JP7015375B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、マスクの拭取り処理を行うクリーニング装置を備えたスクリーン印刷機に関する。

スクリーン印刷機は、機体内部に印刷パターン（印刷用のパターン孔）を有するマスクが保持され、その下に基板搬送装置によって搬送された基板に対しクリームはんだによるスクリーン印刷が行われる。そのスクリーン印刷機には、マスクの汚れを拭き取るためにクリーニング装置が設けられている。例えば、クリーニング装置は、ロール状のクリーニングペーパが巻出しローラに装着され、拭取り処理のタイミングに合わせて一定の長さが繰り返し巻出されるよう構成されている。下記特許文献１には、そうしたクリーニング装置に関して、クリーニングペーパのペーパ切れを正しく検出する構成が開示されている。具体的には、光センサからスリット検出信号が規定のペーパ送り量に応じて所定回数検出され、スリット検出信号の間隔がしきい値を超えた場合にペーパ切れと判定するように構成されたものである。

特開２０１２－７６４３１号公報

クリーニング装置におけるペーパ切れは、所定の検出処理に従って報知手段にその旨が表示される。そのため、報知手段に気が付いた作業者によってスクリーン印刷機の開閉カバーが開けられ、機内のクリーニング装置から使用済みクリーニングペーパの芯が外され、新しいクリーニングペーパに取り換えられる。しかし、こうしたスクリーン印刷機では、作業者は、ペーパ切れの後になって保管場所から新しいクリーニングペーパを取り出していた。そのため、クリーニングペーパを用意するための時間や、取り換えのための時間が必要になり、スクリーン印刷機を再稼働させるまでの時間が長くなってしまっていた。しかも、作業者が離れた位置で作業していている場合には報知に気付かないこともあり、更に時間を要してしまうことがあった。従って、従来のスクリーン印刷機は、ペーパ切れによる稼動停止時間が長くなってしまう問題があった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、クリーニングペーパの取り換えを知らせるスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

本発明の一態様におけるスクリーン印刷機は、帯状のクリーニングペーパが巻出しローラから巻出され、巻取りモータによって回転する巻取りローラに巻取られるペーパ送り機構と、前記巻出しローラ側にて前記クリーニングペーパの巻出し量を検出する検出装置と、クリーニングペーパに関する情報を知らせる報知装置と、前記ペーパ送り機構、前記検出装置および前記報知装置を駆動制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記クリーニングペーパの残りの巻出し回数と、前記クリーニングペーパを前記巻出しローラから１回分巻出すのにかかる検出時間とを対応させたペーパ残量情報が記憶され、前記検出装置の検出信号に基づいて前記クリーニングペーパの巻出し毎に前記検出時間を算出し、前記ペーパ残量情報に基づき所定の条件に従って前記報知装置を作動させる。

前記構成によれば、帯状のクリーニングペーパが巻出しローラから巻出されて、巻取りモータによって回転する巻取りローラに巻取られるが、その際、クリーニングペーパの巻出し量が検出され、その検出とともに検出時間も算出され、その検出時間が設定時間よりも短い場合に報知装置が作動し、作業者に対してクリーニングペーパの取り換えを知らせることができる。

スクリーン印刷機の一実施形態を示した外観斜視図である。 スクリーン印刷機の一実施形態の内部構造を簡易的に示した側面図である。 クリーニング装置の内部構造を示した概略断面図である。 スクリーン印刷機の構成を簡易的に示したブロック図である。 クリーニング装置の検出スイッチから出力された検出信号を、異なる２つの状態について示した図である。 操作表示装置に表示されるペーパ取換設定のメニュー画面を示した図である。 残りの巻出し回数と検出時間との関係を示した図である。 残りの巻出し回数と取換え前時間との関係を示した図である。

次に、本発明に係るスクリーン印刷機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態のスクリーン印刷機を示した外観斜視図である。スクリーン印刷機１は、基板に対してクリームはんだを印刷するものであり、例えば印刷状態を検査するはんだ検査機や、基板に電子部品の装着を行う部品装着機などと共に、回路基板生産ラインを構成するものである。そのスクリーン印刷機１は、全体が機体カバー２によって覆われ、機体前面部には操作表示装置３が取り付けられている。

スクリーン印刷機１は、機体幅方向の両側面に搬送口２０１が形成され、その搬送口２０１を通して基板の搬入および搬出が行われるようになっている。図２は、スクリーン印刷機の内部構造を簡易的に示した側面図である。スクリーン印刷機１は、機体内部にマスクが水平に取り付けられ、その下側に基板が搬送および保持される。そして、マスク上面から印刷パターンを通したクリームはんだが下側の基板に対して印刷される。

スクリーン印刷機１にはマスクホルダ１１が設けられ、マスク枠に固定されたマスクが保持される。マスクホルダ１１の上方側にはスキージ装置４が設置され、機体前後方向（図２の左右方向）に移動可能な状態で取り付けられている。一方、マスクホルダ１１の下方側には基板用テーブル１２が設置され、駆動モータとボールネジ機構を介して矢印Ａ１で示す範囲において昇降可能な構成になっている。その基板用テーブル１２には、基板を機体幅方向に搬入及び搬出させる基板搬送装置５、基板を機体前後方向にクランプする基板保持装置６、そして基板をクランプ位置へと上下させるバックアップ装置７などが構成されている（図４参照）。

マスクホルダ１１と基板用テーブル１２の間には、マスクの汚れを下面側から拭き取って清掃するクリーニング装置８と、基板やマスクに付されたマークを撮像するためカメラユニット９が設けられている。クリーニング装置８とカメラユニット９は、スライダを介して一体的に構成され、機体前後方向のガイドレールに沿って移動可能な構成となっている。例えば、クリーニング装置８などは、一対のプーリに掛け渡された回転ベルトに連結され、駆動モータの回転制御によって矢印Ａ２に示す範囲において機体前後に移動する構造がとられている。

ここで、図３は、クリーニング装置８の内部構造を示した概略断面図である。本実施形態のクリーニング装置８は、溶剤を塗布した帯状のクリーニングペーパによってマスクの汚れを下面側から拭き取るものである。クリーニング装置８は、使用前のクリーニングペーパ２０が巻出しローラ２１から巻き出され、使用済み部分が巻取りローラ２２に巻き取られる構成となっている。巻出しローラ２１と巻取りローラ２２とは回転軸が平行であり、両者に掛け渡されたクリーニングペーパ２０は、巻取りローラ２２側に設けられた巻取りモータ２３の駆動により巻き取られるようになっている。

巻出しローラ２１と巻取りローラ２２との間の渡り部には、クリーニングペーパ２０を下から受けるように、送り方向（図面左右）に２本の支持部材２４が設けられている。この支持部材２４は円柱形状の棒材であり、巻出しローラ２１や巻取りローラ２２の回転軸と平行であり、各ローラのクリーニングペーパ２０よりも高い位置に配置されている。従って、巻出しローラ２１から送り出されたクリーニングペーパ２０は、２本の支持部材２４に掛け渡され、弛まないように巻取りローラ２２へ送られるようになっている。

渡り部には、２本の支持部材２４の間に押し当て装置２５が設けられている。押し当て装置２５は、鉛直方向に設置されたエアシリンダであり、伸縮作動によって上下するロッド先端部にクリーニングヘッド２６が固定されている。クリーニングヘッド２６は、クリーニングペーパ２０との接触接部分に発泡材が設けられたものである。図面において一点鎖線で示すように、クリーニングヘッド２６が上昇することよりクリーニングペーパ２０が下面側から持ち上げられ、マスク５０の下面に押し当てられるようになっている。

マスク５０の拭取りに使用されたクリーニングペーパ２０は、その使用済部分が巻取りローラ２２側に送られるが、１回の送り量が一定になるように管理されている。そのため、クリーニング装置８には、送り量を検出するための検出装置が設けられている。その検出装置は、巻出しローラ２１側にセットされたロール状のクリーニングペーパ２０に対して検出ドラム３１が押し当てられている。なお、本実施形態では、クリーニングペーパ２０について巻出しローラ２１側にセットされた部分を巻出し側ロールペーパ２０ａとして、また巻取りローラ２２に巻取られた部分を巻取りロールペーパ２０ｂとして表現する。

検出ドラム３１は、その回転軸が揺動可能なアーム３２に軸支され、アーム３２に連結されたバネ３３によって巻出しローラ２１側へ常に付勢力が作用するように組み付けられている。よって、検出ドラム３１は、円周の側面が巻出し側ロールペーパ２０ａに常時押し当てられ、回転する巻出し側ロールペーパ２０ａとの摩擦抵抗によって連れ回りするようになっている。そして、その検出ドラム３１には、外周縁に沿って一定間隔で複数の検出孔３１０が形成されている。

検出装置には、検出ドラム３１の回転角度を検出するための検出スイッチ３５が設けられている。検出スイッチ３５は、アーム３２に取り付けられ、検出ドラム３１と一体になって常に検出が可能となっている。その検出スイッチ３５は、検出孔３１０が移動する円周上に発光器と受光器とを備えたフォトセンサである。そして、検出孔３１０を通る光の検出によりパルス状ＯＮ／ＯＦＦ信号（以下、「パルス信号」という）が出力されるものである。本実施形態では、クリーニングペーパ２０の巻出し量が、後述するようにパルス信号のＯＮ／ＯＦＦを検出することによって管理される。

次に、図４は、スクリーン印刷機１の構成を簡易的に示したブロック図である。スクリーン印刷機１の制御装置１０は、ＣＰＵのほかにＲＯＭやＲＡＭ、不揮発性メモリといった記憶装置などを備えたコンピュータを主体とするものであり、スキージ装置４、基板搬送装置５、基板保持装置６、バックアップ装置７およびクリーニング装置８などに接続されている。また、制御装置１０には操作表示装置３も接続されている。その操作表示装置３は、液晶表示部を備える表示手段と、タッチパネル式やボタン式の入力手段を有し、作業情報や操作画面などの表示や作業者による設定値の入力などが可能なものである。

制御装置１０では、ＣＰＵによって様々なデータ処理が行われ、記憶装置であるＲＯＭにはシステムプログラムが格納されている。システムプログラムがＣＰＵによって読み出されることにより、クリーニング装置８を含むスクリーン印刷機１の駆動部全般について駆動制御が行われる。また、不揮発性メモリには基板に対する印刷を実行するための印刷処理プログラムに加え、クリーニングペーパ２０の１回ごとの送り量を制御するための送り量管理プログラムおよび、巻出し側ロールペーパ２０ａの取り換え時期を知らせるための残量監視プログラムなど、各種プログラムが格納されている。

本実施形態の送り量管理プログラムでは、クリーニングペーパ２０の１回の送り出しを一定の長さにするため、検出スイッチ３５からのパルス信号が使用される。クリーニング装置８では、巻取りモータ２３によって回転する巻取りローラ２２にクリーニングペーパ２０が巻き取られ、巻出しローラ２１側のクリーニングペーパ２０が引かれるようにして巻き出される。そのとき巻出し側ロールペーパ２０ａの回転に伴って検出ドラム３１が連れ回りし、検出スイッチ３５からは図５に示すようなパルス信号が出力される。図５は、こうして出力された検出信号を、巻出し側ロールペーパ２０ａの異なる２つの状態について示した図である。

検出スイッチ３５から出力された検出信号は、検出ドラム３１の回転角度すなわちクリーニングペーパ２０の送られた長さに対応してＯＮとＯＦＦが繰り返されるパルス信号である。図５は、クリーニングペーパ２０が例えば１５ｍｍ程送り出された場合の検出信号であり、ＯＮとＯＦＦとが３回切り換わることによって当該送り出し長さが検出される。従って、制御装置１０は、巻取りモータ２３に駆動信号を送った後、検出信号についてＯＮ／ＯＦＦの切り換わりを３回確認することにより、巻取りモータ２３に駆動停止信号を送ることとなる。こうした送り出し制御により、クリーニングペーパ２０の送り出し長さを調整することができ、巻出し側ロールペーパ２０ａのロール径Ｒが異なっていても常に一定の長さの送り出しが可能になる。

図５（Ａ）は、巻出し側ロールペーパ２０ａのロール径Ｒ１が大きい状態、つまりペーパ取換え初期の段階での検出信号であり、図５（Ｂ）は、巻出し側ロールペーパ２０ａのロール径Ｒ２が小さい状態、つまり残量が僅かになった段階での検出信号が示されている。２つの検出信号を比較すると、同じ長さのクリーニングペーパ２０が送り出された場合であっても周期が異なっていることが分かる。クリーニングペーパ２０は、回転速度が一定の巻取りモータ２３の駆動によって、一定の長さが巻取りローラ２２に巻き取られる。そのため、巻取り側ロールペーパ２０ｂのロール径Ｒが大きくなると巻取りローラ２１の回転角度が小さくなり、１回の送り出しにかかる巻取りモータ２３の駆動時間が短くなる。つまり、巻出し側ロールペーパ２０ａ側で巻出し量を検出する検出スイッチ３５の検出時間が短くなる。

例えば、クリーニングペーパ２０の１５ｍｍ程の送り出しに対し、図５（Ａ）の場合の検出時間Ｔ１は１９５ｍｓであるのに対し、図５（Ｂ）の場合の検出時間Ｔ２は１５０ｍｓであった。そこで、本実施形態では、クリーニングペーパ２０の送り出し時間である検出時間Ｔを監視することにより、巻出し側ロールペーパ２０ａの残量を求めるようにした構成がとられている。例えば、図５（Ｂ）は、残り３回分の送り出しが可能な状態の巻出し側ロールペーパ２０ａについて、その巻出し量を検出したときの検出信号である。作業者は、このようにクリーニングペーパ２０がある程度残っている段階で、その取り換えが必要であることを知ることが好ましい。よって、本実施形態の残量監視プログラムでは、検出時間Ｔに関連してシグナルタワー１３を作動させ、作業者に取り換え時期を知らせる報知処理が実行される。

制御装置１０では、内部クロックによってクリーニングペーパ２０の送り出し毎の処理時間が算出される。つまり巻取りモータ２３に対する駆動信号の送信から駆動停止信号の送信までの時間が検出時間Ｔとして算出される。そして、その検出時間Ｔと報知対応残量値との比較が行われる。報知対応残量値とは、巻出し側ロールペーパ２０ａの残量に関連した値であり、取り換えを知らせるための任意に設定可能な値である。例えば、本実施形態では、図６に示すように、巻出し側ロールペーパ２０ａからの巻出しが可能な「残りの巻出し回数」と、印刷処理の時間を含めてペーパ切れによって取り換えが必要になる「取換え前時間」が設定可能になっている。ここで、図６は、操作表示装置３に表示されるペーパ取換設定のメニュー画面を示した図である。

制御装置１０のメモリ内には、巻出し側ロールペーパ２０ａの残量（残りの巻出し回数）と、その残量に対応した検出時間Ｔとの関係が「ペーパ残量情報」として記憶されている（図７参照）。検出時間Ｔは、巻出し側ロールペーパ２０ａの取り付け時、つまりロール径が最大の場合にＴｍａｘとなり、巻出し側ロールペーパ２０ａからの送り出しが残り１回、つまりロール径が最少の場合にＴｍｉｎとなる。クリーニングペーパ２０は種類によって厚みに多少の違いはあるものの、検出時間と残りの巻出し回数との関係は許容誤差の範囲とみなすことができる。また、クリーニングペーパ２０は、種類が異なったとしても、その内径は巻出しローラ２１の径を基準としているため、巻出し側ロールペーパ２０ａが残り少なくなった状態では、その残量と検出時間Ｔとの関係はほぼ同じとみることができる。ただし、必要であれば種類の異なるクリーニングペーパ２０に応じてペーパ残量情報を記憶させるようにする。

図６に示すメニュー画面４０には、作業者によって報知対応残量値の設定入力が行われるが、本実施形態では「残りの巻出し回数」又は「残り時間」の選択ができるように、回数ボタン４１と時間ボタン４２が表示される。回数ボタン４１が選択された場合には、図６（Ａ）に示すようにプルダウンメニュー４３が開き、残りの巻出し回数とその回数に対応したペーパ切れまでの残り時間が表示される。一方、時間ボタン４２が選択された場合には、図６（Ｂ）に示すようにプルダウンメニュー４４が開き、ペーパ切れによって取り換えが必要になるまでの残り時間が表示される。

スクリーン印刷機１では、所定枚数の基板に対する印刷が終了する毎にマスク５０の拭取り処理が行われ、所定回数の拭取り処理毎にクリーニングペーパ２０の送り出しが行われる。クリーニングペーパ２０の送り出しを決定する拭き取りまでの印刷枚数や同じ部分を使った拭取り回数は、作業者が操作表示装置３からの入力によって任意に設定することができる。そのため、設定条件を変えることにより巻出し側ロールペーパ２０ａの残量と取り換えまでの時間が図８に示すように異なることとなる。

図８は、クリーニングペーパ２０の「残りの巻出し回数」と、ペーパ切れによって取り換えが必要になる「取換え前時間」との関係を「ペーパ取換え情報」として示した図である。クリーニングペーパ２０の送り出しの間隔は前述した設定条件などによって異なり、図示するように残りの巻出し回数と取換え前時間との関係は様々なものとなる。例えば、図６（Ａ）に示すプルダウンメニュー４３の時間表示は、こうした各々の設定条件を基に算出される。

続いて、残量監視プログラムの実行による報知処理について説明する。クリーニング装置８では、マスクの汚れを適切に拭き取るため、一定の長さのクリーニングペーパ２０が定期的に巻出しローラ２１から巻き出され、巻取りローラ２２によって巻き取られる。クリーニングペーパ２０の送り出しが繰り返し自動で行われ、巻出しローラ２１側の巻出し側ロールペーパ２０ａは徐々に減少する。クリーニングペーパ２０の送り出しの際は、その都度、検出スイッチ３５から検出信号が出力され、制御装置１０ではその検出信号に基づく一定量の送り出し制御とともに報知確認処理が行われる。

報知確認処理では、検出信号から検出時間Ｔが算出され、設定入力された報知対応残量値との比較が行われる。例えば、報知対応残量値として図６（Ａ）に示す画面から「残りの巻出し回数」の「３」が設定された場合には、メモリに記憶されたペーパ残量情報（図７）から、対応した報知実行検出時間Ｔｘが求められる。従って、算出された検出時間Ｔが報知実行検出時間Ｔｘを下回ったときは、シグナルタワー１３を作動させた報知処理が実行され、作業者に取り換え時期が知らされる。また、図６（Ａ）に示す画面から報知対応残量値を選択する際、ペーパ切れによって取り換えが必要になる取換えまでの時間が併記されているため、作業者は、その情報から取り換えまでを時間によって把握することができる。

一方、報知対応残量値として図６（Ｂ）に示す画面から「残り時間」の「１０分」が設定された場合には、図８に示すペーパ取換え情報を基にペーパ切れの１０分前にシグナルタワー１３が作動して作業者に取り換え時期を知らせる報知処理が実行される。ところで、ペーパ取換え情報における「残りの巻出し回数」と「取換え前時間」との関係は設定条件によって様々であるため、ここでは図８に示すパターンＳの場合であるとする。

この場合、取換え１０分前は、巻出し側ロールペーパ２０ａの送り出しが残り２回の状態で、その巻出しが行われた時点ｔｓから少しの時間が経った後になるため、ｔｓ時からペーパ切れ１０分前までの残り時間が算出される。従って、制御装置１０では、メモリに記憶されたペーパ残量情報（図７）を基に、検出信号から残りの巻出し回数２回に対応した検出時間Ｔの確認が行なわれる。そして、対応する検出時間Ｔが確認できた場合には、図８に示すｔｓ時からペーパ切れ１０分前までの残り時間がカウントされ、ペーパが切れる１０分前にシグナルタワー１３が作動し、作業者に取り換え時期を知らせる報知処理が実行される。

よって、シグナルタワー１３の報知に気付いた作業者は、ペーパ切れまでの間に新しい巻出し側ロールペーパ２０ａの取り換え準備を行うことができる。特に、本実施形態では作業者によって報知対応残量値の設定入力が可能であるため、各々の作業者が自身の作業内容によって報知から取換えまでの時間を調整することができる。また、本実施形態のスクリーン印刷機１は、従来から存在する検出ドラム３１や検出スイッチ３５などの検出装置を利用したものであって、新たな構造の追加や改良を必要とせず、以上のような効果を奏することが可能なった。

ところで、本実施形態ではシグナルタワー１３を備えたスクリーン印刷機１を例に挙げて説明したが、報知手段としては操作表示装置３を使用するようにしてもよい。すなわち、作業者がスクリーン印刷機１の近くで作業を行う場合には、図６に示す操作表示装置３の画面に、巻出し側ロールペーパ２０ａの取り換え時期を知らせる報知表示を行うようにする。具体的には、操作表示装置３の画面に、図８に示す「残りの巻出し回数」や「取換え前時間」の情報を表示する。そして、クリーニングペーパ２０の送り出しが行われる度に「残りの巻出し回数」や「取換え前時間」が算出され、その表示が切り換えられるようにする。スクリーン印刷機１の近くで作業を行うような場合には、作業者は、操作表示装置３の表示をみることによりクリーニングペーパ２の取換え時期を意識して作業を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、残量監視プログラムの実行に対し、検出ドラム３１や検出スイッチ３５などからなる検出装置を使用したが、検出装置として別構成のものであってもよい。また、クリーニングペーパ２０を一定量送り出すための検出装置を利用したが、別に設けた検出装置であってもよい。

１…スクリーン印刷機 ８…クリーニング装置 ２０…クリーニングペーパ ２０ａ…出し側ロールペーパ ２０ｂ…巻取りロールペーパ ２１…巻出しローラ ２２…巻取りローラ ２３…巻取りモータ ３１…検出ドラム ３５…検出スイッチ

Claims (8)

1. 帯状のクリーニングペーパが巻出しローラから巻出され、巻取りモータによって回転する巻取りローラに巻取られるペーパ送り機構と、
   前記巻出しローラ側にて前記クリーニングペーパの巻出し量を検出する検出装置と、
   クリーニングペーパに関する情報を知らせる報知装置と、
   前記ペーパ送り機構、前記検出装置および前記報知装置を駆動制御する制御装置と、
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記クリーニングペーパの残りの巻出し回数と、前記クリーニングペーパを前記巻出しローラから１回分巻出すのにかかる検出時間とを対応させたペーパ残量情報が記憶され、
   前記検出装置の検出信号に基づいて前記クリーニングペーパの巻出し毎に前記検出時間を算出し、前記ペーパ残量情報に基づき所定の条件に従って前記報知装置を作動させるスクリーン印刷機。
2. 前記制御装置は、前記巻取りモータに対する駆動信号の送信から、前記検出装置に従った駆動停止信号の送信までの処理時間を前記検出時間として算出する請求項１に記載のスクリーン印刷機。
3. 前記巻出しローラにおける前記クリーニングペーパの残量に関連した報知対応残量値の入力が可能な入力装置を有し、
   前記制御装置は、前記ペーパ残量情報に基づき前記入力装置から入力された前記報知対応残量値に従って前記報知装置を作動させる請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷機。
4. 前記報知対応残量値は、前記クリーニングペーパを前記巻出しローラから所定量巻出すことが可能な残りの巻出し回数である請求項３に記載のスクリーン印刷機。
5. 前記報知対応残量値は、前記巻出しローラにおける前記クリーニングペーパの取り換えが必要となる残りの取換え前時間である請求項３に記載のスクリーン印刷機。
6. 前記クリーニングペーパの残量に関する情報を表示する表示装置を有し、
   前記制御装置は、前記クリーニングペーパを前記巻出しローラから巻出す残りの巻出し回数または、前記クリーニングペーパのペーパ切れによって取り換えが必要になる取換え前時間を前記表示装置に表示させる請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
7. 前記制御装置は、前記残りの巻出し回数や前記取換え前時間の表示をペーパ送り機構の作動に応じて変更させる請求項６に記載のスクリーン印刷機。
8. 前記検出装置は、前記巻出しローラ側の前記クリーニングペーパに押し当てられて連れ回りする検出ドラムと、前記検出ドラムの回転角度を検出する検出スイッチとを有する請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のスクリーン印刷機。

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