JP6194481B2 - スクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペーストポットからマスク上にペーストを押し出して供給するペースト供給装置を備えたスクリーン印刷装置及びそのスクリーン印刷方法に関するものである。

従来、スクリーン印刷においてマスク上にペーストを供給するペースト供給装置として、円筒状の容器内にペーストを収容した市販のペーストポットから直接ペーストを押し出して供給するものが知られている（例えば、下記の特許文献１）。このペースト供給装置では、容器の底部に設けた貫通孔が下方を向く姿勢でペーストポットを保持し、押出部材でペーストを直接押し出すようになっている。また、上記のように押出部材でペーストを直接押し出すものでは、容器の内壁に密着するように押出部材を取り付ける作業に手間がかかるため、押出部材で中蓋を押し下げる方式のものも知られている。

このような方式のペースト供給装置では、容器からペーストが押し出されてしまった後は、空になったペーストポットを新しいペーストポットと入れ替える必要がある。このため、押出部材が予め定められた容器内での押し下げ限度位置に達した状態を検出する検出手段を設けておき、この検出手段によって押出部材が容器内での押し下げ限度位置に達した状態が検出された場合に、ペーストポットの交換のため、押出部材を容器から上方へ引き抜くようにしている。

特開２０１０−１７２９２８号公報

しかしながら、ペーストは粘性が大きいため、検出手段によって押出部材が予め定められた容器内での押し下げ限度位置に達した状態が検出されたとしても、実際にはペーストは容器から出切っていないケースが多く、容器内にペーストが残存したままペーストポットを新しいものと交換することとなって、ペーストが無駄になるという問題点があった。

そこで本発明は、容器内に残存して無駄になるペーストを低減することができるスクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法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、マスクと、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いて前記マスク上にペーストを供給するペースト供給装置と、前記ペースト供給装置によりペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、前記ペースト供給装置は、前記ペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋に当接される押出部材と、前記中蓋に当接させた前記押出部材を前記容器内で押し下げて前記貫通孔からペーストを押し出す押出部材昇降手段と、前記押出部材が予め定められた前記容器内での押し下げ限度位置に達した状態を検出する検出手段とを備え、前記押出部材昇降手段は、前記検出手段により前記押出部材が前記容器内での押し下げ限度位置に達した状態が検出された後、前記押出部材の押し下げを継続して前記容器内のペーストを更に押し出す。

本発明のスクリーン印刷方法は、マスクと、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いてペーストを供給するペースト供給装置と、前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置によるスクリーン印刷方法であって、前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持された前記ペーストポットの前記中蓋に当接させた押出部材を前記容器内で押し下げて前記貫通孔から前記マスク上にペーストを押し出して供給するペースト供給工程と、前記ペースト供給工程でペーストが押し出された前記マスク上でスキージを摺動させることにより前記マスクのパターン孔を介して基板にペーストを印刷する印刷工程とを含み、前記ペースト供給工程において、前記押出部材が予め定められた前記容器内での押し下げ限度位置に達した後、前記押出部材の押し下げを継続して前記容器内のペーストを更に押し出す。

本発明によれば、容器内に残存して無駄になるペーストを低減することができる。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の斜視図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備えるペースト供給装置の斜視図 本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の制御系統を示す図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置に用いられるペーストポットの斜視図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の動作説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の押圧シリンダに備えられた位置検出センサの配置を示す図 本発明の一実地の形態におけるペースト供給装置が備える押出部材の位置に対する位置検出センサのオンオフ及び制御部の信号認識状態を示す図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すスクリーン印刷装置１は、図示しない基板に対して半田ペースト等のペーストをスクリーン印刷する装置であり、基板の電極の配置に対応して設けられたパターン孔（図示せず）を有するマスク２、マスク２の上方に設けられた印刷ヘッド３及び印刷ヘッド３に設けられたペースト供給装置４を備えている。

図１において、印刷ヘッド３は、図示しないヘッド移動機構によって作業者ＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）に移動される移動ベース１１と、移動ベース１１の上面に設けられたスキージ昇降機構１２と、スキージ昇降機構１２によって移動ベース１１の下方を互いに独立して昇降される２つのスキージ１３を備えている。２つのスキージ１３はそれぞれ作業者ＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に延び、Ｙ軸方向に対向して配置されている。

図１及び図２において、ペースト供給装置４は、ベース部材２１と、ベース部材２１の前面（作業者ＯＰと対向する側の面）に設けられたポット保持部２２及び押圧シリンダ２３を備えて成る。移動ベース１１の前面にはＸ軸方向に延びた第１ガイド１１ａが設けられており、この第１ガイド１１ａにはベース部材２１の背面側に設けられた第１スライダ２１ａがスライド自在に取り付けられている。

図１において、移動ベース１１上には、Ｘ軸方向に延びて掛け渡されたタイミングベルト２４ａをモータ２４ｂによって駆動するベルト駆動機構２４が設けられている。タイミングベルト２４ａにはベース部材２１の背面が結合されており、モータ２４ｂがタイミングベルト２４ａを駆動すると、ベース部材２１が（すなわちペースト供給装置４が）移動ベース１１の前方をＸ軸方向に移動する。

図２において、ポット保持部２２は水平な板状の部材から成り、中央にポット挿入孔２２Ｈを有している。ポット挿入孔２２Ｈには後述のペーストポット４０が挿入される。ベース部材２１の前面の上部にはブラケット２６が設けられており、このブラケット２６には押圧シリンダ２３のシリンダチューブ２３ａが取り付けられている。押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ｂを下方に向けており、ピストンロッド２３ｂの下端には後述するペーストポット４０の容器４１の内径よりも小径の円盤状（又は円筒状）の押出部材２７が取り付けられている。

図３において、押圧シリンダ２３は、スクリーン印刷装置１が備える制御部２８によって制御される押圧シリンダ駆動部２９によって駆動され、ピストンロッド２３ｂの押し作動と引き作動を行って、押出部材２７を昇降させる。すなわち押圧シリンダ２３は、押出部材２７を昇降させる押出部材昇降手段となっている。

図３において、押出部材２７及びピストンロッド２３ｂの内部には吸引路３１が設けられている。この吸引路３１は、押出部材２７の下面に開口した開口部２７Ｒに繋がるとともに、ピストンロッド２３ｂの外部を延びる配管３２を介して負圧発生部３３に繋がっており、配管３２にはバルブ３４が介装されている。負圧発生部３３に負圧を発生させた状態で制御部２８によってバルブ３４を操作すると、配管３２及び吸引路３１を介して開口部２７Ｒに真空圧が供給され、押出部材２７の下面に吸引力が発生する。このように吸引路３１、配管３２、負圧発生部３３及びバルブ３４は、押出部材２７の下面に吸引力を発生させる吸引力発生機構３５を構成している。

図４において、ペーストポット４０は、ペーストＰｓｔを収容する筒状の容器４１と容器４１内に設けられた中蓋４２から成り、容器４１の底部４１ａには貫通孔４１Ｓが設けられている。中蓋４２の外縁は上方に折り返されて折り返し部４２ａを形成しており、折り返し部４２ａは容器４１の内壁に密着している。中蓋４２は容器４１内で上下方向に移動させることができる。ペーストポット４０は、容器４１の開放側の端部に取り付けられたキャップＣＰが取り外された後（図４（ａ）→図４（ｂ））、貫通孔４１Ｓが下方に向いた姿勢にされ（図４（ｃ））、容器４１の側面に設けられた鍔部４１Ｔがポット挿入孔２２Ｈの縁部に上方から当接するようにポット挿入孔２２Ｈ内に挿入される。

図２において、ポット挿入孔２２ＨをＸ軸方向の外側から挟む位置には固定具保持部材２２Ｒが設けられている。これら一対の固定具保持部材２２Ｒにポット固定具２２Ｄを前方から挿入すると、ポット挿入孔２２Ｈの縁部に当接させたペーストポット４０の鍔部４１Ｔがポット固定具２２Ｄによって上方から抑えられ、ペーストポット４０は上下方向への移動が規制された状態でポット保持部２２に保持される。

ペースト供給装置４によるペーストＰｓｔの供給は、制御部２８が押圧シリンダ２３と吸引力発生機構３５を制御して行う。制御部２８がペースト押し出し指令信号を出力すると、押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ｂの押し作動を開始して押出部材２７を下降させる。押圧シリンダ２３は、下降させた押出部材２７の下面をポット保持部２２に保持されたペーストポット４０の中蓋４２の上面に当接させつつ、そのまま中蓋４２を容器４１内で押し下げて（図５（ａ）中に示す矢印Ａ）、ペーストＰｓｔを貫通孔４１Ｓから押し出す。押出部材２７が中蓋４２に当接している状態では、吸引力発生機構３５は押出部材２７の下面に開口した開口部２７Ｒに真空圧を与えて吸引力を発生させ、押出部材２７に中蓋４２を吸着保持させる。

押圧シリンダ２３が中蓋４２を押し下げて規定量のペーストＰｓｔが容器４１から押し出されたら、制御部２８はペースト押出し信号の出力を停止する。これにより押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ｂの動作を押し作動から引き作動に切り替え（図５（ｂ）中に示す矢印Ｂ）、押出部材２７を上昇させて、中蓋４２を一定量引き上げる。この中蓋４２の引き上げによって容器４１内に負圧が発生し、貫通孔４１Ｓ付近のペーストＰｓｔが容器４１内に吸い上げられて貫通孔４１ＳからのペーストＰｓｔの垂れが防止される。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、押圧シリンダ２３のシリンダチューブ２３ａ内には、押圧シリンダ２３により押し下げられた押出部材２７の位置を検出する位置検出センサ５０が設けられている。位置検出センサ５０は、押出部材２７が予め定められた容器４１の上方の「残量１００位置」に位置した状態（図６（ａ））と、押出部材２７が予め定められた容器４１内での押し下げ限度位置である「残量０％位置」に位置した状態（図６（ｂ））のほか、これら両位置の中間の位置に位置した状態を、例えばピストン２３ｃの位置に基づいて、飛び飛びに或いは連続的に検出する。本実施の形態では、位置検出センサ５０は、押出部材２７が「残量１００％位置」に位置した状態を検出する第１センサ５１と、押出部材２７が中蓋４２を容器４１内のペーストＰｓｔの残量が半分になる位置まで押し下げた「残量５０％位置」に位置した状態を検出する第２センサ５２と、押出部材２７が中蓋４２を容器４１内のペーストＰｓｔの残量が１／４になる位置まで押し下げた「残量２５％位置」に位置した状態を検出する第３センサ５３と、押出部材２７が「残量０％位置」に位置した状態を検出する第４センサ５４から成る。これら第１センサ５１、第２センサ５２、第３センサ５３及び第４センサ５４の検出信号は制御部２８に入力される。

押圧シリンダ２３が中蓋４２を押し下げてペーストＰｓｔを供給しているときは、押圧シリンダ２３によって押し下げられた押出部材２７の位置を前述の位置検出センサ５０が検出し、制御部２８は、その検出された押出部材２７の位置に基づいて、容器４１内のペーストＰｓｔの残量をタッチパネル等の表示部６０（図３）に表示して報知する。

具体的には、図７において、押出部材２７が「残量１００％位置」に位置している状態（図６（ａ））では、第１センサ５１はオン、第２センサ５２、第３センサ５３及び第４センサ５４はオフであり、制御部２８はそのまま、第１センサ５１がオン、第２センサ５２、第３センサ５３及び第４センサ５４がオフであると認識する。制御部２８はこのようなオンオフの組み合わせに基づいて押出部材２７が「残量１００％位置」に位置していると判断し、表示部６０に「残量１００％」の旨を表示する。その後、押出部材２７が下降して「残量１００％位置」よりも低い位置に位置すると第１センサ５１はオフになるが、制御部２８は第１センサ５１のオン信号の認識状態を保持し、表示部６０における「残量１００％」の表示を維持する。

図７において、押出部材２７が「残量５０％位置」に達すると第２センサ５２がオフからオンになる。これにより制御部２８は、オンオフの組み合わせが第１センサ５１と第２センサ５２がオン、第３センサ５３と第４センサ５４がオンの組み合わせに変化したことに基づいて、押出部材２７が「残量５０％位置」に位置したと判断し、表示部６０に「残量５０％」の旨を表示する。その後、押出部材２７が下降して「残量５０％位置」よりも低い位置に位置すると第２センサ５２はオフになるが、制御部２８は第２のセンサ５２のオン信号の認識状態を保持し、表示部６０における「残量５０％」の表示を維持する。

図７において、押出部材２７が「残量２５％位置」に達すると第３センサ５３がオフからオンになる。これにより制御部２８は、オンオフの組み合わせが第１センサ５１、第２センサ５２及び第３センサ５３がオン、第４センサ５４がオフの組み合わせに変化したことに基づいて、押出部材２７が「残量２５％位置」に位置したと判断し、表示部６０に「残量２５％」の旨を表示する。その後、押出部材２７が下降して「残量２５％位置」よりも低い位置に位置すると第３センサ５３はオフになるが、制御部２８は第３のセンサ５３のオン信号の認識状態を保持し、表示部６０における「残量２５％」の表示を維持する。

図７において、押出部材２７が「残量０％位置」に達すると（図６（ｂ））、第４センサ５４がオフからオンになる。これにより制御部２８は、オンオフの組み合わせが第１センサ５１、第２センサ５２、第３センサ５３及び第４センサ５４の全てがオンの組み合わせに変化したことに基づいて、押出部材２７が「残量０％位置」に位置したと判断し、表示部６０に「残量０％」の旨を表示する。上記表示部６０における容器４１内のペーストＰｓｔの残量の表示は、残量のパーセンテージ等を文字で表示するほか、図を用いて表示することができる。

第４センサ５４によって、押出部材２７が「残量０％位置」（すなわち、予め定められた押出部材２７の容器４１内での押し下げ限度位置）に達した状態（図６（ｂ））が検出された後、制御部２８に制御された押圧シリンダ２３は、タイマー２８Ｔ（図３）に設定された時間（押出継続時間）だけ押出部材２７の押し下げを継続して、容器４１内に残ったペーストＰｓｔを押し出す。ここで、タイマー２８Ｔに設定される時間（押出継続時間）は、第４センサ５４によって押出部材２７が「残量０％位置」に達した状態が検出された時点で容器４１内に残存しているペーストＰｓｔを貫通孔４１Ｓから十分に押し出し切ることができる時間に設定されている。タイマー２８Ｔに設定する押出継続時間は任意に変更することができる、押出継続時間をペーストＰｓｔの材質に応じて個別に設定することで、押出継続時間を必要十分な時間とすることができる。

上記のように、押出部材２７が「残量０％位置」に達した後、押圧シリンダ２３がタイマー２８Ｔに設定した押出継続時間だけ押出部材の押し下げを継続したら、吸引力発生機構３５は押出部材２７による中蓋４２の保持（吸引）を解除させ、押圧シリンダ２３は引き作動を行って押出部材２７を「残量１００％位置」まで移動させる。これにより押出部材２７は容器４１の上方に引き抜かれ、作業者ＯＰは容器４１をポット挿入孔２２Ｈから取り外して新しいペーストポット４０と交換することができる。使用済みのペーストポット４０の中蓋４２は容器４１内に残されるので、作業者ＯＰは容器４１と中蓋４２をひとまとめにして廃棄することができる。押圧シリンダ２３が押出部材２７を「残量１００％位置」に移動させたら、制御部２８は、第１センサ５１、第２センサ５２、第３センサ５３及び第４センサ５４の信号認識状態をリセットし、次に設置されたペーストポット４０に対して行うペーストＰｓｔの押し出し時におけるペーストＰｓｔの残量検出に備える。

次に、スクリーン印刷装置１によるスクリーン印刷作業（スクリーン印刷方法）の実行手順を説明する。スクリーン印刷装置１によるスクリーン印刷作業では、先ず、制御部２８に制御されたペースト供給装置４が、前述の要領でマスク２上にペーストＰｓｔを押し出して供給する（ペースト供給工程）。このペースト供給工程では、制御部２８に制御されたベルト駆動機構２４はペースト供給装置４をＸ軸方向に往復移動させる。このためペーストＰｓｔはスキージ１３の延びる方向に広がって供給される。

ペースト供給装置４がマスク２上にペーストＰｓｔを供給したら、図示しない基板移動機構がマスク２の下面に基板を接触（或いは近接）させる。基板がマスク２に接触（或いは近接）したら、スキージ昇降機構１２が一方のスキージ１３を下降させてその下端部をマスク２に当接させる。そして、前述の図示しないヘッド移動機構が印刷ヘッド３をＹ軸方向に移動させてスキージ１３をマスク２上で摺動させ、マスク２のパターン孔を介して基板の電極にペーストＰｓｔを印刷する（印刷工程）。印刷工程が終わったら、上記の基板移動機構がマスク２から基板を離間させる。これにより基板の１枚当たりのスクリーン印刷が終了する。

以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１は、押出部材２７が予め定められた容器４１内での押し下げ限度位置（「残量０％位置」）に達した状態を検出する検出手段（第４センサ５４）を備えており、押圧シリンダ２３は、第４センサ５４により押出部材２７が容器４１内での押し下げ限度位置に達した状態が検出された後、押出部材２７の押し下げを継続して容器４１内のペーストＰｓｔを更に押し出すようになっている。このため、押出部材２７が容器４１内での押し下げ限度位置に達した時点で容器４１からペーストＰｓｔが出切っていない場合であってもそのペーストＰｓｔを押し出して容器４１内に残存するペーストＰｓｔを少なくすることができ、容器４１内に残存して無駄になるペーストＰｓｔを低減することができる。

容器内に残存して無駄になるペーストを低減することができるスクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法を提供する。

１ スクリーン印刷装置
２ マスク
４ ペースト供給装置
１３ スキージ
２２ ポット保持部
２３ 押圧シリンダ（押出部材昇降手段）
２７ 押出部材
２８Ｔ タイマー
４０ ペーストポット
４１ 容器
４１ａ 底部
４１Ｓ 貫通孔
４２ 中蓋
５４ 第４センサ（検出手段）
Ｐｓｔ ペースト

Claims (4)

1. マスクと、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いて前記マスク上にペーストを供給するペースト供給装置と、前記ペースト供給装置によりペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、
   前記ペースト供給装置は、
   前記ペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、
   前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋に当接される押出部材と、
   前記中蓋に当接させた前記押出部材を前記容器内で押し下げて前記貫通孔からペーストを押し出す押出部材昇降手段と、
   前記押出部材が予め定められた前記容器内での押し下げ限度位置に達した状態を検出する検出手段とを備え、
   前記押出部材昇降手段は、前記検出手段により前記押出部材が前記容器内での押し下げ限度位置に達した状態が検出された後、前記押出部材の押し下げを継続して前記容器内のペーストを更に押し出すことを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記押出部材昇降手段は、タイマーに設定した時間だけ前記押出部材の押し下げを継続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. 前記タイマーに設定する時間は任意に変更できる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. マスクと、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いてペーストを供給するペースト供給装置と、前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置によるスクリーン印刷方法であって、
   前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持された前記ペーストポットの前記中蓋に当接させた押出部材を前記容器内で押し下げて前記貫通孔から前記マスク上にペーストを押し出して供給するペースト供給工程と、
   前記ペースト供給工程でペーストが押し出された前記マスク上でスキージを摺動させることにより前記マスクのパターン孔を介して基板にペーストを印刷する印刷工程とを含み、
   前記ペースト供給工程において、前記押出部材が予め定められた前記容器内での押し下げ限度位置に達した後、前記押出部材の押し下げを継続して前記容器内のペーストを更に押し出すことを特徴とするスクリーン印刷方法。

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