スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法
【課題】装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【解決手段】カートリッジ，印刷空間および掻き取り部材より構成され連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を連結部に対して位置合わせして保持する保持機構４０を、連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、この軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合部３６で構成する。これにより、スキージユニット１６を水平方向に移動させることのみによってスキージユニット１６全体を着脱することが可能となる。
【解決手段】カートリッジ，印刷空間および掻き取り部材より構成され連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を連結部に対して位置合わせして保持する保持機構４０を、連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、この軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合部３６で構成する。これにより、スキージユニット１６を水平方向に移動させることのみによってスキージユニット１６全体を着脱することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、マスクプレート上にペーストを直接供給する通常のスクリーン印刷と異なり、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧するようにしている。これにより、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面を介してマスクプレートのパターン孔にペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充填する（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、スキージヘッドをペーストを貯溜するカートリッジを含む上部と、加圧されたペーストをマスクプレートに接触させる印刷空間を含む下部で分割して構成し、上部を下部によって軸止した状態で上部を開閉可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の特許文献に示す先行技術には、以下に述べるような難点があった。すなわち先行技術においては、スキージヘッドを上部・下部に分割して上部を開放することによりカートリッジを交換する構成としていることから、スキージヘッドが印刷装置に装着された状態で上部を回動させるためのスペースを必要とし、印刷装置におけるスキージヘッドの構成のコンパクト化が阻害される結果となっていた。またペーストの補給作業においては、スキージヘッドが印刷装置に装着された状態の狭いスペースでカートリッジ交換作業を行わなければならないことから作業性が悪く、カートリッジ交換毎に煩雑な手間と時間を要していた。
【０００５】
そこで本発明は、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷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】
【０００６】
本発明のスクリーン印刷装置は、スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含む。
【０００７】
本発明のスクリーン印刷方法は、スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含み、前記スキージヘッド内でペースト貯溜部内のペーストを加圧してこのペーストを下方の印刷空間内に収容しマスクプレートの表面に接触させることによりペーストを印刷する過程において、前記ペースト貯溜部内のペーストが品切れになったならば、前記軸部材を前記軸支部廻りに旋回させることにより前記スキージユニットを連結部に対して回動させ、次いで前記軸部材から前記嵌合部を離脱させることにより、前記スキージユニットを連結部から分離して前記ペースト貯溜部を交換する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材より構成され連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを連結部に対して位置合わせして保持する保持機構を、連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、この軸支部から水平方向に延出して設けられ旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、スキージユニットに形成され軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部で構成することにより、スキージユニットを水平方向に移動させることのみによってスキージユニット全体を着脱することが可能となり、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの構成および開閉機構を示す説明図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの開閉状態を示す説明図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドにおける連結部の構成説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージユニットの着脱方法の動作説明図
【図１０】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージユニットの着脱方法の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２、図３を参照してスクリーン印刷装置１の全体構成を説明する。スクリーン印刷装置１は、スキージヘッド１０をヘッド駆動機構１３によってマスクプレート７上で摺動させることにより、マスクプレート７のパターン孔７ａを介して基板５に電子部品接合用のペーストであるクリーム半田９を印刷する機能を有するものである。図１、図２において、スクリーン印刷装置１は、基板位置決め部２の上方にマスクホルダ８に保持されたマスクプレート７を配設し、さらにマスクプレート７の上方にスクリーン印刷機構を配設した構成となっている。
【００１１】
基板位置決め部２の構成を説明する。移動テーブル３の上面には基板下受け部４が昇降自在に配設されており、基板下受け部４を上昇させることによって印刷対象の基板５は下面から保持される。さらに基板５は１対のクランプ部材６によって横方向から挟まれて固定されており、移動テーブル３を駆動することにより、基板５はマスクプレート７に対して水平方向に位置決めされるとともに、マスクホルダ８によって固定されたマスクプレート７の下面に当接する。
【００１２】
スクリーン印刷機構の構成を説明する。マスクプレート７の上方に配設されたスキージヘッド１０は、ヘッド昇降機構１１およびヘッド移動機構１２よりなるヘッド駆動機構１３によって駆動される。ヘッド昇降機構１１は水平な移動プレート１１ｂ上に配設されており、ヘッド昇降機構１１から下方に延出した昇降軸１１ａには、スキージヘッド１０を構成する連結部１４の連結ブロック１４ｂが結合されている。ヘッド昇降機構１１を駆動することにより、スキージヘッド１０はマスクプレート７に対して昇降し、スキージヘッド１０の下面に装着された掻き取り部材１８Ａ、１８Ｂがマスクプレート７の上面に当接する。
【００１３】
ヘッド移動機構１２の構成を説明する。移動プレート１１ｂの下面にはナット１２ｃが結合されており、ナット１２ｃに螺合した送りネジ１２ｂはモータ１２ａによって回転駆動される。図２に示すように、移動プレート１１ｂの下面には、両端部にスライダ２０が固着されており、スライダ２０はフレーム２１の上面に配設されたガイドレール２２にスライド自在に嵌着されている。モータ１２ａを駆動することにより、移動プレート１１ｂは水平移動し、昇降軸１１ａに結合されたスキージヘッド１０も水平移動する。スキージヘッド１０を下降させた状態で、モータ１２ａを駆動することにより、スキージヘッド１０はマスクプレート７上で水平移動する。すなわち、モータ１２ａ、送りねじ１２ｂおよびナット１２ｃは、スキージヘッド１０をマスクプレート７上で水平移動させるヘッド移動機構１２となっている。
【００１４】
次にスキージヘッド１０の構成を説明する。図３、図４に示すように、スキージヘッド１０には、マスクプレート７の表面に当接してペーストであるクリーム半田９をパターン孔７ａに充填するスキージユニット１６が設けられている。スキージユニット１６は、上部１６Ａと下部１６Ｂとに分割されており、本実施の形態においては、上部１６Ａと下部１６Ｂが一体化された状態のスキージユニット１６が、連結部１４によってヘッド駆動機構１３の移動プレート１１ｂに連結される。スキージユニット１６は、後述する保持機構４０によって連結部１４に対して位置合わせして保持される。
【００１５】
図３に示すように、上部１６Ａと下部１６Ｂはそれぞれマスクプレート７の幅方向に細長形状のブロック状部材である本体上部３０Ａ，本体下部３０Ｂを備えている。本体上部３０Ａ、本体下部３０Ｂの長さ寸法は、図２に示すように印刷対象の基板５の幅寸法をカバーするように設定されており、本体上部３０Ａ、本体下部３０Ｂは、ヒンジ部１７によって開閉自在に結合されている。
【００１６】
本体上部３０Ａには、クリーム半田９が貯溜されたカートリッジ３１が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田９が貯溜されたペースト貯溜部となっており、印刷時に本体上部３０Ａに装着される。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリーム半田９を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板３２の上面には、連結プレート１４ａに配設されたシリンダ１５のロッド１５ａと結合された押し下げ部材１５ｂが当接しており、シリンダ１５を駆動することにより、加圧板３２をカートリッジ３１内で下方に押圧することができるようになっている。
【００１７】
また、カートリッジ３１の底面はクリーム半田の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには多数の開口部３１ｂが設けられている。加圧板３２をシリンダ１５で下方に押圧することにより、カートリッジ３１内のクリーム半田９は加圧され、押し出し板３１ａの開口部３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１５は、連結プレート１４ａに配設されカートリッジ３１内のペーストであるクリーム半田９を加圧するペースト加圧手段となっている。
【００１８】
本体下部３０Ｂには、カートリッジ３１の内部と連通する全体開口部３０ｂが設けられており、全体開口部３０ｂの上部にはカートリッジ３１の底面の押し出し板３１ａに当接して付着防止板３３が設けられている。付着防止板３３には、押し出し板３１ａの開口部３１ｂに対応する位置に円形の開口部３３ａが設けられている（図７も参照）。付着防止板３３は、カートリッジ３１から下方に押し出されたクリーム半田９が、カートリッジ３１の底面、すなわち押し出し板３１ａ下面の開口部３１ｂ以外の部位に付着するのを防止する。
【００１９】
本体下部３０Ｂの全体開口部３０ｂの底部には、カートリッジ３１の押し出し板３１ａと同様に多数の開口部３４ａが設けられた絞り板３４が装着されている。シリンダ１５の加圧によってクリーム半田９が押し出される際には、押し出し板３１ａおよび付着防止板３３の開口部３１ｂ、３３ａと絞り板３４の開口部３４ａを３段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田９は、本体下部３０Ｂの下方に形成された空間、すなわち本体下部３０Ｂの下面に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂと本体下部３０Ｂの下面とによって囲まれた印刷空間３５に到達する。
【００２０】
掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂは、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド１０を下降させた状態では掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの下端部がマスクプレート７の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム半田９を収容し、掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの間の印刷面を介してクリーム半田９をマスクプレート７の表面に接触させる。
【００２１】
加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１内のクリーム半田９を加圧することにより、クリーム半田９は押し出し板３１ａ、付着防止板３３，絞り板３４を通過して印刷空間３５内まで移動する。このクリーム半田９の移動経路の途中は、多数の小さい開口部３１ｂ、３３ａ、３４ａによって断面積が絞られており、これらの開口部を加圧されたクリーム半田９が通過することにより、クリーム半田９の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【００２２】
すなわち本実施の形態に示すスキージヘッド１０は、ヘッド駆動機構１３と連結された連結部１４とクリーム半田９を貯溜する交換式のペースト貯溜部であるカートリッジ３１と、連結部１４に配設されカートリッジ３１のクリーム半田９を加圧するヘッド昇降機構１１と、加圧されたクリーム半田９を収容しマスクプレート７の表面に接触させる印刷空間３５と、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し下端部がマスクプレート７の表面に当接する２つの掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂとを備えた構成となっている。そしてカートリッジ３１を収容する上部１６Ａ、印刷空間３５および掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂを備えた下部１６Ｂは、連結部１４に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を構成している。
【００２３】
ここで図５，図６，図７を参照してスキージユニット１６の形状およびスキージユニット１６を構成する、上部１６Ａ，下部１６Ｂの結合・分離および開閉操作について説明する。図５に示すように、スキージユニット１６の一方側の側面には、上部１６Ａ、下部１６Ｂをヒンジ結合するヒンジ部１７が配設されており、他方側の側面には、スキージユニット１６を一体的に連結部１４に保持させるための保持機構４０を構成する嵌合部３６が配設されている。嵌合部３６は、下部１６Ｂの本体下部３０Ｂが側方に部分的に延出した延出部に設けられており、軸部材４５（図８）が嵌合するための嵌合孔３７ａが設けられた孔部３７と、位置合わせ孔４１ａ（図８）に嵌合する位置合わせピン３８ａが突設された位置合わせ部３８より成る。
【００２４】
前述のように、スキージユニット１６はカートリッジ３１を含む上部１６Ａと、印刷空間３５を含む下部１６Ｂに分割された構成となっており、上部１６Ａ，下部１６Ｂはヒンジ部１７によって分離自在かつ開閉自在にヒンジ結合されている。図６（ａ）に示すように、上部１６Ａの側面にはピン１７ｂが設けられたヒンジプレート１７ａが、また下部１６Ｂの側面にはピン溝１７ｄが設けられたヒンジプレート１７ｃが固着されている。ヒンジプレート１７ｃは部分的に切り欠かれており、ピン溝１７ｄの上部は一部が開放されている。下部１６Ｂ上に上部１６Ａを装着する場合には、図６（ｂ）に示すように、ヒンジプレート１７ｃの切り欠きからピン１７ｂをピン溝１７ｄに嵌合させる。これにより、上部１６Ａは下部１６Ｂの上面に正しい位置で装着される。
【００２５】
この状態で、ピン１７ｂを支点として上部１６Ａを反転させることにより、図６（ｃ）に示すように、上部１６Ａは下部１６Ｂから反転分離した状態となる。すなわち、上部１６Ａを下部１６Ｂによって軸支した状態で上部１６Ａの開閉が可能となっている。これにより、図７に示すように上部１６Ａは、底面の押し出し板３１ａを上向きにした姿勢に保持され、凹部３０ａ内のカートリッジ３１の脱着が可能な姿勢となる。
【００２６】
次に図８、図９，図１０を参照して、スキージユニット１６を連結部１４に対して一体的に着脱するための保持機構４０について説明する。まず図８を参照して連結部１４の形状について説明する。図８（ａ）は、図３に示す連結部１４を平面視した形状を示しており、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、図８（ａ）におけるＡ断面、Ｂ断面、Ｃ断面，およびＤ断面をそれぞれ示している。連結プレート１４ａはスキージユニット１６が連結部１４に連結された状態においてスキージユニット１６の上面側に位置するプレート部材であり、一方側の縁部には、下方に延出した延出部１４ｃが設けられている。さらに、連結プレート１４ａにおいて延出部１４ｃの長手方向の延長線上には、垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４によって軸支された軸保持部材４３が、旋回軸４４ａ廻りに旋回自在に設けられている。軸保持部材４３からは、延出部１４ｃに沿う方向に矩形断面の軸部材４５が、水平方向に延出して設けられている。
【００２７】
図８（ｂ）に示すように、Ａ断面において延出部１４ｃには内側方向に凸出した凸部４１が設けられており、凸部４１には位置合わせピン３８ａ（図５参照）が嵌合するための位置合わせ孔４１ａが形成されている。また図８（ｃ）に示すように、Ｂ断面において延出部１４ｃには同様に内側方向に凸出した凸部４２が設けられており、凸部４２には軸部材４５が嵌入するための矩形断面の嵌入溝４２ａが形成されている。
【００２８】
さらに図８（ｄ）に示すＣ断面においては、延出部１４ｃには凸部は設けられておらず、軸部材４５が延出部１４ｃに沿う方向に位置している。そして図８（ｅ）に示すように、Ｄ断面においては連結プレート１４ａには旋回軸４４ａが垂直方向に固設されており、旋回軸４４ａには軸受け部を内蔵した軸保持部材４３が回転自在に装着されている。軸保持部材４３からは矩形断面の軸部材４５が水平方向に延出して設けられており、軸部材４５は旋回軸４４ａ廻りに旋回自在（図８（ａ）に示す矢印ａ参照）となっている。
【００２９】
スキージユニット１６を連結部１４に保持させる際には、図９（ａ）に示すように、まず軸部材４５を軸支部４４廻りに旋回させ（矢印ｂ）、軸部材４５の延長線ｃにスキージユニット１６の孔部３７に設けられた嵌合孔３７ａの中心線が一致するよう、スキージユニット１６を位置合わせする。次いで、図９（ｂ）に示すように、スキージユニット１６を軸部材４５の軸線方向に移動させて（矢印ｄ）、軸部材４５を嵌合孔３７ａに嵌合させ、さらに軸部材４５の先端部が位置合わせ部３８の端面３８ｂに当接する位置まで押し込む。
【００３０】
この後、図１０（ａ）に示すように、スキージユニット１６を軸支部４４廻りに回動させて（矢印ｅ）、軸部材４５が延出部１４ｃに沿う位置になるまで移動させ、凸部４２の嵌入溝４２ａに嵌入させて押し付ける。これにより、位置合わせピン３８ａの軸線が凸部４１の位置合わせ孔４１ａに一致する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、スキージユニット１６を位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合する方向（矢印ｆ）に移動させ、位置合わせ部３８の端部を凸部４１に当接させる。これにより、軸部材４５が嵌合孔３７ａに嵌合するとともに嵌入溝４２ａに嵌入し、さらに位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合することによって、スキージユニット１６は連結部１４によって正しい位置に位置決めされて保持される。
【００３１】
すなわち、連結部１４に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合孔３７ａが設けられた嵌合部３６は、スキージユニット１６を連結部１４に対して位置合わせして保持する保持機構４０を構成する。
【００３２】
このとき、嵌合孔３７ａの断面形状は軸部材４５の矩形断面に倣って形成されて廻り止め効果が得られることから、スキージユニット１６が軸部材４５廻りに回動することによる不都合がない。すなわち保持機構４０において、嵌合孔３７ａおよび軸部材４５は、嵌合部３６に軸部材４５が嵌合した状態において嵌合部３６と軸部材４５の相対的な回動を規制する廻り止め機構を構成する。
【００３３】
さらに、嵌合部３６の位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合するとともに位置合わせ部３８が凸部４１に当接し、さらに軸部材４５が嵌入溝４２ａに嵌入することにより、嵌合部３６と位置合わせピン３８ａ、軸部材４５との軸方向、径方向の位置ずれが防止される。すなわち、保持機構４０において、嵌合部３６と位置合わせピン３８ａ、軸部材４５と嵌入溝４２ａは、嵌合部３６に軸部材４５が嵌合した状態において嵌合部３６と軸部材４５の相対的な軸方向および径方向の変位を規制する位置ずれ防止機構を構成する。
【００３４】
なお本実施の形態では、連結部１４として連結プレート１４ａに連結ブロック１４ｂを設け、さらに連結プレート１４ａの一端側から下方に延出して設けられた延出部１４ｃにスキージユニット１６を位置合わせして保持する保持機構４０を組み込んだ構成例を示したが、ヘッド駆動機構１３に連結されてスキージユニット１６を位置合わせして保持する保持機構４０が組み込み可能な構成であれば、他の機構例を採用してもよい。
【００３５】
このようにしてカートリッジ３１が装着されたスキージユニット１６が連結部１４によって保持されることにより、スクリーン印刷が可能な状態となる。スクリーン印刷においては、加圧板３２により内部のクリーム半田９が加圧され前述のように適正粘度に改質されたクリーム半田９が印刷空間３５内に満たされた状態のスキージユニット１６を、マスクプレート７上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内のペーストは掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの間の印刷面を介してマスクプレート７のパターン孔７ａ内に充填される。
【００３６】
そしてスキージユニット１６を更に移動させることにより、各パターン孔７ａ内に順次クリーム半田９が充填される。全てのパターン孔７ａ内にクリーム半田が充填されたならば、基板位置決め部２を下降させて、版離れを行わせる。すなわち、パターン孔７ａ内のクリーム半田９は基板５とともに下降してパターン孔７ａから分離し、これにより、基板５へのクリーム半田９のスクリーン印刷が完了する。
【００３７】
このようにして、スキージヘッド１０内でカートリッジ３１のクリーム半田９を加圧して下方の印刷空間３５内に収容し、このクリーム半田９をマスクプレート７の表面に接触させることによりクリーム半田９を印刷する過程において、カートリッジ３１のクリーム半田９が品切れになったならば、カートリッジ３１の交換作業を行う。このカートリッジ３１の交換作業においては、図９，図１０に示す作業操作を逆順に実行する。
【００３８】
すなわちスキージユニット１６の嵌合孔３７ａに嵌合した状態の軸部材４５を軸支部４４廻りに旋回させることにより、スキージユニット１６を連結部１４に対して水平面内で回動させる。次いでスキージユニット１６を引き出し方向に移動させて、軸部材４５から嵌合部３６を離脱させることにより、スキージユニット１６を連結部１４から分離する。そしてスキージユニット１６を作業性のよい場所に移動させた状態で、スキージユニット１６の上部１６Ａ、下部１６Ｂを開放し、カートリッジ３１を交換する。
【００３９】
上記説明したように、本発明のスクリーン印刷では、カートリッジ３１、印刷空間３５および掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂより構成され、連結部１４に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を連結部１４に対して位置合わせして保持する保持機構４０を、連結部１４に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、この軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合部３６で構成している。これにより、スキージユニット１６を水平方向に移動させることのみによってスキージユニット１６全体を着脱することが可能となり、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができる。
【００４０】
なお上記実施の形態においては、スキージユニット１６が上部１６Ａ、下部１６Ｂに分離可能に構成されたものを対象とする例を示したが、本発明は必ずしも本実施例には限定されず上部１６Ａ、下部１６Ｂに相当する部分が固定的に一体化された構成においても本発明の適用の対象となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができるという効果を有し、電市部品接合用のペーストを基板に印刷する分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１ スクリーン印刷装置
２ 基板位置決め部
５ 基板
７ マスクプレート
７ａ パターン孔
９ クリーム半田
１０ スキージヘッド
１１ ヘッド昇降機構
１２ ヘッド移動機構
１３ ヘッド駆動機構
１４ 連結部
１５ シリンダ
１６ スキージユニット
１６Ａ 上部
１６Ｂ 下部
１７ ヒンジ部
１８Ａ，１８Ｂ 掻き取り部材
３１ カートリッジ
３２ 加圧板
３５ 印刷空間
３６ 嵌合部
３７ａ 嵌合孔
３８ａ 位置合わせピン
４０ 保持機構
４１ａ 位置合わせ孔
４２ａ 嵌入溝
４３ 軸保持部材
４４ 軸支部
４４ａ 旋回軸
４５ 軸部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、マスクプレート上にペーストを直接供給する通常のスクリーン印刷と異なり、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧するようにしている。これにより、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面を介してマスクプレートのパターン孔にペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充填する（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、スキージヘッドをペーストを貯溜するカートリッジを含む上部と、加圧されたペーストをマスクプレートに接触させる印刷空間を含む下部で分割して構成し、上部を下部によって軸止した状態で上部を開閉可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の特許文献に示す先行技術には、以下に述べるような難点があった。すなわち先行技術においては、スキージヘッドを上部・下部に分割して上部を開放することによりカートリッジを交換する構成としていることから、スキージヘッドが印刷装置に装着された状態で上部を回動させるためのスペースを必要とし、印刷装置におけるスキージヘッドの構成のコンパクト化が阻害される結果となっていた。またペーストの補給作業においては、スキージヘッドが印刷装置に装着された状態の狭いスペースでカートリッジ交換作業を行わなければならないことから作業性が悪く、カートリッジ交換毎に煩雑な手間と時間を要していた。
【０００５】
そこで本発明は、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷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】
【０００６】
本発明のスクリーン印刷装置は、スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含む。
【０００７】
本発明のスクリーン印刷方法は、スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含み、前記スキージヘッド内でペースト貯溜部内のペーストを加圧してこのペーストを下方の印刷空間内に収容しマスクプレートの表面に接触させることによりペーストを印刷する過程において、前記ペースト貯溜部内のペーストが品切れになったならば、前記軸部材を前記軸支部廻りに旋回させることにより前記スキージユニットを連結部に対して回動させ、次いで前記軸部材から前記嵌合部を離脱させることにより、前記スキージユニットを連結部から分離して前記ペースト貯溜部を交換する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材より構成され連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを連結部に対して位置合わせして保持する保持機構を、連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、この軸支部から水平方向に延出して設けられ旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、スキージユニットに形成され軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部で構成することにより、スキージユニットを水平方向に移動させることのみによってスキージユニット全体を着脱することが可能となり、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの構成および開閉機構を示す説明図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージユニットの開閉状態を示す説明図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドにおける連結部の構成説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージユニットの着脱方法の動作説明図
【図１０】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージユニットの着脱方法の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２、図３を参照してスクリーン印刷装置１の全体構成を説明する。スクリーン印刷装置１は、スキージヘッド１０をヘッド駆動機構１３によってマスクプレート７上で摺動させることにより、マスクプレート７のパターン孔７ａを介して基板５に電子部品接合用のペーストであるクリーム半田９を印刷する機能を有するものである。図１、図２において、スクリーン印刷装置１は、基板位置決め部２の上方にマスクホルダ８に保持されたマスクプレート７を配設し、さらにマスクプレート７の上方にスクリーン印刷機構を配設した構成となっている。
【００１１】
基板位置決め部２の構成を説明する。移動テーブル３の上面には基板下受け部４が昇降自在に配設されており、基板下受け部４を上昇させることによって印刷対象の基板５は下面から保持される。さらに基板５は１対のクランプ部材６によって横方向から挟まれて固定されており、移動テーブル３を駆動することにより、基板５はマスクプレート７に対して水平方向に位置決めされるとともに、マスクホルダ８によって固定されたマスクプレート７の下面に当接する。
【００１２】
スクリーン印刷機構の構成を説明する。マスクプレート７の上方に配設されたスキージヘッド１０は、ヘッド昇降機構１１およびヘッド移動機構１２よりなるヘッド駆動機構１３によって駆動される。ヘッド昇降機構１１は水平な移動プレート１１ｂ上に配設されており、ヘッド昇降機構１１から下方に延出した昇降軸１１ａには、スキージヘッド１０を構成する連結部１４の連結ブロック１４ｂが結合されている。ヘッド昇降機構１１を駆動することにより、スキージヘッド１０はマスクプレート７に対して昇降し、スキージヘッド１０の下面に装着された掻き取り部材１８Ａ、１８Ｂがマスクプレート７の上面に当接する。
【００１３】
ヘッド移動機構１２の構成を説明する。移動プレート１１ｂの下面にはナット１２ｃが結合されており、ナット１２ｃに螺合した送りネジ１２ｂはモータ１２ａによって回転駆動される。図２に示すように、移動プレート１１ｂの下面には、両端部にスライダ２０が固着されており、スライダ２０はフレーム２１の上面に配設されたガイドレール２２にスライド自在に嵌着されている。モータ１２ａを駆動することにより、移動プレート１１ｂは水平移動し、昇降軸１１ａに結合されたスキージヘッド１０も水平移動する。スキージヘッド１０を下降させた状態で、モータ１２ａを駆動することにより、スキージヘッド１０はマスクプレート７上で水平移動する。すなわち、モータ１２ａ、送りねじ１２ｂおよびナット１２ｃは、スキージヘッド１０をマスクプレート７上で水平移動させるヘッド移動機構１２となっている。
【００１４】
次にスキージヘッド１０の構成を説明する。図３、図４に示すように、スキージヘッド１０には、マスクプレート７の表面に当接してペーストであるクリーム半田９をパターン孔７ａに充填するスキージユニット１６が設けられている。スキージユニット１６は、上部１６Ａと下部１６Ｂとに分割されており、本実施の形態においては、上部１６Ａと下部１６Ｂが一体化された状態のスキージユニット１６が、連結部１４によってヘッド駆動機構１３の移動プレート１１ｂに連結される。スキージユニット１６は、後述する保持機構４０によって連結部１４に対して位置合わせして保持される。
【００１５】
図３に示すように、上部１６Ａと下部１６Ｂはそれぞれマスクプレート７の幅方向に細長形状のブロック状部材である本体上部３０Ａ，本体下部３０Ｂを備えている。本体上部３０Ａ、本体下部３０Ｂの長さ寸法は、図２に示すように印刷対象の基板５の幅寸法をカバーするように設定されており、本体上部３０Ａ、本体下部３０Ｂは、ヒンジ部１７によって開閉自在に結合されている。
【００１６】
本体上部３０Ａには、クリーム半田９が貯溜されたカートリッジ３１が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田９が貯溜されたペースト貯溜部となっており、印刷時に本体上部３０Ａに装着される。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリーム半田９を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板３２の上面には、連結プレート１４ａに配設されたシリンダ１５のロッド１５ａと結合された押し下げ部材１５ｂが当接しており、シリンダ１５を駆動することにより、加圧板３２をカートリッジ３１内で下方に押圧することができるようになっている。
【００１７】
また、カートリッジ３１の底面はクリーム半田の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには多数の開口部３１ｂが設けられている。加圧板３２をシリンダ１５で下方に押圧することにより、カートリッジ３１内のクリーム半田９は加圧され、押し出し板３１ａの開口部３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１５は、連結プレート１４ａに配設されカートリッジ３１内のペーストであるクリーム半田９を加圧するペースト加圧手段となっている。
【００１８】
本体下部３０Ｂには、カートリッジ３１の内部と連通する全体開口部３０ｂが設けられており、全体開口部３０ｂの上部にはカートリッジ３１の底面の押し出し板３１ａに当接して付着防止板３３が設けられている。付着防止板３３には、押し出し板３１ａの開口部３１ｂに対応する位置に円形の開口部３３ａが設けられている（図７も参照）。付着防止板３３は、カートリッジ３１から下方に押し出されたクリーム半田９が、カートリッジ３１の底面、すなわち押し出し板３１ａ下面の開口部３１ｂ以外の部位に付着するのを防止する。
【００１９】
本体下部３０Ｂの全体開口部３０ｂの底部には、カートリッジ３１の押し出し板３１ａと同様に多数の開口部３４ａが設けられた絞り板３４が装着されている。シリンダ１５の加圧によってクリーム半田９が押し出される際には、押し出し板３１ａおよび付着防止板３３の開口部３１ｂ、３３ａと絞り板３４の開口部３４ａを３段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田９は、本体下部３０Ｂの下方に形成された空間、すなわち本体下部３０Ｂの下面に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂと本体下部３０Ｂの下面とによって囲まれた印刷空間３５に到達する。
【００２０】
掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂは、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド１０を下降させた状態では掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの下端部がマスクプレート７の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム半田９を収容し、掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの間の印刷面を介してクリーム半田９をマスクプレート７の表面に接触させる。
【００２１】
加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１内のクリーム半田９を加圧することにより、クリーム半田９は押し出し板３１ａ、付着防止板３３，絞り板３４を通過して印刷空間３５内まで移動する。このクリーム半田９の移動経路の途中は、多数の小さい開口部３１ｂ、３３ａ、３４ａによって断面積が絞られており、これらの開口部を加圧されたクリーム半田９が通過することにより、クリーム半田９の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【００２２】
すなわち本実施の形態に示すスキージヘッド１０は、ヘッド駆動機構１３と連結された連結部１４とクリーム半田９を貯溜する交換式のペースト貯溜部であるカートリッジ３１と、連結部１４に配設されカートリッジ３１のクリーム半田９を加圧するヘッド昇降機構１１と、加圧されたクリーム半田９を収容しマスクプレート７の表面に接触させる印刷空間３５と、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し下端部がマスクプレート７の表面に当接する２つの掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂとを備えた構成となっている。そしてカートリッジ３１を収容する上部１６Ａ、印刷空間３５および掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂを備えた下部１６Ｂは、連結部１４に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を構成している。
【００２３】
ここで図５，図６，図７を参照してスキージユニット１６の形状およびスキージユニット１６を構成する、上部１６Ａ，下部１６Ｂの結合・分離および開閉操作について説明する。図５に示すように、スキージユニット１６の一方側の側面には、上部１６Ａ、下部１６Ｂをヒンジ結合するヒンジ部１７が配設されており、他方側の側面には、スキージユニット１６を一体的に連結部１４に保持させるための保持機構４０を構成する嵌合部３６が配設されている。嵌合部３６は、下部１６Ｂの本体下部３０Ｂが側方に部分的に延出した延出部に設けられており、軸部材４５（図８）が嵌合するための嵌合孔３７ａが設けられた孔部３７と、位置合わせ孔４１ａ（図８）に嵌合する位置合わせピン３８ａが突設された位置合わせ部３８より成る。
【００２４】
前述のように、スキージユニット１６はカートリッジ３１を含む上部１６Ａと、印刷空間３５を含む下部１６Ｂに分割された構成となっており、上部１６Ａ，下部１６Ｂはヒンジ部１７によって分離自在かつ開閉自在にヒンジ結合されている。図６（ａ）に示すように、上部１６Ａの側面にはピン１７ｂが設けられたヒンジプレート１７ａが、また下部１６Ｂの側面にはピン溝１７ｄが設けられたヒンジプレート１７ｃが固着されている。ヒンジプレート１７ｃは部分的に切り欠かれており、ピン溝１７ｄの上部は一部が開放されている。下部１６Ｂ上に上部１６Ａを装着する場合には、図６（ｂ）に示すように、ヒンジプレート１７ｃの切り欠きからピン１７ｂをピン溝１７ｄに嵌合させる。これにより、上部１６Ａは下部１６Ｂの上面に正しい位置で装着される。
【００２５】
この状態で、ピン１７ｂを支点として上部１６Ａを反転させることにより、図６（ｃ）に示すように、上部１６Ａは下部１６Ｂから反転分離した状態となる。すなわち、上部１６Ａを下部１６Ｂによって軸支した状態で上部１６Ａの開閉が可能となっている。これにより、図７に示すように上部１６Ａは、底面の押し出し板３１ａを上向きにした姿勢に保持され、凹部３０ａ内のカートリッジ３１の脱着が可能な姿勢となる。
【００２６】
次に図８、図９，図１０を参照して、スキージユニット１６を連結部１４に対して一体的に着脱するための保持機構４０について説明する。まず図８を参照して連結部１４の形状について説明する。図８（ａ）は、図３に示す連結部１４を平面視した形状を示しており、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、図８（ａ）におけるＡ断面、Ｂ断面、Ｃ断面，およびＤ断面をそれぞれ示している。連結プレート１４ａはスキージユニット１６が連結部１４に連結された状態においてスキージユニット１６の上面側に位置するプレート部材であり、一方側の縁部には、下方に延出した延出部１４ｃが設けられている。さらに、連結プレート１４ａにおいて延出部１４ｃの長手方向の延長線上には、垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４によって軸支された軸保持部材４３が、旋回軸４４ａ廻りに旋回自在に設けられている。軸保持部材４３からは、延出部１４ｃに沿う方向に矩形断面の軸部材４５が、水平方向に延出して設けられている。
【００２７】
図８（ｂ）に示すように、Ａ断面において延出部１４ｃには内側方向に凸出した凸部４１が設けられており、凸部４１には位置合わせピン３８ａ（図５参照）が嵌合するための位置合わせ孔４１ａが形成されている。また図８（ｃ）に示すように、Ｂ断面において延出部１４ｃには同様に内側方向に凸出した凸部４２が設けられており、凸部４２には軸部材４５が嵌入するための矩形断面の嵌入溝４２ａが形成されている。
【００２８】
さらに図８（ｄ）に示すＣ断面においては、延出部１４ｃには凸部は設けられておらず、軸部材４５が延出部１４ｃに沿う方向に位置している。そして図８（ｅ）に示すように、Ｄ断面においては連結プレート１４ａには旋回軸４４ａが垂直方向に固設されており、旋回軸４４ａには軸受け部を内蔵した軸保持部材４３が回転自在に装着されている。軸保持部材４３からは矩形断面の軸部材４５が水平方向に延出して設けられており、軸部材４５は旋回軸４４ａ廻りに旋回自在（図８（ａ）に示す矢印ａ参照）となっている。
【００２９】
スキージユニット１６を連結部１４に保持させる際には、図９（ａ）に示すように、まず軸部材４５を軸支部４４廻りに旋回させ（矢印ｂ）、軸部材４５の延長線ｃにスキージユニット１６の孔部３７に設けられた嵌合孔３７ａの中心線が一致するよう、スキージユニット１６を位置合わせする。次いで、図９（ｂ）に示すように、スキージユニット１６を軸部材４５の軸線方向に移動させて（矢印ｄ）、軸部材４５を嵌合孔３７ａに嵌合させ、さらに軸部材４５の先端部が位置合わせ部３８の端面３８ｂに当接する位置まで押し込む。
【００３０】
この後、図１０（ａ）に示すように、スキージユニット１６を軸支部４４廻りに回動させて（矢印ｅ）、軸部材４５が延出部１４ｃに沿う位置になるまで移動させ、凸部４２の嵌入溝４２ａに嵌入させて押し付ける。これにより、位置合わせピン３８ａの軸線が凸部４１の位置合わせ孔４１ａに一致する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、スキージユニット１６を位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合する方向（矢印ｆ）に移動させ、位置合わせ部３８の端部を凸部４１に当接させる。これにより、軸部材４５が嵌合孔３７ａに嵌合するとともに嵌入溝４２ａに嵌入し、さらに位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合することによって、スキージユニット１６は連結部１４によって正しい位置に位置決めされて保持される。
【００３１】
すなわち、連結部１４に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合孔３７ａが設けられた嵌合部３６は、スキージユニット１６を連結部１４に対して位置合わせして保持する保持機構４０を構成する。
【００３２】
このとき、嵌合孔３７ａの断面形状は軸部材４５の矩形断面に倣って形成されて廻り止め効果が得られることから、スキージユニット１６が軸部材４５廻りに回動することによる不都合がない。すなわち保持機構４０において、嵌合孔３７ａおよび軸部材４５は、嵌合部３６に軸部材４５が嵌合した状態において嵌合部３６と軸部材４５の相対的な回動を規制する廻り止め機構を構成する。
【００３３】
さらに、嵌合部３６の位置合わせピン３８ａが位置合わせ孔４１ａに嵌合するとともに位置合わせ部３８が凸部４１に当接し、さらに軸部材４５が嵌入溝４２ａに嵌入することにより、嵌合部３６と位置合わせピン３８ａ、軸部材４５との軸方向、径方向の位置ずれが防止される。すなわち、保持機構４０において、嵌合部３６と位置合わせピン３８ａ、軸部材４５と嵌入溝４２ａは、嵌合部３６に軸部材４５が嵌合した状態において嵌合部３６と軸部材４５の相対的な軸方向および径方向の変位を規制する位置ずれ防止機構を構成する。
【００３４】
なお本実施の形態では、連結部１４として連結プレート１４ａに連結ブロック１４ｂを設け、さらに連結プレート１４ａの一端側から下方に延出して設けられた延出部１４ｃにスキージユニット１６を位置合わせして保持する保持機構４０を組み込んだ構成例を示したが、ヘッド駆動機構１３に連結されてスキージユニット１６を位置合わせして保持する保持機構４０が組み込み可能な構成であれば、他の機構例を採用してもよい。
【００３５】
このようにしてカートリッジ３１が装着されたスキージユニット１６が連結部１４によって保持されることにより、スクリーン印刷が可能な状態となる。スクリーン印刷においては、加圧板３２により内部のクリーム半田９が加圧され前述のように適正粘度に改質されたクリーム半田９が印刷空間３５内に満たされた状態のスキージユニット１６を、マスクプレート７上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内のペーストは掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂの間の印刷面を介してマスクプレート７のパターン孔７ａ内に充填される。
【００３６】
そしてスキージユニット１６を更に移動させることにより、各パターン孔７ａ内に順次クリーム半田９が充填される。全てのパターン孔７ａ内にクリーム半田が充填されたならば、基板位置決め部２を下降させて、版離れを行わせる。すなわち、パターン孔７ａ内のクリーム半田９は基板５とともに下降してパターン孔７ａから分離し、これにより、基板５へのクリーム半田９のスクリーン印刷が完了する。
【００３７】
このようにして、スキージヘッド１０内でカートリッジ３１のクリーム半田９を加圧して下方の印刷空間３５内に収容し、このクリーム半田９をマスクプレート７の表面に接触させることによりクリーム半田９を印刷する過程において、カートリッジ３１のクリーム半田９が品切れになったならば、カートリッジ３１の交換作業を行う。このカートリッジ３１の交換作業においては、図９，図１０に示す作業操作を逆順に実行する。
【００３８】
すなわちスキージユニット１６の嵌合孔３７ａに嵌合した状態の軸部材４５を軸支部４４廻りに旋回させることにより、スキージユニット１６を連結部１４に対して水平面内で回動させる。次いでスキージユニット１６を引き出し方向に移動させて、軸部材４５から嵌合部３６を離脱させることにより、スキージユニット１６を連結部１４から分離する。そしてスキージユニット１６を作業性のよい場所に移動させた状態で、スキージユニット１６の上部１６Ａ、下部１６Ｂを開放し、カートリッジ３１を交換する。
【００３９】
上記説明したように、本発明のスクリーン印刷では、カートリッジ３１、印刷空間３５および掻き取り部材１８Ａ，１８Ｂより構成され、連結部１４に対して一体的に着脱自在なスキージユニット１６を連結部１４に対して位置合わせして保持する保持機構４０を、連結部１４に結合して設けられ垂直方向の旋回軸４４ａを有する軸支部４４と、この軸支部４４から水平方向に延出して設けられ旋回軸４４ａ廻りに旋回自在な軸部材４５と、スキージユニット１６に形成され軸部材４５が着脱自在に嵌合する嵌合部３６で構成している。これにより、スキージユニット１６を水平方向に移動させることのみによってスキージユニット１６全体を着脱することが可能となり、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができる。
【００４０】
なお上記実施の形態においては、スキージユニット１６が上部１６Ａ、下部１６Ｂに分離可能に構成されたものを対象とする例を示したが、本発明は必ずしも本実施例には限定されず上部１６Ａ、下部１６Ｂに相当する部分が固定的に一体化された構成においても本発明の適用の対象となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、装置構成のコンパクト化を実現するとともにカートリッジ交換時の作業を容易に行うことができるという効果を有し、電市部品接合用のペーストを基板に印刷する分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１ スクリーン印刷装置
２ 基板位置決め部
５ 基板
７ マスクプレート
７ａ パターン孔
９ クリーム半田
１０ スキージヘッド
１１ ヘッド昇降機構
１２ ヘッド移動機構
１３ ヘッド駆動機構
１４ 連結部
１５ シリンダ
１６ スキージユニット
１６Ａ 上部
１６Ｂ 下部
１７ ヒンジ部
１８Ａ，１８Ｂ 掻き取り部材
３１ カートリッジ
３２ 加圧板
３５ 印刷空間
３６ 嵌合部
３７ａ 嵌合孔
３８ａ 位置合わせピン
４０ 保持機構
４１ａ 位置合わせ孔
４２ａ 嵌入溝
４３ 軸保持部材
４４ 軸支部
４４ａ 旋回軸
４５ 軸部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、
前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、
前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含むことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記保持機構は、前記嵌合部に前記軸部材が嵌合した状態において前記嵌合部と前記軸部材の相対的な回動を規制する廻り止め機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
【請求項３】
前記保持機構は、前記嵌合部に前記軸部材が嵌合した状態において前記嵌合部と前記軸部材の相対的な軸方向および径方向の変位を規制する位置ずれ防止機構を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項４】
前記スキージユニットにおいて前記ペースト貯溜部を含む上部は前記印刷空間を含む下部から分離可能であり、前記上部と下部はヒンジ結合され上部を下部によって軸支した状態で上部の開閉が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項５】
スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、
前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、
前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含み、
前記スキージヘッド内でペースト貯溜部内のペーストを加圧してこのペーストを下方の印刷空間内に収容しマスクプレートの表面に接触させることによりペーストを印刷する過程において、前記ペースト貯溜部内のペーストが品切れになったならば、
前記軸部材を前記軸支部廻りに旋回させることにより前記スキージユニットを連結部に対して回動させ、次いで前記軸部材から前記嵌合部を離脱させることにより、前記スキージユニットを連結部から分離して前記ペースト貯溜部を交換することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項１】
スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、
前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、
前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含むことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記保持機構は、前記嵌合部に前記軸部材が嵌合した状態において前記嵌合部と前記軸部材の相対的な回動を規制する廻り止め機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
【請求項３】
前記保持機構は、前記嵌合部に前記軸部材が嵌合した状態において前記嵌合部と前記軸部材の相対的な軸方向および径方向の変位を規制する位置ずれ防止機構を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項４】
前記スキージユニットにおいて前記ペースト貯溜部を含む上部は前記印刷空間を含む下部から分離可能であり、前記上部と下部はヒンジ結合され上部を下部によって軸支した状態で上部の開閉が可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項５】
スキージヘッドをヘッド駆動機構によってマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージヘッドは、前記ヘッド駆動機構と連結された連結部と、ペーストを貯溜する交換式のペースト貯溜部と、前記連結部に配設され前記ペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧された前記ペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接する２つの掻き取り部材とを備え、
前記ペースト貯溜部、印刷空間および掻き取り部材は、前記連結部に対して一体的に着脱自在なスキージユニットを構成し、
前記スキージユニットを前記連結部に対して位置合わせして保持する保持機構は、前記連結部に結合して設けられ垂直方向の旋回軸を有する軸支部と、前記軸支部から水平方向に延出して設けられ前記旋回軸廻りに旋回自在な軸部材と、前記スキージユニットに形成され前記軸部材が着脱自在に嵌合する嵌合部とを含み、
前記スキージヘッド内でペースト貯溜部内のペーストを加圧してこのペーストを下方の印刷空間内に収容しマスクプレートの表面に接触させることによりペーストを印刷する過程において、前記ペースト貯溜部内のペーストが品切れになったならば、
前記軸部材を前記軸支部廻りに旋回させることにより前記スキージユニットを連結部に対して回動させ、次いで前記軸部材から前記嵌合部を離脱させることにより、前記スキージユニットを連結部から分離して前記ペースト貯溜部を交換することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９９８９１（Ｐ２０１３−９９８９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４５１４５（Ｐ２０１１−２４５１４５）
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【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５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月９日（２０１１．１１．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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