(57)【要約】【課題】特にオペレータによる干渉が不要でありながら、洗浄材料に対する適切、確実、および効率的な溶剤供給を保証するシステムを提供すること。【解決手段】洗浄液体のプライミングを自動的に確認することが可能である印刷機用のスクリーン洗浄システムであって、この洗浄システムと一体化が可能であり効果的な洗浄液体送達を実施し得るプログラマブルな洗浄液体分注システムを有する、スクリーン洗浄システム。【選択図】図3
2019089326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷機内のステンシルを洗浄するための洗浄システムであって、
制御プロセッサと、
洗浄液体を貯蔵するためのタンクと、
洗浄材料上に液体を分注するためのノズルを備えた洗浄液体分注システムと、
前記タンクと前記ノズルとの間を連結した送給チューブと、
前記送給チューブのセクション内の洗浄液体を検出するためのプライミングセンサであって、洗浄液体の前記検出を示す信号を制御システムに送信するように動作するプライミングセンサと、
を備えている、洗浄システム。
【請求項２】
前記プライミングセンサは、前記送給チューブの前記セクション内に液体が存在しないことを検出した場合に、前記制御システムに信号を送信するように動作する、請求項1に記載の洗浄システム。
【請求項３】
前記タンクと前記送給チューブセクションとの間に連結されたポンプをさらに備えている、請求項1または2に記載の洗浄システム。
【請求項４】
前記ノズルから洗浄液体を収集するための出口チューブと、前記出口チューブの領域内の洗浄液体を検出するように動作する出口センサと、を備えている、請求項1から3のいずれか一項に記載の洗浄システム。
【請求項５】
前記出口センサは、前記出口センサが前記出口チューブの前記領域内の液体の存在の変化を検出した場合に、前記制御システムに信号を送信するように動作する、請求項4に記載の洗浄システム。
【請求項６】
前記ノズルは可動ノズルを備え、該可動ノズルは、前記ノズルが前記出口チューブに整列されて、前記出口チューブに洗浄液体を分注するホームポジションと、前記ノズルが前記洗浄材料に整列されて、前記洗浄材料に洗浄液体を分注する分注位置と、の間で可動である、請求項4または5に記載の洗浄システム。
【請求項７】
前記可動ノズルを駆動するためのアクチュエータを備えている、請求項6に記載の洗浄システム。
【請求項８】
前記または各プライミングセンサが赤外線センサである、請求項1から7のいずれか一項に記載の洗浄システム。
【請求項９】
印刷機内の洗浄材料に洗浄液体を分注するための洗浄液体分注システムであって、前記洗浄材料はある幅を有する長尺シート構造体であり、前記洗浄液体分注システムは、
前記洗浄材料の前記幅にわたり延在するガイドと、
洗浄液体供給源から洗浄液体の供給を受け取り、前記受け取った洗浄液体を分注するために、前記洗浄液体供給源と流体連通状態にある可動ノズルであって、該可動ノズルは、使用時に前記可動ノズルの近傍の前記洗浄材料の一部分に洗浄液体を分注するために、前記ガイドに沿って可動である、可動ノズルと、
前記ガイドに沿って前記可動ノズルを駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するための制御プロセッサを備えた制御システムであって、前記制御プロセッサは、洗浄液体が前記可動ノズルから分注される間に、前記アクチュエータを駆動して移動範囲に沿い前記ガイドに沿って前記可動ノズルを移動させるように動作する、制御システムと、
を備え、
前記移動範囲は、前記制御プロセッサにプログラミング可能である、洗浄液体分注システム。
【請求項１０】
使用時に、前記移動範囲は前記制御プロセッサにより制御されて、前記洗浄材料の所定の部分に洗浄液体を塗布し、前記部分は、前記洗浄材料の前記幅の部分セットである、請求項9に記載の洗浄液体分注システム。
【請求項１１】
前記可動ノズルから分注された洗浄液体を受け取るための、前記ガイドの端部に位置する出口チューブを備えている、請求項9または10に記載の洗浄液体分注システム。
【請求項１２】
前記ガイドは、使用時に前記アクチュエータにより回転自在に駆動される線形ウォームねじを備えている、請求項9から11のいずれか一項に記載の洗浄液体分注システム。
【請求項１３】
前記ガイドの端部に位置し、前記可動ノズルが前記端部に位置するときにそのことを検出するためのホームセンサを備えている、請求項9から12のいずれか一項に記載の洗浄液体分注システム。
【請求項１４】
前記洗浄液体分注システムは、請求項9から13のいずれか一項に記載の前記システムを備えている、請求項1から8のいずれか一項に記載の洗浄システム。
【請求項１５】
請求項1から8および14のいずれか一項に記載の洗浄システムを備える印刷機。
【請求項１６】
請求項9から13のいずれか一項に記載の洗浄液体分注システムを備える印刷機。
【請求項１７】
印刷機内のステンシルを洗浄する方法であって、
i)制御プロセッサと、洗浄液体を貯蔵するためのタンクと、ノズルを備えた洗浄液体分注システムと、前記タンクと前記ノズルとの間を連結した送給チューブと、を備える洗浄システムを用意するステップと、
ii)前記送給チューブ内の洗浄液体を検出するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷機内のステンシルを洗浄するための洗浄システムと、洗浄液体分注システムと、これらのシステムを備える印刷機と、ステンシルを洗浄する方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用スクリーン印刷機は、典型的にはアングルブレードまたはスキージを使用して、 (フォイルまたはスクリーンと呼ばれることもある) ステンシル中の開口パターンを通して媒体(例えばソルダペースト)を塗布することにより、ウェーハまたは回路基板などの平坦状工作物の上にソルダペーストまたは導電性インクなどの印刷メディアを塗布する。しかし、使用されるステンシルは、下面および印刷開口中に印刷メディアを収集する傾向がある。これは、性能を低下させ、さらには工作物の破損をもたらす可能性がある。
【０００３】
この問題に対処するために、アンダースクリーン洗浄器が、ステンシルの下方表面を洗浄するために使用される。これは、ステンシル内に形成された開口パターンを少なくとも横断して延在するのに十分な幅を有する、紙または繊維などの洗浄材料のロールを使用する。この繊維は、供給ロールから送給され、プレナムの周囲に少なくとも部分的に巻かれ、第2のロールに収集される。プレナムにて、繊維は、典型的には洗浄溶剤である洗浄液体で湿らされ、ステンシルの下面と接触状態に置かれる。洗浄材料を湿らせるための洗浄溶剤の正確な供給は、洗浄プロセスの効果において決定的な重要性を有する。
【０００４】
特許文献１は、ステンシルを洗浄するために効果的な一例のアンダースクリーン洗浄器について記載している。この洗浄器では、分注マニホルドへと溶剤を搬送するためにポンプが使用され、この分注マニホルドは、繊維の幅にわたり均一に繊維上に溶剤を分注する複数の流体送達出口を有する。また、重力送給システムを備える代替的なシステムが使用されてきた。
【０００５】
現行では、貯蔵タンクからマニホルドに、したがって洗浄材料に溶剤を供給するために、溶剤分注システムが使用される。典型的には、タンク内の溶剤が空になった場合に警告を出すモニタが、タンク上に設けられる。しかし、かかるシステムのプライミングは、手動で行われ、これは、人間であるオペレータがプライミングを目視確認するために印刷機の内部にアクセスすることを必要とする。実際には、オペレータは、プレナムを見ることが可能である必要がある。さらに、これにより、安全なアクセスを確保するために、オペレータが印刷機を停止し開くために2つのインターロックボタンを同時に押すことが必要となるようなインターロックを備える保護制御システムが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第2011/144887号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかるアプローチには、以下のような様々な欠点が存在することが当業者には明らかであろう。
印刷機を停止しなければならず、それにより処理能力の低下および製造ラインの中断が生じる。
前面カバーを開かなければならない。
洗浄モジュールにアクセスしなければならない。
インターロックシステムが必要になり、これが高価であり追加的なユーザの干渉を必要とする場合がある。
ステンシルにより視認性が低下する、またはステンシルの移動もしくは取外しが必要となる場合がある。
溶剤のこぼれ/オーバーフローのリスクが存在する。
正確なプライミングが保証されない。
例えば1つ以上のマニホルド出口が閉塞状態になった場合などに、洗浄繊維ロールが洗浄溶剤で適切にコーティングされることを保証することが困難である。
不経済な様態での溶剤の適用がなされる場合がある。
前面カバーを閉じ、印刷を再開することが必要となる。
手動プロセスが必要となる。
印刷機、ステンシル、および/もしくは工作物が、追加的な定期洗浄を必要とする場合があるか、または最悪の場合には工作物が過剰な汚染により廃棄になる場合がある。
この方法は人的エラーのリスク下にある。
【０００８】
本発明は、これらの問題の全てに対処することを目的とし、特にオペレータによる干渉が不要でありながら、洗浄材料に対する適切、確実、および効率的な溶剤供給を保証するシステム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】
【０００９】
本発明によれば、この目的は、洗浄液体のプライミングを自動的に確認することが可能な洗浄システムであって、この洗浄システムと一体化が可能であり効果的な洗浄液体送達を実施し得る洗浄液体分注システムをさらに有する、洗浄システムを提供することによって達成される。
【００１０】
本発明の第1の態様によれば、印刷機内のステンシルを洗浄するための洗浄システムであって、
制御プロセッサと、
洗浄液体を貯蔵するためのタンクと、
洗浄材料上に液体を分注するためのノズルを備える洗浄液体分注システムと、
タンクとノズルとの間に連結された送給チューブと、
送給チューブのセクション内の洗浄液体を検出するためのプライミングセンサであって、洗浄液体の検出を示す信号を制御システムに送信するように動作するプライミングセンサと、
を備える、洗浄システムが提供される。
【００１１】
本発明の第2の態様によれば、印刷機内の洗浄材料に洗浄液体を分注するための洗浄液体分注システムであって、洗浄材料はある幅を有する長尺シート構造体である、洗浄液体分注システムであって、
洗浄材料の幅にわたり延在するガイドと、
洗浄液体供給源からの洗浄液体の供給を受け取り、受け取った洗浄液体を分注するために洗浄液体供給源と流体連通状態にある可動ノズルであって、可動ノズルが、使用時に可動ノズルの近傍の洗浄材料の一部分に洗浄液体を分注するためにガイドに沿って可動である、可動ノズルと、
ガイドに沿って可動ノズルを駆動するためのアクチュエータと、
アクチュエータを制御するための制御プロセッサを備える制御システムであって、制御プロセッサが、洗浄液体が可動ノズルから分注される間に、アクチュエータを駆動して移動範囲に沿いガイドに沿って可動ノズルを移動させるように動作する、制御システムと、
を備え、
上記移動範囲が、制御プロセッサにプログラミング可能である、洗浄液体分注システムが提供される。
【００１２】
本発明の第3の態様によれば、第1の態様の洗浄システムを備える印刷機が提供される。
【００１３】
本発明の第4の態様によれば、第2の態様の洗浄液体分注システムを備える印刷機が提供される。
【００１４】
本発明の第5の態様によれば、印刷機内のステンシルを洗浄する方法であって、
i)制御プロセッサと、洗浄液体を貯蔵するためのタンクと、ノズルを備える洗浄液体分注システムと、タンクとノズルとの間に連結された送給チューブとを備える洗浄システムを用意するステップと、
ii)送給チューブ内の洗浄液体を検出するステップと
を含む、方法が提供される。
【００１５】
本発明の他の具体的な態様および特徴は、添付の特許請求の範囲内に示される。
【００１６】
以下、添付の図面(縮尺通りではない)を参照として本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による洗浄システムの重要な構成要素の極めて概略的な見取図である。
【図２】この実施形態の分注システムの概略端面図である。
【図３】この実施形態による洗浄および分注システムの概略部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態が、図1の断面図で概略的に示される。この図は、本発明の理解にとって重要ないくつかの特徴のみを示すために簡略化されており、特にこの装置が使用時に中に収容されることになる印刷機の他の構成要素は、図示していない。理解を容易にするために、この実施形態では、洗浄対象であるステンシルは、水平方向となる図1に示すX-Y面に対して平行に位置する。Z軸は、鉛直方向に延在する。
【００１９】
貯蔵タンク1は、洗浄溶剤などの洗浄液体2用のリザーバとしての役割を果たす。送給チューブ3が、貯蔵タンク1からノズル4まで洗浄液体2を案内するために設けられる。ポンプ(5、図3を参照)が、送給チューブ3に沿ってノズル4まで洗浄液体2を輸送する役割を果たすが、このポンプは、簡略化のために図1では省かれている。ノズル4は、洗浄材料6のロールの表面上に噴霧の形態で洗浄液体2を分注するように配置された出口を有し、このロールの軸は、X軸に対して平行に延在する。単一のノズル4のみが、貯蔵タンク1と流体連通状態にあり、このノズル4は、ノズル4が常時ノズル4の近傍の洗浄材料6の一部分のみを湿らせる効果を有するように、使用時には洗浄材料6の表面の近くに置かれるように位置決めされる点に留意されたい。洗浄材料6は、可動プレナム7の周囲に巻かれ、上に重なっているステンシルSと接触状態になるように上昇するか、または接触状態から離れるように下降され得る。図1では、プレナム7は、円形断面を有する単純な形状で示される。プレナム7のさらに詳細な図は、図2に示され、以下において図2を参照として説明される。以下でさらに詳細に説明されるように、ノズル4は、X軸に対して平行な方向に可動であり、それにより、必要な分の洗浄材料が湿らされ得る。この移動を可能にするために、送給チューブ3は、可撓性であり、例えば可撓性プラスチック材料から構成される。送給チューブ3のあるセクションが、一対のクランプ8A、8Bにより固定位置にクランプ固定される。プライミングセンサ9が、このセクション内の洗浄液体2を検出するために、このセクションに設けられる。この実施形態では、プライミングセンサ9は、送給チューブ3を囲む自己較正赤外線(IR)センサを備える。医用用途で知られるこのタイプのセンサは、センサの近傍におけるチューブ内の液体の極めて正確な検出を可能にする。このプライミングセンサ9は、プライミングセンサPCB10に接続され、このプライミングセンサPCB10は、プライミングセンサ9からの出力読取値を解釈し、コンピュータまたは他のデータ処理システムへと一体化され得る制御プロセッサ11と通信する。プライミングセンサ9の動作は、以下でさらに詳細に説明される。上記のように、ノズル4は、X軸に対して平行な方向に可動である。ノズル4の移動可能範囲
の一方の端部にあり、かつ洗浄材料6のロールが及ぶ範囲を越えて位置する「ホーム」ポジションにおいては、出口チューブ12が、ノズル4から洗浄液体2を収集するために設けられる。出口チューブ12は、この洗浄液体2の収集を補助するための漏斗13を備える。出口チューブ12の遠位端部は、収集した洗浄液体2を貯蔵タンク1へと戻し得るか、または代替的には廃棄タンク(図示略)もしくはドレーン(図示略)へと送り得る。出口センサ14が、存在センサ14の近傍において出口チューブ12内の洗浄液体2を検出するために、出口チューブ12に設けられる。この実施形態では、出口センサ14は、プライミングセンサ9と同様に構成され、そのため出口チューブ12を囲む赤外線(IR)センサを備える。出口センサ14は、存在センサPCB15に接続され、この存在センサPCB15は、出口センサ14からの出力読取値を解釈し、制御プロセッサ11と通信する。
【００２０】
プライミングセンサ9および出口センサ14は、液体または液滴の喪失が検出されたことの示唆を与える、それぞれのチューブ3、12内における非常に少量の液体または液滴の自動モニタリングを可能にする。好ましくは、プライミングセンサ9および出口センサ14は、自己較正性を有し、洗浄システムの各始動時のそれぞれのチューブの内容量を判定することによって、追加的な設定要件を伴うことなくこれらの内容量を整合することが可能となる。プライミングセンサ9および出口センサ14は共に、印刷機がオンに切り替えられている間はオン状態および作動状態に留まる。
【００２１】
プライミングセンサ9は、送給チューブ3内における洗浄液体2の不在を検出し、制御プロセッサ11にこの状態を示唆することによって、プライミングサイクルが完了され得るようにするために配置される。これにより、洗浄液体2は、湿らせる前にノズル4へと常に送られる状態が確保される。
【００２２】
出口センサ14は、出口センサの近傍における出口チューブ12の領域内の液体の存在の変化を検出するように動作する。このようにして、出口センサ14は、通過する非常に少量の液滴を検出し、制御プロセッサ11にこの発生を示唆することが可能となる。これは、ノズル4が出口チューブ12内にある量の洗浄液体2を排出したことを確証するものとして利用され得る。
【００２３】
図2は、分注システムの端面図を概略的に示す。参照数字は、可能な限りそのまま使用される。ここでは、プレナム7が、洗浄ヘッド16としての役割を果たす平坦表面を形成するように形状設定されているのが分かる。プレナム7は、X軸に対して平行な軸を中心とした回転を実現するために、回転軸17を中心として回転するように取り付けられる。プレナム7が、図示するように時計回り方向に回転される場合に、洗浄ヘッド16は、上に重なっているステンシル(図示略)と平坦接触状態になるように上昇される。当技術において一般的に知られるように、洗浄ヘッド16は、ステンシルと洗浄ヘッド16の上に重なっている洗浄材料6のエリアとの間の良好な接触を確保するために、真空ポート(図示略)を備えてもよい。洗浄材料6はプレナム7の周囲に巻かれ、可動クランプ18によりプレナム7に対して選択的にクランプ固定される。洗浄材料6は、洗浄ヘッド16の上に重なっている洗浄材料6が真新しい洗浄材料によって置き換えられるように、使用中に時計回り方向へとプレナムの周囲に漸増的に送給される。使用済みの洗浄材料6は、材料駆動装置(図示略)により反時計回り方向に回転するように取り付けられた洗浄材料ロール19上に収集される。ステンシルを洗浄するための洗浄材料6の引張状態は、材料駆動装置を駆動している間にクランプ18によりプレナム7に対して洗浄材料6をクランプ固定することによって実現される。
【００２４】
ノズル4が、下の洗浄材料6に対して洗浄液体2の液滴20を正確に適用するために、プレナム7の上に密に重なることが分かる。実際に、ノズル4は、軸17を中心としたプレナム7の時計回り方向回転に干渉し得るように緊密にプレナム7の上に重なる。したがって、ノズル4は、かかる回転が実施される前に、プレナム7の上に重ならないホームポジションへと移動されなければならない。この移動を可能にするために、ノズル4は、プログラム可能なステッパ被動レール、すなわちステッパアクチュエータ22(図3を参照)により駆動される線形ウォームガイド21の上に取り付けられる。ノズル4および線形ウォームガイド21は、アンダースクリーン印刷機ベースプレート23上に取り付けられ、このアンダースクリーン印刷機ベースプレート23は、Y軸に沿って駆動するように配置された線形駆動装置(図示略)を介して印刷機に取り付けられる。
【００２５】
図3は、本実施形態による洗浄および分注システムを概略的に示す。参照数字は、可能な限りそのまま使用される。図2に示す分注システムは、ここでは平面図で概略的に示され、洗浄液体供給の構成要素は、簡略的かつ機能的な形態で示される。X軸に沿ったプレナム7の水平方向の長さ範囲は、洗浄材料6のロールの幅よりも大きいことが分かる。線形ウォームガイド21は、X軸に対して平行に延在し、その各端部がプレナム7を越えて延在する。この構成では、ノズル4のホームポジションは、線形ウォームねじの両端部に与えられ、この両端部には、ノズルがプレナム7の上昇中に配置され得る。それぞれのセンサ24、25が、ノズル4がホームポジション内に正確に位置決めされたときにそのことを検出するために、各ホームボジションに設けられる。センサ24、25からの出力は、プレナム7の上昇を制御するために、制御プロセッサ11(図3には図示略)を備える制御システムに送信される。
【００２６】
ステッパアクチュエータ22は、洗浄液体2がノズル4から分注される間、ステッパアクチュエータ22を駆動して移動範囲に沿い線形ウォームガイド21に沿ってノズル4を移動させるために、制御プロセッサ11により制御される。この移動範囲は、制御プロセッサ11にプログラミング可能であり、そのため、洗浄液体の液滴20の長さは、洗浄されることになるステンシル上の特定の開口パターンに対して最適化され得る。このプログラミングは、オペレータにより実施されるか、開口パターンを検出することが可能な検査システム(図示略)により自動的に実施され得る。
【００２７】
上述の洗浄システムを使用するための例示の方法は、印刷および洗浄動作の間に行われる以下のステップを含み得る。
A)ノズルがホームポジションにまだ存在しない場合には、ホームポジションへと移動される。このホームポジションにおけるノズルの存在は、ホームセンサ24、25により確認される。
B)同時に、
i)ノズル4が出口チューブ12中に洗浄液体2を噴霧し、出口センサ14が液体の存在における予想される変化を確認する。出口センサ14の出力が制御プロセッサ11に送られる。そして
ii)プレナム7がステンシルまで上昇され、ステンシルの下方表面に対接するように洗浄材料6を引くことにより洗浄が開始される。
C)洗浄後に、プレナム7が下降される。
D)ノズル4が洗浄材料の所定の幅を湿らせることを実施するためにプログラミングされた移動範囲に沿って移動される。有利には、この所定の幅は、ステンシルの開口パターンの幅に対応する。
【００２８】
これらの段階の最中に、プライミングセンサ9が、洗浄液体の不在を監視する。かかる不在が検出された場合には、プライミング動作が実施され、ポンプ5が洗浄液体で送給チューブ3を充填するように動作される。不在がプライミング後も依然として検出される場合には、これは、オペレータが気づく必要があることを示唆し、警告が発せられる。可能性のある原因は、貯蔵タンク1が空であること、またはポンプ5が故障していることであり得る。
【００２９】
出口センサ14が、上記のステップBii)において洗浄液体の存在における変化を検出できない場合には、これは、プライミングセンサ9と出口センサ14との間の液体経路中に詰まりがあること(例えばノズル4が詰まっていることによる)、または液体経路の液体が空であること、のいずれかを示唆する。これら二つの選択肢間の判断は、プライミングセンサ9の出力を評価することにより識別されてもよく、洗浄液体2の不在は液体経路の液体が空であることを示唆し、一方、出力が送信されていない場合には詰まりが示唆される。
【００３０】
上述の実施形態は、例に過ぎず、本発明の範囲内の他の可能性および代替案が当業者には明らかになろう。例えば、他の実施形態(図示略)では、貯蔵タンク1が使用中にノズル4の上方に位置決めされるように、重力送給システムが使用されてもよい。この場合には、ポンプ5が省略され得るが、貯蔵タンク1から送給チューブ3に沿ってノズル4まで洗浄液体流を制御するために、弁等が代わりに設けられなければならない。
【００３１】
2つ以上の空間的に離間した洗浄液体の液滴が、洗浄材料6に対して適用され得るように、不連続な移動範囲が可能である点に留意されたい。この場合には、ノズルの移動中にノズルへの洗浄液体流が中断されることが必要となる。これは、例えばポンプの選択的動作により、または送給チューブ中に選択的に動作可能な弁を設けることにより実現され得る。
【符号の説明】
【００３２】
1  貯蔵タンク
2  洗浄液体
3  送給チューブ
4  ノズル
5  ポンプ
6  洗浄材料
7  プレナム
8A、8B  クランプ
9  プライミングセンサ
10  プライミングセンサPCB
11  制御プロセッサ
12  出口チューブ
13  漏斗
14  出口センサ
15  存在センサPCB
16  洗浄ヘッド
17  プレナム回転軸
18  クランプ
19  洗浄材料ロール
20  洗浄液体液滴
21  線形ウォームガイド
22  ステッパアクチュエータ
23  アンダースクリーン印刷機ベースプレート
24、25  ホームセンサ
S  ステンシル
【図１】
2019089326.tif 000003
【図２】
2019089326.tif 000004
【図３】
2019089326.tif 000005
【外国語明細書】
2019089326000001.pdf