JP5208437B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン上の半田ペーストなどの流動物を被印刷物上に印刷するスキージ、及びスキージをスクリーンに対して相対的に平行移動してスクリーン上の流動物を被印刷物上に印刷するクリーン印刷機に関する。

この種のスキージ及びクリーン印刷機は、例えば特許文献１などに開示され、薄い板状のスキージは、半田ペーストの印刷方向に所定角度（鋭角）傾斜してスキージ支持部材（ホルダ）に保持されている。

そして、スキージの印刷方向の面は全面にわたり平面に形成されている。
特開２００４−９０３８５号公報

したがって、このような従来のスキージ及びスクリーン印刷機では、上述したように、印刷方向に所定角度（鋭角）傾斜してスキージ支持部材に保持され、スキージの印刷方向の面は全面にわたり平坦に形成されている。このため、スクリーン上の半田ペーストの量が多いときには、スキージの移動時にスキージの印刷方向の面と半田ペーストとの接触面積が大きくなる。この結果、半田ペーストがスキージの面とスクリーンの面との間にてローリングする際の抵抗が大きくなり、ローリングの速さが抑えられ、このため、印刷の品質が低下する虞があり、また、スキージの移動速度、すなわち印刷速度を速くできないという問題が発生するものであった。

そこで本発明は、スクリーン上に半田ペーストの量が多いときにも、スキージの移動時にスキージの印刷方向の面と半田ペーストとの接触面積を極力小さく抑えることができ、半田ペーストのローリングの速さを向上できるスキージを提供すること、及び半田ペーストがローリングする際の抵抗を小さく抑え、ローリングの速さを向上して印刷の品質を確保でき、また、印刷を極力速くできるスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、被印刷物と対向するように配置されるスクリーンと、このスクリーンを挟んで前記被印刷物と対向し、前記スクリーンに対して相対的に平行移動して前記スクリーン上の流動物を前記被印刷物上に印刷するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、前記流動物の印刷方向に傾斜して支持された金属製の１枚の薄い板状のスキージを備え、前記スキージの下端より上の部分にコーナーから前記印刷方向と反対側に窪む段差を形成し、前記スキージの前記コーナーより上の部分の全体が前記コーナーより下の部分の位置より前記印刷方向と反対側に位置していることを特徴とする。

また、第２の発明は、被印刷物と対向するように配置されるスクリーンと、このスクリーンを挟んで前記被印刷物と対向し、前記スクリーンに対して相対的に平行移動して前記スクリーン上の流動物を前記被印刷物上に印刷するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、前記流動物の印刷方向に傾斜して支持されスキージを備え、前記スキージの下端より上の部分に前記印刷方向と反対方向に窪んだ凹部を形成し、前記スキージの前記凹部より上の部分の全体が前記凹部より下の部分の位置より前記印刷方向と反対側に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、スキージの移動時にスキージの印刷方向の面と半田ペーストなどの流動物との接触面積を極力小さく抑えることができ、流動物のローリングの速さを向上することができ、また、ローリングの速さを向上して印刷の品質を確保でき、また、印刷を極力速くすることができる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１の１はスクリーン印刷機で、図示しない上流側装置から搬送されてくるプリント基板２の上面にチップ状電子部品が装着されるように所望のパターンに図示しないクリーム半田などの流動物である半田ペーストＷ（図２参照）が塗布される。

３は前記基板２を載置する載置台で、図示しない位置決め機構により基板２を位置決めした状態で載置する。４は前記載置台３の下部に設けられる移動台で、移動台４の移動により載置台３が移動する。即ち、移動台４を上下動するシリンダ５の上下動により載置台３を上下動させる。また、移動台４は図示しない移動機構により水平移動可能で、前記上流側装置から基板２を受取り載置台３上に位置決めする図示しない位置決めステーションから図１に示す印刷ステーションまで移動する。

６はスクリーンで、前記基板２の所望の回路パターンに対応して穿設された印刷パターン孔としての図示しない開口が設けられたスクリーン板７と、スクリーン板７を囲むスクリーン枠８とから構成される。図２に示す１０は図示しないベースに取り付けられたスキージ台である。そして、図示しない印刷モータの回動を駆動プーリ１２に伝えこれを回動させ、駆動プーリ１２と従動プーリ１３の間に掛け渡されたスキージベルト１４が移動することにより、ベルト１４に取り付けられたスキージ台１０が移動する。なお、印刷モータとしてパルスモータが用いられている。また、サーボモータを用いても良い。

スキージ台１０には、対向する２本のスキージヘッド１５が夫々２本のスキージ上下ガイド１６に案内されスキージ上下シリンダ１７の作動により上下動可能に取り付けられている。スキージヘッド１５が下降し、前記スクリーン６のスクリーン板７を基板２に押圧しながら移動して、スクリーン板７上に供給された半田ペーストＷを基板２のパターンに対応して設けられた図示しない開口を介して基板２上に印刷する。

図３は本発明に係るスキージを備えたスキージヘッド１５の側面図であり、スキージヘッド１５は、スキージ支持部材２４と、このスキージ支持部材２４に支持されたスキージ２５とを備えている。

以下、スキージ２５について詳細に説明する。スキージ２５は例えば金属製の薄い板を折曲して成形したものである。そして、スキージ２５の下端から例えば数ミリメートル〜２０ミリメートル（距離Ｌ）離れた位置、すなわち、ほぼ中央部分には、折曲して段差２６がほぼ水平方向に形成され、段差２６より上の部分には、半田ペーストの印刷時にスキージ２５が移動する矢印にて示した方向と反対側に下部の面より例えば数ミリメートル〜１５ミリメートル（寸法Ｄ）窪んだ窪み２７が上端まで形成され、スキージ２５は、半田ペーストとの接触部から段差２６にて離間する形状を有している。

このように、スキージ２５を金属製の薄い板によって形成したので、スキージを例えば樹脂にて形成したときと比較して、スキージの寿命を延ばすことが可能になり、また、スキージ２５の移動速度を変更した場合にもスキージ２５の変形を極力回避することが可能になる。

スキージ支持部材２４は、スキージ２５の上部を挟み支持するものであり、スキージ２５の上端が当たり位置決めされる段差２８と、スキージ２５の上部が収まる凹部２９とが形成された一方のスキージ支持部材（以下、上側スキージ支持部材という。）３０、この上側スキージ支持部材３０に対向して設けられてスキージ２５を上側スキージ支持部材３０と共に挟み支持する他方のスキージ支持部材（以下、下側スキージ支持部材という。）３１、及び上側スキージ支持部材３０と下側スキージ支持部材３１とを接続するビス３２とを備えている。

また、スキージ２５は、腐食等の化学変化を防止するなどのために、表面処理を行うことも、必要に応じて種々選択可能である。

以上のように構成されたスクリーン印刷機の動作について、以下説明する。

印刷動作が開始されると、先ず位置決めステーション側に位置した載置台３は供給コンベアの搬送レベルより下方にあり、供給コンベアにより上流側装置から搬送されてきた基板２が載置台３上方に位置されると、供給コンベアは停止する。

次に、載置台３はシリンダ５により搬送レベルより上昇し、載置台３上に基板２が載置される。基板２を載置した載置台３は移動機構により印刷ステーションに移動する。そして、図１に示す例えば左側のスキージヘッド１５が所望のスキージ角度に角度調整機構（図示せず。）により調整された状態でスキージ上下シリンダ１７が駆動されてスクリーン板７上に下降する（図４参照）。そして、スキージ２５がスクリーン板７に押圧され、印刷モータの駆動により所望のスキージ速度に基づき図１の右方向に移動されることによりスクリーン板７上に供給された半田ペーストＷをスクリーン板７に形成された開口を介して基板２上に印刷する。

このように、印刷が行われるときに、図４に示したようにスキージ２５の印刷方向側の面とスクリーン板７との間の空間４０ではスキージ２５の移動に伴い半田ペーストＷに矢印にて示したようなローリングが発生する。そして、例えば印刷開始の直後、或いは印刷開始からの経過時間が短いときには、空間４０に半田ペーストＷが多量に溜まっているが、スキージ２５には、上述したように、段差２６が形成され、段差２６より上の部分には、印刷時のスキージ２５の移動方向と反対側に窪んだ窪み２７が形成されているので、ローリングしながら段差２６に達した半田ペーストＷはコーナー４１にてスキージ２５から離れる。このため、半田ペーストＷが段差２６より上の部分、すなわち、窪み２７の面に接触することを回避でき、半田ペーストＷがローリングする際の抵抗を極力小さく抑えることができる。また、窪み２７は段差２６からスキージ２５の上端まで形成されているので、離れた半田ペーストＷが再びスキージ２５の面に接触することを防止することができる。

この結果、空間４０での半田ペーストのローリング性を向上することができ、スクリーン７上の半田ペーストＷの量が多い場合にも印刷の品質を確保することができ、半田ペーストの量に左右されずに良好な印刷が可能になる。また、半田ペーストＷがローリングする際の抵抗を極力小さく抑えることができるので、スキージ２５の移動速度を速くしても半田ペーストのローリングを極力追従させることができ、この結果、スキージ２５の移動を極力速くすることができ、印刷速度を速くすることが可能になる。

そして、往路方向の印刷が終了したらシリンダ１７の駆動により下降している左側のスキージ２５を上昇させ、右側のスキージ２５を同様にシリンダ１７の駆動により下降させて、復路方向の印刷を行い、スキージ２５を上昇させる。尚、一方向の印刷だけで良い場合には、前記往路方向の印刷と復路方向の印刷で２枚の基板２が印刷できる。

印刷終了後、載置台３の位置決めが解かれ、シリンダ５により搬送レベルより下方に載置台３が下降し、図示しない排出コンベアにより基板２が排出される。基板２が排出された後、載置台３は移動機構により印刷ステーションから位置決めステーションに戻されて、次の基板２の供給に備える。以下、同様にして印刷動作が続けられる。

こうして、基板２の印刷動作が繰り返されて、例えば図示しない記憶装置内に記憶された印刷枚数データに基づいて印刷動作が行なわれる。

なお、上述したスキージ２５では、折曲して段差２６がほぼ水平方向に形成され、段差２６より上の部分には、窪み２７を上端まで形成したが、図３に破線にて示したように、薄い金属板をその下端より上方の位置にてスキージの進行方向とは反対側に折り曲げ、スキージ２５が、半田ペーストとの接触部から折曲部４５にて離間する形状を有しているようにしてもよい。

以下、本発明の他の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同様の符号を付しその詳細な説明は省略する。

図５は、本発明のスキージヘッドの側面図であり、このスキージヘッド３３は、スキージ支持部材２４と、このスキージ支持部材２４に支持されたスキージ３４とを有している。

以下、スキージ３４について詳細に説明する。スキージ３４は、例えば金属製の薄い板を成形したものである。そして、スキージ３４の下端から例えば数ミリメートル〜２０ミリメートル（距離Ｌ）離れた位置、すなわち、ほぼ中央部分には、下部及び上部より窪んだ凹部３５がほぼ水平方向に形成されている。この凹部３５は、縦断面が円弧状であり、半田ペーストの印刷時にスキージ３４が移動する矢印４２にて示した方向と反対側に例えば数ミリメートル〜１５ミリメートル（寸法Ｄ）窪んでいる。

以上のように構成されたスキージ３４を備えたスクリーン印刷機の動作について、以下説明する。

印刷動作が開始されると、スキージヘッド３３が所望のスキージ角度に角度調整機構により調整された状態でスクリーン板７上に下降される（図５参照）。そして、スキージ３４がスクリーン板７に押圧され、印刷モータの駆動により所望のスキージ速度に基づき水平方向に移動されることによりスクリーン板７上に供給された半田ペーストＷをスクリーン板７に形成された開口を介して基板２上に印刷する。

このように、印刷が行われるときに、図５に示したようにスキージ３４の印刷方向側の面とスクリーン板７との間の空間４０では上述した実施の形態のときと同様に、スキージ３４の移動に伴い半田ペーストＷにローリングが発生する。そして、空間４０に半田ペーストＷが多量に溜まっている場合にも、スキージ３４には、印刷方向とは反対側に窪んだ凹部３５が形成されているので、ローリングしながら凹部３５に達した半田ペーストＷは凹部３５の下端３６にてスキージ３４から離れる。このため、半田ペーストＷが凹部３５及び凹部３５より上の面に接触することを回避でき、半田ペーストＷがローリングする際の抵抗を極力小さく抑えることができる。この結果、空間４０での半田ペーストＷのローリング性を向上することができ、スクリーン７上の半田ペーストＷの量が多い場合にも印刷の品質を確保することができ、半田ペースＷの量に左右されずに良好な印刷が可能になる。また、スキージ３４の移動速度を速くしても半田ペーストＷのローリングを極力追従させることができるので、スキージ３４の移動を極力速くすることができ、印刷速度を速くすることが可能になる。

なお、上述した実施の形態では、スキージ３４に縦断面が円弧状の凹部３５が形成されていたが、図６に示したように、金属製の薄い板状のスキージ３７の下端から例えば数ミリメートル〜２０ミリメートル（距離Ｌ）離れた位置、すなわち、ほぼ中央部を折曲して凹部３８（寸法Ｄ）をほぼ水平に形成してもよく、凹部３８を形成したスキージ３７及びこのスキージ３７を備えたプリント印刷機においても、半田ペーストＷが凹部３８及び凹部３８より上の面に接触することを回避でき、半田ペーストＷがローリングする際の抵抗を極力小さく抑えることができる。この結果、スキージ２５或いはスキージ３４を備えたプリント印刷機と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態では、クリーム半田を印刷するスクリーン印刷機に本発明を適用した場合について説明したが、クリーム半田以外の流動物を印刷するスクリーン印刷機に本発明を適用することもできる。また、被印刷物は回路基板に限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、スクリーン及び被印刷物を静止させ、スキージを移動させて印刷を行うスクリーン印刷機に本発明を適用した場合について説明したが、スキージを静止させ、スクリーン及び被印刷物を移動させるスクリーン印刷機に本発明を適用することもできる。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明を適応したスクリーン印刷機を示す図である。 印刷ステーションを示す図である。 スキージヘッドの側面図である。 印刷時の状態を示すスキージヘッドの側面図である。 他の実施形態のスキージヘッドの側面図である。 他の実施形態のスキージヘッドの側面図である。

符号の説明

１ スクリーン印刷機
２ プリント基板
３ 載置台
６ スクリーン
７ スクリーン板
１５ スキージヘッド
２４ スキージ支持部材
２５ スキージ
２６ 段差
２７ 窪み
３１ スキージ支持部材
３４ スキージ
３５ 凹部

Claims (2)

1. 被印刷物と対向するように配置されるスクリーンと、このスクリーンを挟んで前記被印刷物と対向し、前記スクリーンに対して相対的に平行移動して前記スクリーン上の流動物を前記被印刷物上に印刷するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、前記流動物の印刷方向に傾斜して支持された金属製の１枚の薄い板状のスキージを備え、前記スキージの下端より上の部分にコーナーから前記印刷方向と反対側に窪む段差を形成し、前記スキージの前記コーナーより上の部分の全体が前記コーナーより下の部分の位置より前記印刷方向と反対側に位置していることを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 被印刷物と対向するように配置されるスクリーンと、このスクリーンを挟んで前記被印刷物と対向し、前記スクリーンに対して相対的に平行移動して前記スクリーン上の流動物を前記被印刷物上に印刷するスキージとを備えたスクリーン印刷機において、前記流動物の印刷方向に傾斜して支持されスキージを備え、前記スキージの下端より上の部分に前記印刷方向と反対方向に窪んだ凹部を形成し、前記スキージの前記凹部より上の部分の全体が前記凹部より下の部分の位置より前記印刷方向と反対側に位置していることを特徴とするスクリーン印刷機。

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