出器による検知値に基づき前記昇降装置の動作を制御するとともに、前記検知値に基づき前記加圧装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記スキージヘッドは、前記着脱式押出し容器から吐出した半田ペーストを貯留する半田ペースト室と、この半田ペースト室の下側に一対の前記スキージとを備え、この一対の前記スキージは、前記半田ペースト室の底を形成するとともに、互いの間に前記半田ペースト室の半田出口が形成されており、前記制御装置は、前記昇降装置がスキージヘッドを下降し前記スキージがマスクプレートを押圧した状態において、前記検知値が予め定めた目標範囲内に入るように、前記検知値が予め定めた目標範囲より小さい場合にはスキージヘッドが下降し、前記検知値が予め定めた目標範囲より大きい場合にはスキージヘッドが上昇するように前記昇降装置の動作をフィードバック制御するとともに、前記検知値が予め定めた目標範囲内にある状態において、前記加圧装置を作動し、作動して得られる前記検知値の増加量が予め定めた目標範囲内に入るように、前記加圧装置の動作をフィードバック制御により制御するようにしたものである。

本発明は、前記発明において、前記制御装置は、スクリーン印刷中前記昇降装置の動作と前記加圧装置の動作とを制御するものである。

本発明は、前記発明において、前記加圧装置は、シリンダとピストンからなり、このシリンダとピストンの内一方を前記着脱式押出し容器の一部に当接し、他方を前記スキージヘッドに支持し、シリンダに作動流体を供給することで着脱式押出し容器から半田ペーストを前記半田ペースト室へ吐出させ、前記制御装置は、前記フィードバック制御において、前記作動流体の圧力を可変とする圧力調整手段を制御することにより、前記加圧装置の動作を制御するようにしたものである。

本発明においては、着脱式押出し容器から吐出された半田ペーストの圧力が制御装置によって制御されるから、押出し容器の品質にばらつきがあったり、半田ペーストの物性が変化した場合であっても、マスクプレートへの半田ペーストの供給量が安定する。このため、この発明によれば、常に高い印刷品質でスクリーン印刷を行うことが可能なスクリーン印刷機を提供することができる。

この発明を実施する際に用いる前記荷重検出器は、スキージヘッドをマスクプレートに押し付けるときの荷重、換言すれば印刷荷重を検出するためにも使用することができる。このため、この発明によれば、印刷荷重の検出と、フィードバック制御時の荷重の検出とを一つの荷重検出器で行うことができるから、専ら半田ペーストの圧力を検出するためのセンサを使用する場合に較べて、製造コストが低いスクリーン印刷機を提供することができる。

加圧装置をシリンダとピストンで構成し、作動流体の圧力を可変とする圧力調整手段を制御する発明によれば、半田ペーストの圧力を制御するフィードバック制御を簡単な構造の装置で行うことができる。

スクリーン印刷中前記フィードバック制御を実施するように制御する発明によれば、印刷中、着脱式押出し容器の状態が急激に変化するような場合であっても、適切に半田ペーストをマスクプレート上に吐出でき、適切な印刷が可能となる。

（参考例）
以下、本発明に係るスクリーン印刷機の前提となる参考例を図１〜図１０によって詳細に説明する。
図１は本発明の参考となるスクリーン印刷機の正面図、図２は要部の構成を示す断面図、図３は昇降装置の構成を示す斜視図、図４はスキージヘッドの下端部の構成を示す斜視図、図５は本発明の参考となるスクリーン印刷機の構成を示すブロック図である。
図６〜図１０は本発明の参考となるスクリーン印刷機の動作を説明するためのフローチャートで、図６は印刷工程の全体の動作を示し、図７は固着状態の有無をチェックするときの動作を示し、図８は固着状態を解除するときの動作を示し、図９および図１０は印刷時の動作を示す。

これらの図において、符号１で示すものは、この参考例によるスクリーン印刷機である。このスクリーン印刷機１は、図１に示すように、基台２と、この基台２の上であって図１における左右方向（以下、この方向を単にＸ方向という）の端部に設けられた搬入用コンベア３および搬出用コンベア４と、これら両コンベア３，４の間に位置するように基台２上に設けられた印刷ステージ５と、この印刷ステージ５の上方で略水平に延在するマスクプレート６と、このマスクプレート６の上方に位置するスキージユニット７などを備えている。

前記搬入用コンベア３と搬出用コンベア４とは、プリント配線板８を図１において右側から左側へ搬送するように構成されている。搬入用コンベア３は、スクリーン印刷の前工程を実施する装置（図示せず）から搬出されたプリント配線板８を後述する印刷ステージ５のメインコンベア１１に搬送する。搬出用コンベア４は、印刷ステージ５上で半田ペーストのスクリーン印刷が終了したプリント配線板８を後工程の装置（図示せず）に搬出する。

前記印刷ステージ５は、基台２上に固定された固定テーブル１２と、この固定テーブル１２の上で図１の紙面と直交する前後方向（以下、この方向を単にＹ方向という）に移動するＹ軸テーブル１３と、このＹ軸テーブル１３の上でＸ方向に移動するＸ軸テーブル１４と、このＸ軸テーブル１４の上で上下方向（以下、この方向を単にＺ方向という）の軸線回りに回動するＲ軸テーブル１５と、このＲ軸テーブル１５の上で昇降する昇降テーブル１６と、この昇降テーブル１６に設けられた前記メインコンベア１１、ピンユニット１７およびクランプユニット１８などを備えている。

前記メインコンベア１１は、図１に示すように、前記搬入・搬出用コンベア３，４と同じ高さに位置している状態で搬入用コンベア４からプリント配線板８を搬入したり、搬出用コンベア４にプリント配線板８を搬出する。
前記ピンユニット１７は、メインコンベア１１の上に搬送されてきたプリント配線板８を多数のピン１７ａよって下方から支承するものである。

前記クランプユニット１８は、前記ピンユニット１７によって支えられたプリント配線板８を昇降テーブル１６に対して移動することがないようにクランプするものである。
前記Ｙ軸テーブル１３とＸ軸テーブル１４とは、前記クランプユニット１８によって昇降テーブル１６に対して固定されたプリント配線板８をマスクプレート６の下方の所定位置に移動させるものである。Ｙ軸テーブル１３は、固定テーブル１２上のボールねじユニット１９によって駆動し、Ｘ軸テーブル１４は、Ｙ軸テーブル１３上のボールねじユニット２０によって駆動する。前記Ｒ軸テーブル１５は、Ｙ軸テーブル１３に設けられた回転ユニット２１によって回転する。

前記昇降テーブル１６は、プリント配線板８をマスクプレート６に下方から重ね合わせるためのもので、Ｒ軸テーブル１５上のボールねじユニット２２によって駆動する。
プリント配線板８のマスクプレート６に対するＸ方向、Ｙ方向の位置およびＺ方向の軸線回りの角度は、プリント配線板８を上方から基板撮像カメラ２３で撮像することによって検出し、Ｙ軸テーブル１３、Ｘ軸テーブル１４およびＲ軸テーブル１５を動作させることによってマスクプレート６と一致させる。
前記マスクプレート６は、薄板状に形成されており、図１に示すように、Ｘ方向の両端部が基台２に支持されている。マスクプレート６の基台２に対する位置は、マスク撮像カメラ２４（図５参照）によってマスクプレート６を撮像することによって検出する。

なお、このマスクプレート６へのプリント配線板８の位置合わせは、基板撮像カメラ２３で撮像した位置合わせマークと、マスク撮像カメラ２４で撮像したマスクプレート６の位置合わせマークとが一致するように昇降テーブル１６の位置制御を実施することで行う。

前記スキージユニット７は、図１に示すように、基台２の上方においてＸ方向に延在する水平フレーム３１に取付けられている。この水平フレーム３１は、Ｘ方向両側において基台に支持されたＹ方向フレーム部材３４に取付けられたレール３４ａ（図２参照）に、Ｙ方向へ移動自在に支持されている。また、この水平フレーム３１は、図２に示すように、Ｙ方向に延びるボールねじ軸３２を有するボールねじユニット３３によって駆動する。このボールねじ軸３２は、前記Ｙ方向フレーム部材３４に回転自在に支持されている。このボールねじ軸３２の一端部にヘッドＹ軸モータ３５が接続されている。前記水平フレーム３１には、前記ボールねじ軸３２が螺合するボールねじナット３６が取付けられている。

前記ボールねじユニット３３による駆動によって水平フレーム３１がＹ方向に移動することによって、水平フレーム３１に支持されているスキージユニット７がマスクプレート６に沿ってＹ方向に移動する。前記水平フレーム３１と前記ボールねじユニット３３とによって、スキージユニット７を水平方向に移動させるための移動装置３７が構成されている。

スキージユニット７は、図２〜図４に示すように、前記水平フレーム３１に取付けられた本体フレーム４１と、この本体フレーム４１に昇降自在に支持されたスキージヘッド４２と、このスキージヘッド４２を本体フレーム４１に対して昇降させる昇降装置４３（図３参照）などによって構成されている。
前記本体フレーム４１は、図３に示すように、Ｘ方向とＺ方向とに延在する板状に形成されている。この本体フレーム４１の下端部であってＸ方向の両端部には、後述するスキージヘッド４２の重量を支えるための第１の圧縮コイルばね４４が立設されている。これらの第１の圧縮コイルばね４４は、本体フレーム４１の下端部に突設された取付座４５に、ここから上方へ延びるように取付けられている。

本体フレーム４１における前記第１の圧縮コイルばね４４，４４の間には、スキージヘッド４２をＺ方向に移動自在に支持するための一対の第１のガイドレール４６が取付けられている。これらの第１のガイドレール４６，４６には、複数のスライダ４７を介してスキージヘッド４２の支持板４８がＺ方向に移動自在に支持されている。この支持板４８の上端部であってＸ方向の両端部には、前記第１の圧縮コイルばね４４の上に載置される受圧部材４９が取付けられている。この受圧部材４９を第１の圧縮コイルばね４４の上に載置することにより、支持板４８を有するスキージヘッド４２の全重量が第１の圧縮コイルばね４４によって支えられる。
本体フレーム４１における前記一対の第１のガイドレール４６，４６の間には、後述する昇降装置４３の昇降部材５１をＺ方向に移動自在に支持するための第２のガイドレール５２が取付けられている。

昇降装置４３は、図３に示すように、本体フレーム４１におけるＸ方向の中央部にＺ方向に延びる状態で回転自在に支持されたボールねじ軸５３と、このボールねじ軸５３の上端部にベルト５４を介して接続されたヘッド昇降用モータ５５と、前記ボールねじ軸５３が螺合するボールねじナット５６を有する前記昇降部材５１とによって構成されている。
前記ヘッド昇降用モータ５５は、本体フレーム４１におけるＸ方向の一端部であって前記第１の圧縮コイルばね４４より外側に取付けられている。

前記ボールねじナット５６は、昇降部材５１におけるＸ方向の中央部に取付けられている。この昇降部材５１は、前記ヘッド昇降用モータ５５に近接するＸ方向の一端部にスライダ５７が取付けられており、このスライダ５７を介して前記第２のガイドレール５２に上下方向へ移動自在に支持されている。
昇降部材５１におけるＸ方向の他端部には、スキージヘッド４２を前記第１の圧縮コイルばね４４の弾発力に抗して下方に押すための押圧子５８が設けられている。この押圧子５８は、前記支持板４８の下端部に突設された受圧板５９と上方から見て重なるように位置付けられている。

前記押圧子５８と前記受圧板５９との間には、第２の圧縮コイルばね６０が弾装されている。すなわち、ヘッド昇降用モータ５５の駆動によりボールねじ軸５３を回転駆動し、ボールねじナット５６を介して昇降部材５１に下向きの力が加えられた場合、この力は、前記押圧子５８、第２の圧縮コイルばね６０および受圧板５９を介して前記支持板４８に伝達される。そして、この下向きの力が前記２本の第１の圧縮コイルばね４４の弾発力より大きくなったときに支持板４８を有するスキージヘッド４２の全体が下方へ移動する。
昇降装置４３は、図２に示すように、スキージヘッド４２の後述するスキージ６１がマスクプレート６に接触する印刷位置と、スキージ６１がマスクプレート６から上方に離間する退避位置との間でスキージヘッド４２を昇降させることができるように構成されている。

前記スキージヘッド４２は、図２および図４に示すように、前記支持板４８と、この支持板４８の上端部に装置の前方（図２においては左方）へ向けて突設された取付部材６２と、この取付部材６２にロードセル６３を介して取付けられた支持部材６４と、この支持部材６４の下端部に設けられたカートリッジホルダ６５と、このカートリッジホルダ６５の下端部に取付けられた前記一対のスキージ６１，６１と、前記支持部材６４の前部に取付けられたエアシリンダ６６などによって構成されている。

前記ロードセル６３は、ひずみゲージ式のもので、ヘッド昇降用モータ５５の駆動により第１の圧縮コイルばね４４の弾発力に抗し、第２の圧縮コイルばね６０を介して取付部材６２から加えられる下向きの力の大きさを検出できるものが用いられている。なお、後述するように、エアシリンダ６６がオンになっていない状態においては、このロードセル６３によって、基板８からマスクプレート６、スキージ６１、及び支持部材６４を介して加えられる大きさが同じで上向きの反力が検出可能である。以下、このロードセル６３によって検出される前記反力をロードセル検知荷重という。

このロードセル６３は、後述する制御装置７１（図５参照）に接続されており、ロードセル検知荷重を信号にして制御装置７１に送る。この参考例においては、このロードセル６３によって、荷重検出器が構成されている。
前記支持部材６４は、複数の部材を組合わせることによって形成されており、前記支持板４８の前方で上下方向に延在するように前記ロードセル６３に取付けられている。

カートリッジホルダ６５は、半田ペースト７２（図２参照）を供給するためのカートリッジ７３を保持するとともに、半田ペースト７２を一時的に貯留するためのもので、カートリッジ７３が装填されるカートリッジ取付部７４と、このカートリッジ取付部７４の下に形成された半田ペースト室７５とから構成されている。カートリッジ取付部７４は、上方に向けて開口する角筒状であって、カートリッジ７３が着脱自在に嵌合できるように形成されている。

カートリッジ７３は、図２に示すように、上方に向けて開口する有底筒状の押出し容器本体８１と、この押出し容器本体８１の上端部の開口部分を閉塞する押出し用蓋体８２とから構成されており、内部に半田ペースト７２が貯留されている。このカートリッジ７３によって、着脱式押出し容器が構成されている。
前記押出し容器本体８１は、プラスチックによって形成されており、平面視においてＸ方向に長い長円状を呈する筒壁８１ａと、この筒壁８１ａの下端部に一体成形によって一体に形成された底板８１ｂとから構成されている。前記底板８１ｂには、半田ペースト７２が吐出される多数の透孔８１ｃが穿設されている。

前記蓋体８２は、前記筒壁８１ａのＸ方向に長い長円状形状の開口部分に摺動可能に嵌挿されており、後述するエアシリンダ６６によって下方へ押圧される。この蓋体８２が下方へ押圧されることにより、この蓋体８２がピストンとして機能し、カートリッジ７３内の半田ペースト７２が前記透孔８１ｃを通して半田ペースト室７５内に吐出される。

前記半田ペースト室７５は、前記カートリッジ７３から吐出された半田ペースト７２を一時的に貯留するためにあり、図２に示すように、前記カートリッジ取付部７４の底から下方に延びるように形成されている。この参考例による半田ペースト室７５は、図４に示すように、前記カートリッジ取付部７４からＸ方向の両側に突出するハウジング８３の内部に形成されている。この半田ペースト室７５の底は、後述するスキージ６１によって構成されている。

また、カートリッジホルダ６５は、図２に示すように、半田ペースト室７５内に充填された半田ペースト７２の圧力を検出するための圧力センサ９０を備えている。この圧力センサ９０は、先端部に被検出部が設けられており、この被検出部が半田ペースト室７５内に臨むようにカートリッジホルダ６５に取付けられている。この圧力センサ９０は、半田ペースト７２の圧力を信号として後述する制御装置７１に送る。

スキージ６１は、この参考例では前記ハウジング８３のＸ方向の一端部から他端部まで延在する金属製の板によって形成されている。スキージ６１，６１は、図２に示すように、カートリッジホルダ６５の下端部であってＹ方向の一端側と他端側とに、互いに離間するように設けられている。また、これらのスキージ６１は、下方に向かうにしたがって漸次他方のスキージ６１に近接するように傾斜している。このようにスキージ６１がカートリッジホルダ６５に取付けられていることによって、これらのスキージ６１どうしの間に半田ペースト室７５の半田出口８４が形成されている。

前記エアシリンダ６６は、図２に示すように、シリンダ６６ａとピストン６６ｂとを備え、ピストン６６ｂの一部を構成するピストンロッド８５が前記蓋体８２を上方から押圧するように支持部材６４の前部に取付けられている。この参考例においては、図４に示すように、２個のエアシリンダ６６，６６がＸ方向に間隔をおいて設けられている。これらのエアシリンダ６６，６６の２本のピストンロッド８５，８５の下端には平面視長円状の加圧板８５ａが固着されている。すなわち、これらのエアシリンダ６６，６６が伸長（簡便表現であり、エアシリンダ６６，６６の各シリンダに対してピストンロッド８５，８５が伸長と同意）することによって、カートリッジ７３の蓋体８２が下方へ押圧される。これらのエアシリンダ６６によって、加圧装置が構成されている。

これらのエアシリンダ６６に供給する空気を通す空気通路（図示せず）には、エアシリンダ６６が蓋体８２を押圧するときの押圧力の大きさを制御するために、エアシリンダ６６に供給される空気の圧力を変化させる電空レギュレータ８６（図５参照）が設けられている。この電空レギュレータ８６も後述する制御装置７１に接続されており、制御装置７１によって動作が制御される。この電空レギュレータ８６によって、圧力調整手段を構成している。

制御装置７１は、スクリーン印刷機１の上述した各装置の動作を制御するためのもので、図５に示すように、演算処理部９１、印刷プログラム記憶部９２、データ記憶部９３、モータ制御部９４、ＯＮ／ＯＦＦ制御部９５、加圧制御部９６、センサデータ入力部９７、画像処理部９８、外部入出力部９９、報知部１００などを備えている。

前記演算処理部９１は、後述する演算を行うとともに、制御装置７１の上述した各部を連係させて印刷プログラム等の各種プログラムを実行する。
印刷プログラム記憶部９２は、後述する各種プログラムを記憶させたメモリによって構成されている。各種プログラムとは、例えば図６に示した印刷工程の全体の動作手順や、図７に示した固着状態の有無をチェックするときの動作手順、図８に示した固着状態を解除するときの動作手順、図９に示した印刷時の動作手順などである。

データ記憶部９３は、後述するプログラムを実施する上で必要な初期値や、各種の設定値などを記憶させたメモリによって構成されている。
モータ制御部９４は、スクリーン印刷機１に設けられている各種のモータの動作を制御する。各種のモータとは、印刷ステージ５のＸ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１３、Ｒ軸テーブル１５、昇降テーブル１６などを駆動するための４個のモータ１０１〜１０４（図５参照）と、搬入用コンベア駆動装置１０５のモータ、搬出用コンベア駆動装置１０６のモータ、メインコンベア駆動装置１０７のモータ、ヘッド昇降用モータ５５およびヘッドＹ軸モータ３５などである。

ＯＮ／ＯＦＦ制御部９５は、前記印刷ステージ５のクランプユニット１８やピンユニット１７に設けられているソレノイドのＯＮ／ＯＦＦや、前記エアシリンダ６６に接続された空気通路に設けられている電磁弁１０８の開閉などを切り換える。
加圧制御部９６は、エアシリンダ６６が所定の押圧力で蓋体８２を押圧するように前記電空レギュレータ８６の動作を制御する。

加圧制御部９６は、印刷中にカートリッジ７３内から透孔８１ｃを介して半田ペースト室７５内の半田ペーストを加圧するため、エアシリンダ６６が相対的に小さい押圧力で蓋体８２を押圧するように電空レギュレータ８６を制御する。加圧制御部９６は、カートリッジ７３において蓋体８２が開口部分に固着した場合にこの固着を解除するため、エアシリンダ６６が相対的に大きい押圧力で蓋体８２を押圧するように電空レギュレータ８６を制御する。
センサデータ入力部９７は、前記ロードセル６３から送出された信号に基づいて力の大きさを測定したり、前記圧力センサ９０から送出された信号に基づいて半田ペースト７２の圧力を測定したり、その他のセンサ、例えば搬入・搬出用コンベア３，４やメインコンベア１１などに設けられている他のセンサ１１１の状態に基づいて各種の情報を検出する。

画像処理部９８は、基板撮像カメラ２３やマスク撮像カメラ２４から送られた画像データに画像処理を施して所定の情報を得る。
外部入出力部９９は、スクリーン印刷機１の動作状態を表示するための表示ユニット１１２と、操作者が各種のデータを入力するための入力装置１１３とが接続されている。この外部入出力部９９は、後述する異常時においては、操作者が異常状態を視認できるように表示ユニット１１２に異常内容を表示させる。

報知部１００は、スクリーン印刷機１に設けられている報知装置１１４を作動させる。この参考例による報知装置１１４は、警報灯によって構成されている。この警告灯は、黄色で点滅するものと、赤色で点滅するものとが用いられている。なお、報知装置１１４としては、画面表示を警告画面とすることができるＣＲＤや液晶ディスプレイ等の表示装置や、ブザーによって構成することができるし、警告灯や表示装置等の視認性のものとブザー等の音声式のものとの両方によって構成することもできる。

次に、この参考例によるスクリーン印刷機１の動作を図６〜図９に示すフローチャートによって詳細に説明する。この動作説明を行うに当たっては、前記制御装置７１のさらに詳細な説明と併せて行う。ここでは、スキージヘッド４２にカートリッジ７３が装填され、かつ半田ペースト室７５内が半田ペースト７２で満たされている状態であると想定して説明する。

この参考例によるスクリーン印刷機１によりスクリーン印刷を行うに当たっては、先ず、図６に示したフローチャートのステップＳ６０１において初期設定が行われる。この初期設定としては、スクリーン印刷を行うプリント配線板８の予定印刷枚数Ｎ１と、後述する固着状態を破壊する動作を行い得る回数の上限とする最大実施回数Ａ０と、印刷開始時の荷重Ｂ１および固着状態を破壊するときの荷重Ｂ３と、固着状態の有無を判断するための判断基準値Ｂと、印刷中蓋体８２を押圧し続けるためのエアシリンダ６６への供給空気圧力Ｃ１（固着状態をチェックする場合にも印刷中と同じ供給空気圧力Ｃ１とする）と、固着状態を破壊するときのエアシリンダ６６への供給空気圧力Ｃ２と、印刷中に後述するエアシリンダ６６のフィードバック制御（以下、単にペースト圧制御という）を実施するか否かを判断するための変数Ｃおよび数値ｎである。

前記荷重Ｂ１，Ｂ３は、ロードセル６３によって検出する荷重である。前記荷重Ｂ１には、印刷中スキージ６１がプリント配線板８により支持されマスクプレート６を押圧する印圧荷重より僅かに大きな荷重としての適正値が設定される。また、初期設定時に印刷済みプリント配線板８の枚数を示すＮを０に設定し、固着状態を解除するために行う動作の回数を示すＡを０に設定する。
前記変数Ｃは、スクリーン印刷中に後述する昇降装置４３のフィードバック制御（以下、単に印圧制御という）を実施した回数であり、初期設定時に０に設定される。数値ｎは、後述するペースト圧制御を実施するために必要な前記印圧制御の実施回数であり、初期設定時に予め定めた値に設定される。
初期設定が終了した後、ステップＳ６０２において、現在の印刷枚数Ｎが予定印刷枚数Ｎ１より少ないか否かを判別する。ここでＮＯと判定された場合、すなわち印刷枚数Ｎが予定印刷枚数Ｎ１に達した場合、制御装置７１は、印刷動作を終了させてスクリーン印刷機１を停止させる（ステップＳ６０３）。

現在の印刷枚数Ｎが予定印刷枚数Ｎ１より少ない場合は、ステップＳ６０４において、プリント配線板８を印刷可能位置に位置決めする。ここでは、搬入用コンベア３によるプリント配線板８の印刷ステージ５上への搬入、クランプユニット１８によるプリント配線板８のクランプ、基板撮像カメラ２３による撮像、昇降テーブル１６が上昇し両コンベア３，４の位置から離れた時点から、上昇途中におけるＸ軸，Ｙ軸、Ｒ軸テーブル１３，１４，１５によるプリント配線板８の位置決め、さらに昇降テーブル１６が上昇してプリント配線板８のマスクプレート６への重ね合わせなどが行われる。

このようにプリント配線板８をマスクプレート６に重ね合わせた後、ステップＳ６０５において、昇降装置４３によってスキージヘッド４２を下降させる。スキージヘッド４２が下降することにより、スキージ６１がマスクプレート６に上方から接触する。この状態でさらに昇降装置４３がスキージヘッド４２を下方へ付勢することによって、スキージヘッド４２は、マスクプレート６から上向きの力からなる反力を受けるようになる。この反力は、ロードセル６３によって検出される。

制御装置７１は、このステップＳ６０５において、ロードセル６３によって検出された前記ロードセル検知荷重が印刷開始時の荷重Ｂ１に達したときに昇降装置４３を停止させる。このとき、第１の圧縮コイルばね４４及び第２の圧縮コイルばね６０の収縮により、所望の印圧荷重より僅かに大きい荷重Ｂ１が発生しているのであり、この荷重Ｂ１を保持するために、昇降部材５１およびボールねじナット５６の上下方向位置が保持され、この保持のため、ボールねじナット５６に嵌合するボールねじ軸５３の回転方向位置が保持される。ボールねじ軸５３の回転方向位置はベルト５４を介してヘッド昇降用モータ５５により保持される。なお、ロードセル６３の検知荷重Ｂ１は前記センサデータ入力部９７が測定し、昇降装置４３の動作はモータ制御部９４が制御する。

次に、ステップＳ６０６において、現在のスクリーン印刷機１の状態が後述する所定条件に一致しているか否かを判別する。この所定条件とは、例えば現在の印刷枚数Ｎが予め定めた所定の枚数である、カートリッジ交換後の初回の印刷である、カートリッジ７３の使用開始からの経過時間が予め定めた時間に達している、などカートリッジ７３の蓋体８２の開口部分への固着の可能性がある、あるいは固着確認が必要とされる状態のことである。これらの条件のうち少なくとも一つが所定条件として設定してある。

スクリーン印刷機１の現在の状態が前記所定条件と一致する場合、ステップＳ６０７に進んで後述するように固着状態の有無のチェックを行い、一致しない場合には、ステップＳ６０８に進んで後述するように印刷を行う。図６に示すフローチャートのステップＳ６０７においては、固着状態の有無のチェックを行うことを単に「固着チェック」と記載してある。

固着状態の有無のチェックは、図７に示すように行われる。固着状態の有無のチェックを行うためには、先ず、ステップＳ７０１に示すように、エアシリンダ６６（加圧用シリンダ）をその加圧圧力がＣ１になるように動作させる。このときの加圧圧力Ｃ１は、エアシリンダ６６が相対的に小さい押圧力で蓋体８２を押圧するように加圧制御部９６によって設定される。
次に、ステップＳ７０２において、圧力センサ９０によって半田ペースト室７５内の圧力（ペースト圧）Ｐを測定し、ステップＳ７０３において、前記ペースト圧Ｐが予め定めた判定圧力Ｐ０より大きいか否かを判別する。

カートリッジ７３の蓋体８２が押出し容器本体８１に固着していない場合、半田ペースト室７５内の半田ペースト７２の圧力が増大するために、ステップＳ７０３においてＹＥＳと判定され、ステップＳ７０４において、固着状態の有無を示す変数Ｆに０が代入される。一方、ペースト圧Ｐが判別圧力Ｐ０と等しいか、判定圧力Ｐ０より小さい場合は、ステップＳ７０５において、固着状態の有無を示す変数Ｆに１が代入されることにより固着判断が終了し、ステップＳ１２６においてエアシリンダ６６による加圧を止める。
このように固着状態の有無のチェックを行った後は、図６に示すフローチャートのステップＳ６０９に進む。

図６のステップＳ６０９においては、蓋体８２の固着があるか否かを判別する。蓋体８２が押出し容器本体８１に固着している場合、すなわち前記変数Ｆ＝１である場合は、ステップＳ６１０に進む。ステップＳ６１０においては、後述する固着状態を解除するための動作を実施した回数Ａが前記最大実施回数（固着状態を解除する動作の回数の上限）Ａ０より小さいか否かを判別する。一方、蓋体８２が押出し容器本体８１に固着していない場合、すなわちＦ＝０である場合には、ステップＳ６０８に進み、後述する印刷を行う。

ステップＳ６１０において、固着状態を解除するための動作を実施した回数Ａが前記最大実施回数Ａ０に達していると判定された場合は、ステップＳ６１１に進み、報知部１００が報知装置１１４を動作させるとともに、スクリーン印刷機１を停止させる。この場合の報知装置１１４による警報は、赤色の警告灯を点滅させることによって行う。また、このときには、表示ユニット１１２に蓋体が固着していることが表示される。前記ステップＳ６１０において、固着状態を解除するための動作を実施した回数Ａが前記最大実施回数Ａ０より少ない場合は、ステップ６１２に進み、後述するように固着状態を解除する動作が行われる。図６に示すフローチャートのステップＳ６１２においては、固着状態を解除することを単に「固着解除」と記載してある。

なお、ステップＳ６１１に進んだ場合、作業者はカートリッジ７３を固着のない良品と交換し、再起動スイッチを押すことになる。再起動スイッチがオンされるとステップＳ６０７からフローチャートの実施が再開される。これにより印刷不良基板の発生が防止される。また、このフローチャートにおいてステップＳ６１０，Ｓ６１２を省略する場合には、ステップＳ６０９で固着があると判断されるとステップＳ６１１に進み、直ちに警報が実施されるとともに、スクリーン印刷機１が停止される。

固着状態の解除動作は、図８に示すように行われる。固着状態の解除を行うためには、先ずステップＳ８０１において、スキージヘッド４２をロードセル検知荷重がＢ３になる位置まで昇降装置４３によって下降させる。この参考例においては、前記ロードセル検知荷重Ｂ３は、固着がない場合のロードセル検知荷重Ｂ２より大きな値となるよう設定され、さらに固着状態の解除動作を実施した回数Ａが多くなるほど大きくなるように設定されている。

次に、ステップＳ８０２において、エアシリンダ６６に加圧圧力Ｃ２を作用させることで蓋体８２を押圧させ、この押圧状態が所定時間経過した後にエアシリンダ６６による加圧を止める。前記加圧圧力Ｃ２は、上述した固着状態の有無のチェックを行うときの加圧圧力Ｃ１より大きくなるように設定されている。この参考例においては、前記加圧圧力Ｃ２は、固着破壊を実施した回数Ａが多くなるほど大きくなるように設定されている。このステップＳ８０２を実施するときは、前記報知部１００は黄色の警告灯を点滅させる。

このようにエアシリンダ６６により相対的に大きな加圧圧力Ｃ２で繰り返し蓋体８２が押圧されることによって、多くの場合において、蓋体８２が押出し容器本体８１に対して移動できるようになり、蓋体８２の固着状態を解消することができる。
エアシリンダ６６の加圧圧力Ｃ２による蓋体８２の押圧と、所定時間の保持とは、予め定めた回数Ｍだけ繰り返し行う。この回数Ｍも前記回数Ａが多くなるほど大きくなるように設定することができる。

前記押圧と所定時間の保持とがＭ回繰り返された後、制御装置７１は、ステップＳ８０３に示すように、スキージヘッド４２をロードセル検知荷重が荷重Ｂ３より小さな荷重Ｂ１となる位置まで昇降装置４３によって上昇させる。そして、固着状態を解除する動作を実施した回数Ａに１を加算する。
このように固着状態を解除する動作が終了した後は、図６に示すフローチャートのステップＳ６０７に進み、再び固着状態の有無のチェックを行う。固着状態の有無のチェックを行った後にステップＳ６０９において固着がないと判定された場合、ステップＳ６０８において印刷が行われる。

印刷は、図９に示すように行われる。印刷を行うに当たっては、先ず、ステップＳ９０１に示すように、制御装置７１がスキージヘッド４２の現在のＹ方向の位置を検出する。スキージヘッド４２が装置前側の端部（図２においては左側の端部）に位置している場合は、ステップＳ９０２において、スキージヘッド４２の目標移動方向を示す変数Ｙに後方であることを意味する値を代入する。この値は、前記ヘッドＹ軸モータ３５に設けられているエンコーダ（図示せず）の位置値である。なお、この値が大きくなるほどスキージヘッド４２の位置が後側になる。

一方、スキージヘッド４２が装置前側の端部に位置している場合は、ステップＳ９０３において、前記変数Ｙに前方であることを意味する値を代入する。
次に、ステップＳ９０４において、エアシリンダ６６（加圧用シリンダ）をその加圧圧力がＣ１になるように動作させ、ステップＳ９０５において、ロードセル６３によって現在のロードセル検知荷重を測定する。ここで測定されるロードセル検知荷重は、上述した固着状態の有無のチェック時に測定されたロードセル検知荷重Ｂ２と必ずしも一致するとは限らないから、この場合のロードセル検知荷重をＢ２ａとする。

このようにロードセル検知荷重Ｂ２ａを測定した後、ロードセル検知荷重Ｂ２ａから予め定めた微小数値ΔＢ２ａを減算して下限荷重Ｂ４を求めるとともに、ロードセル検知荷重Ｂ２ａに前記微小数値ΔＢ２ａを加算して上限荷重Ｂ５を求める。この演算は、制御装置７１の演算処理部９１が行う。

しかる後、ステップＳ９０６において、制御装置７１が移動装置３７の動作を制御する。スキージヘッド４２がＹ方向の端部で停止している場合、スキージヘッド４２を他端部に向けて移動させ、スキージヘッド４２が移動中である場合は、所定速度を維持するように移動を継続させる。そして、ステップＳ９０７において、後述する印圧制御（後述する昇降装置４３のフィードバック制御）の実施回数を示す変数Ｃに１を加える。

次に、ステップＳ９０８において、ロードセル６３によって現在のロードセル検知荷重Ｂ（ステップＳ７０５で求める差分荷重Ｂとは異なる荷重）を測定する。現在のロードセル検知荷重Ｂは、エアシリンダ６６の押圧力によってスキージヘッド４２に作用する反力と、昇降装置４３がスキージヘッド４２を下降させることにより生じる反力との和である。その後、ステップＳ９０９において、ロードセル検知荷重Ｂが前記下限荷重Ｂ４より大きいか否かを判別する。

ロードセル検知荷重Ｂが下限荷重Ｂ４以下である場合、ステップＳ９１０に進み、スキージヘッド４２を昇降装置４３によって所定の微少量だけ下降させ、ステップＳ９０８に戻る。ロードセル検知荷重Ｂが下限荷重Ｂ４より大きい場合は、ステップＳ９１１において、ロードセル検知荷重Ｂが前記上限荷重Ｂ５より小さいか否かを判別する。ロードセル検知荷重Ｂが上限荷重Ｂ５以上である場合、ステップＳ９１２に進み、スキージヘッド４２を昇降装置４３によって所定の微少量だけ上昇させ、ステップＳ９０８に戻る。

前記ステップＳ９０８〜Ｓ９１２においては、ロードセル６３によって検出されたロードセル検知荷重Ｂが予め定めた目標範囲内（Ｂ４より大きくかつＢ５より小さい範囲内）に入るように前記昇降装置４３の動作がフィードバック制御により制御される。この昇降装置４３のフィードバック制御（印圧制御）は、制御装置７１の昇降制御部（モータ制御部９４およびセンサデータ入力部９７）によって実施される。

このように印圧制御を行った後、ステップＳ９１３において、変数Ｃを数値ｎで除した値が整数であるか否かを判別する。例えば、数値ｎとして２が予め設定されている場合、変数Ｃの値が２，４，６…であるとき、すなわち印圧制御が２回行われる毎にステップＳ９１３でＹＥＳと判定され、ステップＳ９１４に進む。一方、ステップＳ９１３でＮＯと判定された場合は、図１０に示すフローチャートの後述するステップＳ１０１に進む。

ステップＳ９１４においては、圧力センサ９０によって半田ペースト室７５内の圧力（ペースト圧）Ｐを測定し、次に、ステップＳ９１５において、前記ペースト圧Ｐが予め定めた判定圧力Ｐ１より大きいか否かを判別する。ペースト圧Ｐが判定圧力Ｐ１以下である場合、ステップＳ９１６に進み、エアシリンダ６６に供給する空気の圧力を予め定めた微小な所定値分だけ増加させてからステップＳ９１４に戻る。

前記ステップＳ９１５において、ペースト圧Ｐが判定圧力Ｐ１より大きいと判定された場合は、ステップＳ９１７に進み、ペースト圧Ｐが判定圧力Ｐ２より小さいか否かを判別する。なお、判定圧力Ｐ２は、前記判定圧力Ｐ１より大きい圧力に設定されている。ペースト圧Ｐが判定圧力Ｐ２以上である場合、ステップＳ９１８に進み、エアシリンダ６６に供給する空気の圧力を予め定めた微小な所定値分だけ減少させてからステップＳ９１４に戻る。

ステップＳ９１４〜ステップＳ９１８においては、圧力センサ９０によって検出されたペースト圧Ｐが予め定めた目標範囲内（判定圧力Ｐ１より大きくかつ判定圧力Ｐ２より小さい範囲内）に入るように、前記エアシリンダ６６の動作がフィードバック制御により制御される。このエアシリンダ６６のフィードバック制御（ペースト圧制御）は、制御装置７１の加圧制御部９６とセンサデータ入力部９７とによって実施される。

このようにペースト圧制御を行った後、図１０に示すフローチャートのステップＳ１０１に示すように、ヘッドＹ軸モータ３５に設けられているエンコーダの現在の位置値Ｙを検出する。次に、ステップＳ１０２において、前記位置値Ｙに基づいてスキージヘッド４２が移動中であるか否かを判別する。この判別は、スキージヘッド４２が前側端部に位置しているときエンコーダの位置値Ｙ１と、スキージヘッド４２が後側端部に位置しているときのエンコーダの位置値Ｙ２とを用いて行う。なお、位置値Ｙ１は位置値Ｙ２より小さくなるように設定されている。

すなわち、現在の位置値Ｙが前記Ｙ１より大きくかつＹ２より小さいときは、移動中であると判定され、図９に示すフローチャートのステップＳ９０６に戻る。また、上記判別条件とは一致しない場合は、スキージヘッド４２が前側端部または後側端部に移動したと判定され、ステップＳ１０３において、移動装置３７によるスキージヘッド４２のＹ方向への移動を停止させる。また、このときは、停止後エアシリンダ６６への圧力空気の供給を停止させ、続いて昇降装置４３によってスキージ６１が退避位置に位置するようにスキージヘッド４２を上昇させる。

このようにスキージヘッド４２がＹ方向の端部で上昇することによって１回の印刷が終了する。
印刷が終了した後、図６に示すフローチャートのステップＳ６１３において、プリント配線板８を搬出させる。この搬出は、昇降テーブル１６の下降、この下降中におけるＸ軸テーブル１４・Ｙ軸テーブル１３・Ｒ軸テーブル１５の搬送位置への復帰、メインコンベア１１の位置決め、プリント配線板８のクランプ解除などを実施した後、メインコンベア１１と搬出用コンベア４とによってプリント配線板８を後工程を実施する装置に搬出する。その後、ステップＳ６１４において、印刷枚数を示す変数Ｎに１を加え、ステップＳ６０２に戻る。

上述したように構成されたスクリーン印刷機１においては、半田ペースト７２の圧力と相関する圧力相関値（圧力センサ９０の検出値であって前記ペースト圧）がスクリーン印刷中に予め定めた目標範囲内に入るようにエアシリンダ６６の動作がフィードバック制御により制御されるから、前記カートリッジ７３から吐出された半田ペースト７２の圧力が所定の範囲内に保たれる。このため、カートリッジ７３の品質にばらつきがあったり、半田ペースト７２の物性が変化した場合であっても、マスクプレート６への半田ペースト７２の供給量が安定する。したがって、この参考例によるスクリーン印刷機１によれば、常に高い印刷品質でスクリーン印刷を行うことができるようになる。

この参考例によるスクリーン印刷機１は、半田ペースト７２の圧力を圧力センサ９０によって検出するから、カートリッジ７３から吐出された半田ペースト７２の圧力を直接的に検出することができる。このため、この参考例によれば、半田ペースト７２の供給量をより一層高い精度で制御することができる。

この参考例によれば、加圧装置をシリンダ６６ａと、ピストンロッド８５を構成部品とするピストン６６ｂで構成し、空気の圧力を可変とする電空レギュレータ８６を制御しているから、半田ペースト７２の圧力を制御するフィードバック制御を簡単な構造の装置で行うことができる。

この参考例による制御装置７１は、スクリーン印刷中に前記フィードバック制御を実施するように制御することができる。この構成を採ることにより、印刷中、カートリッジ７３の状態が急激に変化するような場合であっても、適切に半田ペースト７２をマスクプレート６上に吐出でき、適切な印刷が可能となる。

この参考例によるスクリーン印刷機１は、スクリーン印刷時に上述したエアシリンダ６６のフィードバック制御が実施される以前に、前記ロードセル６３によって検出されたロードセル検知荷重Ｂが予め定めた目標範囲内に入るように昇降装置４３の動作をフィードバック制御により制御する構成が採られている。このため、例えば、プリント配線板８に歪みが生じているような場合であっても印刷圧力を一定にすることができる。

すなわち、例えば上下に湾曲するように歪んだプリント配線板８の上にマスクプレート６を重ね、このマスクプレート６の上でスキージ６１を単に水平移動させると、プリント配線板８における上方に変位している部位の上をスキージ６１が通過するときに印刷圧力が相対的に高くなり、下方に変位している部位の上のスキージ６１が通過するときに印刷圧力が相対的に低くなる。

この参考例によれば、上述したように印刷圧力が相対的に高くなる場合、この圧力上昇をロードセル６３によって検出し、印刷圧力が低下するように昇降装置４３の動作が制御される。また、前記プリント配線板８の歪みに起因して印刷圧力が相対的に低下する場合は、この圧力低下をロードセル６３によって検出し、印刷圧力が増大するように昇降装置４３の動作が制御される。
したがって、この参考例によるスクリーン印刷機によれば、印刷圧力を常に所定の範囲内に保つことができるから、より一層印刷品質を高くすることができる。

（本発明の実施例）
半田ペーストの圧力は、圧力センサの代わりにロードセルを用いて検出することができる。この場合の実施例を図１１〜図１５によって詳細に説明する。
図１１は本発明の実施例を示す要部の断面図、図１２は本発明の実施例のブロック図、図１３は固着状態の有無をチェックするときの動作を示すフローチャート、図１４および図１５は印刷時の動作を示すフローチャートである。これらの図において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

この実施例によるスクリーン印刷機は、半田ペースト７２の圧力を圧力センサの代わりにロードセル６３を用いて検出する構成が採られている。このため、この実施例によるスクリーン印刷機のスキージヘッド４２には、図１１に示すように、圧力センサは設けられていない。この実施例においては、ロードセル６３によって本発明でいう荷重検出器が構成されている。ロードセル６３を使用して半田ペースト７２の圧力を検出するためには、スキージヘッド４２がマスクプレート６に所定の荷重で押し付けられている状態で、エアシリンダ６６による押圧力を増大させ、この押圧の前後でロードセル６３を用いて荷重の大きさを測ることによって行う。

半田ペースト７５内の半田ペースト７２の圧力が増大すると、この圧力によってスキージヘッド４２が上方に付勢されるために、ロードセル６３が受ける反力の大きさが増大する。この実施例によるスクリーン印刷機は、このように半田ペースト７２の圧力上昇に伴って前記反力が増大する現象を利用して半田ペースト７２の圧力を検出する。

この実施例によるスクリーン印刷機において、カートリッジ７３の蓋体８２が押出し容器本体８１に固着しているか否かのチェックは、図１３に示すように行われ、スクリーン印刷中のエアシリンダ６６のフィードバック制御は、図１５に示すように行われる。
蓋体８２の固着状態の有無のチェックを行うためには、先ず、図１３に示すフローチャートのステップＳ１３１に示すように、エアシリンダ６６（加圧用シリンダ）をその加圧圧力がＣ１になるように動作させる。このときの加圧圧力Ｃ１は、エアシリンダ６６が相対的に小さい押圧力で蓋体８２を押圧するように加圧制御部９６によって設定される。

エアシリンダ６６によってカートリッジ７３の蓋体８２が押圧されると、蓋体８２が押出し容器８１に固着していない場合、半田ペースト７２がカートリッジ７３内から半田ペースト室７５に吐出され、半田ペースト室７５内の半田ペースト７２の圧力が増大する。このように圧力が増大すると、この圧力によってスキージヘッド４２が上方に付勢されるために、実質的に上述した反力の大きさが増大することになり、ロードセル検知荷重が増大する。

なお、エアシリンダ６６の作動において、ヘッド昇降用モータ５５の位置は停止保持され、昇降部材５１の上下方向位置も保持したままであるが、支持板４８が上昇して第１の圧縮コイルばね４４及び第２の圧縮コイルばね６０の収縮状態が変化し、ロードセル検知荷重が増大する。この時のロードセル検知荷重は、スキージ６１によるマスクプレート６からの反力と半田出口８４における半田ペースト圧力によるマスクプレート６押圧力に対する反力の和となる。半田出口８４における半田ペースト圧力に基づく反力は、スキージ６１における反力に比べて小さく、支持板４８の上昇量は僅かなものとなる。支持板４８の上昇によりスキージ６１の撓み量が変化し、マスクプレート６からの反力はＢ１から僅かに減少する。厳密に言えばＢ１から僅かに減少するこの反力が印圧荷重となる。

制御装置７１は、上述したようにエアシリンダ６６を動作させた後、ステップＳ１３２において、ロードセル６３によって現在のロードセル検知荷重Ｂ２を測定し、このロードセル検知荷重Ｂ２から前記印刷開始時のロードセル６３の検知荷重Ｂ１を減算してその値を差分荷重ＢＢとする。ロードセル検知荷重Ｂ２の測定はセンサデータ入力部９７が行う。また、差分荷重ＢＢを求めるＢ２−Ｂ１の演算と、後述するステップＳ１３３における数値の比較とは、演算処理部９１が行う。

次に、制御装置７１は、ステップＳ１３３において、前記差分荷重Ｂが予め定めた判定荷重Ｂ０より大きいか否かを判別する。固着がないときは荷重Ｂ２は荷重Ｂ１より大きくなる一方、完全に固着する場合は荷重Ｂ２と荷重Ｂ１は同一となる。僅かに固着している場合は、荷重Ｂ２は荷重Ｂ１より僅かに大きくなる。固着と判定する基準をどこに置くかにより判定荷重Ｂ０が変化することになる。この判定荷重Ｂ０は、例えば、０としたり、実験等により求めた値とすることができる。実験等により判定荷重Ｂ０を求めるに当たっては、カートリッジ７３から半田ペースト７２が必要量だけ吐出されたときに検出したロードセル６３の検知荷重と、印刷開始時のロードセル６３の検知荷重Ｂとの差とすることができる。

前記ステップＳ１３１において、カートリッジ７３の蓋体８２が押出し容器８１内に挿入されて必要量の半田ペースト７２がカートリッジ７３から吐出された場合、言い換えれば蓋体８２が押出し容器８１に固着していない場合は、ロードセル検知荷重Ｂ２は印刷開始時のロードセル６３の検知荷重Ｂ１より大きくなる。この場合、ステップＳ１３３でＹＥＳと判定され、ステップＳ１３４に進む。一方、蓋体８２が押出し容器８１に固着していた場合には、カートリッジ７３から半田ペースト７２が吐出されることがなく、スキージヘッド４２が上方に付勢されることもないから、ロードセル検知荷重Ｂ２と印刷開始時の荷重Ｂ１とは等しくなるか、差の差分荷重ＢＢは判定荷重Ｂ０より小さくなる。この場合、ステップＳ７０３においてＮＯと判定され、ステップＳ１３５に進む。

ステップＳ１３４においては、固着の有無を示す変数Ｆに、固着していないことを示す０が代入される。ステップＳ１３５においては、前記変数Ｆに、固着していることを示す１が代入される。
このように変数Ｆに０または１が代入されることによって固着状態の有無をチェックする動作が終了し、ステップＳ１３６においてエアシリンダ６６による加圧を止め、その後図６に示すフローチャートのステップＳ６０９に進む。

この実施例によるスクリーン印刷機において、スクリーン印刷中にエアシリンダ６６をフィードバック制御（ペースト圧制御）により制御するためには、図１５に示すように行う。なお、このスクリーン印刷機による印刷動作のうち、ペースト圧制御を実施する以前の動作は、図１４に示すように、第１の実施例によるスクリーン印刷機と同一である。このため、図１４においては、前記図９で示したフローチャートと同じ符号を付けてある。この実施例においては、図１４に示すフローチャートのステップＳ９１３でＮＯと判定された場合、図１５に示すフローチャートの後述するステップＳ１５７に進む。

この実施例によるペースト圧制御（エアシリンダ６６のフィードバック制御）は、図１５に示すフローチャートのステップＳ１５１〜ステップＳ１５６に示すように行われる。すなわち、先ず、ステップＳ１５１に示すように、エアシリンダ６６に供給する空気の圧力を予め定めた微小な所定値分だけ増加させる。次に、ステップＳ１５２において、ロードセル６３によって現在のロードセル検知荷重Ｂを測定し、ステップＳ１５３において、ロードセル検知荷重Ｂが下限荷重Ｂ４より大きいか否かを判別する。この下限荷重Ｂ４と、後述するＢ５とは、ロードセル検知荷重Ｂの大きさに基づいて昇降装置４３の動作をフィードバック制御（印圧制御）するときに用いたＢ４，Ｂ５と同じ値である。

ロードセル検知荷重Ｂが下限荷重Ｂ４以下である場合、ステップＳ１５４に進み、エアシリンダ６６に供給する空気の圧力を予め定めた微小な所定値分だけ増加させ、ステップＳ１５２に戻る。ロードセル検知荷重Ｂが下限荷重Ｂ４より大きい場合は、ステップＳ１５５において、ロードセル検知荷重Ｂが上限荷重Ｂ５より小さいか否かを判別する。ロードセル検知荷重Ｂが上限荷重Ｂ５以上である場合、ステップＳ１５６に進み、エアシリンダ６６に供給する空気の圧力を予め定めた微小な所定値分だけ減少させ、ステップＳ１５２に戻る。

前記ステップＳ１５５において、ロードセル検知荷重Ｂが上限荷重Ｂ５より小さい場合、ステップＳ１５７に進み、ヘッドＹ軸モータ３５に設けられているエンコーダの現在の位置値Ｙを検出する。次に、ステップＳ１５８において、前記位置値Ｙに基づいてスキージヘッド４２が移動中であるか否かを判別する。この判別は、スキージヘッド４２が前側端部に位置しているときエンコーダの位置値Ｙ１と、スキージヘッド４２が後側端部に位置しているときのエンコーダの位置値Ｙ２とを用いて行う。

このとき、現在の位置値Ｙが前記Ｙ１より大きくかつＹ２より小さいときは、移動中であると判定され、図１４に示すフローチャートのステップＳ９０６に戻る。また、上記判別条件とは一致しない場合は、スキージヘッド４２が前側端部または後側端部に移動したと判定され、ステップＳ１５９において、移動装置３７によるスキージヘッド４２のＹ方向への移動を停止させる。また、このときは、エアシリンダ６６への圧力空気の供給を停止させて押圧力を解消させ、昇降装置４３によってスキージ６１が退避位置に位置するようにスキージヘッド４２を上昇させる。このようにスキージヘッド４２がＹ方向の端部で上昇することによって１回の印刷が終了する。

なお、ステップＳ９０５におけるロードセル検知荷重Ｂ２ａ、およびステップＳ１５２におけるロードセル検知荷重Ｂは、昇降装置４３がスキージヘッド４２を下降しスキージ６１がマスクプレート６を押圧しロードセル検知荷重がＢ１となっている状態において、加圧装置を作動すなわちエアシリンダ６６に加圧圧力Ｃ１を作用させ、カートリッジ７３から半田ペースト室７５へ半田ペースト７２を吐出する状態におけるロードセル６３によって検知される反力となる。よってステップＳ１５３のＢ４＜Ｂ？は（Ｂ４−Ｂ１）＜（Ｂ−Ｂ１）？と、ステップＳ１５５のＢ＜Ｂ５？は（Ｂ−Ｂ１）＜（Ｂ５−Ｂ１）？とそれぞれ置き換えることができる。Ｂ−Ｂ１は、昇降装置４３がスキージヘッド４２を下降しスキージ６１がマスクプレート６を押圧しロードセル検知荷重がＢ１となっている状態から、加圧装置を作動させることによるロードセル６３によって検知される反力の増加量となる。

この実施例に示すスクリーン印刷機においてもスクリーン印刷中にペースト圧制御によって半田ペースト７２の圧力が所定の範囲内に保たれるから、第１の実施例で示したスクリーン印刷機と同じ効果を奏する。しかも、この実施例に示すスクリーン印刷機においてもペースト圧制御を実施する以前に印圧制御を行っているから、第１の実施例で示したスクリーン印刷機と同様に高い印刷品質で印刷を行うことができる。

この実施例においては、印刷荷重の検出と、フィードバック制御時の荷重の検出とを一つのロードセル６３によって行っているから、専ら半田ペースト７２の圧力を検出するためのセンサを使用する場合に較べて、製造コストが低いスクリーン印刷機を提供することができる。

この実施例による制御装置７１は、スクリーン印刷中に前記フィードバック制御を実施するように制御することができる。この構成を採ることにより、印刷中、カートリッジ７３の状態が急激に変化するような場合であっても、適切に半田ペースト７２をマスクプレート６上に吐出でき、適切な印刷が可能となる。

図９のステップＳ９１３の替わりに所定条件（例えば基板１枚目、あるいは所定枚数の整数倍の基板枚数目）に一致するか否かの判断ステップを置き、一致する場合ステップＳ９１３〜Ｓ９１８で記載されるフィードバック制御を実施し、フィードバック制御中ステップＳ９１７でＹＥＳとなる場合にエアシリンダ６６への供給圧データを制御装置７１のデータ記憶部９３に記憶させた後、図１０のステップＳ１０１へ進ませる。ステップＳ９１３の替わりの所定条件に一致するか否かの判断ステップにおいて一致しない場合は、データ記憶部９３に記憶させたデータに基づく供給圧の空気をエアシリンダ６６に送るよう電空レギュレータ８６を調整するステップを置き、そのステップの後図１０のステップＳ１０１へ進ませる。以上のようにすることにより、フィードバック制御を実施するのは所定条件に一致する場合にのみに限定でき、制御を簡便化できる。

また、基板への印刷を開始しない段取り段階でステップＳ９１３〜Ｓ９１８で記載されるフィードバック制御を実施しエアシリンダ６６への適正供給圧を記憶装置のデータ記憶部に記憶させた後、印刷中データ記憶部に記憶させた適正供給圧をエアシリンダ６６へ供給するようにしても良い。

また、図１４におけるステップＳ９１３の替わりに所定条件（例えば基板１枚目、あるいは所定枚数の整数倍の基板枚数目）に一致するか否かの判断ステップを置き、一致する場合ステップＳ１５１へ進み、ステップＳ１５２〜Ｓ１５６で記載されるフィードバック制御を実施し、フィードバック制御中ステップＳ１５５でＹＥＳとなる場合にエアシリンダ６６への供給圧データを制御装置７１のデータ記憶部９３に記憶させた後、ステップ１５８へ進ませる。ステップＳ９１３の替わりの所定条件に一致するか否かの判断ステップにおいて一致しない場合は、データ記憶部９３に記憶させたデータに基づく供給圧の空気をエアシリンダ６６に送るよう電空レギュレータ８６を調整するステップを置き、そのステップの後ステップＳ１５７へ進ませる。以上のようにすることにより、フィードバック制御を実施するのは所定条件に一致する場合にのみに限定でき、制御を簡便化できる。

さらにまた、基板への印刷を開始しない段取り段階で、ステップＳ１５１と、ステップＳ１５２〜Ｓ１５６で記載されるフィードバック制御を実施し、エアシリンダ６６への適正供給圧を記憶装置のデータ記憶部に記憶させた後、印刷中データ記憶部に記憶させた適正供給圧をエアシリンダ６６へ供給するようにしても良い。

上述した各実施例においては、作動流体として空気を用いるエアシリンダ６６によって加圧装置を構成する例を示したが、加圧装置としては、油圧シリンダを使用することができる。加圧装置を油圧シリンダによって構成する場合、圧力調整手段は油圧圧力調整器によって構成することができる。

本発明の参考となるスクリーン印刷機の正面図である。 要部の構成を示す断面図である。 昇降装置の構成を示す斜視図である。 スキージヘッドの下端部の構成を示す斜視図である。 本発明の参考となるスクリーン印刷機の構成を示すブロック図である。 印刷工程の動作を示すフローチャートである。 固着状態の有無をチェックするときの動作を示すフローチャートである。 固着状態を解除するときの動作を示すフローチャートである。 印刷時の動作を示すフローチャートである。 印刷時の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例を示す要部の断面図である。 本発明の実施例のブロック図である。 固着状態の有無をチェックするときの動作を示すフローチャートである。 印刷時の動作を示すフローチャートである。 印刷時の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…スクリーン印刷機、６…マスクプレート、７…スキージユニット、８…プリント配線板、３７…移動装置、４２…スキージヘッド、４３…昇降装置、６１…スキージ、６３…ロードセル、６６…エアシリンダ、６６ａ…シリンダ、６６ｂ…ピストン、７１…制御装置、７２…半田ペースト、７３…カートリッジ、７５…半田ペースト室、８１…押出し容器、８２…蓋体、８６…電空レギュレータ、９０…圧力センサ、９１…演算処理部、９４…モータ制御部、９６…加圧制御部、９７…センサデータ入力部。

Claims (3)

1. プリント配線板が下方から重ねられるマスクプレートと、着脱式押出し容器内の半田ペーストに加圧し、前記着脱式押出し容器から半田ペーストを吐出させる加圧装置と、前記半田ペーストを前記マスクプレートに塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、
   前記加圧装置およびスキージを有するスキージヘッドと、
   このスキージヘッドを昇降させる昇降装置と、
   前記スキージヘッドと前記昇降装置との間に介装され、前記スキージがマスクプレートを押圧することによって生じる反力の大きさを検出する荷重検出器と、
   この荷重検出器による検知値に基づき前記昇降装置の動作を制御するとともに、前記検知値に基づき前記加圧装置の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記スキージヘッドは、前記着脱式押出し容器から吐出した半田ペーストを貯留する半田ペースト室と、この半田ペースト室の下側に一対の前記スキージとを備え、
   この一対の前記スキージは、前記半田ペースト室の底を形成するとともに、互いの間に前記半田ペースト室の半田出口が形成されており、
   前記制御装置は、前記昇降装置がスキージヘッドを下降し前記スキージがマスクプレートを押圧した状態において、前記検知値が予め定めた目標範囲内に入るように、前記検知値が予め定めた目標範囲より小さい場合にはスキージヘッドが下降し、前記検知値が予め定めた目標範囲より大きい場合にはスキージヘッドが上昇するように前記昇降装置の動作をフィードバック制御するとともに、前記検知値が予め定めた目標範囲内にある状態において、前記加圧装置を作動し、作動して得られる前記検知値の増加量が予め定めた目標範囲内に入るように、前記加圧装置の動作をフィードバック制御により制御するようにしたことを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 請求項１記載のスクリーン印刷機において、
   前記制御装置は、スクリーン印刷中前記昇降装置の動作と前記加圧装置の動作とを制御することを特徴とするスクリーン印刷機。
3. 請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷機において、
   前記加圧装置は、シリンダとピストンからなり、このシリンダとピストンの内一方を前記着脱式押出し容器の一部に当接し、他方を前記スキージヘッドに支持し、シリンダに作動流体を供給することで着脱式押出し容器から半田ペーストを前記半田ペースト室へ吐出させ、前記制御装置は、前記フィードバック制御において、前記作動流体の圧力を可変とする圧力調整手段を制御することにより、前記加圧装置の動作を制御するようにしたことを特徴とするスクリーン印刷機。

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