(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口を有する加圧室と、
前記加圧室内に設けられた空気袋と、
前記加圧室の内壁と前記空気袋との間に粘性材料を供給する粘性材料供給手段と、
供給された前記加圧室内の粘性材料の吐出圧を調整する吐出圧調整手段と、
前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記空気袋内のエア量を調整するエア調整手段と、を有することを特徴とする粘性材料塗布装置。
【請求項２】
前記空気袋の全面において、前記加圧室内壁と空隙を有することを特徴とする請求項１記載の粘性材料塗布装置。
【請求項３】
前記吐出口に１対の傾斜板を更に有し、
前記傾斜板は、前記加圧室から離れるに従って夫々が接近するよう配置されたことを特徴とする請求項１または２記載の粘性材料塗布装置。
【請求項４】
前記加圧室に粘性材料を供給する粘性材料供給手段を複数有することを特徴とする請求項１から３いずれか記載の粘性材料塗布装置。
【請求項５】
前記空気袋にエアを供給するエア供給口を複数有することを特徴とする請求項１から４いずれか記載の粘性材料塗布装置。
【請求項６】
前記空気袋が、シート状の隔膜と前記加圧室の内壁との間に形成された空間であることを特徴とする請求項１記載の粘性材料塗布装置。
【請求項７】
前記加圧室内に複数の空気袋を有することを特徴とする請求項１から６いずれか記載の粘性材料塗布装置。
【請求項８】
粘性材料供給手段から加圧室に粘性材料を供給し、
前記加圧室に粘性材料を充填させた後に、前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記加圧室内の空気袋のエア量を調整し、
その後、前記加圧室の吐出口より粘性材料を吐出させることを特徴とする粘性材料塗布方法。
【請求項９】
前記加圧室より粘性材料を塗布対象物に塗布した後、前記加圧室の圧力を負圧にし、前記加圧室を前記塗布対象物に対し水平方向に相対移動させながら上昇させ、前記吐出口に残留した粘性材料を前記加圧室に吸引することを特徴とする請求項８記載の粘性材料塗布方法。
【請求項１０】
前記空気袋のエア量を減少させる圧力が−０．２〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項８または９記載の粘性材料塗布方法。
【請求項１１】
前記吐出口から前記粘性材料が吐出されている時の前記加圧室内の圧力と、前記吐出口から前記粘性材料が吐出されていない時の前記加圧室内の圧力とを比較し、
前記比較した結果に基づいて前記空気袋のエア量を調整することを特徴とする請求項８から１０いずれか記載の粘性材料塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤、クリーム半田、導電ペーストなどの粘性材料を回路基板などの被塗布物上に塗布する粘性材料塗布装置および粘性材料塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粘性材料塗布装置の基本構成を図２９の概略図を参照して説明する。この粘性材料塗布装置は、図２９の（ａ）に示すように、接着剤やクリーム半田などの粘性材料５を収容する粘性材料供給部１と、粘性材料供給部１に圧縮エアを調節して供給する圧力調節部２２とからなり、粘性材料５は前記圧縮エアによって加圧されることによって吐出部４の吐出口４ａから吐出される。
【０００３】
また図２９の（ｂ）に示すように、圧縮エアの供給を開始／終了させるためのバルブ１６が材料供給部１と吐出部４との間に配される場合もある。この装置では、所定の吐出量で粘性材料５を吐出したい場合に、圧力供給部２２から供給された圧縮エアにより粘性材料５を上方から加圧して押し出し、バルブ１６を開いて吐出口４ａから粘性材料５を吐出する。そして回路基板への塗布が完了すると、バルブ１６が閉じるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のような構成の粘性材料塗布装置では、圧力供給部２２から供給される圧縮エアを粘性材料供給部１に収容された粘性材料５上方で受けるため、粘性材料５の特性によってはその粘度抵抗を受け、その圧力が距離の離れた吐出部４の吐出口４ａ付近まで到達しにくい。そのため圧力伝達にばらつきが生じ、高精度な吐出量及び吐出圧を得るのが困難であった。
【０００５】
また図３０に示すように、所定圧力で吐出開始の信号を出してから実際にその圧力で吐出を開始するまでの応答時間も、同様の原因により遅くなり、吐出開始の信号発進から実際の吐出開始までの間に待ち時間が生じる。更に、加圧終了後に残圧が残るため、吐出口４ａより垂れ下がった粘性材料５が、次に粘性材料塗布装置を回路基板上に配置した場合に吐出口４ａ付近にはみ出して回路基板に付着してしまい、ブリッジの発生等の問題が生じる。
【０００６】
また上記従来の装置において、二次元的に粘性材料の一括供給を行う際に図３１（ａ）、（ｂ）に示すような吐出口４ｄを複数個有する多連ノズル４ｃと呼ばれるものを使用する場合には次のような問題があった。高粘性材料においては、粘性材料５に対する圧力伝達が均等に行われず、印刷ペースト３１を回路基板３２上に塗布した場合、塗布する吐出口４ｃの位置によっては圧縮エアの伝達圧力が異なるため、図３２（ａ）、（ｂ）に示すように、吐出位置による吐出量にばらつきが生じていた。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解決し、粘性材料を吐出するための圧力伝達を効率良く行って応答性を良くすることによって吐出精度の向上や高効率化を図ることができる粘性材料塗布装置および粘性材料塗布方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、吐出口を有する加圧室と、前記加圧室内に設けられた空気袋と、前記加圧室の内壁と前記空気袋との間に粘性材料を供給する粘性材料供給手段と、供給された前記加圧室内の粘性材料の吐出圧を調整する吐出圧調整手段と、前記加圧室内の粘性材料の圧力に基づいて前記空気袋内のエア量を調整するエア調整手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、加圧室に貯留された粘性材料においては、エア圧が効率良くかつ均等に粘性材料に伝達され、エア圧開始から吐出開始までの応答性が良くなり、瞬時に適正な吐出量で粘性材料を吐出することができる。そして吐出終了後も加圧室内に残圧が残らないので、従来のように粘性材料が吐出口から垂れ下がって再塗布時に被塗布物に付着するのを防止することができる。特に高粘度の粘性材料の場合での粘度抵抗を受けにくくなるので、直線状に印刷ペーストを塗布するスクリーン印刷の場合でも均一な吐出を行える等、粘性材料塗布全般において吐出精度の向上や高効率化を図ることができる。
【００１０】
吐出圧調節手段は、加圧室内に設けられて吸排気に伴い内部容積が増減する空気袋と、空気袋内へ圧縮エアを調節して供給しまたは排出するエア供給部とからなるようにすると好適であり、空気袋がエア供給部と加圧室とのエア吸排気に伴って変形することによって、加圧室内の容積を増減させて吐出圧を容易に調整することができる。この場合、加圧室内での空気袋の位置を吐出口に近づけるほど、吐出用のエア圧と吐出圧との差がなくなっていき応答性を更に良くすることができる。
【００１１】
吐出圧調節手段は、エアシリンダやボイスコイルモータ等のアクチュエータと、それによって変形して加圧室内の容積を増減させる隔膜とから構成すると好適である。
【００１２】
また、直列に配された複数の粘性材料供給手段に対応して、１つの加圧室と吐出圧調節手段と吐出口を共有して用い、粘性材料供給手段の配列方向に沿った吐出位置における粘性材料の吐出圧を一括に調節するように構成すると好適である。この構成によれば、前述したようなスクリーン印刷において、高粘度の印刷ペーストの吐出をその吐出位置にかかわらず均一に精度良く行うことが可能になる。
【００１３】
吐出圧調節手段を複数用い、吐出位置における粘性材料の吐出圧を任意に調節するように構成すると好適であり、局部的な圧力調整を容易に行うことができるようになる。
【００１４】
また、加圧室下部両側に１対の傾斜板を夫々が下方に向けて接近するように取付けて、その下端開口部を吐出口とすることによっては、その傾斜板が前記スクリーン印刷におけるスキージの代わりとなり、スクリーン開口への印刷ペーストの充填を吐出圧調節によって適正に行うことができ、高精度な印刷ができ印刷品質の向上を実現できる。
【００１５】
尚、上記構成において粘性材料を圧送する粘性材料供給手段からの圧送による供給に限定しない構成によれば、装置本体を交換容易に形成したり、装置本体内に、粘性材料を充填したカートリッジを収容可能にすることによって、粘性材料を加圧室に貯留させることができ、粘性材料供給用の加圧手段が不要になって粘性材料供給を容易にすることができる。
【００１６】
また前記各傾斜板と加圧室の下部側面の間に軟質弾性材料を挟み込むように構成すると好適である。このように構成すると、傾斜板をスクリーンに押し付けた際、傾斜板がたわむことによりスクリーンとの密着性を向上させることができる。それにより、加圧室内に粘性材料を供給するときや加圧室内の粘性材料を加圧するときに、傾斜板とスクリーンの間から粘性材料が出てしまうのを防ぐことができる。しかし、より密着性を向上させるためには傾斜板のたわみを大きくしなければならず、その為には傾斜板の長さを長くする必要がある。そのようにすると加圧室の容積が増え供給する粘性材料が多くなり、供給時間の増大、塗布ユニット重量の増大になる。そこで軟質弾性材料を傾斜板と加圧室の下部側面の間に挟み込むことにより、傾斜板のたわみを確保したまま加圧室の容積を小さくすることができ、粘性材料を最小にすることができる。軟質弾性材料は傾斜板に沿って構成されているが、傾斜板の両端でつながっていてもよく、また傾斜板の両端に別の軟質弾性材料を入れてもよい。粘性材料が多くても良い場合は、傾斜板に沿って軟質弾性材料を構成しなくてもよく、傾斜板の両端のみに軟質材料を入れればよい。
【００１７】
また前記粘性材料供給手段により加圧室を粘性材料で満たした後に粘性材料供給手段の供給圧力を切った際、供給圧力を切っても加圧室内に満たされた粘性材料はいくらかの圧力を有しており、この加圧室内に残った供給圧力の残圧を空気袋により吸収することにより加圧室内の圧力を低下させるように構成すると好適である。これにより加圧室内の残圧を無くすることができ、空気袋により吐出圧をコントロールすることができる。
【００１８】
また加圧室内の端または粘性材料供給手段の間に少なくとも１個の圧力検出手段を設けることにより、粘性材料供給手段により加圧室に粘性材料を供給していく際、加圧室内に粘性材料が満杯になったことを圧力検出手段により検出するように構成すると好適である。
【００１９】
また加圧室を吐出圧調整手段により加圧した際、圧力検出手段での検出圧力が所定圧力に達しない場合、粘性材料の不足と判断し粘性材料供給手段により粘性材料を供給して、加圧室内の粘性材料を補充しうるように構成すると好適である。
【００２０】
また吐出圧調整手段により加圧したまま移動し、加圧室の圧力を圧力検出手段で検出することにより、吐出圧調整手段の圧力を調整するように構成すると好適である。
【００２１】
また加圧室に回転可能なシャフトを備え、シャフトが回転することにより粘性材料を流動させるように構成すると好適である。
【００２２】
また吐出圧調整手段により加圧室の圧力を負圧にし、加圧室を水平に移動させながら上昇させることにより、粘性材料を加圧室に回収するように構成すると好適である。
【００２３】
さらに空気袋の中の空気を入れ替えることにより粘性材料の温度を安定させるように構成すると好適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の粘性材料塗布装置について図１から図２８を参照して説明する。
【００２５】
図１に示す第１実施形態の粘性材料塗布装置は、材料供給部１、エア供給部２、そして装置本体である塗布ユニット３とから主構成されている。材料供給部１は接着剤やクリーム半田等の粘性材料５がシリンジ状の収容タンク１ｂに収容されており、材料供給用の圧縮エアによってプランジャ１ａが作動して粘性材料５が加圧され、塗布ユニット３のチャンバー（加圧室）３ｃ内が常に充満されるように圧送される。
【００２６】
塗布ユニット３と材料供給部１とはジョイント６によって連結されており、ジョイント６に設けられる貫通穴６ａが、前記チャンバー３ｃの側方に水平に設けられる粘性材料供給通路３ｄに連通するように設けられることによって、粘性材料５が塗布ユニット３内へ供給される。
【００２７】
塗布ユニット３下方の吐出部４には吐出ノズル４ｂが延設されている。一方、塗布ユニット３の上方にはエア供給部２が配され、このエア供給部２から所定の圧力に調節された材料供給用の圧縮エアがエアポート３ａを介して、チャンバー３ｃ内上部空間全域に設けられた空気袋３ｂへ送りこまれる。第１実施形態ではこの空気袋３ｂと前記エア供給部２とで吐出圧調節手段を構成している。
【００２８】
空気袋３ｂは、例えば厚み０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度のナイロンやゴム製の袋状の容器から形成されている。また粘性材料５の組成を考慮して耐溶剤性材料のものを使用すると好適である。
【００２９】
また空気袋３ｂは、圧縮エアのエア供給部２からの流入やエア供給部２への流出による吸排気に伴って任意に膨張収縮することによって、塗布ユニット３内のチャンバー３ｃの容積を増減させている。これによってチャンバー３ｃ内の粘性材料５を所定の圧力で押出したり、引いたりすることができる。また、空気袋３ｂから吐出口４ａまでの距離を、例えば１０ｍｍ程度に短くすることによって応答性が良くなる。
【００３０】
これは、図２（ａ）のグラフで示すように、吐出をオンしてから実際に加圧するまでの待ち時間がなく、吐出終了時の残圧がない。実験によれば、約０．３秒〜０．５秒でエア供給部２から送られてきた所定の圧力に瞬時に到達することができる。また、吐出をＯＦＦにしたときも、加圧終了後のチャンバー３ｃ内の残圧が瞬時に圧力が０付近に低下して吐出を停止させることができる。更に第１実施形態では空気袋３ｂと吐出ノズル４ｂ先端の吐出口４ａとの距離が近いため、エア供給部２から空気袋３ｂに供給する圧縮エアのエア圧と吐出口４ａから吐出される粘性材料の吐出圧が、ほぼ同等であることが図２（ｂ）のグラフに示すように、従来例との比較実験により確認されている。このように第１実施形態では、エア供給部２の供給、排気作用と連動した空気袋３ｂの膨張収縮作用による吐出圧調節機能により圧力伝達の効率が良くなり、チャンバー３ｃに貯留された粘性材料５の流動特性に対する影響を小さくすることが云える。なおエア供給部２の排気作用は、空気袋３ｂ内の空気を大気に開放したり、あるいは吸引することによって実現される。
【００３１】
図３に示す第２実施形態では、吐出圧調節のための前記空気袋３ｂの代わりにエア供給部２に連動するエアシリンダ７及び後記隔膜７ｂを用いている。エアシリンダ７にはピストン７ａが設置されており、エア供給部２から所定のエア圧に調節された圧縮エアがエアポート３ａから供給され、これによってピストン７ａが上下動し、その下端に取付けた隔膜７ｂを変形させる。この隔膜７ｂの変形によってチャンバー３ｃ内の容積を増減させて粘性材料５を加減圧している。隔膜７ｂは図示するものの外、ベローズ等を用いることができる。
【００３２】
図４に示す第３実施形態では、吐出圧調節のために前記ピストン７ａを駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）８と呼ばれる電動機を用いている。第３実施形態において、隔膜７ｂの変形によってチャンバー３ｃ内の容積を増減させるしくみは第２実施形態の場合と同様であるが、駆動を電動にすることにより、より早い応答を実現できる。ボイスコイルモータ８の動作距離（ストローク）は、チャンバー３ｃやピストン７ａ先端付近に圧力センサー１９を取付け、この検出値と設定値を比較することにより制御するか、あるいは動作の際に発生する抵抗値（抵抗力）をボイスコイルモータ８のドライバーから読取って圧力に換算し、これにより制御することもできる。何れの場合でも、圧力を効率良く、かつ即座に精密に伝達するためには吐出圧調節手段となる駆動源や隔膜７ｂと吐出口４ａとの距離をできる限り小さくする必要がある。
【００３３】
図５に示す第４実施形態は、第１実施形態で示した空気袋と同様の吐出圧調節手段によって吐出圧を調節するものであるが、粘性材料供給部１を複数配し、チャンバー１１ａやチューブ状の空気袋１１ｂを共有することによって、所定の容積内の吐出圧を１組の吐出圧調節手段で一括に調節している点をその特徴としている。
【００３４】
具体的には図６の参考図（ａ）〜（ｅ）に示すように、電子部品を実装するために、回路基板３２のランドパターン３３上に粘性材料（印刷ペースト）３１を印刷する平板孔版式（スクリーン式）等の印刷装置において、粘性材料３１を回路基板３２に配されたスクリーン３４の開口３５に充填する際に用いるスキージ３７の代わりに、後記薄板ブレード（傾斜板）１２を用いて上記吐出圧力調整手段を作動させた場合を示している。すなわち第４実施形態の粘性材料塗布装置は、スクリーン印刷機の印刷ヘッドとして用いられている。
【００３５】
第４実施形態によれば、粘性材料３１をスクリーン３４の開口３５に充填する印刷工程において、粘性材料３１を吐出圧調節手段１の配列方向に配置された空気袋１１ｂと片側に１箇所配置された吐出圧調整部（エア供給部）２と連動した吸排気作用によってチャンバー１１ａの容積を増減させることによって、開口３５への粘性材料３１の充填圧力を適正な値に保持する高精度な吐出圧調節ができ、印刷品質の向上を実現できる。この粘性材料塗布装置の長さは２７０ｍｍであり、中央部と左右各部にそれぞれ８５ｍｍ間隔に配置された粘性材料供給部１には粘性材料３１が収容されている。粘性材料３１は、粘性材料供給部１に連結されるジョイント９内の約直径６ｍｍの貫通穴９ａから塗布ユニット１１内のチャンバー１１ａへ圧送される。チャンバー１１ａにはエア供給部２から圧縮エアを供給するエアポート１１ｄとジョイント１１ｅ、空気袋１１ｂが配されている。
【００３６】
空気袋１１ｂの中には、シャフト１１ｇと空気吸排用の空気穴付きパイプ１１ｆとが取付けられている。シャフト１１ｇは吐出口１４の長さが２７０ｍｍと長いため、０．０５ｍｍ厚のナイロンチューブ製の空気袋１１ｂが変形し、チャンバー１１ａからはみ出すのを防止するために、空気袋１１ｂの中にむらなく瞬時に空気を送るために設けられている。ジョイント１１ｅは前記パイプ１１ｆに連結されている。空気袋１１ｂのナイロンは直径１０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ程度であり、ジョイント１１ｅとはエアリークすることなくＯリング等を用いて連結されている。
【００３７】
チャンバー１１ａの下部両側端には、０．３ｍｍ厚の銅製の薄板ブレードからなる２枚の薄板ブレード１２が１０ｍｍ程度の間隔を開けてブレード押え１０によって、夫々が下方に向けて接近するように取付けられており、スクリーン印刷において、従来のスキージの代わりとなる。第４実施形態においては薄板ブレード１２、１２間の開口が吐出口１４を形成し、粘性材料３１はこの吐出口１４より吐出される。サイドプレート１３は粘性材料３１がチャンバー１１ａから漏れないようにウレタンゴム等のサイドストッパー１５を挟んでチャンバー１１ａに固定されている。
【００３８】
上記のように３つの粘性材料供給部１を配置する粘性材料塗布装置において、第４実施形態のように吐出圧調整手段（吐出圧調整手段２と空気袋１１ｂ）を用いたものと、粘性材料供給部１の材料供給用の圧縮エアだけで粘性材料３１を吐出する従来のものとでスクリーン印刷した場合を比較実験したデータ結果を図７と図８に示している。
【００３９】
まず中央部と左右各部の長手方向の３つの測定位置における圧力のばらつきの比較においては、エア圧を約０．２ｋｇｆ／ｃｍ2 に設定した場合、第４実施形態におけるばらつきは図７（ａ）に示すように約０．０１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度で殆ど無視できるほどであった。しかし従来のものでは図７（ｂ）に示すように約０．１ｋｇｆ／ｃｍ2 程度もあった。
【００４０】
次に図８（ａ）（ｂ）において吐出圧力の応答性について比較する。充填圧力の立ち上がり時間は、図８（ａ）に示すように、第４実施形態では約０．３秒であるのに対して、図８（ｂ）に示すように、従来のものでは約１０秒以上であった。また加圧終了後についても従来のものでは、チャンバー１１ａ内には残圧として約０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の圧力が残ってしまい、また吐出開始からそれに至るまでの時間も約３０秒程度かかるのに対し、第４実施形態では、チャンバー１１ａ内の圧力は瞬時に低下する。これは加圧終了後、チャンバー１１ａ内に残った残圧を空気袋１１ｂが収縮してエア供給部２へ排気することにより吸引しているためである。
【００４１】
また図９に示すように、第４実施形態における空気袋１１ｂが押圧する粘性材料３１の頂面にプレート１１ｈを張付け、チャンバー１１ａ内の粘性材料３１が均一に広がるように工夫しても良い。
【００４２】
以上説明した第４実施形態の粘性材料塗布装置においては、粘性材料３１はチャンバー１１ａ内で高精度に且つ均一に加圧され、吐出口１４から吐出される粘性材料３１は吐出口１４の長手方向に対して均一に塗布される。しかし図１０に示す第５実施形態では、吐出圧を塗布位置ごとに変化させることができるようにしている。
【００４３】
第５実施形態によれば、図１０（ａ）に示すように粘性材料供給部１は２箇所に設けられ、空気袋３ｆ、３ｅ、３ｇは中央部、左部、右部の３箇所に設けられ、エア供給部２に連通するエアポート３ａと共に別々に分けて配置されている。吐出される粘性材料が印刷ペーストのような２００Ｐａ・ｓ程度の高粘度の粘性材料であれば、例えば、左部と右部のエア供給部２からの圧縮エアのエア圧を０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 、中央部を０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 に設定すると、チャンバー１１ａからの吐出圧も図１０（ｂ）に示すように、左部、右部、中央部で局部的な圧力調整ができる。更に局部的な圧力調整を精度良く行うためには、エア供給部２に対応してチャンバー３ｃを仕切ることもできる。
【００４４】
また上記のように空気袋３ｅ、３ｆ、３ｇ複数個を直列に配置するだけではなく、図１１に示す第６実施形態のように空気袋３ｂ複数個を並列に配置することによって、同一の塗布ユニット３内で吐出圧を変化させて、圧力分布を任意に作り出すことができる。図１１（ｂ）はその圧力分布を示すグラフである。
【００４５】
図１２は、上記粘性材料塗布装置から粘性材料３１が吐出されて被塗布物３２に塗布した後、被塗布物３２から吐出口１４が離れたときの粘性材料３１の吸引作用を第４、第５実施形態の装置で示したものである。この場合、吐出口１４付近の粘性材料３１は被塗布物３２と吐出口１４との間で引きちぎられ、一部の粘性材料３１ｂは被塗布物３２上に塗布され、その他の粘性材料３１ａは吐出口１４から垂れ下がってしまう。しかし、図１２（ｂ）に示すように、この状態で空気袋１１ｂのエアを空気穴付きパイプ１１ｆを介して吸引することによって空気袋１１ｂは更に収縮し、垂れ下がっている粘性材料３１ａをチャンバー１１ａ内に戻すことになる。
【００４６】
つまり、再度粘性材料塗布装置を被塗布物３２上に配置したときに、図１２（ａ）の状態であれば吐出口１４周辺（チャンバー１１ａ開口周面）に粘性材料３１が付着してしまう。ところが図１２（ｂ）のように垂れ下がった粘性材料３１を前記のようなエア吸引によってチャンバー１１ａ内に吸引しておけば、再印刷のために吐出口１４が被塗布物３２上に配置されても粘性材料３１がはみ出すことなく、被塗布物３２上はクリーンな状態にすることができる。この吸引するための圧力は、エア供給部２から供給されており、吸引に必要な圧力は空気袋１１ｂが収縮する程度であればよく、約マイナス０．２〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2 が好適である。
【００４７】
図１３は第７実施形態を示している。上記に示す実施形態では、塗布ユニット３内に形成されるチャンバー３ｃへの粘性材料５の供給を材料供給用の圧縮エアによって行っていたが、供給手段はこれに限定されない。例えば第７実施形態では、塗布ユニット３を空気袋３ｂ部から着脱可能に形成し、これと粘性材料５が充填された新しい塗布ユニット３と交換することによって粘性材料５の供給を行っている。また、チャンバー３ｃ内に収容可能に形成されたカートリッジ３ｈを交換することで行っても良い。この場合、カートリッジ３ｈによって粘性材料５が供給され、その内部空間が塗布ユニット３内でチャンバー（加圧室）を形成する。カートリッジ３ｈの材質はナイロン製、フッ素系、金属・非金属系等、チャンバー３ｃ内に収容できれば良い。
【００４８】
図１４（ａ）、（ｂ）に示す第８実施形態は、第４実施形態で示した空気袋１１ｂと同様の吐出圧調整手段によって吐出圧を調整するもので、粘性材料供給部１を複数配列しチャンバー１１ａや空気袋１１ｂを共有しており、所定の容積内の吐出圧力を１組の吐出圧力調整手段で一括して調整するものであり、チャンバー１１ａの下部側面と薄板ブレード（傾斜板）１２の間に軟質弾性材料３８を挟み込むように構成している。
【００４９】
軟質弾性材料３８が無くても、チャンバー１１ａに粘性材料３１を供給するときやチャンバー１１ａ内の粘性材料３１を加圧するときに、塗布ユニット１１をスクリーンに押し付け、薄板ブレード１２をたわませることによりスクリーンとの密着性を向上させ、薄板ブレード１２とスクリーンの間から粘性材料３１が出てしまうのを防ぐことができる。しかし、より密着性を向上させるためやスクリーンのうねり等にならう為には、薄板ブレード１２の長さを長くし薄板ブレード１２のたわみを大きくする必要がある。しかし、前記のようにするとチャンバー１１ａの容積が増え供給する粘性材料３１が多くなり、供給時間の増大、塗布ユニット１１の重量の増大になる。
【００５０】
そこで軟質弾性材料３８を薄板ブレード１２とチャンバー１１ａの下部側面との間に挟み込むことにより、薄板ブレード１２のたわみを確保したままチャンバー１１ａの容積を小さくすることができ、粘性材料３１の量を最小にすることができる。軟質弾性材料３８は薄板ブレード１２に沿って構成されているが、図１５（ａ）の３８ａに示すように薄板ブレード１２の両端でつながっていてもよく、また図１５（ｂ）のように薄板ブレード１２に沿って左右１対の軟質弾性材料３８ｂと薄板ブレード１２の両端に別の１対の軟質弾性材料３８ｃを入れてもよい。粘性材料３１が多くても良い場合は、薄板ブレード１２に沿って軟質弾性材料３８を構成しなくてもよく、薄板ブレード１２の両端のみに軟質弾性材料３８を入れればよい。また軟質弾性材料３８はチャンバー１１ａに固定しておいてもいいが、チャンバー１１ａと薄板ブレード１２または薄板ブレード１２の両端から別のプレートではさむだけでも良い。また、薄板ブレード１２の厚みを薄くもしくは樹脂系の材料を用いることにより薄板ブレード１２のたわみを確保することも可能である。
【００５１】
以上により、本実施形態のものをスクリーン印刷機の印刷ヘッドとして用いたとき、薄板ブレード１２のたわみを大きく取ることによりスクリーンのうねり等にならうことができ、スクリーンの下に回路基板が無くても薄板ブレード１２で粘性材料３１をかき取ることができる。
【００５２】
また、印刷中の塗布ユニット１１は、スクリーンにならうために通常上下に自由に移動する構成をとることが多いが、薄板ブレード１２のたわみを有効に使うために塗布ユニット１１の上下方向の動きを規制した方が、薄板ブレード１２が上下に動き粘性材料３１をかき取ることができ好適である。
【００５３】
なお、軟質弾性材料３８は、柔らかい上に耐溶剤性のものが良く、例えば低硬度のポリエチレンやウレタンゴム等が適しているが、定期交換を行えばシリコンゴム、特に発泡系のシリコンゴムも柔らかいため好適である。しかも、これら軟質弾性材料３８のスクリーンに対向する側の面に高硬度の材料、例えばフッ素系の材料を接合もしくはコーティングしておくと滑りが良く寿命を伸び好適である。
【００５４】
次に図１６（ａ）、（ｂ）においてチャンバー１１ａ内の圧力について比較する。粘性材料供給部１によりチャンバー１１ａを粘性材料３１で満たした後に粘性材料供給部１の供給圧力を切った際、供給圧力を切ってもチャンバー１１ａ内に満たされた粘性材料３１は図１６（ａ）のようにいくらかの圧力を有しており（以降残圧と呼ぶ）、この残圧は数分経過しても極端に低下することはない。空気袋１１ｂにより吐出圧力を発生させるが、残圧＜吐出圧力の場合は空気袋１１ｂにより吐出圧力をコントロールできるが、残圧＞吐出圧力の場合は吐出圧力をコントロールすることは困難である。
【００５５】
そこで、粘性材料供給部１に供給圧力をかけるときまたは供給中に空気袋１１ｂを膨らませておき、チャンバー１１ａ内が粘性材料３１で満たされ供給圧力を切る際に空気袋１１ｂのエアも切れば、空気袋１１ｂがしぼむことによりチャンバー１１ａ内の残圧を吸収することができ、図１６（ｂ）のようにチャンバー１１ａ内の残圧を１秒以下の時間で瞬時に低下させることができる。これによりチャンバー１１ａ内に圧力が無くなり、空気袋１１ｂにより吐出圧力をコントロールすることができる。
【００５６】
このとき、図１７（ａ）に示すように、チャンバー１１ａ内の粘性材料３１の動きを妨げないようにチャンバー１１ａと別の部屋１１ｍ（この場合１１ａ、１１ｍの両方で本発明の加圧室が構成される。）に空気袋１１ｂを設ける、もしくはチャンバー１１ａの上部に設けても同様の効果を得ることができる。これまでの空気袋１１ｂは断面円形（図１７（ａ））であったが、図１７（ｂ）のようにシート状のものに空気をためる空気袋３９ａや、図１７（ｃ）のようにバック状のものに空気をためる空気袋３９ｂを用いてもこれまでと同様の効果を得ることができる。これらを応用して図１９（ｄ）のように、加圧室（チャンバー）１１ａを袋状にして空気の入るところを部屋にするように弾性材料袋（空気袋）３９ｃを用いても同様の効果を得ることができる。
【００５７】
次に、図１８に示すように、チャンバー１１ａ内に粘性材料３１を供給する際、チャンバー１１ａが満杯になっても空気溜り４０ａがチャンバー１１ａ内に残ることがある。チャンバー１１ａ内は空気袋１１ｂにより均等に圧力がかかっているので空気溜り４０ａにも同様の圧力がかかり大きな問題にはならないが、より精密に圧力をコントロールする為には微小な穴もしくはスリットの空気抜き４０を設ければ、空気溜り４０ａの空気は排出される。このとき穴もしくはスリットは微小である為に、粘性材料３１が出て行くには抵抗が大きく、空気抜き４０から出てしまうことはない。
【００５８】
次に図１９においてチャンバー１１ａ内の粘性材料３１の満杯検出について説明する。粘性材料供給部１に供給圧力をかけ粘性材料３１をチャンバー１１ａに供給していく際、所定時間供給圧力をかけていても良いが、チャンバー１１ａ内の端または粘性材料供給部１の間に少なくとも１個の圧力検出手段４１を設けることにより、チャンバー１１ａ内に粘性材料３１が満杯になったことを圧力検出手段４１により検出することができる。
【００５９】
また図２０により印刷中の粘性材料３１の供給方法を説明する。チャンバー１１ａ内に粘性材料３１を初期供給する方法は前記の通り行いチャンバー１１ａ内が満杯になれば空気袋１１ｂ、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ（以下１１ｂとのみ記す。）を膨らませ印刷をしていく。印刷により粘性材料３１は少しずつ減少していくが、空気袋１１ｂが膨らんでいる間はチャンバー１１ａ内に所定圧力を発生することができ印刷することができる。
【００６０】
空気袋１１ｂが膨らみきって粘性材料３１の減少した容積を補うことができなくなると、チャンバー１１ａ内の圧力は低下し、あらかじめ設定してある印刷する為に必要な下限圧力になる。チャンバー１１ａ内の下限圧力を圧力検出手段４１により検出することにより粘性材料３１の減少を検出し、初期供給と同様の動作を行うことにより再度チャンバー１１ａ内に粘性材料３１を供給することにより、空気袋１１ｂを膨らませて吐出圧力を発生し印刷を続けることができる。
【００６１】
このときもチャンバー１１ａ内の残圧が問題なければ供給圧力部１のみの動作でよいが、残圧が問題になる場合はやはり空気袋１１ｂにより残圧を取り除く必要がある。
【００６２】
また、あらかじめ粘性材料３１の供給タイミングがわかっている場合は、下限圧力を検出しなくても印刷回数など設定したタイミングにより粘性材料３１を供給しても良いし、粘性材料３１の粘度が低い場合は、常時低圧の供給圧力をかけて少しずつ粘性材料３１を供給しても良い。
【００６３】
また図２１において印刷時のチャンバー１１ａ内の圧力を説明する。空気袋１１ｂを膨らませることにより、チャンバー１１ａ内の圧力を瞬時に高めることができ、そのまま塗布ユニット１１を移動させることにより印刷を行う。このとき塗布ユニット１１が移動することによりチャンバー１１ａ内の粘性材料３１はチャンバー１１ａ内を移動するため、圧力検出手段４１で検出される圧力は塗布ユニット１１が停止しているときに比べ低くなる。
【００６４】
この圧力差が問題にならない程度のスクリーンの開口なら空気袋１１ｂは所定圧力で膨らましておけば良いが、そうでない場合は実際に印刷しているときの圧力も検出し、塗布ユニット１１が停止時と移動時のチャンバー１１ａ内の圧力差から粘性材料３１の移動状態を考察する。特にチャンバー１１ａ内の圧力差が大きい場合は、粘性材料３１が移動し易いつまり粘度が低下している場合が多いので、圧力低下の度合いに応じて空気袋１１ｂの圧力を再設定する。
【００６５】
この圧力の再設定は、粘性材料３１の粘度との関係を補正するものであるので、あらかじめ粘度と検出圧力と設定圧力の関係を決めていれば印刷中でも自動的に再設定することができる。また温度変化や連続使用等により粘性材料３１の粘度が変化しても、前の印刷中に測定した圧力と比較することにより空気袋１１ｂの圧力を再設定することにより、安定した印刷を実現することができる。
【００６６】
また印刷開始前に空気袋１１ｂに圧力をかけ、スクリーンの開口の無いところで塗布ユニット１１を動かすことにより、実際に印刷を行わなくても空気袋１１ｂの圧力を再設定することができる。
【００６７】
また図２２に示すように、圧力検出手段４１を複数個チャンバー１１ａ内の周囲に設けることにより、より精密に粘性材料３１の圧力状態を検出することができ、チャンバー１１ａ内の粘性材料３１の動きを検出することが可能になる。圧力検出手段４１の圧力差が大きければ、粘性材料３１の動きが悪くつまり粘度が高いことが言え空気袋１１ｂ（３９ａ）の圧力を高く設定し、圧力検出手段４１の圧力差が小さければ、粘性材料３１の動きが良くつまり粘度が低いことが言え空気袋１１ｂの圧力を低く設定することができる。
【００６８】
次に図２３により粘性材料の流動を促進させる方法について説明する。図２３（ａ）のように、チャンバー１１ａ内に満たされた粘性材料３１は、吐出圧力をかけられたままスクリーン３４上を移動すると移動方向と同じ方向に回り流動を行う。吐出圧力がかかっていない場合はこの流動は起こらず、粘性材料３１はスクリーン３４上を滑ってしまいスクリーン３４の開口に粘性材料３１は入りにくくなり印刷することができない。つまり、粘性材料３１が流動することで、スクリーンの開口に粘性材料３１が入り印刷することができる。
【００６９】
これは図２３（ｂ）に示すように、スキージ３７を用いて印刷する場合と同様で、スキージ３７が移動すると粘性材料３１も同方向に回り流動している。
【００７０】
また、このスキージ方式の場合は粘性材料３１の流動性を促進するために、スキージ３７のところに粘性材料３１を供給する前にあらかじめ容器内にて粘性材料３１をかき混ぜることがしばしば行われている。
【００７１】
本発明のように粘性材料３１がチャンバー１１ａ内にある場合はあらかじめ粘性材料３１をかき混ぜておくことはできないが、印刷動作を行うことによりチャンバー１１ａ内の粘性材料３１が流動することを考えれば、印刷開始前に吐出圧力をかけたままスクリーン３４上で塗布ユニット１１が往復動作を行うことにより粘性材料３１をかき混ぜることができるのは明白であり、前記動作を印刷前に行うことは印刷を安定させる為には好適である。
【００７２】
さらに粘性材料３１を混ぜておく必要がある場合は、図２４（ａ）、（ｂ）に示すようにチャンバー１１ａ内にシャフト４２を設け、これを回転させることにより粘性材料３１を混ぜることができる。シャフト４２はチャンバー１１ａ内にあり、両端を支持されておりＯリング４３にて粘性材料３１が漏れるのを防いでいる。シャフト４２の少なくとも一方はプーリ４４が固定されており、ベルト４５を介してモータ４６に接続している。つまり、モータ４６を回転させることによりシャフト４２が回転し、粘性材料３１を強制的に混ぜることができる。
【００７３】
図２５に示すように、粘性材料３１を粘度の面から見ると、印刷動作のたびに流動しているので粘度は徐々にではあるが低下している。塗布ユニット（印刷ヘッド）１１を往復動させることによりあらかじめ粘性材料３１の粘度をある程度下げておくことはできるし、また前記シャフト４２を用いることにより、より粘度を下げその後の印刷による粘性材料３１の粘度変化を少なくすることができる。印刷ヘッド１１の往復動作時にシャフト４２も回転させるとより効果があることは言うまでもない。
【００７４】
次に図２６（ａ）、（ｂ）によりチャンバー１１ａ内の粘性材料３１の流動速度について説明する。印刷時の粘性材料３１は図２６（ａ）の矢印のように吐出口４ａが最大速度になり、上方に行くに従って速度は小さくなる。粘性材料３１の粘度が高い場合は粘性材料３１は流動しにくいのでその速度は小さくなり、その影響で吐出口４ａの速度は小さくなり印刷ヘッド１１の速度と合わず、結果的にスクリーン３４と粘性材料３１は滑りが生じ印刷が困難になる。また、印刷速度が速い場合は吐出口４ａの速度は早くなろうとするが、チャンバー１１ａ内の粘性材料３１の粘性が抵抗になり吐出口４ａの速度は大きくならず、やはり結果的にスクリーン３４と粘性材料３１は滑りが生じ印刷が困難になる。
【００７５】
図２６（ｂ）に示すように、印刷中もチャンバー１１ａ内に構成したシャフト４２を回転させることにより、チャンバー１１ａ内の粘性材料３１の流動を促進することができるので、粘性材料３１の粘度が高い場合や印刷速度が速い場合も吐出口４ａの速度を速くすることができ、結果的にスクリーン３４と粘性材料３１の間には滑りが生じず印刷ができる。
【００７６】
もちろんシャフト４２をフリーにして粘性材料３１の流動に沿わせることも可能であるし、またシャフト４２の端軸にひずみゲージ等を取りつけ粘度を測定することも可能ではあるが、強制的にシャフト４２を回転させたほうが効果的である。
【００７７】
次に図２７（ａ）〜（ｅ）によりスクリーン上に粘性材料３１を残さずに印刷ヘッド（塗布ユニット）１１をスクリーン３４から離す方法について説明する。図２７（ａ）に示すように、印刷ヘッド１１のチャンバー１１ａの中には粘性材料３１があり、吐出口４ａで粘性材料３１はスクリーン３４と接している。図２７（ｂ）に示すように、このまま印刷ヘッド１１を上昇させるとスクリーン３４上に粘性材料３１を多く残してしまう。また、図２７（ｃ）に示すように、吐出口４ａからの粘性材料３１の垂れ下がり防止の時と同じく、空気袋１１ｂをしぼませてから印刷ヘッド１１を上昇させてもやはりスクリーン３４上には粘性材料３１は残ってしまう。残った粘性材料３１は再使用するには手間がかかるため、スクリーン３４上の粘性材料３１は全て印刷ヘッド１１に回収しなければならない。
【００７８】
本発明では、図２７（ｃ）に示すように、空気袋１１ｂをしぼませてチャンバー１１ａ内の容積を減小させることができるので、図２７（ｄ）に示すように、印刷ヘッド１１を水平に移動させスクリーン３４上の粘性材料３１を薄板ブレード１２で掻き取り、そのまま印刷ヘッド１１を水平移動させながら図２７（ｅ）に示すように、上昇させることによりスクリーン３４上に粘性材料３１を残さず印刷ヘッド１１をスクリーン３４から離すことができる。
【００７９】
次に図２８（ａ）〜（ｃ）により塗布ユニット１１を早く常温に戻す方法について説明する。使用途中の粘性材料３１は、生産停止時に通常塗布ユニット１１にふた等をして冷蔵庫等に保管しておく。生産を再開するときには粘性材料３１の温度を室温に戻しておく必要があり、図２８（ｂ）のように通常生産の３０分以上前に冷蔵庫から取り出しておかなければならない。粘性材料３１の交換が頻繁であれば、粘性材料３１を室温にするために手間と時間がかかってしまう。
【００８０】
本発明では、図２８（ａ）に示すように空気袋１１ｂの中の空気を入れ替えることにより図２８（ｃ）のように、粘性材料３１の温度を早く室温に戻すことができ、生産をすぐに開始することができ余計な手間と時間が不要になる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吐出口近傍に配された吐出圧調節手段によって、加圧室内に貯留された粘性材料を吐出する際の圧力伝達を効率良く行い、瞬時に適正で均一な吐出圧で吐出を効率良く高精度に行うことができ、殊にスクリーン印刷に用いることによっては、スクリーン開口への充填圧力の高精度化によって、粘性材料の漏れやブリッジの発生を防止して印刷品質の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における粘性材料塗布装置を示す縦断面図。
【図２】同実施形態における実験データを示し、（ａ）は吐出圧の応答性を示すグラフ、（ｂ）は吐出圧の効率を従来との比較で示すグラフ。
【図３】本発明の第２実施形態を示す縦断面図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す縦断面図。
【図５】本発明の第４実施形態を示し（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図６】同実施形態の参考図で、スクリーン印刷によって印刷ペースト（粘性材料）を塗布する工程を（ａ）から（ｅ）の手順で示す説明図。
【図７】吐出圧のばらつきを従来例と比較実験したデータを示し、（ａ）は同実施形態のデータを示すグラフ、（ｂ）は従来例のデータグラフ。
【図８】吐出圧の応答性を従来例と比較実験したデータを示し、（ａ）は同実施形態のデータを示すグラフ、（ｂ）は従来例のデータを示すグラフ。
【図９】同実施形態の変形例を示す縦断側面図。
【図１０】本発明の第５実施形態を示し（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は同実施形態の吐出圧分布を示すグラフ。
【図１１】本発明の第６実施形態を示し、（ａ）はその要部を概略して示す斜視図、（ｂ）は同実施形態の吐出圧分布を示すグラフ。
【図１２】本発明の作用を第４、第５実施形態のもので示したもので、（ａ）は粘性材料の吐出終了直後の状態を示す縦断面図、（ｂ）は吐出終了後に吐出圧を調節した状態を示す縦断面図。
【図１３】本発明の第７実施形態の要部を説明する縦断面図。
【図１４】本発明の第８実施形態を示す、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその横断面図。
【図１５】軟質弾性材料の一体型を（ａ）に、分割型を（ｂ）にそれぞれ示す斜視図。
【図１６】空気袋により加圧室内の残圧を除去することを（ａ）、（ｂ）に示すグラフ。
【図１７】空気袋の各種態様を、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す断面図。
【図１８】空気を抜く為のスリットを示す説明図。
【図１９】加圧室内の圧力検出手段を示す説明図。
【図２０】初期供給及び追加供給を行っている時の加圧室内の圧力を示すグラフ。
【図２１】印刷中の加圧室内の圧力を示すグラフ。
【図２２】加圧室内の圧力検出手段を示す説明図。
【図２３】粘性材料の流動を（ａ）、（ｂ）に示す図。
【図２４】加圧室内にシャフトを配した例を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその左側面図。
【図２５】粘性材料の粘度変化を示すグラフ。
【図２６】粘性材料の流動速度分布を（ａ）、（ｂ）に示す図。
【図２７】スクリーン上の粘性材料を回収する動作を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す図。
【図２８】粘性材料を早く室温に戻すことを説明する図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）、（ｃ）はグラフ。
【図２９】従来例（ａ）、（ｂ）の２つのタイプを示す概略斜視図。
【図３０】同従来例における吐出圧の応答性のデータを示すグラフ。
【図３１】他の従来例の２つのタイプの多連ノズルを（ａ）、（ｂ）に示す概略斜視図。
【図３２】同従来例の各多連ノズルからの吐出圧のデータを、図３１の（ａ）、（ｂ）の測定ポイントに対応して、（ａ）、（ｂ）に示すグラフ。
【符号の説明】
１  材料供給部（粘性材料供給手段）
２  エア供給部（吐出圧調節手段）
３、１１  塗布ユニット（装置本体、印刷ヘッド）
３ｂ、１１ｂ、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ  空気袋（吐出圧調節手段）
３ｃ、１１ａ、１１ｍ  チャンバー（加圧室）
３ｈ  カートリッジ（粘性材料供給手段）
４ａ  吐出口
５  粘性材料
７  エアシリンダ（吐出圧調節手段）
７ａ  ピストン（吐出圧調節手段）
７ｂ  隔膜（吐出圧調節手段）
８  ボイスコイルモータ（吐出圧調節手段）
１２  薄板ブレード（傾斜板）
３１  印刷ペースト（粘性材料）
３８  軟質弾性材料
４１  圧力検出手段
４２  シャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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