JP6100905B2

JP6100905B2 - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP6100905B2
Application number: JP2015530583A
Authority: JP
Inventors: 祥史深草; 良宗横井
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: CN105451997B; WO2015019417A1; CN105451997A; JPWO2015019417A1

Description

本発明は、スクリーン上に載置されたハンダをスキージによって移動させることにより印刷を行なうスクリーン印刷機に関する。

従来、この種のスクリーン印刷機としては、スキージを保持してスクリーンに平行に移動が可能なスキージ保持装置に反射型の光電スイッチを取り付け、この光電スイッチからの検出信号に基づいてスクリーン上のハンダの量を測定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このスクリーン印刷機では、印刷が終了すると、光電スイッチの光軸がハンダを通過するようにスキージ保持装置をスクリーンに沿って移動させ、光電スイッチの検出信号が変化したときの２つの位置の間隔（移動距離）を、ハンダのロール幅、即ちハンダ量として算出している。
特開２００８−７４０５４号公報

しかしながら、上述のスクリーン印刷機では、光電スイッチによるハンダの検出を印刷終了後に行なうことから、十分な精度でハンダ量を検出できない場合が生じる。即ち、ハンダは、印刷中にはスクリーン上をローリングしながら移動するため、安定した形状を維持するが、印刷が終了すると、スキージの上昇によって氷柱状に垂れたり、粘性により形状が変化したりするため、形状が安定しない。このため、形状が安定していない状態で光電スイッチによりハンダを検知しても、十分な精度でハンダ量を推定することができない。

本発明のスクリーン印刷機は、スクリーン上のハンダの量をより正確に推定することを主目的とする。

本発明のスクリーン印刷機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のスクリーン印刷機は、
スクリーン上に載置されたハンダをスキージによって移動させることにより印刷を行なうスクリーン印刷機であって、
前記スキージを搭載するヘッドと、
前記スキージと前記スクリーンとを該スクリーンに平行な方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記スキージと前記スクリーンとの相対的な移動状態を検知する移動状態検知手段と、
スクリーン印刷中に前記スキージが光軸を通過し且つ前記スクリーンに対する光軸の相対位置が変化しないように設置され、光軸位置での対象物を検知可能な光学検知手段と、
スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、所定の基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上のハンダの量を推定するハンダ量推定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のスクリーン印刷機では、光軸位置での対象物を検知可能な光学検知手段を、スクリーン印刷中にスキージが光軸を通過し且つスクリーンに対する光軸の相対位置が変化しないように設置し、スクリーン印刷中に光学検知手段により対象物としてハンダの印刷方向端部が検知されたときに移動状態検知手段により検知されたスキージとスクリーンとの移動状態と、所定の基準移動状態とに基づいて、スクリーン上のハンダの量を推定する。これにより、ハンダの形状が安定するスクリーン印刷中に光学検知手段によりハンダを検知し、これに基づいてスクリーン上のハンダの量を推定するから、スクリーン印刷後に光学検知手段によりハンダを検知してハンダ量を推定するものに比して、ハンダ量をより正確に推定することができる。ここで、「移動状態検知手段」は、スキージとスクリーンとの相対位置を検知するものや、スクリーン印刷開始からのスキージの移動距離を検知するもの、スクリーン印刷開始からのスキージの移動時間を検知するもの等が含まれる。

こうした本発明のスクリーン印刷機において、前記光学検知手段により前記対象物として前記スキージが検知されるときの前記スキージと前記スクリーンとの相対的な移動状態を前記基準移動状態として予め記憶する基準移動状態記憶手段を備え、前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記記憶された基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上の前記ハンダの量を推定する手段であるものとすることもできる。

あるいは、本発明のスクリーン印刷機において、前記スクリーン上に所定量のハンダが載置された状態で前記スキージと前記スクリーンとを相対的に移動させたときに前記光学検知手段により前記ハンダの印刷方向端部が検知されるときの該スキージと該スクリーンとの移動状態を前記基準移動状態として予め記憶する基準移動状態記憶手段を備え、前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記記憶された基準移動状態とに基づいて、前記所定量に対する前記ハンダの量の過不足を推定する手段であるものとすることもできる。

また、本発明のスクリーン印刷機において、前記光学検知手段は、印刷方向に直交する方向であって前記スクリーンに平行な方向に複数の光軸位置が並ぶように複数個設置され、前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に複数個の前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときにそれぞれ前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上の前記ハンダの量を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、ハンダ幅が不均一であっても、ハンダ量をより正確に推定することができる。

さらに、本発明のスクリーン印刷機において、前記スクリーンは、筐体に固定され、前記移動手段は、前記スキージを前記スクリーンに沿って移動させる手段であり、前記光学検知手段は、前記筐体に設置されてなるものとすることもできる。

部品組立システム１０の外観を示す外観斜視図である。部品組立システム１０に組み込まれる本実施例のスクリーン印刷機２０の構成の概略を示す構成図である。スキージユニット３０，４０の構成の概略を示す構成図である。光電センサユニット６０の構成の概略を示す構成図である。管理コンピュータ９０と制御装置７０との電気的な接続関係を示すブロック図である。基準位置取得処理の一例を示すフローチャートである。基準位置Ｒ１を取得する際のスクリーン印刷機の動作の様子を説明する説明図である。印刷処理の一例を示すフローチャートである。ハンダ量推定処理の一例を示すフローチャートである。ハンダロール幅Ｒを推定する際のスクリーン印刷機の動作の様子を説明する説明図である。複数の光電センサ６２Ｒ，６２Ｍ，６２Ｌを配置した場合の配置例を模式的に示す模式図である。複数の光電センサ６２Ｒ，６２Ｍ，６２Ｌを配置してハンダロール幅Ｒを推定する際のスクリーン印刷機の動作の様子を説明する説明図である。基準時間取得処理の一例を示すフローチャートである。変形例のハンダ量推定処理を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は部品組立システム１０の外観を示す外観斜視図であり、図２は部品組立システム１０に組み込まれる本発明の一実施例としてのスクリーン印刷機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はスキージユニット３０，４０の構成の概略を示す構成図であり、図４は光電センサユニット６０の構成の概略を示す構成図であり、図５は管理コンピュータ９０と制御装置７０との電気的な接続関係を示すブロック図である。

部品組立システム１０は、図１に示すように、スクリーン印刷によって回路基板Ｐ（図２参照）上に配線パターンを形成する複数台（本実施例では２台）のスクリーン印刷機２０と、スクリーン印刷機２０を制御する制御装置７０と、スクリーン印刷機２０によって配線パターンが形成された回路基板Ｐに対して電子部品を実装する複数台（本実施例では７台）の電子部品装着機８０と、電子部品装着機８０を制御する制御装置８２と、各制御装置７０，８２を管理する管理コンピュータ９０とを備える。回路基板Ｐは基板搬送装置１２（図５参照）によって搬送され、複数台のスクリーン印刷機２０と複数台の電子部品装着機８０は、搬送経路上に、回路基板Ｐの搬送方向に対してスクリーン印刷機２０が電子部品装着機８０よりも上流側となるよう並べて設置されている。ここで、複数台のスクリーン印刷機２０は、何れも同一構成であるため、同一の符号を付した。また、複数台の電子部品装着機とその制御装置は、本発明の要旨をなさないため、まとめて「８０」，「８２」の符号を付し、それらの詳細な説明については省略する。

本実施例のスクリーン印刷機２０は、電子部品装着機８０により電子部品を実装する工程の前工程として、スキージ３２，４２（図３参照）を用いてスクリーンＳ上のハンダをローリングさせながらスクリーンＳに形成されたパターン孔に押し込むことによりそのパターン孔を介して下方の回路基板Ｐにハンダを塗布（印刷）するものとして構成されており、図２に示すように、筐体２２と、筐体２２に設置された印刷機本体２４とを備える。ここで、図２の左右方向は印刷方向であり、前（手前）後（奥）方向は回路基板Ｐの搬送方向を示す。

印刷機本体２４は、図２に示すように、筐体２２の下段部である基台部２２ａに設置され図２奥から手前に搬送されてくる回路基板Ｐを保持する基板保持装置２６と、筐体２２の中段部に設置されスクリーンＳを水平な姿勢で支持するスクリーン支持台２８と、筐体２２の上段部に設置された左右一対のスキージユニット３０，４０と、一対のスキージユニット３０，４０をスクリーンＳに沿って水平方向（図２左右方向）に移動させる水平移動装置５０と、筐体２２に固定されスクリーンＳ上のハンダを検知するための光電センサユニット６０とを備える。

スキージユニット３０，４０は、図３に示すように、それぞれ、矩形の板状部材としてのスキージ３２，４２と、スクリーンＳに対して所定角度傾斜させた状態でスキージ３２，４２を保持するスキージ保持部材としてのスキージヘッド３４，４４と、スキージヘッド３４，４４を介してスキージ３２，４２を昇降させる昇降装置３６，４６と、を備える。スキージ３２，４２は、本実施例では、ハンダロールとの接触面が向かい合うように配置され、長手方向に直交する方向に往復動することにより、往復印刷が可能なダブルスキージとして構成されている。なお、以下、図３右側に配置されているスキージ３２を右スキージとも呼び、図３左側に配置されているスキージ４２を左スキージとも呼ぶ。スキージヘッド３４，４４は、スキージ３２，４２を着脱可能に保持し、本実施例では、スクリーンＳに対する傾斜角（スキージ角度）を調整することができるようになっている。昇降装置３６，４６は、本実施例では、空気圧によってピストンロッド３６ａ，４６ａを下方に押し出し可能なエアシリンダとして構成されており、ピストンロッド３６ａ，４６ａの先端部にはスキージヘッド３４，４４が固定されている。

水平移動装置５０は、図２に示すように、スキージユニット３０，４０が固定されたスライダ５２と、スライダ５２に取り付けられたボールねじナット５４と、ボールねじナット５４内を軸方向に貫通するねじ軸５６と、回転軸がねじ軸５６に連結された水平駆動モータ５８（図５参照）とを備える直線送り機構として構成されている。ねじ軸５６は、回路基板Ｐの搬送方向に直交する方向で且つスクリーンＳに対して平行な方向となるよう配置されており、このねじ軸５６と平行に、スライダ５２の移動をガイドする図示しないガイドレールが配置されている。前述したように、スライダ５２にはスキージユニット３０，４０が固定されているから、水平駆動モータ５８を駆動することにより、スキージユニット３０，４０を回路基板Ｐの搬送方向に直交する方向で且つスクリーンＳに対して平行な方向に移動させることができる。水平駆動モータ５８は、正逆両回転の駆動が可能なサーボモータとして構成されており、正回転駆動時にはスキージユニット３０，４０を往動方向（図２左方向）に移動させ、逆回転駆動時にはスキージユニット３０，４０を復動方向（図２右方向）に移動させる。また、水平移動装置５０には、水平方向（印刷方向）におけるスライダ５２の移動位置、即ちスキージ３２，４２の移動位置を検出するためのエンコーダ５９（図５参照）も設けられている。

光電センサユニット６０は、図４に示すように、光電センサ６２と、光電センサ６２を筐体２２に固定するための固定具６４とを備える。光電センサ６２は、本実施例では、投光器と受光器とを有する反射型光電センサとして構成されており、光軸が印刷方向（ハンダの進行方向）に対向する方向であってスクリーンＳに対して所定の傾斜角をもって照射されるよう設置されている。この光電センサ６２は、投光器からスクリーンＳに向けて投光された光の反射光を受光器で受光することによりスクリーンＳ上の物体の有無を検出する。ここで、スクリーンＳの表面とハンダロールとスキージ（左スキージ）４２は、それぞれ反射率が異なっている。このため、光電センサ６２は、投光器から投光した光の反射光を受光器で受光したときに、その受光量に基づいてスクリーンＳ上の投光位置（光軸位置）におけるハンダロールやスキージ４２の有無を検出することができる。

固定具６４は、図４に示すように、筐体２２に固定される長方形型の固定プレート６６と、長手部６８ａと短手部６８ｂとを有し短手部６８ｂに光電センサ６２が固定されたＬ字型の固定金具６８とを備える。固定プレート６６には、円弧穴６６ａと丸穴とが形成されている。固定金具６８は、長手部６８ａに長穴６８ｃが形成されており、長穴６８ｃにボルト６９ａ，６９ｂを通してそれぞれ円弧穴６６ａ，丸穴に取り付けることで、固定プレート６６に固定される。したがって、ボルト６９ａを円弧穴６６ａのどの位置で固定するかによって光電センサ６２のスクリーンＳに対する光軸位置を調整することができる。本実施例では、スクリーン印刷中に左スキージ４２が光軸を通過するようにスクリーンＳの印刷方向略中央付近に光軸が位置するよう調整するものとした。勿論、スクリーン印刷中に左スキージ４２が光軸を通過するように光電センサ６２を設置すれば、光軸の位置はスクリーンＳの印刷領域内の如何なる位置であってもよい。

制御装置７０は、図５に示すように、ＣＰＵ７１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７２、各種データを記憶するＨＤＤ７３、作業領域として用いられるＲＡＭ７４、外部装置と電気信号のやり取りを行なうための入出力インタフェース７５などを備えており、これらはバス７６を介して電気的に接続されている。この制御装置７０には、光電センサ６２からの検出信号やエンコーダ５９からの検出信号などを入出力インターフェース７５を介して入力している。また、制御装置７０からは、基板搬送装置１２への駆動信号や基板保持装置２６への駆動信号，水平駆動モータ５８への駆動信号，昇降装置３６，４６への駆動信号などを入出力インターフェース７５を介して出力している。また、制御装置７０は、管理コンピュータ９０と双方向通信可能に接続されており、互いに制御指令やデータのやり取りを行なっている。

管理コンピュータ９０は、図５に示すように、ＣＰＵ９１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ９２、回路基板Ｐの生産計画などを記憶するＨＤＤ９３、作業領域として用いられるＲＡＭ９４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース９５などを備えており、これらはバス９６を介して接続されている。また、管理コンピュータ９０は、マウスやキーボードに代表される入力デバイス９７から操作信号を入出力インタフェース９５を介して入力しており、ディスプレイ９８へ各種画像を入出力インタフェース９５を介して出力している。ここで、回路基板Ｐの生産計画とは、各スクリーン印刷機２０においてどの回路基板Ｐにどのような配線パターンを形成するか、各電子部品装着機８０において回路基板Ｐにどの電子部品を実装するか、また、電子部品を実装した回路基板Ｐ（組立品）を何枚作製するか等を定めた計画をいう。管理コンピュータ９０は、オペレータから入力デバイス９７を介して生産計画を受け付け、受け付けた生産計画に従って組立品が作製されるよう各種指令をスクリーン印刷機２０および電子部品装着機８０に送信する。

次に、こうして構成された実施例のスクリーン印刷機２０の動作について説明する。まず、後述するハンダ量推定処理でスクリーンＳ上のハンダの量を推定するための基準位置を取得する基準位置取得処理について説明する。図６は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される基準位置取得処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、スクリーンＳ上にハンダがない状態で、後述する印刷処理に先立って実行される。

基準位置取得処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、スキージ（左スキージ）４２が印刷開始位置で下降するよう昇降装置４６を駆動制御する（ステップＳ１０）。続いて、スキージ４２の復動移動が開始されるよう水平駆動モータ５８を駆動制御して（ステップＳ２０）、光電センサ６２によってスキージ４２が検知されるのを待つ（ステップＳ３０）。光電センサ６２によってスキージ４２が検知されると、そのときにエンコーダ５９によって検知されたスキージ４２の位置（スキージ位置）を入力し（ステップＳ４０）、入力したスキージ位置を基準位置Ｒ１としてＲＡＭ７４に記憶して（ステップＳ５０）、基準位置取得処理を終了する。

図７は、基準位置Ｒ１を取得する際のスクリーン印刷機の動作の様子を示す説明図である。前述したように、光電センサ６２は、スクリーン印刷中にスキージ４２が光軸を通過するように設置されている。スクリーン印刷機２０は、スクリーンＳ上にハンダがない状態でスキージ４２を移動させ（図７（ａ）参照）、スキージ４２の移動中に光電センサ６２によってスキージ４２が検知されると、そのときのスキージ４２の位置（スキージ位置）をエンコーダ５９から取得し（図７（ｂ）参照）、取得したスキージ位置を基準位置Ｒ１とする。

次に、印刷処理について説明する。図８は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される印刷処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理コンピュータ９０からスクリーン印刷の指令を受信したときに実行される。

印刷処理が実行されると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、回路基板ＰがスクリーンＳの真下まで搬送されるよう基板搬送装置１２を制御すると共に回路基板Ｐが保持されるよう基板保持装置２６を制御する基板搬送処理を実行する（ステップＳ１００）。続いて、スキージ（右スキージ）３２が印刷開始位置でスクリーンＳに接触するまで下降するよう昇降装置３６を駆動制御し（ステップＳ１１０）、水平駆動モータ５８を正回転駆動することによりスキージ３２の往動移動を開始する（ステップＳ１２０）。これにより、回路基板Ｐに対して右スキージ３２によるハンダの印刷（往動印刷）が開始されることとなる。往動が終了すると（ステップＳ１３０）、印刷回数Ｎｐを値１だけインクリメントし（ステップＳ１４０）、スキージ３２が上昇するよう昇降装置３６を駆動制御する（ステップＳ１５０）。こうして１回分の印刷が終了すると、制御装置７０のＣＰＵ７１は、次の回路基板ＰをスクリーンＳの真下まで搬送させて保持する基板搬送処理を実行し（ステップＳ１６０）、スキージ（左スキージ）４２が下降するよう昇降装置４６を駆動制御して（ステップＳ１７０）、水平駆動モータ５８を逆回転駆動することによりスキージ４２の復動移動を開始する（ステップＳ１８０）。これにより、回路基板Ｐに対して左スキージ４２によるハンダの印刷（復動印刷）が開始されることとなる。復動印刷を開始すると、印刷回数Ｎｐが所定回数Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。印刷回数Ｎｐが所定回数Ｎｒｅｆ以上でない、即ち所定回数Ｎｒｅｆ未満であると判定すると、復動印刷が終了するのを待って（ステップＳ２１０）、印刷回数Ｎｐを値１だけインクリメントし（ステップＳ２２０）、ステップＳ１００に戻る。このように、復動印刷と往動印刷とを繰り返し実行することにより、回路基板Ｐに対して順次ハンダを印刷していく。

ステップＳ１９０で印刷回数Ｎｐが所定回数Ｎｒｅｆ以上であると判定すると、ハンダ量推定処理を実行し（ステップＳ２００）、復動印刷が終了するのを待って（ステップＳ２１０）、印刷回数Ｎｐを値１だけインクリメントし（ステップＳ２２０）、ステップＳ１００へ戻る。ここで、ステップＳ２００の処理は、図９のハンダ量推定処理を実行することにより行なわれる。

図９のハンダ量推定処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、光電センサ６２によりハンダロールの印刷方向端部が検知されるのを待つ（ステップＳ３００）。ハンダロールが検知されると、そのときのスキージ４２の位置をスキージ位置Ｒ２としてエンコーダ５９から入力し（ステップＳ３１０）、入力したスキージ位置Ｒ２と図６の基準位置取得処理で予め取得した基準位置Ｒ１との偏差によりハンダロール幅Ｒ（＝Ｒ１−Ｒ２）を算出する（ステップＳ３２０）。こうしてハンダロール幅Ｒを算出すると、算出したハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ここで、閾値Ｒｒｅｆは、スクリーン印刷を安定して行なうことのできるハンダ量の適正範囲内の下限値近傍に予め定められている。ハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ以上と判定すると、スクリーンＳ上のハンダは適正範囲内と判断し、印刷回数Ｎｐを値０にリセットして（ステップＳ３５０）、ハンダ量推定処理を終了し、ハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ未満と判定すると、スクリーンＳ上のハンダが不足していると判断して、所定の警告を出力し（ステップＳ３４０）、印刷回数Ｎｐを値０にリセットして（ステップＳ３５０）、ハンダ量推定処理を終了する。ここで、ステップＳ３４０の処理は、制御装置７０により警告信号を管理コンピュータ９０に送信することにより行なわれ、警告信号を受信した管理コンピュータ９０はディスプレイ９８上にハンダの補充を要求する警告画面を表示する。ここで、本実施例では、ハンダ量の適正範囲内の下限値近傍に定めた閾値Ｒｒｅｆを設け、ハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ未満である場合にハンダの補充を促す警告を出力するものとしたが、これに限定されるものではなく、閾値Ｒｒｅｆよりも若干大きな閾値Ｒｒｅｆ２を設け、ハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ２未満で且つ閾値Ｒｒｅｆ以上である場合にハンダが残り少ないことを示す警告を出力するものとしてもよい。また、ハンダ量の適正範囲内の上限値近傍に定めた閾値Ｒｒｅｆ３を設け、ハンダロール幅Ｒが閾値Ｒｒｅｆ３を超える場合にスクリーンＳ上のハンダが過多である旨の警告を出力するものとしてもよい。なお、本発明を、ハンダの自動供給が可能な自動供給装置を搭載するスクリーン印刷機に適用する場合は、推定したハンダロール幅Ｒに基づいて適宜ハンダが補充されるよう自動供給装置を制御するものとしてもよい。

図１０は、ハンダロール幅Ｒを推定する際のスクリーン印刷機の動作の様子を説明する説明図である。スクリーン印刷機２０は、スクリーンＳ上にハンダがある状態でスキージ４２を移動させて印刷を行ない（図１０（ａ）参照）、スキージ４２の移動中に光電センサ６２によってハンダが検知されると、そのときのスキージ４２の位置（スキージ位置）Ｒ２をエンコーダ５９から取得する（図１０（ｂ）参照）。前述したように、基準位置Ｒ１はスクリーンＳ上にハンダがない状態でスキージ４２を移動させたときに光電センサ６２によりスキージ４２が検知されたときのスキージ位置を示すから、基準位置Ｒ１とスキージ位置Ｒ２との偏差によって印刷方向におけるハンダロール幅を算出することができる。ここで、ハンダは粘性を有するため、移動中には安定した形状を維持するが、停止中には形状が崩れやすい。本実施例では、往動印刷中に左スキージ４２が光軸を通過するように光電センサ６２を設置し、移動中（ローリング中）のハンダを光電センサ６２により検知するから、形状が安定している状態でハンダを検知することができ、ハンダロール幅Ｒをより正確に推定することができる。

以上説明した本実施例のスクリーン印刷機２０によれば、移動中のスキージ４２が光軸を通過するように光電センサ６２を筐体２２に固定し、スクリーンＳ上にハンダがない状態でスキージ４２を移動させたときに光電センサ６２によりスキージ４２が検知されたときのスキージ位置を基準位置Ｒ１として予め記憶しておく。そして、スクリーン印刷中（復動印刷中）に、光電センサ６２によりハンダが検知されると、そのときのスキージ４２の位置（スキージ位置）Ｒ２をエンコーダ５９から取得し、取得したスキージ位置Ｒ２と基準位置Ｒ１とに基づいてハンダロール幅Ｒを算出する。これにより、形状が安定している移動中のハンダを光電センサ６２によって検知することができるから、形状が安定しない停止中のハンダを光電センサ６２によって検知するものに比して、ハンダ量をより正確に推定することができる。

また、本実施例のスクリーン印刷機２０によれば、光電センサ６２を筐体２２に設置するから、光電センサ６０を移動体に設置するものに比して、振動等に起因する誤検出の発生を抑制することができる。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、印刷処理に先立って、スクリーンＳ上にハンダがない状態でスキージ４２を移動させ、光電センサ６２によってスキージ４２が検知されたときにエンコーダ５９により検知されたスキージ位置を基準位置Ｒ１として記憶するものとしたが、これに限定されるものではなく、光電センサ６２の設置位置や設置角度に基づいて計算によって求まる基準位置Ｒ１を記憶するものとしてもよい。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、復動印刷中にハンダ量を推定するものとしたが、これに限定されるものではなく、往動印刷中にハンダ量を推定するものとしてもよいし、往動印刷中と復動印刷中の両方でハンダ量を推定するものとしてもよい。なお、往動印刷中にハンダ量を推定する場合、光軸が往動印刷時のハンダの進行方向に対向するように光電センサを設置してもよい。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、光軸がハンダの進行方向に対向するよう光電センサ６２を設置し、光軸をハンダが通過する際に光軸をハンダの正面側に当てることによりハンダを検知するものとしたが、これに限定されるものではなく、光軸がハンダの進行方向に直交するよう光電センサ６２を設置し、光軸をハンダが通過する際に光軸をハンダの側面側に当てることによりハンダを検知するものとしてもよい。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、１つの光電センサ６２によりスクリーンＳ上のハンダを検知するものとしたが、これに限定されるものではなく、複数の光電センサ６２を用いてスクリーンＳ上のハンダを検知するものとしてもよい。例えば、光軸の位置がハンダの進行方向に対して直交する方向に並ぶよう複数の光電センサを設置してもよい。即ち、図１１に示すように、光軸がスクリーンＳ上のＰＲ点に位置するよう光電センサ６２Ｒを設置し、光軸がスクリーンＳ上のＰＭ点に位置するよう光電センサ６２Ｍを設置し、光軸がスクリーンＳ上のＰＬ点に位置するよう光電センサ６２Ｌを設置する。そして、制御装置７０が、スクリーン印刷中（ハンダの移動中）に、光電センサ６２Ｒがハンダを検知したときにエンコーダ５９から取得されるスキージ位置Ｒ２１と基準位置Ｒ１との偏差によりＰＲ点でのハンダロール幅Ｒ＿ＰＲを算出し（図１２（ａ）参照）、光電センサ６２Ｍがハンダを検知したときにエンコーダ５９から取得されるスキージ位置Ｒ２２と基準位置Ｒ１との偏差によりＰＭ点でのハンダロール幅Ｒ＿ＰＭを算出し（図１２（ｂ）参照）、光電センサ６２Ｌがハンダを検知したときにエンコーダ５９から取得されるスキージ位置Ｒ２３と基準位置Ｒ１との偏差によりＰＬ点でのハンダロール幅Ｒ＿ＰＬを算出する（図１２（ｃ）参照）。これにより、ハンダロール形状を認識することができるため、ハンダロール幅が均一でない場合でも、より正確なハンダ量を推定することが可能となる。この場合、ハンダが不足している箇所のみにハンダを補充することにより、ハンダロールの形状を安定させることができる。なお、光電センサの設置数は、３つである場合を例示したが、これに限られず、幾つであっても構わない。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、印刷中（ハンダの移動中）に光電センサ６２によりハンダが検知されたときのスキージ位置Ｒ２をエンコーダ５９から取得し、取得したスキージ位置Ｒ２と予め記憶した基準位置Ｒ１とに基づいてハンダロール幅Ｒを算出するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、印刷開始から光電センサ６２によりハンダが検知されるまでの経過時間Ｔ２を取得し、取得した経過時間Ｔ２と予め記憶した基準時間Ｔ１とに基づいてハンダロール幅Ｒを算出するものとしてもよいし、印刷開始から光電センサ６２によりハンダが検知されるまでのスキージの移動距離Ｌ２を取得し、取得した移動距離Ｌ２と予め記憶した基準移動距離Ｌ１とに基づいてハンダロール幅Ｒを算出するものとしてもい。前者の場合、例えば、図６に示す基準位置取得処理に代えて図１３に示す基準時間取得処理を実行し、図９のハンダ量推定処理に代えて図１４に示すハンダ量推定処理を実行するものとすればよい。図１３の基準時間取得処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、スキージ４２を印刷開始位置で下降させる（ステップＳ４００）。そして、スキージ４２の復動移動を開始し（ステップＳ４１０）、タイマをスタートさせて（ステップＳ４２０）、光電センサ６２によりスキージ４２が検知されるのを待つ（ステップＳ４３０）。スキージ４２が検知されると、タイマをストップさせて（ステップＳ４４０）、タイマの計測時間を入力し（ステップＳ４５０）、入力した計測時間を基準時間Ｔ１としてＲＡＭ７４に記憶して（ステップＳ４６０）、基準時間取得処理を終了する。図１４のハンダ量推定処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、図８の印刷処理のステップＳ１８０で復動移動を開始したときに、タイマをスタートさせて（ステップＳ５００）、光電センサ６２によりハンダが検知されるのを待つ（ステップＳ５１０）。ハンダが検知されると、タイマをストップさせ（ステップＳ５２０）、タイマの計測時間を経過時間Ｔ２として入力し（ステップＳ５３０）、基準時間取得処理で取得した基準時間Ｔ１と入力した経過時間Ｔ２との偏差（Ｔ１−Ｔ２）に変換係数（復動移動速度）ｋを乗じたものをハンダロール幅Ｒとして算出する（ステップＳ５４０）。ハンダロール幅Ｒを算出すると、ハンダロール幅Ｒが所定幅Ｒｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ５５０）、ハンダロール幅Ｒが所定幅Ｒｒｅｆ未満でないと判定すると、印刷回数Ｎｐを値０にリセットして（ステップＳ５７０）、ハンダ量推定処理を終了し、ハンダロール幅Ｒが所定幅Ｒｒｅｆ未満であると判定すると、警告を出力し（ステップＳ５６０）、印刷回数Ｎｐを値０にリセットして（ステップＳ５７０）、ハンダ量推定処理を終了する。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、スクリーンＳ上にハンダがない状態でスキージを移動させているときに光電センサ６２によりスキージが検知されたときのスキージ位置を基準位置Ｒ１としたが、これに限定されるものではない。例えば、スクリーンＳ上に所定量（ハンダロール幅Ｒｒｅｆ）のハンダがある状態でスキージを移動させているときに光電センサ６２によりハンダが検知されたときのスキージ位置を基準位置Ｒ１としてもよい。この場合、ハンダ量推定処理において、スクリーン印刷中に光電センサ６２によりハンダが検知されたときのスキージ位置Ｒ２と基準位置Ｒ１との偏差（Ｒ１−Ｒ２）が値０の場合に、スクリーンＳ上に所定量（ハンダロール幅Ｒｒｅｆ）のハンダがある状態となる。このため、図９のハンダ量推定処理を適用する場合、偏差（Ｒ１−Ｒ２）が値０未満と判定された場合に警告を出力するものとすればよい。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、２つのスキージ３２，４２により往復印刷が可能に構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、１つのスキージにより一方向のみの印刷が可能に構成するものとしてもよい。

本実施例のスクリーン印刷機２０では、スクリーンＳを筐体２２に固定しスキージ３２，４２を垂直方向と水平方向に移動させることによりスクリーン印刷を実行するものとしたが、これに限定されるものではなく、スキージ３２，４２を筐体２２に固定しスクリーンＳを垂直移動と水平移動に移動させることによりスクリーン印刷を実行する等、スクリーンＳとスキージとを垂直方向と水平方向とに相対的に移動可能な構成であれば、如何なる構成を採用するものとしてもよい。なお、スクリーンＳを移動させる場合、光電センサ６２は、スクリーンＳに対して光軸の相対位置が変化しないように、スクリーンＳと共に移動させるものとすればよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、スキージ４２が「スキージ」に相当し、スクリーン印刷機２０が「スクリーン印刷機」に相当し、スキージヘッド４４が「ヘッド」に相当し、水平移動装置５０が「移動手段」に相当し、エンコーダ５９が「移動状態検知手段」に相当し、光電センサ６２が「光学検知手段」に相当し、図９のハンダ量推定処理を実行する制御装置７０のＣＰＵ７１が「ハンダ量推定手段」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行われるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、スクリーン印刷機の製造産業などに利用可能である。

１０部品組立システム、２０スクリーン印刷機、２２筐体、２２ａ基台部、２４印刷機本体、２６基板保持装置、２８スクリーン支持台、３０，４０スキージユニット、３２，４２スキージ、３４，４４スキージヘッド、３６，４６昇降装置、３６ａ，４６ａピストンロッド、５０水平移動装置、５２スライダ、５４ボールねじナット、５６ねじ軸、５８水平駆動モータ、５９エンコーダ、６０光電センサユニット、６２光電センサ、６４固定具、６６固定プレート、６６ａ円弧穴、６８固定金具、６８ａ長手部、６８ｂ短手部、６８ｃ長穴、６９ａ，６９ｂボルト、７０制御装置、７１ＣＰＵ、７２ＲＯＭ、７３ＨＤＤ、７４ＲＡＭ、７５入出力インタフェース、７６バス、８０電子部品装着機、８２制御装置、９０管理コンピュータ、９１ＣＰＵ、９２ＲＯＭ、９３ＨＤＤ、９４ＲＡＭ、９５入出力インタフェース、９６バス、９７入力デバイス、９８ディスプレイ。

Claims

スクリーン上に載置されたハンダをスキージによって移動させることにより印刷を行なうスクリーン印刷機であって、
前記スキージを搭載するヘッドと、
前記スキージと前記スクリーンとを該スクリーンに平行な方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記スキージと前記スクリーンとの相対的な移動状態を検知する移動状態検知手段と、
スクリーン印刷中に前記スキージが光軸を通過し且つ前記スクリーンに対する光軸の相対位置が変化しないように設置され、光軸位置での対象物を検知可能な光学検知手段と、
スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、所定の基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上のハンダの量を推定するハンダ量推定手段と、
を備えることを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１記載のスクリーン印刷機であって、
前記光学検知手段により前記対象物として前記スキージが検知されるときの前記スキージと前記スクリーンとの相対的な移動状態を前記基準移動状態として予め記憶する基準移動状態記憶手段を備え、
前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記記憶された基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上の前記ハンダの量を推定する手段である
ことを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１記載のスクリーン印刷機であって、
前記スクリーン上に所定量のハンダが載置された状態で前記スキージと前記スクリーンとを相対的に移動させたときに前記光学検知手段により前記ハンダの印刷方向端部が検知されるときの該スキージと該スクリーンとの移動状態を前記基準移動状態として予め記憶する基準移動状態記憶手段を備え、
前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときに前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記記憶された基準移動状態とに基づいて、前記所定量に対する前記ハンダの量の過不足を推定する手段である
ことを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１ないし３いずれか１項に記載のスクリーン印刷機であって、
前記光学検知手段は、印刷方向に直交する方向であって前記スクリーンに平行な方向に複数の光軸位置が並ぶように複数個設置され、
前記ハンダ量推定手段は、スクリーン印刷中に複数個の前記光学検知手段により前記対象物として前記ハンダの印刷方向端部が検知されたときにそれぞれ前記移動状態検知手段により検知された前記スキージと前記スクリーンとの移動状態と、前記基準移動状態とに基づいて、前記スクリーン上の前記ハンダの量を推定する手段である
ことを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１ないし４いずれか１項に記載のスクリーン印刷機であって、
前記スクリーンは、筐体に固定され、
前記移動手段は、前記スキージを前記スクリーンに沿って移動させる手段であり、
前記光学検知手段は、前記筐体に設置されてなる
ことを特徴とするスクリーン印刷機。