(57)【要約】【課題】ヘッド端面に当接するブレード手段の刃状先端部の適正な面出しを自動的に行なうことを可能な基板用印刷装置を提供する。【解決手段】印刷ヘッドに設けられたノズルからインクを噴射して基板面に印刷する基板用印刷装置において、ノズルが擦り付けられるブレード手段と、このブレード手段をクッション部材を介して支持する支持手段とを有する。【選択図】                    図１
2004322563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ヘッドに設けられたノズルからインクを噴射して基板面に印刷する基板用印刷装置において、
前記ノズルが擦り付けられるブレード手段と、
このブレード手段をクッション部材を介して支持する支持手段と、
を有することを特徴とする、基板用印刷装置。
【請求項２】
前記支持手段には溝部が形成されていて、この溝部に前記ブレード手段の支持端が挿入保持され、溝部の底部には前記クッション部材が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の基板用印刷装置。
【請求項３】
前記クッション部材は、弾性をもつ発泡材であることを特徴とする、請求項１又は２記載の基板用印刷装置。
【請求項４】
前記ブレード手段を前記ノズルに対して近付く方向と離れる方向に移動するシリンダ手段を有し、このシリンダ手段は、クリーニング時には、ブレード手段の先端部がノズル端面に当接した位置より所定距離だけノズルに近付く位置までブレード手段を移動す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基板用印刷装置。
【請求項５】
前記ブレード手段に隣接して配置され、ブレード手段の前記溝部内における位置を規制する当て板を設けたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の基板用印刷装置。
【請求項６】
前記当て板は、フッ素系樹脂材で構成されたことを特徴とする、請求項５記載の基板用印刷装置。
【請求項７】
前記印刷ヘッドには複数のノズルが配列され、前記ブレード手段は刃状に形成され、前記ノズルの配列方向とブレード手段の刃渡り方向を合わせるように配置したことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の基板用印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷ヘッドに設けたノズルよりインクを噴射して基板面に印刷する基板用印刷装置に関するものである。更に詳しくは、ヘッドクリーニングに改良を施した基板用印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上には文字や図形等で表されるシンボルマークの情報が印刷されている。例えば、基板に実装する電子部品の製造番号や回路認識番号等は文字で印刷され、実装する電子部品の輪郭形状や電子部品実装装置のための位置決めマーク等は図形で印刷される。基板用印刷装置は、このような文字や図形等の情報を基板上に印刷する装置である。従来、基板用印刷装置としては、例えば下記の特許文献に記載されたものがあった。
【０００３】
【特許文献】
特開平２００２−２９２９１４号公報
【０００４】
基板用印刷装置は、基板上に実装する電子部品の製造番号や回路認識番号等の文字で表されるシンボルマーク情報を、設計データに基づいて基板上をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動制御される印刷ヘッドにより印刷する。
【０００５】
図５は、従来の基板用印刷装置の構成例を示した外観斜視図である。１は筐体、２は正面中央部に配置された窓付きの扉、３は正面右側に配置された表示・操作部、４はその下部に配置されたキーボードである。オペレータは扉２を上方に回動させて筐体内部の機構にアクセスする。
【０００６】
筐体内部において、５はステージであり、平板状に水平に支持されていて、印刷する基板６が搭載されている。印刷ヘッド７は、ステージ５の上方でＸ軸，Ｙ軸及びＺ軸方向に移動し、基板６に文字、バーコード等のシンボルマークを印刷する。Ｘ軸及びＹ軸方向は基板面方向である。印刷ヘッド７は例えばシルク印刷する印刷ヘッドである。
【０００７】
８はＸ軸サーボモータであり、印刷ヘッド７をＸ軸方向に移動する。このＸ軸サーボモータ８はリニアモータで、そのスライダ（移動部）に印刷ヘッド７が取付けられている。このリニアモータを移動することによりスライダと共に印刷ヘッド７が移動する。
【０００８】
９はＹ軸サーボモータであり、印刷ヘッド７をＹ軸方向に移動する。このＹ軸サーボモータ９はリニアモータで、スライダにＸ軸サーボモータ８が取付けられている。このリニアモータを移動することによりスライダが移動し、Ｘ軸サーボモータ８と印刷ヘッド７がＹ軸方向に移動する。
【０００９】
１０はＺ軸サーボモータであり、印刷ヘッド７をＺ軸方向に移動する。Ｚ軸方向は基板６の高さ方向である。このＺ軸サーボモータ１０はリニアモータで、ステータ（固定部）はＸ軸サーボモータ８のスライダに取り付けられ、そのスライダには印刷ヘッド７が取付けられている。このリニアモータを移動することによりスライダがＺ軸方向に移動し、印刷ヘッド７もＺ軸方向に移動する。
【００１０】
１１は検査用カメラであり、印刷ヘッド７に一体に固定されている。位置決めのためのアライメントモード及び検査モードでは、印刷ヘッド７と共に基板６上を水平面のＸ軸及びＹ軸制御され、位置決め用のアライメントマーク及び印刷されたシンボルマークを撮影する。１２は照明手段であり、検査用カメラ１１の撮影範囲の基板上を照射し、カメラを構成するＣＣＤの感度を補い、コントラストの良い撮影のために貢献する。
【００１１】
１３は、ステージ５の前方端部に配置されたヘッドクリーニング装置である。印刷用のインクとして紫外線硬化タイプを使用した場合には、長時間に渡り印刷しなかった場合や起動時毎にインク硬化による印刷ヘッド詰まりを防ぐ目的でクリーニングを必要とする。
【００１２】
ヘッドクリーニングモードにおける操作の手順は次のとおりである。
（１）各軸サーボモータの操作で、印刷ヘッド７をヘッドクリーニング装置１３の上部に移動させる。
（２）全ノズル（例えば２５６個）より所定量のインクを強制的にパージさせる。
パージされたインクは、ヘッドクリーニング装置１３に設けたインク受け壷に落下される。
（３）パージ後にヘッド端面部に付着したインクを拭い取る。拭い取る機構は、ヘッドクリーニング装置１３に搭載され先端部が刃状とされた板状のブレード手段１３ａを、ヘッドクリーニング装置１３を上下方向に操作するシリンダ手段（図示せず）によりヘッド端面に当接させ、印刷ヘッド７をＹ軸方向に移動させ、をブレード手段１３ａの先端部に擦り付ける操作をおこなう。
（４）拭い取りが終了するとテスト印刷が実行され、印刷ドットを画像認識により自動検査する。
（５）ドット検査で不合格であれば再度（１）乃至（４）の工程でヘッドクリーニングを実行する。
【００１３】
図６は、図５で説明した要素を制御するための構成を示す機能ブロック図である。Ｘ軸ドライバー１４，Ｙ軸ドライバー１５，Ｚ軸ドライバー１６は、Ｘ軸サーボモータ８，Ｙ軸サーボモータ９，Ｚ軸サーボモータ１０のリニアモータを駆動する。１７，１８，１９はＸ軸ドライバー１４，Ｙ軸ドライバー１５，Ｚ軸ドライバー１６のコントローラであり、パソコン２０からの座標データに基づいて各軸のドライバーに位置決めの指令を行なう。
【００１４】
印刷に先立って実行されるアライメントモードでは、検査用カメラ１１は、基板６の対向する対角位置に形成されたアライメントマーク６ａ，６ｂを撮影する。撮影された画像の２値化処理による位置情報と予め記憶された絶対位置情報のずれに基づいて位置補正を行なう。
【００１５】
アライメントモードの回転補正は、パソコン２０の回転指令に基づき、回転ドライバー２１を介してモータ２２を回転させ、ステージ５を矢印θ方向に回転操作する。アライメントにおけるＸ軸，Ｙ軸補正方法は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の絶対位置からのずれ情報に基づき、印刷設計データにおける印字ヘッドの始点位置及び終点位置を修正し、この修正情報を印刷の設計データに反映させるプログラムを実行する。
【００１６】
１３はクリーニング処理部であり、ヘッドクリーニングモード時にパソコン２０の指令に基づき、前述の印刷ヘッドの移動操作、ノズルからのパージ、シリンダ手段（図示せず）によるブレード手段の移動操作、印刷ヘッドの擦り付け操作、テスト印刷等の一連のクリーニング関連シーケンスを実行する。
【００１７】
図７は、ヘッドクリーニングの工程を説明するイメージ図である。図７（Ａ）は、印刷ヘッド７（正面図）がヘッドクリーニング装置１３上部に移動制御され、停止状態でノズル７ａ（正面図）よりインクをインク受け壷１３ｂに向かってパージしている状態を示している。
【００１８】
図７（Ｂ）は、パージ終了後、ブレード手段１３ａの支持部材１３ｃを後退位置から矢印Ｐ方向に移動させ、ブレード手段の１３ａの刃状先端部がノズル７ａの端面に当接する位置に操作した状態を示している。
【００１９】
図７（Ｃ）は、（Ｂ）の操作後、印刷ヘッド７（側面図）を矢印Ｑ方向（Ｙ軸方向）に移動操作させ、ブレード手段１３ａ（側面図）の刃状先端部でノズル７ａ（側面図）の底部を擦り付け、パージにより付着していたインクを拭い取る。
【００２０】
図７（Ｄ）は、（Ｃ）工程の底面図である。ノズル７ａは所定の幅Ｄを有し、ノズル穴７ｂはこの底面の対角を結ぶ線上に複数（例えば２５６個）が形成され、印刷ヘッドの１回のＸ方向走査で幅Ｄ内のシンボルマーク印刷を実行する。ブレード手段１３ａは、前記対角を結ぶ線上のノズル穴７ｂの方向に平行になるように斜めに配置され、印刷ヘッドのＱ方向への移動操作で全てのノズル穴７ｂの端面にブレード手段１３ａの刃状先端部が擦り付けられて付着インクが拭われる。
【００２１】
図８は、ヘッドクリーニング装置１３と印刷ヘッド７の相対関係を示す斜視図である。ブレード手段１３ａの支持手段１３ｃ及びインク受け壷１３ｂは、ベース１３ｄの上面に配置されている。支持手段１３ｃの上端部は、ノズル７ａの噴射軸方向に対して所定の傾斜角を有する溝部１３ｅが形成され、この溝部にブレード手段１３ａの支持端が挿入保持される。
【００２２】
１３ｆは、ステンレス等の金属材による当て板であり、溝部１３ｅにブレード手段１３ａと密接して挿入されている。１３ｇは複数個設けられた固定ネジであり、支持手段１３ｃの上部を貫通して当て板１３ｆを押圧し、ブレード手段１３ａの溝内位置を固定する。
【００２３】
ブレード手段１３ａは硬質の樹脂材で構成されている。当て板１３ｆの役割は、有限個の固定ネジ１３ｇによるスポット的な押圧力を分散させ、樹脂材のブレード手段１３ａに均等な押圧力を与えるものである。
【００２４】
１３ｈ及び１３ｉは、シリンダ手段であり、夫々スプリング１３ｊ及び１３ｋを介してベース１３ｄの底面を支持している。これらシリンダの操作により、ヘッドクリーニングモード時にベース１３ｄをノズル７ａに接近させる矢印Ｐ方向の移動操作を行う。
【００２５】
この移動操作によりクリーニング時には、ブレード手段１３ａの刃状先端部がノズル７ａの端面に当接した位置より所定距離だけノズルに近付く位置までスプリング１３ｊ及び１３ｋの弾力に抗してブレード手段１３ａを移動させる。この移動操作により、ブレード手段１３ａは所定の押圧力を持ってヘッド端面部に擦り付けられ付着したインクを拭き取る。
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の基板用印刷装置のヘッドクリーニング装置では、ブレード手段１３ａの支持端を溝部１３ｅ内に固定する手段は複数の固定ネジである。印刷ヘッド７の交換時、ブレード手段１３ａの交換時、ドット検査不合格の再クリーニング時には、オペレータは一旦この固定ネジを緩め、ブレード手段１３ａの刃状先端部の刃渡りとノズル７ａの端面を平行とする面出し作業を目視で行い、面出し後に固定ネジを締めてブレード手段１３ａを固定する。
【００２６】
この調整作業は熟練が要求され、個人差が出やすいため、クリーニング後のドット検査で不合格が発生しやすく、再調整を行なう頻度が高いという問題点がある。一般的な基板印刷の工程では、アライメント工程で７〜１５秒、シンボルマークの印刷工程に約６０秒を要するところ、パージよりドット検査までのヘッドクリーニング工程の時間は面出し作業含めて約６０秒を要する。
【００２７】
このように、印刷に直接関わる工程時間に対して、ヘッドクリーニング時間は同程度の時間を要するため、再調整を行なう頻度が高い場合には印刷時間全体に対する調整時間比率が大きくなり、効率低下の大きな要因となっていた。
【００２８】
本発明の目的は、ヘッド端面に当接するブレード手段の刃状先端部の適正な面出しを自動的に行なうことができる基板用印刷装置を提供することにある、
【００２９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
（１）印刷ヘッドに設けられたノズルからインクを噴射して基板面に印刷する基板用印刷装置において、
前記ノズルが擦り付けられるブレード手段と、
このブレード手段をクッション部材を介して支持する支持手段と、
を有することを特徴とする、基板用印刷装置。
【００３０】
（２）前記支持手段には溝部が形成されていて、この溝部に前記ブレード手段の支持端が挿入保持され、溝部の底部には前記クッション部材が配置されていることを特徴とする、（１）記載の基板用印刷装置。
【００３１】
（３）前記クッション部材は、弾性をもつ発泡材であることを特徴とする、（１）又は（２）記載の基板用印刷装置。
【００３２】
（４）前記ブレード手段を前記ノズルに対して近付く方向と離れる方向に移動するシリンダ手段を有し、このシリンダ手段は、クリーニング時には、ブレード手段の先端部がノズル端面に当接した位置より所定距離だけノズルに近付く位置までブレード手段を移動することを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれかに記載の基板用印刷装置。
【００３３】
（５）前記ブレード手段に隣接して配置され、ブレード手段の前記溝部内における位置を規制する当て板を設けたことを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれかに記載の基板用印刷装置。
【００３４】
（６）前記当て板は、フッ素系樹脂材で構成されたことを特徴とする、（５）記載の基板用印刷装置。
【００３５】
（７）前記印刷ヘッドには複数のノズルが配列され、前記ブレード手段は刃状に形成され、前記ノズルの配列方向とブレード手段の刃渡り方向を合わせるように配置したことを特徴とする、（１）乃至（６）のいずれかに記載の基板用印刷装置。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した基板用印刷装置の要部を示す斜視図、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は中央部Ｒ−Ｒ面の断面図である。尚、図８の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
ヘッドクリーニング装置１００で、図８の従来装置との構成上の対比では、図１の要素１００ａ乃至１００ｋは、図８における１３ｇ（固定ネジ）を除く要素１３ａ乃至１３ｋと同一機能を有し、ヘッドクリーニングに関する動作は基本的に同一である。
【００３８】
本発明装置の特徴部につき説明する。支持手段１００ｃの溝部１００ｅの底部にはクッション部材１００ｍが設置されており、溝部に挿入されるブレード手段１００ａの支持端は、このクッション部材で保持される。従来装置では、固定ネジによりブレード手段は溝内に固定されるが、本発明構成では、ブレード手段１００ａはクッション部材１００ｍを介して溝内でスライド可能に保持される。
【００３９】
クッション部材１００ｍとしては、インクとの親和性がなく弾性の高い発泡材、通称スポンジ材の採用が有効である。
【００４０】
従来装置では当て板１００ｆは固定ネジの押圧を均等させるためにステンレス等の金属材が採用されたが、本発明装置における当て板１００ｆ´の役割は、ブレード手段１００ａの溝内位置を規制すると共に、ブレード手段の溝内スライドを支援する。
【００４１】
このために当て板１００ｆ´の特性としては、
（１）摩擦係数が極めて小さい自己潤滑特性の優れた材質
（２）インクに対する耐化学薬品性の高い材質。即ち、酸性及びアルカリ性、有機薬品に対して安定していて、膨張や吸湿，吸水性がない材質
（３）切削性が良好で、加工が容易な機械的特性の良い材質
が要求される。これらの要求をすべて満足させる材質としては、フッ素系樹脂の採用が有効である。
【００４２】
図３は、ブレード手段１００ａのノズル端面への押圧操作の説明図である。シリンダ手段１００ｈ，１００ｉは、スプリング１００ｊ，１００ｋを介してベース１００ｄを移動させ、ブレード手段１００ａをノズルに対して近付く方向と離れる方向に移動操作する。このシリンダ手段は、クリーニング時には、ブレード手段の先端部がノズル端面に当接した位置より所定距離（例えば１ｍｍ）だけノズルに近付く位置までスプリングの弾性に抗してブレード手段をＰ方向に移動操作する。
【００４３】
この押圧操作及びクッション部材１００ｍの弾性によるブレード手段１００ａの保持による相乗効果により、ブレード手段とノズル端面の面出しが個々のノズル穴毎に最適に実現され、擦り付けによるインクの拭き取りが理想的に行なわれる。印刷ヘッドとブレード手段の平行度のばらつき、印刷ヘッドとブレード手段の取り付け部の平行度のばらつき等をクッション部材１００ｍで吸収できる。
【００４４】
図４（Ａ）は、拭き取りが理想的に行なわれた場合のノズル穴７ｂの開口部のインク７ｃの状態を示す断面図であり、表面張力で凸面７ｃ１が形成されている。図４（Ｂ）は拭き取りが不良の場合を示し、ノズル穴７ｂの開口部のインク７ｃの状態は、凹面７ｃ２が形成される。従来のブレード手段の固定ネジによる溝内固定構成では、ノズル穴個々の面出しと押圧操作が最適に機能しないために、拭き取り結果が図４（Ｂ）となるノズル穴の発生頻度が高くなり、ドット不良が発生しやすい。
【００４５】
出願人の検証によれば、従来装置によるブレード手段の手動設定では、ドット検査が１回で合格となるケースは稀であり、数回の再調整を必要としていたが、本発明の構成によるドット検査では、再調整ゼロを実現することができた。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果を期待することができる。
（１）ヘッド端面に当接するブレード手段の刃状先端部の適正な面出しを自動的に行なうことが可能となり、印刷工程全体に対するヘッドクリーニング時間を短縮できる。
（２）熟練したオペレータによる微妙なブレード手段の固定操作が不要となり、メンテナンスの効率を大幅に向上せしめることができる。
（３）クッション部材として弾性をもつ発泡材を使用することで、インクに対する親和性を排除した理想的な弾性保持を実現することができる。
（４）当て板としてフッ素系樹脂を使用することで、ブレード手段の溝内のスムーズなスライスライド性並びに耐化学薬品性、機械加工性を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した基板用印刷装置の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した基板用印刷装置の要部の平面図及び中央断面図である。
【図３】ブレード手段のノズル端面への押圧操作の説明図である。
【図４】拭き取りが理想的に行なわれた場合及び不良の場合のノズル穴開口部のインク状態を示す断面図である。
【図５】従来の基板用印刷装置の構成例を示した外観斜視図である。
【図６】図５の要素を制御するための構成を示す機能ブロック図である。
【図７】ヘッドクリーニングの工程を説明するイメージ図である。
【図８】従来のヘッドクリーニング装置と印刷ヘッドの相対関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
７  印刷ヘッド
７ａ  ノズル
１００  ヘッドクリーニング装置
１００ａ  ブレード手段
１００ｂ  インク受け壷
１００ｃ  支持手段
１００ｄ  ベース
１００ｅ  溝部
１００ｆ´  当て板
１００ｈ，１００ｉ  シリンダ手段
１００ｊ，１００ｋ  スプリング
１００ｍ  クッション部材
【図１】
2004322563.tif 000003
【図２】
2004322563.tif 000004
【図３】
2004322563.tif 000005
【図４】
2004322563.tif 000006
【図５】
2004322563.tif 000007
【図６】
2004322563.tif 000008
【図７】
2004322563.tif 000009
【図８】
2004322563.tif 000010