JP6467595B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、開口が形成されたマスクを用いて基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置に関するものである。

スクリーン印刷装置は、開口が形成されたマスクを基板に接触させて、印刷ヘッドにより開口にペーストを充填することで、基板にペーストを印刷する。このマスクは、生産する基板種ごとに用意され、スクリーン印刷装置において、生産する基板種を切り替えるいわゆる段取り替えの際に、次の基板種に対応するマスクに交換される。このマスク交換を自動で実行するスクリーン印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のスクリーン印刷装置は、複数のマスクを収納するストッカを備えており、段取り替えの際に、ストッカより次の基板種に対応するマスクをベルトコンベアで取り出し、摺動子を取り出されたマスクの枠体に引っ掛けて移動させることによって、次のマスクを所定の位置にセットするマスク交換を自動で実行している。

特許第２８６１３３２号公報

しかしながら、特許文献１のスクリーン印刷装置は複数のマスクを収納することができる反面、ストッカとストッカよりマスクを取り出す装置を備えるため複雑で大きいという問題がある。一方で、スクリーン印刷装置には次のマスクが収納できれば十分という要望もある。その場合、スクリーン印刷装置の一側面のカバーにマスクを挿入する挿入口を配設し、挿入口より次のマスクを挿入してマスク交換まで待機させることになるが、作業者の安全のため次のマスクを挿入口に挿入する際は印刷動作を停止させる必要があり、生産性が低下するという課題があった。

そこで本発明は、生産性と安全性を両立させてマスクを交換できるスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

本発明のスクリーン印刷装置は、開口が形成されたスクリーンを枠体に展張したマスクを保持して基板にペーストを印刷する印刷位置と、前記印刷位置の後方であって交換用のマスクを待機させる待機位置が設定されており、前記待機位置に待機させている前記マスクを前記印刷位置まで自動で移動させるスクリーン印刷装置であって、前記待機位置に前記マスクを挿入する挿入口に設けられ、前記挿入口より挿入される前記マスクの前側の枠体を検知する第１の検知手段と、前記第１の検知手段より前方に設けられ、前記挿入口より挿入されて内部に押し込まれた前記マスクの前記前側の枠体を検知する第２の検知手段と、を備え、前記第１の検知手段が挿入を検知している際に前記第２の検知手段が挿入を検知すると印刷を停止することを特徴とする。

本発明によれば、生産性と安全性を両立させてマスクを交換できる。

本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構造を示す側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構造を示す平面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の外形を示す斜視図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスクの位置とマスク移動機構の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置においてマスクを交換する工程説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える挿入検知部の説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の挿入口よりマスクが挿入される工程説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の挿入口よりマスクが挿入される工程説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の挿入口よりマスクが挿入される工程説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える挿入検知部による異物の挿入検知の説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える挿入検知部の構成要件の説明図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の制御系統を示すブロック図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、スクリーン印刷装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。以下、基板の搬送方向（図２に示す作業者ＯＰから見た左右方向）をＸ方向、Ｘ方向と水平面内において直交する方向（図１の紙面の左右方向であり、図２に示す作業者ＯＰから見た前後方向）をＹ方向、水平面に直交する方向（図１の紙面の上下方向）をＺ方向と定義する。

まず図１〜３を参照して、スクリーン印刷装置１の構造を説明する。図１、図２において、スクリーン印刷装置１は、開口２ｈが形成されたスクリーン２を周回する枠体３に展張したマスクＭを介して基板４に半田ペースト等のペーストを印刷する装置である。スクリーン印刷装置１は、基板保持移動ユニット５、スキージユニット６、カメラユニット７、及びペースト供給装置（図示省略）を備えている。以下区別が必要な場合には、マスクＭがスクリーン印刷装置１に配置された状態で、Ｙ方向の前側の枠体３を前枠体３Ｆ、Ｙ方向の後側の枠体３を後枠体３Ｂ、Ｘ方向の右側の枠体３を右枠体３Ｒ、Ｘ方向の左側の枠体３を左枠体３Ｌと称す。

基板保持移動ユニット５は、基台８上に設けられており、基板４の保持及び移動を行う。マスクＭは、Ｙ方向に延びる一対のマスクガイド９によって右枠体３Ｒと左枠体３Ｌを下方から支持されて、スクリーン印刷装置１内の所定の位置に水平姿勢で保持される。基板保持移動ユニット５に保持された基板４にペーストを印刷するマスクＭは、基板保持移動ユニット５の上方の基板４にペーストを印刷する印刷位置Ｐｐに保持されている。スキージユニット６は、マスクＭの上方に設けられている。カメラユニット７は、マスクＭの下方に設けられている。ペースト供給装置は、スキージユニット６と一体に設けられており、印刷位置Ｐｐに保持されているマスクＭのスクリーン２上にペーストを供給する。

次に、スクリーン印刷装置１が備える各部の詳細について順に説明する。図１において、基板保持移動ユニット５は、ＸＹθ移動機構１１、ベーステーブル１２、第１昇降テーブル１３、及び第２昇降テーブル１４が、基台８上に下方から順に設けられている。ベーステーブル１２は、ＸＹθ移動機構１１によって水平面内で移動し、Ｚ軸回りにθ回転する。第１昇降テーブル１３は、第１昇降テーブル昇降モータ１３ｍによってベーステーブル１２に対して昇降する。第２昇降テーブル１４は、第２昇降テーブル昇降モータ１４ｍによって第１昇降テーブル１３に対して昇降する。

第１昇降テーブル１３の上方には、第２昇降テーブル１４を貫通して上方に延びる一対のコンベア支持部材１５が設けられている。一対のコンベア支持部材１５は、Ｘ方向に延びてＹ方向に対向配置された一対の搬送コンベア１６を支持している。一対の搬送コンベア１６は、基板４の両端部を下方から支持してＸ方向に搬送する。第２昇降テーブル１４の上面には、下受け部材１７が設けられている。

一対の搬送コンベア１６の上方には、Ｘ方向に延びてＹ方向に対向配置された一対のクランプ部材（クランパ１８）が設けられている。一対のクランパ１８は、クランパ開閉シリンダ１８ｓの作動によってＹ方向に開閉し、下受け部材１７によって支持された基板４の両端部を挟んで保持（クランプ）する。

図２において、基板４の電極４ａに対応して、マスクＭのスクリーン２に開口２ｈが形成されている。また、スクリーン２には、基板４上の対角位置に設けられた一組の基板側マーク４ｍに対応する一組のマスク側マーク２ｍが設けられている。これら基板側マーク４ｍとマスク側マーク２ｍが平面視において一致する状態で基板４を上昇させてマスクＭに接触させると、基板４の電極４ａとマスクＭの開口２ｈが合致した状態となる。

図１、図２において、スキージユニット６は、Ｘ方向に延びて設けられたスキージベース２１の下方にＹ方向に対向配置された２つのスキージ２２を備えている。スキージベース２１は、スキージユニット移動機構２３によってＹ方向に移動する。２つのスキージ２２は、スキージベース２１に設けられたスキージ昇降シリンダ２４によってスキージベース２１に対して個別に昇降する。

図１、図２において、カメラユニット７は、撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ３１と撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ３２を有している。カメラユニット７は、カメラユニット移動機構３３によって水平面内を移動する。印刷位置Ｐｐに保持されたマスクＭに対して基板４の水平方向の位置合わせを行う際は、カメラユニット７を基板４とマスクＭの間に挿入し、上方撮像カメラ３１によってマスク側マーク２ｍを、下方撮像カメラ３２によって基板側マーク４ｍをそれぞれ撮影した結果を基に位置合わせが実行される。

図２において、印刷位置ＰｐのＹ方向の後方には、スクリーン印刷装置１の後部面に設けられた挿入口４１より挿入される交換用のマスクＭを待機させる待機位置Ｐｗが設定されている。印刷位置ＰｐのＹ方向の前方には、使用済みのマスクＭを移動させて装置外に取り出すための搬出位置Ｐｅが設定されている。一対のマスクガイド９は、待機位置Ｐｗ、印刷位置Ｐｐ、搬出位置Ｐｅを含んでＹ方向に延設されている。挿入口４１より挿入されたマスクＭは、一対のマスクガイド９上を待機位置Ｐｗ、印刷位置Ｐｐ、搬出位置Ｐｅの順にＹ方向の前方に向かって移動する。

図３において、スクリーン印刷装置１は、外形をカバーで覆う函体１ａによって囲まれて、作業者が可動部に触れないように保護されている。函体１ａの後方の側壁１ｂには、後述する挿入検知部４０が後方に突出して配設されている。挿入検知部４０の後部面には、交換用のマスクＭを挿入する挿入口４１が形成されている。函体１ａの左右の側壁１ｃ、１ｄには、一対の搬送コンベア１６に基板４を搬入、搬出するための搬入搬出口４２がそれぞれ形成されている。

次に、上記のように構成されるスクリーン印刷装置１において、基板４にペーストを印刷する印刷方法について説明する。まず、ペーストが印刷される基板４に対応するマスクＭを印刷位置Ｐｐ移動させて保持する。次いで基板４を搬入して印刷位置ＰｐのマスクＭに対して位置合わせした後、基板４を上昇させてマスクＭに接触させる。次いで印刷位置ＰｐのマスクＭのスクリーン２上にペースト供給装置よりペーストを供給する。次いで一方のスキージ２２を下降させてＹ方向（前後方向）に移動させる。これにより、スクリーン２の開口２ｈにペーストが充填される。次いで基板４を下降させてマスクＭより剥離させると、基板４の電極４ａ上に開口２ｈに充填されていたペーストが転写（印刷）される。

次に図４を参照して、スクリーン印刷装置１が備えるマスク移動機構５０について説明する。ペーストを印刷する基板４の種類を変更する際は、マスクＭを対応するマスクＭに交換する、いわゆる段取り替えが実行される。本実施の形態のスクリーン印刷装置１は、段取り替えの際に、マスク移動機構５０によってマスクＭが自動で交換される。

マスク移動機構５０は下端にマスクＭの枠体３に当接させてマスクＭを移動させる当接部材５１を備えている。当接部材５１は、マスク移動機構５０が備えるシリンダ５２によって上下に昇降する（矢印ａ）。また、当接部材５１とシリンダ５２は、マスク移動機構５０が備える前後移動機構（図示省略）によってＹ方向の前後に移動する（矢印ｂ）。なお、前後移動機構は、スキージベース２１をＹ方向の前後に移動させるスキージユニット移動機構２３と兼用するようにしてもよい。マスク移動機構５０は、制御装置６０が備える交換処理部６３（図１２参照）によって制御される。

段取り替えの際、挿入口４１より挿入されて待機位置Ｐｗに位置していたマスクＭは、交換処理部６３によって制御されるマスク移動機構５０によって、自動で印刷位置Ｐｐに移動される。また、印刷位置Ｐｐに位置する使用済みのマスクＭは、交換処理部６３によって制御されるマスク移動機構５０によって、自動で搬出位置Ｐｅに移動される。搬出位置Ｐｅに移動したマスクＭは、作業者によってマスクＭを覆って保護している函体１ａの上部前方のカバー１ｅが上方（矢印ｃ）に開けられて取り出される。作業者による使用済みマスクＭの取り出し作業は段取り替えに同期させる必要はなく、作業者がスクリーン印刷装置１まで巡回してきた際などの任意の時間に実行される。

次に図５を参照して、マスク移動機構５０によるマスクＭの交換作業について説明する。マスクＭの交換作業は、段取り替えの際に交換処理部６３によって制御されて自動で実行される。図５（ａ）において、印刷位置Ｐｐには使用済みのマスクＭ（１）が位置し、待機位置Ｐｗには交換用のマスクＭ（２）が位置している。この状態より、まず交換処理部６３は、マスク移動機構５０の当接部材５１を交換用のマスクＭ（２）の前枠体３Ｆの後方に位置させて、当接部材５１を前枠体３Ｆに掛かる所定の高さまで下降させる（矢印ｄ１）。

図５（ｂ）において、次いで交換処理部６３は、当接部材５１を前方に移動させる（矢印ｄ２）。これにより、交換用のマスクＭ（２）の前枠体３Ｆが使用済みのマスクＭ（１）の後枠体３Ｂを押して、使用済みのマスクＭ（１）と交換用のマスクＭ（２）が一対のマスクガイド９に沿って前方に移動する。

図５（ｃ）において、次いで交換処理部６３は、当接部材５１を枠体３に掛からない所定の高さまで上昇させ、この高さを維持して当接部材５１を交換用のマスクＭ（２）の後枠体３Ｂの後方まで移動させる（矢印ｄ３）。図５（ｄ）において、次いで交換処理部６３は、当接部材５１を後枠体３Ｂに掛かる高さまで下降させ、使用済みのマスクＭ（１）が搬出位置Ｐｅに移動するまで当接部材５１を前方に移動させる（矢印ｄ４）。この状態で、交換用のマスクＭ（２）は、印刷位置Ｐｐを超える位置まで前方に移動している。

図５（ｅ）において、次いで交換処理部６３は、当接部材５１を枠体３に掛からない高さまで上昇させ、この高さを維持して当接部材５１を交換用のマスクＭ（２）の後枠体３Ｂの前方まで移動させる。次いで交換処理部６３は、当接部材５１を後枠体３Ｂに掛かる高さまで下降させ、交換用のマスクＭ（２）が印刷位置Ｐｐに移動するまで当接部材５１を後方に移動させる（矢印ｄ５）。これにより、使用済みのマスクＭ（１）の搬出位置Ｐｅへの移動と、交換用のマスクＭ（２）の印刷位置Ｐｐへの移動が完了する。

このように、スクリーン印刷装置１は、開口２ｈが形成されたスクリーン２を枠体３に展張したマスクＭ（１）を保持して基板４にペーストを印刷する印刷位置Ｐｐと、印刷位置Ｐｐの後方であって交換用のマスクＭ（２）を待機させる待機位置Ｐｗが設定されており、待機位置Ｐｗに待機させているマスクＭ（２）を印刷位置Ｐｐまで自動で移動させる。

次に図６を参照して、挿入検知部４０の詳細について説明する。図６（ａ）は、挿入検知部４０の図２におけるＥＥ断面図である。図６（ｂ）は、挿入検知部４０をスクリーン印刷装置１の後方から、すなわち挿入口４１側から見た概略図である。図６（ｂ）において、挿入検知部４０の筐体４０ａの後側面には、幅Ｗ１、高さＨ１の挿入口４１が形成されている。幅Ｗ１と高さＨ１は、水平姿勢にあるマスクＭの幅と高さより大きく設定されている。これにより、水平姿勢のマスクＭを挿入口４１よりスクリーン印刷装置１の内部に挿入し、挿入検知部４０を経由して待機位置Ｐｗに位置させることができる。

図６（ａ）において、挿入口４１には、第１のシャッタ４３が設けられている。第１のシャッタ４３は、上部が第１のヒンジ４４によって挿入検知部４０の筐体４０ａに接続され、スクリーン印刷装置１の内部（前方）に向かって搖動する（矢印ｆ１）。第１のシャッタ４３は、応力が加わらない状態では鉛直に垂れた形で挿入口４１を塞いでいる（図６（ａ）に実線で示す閉状態）。また、第１のシャッタ４３は、外部（後方）から内部（前方）に押されると内部（前方）に向かって上方に搖動する（図６（ａ）に破線で示す開状態）。例えば、挿入口４１より挿入されるマスクＭの前枠体３Ｆ（後枠体３Ｂも同様）によって第１のシャッタ４３が内部に向かって押されると、第１のシャッタ４３は前方に搖動して開状態となる（図７（ｂ）参照）。

第１のシャッタ４３の下端部と、その第１のシャッタ４３の下端部に対向する挿入検知部４０の筐体４０ａの位置には、第１のシャッタ４３の開閉を検知する近接センサなどの第１のセンサ４５が配設されている。第１のセンサ４５の検知結果は、制御装置６０（図１２参照）に送信される。なお、第１のセンサ４５は図６（ａ）に示す例に限定されることなく、第１のシャッタ４３が開状態にあるか閉状態にあるかを検知できるものであればよい。

このように、挿入されるマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）に押されて前方に搖動する第１のシャッタ４３と、第１のシャッタ４３が前方に搖動したことを検知する第１のセンサ４５は、待機位置ＰｗにマスクＭを挿入する挿入口４１に設けられ、挿入口４１より挿入されるマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）を検知する第１の検知手段となる。なお、第１の検知手段は挿入口４１より挿入されるマスクＭの前枠体３Ｆ（後枠体３Ｂ）を検知できるものであればよく、例えば、前枠体３Ｆ（後枠体３Ｂ）の高さを検知する高さセンサを用いて構成してもよい。

図６（ｂ）において、第１のシャッタ４３の下方と挿入検知部４０の筐体４０ａの間には、高さＨ２の下側隙間４１ａが形成されている。高さＨ２は、マスクＭのスクリーン２の厚さより大きく設定される。第１のシャッタ４３の右方および左方と挿入検知部４０の筐体４０ａの間には、それぞれ幅Ｗ２の右側隙間４１ｂおよび幅Ｗ３の左側隙間４１ｃが形成されている。幅Ｗ２はマスクＭの右枠体３Ｒの幅より大きく設定され、幅Ｗ３はマスクＭの左枠体３Ｌの幅より大きく設定される。

このように、下側隙間４１ａ、右側隙間４１ｂ、左側隙間４１ｃを設けることにより、挿入口４１からマスクＭの前枠体３Ｆが第１のシャッタ４３と干渉しない位置まで挿入された状態では（図８（ａ）参照）、第１のシャッタ４３はマスクＭのスクリーン２、右枠体３Ｒ、左枠体３Ｌと干渉することなく閉状態となる。すなわち、第１のシャッタ４３は、挿入されたマスクＭの左右の枠体３（右枠体３Ｒ、左枠体３Ｌ）およびスクリーン２には干渉しない。

図６（ａ）において、挿入口４１より間隔Ｄだけ内部（前方）の位置には、幅Ｗ１、高さＨ１の中間口４６が形成されている。中間口４６には、第２のシャッタ４７が設けられている。第２のシャッタ４７は、上部が第２のヒンジ４８によって挿入検知部４０の筐体４０ａに接続され、第１のシャッタ４３と同様にスクリーン印刷装置１の内部（前方）に向かって搖動する（矢印ｆ２）。第２のシャッタ４７の下端部と、その第２のシャッタ４７の下端部に対向する挿入検知部４０の筐体４０ａの位置には、第１のセンサ４５と同様に第２のシャッタ４７の開閉を検知する近接センサなどの第２のセンサ４９が配設されている。第２のセンサ４９の検知結果は、制御装置６０（図１２参照）に送信される。

このように、挿入されたマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）に押されて前方に搖動する第２のシャッタ４７と、第２のシャッタ４７が前方に搖動したことを検知する第２のセンサ４９は、第１の検知手段（第１のシャッタ４３、第１のセンサ４５）より前方（内部側）に設けられ、挿入口４１より挿入されて内部に押し込まれたマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）を検知する第２の検知手段となる。

第２のシャッタ４７の下方と挿入検知部４０の筐体４０ａの間には、第１のシャッタ４３の下側隙間４１ａと同様に、第２のシャッタ４７とマスクＭのスクリーン２とが干渉しない下側隙間４６ａが形成されている。第２のシャッタ４７の右方および左方と挿入検知部４０の筐体４０ａの間には、第１のシャッタ４３の右側隙間４１ｂおよび左側隙間４１ｃと同様に、第２のシャッタ４７とマスクＭの右枠体３Ｒおよび左枠体３Ｌとが干渉しない右側隙間４６ｂおよび左側隙間４６ｃがそれぞれ形成されている。すなわち、第２のシャッタ４７は、挿入されたマスクＭの左右の枠体３（右枠体３Ｒ、左枠体３Ｌ）およびスクリーン２には干渉しない。

図６（ａ）において、第１のヒンジ４４および第２のヒンジ４８は、第１のシャッタ４３および第２のシャッタ４７が後方（外側）には搖動しない構造となっている。すなわち、第１のヒンジ４４は第１のシャッタ４３が後方に搖動することを防止する第１の後退防止手段となり、第２のヒンジ４８は第２のシャッタ４７が後方に搖動することを防止する第２の後退防止手段となる。これにより、挿入口４１より挿入されて第１の検知手段（第１のシャッタ４３、第１のセンサ４５）、または、第２の検知手段（第２のシャッタ４７、第２のセンサ４９）を通過したマスクＭが、外側に移動して挿入口４１より抜け落ちることを防止することができる。

このように、第１の検知手段は第１のシャッタ４３が後方に搖動することを防止する第１の後退防止手段を有し、第２の検知手段は第２のシャッタ４７が後方に搖動することを防止する第２の後退防止手段を有している。なお、第１の後退防止手段または第２の後退防止手段として、第１のヒンジ４４、第２のヒンジ４８の他に、第１のシャッタ４３および第２のシャッタ４７が後方（外側）に搖動することを規制するストッパ（図示省略）を設けてもよい。

次に図７〜９を参照して、交換用のマスクＭを挿入口４１より挿入するマスク挿入工程について説明する。マスク挿入工程は、段取り替えの前に作業者によって実行される。マスク挿入工程は、段取り替えに同期させる必要はなく、マスク挿入工程中も印刷作業を並行して継続させることができる。

また、マスク挿入工程を含みスクリーン印刷装置１が稼動している間、制御装置６０が備える監視処理部６２（図１２参照）によって第１のセンサ４５と第２のセンサ４９の検知結果が監視処理されている。監視処理では、挿入口４１より何か挿入されていないか、挿入されている場合、それはマスクＭであるか、マスクＭではない異物であるかが監視される。以下、マスク挿入工程に沿って、監視処理についても合わせて説明する。

図７（ａ）において、作業者が、マスクＭを挿入検知部４０の挿入口４１に向かって後方から前方に移動させている（矢印ｇ１）。この状態で、第１のセンサ４５は第１のシャッタ４３の閉状態を検知し、第２のセンサ４９は第２のシャッタ４７の閉状態を検知している。図７（ｂ）において、作業者が、マスクＭをさらに前方（内部）に移動させると（矢印ｇ２）、第１のシャッタ４３がマスクＭの前枠体３Ｆの前面によって前方に押し上げられる（矢印ｇ３）。これによって、第１のセンサ４５が第１のシャッタ４３の開状態を検知する。

図８（ａ）において、作業者が、マスクＭをさらに前方に移させて（矢印ｇ４）前枠体３Ｆが第１の検知手段（第１のシャッタ４３）を通過すると、第１のシャッタ４３が閉まる（矢印ｇ５）。これによって、第１のセンサ４５が第１のシャッタ４３の閉状態を検出する。図８（ｂ）において、作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させると（矢印ｇ６）、第２のシャッタ４７がマスクＭの前枠体３Ｆの前面によって前方に押し上げられる（矢印ｇ７）。これによって、第２のセンサ４９が第２のシャッタ４７の開状態を検知する。

図９（ａ）において、作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させて（矢印ｇ８）前枠体３Ｆが第２の検知手段（第２のシャッタ４７）を通過すると、第２のシャッタ４７が閉まる（矢印ｇ９）。これによって、第２のセンサ４９が第２のシャッタ４７の閉状態を検出する。図９（ｂ）において、作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させると（矢印ｇ１０）、第１のシャッタ４３がマスクＭの後枠体３Ｂの前面によって前方に押し上げられる（矢印ｇ１１）。これによって、第１のセンサ４５が第１のシャッタ４３の開状態を検知する。

作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させて後枠体３Ｂが第１の検知手段（第１のシャッタ４３）を通過すると、第１のセンサ４５が閉状態を検知する。作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させて後枠体３Ｂが第２の検知手段（第２のシャッタ４７）に達すると、第２のセンサ４９が開状態を検知する。作業者が、マスクＭをさらに前方に移動させて後枠体３Ｂが第２の検知手段（第２のシャッタ４７）を通過すると、第２のセンサ４９が閉状態を検知する。

上記説明したマスク挿入工程において監視処理部６２は、第１の検知手段（第１のシャッタ４３、第１のセンサ４５）および第２の検知手段（第２のシャッタ４７、第２のセンサ４９）の両方が閉状態を検知している状態（図７（ａ）参照）から、第１の検知手段のみが開状態を検知すると（図７（ｂ）参照、第２の検知手段は閉状態）、挿入口４１から何か物が挿入されたと判断する。その後、第１の検知手段が閉状態を検知し（図８（ａ）参照、第２の検知手段は閉状態）、次いで第２の検知手段のみが開状態を検知すると（図８（ｂ）参照、第１の検知手段は閉状態）、監視処理部６２は、挿入された物はマスクＭであると判断する。

このように、マスクＭが挿入口４１から挿入された場合、前枠体３Ｆが内部に移動して第１の検知手段または第２の検知手段に達しても、第１の検知手段と第２の検知手段が同時に開状態を検知することはない。同様に、後枠体３Ｂが内部に移動して第１の検知手段または第２の検知手段に達しても、第１の検知手段と第２の検知手段が同時に開状態を検知することはない。

次に図１０を参照して、作業者が挿入検知部４０の挿入口４１から手Ｈａを内部に挿入した状態について説明する。作業者が挿入口４１に手Ｈａを挿入すると、第１のシャッタ４３が開いて第１のセンサ４５が第１のシャッタ４３の開状態を検知する。さらに手Ｈａを内部に移動させると、第１のシャッタ４３が開いている状態で指の先端によって第２のシャッタ４７が開いて第２のセンサ４９が第２のシャッタ４７の開状態を検知する。

監視処理部６２は、第１の検知手段（第１のシャッタ４３、第１のセンサ４５）が挿入（開状態）を検知している際に第２の検知手段（第２のシャッタ４７、第２のセンサ４９）が挿入（開状態）を検知すると、作業者の手ＨａなどのマスクＭ以外の異物が挿入口４１から装置内に挿入されたと判断する。

ここで図１１を参照して、挿入検知部４０において挿入口４１から挿入された交換用のマスクＭをマスクＭ以外の異物と誤検知しないために必要な、第１の検知手段（第１のシャッタ４３）と第２の検知手段（第２のシャッタ４７）の間隔Ｄの要件について説明する。

図１１（ａ）は、間隔Ｄ１が小さすぎて挿入された前枠体３Ｆを第１の検知手段と第２の検知手段が同時に検知して、マスクＭの挿入が異物の挿入と誤判断されている状態を示している。この誤判断を回避するため、第１の検知手段（第１のシャッタ４３）と第２の検知手段（第２のシャッタ４７）との間隔Ｄは、第１の検知手段と第２の検知手段との間にあるマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）または後側の枠体３（後枠体３Ｂ）を、第１の検知手段（第１のセンサ４５）と第２の検知手段（第２のセンサ４９）が同時に検知しない間隔Ｄに設定する必要がある。

図１１（ｂ）は、間隔Ｄ２が、第２の検知手段が前枠体３Ｆを検知している状態で、第１の検知手段に後枠体３Ｂが到達している関係にある場合を示している。この場合、第１の検知手段と第２の検知手段は同時に開状態を検知するため、マスクＭの挿入が異物の挿入と誤判断される。この誤判断を回避するため、第１の検知手段（第１のシャッタ４３）と第２の検知手段（第２のシャッタ４７）との間隔Ｄは、第１の検知手段と第２の検知手段との間にあるマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）および後側の枠体３（後枠体３Ｂ）を、第１の検知手段（第１のセンサ４５）と第２の検知手段（第２のセンサ４９）が同時に検知しない間隔Ｄに設定する必要がある。

次に図１２を参照して、スクリーン印刷装置１の制御系統について説明する。スクリーン印刷装置１は、制御装置６０を備えている。制御装置６０は、基板保持移動ユニット５が備える搬送コンベア１６による基板４のＸ方向への搬送動作、第２昇降テーブル昇降モータ１４ｍによる下受け部材１７の昇降動作を制御する。また制御装置６０は、クランパ開閉シリンダ１８ｓによるクランパ１８の基板クランプ動作、ＸＹθ移動機構１１による基板４の水平面内での移動動作及び第１昇降テーブル昇降モータ１３ｍによる第１昇降テーブル１３の昇降動作を制御する。

また制御装置６０は、スキージユニット移動機構２３によるスキージユニット６のＹ方向への移動動作及びスキージ昇降シリンダ２４による各スキージ２２の昇降動作を制御する。また制御装置６０は、カメラユニット移動機構３３によるカメラユニット７の水平面内での移動動作、カメラユニット７が備える上方撮像カメラ３１の撮像動作及び下方撮像カメラ３２の撮像動作を制御する。

さらに制御装置６０は、内部処理部として画像認識部６１、監視処理部６２、交換処理部６３を備えている。画像認識部６１は、上方撮像カメラ３１及び下方撮像カメラ３２の撮像動作によって得られて制御装置６０に入力された画像データを画像認識処理する。監視処理部６２は、第１のセンサ４５および第２のセンサ４９からの開状態、閉状態の検知信号を監視して、挿入口４１からのマスクＭまたはマスクＭ以外の異物の挿入を監視する。そして監視処理部６２は、第１のセンサ４５と第２のセンサ４９が同時に開状態となると、異物が挿入されたと判断して印刷を停止させる。

すなわち監視処理部６２は、第１のセンサ４５と第２のセンサ４９の検知結果より、挿入口４１より何か挿入されていないか、挿入されている場合、それはマスクＭであるか、マスクＭではない異物であるかを判定する監視処理を実行する。そして、監視処理部６２は異物の挿入を検知すると、すなわち、第１の検知手段（第１のシャッタ４３、第１のセンサ４５）が挿入を検知している際に第２の検知手段（第２のシャッタ４７、第２のセンサ４９）が挿入を検知すると印刷を停止させる。

交換処理部６３は、マスク移動機構５０を制御して、印刷位置Ｐｐにある使用済みのマスクＭを搬出位置Ｐｅまで移動させ、待機位置Ｐｗに待機している交換用のマスクＭを印刷位置Ｐｐまで移動させるマスクＭの交換作業を実行させる。制御装置６０につながる入力部６４において、スクリーン印刷装置１でのスクリーン印刷作業の所定の入力操作が行われる。

上記説明したように、本実施の形態のスクリーン印刷装置１は、マスクＭを保持して基板４にペーストを印刷する印刷位置Ｐｐと、印刷位置Ｐｐの後方であって交換用のマスクＭを待機させる待機位置Ｐｗが設定されており、待機位置Ｐｗに待機させているマスクＭを印刷位置Ｐｐまで自動で移動させる。そして、このスクリーン印刷装置１は、マスクＭを挿入する挿入口４１に設けられ、挿入口４１より挿入されるマスクＭの前側の枠体３（前枠体３Ｆ）を検知する第１の検知手段と、第１の検知手段より前方に設けられ、挿入口４１より挿入されて内部に押し込まれたマスクＭの前側の枠体３を検知する第２の検知手段と、を備えている。そして、第１の検知手段が挿入を検知している際に第２の検知手段が挿入を検知すると印刷を停止する。

これによって、段取り替え時に作業者を呼ばずに自動でマスクＭを交換することができて生産性が向上できる。そして、交換用のマスクＭをスクリーン印刷装置１に挿入する挿入口４１から、誤って作業者が手Ｈａなどを挿入すると印刷が自動で停止することで、作業者の安全性が確保される。すなわち、生産性と安全性を両立させてマスクＭを交換することができる。

本発明のスクリーン印刷装置は、生産性と安全性を両立させてマスクを交換できるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

１ スクリーン印刷装置
２ スクリーン
２ｈ 開口
３ 枠体
３Ｂ 後枠体（後側の枠体）
３Ｆ 前枠体（前側の枠体）
３Ｌ 左枠体（左側の枠体）
３Ｒ 右枠体（右側の枠体）
４ 基板
４１ 挿入口
４３ 第１のシャッタ（第１の検知手段）
４４ 第１のヒンジ（第１の後退防止手段）
４５ 第１のセンサ（第１の検知手段）
４７ 第２のシャッタ（第２の検知手段）
４８ 第２のヒンジ（第２の後退防止手段）
４９ 第２のセンサ（第２の検知手段）
Ｄ 間隔
Ｍ マスク
Ｐｐ 印刷位置
Ｐｗ 待機位置

Claims (6)

1. 開口が形成されたスクリーンを枠体に展張したマスクを保持して基板にペーストを印刷する印刷位置と、前記印刷位置の後方であって交換用のマスクを待機させる待機位置が設定されており、前記待機位置に待機させている前記マスクを前記印刷位置まで自動で移動させるスクリーン印刷装置であって、
   前記待機位置に前記マスクを挿入する挿入口に設けられ、前記挿入口より挿入される前記マスクの前側の枠体を検知する第１の検知手段と、
   前記第１の検知手段より前方に設けられ、前記挿入口より挿入されて内部に押し込まれた前記マスクの前記前側の枠体を検知する第２の検知手段と、を備え、
   前記第１の検知手段が挿入を検知している際に前記第２の検知手段が挿入を検知すると印刷を停止することを特徴とする、スクリーン印刷装置。
2. 前記第１の検知手段は、
   挿入される前記マスクの前記前側の枠体に押されて前方に搖動する第１のシャッタと、
   前記第１のシャッタが前方に搖動したことを検知する第１のセンサと、を有し、
   前記第２の検知手段は、
   挿入された前記マスクの前記前側の枠体に押されて前方に搖動する第２のシャッタと、
   前記第２のシャッタが前方に搖動したことを検知する第２のセンサと、を有することを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記第１のシャッタおよび第２のシャッタは、挿入された前記マスクの左右の枠体および前記スクリーンには干渉しないことを特徴とする、請求項２に記載のスクリーン印刷装置。
4. 前記第１の検知手段は、
   前記第１のシャッタが後方に搖動することを防止する第１の後退防止手段をさらに有し、
   前記第２の検知手段は、
   前記第２のシャッタが後方に搖動することを防止する第２の後退防止手段をさらに有することを特徴とする、請求項２または３に記載のスクリーン印刷装置。
5. 前記第１の検知手段と前記第２の検知手段との間隔は、前記第１の検知手段と前記第２の検知手段との間にある前記マスクの前記前側の枠体または後側の枠体を、前記第１の検知手段と前記第２の検知手段が同時に検知しない間隔に設定されることを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
6. 前記第１の検知手段と前記第２の検知手段との間隔は、前記第１の検知手段と前記第２の検知手段との間にある前記マスクの前記前側の枠体および後側の枠体を、前記第１の検知手段と前記第２の検知手段が同時に検知しない間隔に設定されることを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。

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