スクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法
【課題】マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができるようにしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法を提供することを目的とする。
【解決手段】一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する一方、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する。そして、これら両下降量Ｓ１，Ｓ２の差分からマスク１３のテンションを算出する。
【解決手段】一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する一方、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する。そして、これら両下降量Ｓ１，Ｓ２の差分からマスク１３のテンションを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に半田等のペーストの印刷を行うスクリーン印刷機は、基板の電極の配置に応じた配置で設けられた開口部を有するマスクを電極と開口部とが合致するようにして基板をマスクに接触させた後、ペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させてペーストを掻き寄せることにより、マスクの開口部にペーストを押し込んで電極にペーストを転写させるようになっている。
【０００３】
このようなスクリーン印刷機では、マスクは通常、矩形のマスク枠に周囲が固定された樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材の中央に基板の電極の配置に応じた開口部が設けられた薄厚の金属板が取り付けられて成り、マスク全体はマスク枠にシート状部材の四辺が支持されることによって生じるテンションによってほぼフラットな状態となっているが、マスクの使用回数が増えてくると、金属板の部分の自重や、基板との版離れのときに下方への引っ張り荷重を受けること等によってマスク全体のテンション（或いは金属板の部分の局部的なテンション）が低下し、版離れ時における基板のマスクの離間のタイミングが遅れて印刷不良が生じる場合がでてくる。このためスクリーン印刷作業を開始する前にはマスク全体のテンション（更には金属板の部分の局部的なテンション）を計測し、これらマスクのテンションの低下の度合いが所定の基準を超えた場合にはマスクの交換を行うようにしている。従来、このようなマスクのテンションの低下の度合いを調べる方法としては、例えば、基板に接触させる前のマスクに分銅を取り付けてマスクに一定の下方荷重を与え、その下方荷重の値とマスクの下方変位量との関係に基づいてマスクのテンションを求める方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにマスクに分銅を取り付けてマスクのテンションを求める場合には、マスクをスクリーン印刷機内とは異なる別の場所に移動させて専用のマスク保持治具によりマスクを保持して行う必要があり、作業性の面でも設備的な面でもコスト高となるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができるようにしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段と、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得し、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する下降量取得手段と、下降量取得手段が取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出するテンション算出手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷機は、請求項１に記載のスクリーン印刷機であって、前記荷重測定手段は、スキージ軸とスキージとの間に介装された弾性体に取り付けられたロードセルから成る。
【０００９】
請求項３に記載のスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法は、基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段とを備えたスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法であって、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得する工程と、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する工程と、取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、スキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに検出されるスキージ軸の下降量（第１の下降量）と、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、スキージ軸の軸方向荷重が同じ所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに検出されるスキージ軸の下降量（第２の下降量）を求めてこれら両下降量の差分からマスクのテンション（マスク全体のテンション若しくは金属板の部分の局部的なテンション）を算出するようになっており、マスクのテンションの計測の間、マスクをスクリーン印刷機から取り外す必要がないので、マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるマスクホルダ及びマスクホルダに保持されたマスクの平面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるスキージの近傍部分の斜視図
【図５】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるスキージの近傍部分の正面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作手順を示すメインルーチンのフローチャート
【図７】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作手順を示すサブルーチンのフローチャート
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの計測作業の手順の説明図
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの計測作業の手順の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの算出過程を説明するグラフ
【図１１】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【図１２】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【図１３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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において、スクリーン印刷機１は、基板２上に設けられた多数の電極３のそれぞれに半田等のペーストＰｔをスクリーン印刷するスクリーン印刷作業を実行するものであり、基台１０（図２参照）上に設けられた基板保持ユニット１１、基板保持ユニット１１の上方を水平かつ平行に延びるように基台１０に対して固定して設けられた一対のマスクホルダ１２、一対のマスクホルダ１２によって水平姿勢に保持されたマスク１３、マスク１３の上方に設けられたスキージヘッド１４、基板保持ユニット１１とマスク１３の間の領域に設けられたカメラユニット１５、ディスプレイ装置１６及びこれら各部の作動制御を行う制御装置１７を備えている。
【００１３】
図１及び図２において、基板保持ユニット１１は、ＸＹＺロボットから成るユニット移動機構１１Ｍによって水平面内（ＸＹ面内）の方向への移動（回転も含む）及び上下方向（Ｚ軸方向）の移動が自在なユニットベース２１、ユニットベース２１に取り付けられて水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）に基板２を搬送する一対のコンベア２２、ユニットベース２１に設けられた下受け部昇降シリンダ２３によって昇降され、コンベア２２によって所定の作業位置（図１に示す位置）に搬送及び位置決めされた基板２の両端がコンベア２２から上方に離間するように基板２を下方から持ち上げ支持（図２参照）する下受け部２４及び基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）に開閉自在に設けられ、下受け部２４により持ち上げ支持された基板２の両側部をＹ軸方向から挟んで（クランプして）保持する一対のクランプ部材２５を備えている。
【００１４】
図３において、マスク１３は、矩形枠状のマスク枠１３Ｗによって四辺が支持された樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材１３ａとこのシート状部材１３ａの中央に設けられた薄板の金属板１３ｂから成り、金属板１３ｂには基板２上の各電極３に対応した多数の開口部１３ｈ（図１も参照）と、基板２のひとつの対角線上に設けられた２つの基板側マーク２ｍ（図１）に対応した２つのマスク側マーク１３ｍが設けられている。マスク１３は、Ｘ軸方向に対向して配置された一対のマスクホルダ１２によってＸ軸方向に対向する２辺が下方から支持される（図１も参照）。
【００１５】
図４及び図５において、スキージヘッド１４は、図示しないアクチュエータ等から成るベース部材移動機構１４Ｍ（図１）によってマスクホルダ１２に保持されたマスク１３に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動されるプレート状のベース部材３１、ベース部材３１から下方に延び、ベース部材３１に設けられたスキージ軸上下動機構３２によってベース部材３１に対して上下動が自在に設けられた一対の（２つの）スキージ軸３３及び各スキージ軸３３の下端に取り付けられたスキージユニット３４を備えている。
【００１６】
各スキージユニット３４はスキージ軸３３に取り付けられたスキージホルダ４１及びスキージホルダ４１に取り付けられてＸ軸方向に延びる薄板部材から成るスキージ４２から成る。すなわち各スキージ４２は、スキージホルダ４１を介してスキージ軸３３の下端に取り付けられており、一対のスキージ４２はそれぞれのペースト掻き寄せ面４２ａ（図２）をＹ軸方向に対向させている。
【００１７】
スクリーン印刷機１の操作を行うオペレータ（図示せず）は通常、２つのスキージ４２が対向する方向（Ｙ軸方向）の一方側に位置しており、以下の説明では、オペレータが位置する側をスクリーン印刷機１の前方、その反対側をスクリーン印刷機１の後方とする。
【００１８】
図４及び図５において、スキージホルダ４１の上面のスキージ軸３３を挟む位置には、一対のガイドロッド５１が上下方向に延びて設けられている。これら一対のガイドロッド５１はそれぞれベース部材３１及びベース部材３１の上面に設けられた筒状のロッド案内部３１ａを上下方向に貫通して延びている。
【００１９】
図４及び図５において、各スキージ軸３３はボール螺子から成り、ベース部材３１及びベース部材３１の上面に設けられた筒状のスキージ軸案内部３１ｂを上下方向に貫通して延び、スキージ軸案内部３１ｂ内に設けられたベアリング３１ｃ（図５中に示す拡大図参照）によって上下軸回りに回転自在に保持されている。
【００２０】
図４及び図５において、スキージ軸上下動機構３２は、スキージ軸案内部３１ｂの上方に設けられてスキージ軸３３が上下方向に貫通して螺合して延びる筒状のナット部材６１と、ナット部材６１の上部に固定されてスキージ軸３３が貫通して（遊嵌して）延びたリング状の従動プーリ６２と、ベース部材３１の上面に２つのスキージ軸案内部３１ｂをＸ軸方向に挟む位置に設けられ、駆動軸６３ａを上方に向けて設けられた２つのスキージ軸駆動モータ６３と、各スキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａに取り付けられた２つの駆動プーリ６４と、２つの駆動プーリ６４のうちの一方と２つの従動プーリ６２のうちの一方との間及び２つの駆動プーリ６４のうちの他方と２つの従動プーリ６２のうちの他方との間に掛け渡された２つの伝動ベルト６５から成る。
【００２１】
スキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａの回転駆動により駆動プーリ６４が回転すると、伝動ベルト６５を介して従動プーリ６２がその上下軸（この軸はスキージ軸３３の上下軸と一致する）回りに回転してナット部材６１が従動プーリ６２と一体となって回転するので、スキージ軸３３がナット部材６１に対して（すなわちベース部材３１に対して）昇降する。これによりスキージ軸３３の下端に取り付けられたスキージホルダ４１は、一対のガイドロッド５１にガイドされてＸ軸方向に延びた姿勢のまま昇降し、これに伴ってスキージホルダ４１に取り付けられたスキージ４２が、Ｘ軸方向に延びた姿勢を保持したまま、ベース部材３１に対して昇降する。なお、マスク１３とベース部材３１の上下方向の相対位置は変化しないので、各スキージ軸３３をベース部材３１に対して下降させることで、スキージ４２をマスク１３に上方から当接させることができる。
【００２２】
上述のように、スキージ軸３３の下端はスキージホルダ４１の上面に取り付けられているが、図４及び図５に示すように、スキージ軸３３とスキージホルダ４１との間には起歪体としての弾性体６６が介装されており、この弾性体６６には歪みゲージ式のロードセルから成る荷重測定器６７（荷重測定手段）が取り付けられている。この荷重測定器６７は、スキージ４２を介してスキージ軸３３に上下方向の軸方向荷重（圧縮荷重又は引っ張り荷重）が作用すると、その荷重を受けて弾性変形する弾性体６６の歪みから、スキージ軸３３の軸方向荷重を測定（検出）する。
【００２３】
図４及び図５に示すように、各スキージ軸駆動モータ６３には、そのスキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａの回転数（回転位置）から、スキージ軸３３を下動させたときのスキージ軸３３のベース部材３１に対する下降量を検出するエンコーダから成る下降量検出器６８（下降量検出手段）が設けられている（図１も参照）。
【００２４】
図１及び図２において、カメラユニット１５は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１５ａと撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１５ｂを備えて成る。カメラユニット１５は、図示しないアクチュエータ等から成るカメラユニット移動機構１５Ｍによって基板保持ユニット１１とマスク１３との間の領域を水平面内方向に移動される。
【００２５】
基板保持ユニット１１のコンベア２２による基板２の搬送及び作業位置への位置決め動作、作業位置に位置した基板２に対する下受け部２４による下受け動作及び一対のクランプ部材２５によるクランプ動作は、制御装置１７が前述の下受け部昇降シリンダ２３を含むアクチュエータ等から成る基板保持機構７１（図１）の作動制御を行うことによってなされ、基板２を保持した基板保持ユニット１１の水平面内方向及び上下方向の移動動作は制御装置１７が前述のユニット移動機構１１Ｍの作動制御を行うことによってなされる。
【００２６】
図１において、スキージヘッド１４（ベース部材３１）のＹ軸方向への往復移動動作は制御装置１７が前述のベース部材移動機構１４Ｍの作動制御を行うことによってなされ、各スキージ軸３３の（したがってスキージユニット３４の）ベース部材３１に対する昇降動作は、制御装置１７が２つのスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行うことによってなされる。
【００２７】
図１において、カメラユニット１５の水平面内での移動動作は、制御装置１７が前述のカメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行うことによってなされる。下方撮像カメラ１５ａによる撮像動作の制御と上方撮像カメラ１５ｂによる撮像動作の制御はそれぞれ制御装置１７によってなされ、下方撮像カメラ１５ａの撮像動作によって得られた画像データと上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置１７に送信されて制御装置１７の画像認識部１７ａにおいて画像認識処理される。
【００２８】
図１において、各荷重測定器６７によって測定される２つのスキージ軸３３の軸方向荷重の値も制御装置１７に入力され、各下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３のベース部材３１に対する下降量の値も制御装置１７に入力される。
【００２９】
次に、図６、図７のフローチャート及び図８〜図１３の説明図を加えてスクリーン印刷機１の動作手順（基板２に対するスクリーン印刷作業及びスクリーン印刷作業の前に行われるマスク１３のテンションの計測作業）について説明する。ここで、図６はスクリーン印刷機１の動作のメインルーチンのフローチャートであってスクリーン印刷作業の手順を示し、図７はそのメインルーチンにおけるサブルーチンのフローチャートであって、マスク１３のテンションの計測作業（マスク１３のテンションの計測方法）の手順を示す。
【００３０】
スクリーン印刷機１の制御装置１７は、基板２に対するスクリーン印刷作業を実行する前に、マスク１３のテンションの計測作業を行う（図６に示すステップＳＴ１→図７に示すサブルーチン）。マスク１３のテンションの計測では、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂ（図１）は先ず、一対のクランプ部材２５によって基板２を保持していない状態の基板保持ユニット１１をユニット移動機構１１Ｍによって上昇させて、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面に下方から接触させる（図７に示すステップＳＴ２１）。
【００３１】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面に接触させたら、ベース部材移動機構１４Ｍの作動制御を行って一方のスキージ４２が一方のクランプ部材２５の直上に位置するようにしたうえで（図８（ａ））、そのスキージ４２が取り付けられているスキージ軸３３に対応するスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行ってスキージ軸３３を下動させ（図８（ａ）中に示す矢印Ａ１）、スキージ４２の下縁をその直下に位置する一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させる（図８（ｂ）。図７に示すステップＳＴ２２）。
【００３２】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ４２の下縁を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させたら、そのスキージ４２が取り付けられたスキージ軸３３の軸方向荷重を測定する荷重測定器６７からの出力（スキージ軸３３の軸方向荷重）が予め定めた所定の値Ｐ（図１０）になるまでスキージ軸駆動モータ６３を作動させてスキージ軸３３を下動させ（図８（ｃ）中に示す矢印Ａ２）、そのとき（荷重測定器６７からの出力が所定の値Ｐになったとき）のスキージ軸３３の下降量を下降量検出器６８の出力から読み取ってこれを第１の下降量Ｓ１（図１０）として記憶部１７ｃ（図１）に記憶させる。すなわち、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させて、そのときのスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する（図７に示すステップＳＴ２３）。
【００３３】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２３は、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する工程となっている。
【００３４】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、第１の下降量Ｓ１を取得したら、下動させていたスキージ軸３３を上動させる（図７に示すステップＳＴ２４）。そして、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面から離間させる（図７に示すステップＳＴ２５）。
【００３５】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５をマスク１３から離間させたら、今度は一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させていない状態で、先ほど第１の下降量Ｓ１を取得したときのスキージ４２がマスク１３のほぼ中央の直上に位置するようにスキージヘッド１４を移動させたうえで（図９（ａ））、そのスキージ４２が取り付けられているスキージ軸３３に対応するスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行ってスキージ軸３３を下動させ（図９（ａ）中に示す矢印Ｂ１）、スキージ４２の下縁をマスク１３の中央部に接触させる（図９（ｂ）。図７に示すステップＳＴ２６）。
【００３６】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ４２の下縁をマスク１３の中央部に接触させたら、そのスキージ４２が取り付けられたスキージ軸３３の軸方向荷重を測定する荷重測定器６７からの出力（スキージ軸３３の軸方向荷重）がステップＳＴ２３の場合と同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸駆動モータ６３を作動させてスキージ軸３３を下動させ（図９（ｃ）。図中に示す矢印Ｂ２）、そのとき（荷重測定器６７からの出力が所定の値Ｐになったとき）のスキージ軸３３の下降量を下降量検出器６８の出力から読み取ってこれを第２の下降量Ｓ２（図１０）として記憶部１７ｃに記憶させる。すなわち、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させて、そのときのスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する（図７に示すステップＳＴ２７）。
【００３７】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２７は、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する工程となっている。
【００３８】
なお、第１の下降量Ｓ１を取得するときにスキージ軸３３に作用する軸方向荷重と第２の下降量Ｓ２を取得するときにスキージ軸３３に作用する軸方向荷重は同じであるが、第２の下降量Ｓ２を取得する際、マスク１３はスキージ４２に押されて下方に撓むことから、第２の下降量Ｓ２は第１の下降量Ｓ１よりも大きくなる。制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、第２の下降量Ｓ２を取得したら、下動させていたスキージ軸３３を上動させる（図７に示すステップＳＴ２８）。
【００３９】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂが、第２の下降量Ｓ２を取得した後、下動させていたスキージ軸３３を上動させたら、制御装置１７のテンション算出部１７ｄ（図１）は、下降量取得動作制御部１７ｂがステップＳＴ２３で取得して記憶部１７ｃに記憶させた第１の下降量Ｓ１と、下降量取得動作制御部１７ｂがステップＳＴ２７で取得して記憶部１７ｃに記憶させた第２の下降量Ｓ２との差分から、マスク１３のテンションを算出する（図７に示すステップＳＴ２９）。これにより、マスク１３のテンションの値ＴがＴ＝Ｓ２−Ｓ１という下方撓みの量で求められる（図１０）。
【００４０】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２８は、取得した第１の下降量Ｓ１と第２の下降量Ｓ２との差分からマスク１３のテンションを算出する工程となっている。
【００４１】
制御装置１７の記憶部１７ｃには、マスク１３のテンションの正常範囲の上限値（Ｔ０とする）が記憶されており、制御装置１７は、ステップＳＴ２９で算出したマスク１３のテンションの値Ｔをマスク１３のテンションの正常範囲の上限値Ｔ０と比較し、算出したマスク１３のテンションが正常であるかどうかの判断を行う（図７に示すステップＳＴ３０）。この判断では、算出したマスク１３のテンションが正常範囲の上限値Ｔ０以下であれば正常と判断し、算出したマスク１３のテンションの値Ｔが上限値Ｔ０を超えていれば非正常と判断する。
【００４２】
制御装置１７は、マスク１３のテンションが正常であると判断した場合には、前述のディスプレイ装置１６にマスク１３のテンションが正常である旨の報知を行ったうえで（図７に示すステップＳＴ３１）、メインルーチンに戻る。
【００４３】
一方、制御装置１７は、マスク１３のテンションが非正常であると判断した場合には、ディスプレイ装置１６にマスク１３のテンションが非正常である旨の報知を行ったうえで（図７に示すステップＳＴ３２）、待機状態に入る（図７に示すステップＳＴ３３）。そして、制御装置１７は、ディスプレイ装置１６においてマスク１３のテンションが非正常である旨の報知を受けたオペレータがマスク１３の交換を行ったうえで操作する動作再開ボタン６９（図１）の操作信号の出力に基づいて、オペレータが動作再開ボタン６９の操作を行ったかどうかの判断を一定時間おきに繰り返し実行する（図７に示すステップＳＴ３４）。その結果、制御装置１７は、オペレータが動作再開ボタン６９の操作を行ったと判断した場合には、ステップＳＴ２１に戻ってマスク１３のテンションの計測を再実行する。
【００４４】
これにより、マスク１３のテンションが非正常な状態のまま（下方撓みの量が大きいまま）、スクリーン印刷作業が実行されて不良基板が生産されることが防止される。
【００４５】
このように、本実施の形態において、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得し、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する下降量取得手段となっている。
【００４６】
また、制御装置１７のテンション算出部１７ｄは、下降量取得手段としての下降量取得動作制御部１７ｂが取得した第１の下降量Ｓ１と第２の下降量Ｓ２との差分からマスク１３のテンションを算出するテンション算出手段となっている。
【００４７】
上記のようにして、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂとテンション算出部１７ｄによるマスク１３のテンションの計測（ステップＳＴ１）が終了したら、制御装置１７の転写動作制御部１７ｅ（図１）は、スクリーン印刷機１の上流側に設置された他の装置等（図示せず）から基板２が送られてきたことを検知したところで基板保持ユニット１１のコンベア２２を作動させて、スクリーン印刷機１内に基板２を搬入する（図６に示すステップＳＴ２）。
【００４８】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２の搬入を行ったら、基板保持機構７１の作動制御を行って基板２を保持する（図６に示すステップＳＴ３）。基板２の保持は、具体的には、下受け部昇降シリンダ２３で下受け部２４を押し上げて基板２をコンベア２２から浮いた状態に持ち上げる一方（図１１（ａ）中に示す矢印Ｃ１）、一対のクランプ部材２５を閉じる方向に駆動して基板２の両端を挟み込む（図１１（ａ）中に示す矢印Ｄ１）ことによって行う（図１１（ａ））。
【００４９】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２を保持したら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１５ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの直上に位置させて下方撮像カメラ１５ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせる一方、上方撮像カメラ１５ｂをマスク１３に設けられたマスク側マーク１３ｍの直下に位置させて上方撮像カメラ１５ｂにマスク側マーク１３ｍの撮像を行わせる。そして制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、得られた基板側マーク２ｍの画像データから基板２の位置を把握するとともに、得られたマスク側マーク１３ｍの画像データからマスク１３の位置を把握し、基板保持ユニット１１を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１３ｍとが上下に対向するようにして、マスク１３に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（図６に示すステップＳＴ４）。
【００５０】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、マスク１３に対する基板２の位置合わせが終わったら、ユニット移動機構１１Ｍの作動制御を行って基板保持ユニット１１を基台１０に対して上昇させ（図１１（ｂ）中に示す矢印Ｅ１）、基板２を保持した一対のクランプ部材２５がマスク１３の下面に相対的に下方から押し当てられるようにすることにより、一対のクランプ部材２５及び基板２それぞれの上面をマスク１３の下面に接触させる（図１１（ｂ）。図６に示すステップＳＴ５）。これにより基板２上の電極３とマスク１３の開口部１３ｈとが合致した状態となる。
【００５１】
なお、このように一対のクランプ部材２５及び基板２それぞれの上面がマスク１３の下面に接触した状態では、マスク１３上には、コンベア２２による基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）において、基板２と接触した領域（基板２上のマスク領域Ｒ１）と、各クランプ部材２５と接触した２つの領域（クランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２）とが形成される。
【００５２】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２をマスク１３に接触させたら、ディスプレイ装置１６に、オペレータにペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示する（図６に示すステップＳＴ６）。これに対してオペレータは、現在、マスク１３上に残っているペーストＰｔを目視し、そのペーストＰｔの量に基づいてペーストＰｔの供給（補充）を行うべきかどうかの判断を行う。そして、ペーストＰｔの供給を行うべきと判断したときには、別途用意したペースト供給シリンジ８０（図１２（ａ））により、マスク１３上にペーストＰｔの供給を行う。そして、ペーストＰｔの供給が終わったら、前述の動作再開ボタン６９の操作を行う。オペレータは、ペーストＰｔの供給が不要と判断した場合においても、動作再開ボタン６９の操作を行う。
【００５３】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、ステップＳＴ６において、ディスプレイ装置１６にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示した後、動作再開ボタン６９の操作がなされたか否かの判断を一定時間おきに行い（図６に示すステップＳＴ７）、動作再開ボタン６９からの信号出力に基づいて、オペレータによって動作再開ボタン６９の操作がなされたことを検知したときには、スキージヘッド１４を一対のクランプ部材２５の一方の上方に位置させたうえで、２つのスキージ４２のうちの一方を下降させて、そのスキージ４２の下縁をクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面（クランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２）に当接させる（図６に示すステップＳＴ８）。
【００５４】
なお、このとき下降させる（マスク１３に当接させる）スキージ４２は、スキージヘッド１４を前側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには前側のスキージ４２であり、スキージヘッド１４を後側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには後側のスキージ４２である。
【００５５】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ軸３３の下動によってクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２の上面にスキージ４２を当接させたら、ベース部材移動機構１４Ｍを作動させて、スキージ４２をマスク１３の上面に当接させた状態でベース部材３１を（すなわちスキージ４２を）マスク１３に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより（図１２（ｂ）中に示す矢印Ｆ）、マスク１３上に供給したペーストＰｔをスキージ４２によって掻き寄せてマスク１３の開口部１３ｈ内に押し込み、電極３にペーストＰｔを転写させる（図６に示すステップＳＴ９）。
【００５６】
このように制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ軸３３の下動によってマスク１３の上面にスキージ４２を当接させた状態でベース部材３１をマスク１３に対して水平方向に移動させることにより、マスク１３上に供給されたペーストＰｔをスキージ４２で掻き寄せて基板２に転写させる転写動作制御手段となっている。
【００５７】
このステップＳＴ９では、制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２を、一方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から基板２上のマスク領域Ｒ１を通って他方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させる。具体的には、前側のスキージ４２については、前側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から後側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させ、後側のスキージ４２については、後側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から前側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させる。
【００５８】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２が一方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ１から他方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２に達してペーストＰｔの転写が終了したことを検知したら、ベース部材３１の移動を停止させたうえで、マスク１３に当接させていたスキージ４２のスキージ軸３３をベース部材３１に対して上動させてスキージ４２をマスク１３から離間させる（図６に示すステップＳＴ１０）。
【００５９】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２をマスク１３から離間させたら、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて基板保持ユニット１１を下降させ（図１３（ａ）中に示す矢印Ｅ２）、マスク１３から基板２及び一対のクランプ部材２５を離間させて版離れを行う（図１３（ａ）。図６に示すステップＳＴ１１）。
【００６０】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、版離れが終了したら、基板保持機構７１を作動させて一対のクランプ部材２５を開かせたうえで（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｄ２）、下受け部２４を下降させて（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、基板２の両端を一対のコンベア２２上に降ろす（図１３（ｂ））。これにより基板保持ユニット１１による基板２の保持が解除される（図６に示すステップＳＴ１２）。
【００６１】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２の保持を解除したら、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて基板保持ユニット１１を水平面内で移動させ、コンベア２２の向きを整えたうえで、コンベア２２を作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図６に示すステップＳＴ１３）。
【００６２】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２を搬出したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図６に示すステップＳＴ１４）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ２に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。
【００６３】
このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（スクリーン印刷機１のマスク１３のテンション計測方法）によれば、マスク１３全体のテンションを計測することができるが、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態で、スキージ４２を一対のクランプ部材２５と接触していない部分のマスク１３（基板２上のマスク領域Ｒ１）に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得するようにすることによって、金属板１３ｂの部分の局部的なテンションを計測することができる。これは、具体的には、マスク１３のテンション計測作業のサブルーチン（図７）のステップＳＴ２５で、一対のクランプ部材２５をマスク１３から離間させることなく（ステップＳＴ２５を実行することなく）ステップＳＴ２６以下の工程を実行すれば実現できる。
【００６４】
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機１では、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに検出されるスキージ軸３３の下降量（第１の下降量Ｓ１）と、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、スキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに検出されるスキージ軸３３の下降量（第２の下降量Ｓ２）を求めてこれら両下降量Ｓ１，Ｓ２の差分からマスク１３のテンション（マスク１３全体のテンション若しくは金属板１３ｂの部分の局部的なテンション）を算出するようになっており、マスク１３のテンションの計測の間、マスク１３をスクリーン印刷機１から取り外す必要がないので、マスク１３のテンションを簡便かつ迅速に求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができるようにしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法を提供する。
【符号の説明】
【００６６】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
１３ マスク
１７ｂ 下降量取得動作制御部（下降量取得手段）
１７ｄ テンション算出部（テンション算出手段）
１７ｅ 転写動作制御部（転写動作制御手段）
２５ クランプ部材
３１ ベース部材
３３ スキージ軸
４２ スキージ
６６ 弾性体
６７ 荷重測定器（荷重測定手段）
６８ 下降量検出器（下降量検出手段）
Ｐｔ ペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に半田等のペーストの印刷を行うスクリーン印刷機は、基板の電極の配置に応じた配置で設けられた開口部を有するマスクを電極と開口部とが合致するようにして基板をマスクに接触させた後、ペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させてペーストを掻き寄せることにより、マスクの開口部にペーストを押し込んで電極にペーストを転写させるようになっている。
【０００３】
このようなスクリーン印刷機では、マスクは通常、矩形のマスク枠に周囲が固定された樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材の中央に基板の電極の配置に応じた開口部が設けられた薄厚の金属板が取り付けられて成り、マスク全体はマスク枠にシート状部材の四辺が支持されることによって生じるテンションによってほぼフラットな状態となっているが、マスクの使用回数が増えてくると、金属板の部分の自重や、基板との版離れのときに下方への引っ張り荷重を受けること等によってマスク全体のテンション（或いは金属板の部分の局部的なテンション）が低下し、版離れ時における基板のマスクの離間のタイミングが遅れて印刷不良が生じる場合がでてくる。このためスクリーン印刷作業を開始する前にはマスク全体のテンション（更には金属板の部分の局部的なテンション）を計測し、これらマスクのテンションの低下の度合いが所定の基準を超えた場合にはマスクの交換を行うようにしている。従来、このようなマスクのテンションの低下の度合いを調べる方法としては、例えば、基板に接触させる前のマスクに分銅を取り付けてマスクに一定の下方荷重を与え、その下方荷重の値とマスクの下方変位量との関係に基づいてマスクのテンションを求める方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにマスクに分銅を取り付けてマスクのテンションを求める場合には、マスクをスクリーン印刷機内とは異なる別の場所に移動させて専用のマスク保持治具によりマスクを保持して行う必要があり、作業性の面でも設備的な面でもコスト高となるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができるようにしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段と、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得し、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する下降量取得手段と、下降量取得手段が取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出するテンション算出手段とを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷機は、請求項１に記載のスクリーン印刷機であって、前記荷重測定手段は、スキージ軸とスキージとの間に介装された弾性体に取り付けられたロードセルから成る。
【０００９】
請求項３に記載のスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法は、基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段とを備えたスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法であって、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得する工程と、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する工程と、取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、スキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに検出されるスキージ軸の下降量（第１の下降量）と、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、スキージ軸の軸方向荷重が同じ所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに検出されるスキージ軸の下降量（第２の下降量）を求めてこれら両下降量の差分からマスクのテンション（マスク全体のテンション若しくは金属板の部分の局部的なテンション）を算出するようになっており、マスクのテンションの計測の間、マスクをスクリーン印刷機から取り外す必要がないので、マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるマスクホルダ及びマスクホルダに保持されたマスクの平面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるスキージの近傍部分の斜視図
【図５】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるスキージの近傍部分の正面図
【図６】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作手順を示すメインルーチンのフローチャート
【図７】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作手順を示すサブルーチンのフローチャート
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの計測作業の手順の説明図
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの計測作業の手順の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機のマスクのテンションの算出過程を説明するグラフ
【図１１】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【図１２】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【図１３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の手順の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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において、スクリーン印刷機１は、基板２上に設けられた多数の電極３のそれぞれに半田等のペーストＰｔをスクリーン印刷するスクリーン印刷作業を実行するものであり、基台１０（図２参照）上に設けられた基板保持ユニット１１、基板保持ユニット１１の上方を水平かつ平行に延びるように基台１０に対して固定して設けられた一対のマスクホルダ１２、一対のマスクホルダ１２によって水平姿勢に保持されたマスク１３、マスク１３の上方に設けられたスキージヘッド１４、基板保持ユニット１１とマスク１３の間の領域に設けられたカメラユニット１５、ディスプレイ装置１６及びこれら各部の作動制御を行う制御装置１７を備えている。
【００１３】
図１及び図２において、基板保持ユニット１１は、ＸＹＺロボットから成るユニット移動機構１１Ｍによって水平面内（ＸＹ面内）の方向への移動（回転も含む）及び上下方向（Ｚ軸方向）の移動が自在なユニットベース２１、ユニットベース２１に取り付けられて水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）に基板２を搬送する一対のコンベア２２、ユニットベース２１に設けられた下受け部昇降シリンダ２３によって昇降され、コンベア２２によって所定の作業位置（図１に示す位置）に搬送及び位置決めされた基板２の両端がコンベア２２から上方に離間するように基板２を下方から持ち上げ支持（図２参照）する下受け部２４及び基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）に開閉自在に設けられ、下受け部２４により持ち上げ支持された基板２の両側部をＹ軸方向から挟んで（クランプして）保持する一対のクランプ部材２５を備えている。
【００１４】
図３において、マスク１３は、矩形枠状のマスク枠１３Ｗによって四辺が支持された樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材１３ａとこのシート状部材１３ａの中央に設けられた薄板の金属板１３ｂから成り、金属板１３ｂには基板２上の各電極３に対応した多数の開口部１３ｈ（図１も参照）と、基板２のひとつの対角線上に設けられた２つの基板側マーク２ｍ（図１）に対応した２つのマスク側マーク１３ｍが設けられている。マスク１３は、Ｘ軸方向に対向して配置された一対のマスクホルダ１２によってＸ軸方向に対向する２辺が下方から支持される（図１も参照）。
【００１５】
図４及び図５において、スキージヘッド１４は、図示しないアクチュエータ等から成るベース部材移動機構１４Ｍ（図１）によってマスクホルダ１２に保持されたマスク１３に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動されるプレート状のベース部材３１、ベース部材３１から下方に延び、ベース部材３１に設けられたスキージ軸上下動機構３２によってベース部材３１に対して上下動が自在に設けられた一対の（２つの）スキージ軸３３及び各スキージ軸３３の下端に取り付けられたスキージユニット３４を備えている。
【００１６】
各スキージユニット３４はスキージ軸３３に取り付けられたスキージホルダ４１及びスキージホルダ４１に取り付けられてＸ軸方向に延びる薄板部材から成るスキージ４２から成る。すなわち各スキージ４２は、スキージホルダ４１を介してスキージ軸３３の下端に取り付けられており、一対のスキージ４２はそれぞれのペースト掻き寄せ面４２ａ（図２）をＹ軸方向に対向させている。
【００１７】
スクリーン印刷機１の操作を行うオペレータ（図示せず）は通常、２つのスキージ４２が対向する方向（Ｙ軸方向）の一方側に位置しており、以下の説明では、オペレータが位置する側をスクリーン印刷機１の前方、その反対側をスクリーン印刷機１の後方とする。
【００１８】
図４及び図５において、スキージホルダ４１の上面のスキージ軸３３を挟む位置には、一対のガイドロッド５１が上下方向に延びて設けられている。これら一対のガイドロッド５１はそれぞれベース部材３１及びベース部材３１の上面に設けられた筒状のロッド案内部３１ａを上下方向に貫通して延びている。
【００１９】
図４及び図５において、各スキージ軸３３はボール螺子から成り、ベース部材３１及びベース部材３１の上面に設けられた筒状のスキージ軸案内部３１ｂを上下方向に貫通して延び、スキージ軸案内部３１ｂ内に設けられたベアリング３１ｃ（図５中に示す拡大図参照）によって上下軸回りに回転自在に保持されている。
【００２０】
図４及び図５において、スキージ軸上下動機構３２は、スキージ軸案内部３１ｂの上方に設けられてスキージ軸３３が上下方向に貫通して螺合して延びる筒状のナット部材６１と、ナット部材６１の上部に固定されてスキージ軸３３が貫通して（遊嵌して）延びたリング状の従動プーリ６２と、ベース部材３１の上面に２つのスキージ軸案内部３１ｂをＸ軸方向に挟む位置に設けられ、駆動軸６３ａを上方に向けて設けられた２つのスキージ軸駆動モータ６３と、各スキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａに取り付けられた２つの駆動プーリ６４と、２つの駆動プーリ６４のうちの一方と２つの従動プーリ６２のうちの一方との間及び２つの駆動プーリ６４のうちの他方と２つの従動プーリ６２のうちの他方との間に掛け渡された２つの伝動ベルト６５から成る。
【００２１】
スキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａの回転駆動により駆動プーリ６４が回転すると、伝動ベルト６５を介して従動プーリ６２がその上下軸（この軸はスキージ軸３３の上下軸と一致する）回りに回転してナット部材６１が従動プーリ６２と一体となって回転するので、スキージ軸３３がナット部材６１に対して（すなわちベース部材３１に対して）昇降する。これによりスキージ軸３３の下端に取り付けられたスキージホルダ４１は、一対のガイドロッド５１にガイドされてＸ軸方向に延びた姿勢のまま昇降し、これに伴ってスキージホルダ４１に取り付けられたスキージ４２が、Ｘ軸方向に延びた姿勢を保持したまま、ベース部材３１に対して昇降する。なお、マスク１３とベース部材３１の上下方向の相対位置は変化しないので、各スキージ軸３３をベース部材３１に対して下降させることで、スキージ４２をマスク１３に上方から当接させることができる。
【００２２】
上述のように、スキージ軸３３の下端はスキージホルダ４１の上面に取り付けられているが、図４及び図５に示すように、スキージ軸３３とスキージホルダ４１との間には起歪体としての弾性体６６が介装されており、この弾性体６６には歪みゲージ式のロードセルから成る荷重測定器６７（荷重測定手段）が取り付けられている。この荷重測定器６７は、スキージ４２を介してスキージ軸３３に上下方向の軸方向荷重（圧縮荷重又は引っ張り荷重）が作用すると、その荷重を受けて弾性変形する弾性体６６の歪みから、スキージ軸３３の軸方向荷重を測定（検出）する。
【００２３】
図４及び図５に示すように、各スキージ軸駆動モータ６３には、そのスキージ軸駆動モータ６３の駆動軸６３ａの回転数（回転位置）から、スキージ軸３３を下動させたときのスキージ軸３３のベース部材３１に対する下降量を検出するエンコーダから成る下降量検出器６８（下降量検出手段）が設けられている（図１も参照）。
【００２４】
図１及び図２において、カメラユニット１５は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１５ａと撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１５ｂを備えて成る。カメラユニット１５は、図示しないアクチュエータ等から成るカメラユニット移動機構１５Ｍによって基板保持ユニット１１とマスク１３との間の領域を水平面内方向に移動される。
【００２５】
基板保持ユニット１１のコンベア２２による基板２の搬送及び作業位置への位置決め動作、作業位置に位置した基板２に対する下受け部２４による下受け動作及び一対のクランプ部材２５によるクランプ動作は、制御装置１７が前述の下受け部昇降シリンダ２３を含むアクチュエータ等から成る基板保持機構７１（図１）の作動制御を行うことによってなされ、基板２を保持した基板保持ユニット１１の水平面内方向及び上下方向の移動動作は制御装置１７が前述のユニット移動機構１１Ｍの作動制御を行うことによってなされる。
【００２６】
図１において、スキージヘッド１４（ベース部材３１）のＹ軸方向への往復移動動作は制御装置１７が前述のベース部材移動機構１４Ｍの作動制御を行うことによってなされ、各スキージ軸３３の（したがってスキージユニット３４の）ベース部材３１に対する昇降動作は、制御装置１７が２つのスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行うことによってなされる。
【００２７】
図１において、カメラユニット１５の水平面内での移動動作は、制御装置１７が前述のカメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行うことによってなされる。下方撮像カメラ１５ａによる撮像動作の制御と上方撮像カメラ１５ｂによる撮像動作の制御はそれぞれ制御装置１７によってなされ、下方撮像カメラ１５ａの撮像動作によって得られた画像データと上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置１７に送信されて制御装置１７の画像認識部１７ａにおいて画像認識処理される。
【００２８】
図１において、各荷重測定器６７によって測定される２つのスキージ軸３３の軸方向荷重の値も制御装置１７に入力され、各下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３のベース部材３１に対する下降量の値も制御装置１７に入力される。
【００２９】
次に、図６、図７のフローチャート及び図８〜図１３の説明図を加えてスクリーン印刷機１の動作手順（基板２に対するスクリーン印刷作業及びスクリーン印刷作業の前に行われるマスク１３のテンションの計測作業）について説明する。ここで、図６はスクリーン印刷機１の動作のメインルーチンのフローチャートであってスクリーン印刷作業の手順を示し、図７はそのメインルーチンにおけるサブルーチンのフローチャートであって、マスク１３のテンションの計測作業（マスク１３のテンションの計測方法）の手順を示す。
【００３０】
スクリーン印刷機１の制御装置１７は、基板２に対するスクリーン印刷作業を実行する前に、マスク１３のテンションの計測作業を行う（図６に示すステップＳＴ１→図７に示すサブルーチン）。マスク１３のテンションの計測では、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂ（図１）は先ず、一対のクランプ部材２５によって基板２を保持していない状態の基板保持ユニット１１をユニット移動機構１１Ｍによって上昇させて、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面に下方から接触させる（図７に示すステップＳＴ２１）。
【００３１】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面に接触させたら、ベース部材移動機構１４Ｍの作動制御を行って一方のスキージ４２が一方のクランプ部材２５の直上に位置するようにしたうえで（図８（ａ））、そのスキージ４２が取り付けられているスキージ軸３３に対応するスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行ってスキージ軸３３を下動させ（図８（ａ）中に示す矢印Ａ１）、スキージ４２の下縁をその直下に位置する一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させる（図８（ｂ）。図７に示すステップＳＴ２２）。
【００３２】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ４２の下縁を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させたら、そのスキージ４２が取り付けられたスキージ軸３３の軸方向荷重を測定する荷重測定器６７からの出力（スキージ軸３３の軸方向荷重）が予め定めた所定の値Ｐ（図１０）になるまでスキージ軸駆動モータ６３を作動させてスキージ軸３３を下動させ（図８（ｃ）中に示す矢印Ａ２）、そのとき（荷重測定器６７からの出力が所定の値Ｐになったとき）のスキージ軸３３の下降量を下降量検出器６８の出力から読み取ってこれを第１の下降量Ｓ１（図１０）として記憶部１７ｃ（図１）に記憶させる。すなわち、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させて、そのときのスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する（図７に示すステップＳＴ２３）。
【００３３】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２３は、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得する工程となっている。
【００３４】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、第１の下降量Ｓ１を取得したら、下動させていたスキージ軸３３を上動させる（図７に示すステップＳＴ２４）。そして、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて、一対のクランプ部材２５の上面をマスク１３の下面から離間させる（図７に示すステップＳＴ２５）。
【００３５】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５をマスク１３から離間させたら、今度は一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させていない状態で、先ほど第１の下降量Ｓ１を取得したときのスキージ４２がマスク１３のほぼ中央の直上に位置するようにスキージヘッド１４を移動させたうえで（図９（ａ））、そのスキージ４２が取り付けられているスキージ軸３３に対応するスキージ軸駆動モータ６３の作動制御を行ってスキージ軸３３を下動させ（図９（ａ）中に示す矢印Ｂ１）、スキージ４２の下縁をマスク１３の中央部に接触させる（図９（ｂ）。図７に示すステップＳＴ２６）。
【００３６】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、スキージ４２の下縁をマスク１３の中央部に接触させたら、そのスキージ４２が取り付けられたスキージ軸３３の軸方向荷重を測定する荷重測定器６７からの出力（スキージ軸３３の軸方向荷重）がステップＳＴ２３の場合と同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸駆動モータ６３を作動させてスキージ軸３３を下動させ（図９（ｃ）。図中に示す矢印Ｂ２）、そのとき（荷重測定器６７からの出力が所定の値Ｐになったとき）のスキージ軸３３の下降量を下降量検出器６８の出力から読み取ってこれを第２の下降量Ｓ２（図１０）として記憶部１７ｃに記憶させる。すなわち、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させて、そのときのスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する（図７に示すステップＳＴ２７）。
【００３７】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２７は、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させ、そのとき下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する工程となっている。
【００３８】
なお、第１の下降量Ｓ１を取得するときにスキージ軸３３に作用する軸方向荷重と第２の下降量Ｓ２を取得するときにスキージ軸３３に作用する軸方向荷重は同じであるが、第２の下降量Ｓ２を取得する際、マスク１３はスキージ４２に押されて下方に撓むことから、第２の下降量Ｓ２は第１の下降量Ｓ１よりも大きくなる。制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、第２の下降量Ｓ２を取得したら、下動させていたスキージ軸３３を上動させる（図７に示すステップＳＴ２８）。
【００３９】
制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂが、第２の下降量Ｓ２を取得した後、下動させていたスキージ軸３３を上動させたら、制御装置１７のテンション算出部１７ｄ（図１）は、下降量取得動作制御部１７ｂがステップＳＴ２３で取得して記憶部１７ｃに記憶させた第１の下降量Ｓ１と、下降量取得動作制御部１７ｂがステップＳＴ２７で取得して記憶部１７ｃに記憶させた第２の下降量Ｓ２との差分から、マスク１３のテンションを算出する（図７に示すステップＳＴ２９）。これにより、マスク１３のテンションの値ＴがＴ＝Ｓ２−Ｓ１という下方撓みの量で求められる（図１０）。
【００４０】
このように本実施の形態において、ステップＳＴ２８は、取得した第１の下降量Ｓ１と第２の下降量Ｓ２との差分からマスク１３のテンションを算出する工程となっている。
【００４１】
制御装置１７の記憶部１７ｃには、マスク１３のテンションの正常範囲の上限値（Ｔ０とする）が記憶されており、制御装置１７は、ステップＳＴ２９で算出したマスク１３のテンションの値Ｔをマスク１３のテンションの正常範囲の上限値Ｔ０と比較し、算出したマスク１３のテンションが正常であるかどうかの判断を行う（図７に示すステップＳＴ３０）。この判断では、算出したマスク１３のテンションが正常範囲の上限値Ｔ０以下であれば正常と判断し、算出したマスク１３のテンションの値Ｔが上限値Ｔ０を超えていれば非正常と判断する。
【００４２】
制御装置１７は、マスク１３のテンションが正常であると判断した場合には、前述のディスプレイ装置１６にマスク１３のテンションが正常である旨の報知を行ったうえで（図７に示すステップＳＴ３１）、メインルーチンに戻る。
【００４３】
一方、制御装置１７は、マスク１３のテンションが非正常であると判断した場合には、ディスプレイ装置１６にマスク１３のテンションが非正常である旨の報知を行ったうえで（図７に示すステップＳＴ３２）、待機状態に入る（図７に示すステップＳＴ３３）。そして、制御装置１７は、ディスプレイ装置１６においてマスク１３のテンションが非正常である旨の報知を受けたオペレータがマスク１３の交換を行ったうえで操作する動作再開ボタン６９（図１）の操作信号の出力に基づいて、オペレータが動作再開ボタン６９の操作を行ったかどうかの判断を一定時間おきに繰り返し実行する（図７に示すステップＳＴ３４）。その結果、制御装置１７は、オペレータが動作再開ボタン６９の操作を行ったと判断した場合には、ステップＳＴ２１に戻ってマスク１３のテンションの計測を再実行する。
【００４４】
これにより、マスク１３のテンションが非正常な状態のまま（下方撓みの量が大きいまま）、スクリーン印刷作業が実行されて不良基板が生産されることが防止される。
【００４５】
このように、本実施の形態において、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂは、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第１の下降量Ｓ１として取得し、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得する下降量取得手段となっている。
【００４６】
また、制御装置１７のテンション算出部１７ｄは、下降量取得手段としての下降量取得動作制御部１７ｂが取得した第１の下降量Ｓ１と第２の下降量Ｓ２との差分からマスク１３のテンションを算出するテンション算出手段となっている。
【００４７】
上記のようにして、制御装置１７の下降量取得動作制御部１７ｂとテンション算出部１７ｄによるマスク１３のテンションの計測（ステップＳＴ１）が終了したら、制御装置１７の転写動作制御部１７ｅ（図１）は、スクリーン印刷機１の上流側に設置された他の装置等（図示せず）から基板２が送られてきたことを検知したところで基板保持ユニット１１のコンベア２２を作動させて、スクリーン印刷機１内に基板２を搬入する（図６に示すステップＳＴ２）。
【００４８】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２の搬入を行ったら、基板保持機構７１の作動制御を行って基板２を保持する（図６に示すステップＳＴ３）。基板２の保持は、具体的には、下受け部昇降シリンダ２３で下受け部２４を押し上げて基板２をコンベア２２から浮いた状態に持ち上げる一方（図１１（ａ）中に示す矢印Ｃ１）、一対のクランプ部材２５を閉じる方向に駆動して基板２の両端を挟み込む（図１１（ａ）中に示す矢印Ｄ１）ことによって行う（図１１（ａ））。
【００４９】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２を保持したら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１５ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの直上に位置させて下方撮像カメラ１５ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせる一方、上方撮像カメラ１５ｂをマスク１３に設けられたマスク側マーク１３ｍの直下に位置させて上方撮像カメラ１５ｂにマスク側マーク１３ｍの撮像を行わせる。そして制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、得られた基板側マーク２ｍの画像データから基板２の位置を把握するとともに、得られたマスク側マーク１３ｍの画像データからマスク１３の位置を把握し、基板保持ユニット１１を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１３ｍとが上下に対向するようにして、マスク１３に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（図６に示すステップＳＴ４）。
【００５０】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、マスク１３に対する基板２の位置合わせが終わったら、ユニット移動機構１１Ｍの作動制御を行って基板保持ユニット１１を基台１０に対して上昇させ（図１１（ｂ）中に示す矢印Ｅ１）、基板２を保持した一対のクランプ部材２５がマスク１３の下面に相対的に下方から押し当てられるようにすることにより、一対のクランプ部材２５及び基板２それぞれの上面をマスク１３の下面に接触させる（図１１（ｂ）。図６に示すステップＳＴ５）。これにより基板２上の電極３とマスク１３の開口部１３ｈとが合致した状態となる。
【００５１】
なお、このように一対のクランプ部材２５及び基板２それぞれの上面がマスク１３の下面に接触した状態では、マスク１３上には、コンベア２２による基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｙ軸方向）において、基板２と接触した領域（基板２上のマスク領域Ｒ１）と、各クランプ部材２５と接触した２つの領域（クランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２）とが形成される。
【００５２】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２をマスク１３に接触させたら、ディスプレイ装置１６に、オペレータにペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示する（図６に示すステップＳＴ６）。これに対してオペレータは、現在、マスク１３上に残っているペーストＰｔを目視し、そのペーストＰｔの量に基づいてペーストＰｔの供給（補充）を行うべきかどうかの判断を行う。そして、ペーストＰｔの供給を行うべきと判断したときには、別途用意したペースト供給シリンジ８０（図１２（ａ））により、マスク１３上にペーストＰｔの供給を行う。そして、ペーストＰｔの供給が終わったら、前述の動作再開ボタン６９の操作を行う。オペレータは、ペーストＰｔの供給が不要と判断した場合においても、動作再開ボタン６９の操作を行う。
【００５３】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、ステップＳＴ６において、ディスプレイ装置１６にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示した後、動作再開ボタン６９の操作がなされたか否かの判断を一定時間おきに行い（図６に示すステップＳＴ７）、動作再開ボタン６９からの信号出力に基づいて、オペレータによって動作再開ボタン６９の操作がなされたことを検知したときには、スキージヘッド１４を一対のクランプ部材２５の一方の上方に位置させたうえで、２つのスキージ４２のうちの一方を下降させて、そのスキージ４２の下縁をクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面（クランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２）に当接させる（図６に示すステップＳＴ８）。
【００５４】
なお、このとき下降させる（マスク１３に当接させる）スキージ４２は、スキージヘッド１４を前側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには前側のスキージ４２であり、スキージヘッド１４を後側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには後側のスキージ４２である。
【００５５】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ軸３３の下動によってクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２の上面にスキージ４２を当接させたら、ベース部材移動機構１４Ｍを作動させて、スキージ４２をマスク１３の上面に当接させた状態でベース部材３１を（すなわちスキージ４２を）マスク１３に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより（図１２（ｂ）中に示す矢印Ｆ）、マスク１３上に供給したペーストＰｔをスキージ４２によって掻き寄せてマスク１３の開口部１３ｈ内に押し込み、電極３にペーストＰｔを転写させる（図６に示すステップＳＴ９）。
【００５６】
このように制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ軸３３の下動によってマスク１３の上面にスキージ４２を当接させた状態でベース部材３１をマスク１３に対して水平方向に移動させることにより、マスク１３上に供給されたペーストＰｔをスキージ４２で掻き寄せて基板２に転写させる転写動作制御手段となっている。
【００５７】
このステップＳＴ９では、制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２を、一方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から基板２上のマスク領域Ｒ１を通って他方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させる。具体的には、前側のスキージ４２については、前側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から後側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させ、後側のスキージ４２については、後側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２から前側のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２まで移動させる。
【００５８】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２が一方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ１から他方のクランプ部材２５上のマスク領域Ｒ２に達してペーストＰｔの転写が終了したことを検知したら、ベース部材３１の移動を停止させたうえで、マスク１３に当接させていたスキージ４２のスキージ軸３３をベース部材３１に対して上動させてスキージ４２をマスク１３から離間させる（図６に示すステップＳＴ１０）。
【００５９】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、スキージ４２をマスク１３から離間させたら、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて基板保持ユニット１１を下降させ（図１３（ａ）中に示す矢印Ｅ２）、マスク１３から基板２及び一対のクランプ部材２５を離間させて版離れを行う（図１３（ａ）。図６に示すステップＳＴ１１）。
【００６０】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、版離れが終了したら、基板保持機構７１を作動させて一対のクランプ部材２５を開かせたうえで（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｄ２）、下受け部２４を下降させて（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、基板２の両端を一対のコンベア２２上に降ろす（図１３（ｂ））。これにより基板保持ユニット１１による基板２の保持が解除される（図６に示すステップＳＴ１２）。
【００６１】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２の保持を解除したら、ユニット移動機構１１Ｍを作動させて基板保持ユニット１１を水平面内で移動させ、コンベア２２の向きを整えたうえで、コンベア２２を作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図６に示すステップＳＴ１３）。
【００６２】
制御装置１７の転写動作制御部１７ｅは、基板２を搬出したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図６に示すステップＳＴ１４）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ２に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。
【００６３】
このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（スクリーン印刷機１のマスク１３のテンション計測方法）によれば、マスク１３全体のテンションを計測することができるが、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態で、スキージ４２を一対のクランプ部材２５と接触していない部分のマスク１３（基板２上のマスク領域Ｒ１）に接触させた後、荷重測定器６７によって測定されるスキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに下降量検出器６８によって検出されるスキージ軸３３の下降量を第２の下降量Ｓ２として取得するようにすることによって、金属板１３ｂの部分の局部的なテンションを計測することができる。これは、具体的には、マスク１３のテンション計測作業のサブルーチン（図７）のステップＳＴ２５で、一対のクランプ部材２５をマスク１３から離間させることなく（ステップＳＴ２５を実行することなく）ステップＳＴ２６以下の工程を実行すれば実現できる。
【００６４】
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機１では、一対のクランプ部材２５をマスク１３に接触させた状態でスキージ４２を一方のクランプ部材２５上のマスク１３に接触させた後、スキージ軸３３の軸方向荷重が所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに検出されるスキージ軸３３の下降量（第１の下降量Ｓ１）と、マスク１３の一対のクランプ部材２５と接触していない部分にスキージ４２を接触させた後、スキージ軸３３の軸方向荷重が同じ所定の値Ｐになるまでスキージ軸３３を下動させたときに検出されるスキージ軸３３の下降量（第２の下降量Ｓ２）を求めてこれら両下降量Ｓ１，Ｓ２の差分からマスク１３のテンション（マスク１３全体のテンション若しくは金属板１３ｂの部分の局部的なテンション）を算出するようになっており、マスク１３のテンションの計測の間、マスク１３をスクリーン印刷機１から取り外す必要がないので、マスク１３のテンションを簡便かつ迅速に求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
マスクのテンションを簡便かつ迅速に求めることができるようにしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法を提供する。
【符号の説明】
【００６６】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
１３ マスク
１７ｂ 下降量取得動作制御部（下降量取得手段）
１７ｄ テンション算出部（テンション算出手段）
１７ｅ 転写動作制御部（転写動作制御手段）
２５ クランプ部材
３１ ベース部材
３３ スキージ軸
４２ スキージ
６６ 弾性体
６７ 荷重測定器（荷重測定手段）
６８ 下降量検出器（下降量検出手段）
Ｐｔ ペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、
基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、
マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、
ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、
スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、
スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、
スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、
スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段と、
一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得し、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する下降量取得手段と、
下降量取得手段が取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出するテンション算出手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記荷重測定手段は、スキージ軸とスキージとの間に介装された弾性体に取り付けられたロードセルから成ることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段とを備えたスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法であって、
一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得する工程と、
マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する工程と、
取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出する工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法。
【請求項１】
基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、
基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、
マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、
ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、
スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、
スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、
スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、
スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段と、
一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得し、マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させたときに下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する下降量取得手段と、
下降量取得手段が取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出するテンション算出手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記荷重測定手段は、スキージ軸とスキージとの間に介装された弾性体に取り付けられたロードセルから成ることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
基板の両側部を挟んで保持する一対のクランプ部材と、基板を保持した一対のクランプ部材が相対的に下方から押し当てられることにより、一対のクランプ部材及び基板それぞれの上面と接触するマスクと、マスクに対して水平方向に移動されるベース部材と、ベース部材から下方に延び、ベース部材に対して上下動自在に設けられたスキージ軸と、スキージ軸の下端に取り付けられたスキージと、スキージ軸の下動によってマスクの上面にスキージを当接させた状態でベース部材をマスクに対して水平方向に移動させることにより、マスク上に供給されたペーストをスキージで掻き寄せて基板に転写させる転写動作制御手段と、スキージ軸を下動させたときのスキージ軸の下降量を検出する下降量検出手段と、スキージ軸の軸方向荷重を測定する荷重測定手段とを備えたスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法であって、
一対のクランプ部材をマスクに接触させた状態でスキージを一方のクランプ部材上のマスクに接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第１の下降量として取得する工程と、
マスクの一対のクランプ部材と接触していない部分にスキージを接触させた後、荷重測定手段によって測定されるスキージ軸の軸方向荷重が前記所定の値になるまでスキージ軸を下動させ、そのとき下降量検出手段によって検出されるスキージ軸の下降量を第２の下降量として取得する工程と、
取得した第１の下降量と第２の下降量との差分からマスクのテンションを算出する工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷機のマスクのテンション計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２２７４３（Ｐ２０１３−２２７４３Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６４１８（Ｐ２０１１−１５６４１８）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]