JPH07314639A - スクリーン版自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷配線板等のスクリーン印刷等に用いるス
クリーン版の交換作業を自動化する。 【構成】 スクリーン版２を折曲連結部材で連結し、折
りたたんで収納部３に収納する。このスクリーン版２を
順送りで引き出して、その１枚をスクリーン印刷機１の
引っ掛けピン１１にセットする。このセットされたスク
リーン版２に、スクリーン印刷機１に設けられた引っ張
りテンション発生機構により、引っ張りテンションを与
える。次に、スクリーン版２と印刷対象のプリント基板
との相対位置を画像処理を用いて位置合わせした後、ス
クリーン印刷等を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷配線基板への半田
ペースト刷り込みやスクリーン印刷などにおいて用いる
スクリーン版を自動的に交換する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、印刷配線基板を製作する工程
では、印刷配線基板（プリント基板）上へ種々の文字記
号やハンダマスク等がスクリーン版を用いて印刷されて
いる。また、表面実装タイプの微細なプリント基板で
は、その印刷配線の接続部分等に、金属製もしくは金属
メッシュ製のスクリーン版を介して５〜５０ミクロンの
粒子にした半田を混入させた半田ペーストを付着させて
いる。これらのスクリーン版には一定の寿命があり、ま
た使用により汚れるため、定期的に張り替えを行う必要
性が生ずる。さらに、製作するプリント基板の機種が変
わるときにも張り替えの要求が発生する。このスクリー
ン版の張り替えは、頻度的には比較的少ないことと、位
置決めや張力の調整等を要するため、これまで人手によ
って行われて来た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動
化、省力化は産業界の流れであり、また、多種少量生産
ではスクリーン版の交換頻度も比較的高く、スクリーン
版を自動交換する装置の必要性が高まって来た。

【０００４】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、印刷配線板等のス
クリーン印刷等に用いるスクリーン版を作業性良く自動
交換できるスクリーン版自動交換装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、複数のスクリーン版を可撓性
部材で連結して折りたたんで収納する収納手段と、この
連結したスクリーン版を順送りに引き出してその１枚を
印刷手段もしくは付着手段にセットする手段と、該印刷
手段もしくは付着手段にセットされたスクリーン版に引
っ張りテンションを与えるテンション発生手段と、該ス
クリーン版と印刷対象もしくは付着対象の相対位置を合
わせる位置合わせ手段と、を具備するスクリーン版自動
交換装置を手段とする。

【０００６】また、請求項２の発明では、複数のスクリ
ーン版を個別に収納する収納手段と、このスクリーン版
を順次に引き出して印刷手段もしくは付着手段にセット
する手段と、該印刷手段もしくは付着手段にセットされ
たスクリーン版に引っ張りテンションを与えるテンショ
ン発生手段と、該スクリーン版と印刷対象もしくは付着
対象の相対位置を合わせる位置合わせ手段と、を具備す
るスクリーン版自動交換装置を手段とする。

【０００７】さらに、請求項３の発明では、上記の装置
において、スクリーン版の収納手段が、収納しているス
クリーン版を洗浄する洗浄装置を兼ねているスクリーン
版自動交換装置を手段とする。

【０００８】

【作用】本発明のスクリーン版自動交換装置では、スク
リーン版に自動的に把持させてテンションをかけるこ
と、およびスクリーン版と印刷対象もしくは付着対象の
位置合わせを行うことによって、スクリーン版の自動交
換を可能にしている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例の全体の構成
を示す斜視図、図２はその側面図である。各図におい
て、１はスクリーン印刷機、２はそれに用いるスクリー
ン版、３はスクリーン版収納部である。本実施例では、
複数のスクリーン版２の辺部同士を折曲連結部材２１
（あるいはベルト状連結部材でも良い）で連結し、折り
たたんでスクリーン版収納部３へ収納しておく。そし
て、これを順送りで引き出してリミットスイッチや光電
スイッチ等により位置検出を行い、１枚のスクリーン版
２をスクリーン印刷機１の上部に停止させて位置決めす
る。

【００１１】スクリーン印刷機１の上部にはスクリーン
版２の両辺の枠体２２に位置する２列のテンション発生
用の複数の引っ掛けピン１１（以下、単にピン１１と記
す）を設け、スクリーン版２の両辺の枠体２２にはそれ
に対応する複数の穴２３をあけておく。スクリーン版２
をセットするときは、この穴２３がピン１１に挿入され
る。２列のピン１１は、スクリーン版２の移送時のガイ
ドを兼ねるカバー１２ａの一方に内蔵されたテンション
発生機構１２により互いの列が開く方向に微動され、ス
クリーン版２を引っ張るようなテンションを与える。ス
クリーン印刷機１には、プリント基板５を搬送するため
のベルトコンベア１３があり、搬送されたプリント基板
５はこのベルトコンベア１３上に位置させたストッパ１
４で係止されて、スクリーン版２に対して概ね位置決め
される。

【００１２】スクリーン印刷機１内部には、詳しくは後
述するプリント基板把持・位置決め機構４が内蔵されて
おり、このプリント基板把持・位置決め機構４が、スト
ッパ１４で係止されたことを契機にプリント基板５を基
台４１で把持し、プリント基板５を上動させ、スクリー
ン版２に対し密着させる。ここで、基台４１はスクリー
ン版２のセット時にスクリーン版２に対し位置合わせを
行っておくのが好適である。基台４１に把持されたプリ
ント基板５とスクリーン版２の位置合わせの微調整は、
プリント基板５の把持する都度に行う。これらの場合の
基台４１の位置合わせ並びにプリント基板５の位置合わ
せは、スクリーン印刷機１の上方に配置したＣＣＤカメ
ラ４２でスクリーン版２に付与したゲージ等を撮像する
とともに基台４１やプリント基板５に付与したマークを
スクリーン版２に設けた透明なのぞき窓（この窓は常時
クリーニングにより透明状態が維持される）から撮像し
て画像処理により相対位置関係をフィードバックしなが
らプリント基板把持・位置決め機構４を制御して行う。
スクリーン印刷は一般にスクリーン版２の上部から図略
のインク塗布機構によりインクを塗布することでなされ
るが、ここでは半田ペーストを入れたハウジングステー
ジ１５をスクリーン版２に載せてその底部を開き半田ペ
ーストを付着させる。終了するとハウジングステージ１
５は底部を閉じて退避される。

【００１３】図３（ａ），（ｂ）に１枚のスクリーン版
２の構成例を示す。（ｂ）の断面図に示すとおり、枠体
２２は引きテンション部２２ａを設け、一方で、スクリ
ーン本体２４の端部には引っ張り受け部２４ａに固着し
て引きテンション部２２ａ内に遊挿する。また、枠体２
２には整列した前述の複数の穴２３と、折曲連結部材２
１をの取り付け穴２５が設けられる。さらに、スクリー
ン本体２４には、テンションゲージ２４ｂ、透明なのぞ
き窓２４ｃが設けられる。

【００１４】次に、スクリーン印刷機１のテンション発
生機構１２について説明する。図４にその全体図を示
し、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に細部の部分図を示
す。テンション発生機構は、複数のピン１１を整列させ
たスライド部材１２１と、これをスライドさせる棒状の
ピニオン１２２ａおよびラック１２２ｂと、ピニオン１
２２ａを回転させるためのモータ１２３と、このモータ
１２３でピニオン１２２ａを実際に回転させるウォーム
１２４ａおよびウォームホイール１２４ｂと、を有して
成る。ピン１１の他方の列は印刷機１の筺体に固定され
ており、スライド部材１２１のみが図５（ａ）に示すよ
うにピン１１の２列が互いに開く方向にスライド可能に
なっている。ピニオン１２２ａの軸の両端は印刷機１の
筺体に設けた軸受１２２ｃで支えられ、ラック１２２ｂ
がスライド部材１２１に固定されている。ウォームホイ
ール１２４ｂはピニオン１２２ａの軸に固定されてお
り、対するウォーム１２４ａはモータ１２３による回転
軸１２５の先端のセレーション軸（またはスプライン
軸）１２５ａに挿入されている。また、セレーション軸
の先端にはストッパ１２５ｂが付いている。回転軸１２
５は、摩擦クラッチ１２６を介してモータ１２３の回転
軸に結合させる。

【００１５】このようなテンション発生機構１２は、以
下のように動作する。図略のスクリーン版がピン１１に
セットされたことを契機として、モータ１２３を回転さ
せる。その回転はクラッチ１２６、回転軸１２５、ウォ
ーム１２４ａ、ウォームホイール１２４ｂで伝達され、
ピニオン１２２ａを回転させる。ピニオン１２２ａはラ
ック１２２ｂを動かしてスライド部材１２１をピン１１
の列間を開くように移動させ、スクリーン版２に対し引
っ張るようなテンションを与える。適度な張力に達する
とピニオン１２２ａの回転は停止するが、ウォーム１２
４ａはなおも回転しようとするのでセレーション軸１２
５ａ上を上方へ動く。この動きをウォーム１２４ａの端
面がリミットスイッチ１２７をオン（またはオフ）させ
ることで検出し、モータ１２３の回転を停止させる。何
らかの原因で暴走してモータ１２３が回転を続けたり、
過剰なテンションを与えたりした場合にはクラッチ１２
６でモータ１２３の回転を逃がす。

【００１６】次に、プリント基板把持・位置決め機構４
について説明する。図６に全体を表す側面図を、図７に
上下動機構の一例を示す。プリント基板把持・位置決め
機構４は、プリント板を把持する基台４１と、この基台
４１を位置決めするＸＹテーブル４２と、ＸＹテーブル
４２を上下動させる上下動機構４３を有して成る。上下
動機構４３は、雄ねじ部を縦にした４本のボールねじ機
構４３ａを用い、これらを回転可能に軸支して、モータ
４３ｂと１本のタイシングベルト４３ｃでギヤ結合して
同期して正逆に回転させることにより、ボールねじ機構
４３ａの雌ねじ部に４隅を支えられた、ＸＹテーブル４
２を固定するベース４３ｄを上下動させる。

【００１７】次に、本発明の第２の実施例を示す。図８
にその全体構成を、図９（ａ），（ｂ）、図１０
（ａ），（ｂ）、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に各部
の部分構成を示す。各図において、１はスクリーン印刷
機、２はスクリーン版、３はスクリーン版収納部、６は
スクリーン版搬送機である。本実施例では、複数のスク
リーン版２を連結せず、水平に段状に収納部３へ収納
し、順次にその１枚を搬送機６を用いて印刷機１にセッ
トする。

【００１８】まず、印刷機１は第１の実施例で説明した
ものと同一のものが使用できる。ただし、本実施例で
は、スクリーン版２は連結されていないので、例えば引
っ掛けピンに代えて通常の丸棒状のピン１１を使用し、
スクリーン版２をセットしたのち、図９（ａ）に示すよ
うなピンの嵌合孔１６ａを有する押え板１６を油圧やエ
アー等で回動させてスクリーン版２の枠体部分を挾み込
むようにすることもできる。また、スクリーン版２の両
辺の枠体２２の端部形状を断面コの字形状とし、印刷機
１側にはピン１１に替えて図９（ｂ）に示すような断面
Ｌ字形状の溝を有する溝部材１７を設けて、これにスク
リーン版２のコの字形状端部を側面からスライドさせる
ように挿入し、セットするようにしても良い。さらに、
枠体２２の端部形状は、Ｌ字形状に折り曲げても良く
（角棒を固定しても良い）、対する溝部材１７には単に
角溝を設ければ良い。この場合には、スクリーン版２を
印刷機１の上方からセットできる利点がある。

【００１９】次に、第２の実施例における収納部３の構
成について説明する。本実施例では、スクリーン版２を
連結せず１枚毎にスライド可能に水平に収納する。図１
０（ａ）はスライドする前方から見た図であり、図１０
（ｂ）はスライド機構の一部を下方からの斜視図で示し
たものである。スクリーン版２はトレー３１に収納さ
れ、このトレー３１がレール３４で収納部３の筺体に支
えられ、ピニオン３２ａとラック３２ｂとモータ３３と
で搬送機６内へ移動可能に配置されている。すなわち、
ピニオン３２ａはモータ３３の回転軸へ固着され、ラッ
ク３２ｂは収納部３の筺体に固定されており、モータ３
３はトレー３１の下部に固定され、モータが正逆に回転
されるとトレー３１は前後動する。モータ３３の終端で
の停止は、例えばモータ位置を収納部３の筺体に設けた
リミットスイッチ３５で検出して行う。

【００２０】次に、スクリーン版搬送機６について説明
する。図１１（ａ）は図８の印刷機１側から見た図、図
１１（ｂ）はスクリーン版の把持・搬送機構の構成を示
す斜視図、図１１（ｃ）はその把持・搬送機構の上下動
機構の構成を示す斜視図である。スクリーン版の把持・
搬送機構６１は上下動機構６２を構成する４本のボール
ねじ機構６２１で支えられている。この４本のボールね
じ６２１は棒状の雄ねじ部６２１ａがタイミングベルト
６２２等で１個のモータ６２３によりギヤ結合されて同
期して回転され、把持・搬送機構６１は平行して上下動
する。この把持・搬送機構６１は、エアーによる４個程
度の吸引盤６２４を有し、これで搬送機６内に順次選択
されてスライドされたトレー３１内のスクリーン版２を
上下動機構で待機位置から移動して吸着し把持する。吸
引盤６１１は２段の伸縮レール６１２で特定の上下位置
から印刷機１の上部までスライド可能になっており、同
じく２段のスクリュー機構６１３とモータ６１４とで構
成された水平動機構でモータ６１３の正逆の回転により
スクリュー機構６１３が押し出されると、それに伴って
吸引盤６１１が押し出される構成となっている。把持さ
れたスクリーン版２を印刷機１にセットするには、上下
動機構６２で下へ移動させてエアーホース６１５からの
吸引を停止することで把持を解けば良い。

【００２１】次に、本発明の第３の実施例を述べる。図
１２は、その実施例で用いるスクリーン版収納部３の構
成図である。本実施例では、収納部３が超音波洗浄槽と
なっている。このため、複数のスクリーン版２はそれぞ
れ縦に収納される。スクリーン版２は、シャッター３６
が開けられて、図略のハンガーにより縦方向に取り出さ
れるが、その姿勢を水平に直して第２の実施例で示した
ような水平移動可能なトレー３１に載せ、搬送機内へ移
送する。収納部３には収納された各スクリーン版２の上
辺に密着させてローラーブラシ３７とゴムローラー３８
が備えられており、上方に取り出される際に、スクリー
ン版２から浮いた汚れや洗浄液が払い落とされる。搬送
機や印刷機は第２の実施例で示したものが使用できる。
使用済みのスクリーン版２を再び収納部３に戻すように
すれば、洗浄によって再度の使用を可能にすることがで
きる。

【００２２】なお、以上の実施例では、プリント基板の
スクリーン印刷等に適用した場合について説明したが、
本発明は、他のものへのスクリーン印刷や、微細なプリ
ント基板へのスクリーン版を用いた半田ペースト付着等
に広く適用できることは言うまでもない。また、第３の
実施例は、第１の実施例に対しても適用できる。このよ
うに本発明は、その主旨に沿って種々に応用され、種々
の実施態様を取り得るものである。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
および請求項２に代表される本発明のスクリーン版自動
交換装置によれば、スクリーン印刷やスクリーン版を用
いたプリント基板への半田ペースト付着の工程が省力化
され、作業能率が向上できる。また、多品種少量生産に
効率良く対応することができる。

【００２４】また、請求項３の発明によれば、特に、収
納手段が洗浄装置を兼ねるようにしたので、洗浄の工程
が省力化されより一層作業能率が向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の全体構成を示す斜視図

【図２】上記第１の実施例の側面図

【図３】（ａ），（ｂ）は上記第１の実施例のスクリー
ン版の構成例を示す図

【図４】上記第１の実施例におけるスクリーン印刷機の
テンション発生機構の構成図

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記テンション発生
機構の細部を示す部分構成図

【図６】上記第１の実施例におけるプリント基板把持・
位置決め機構を示す側面図

【図７】上記プリント基板把持・位置決め機構の上下動
機構の構成図

【図８】本発明の第２の実施例の全体構成を示す図

【図９】（ａ），（ｂ）は上記第２の実施例におけるス
クリーン印刷機の構成例を示す図

【図１０】（ａ），（ｂ）は上記第２の実施例における
スクリーン版収納部の構成図

【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記第２の実施例
におけるスクリーン版搬送機の構成図

【図１２】本発明の第３の実施例におけるスクリーン版
収納部の構成図

【符号の説明】 １…スクリーン印刷機 ２…スクリーン版 ３…スクリーン版収納部 ４…上下動機構 ５…プリント基板 ６…スクリーン版搬送機 １１…ピン １２…テンション発生機構 １２ａ…カバー ２１…折曲連結部材 ２３…穴 ３１…トレー ４２…ＣＣＤカメラ ６１…スクリーン版把持・搬送機構 ６２…上下動機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスクリーン版を可撓性部材で連結
   して折りたたんで収納する収納手段と、この連結したス
   クリーン版を順送りに引き出してその１枚を印刷手段も
   しくは付着手段にセットする手段と、該印刷手段もしく
   は付着手段にセットされたスクリーン版に引っ張りテン
   ションを与えるテンション発生手段と、該スクリーン版
   と印刷対象もしくは付着対象の相対位置を合わせる位置
   合わせ手段と、を具備することを特徴とするスクリーン
   版自動交換装置。
2. 【請求項２】 複数のスクリーン版を個別に収納する収
   納手段と、このスクリーン版を順次に引き出して印刷手
   段もしくは付着手段にセットする手段と、該印刷手段も
   しくは付着手段にセットされたスクリーン版に引っ張り
   テンションを与えるテンション発生手段と、該スクリー
   ン版と印刷対象もしくは付着対象の相対位置を合わせる
   位置合わせ手段と、を具備することを特徴とするスクリ
   ーン版自動交換装置。
3. 【請求項３】 スクリーン版の収納手段が、収納してい
   るスクリーン版を洗浄する洗浄装置を兼ねていることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリーン
   版自動交換装置。