(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平に配置されたθ軸ベースと、このθ軸ベースが略水平な平面内で回転するよう前記θ軸ベースの中心軸を回転可能に軸支する軸受けと、前記θ軸ベースの下面の縁部を摺動自在に支持する複数個のθ軸ベース支持機構と、前記θ軸ベース上に設けられた基板支持機構とを備えたスクリーン印刷機であって、前記軸受けが、前記θ軸ベースを傾動可能に軸支するように形成され、前記各θ軸ベース支持機構が、前記θ軸ベースの水平面に対する傾斜角度を調節することができるように形成されたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記θ軸ベースの下方に配され略水平方向に延びるＸ軸の方向に移動可能なＸ軸ベースを備え、前記各θ軸ベース支持機構が、軸心まわりに回転させることにより上下動するように前記Ｘ軸ベースに取り付けられた操作部材と、この操作部材と前記θ軸ベースの間に配され前記操作部材の回転に伴って前記θ軸ベースを傾動させる支持部材と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】
前記θ軸ベースの上方に配され前記θ軸ベースに対して上下動可能に支持されたＺ軸ベースを備え、前記基板支持機構が前記Ｚ軸ベース上に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
外周部にネジが設けられ前記Ｚ軸ベースと前記θ軸ベースを連結する複数本の回転軸と、前記各回転軸における前記Ｚ軸ベースの上方に突出した部位に取り付けられたプーリと、これらのプーリに連結されたモータとを備え、このモータを駆動すると、前記Ｚ軸ベースが前記θ軸ベースに対して上下動するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の表面にクリーム半田を印刷するためのスクリーン印刷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のこの種のスクリーン印刷機の一例を示す要部正面図である。このスクリーン印刷機は、Ｘ軸ベース１０１と、このＸ軸ベース１０１の上方に配されたＺ軸ベース１０２と、Ｚ軸ベース１０２上に設けられた軸受け１０３と、Ｚ軸ベース１０２の上方に配されたθ軸ベース１０４と、Ｘ軸ベース１０１とＺ軸ベース１０２を連結する３本の回転軸１０５（２本のみ図示）と、各回転軸１０５の下端に取り付けられたプーリ１０６と、これらのプーリ１０６に連結されたモータ１０７と、θ軸ベース１０４上に設けられた基板支持機構１０８と、Ｚ軸ベース１０２上に設けられた複数個のθ軸ベース支持機構１０９とを備えている。
【０００３】
Ｘ軸ベース１０１は、一対のガイド部材１１０を介してハウジングＨに支持されており、略水平方向に延びるＸ軸の方向（紙面に直交する方向）に移動可能となっていて、図示しない駆動機構により同方向に往復移動する。
【０００４】
θ軸ベース１０４は略水平に配置され、その中心軸が軸受け１０３により軸支されており、略水平な平面内で回転可能となっている。Ｚ軸ベース１０２上には、３個のボールナット１１１（２個のみ図示）が設けられており、これらはそれぞれ回転軸１０５の外周部に設けられたボールネジに螺合している。
【０００５】
各回転軸１０５は、Ｘ軸ベース１０１に対して、軸線まわりに回転可能且つ軸方向に移動しないように取り付けられており、Ｘ軸ベース１０１及びその下方に配されたプレート１１２を貫通している。なお、各回転軸１０５は、プレート１１２に対して、軸線まわりに回転可能且つ軸方向に移動しないようになっている。
【０００６】
モータ１０７は、プレート１１２の上面に取り付けられ、図示しないベルトを介して各プーリ１０６に連結されており、モータ１０７を駆動すると、Ｚ軸ベース１０２及びその上方の部分がＸ軸ベース１０１に対して上下動する。
【０００７】
基板支持機構１０８は、θ軸ベース１０４の上方に配されたバックアップベース１１３と、このバックアップベース１１３とθ軸ベース１０４を連結する複数本の回転軸１１４と、バックアップベース１１３上に載置されるバックアップ機構１１５と、その両側に配置された一対の基板クランプ機構１１６とから成っている。
【０００８】
バックアップベース１１３上には、複数個のボールナット１１７が設けられており、これらはそれぞれ回転軸１１４の外周部に設けられたボールネジに螺合している。
【０００９】
各回転軸１１４は、θ軸ベース１０４に対して、軸線まわりに回転可能且つ軸方向に移動しないように取り付けられていて、θ軸ベース１０４を貫通しており、下端にプーリ１１８が固着されている。これらのプーリ１１８は、θ軸ベース１０４の下面に取り付けられたモータ１１９に図示しないベルトを介して連結されており、モータ１１９を駆動すると、バックアップベース１１３がθ軸ベース１０４に対して上下動する。
【００１０】
バックアップ機構１１５は、厚さ方向に貫通する多数の孔が穿設されたプレート１２０と、これらの孔のいずれかに挿入装着される複数本のピン１２１とから成っており、これらのピン１２１の上端で回路基板Ｐの下面を支持する。
【００１１】
基板クランプ機構１１６は、一対のコンベヤ１２２によって紙面に直交する方向から搬送されてくる回路基板Ｐを図の左右方向に挟み込んで回路基板Ｐをクランプする。
【００１２】
Ｚ軸ベース１０２上に設けられた各θ軸ベース支持機構１０９は、矩形状のθ軸ベース１０４の下面の縁部に対向するように設けられ、θ軸ベース１０４の下面を摺動自在に受け止め支持している。
【００１３】
なお、このスクリーン印刷機は、上述した以外に、印刷スクリーンＳを支持するスクリーン支持枠１２３、このスクリーン支持枠１２３を略水平方向に延びるＹ軸方向に移動させる駆動機構、回路基板ＰとスクリーンＳに付された位置合わせ用マークを撮影するカメラ（不図示）、マイクロコンピュータから成る制御装置等を備えている。
【００１４】
このスクリーン印刷機によって回路基板Ｐに印刷を行うには、まず、コンベヤ１２２によって搬送されてきた回路基板Ｐを基板クランプ機構１１６でクランプする。次いで、前記カメラが印刷スクリーンＳ及び回路基板Ｐに付された位置合わせ用マークを撮影する。
【００１５】
次いで、制御装置が、これらのマークの位置情報に基づいて、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの位置ずれ量を算出し、Ｘ軸ベース１０１をＸ軸方向、印刷スクリーンＳをＹ軸方向、θ軸ベース１０４をθ方向にそれぞれ駆動して回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの位置ずれを補正する。
【００１６】
そして、モータ１０７が駆動されてＺ軸ベース１０２がＸ軸ベース１０１に対して上昇し、さらにモータ１１９が駆動されてバックアップベース１１３がθ軸ベース１０４に対して上昇し、回路基板Ｐの上面が印刷スクリーンＳの下面に押し付けられる。そして、印刷スクリーンＳ上にクリーム半田が供給され、スキージ（不図示）が印刷スクリーンＳの上面を摺動して回路基板Ｐ上にパターンを印刷する。
【００１７】
なお、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳは極力平行であることが好ましいので、工場からの出荷時やメンテナンス時に、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの平行度の調整が以下のような手順で行われている。
【００１８】
まず、スクリーン支持枠１２３上に設置した距離測定器で回路基板Ｐの上面までの距離を測定する作業を回路基板Ｐの上面の複数箇所について行い、この測定結果に基づいて、回路基板Ｐの印刷スクリーンＳに対する傾き度合いを検出する。
【００１９】
そして、その検出結果に基づいて、３本の回転軸１０５のうちのいずれか一つまたは二つの上端部のＺ軸ベース１０２からの突出量を調整し、Ｚ軸ベース１０２をＸ軸ベース１０１に対して若干量傾かせることで、基板支持機構１０８に支持された回路基板Ｐと印刷スクリーンＳが平行になるようにする。この作業は、プーリ１０６の回転軸１０５に対する固定を解除し、回転軸１０５のみを手で回転させることによって行う。そして、調整が終了すると、再び、プーリ１０６を回転軸１０５に固定する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、回路基板Ｐの印刷スクリーンＳに対する平行度の調整をするにあたって、プーリ１０６の回転軸１０５に対する固定の解除と再固定を必要とするため、煩雑であるという問題点が有った。
【００２１】
また、従来は、Ｚ軸ベース１０２をＸ軸ベース１０１に対して傾かせることで、回転軸１０５の外周面に設けられたネジ山とボールナット１１１のネジ溝との間の摩擦力が大きくなり、Ｚ軸ベース１０２の上下動がスムーズにゆかなくなったり、回転軸１０５とボールナット１１１の螺合部が故障する等の問題点が有った。
【００２２】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、回路基板と印刷スクリーンの平行度の調整を容易かつ支障無く行うことができるようにしたスクリーン印刷機を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項１の発明は、略水平に配置されたθ軸ベースと、このθ軸ベースが略水平な平面内で回転するよう前記θ軸ベースの中心軸を回転可能に軸支する軸受けと、前記θ軸ベースの下面の縁部を摺動自在に支持する複数個のθ軸ベース支持機構と、前記θ軸ベース上に設けられた基板支持機構とを備えたスクリーン印刷機であって、前記軸受けが、前記θ軸ベースを傾動可能に軸支するように形成され、前記各θ軸ベース支持機構が、前記θ軸ベースの水平面に対する傾斜角度を調節することができるように形成されたことを特徴としている。
【００２４】
また、請求項２の発明は、請求項１のスクリーン印刷機が、前記θ軸ベースの下方に配され略水平方向に延びるＸ軸の方向に移動可能なＸ軸ベースを備え、前記各θ軸ベース支持機構が、軸心まわりに回転させることにより上下動するように前記Ｘ軸ベースに取り付けられた操作部材と、この操作部材と前記θ軸ベースの間に配され前記操作部材の回転に伴って前記θ軸ベースを傾動させる支持部材とから成ることを特徴としている。
【００２５】
また、請求項３の発明は、請求項１または２のスクリーン印刷機が、前記θ軸ベースの上方に配され前記θ軸ベースに対して上下動可能に支持されたＺ軸ベースを備え、前記基板支持機構が前記Ｚ軸ベース上に設けられたことを特徴としている。
【００２６】
また、請求項４の発明は、請求項３のスクリーン印刷機が、外周部にネジが設けられ前記Ｚ軸ベースと前記θ軸ベースを連結する複数本の回転軸と、前記各回転軸における前記Ｚ軸ベースの上方に突出した部位に取り付けられたプーリと、これらのプーリに連結されたモータとを備え、このモータを駆動すると、前記Ｚ軸ベースが前記θ軸ベースに対して上下動するように構成されたことを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機の要部正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ線矢視図である。
【００２８】
本実施形態のスクリーン印刷機は、Ｘ軸ベース１と、このＸ軸ベース１の上方に配されたθ軸ベース２と、Ｘ軸ベース１上に設けられた軸受け３と、θ軸ベース２の上方に配されたＺ軸ベース４と、Ｚ軸ベース４とθ軸ベース２を連結する３本の回転軸５（２本のみ図示）と、各回転軸５の上端に取り付けられたプーリ６と、これらのプーリ６に連結されたモータ（不図示）と、θ軸ベース２上に設けられた基板支持機構７と、Ｘ軸ベース１上に設けられた複数個のθ軸ベース支持機構８とを備えている。
【００２９】
Ｘ軸ベース１は、一対のガイド部材９を介してハウジングＨに支持されており、略水平方向に延びるＸ軸の方向（紙面に直交する方向）に移動可能となっていて、図示しない駆動機構により同方向に往復移動する。
【００３０】
θ軸ベース２は略水平に配置され、その中心部から垂下した中心軸が軸受け３により軸支されている。軸受け３は、自動調芯玉軸受けにより構成されており、これによって、θ軸ベース２が、略水平な平面内で回転可能且つ傾動可能に軸支されている。
【００３１】
θ軸ベース２上には、３個のボールナット１０（２個のみ図示）が設けられており、これらはそれぞれ回転軸５の外周部に設けられたボールネジに螺合している。各回転軸５は、Ｚ軸ベース４に対して、軸線まわりに回転可能且つ軸方向に移動しないように取り付けられており、Ｘ軸ベース１を貫通して下方に延びている。
【００３２】
各プーリ６は、図示しないベルトを介して前記モータに連結されており、このモータを駆動すると、各回転軸５が回転し、Ｚ軸ベース４及びその上方の部分がθ軸ベース２に対して上下動する。プーリ６は、回転軸５におけるＺ軸ベース４の上方に突出した上端部にネジ止めされており、ネジ位置を上方から視認しながら作業性良く回転軸５にネジ止めすることができる。
【００３３】
図４に示す従来のものでは、プーリ１０６が、プレート１１２の下方において下方からネジ止めされているため、ネジ止めする際には、一方の手でプーリ１０６を支えながら、他方の手で工具を使ってネジ止めしなければならず、作業性が良くなかった。また、プーリ１０６が床面近くに位置していたため、ネジ止め位置を非常に視認しにくく、仰向けに寝ころぶような姿勢で作業をしなければならなかった。
【００３４】
本実施形態では、そのような無理な姿勢を取ることなく、プーリ６を作業性良く回転軸５に取り付けることができる。また、プーリ６をモータに連結する作業も容易である。
【００３５】
基板支持機構７は、Ｚ軸ベース４の上方に配されたバックアップベース１３と、このバックアップベース１３とＺ軸ベース４を連結する複数本の回転軸１４と、バックアップベース１３上に載置されるバックアップ機構１５と、その両側に配置された一対の基板クランプ機構１６とから成っている。
【００３６】
バックアップベース１３上には、複数個のボールナット１７が設けられており、これらはそれぞれ回転軸１４の外周部に設けられたボールネジに螺合している。
【００３７】
各回転軸１４は、Ｚ軸ベース４に対して、軸線まわりに回転可能且つ軸方向に移動しないように取り付けられていて、Ｚ軸ベース４を貫通しており、下端にプーリ１８が固着されている。これらのプーリ１８は、Ｚ軸ベース４の下面に取り付けられたモータ１９に図示しないベルトを介して連結されており、モータ１９を駆動すると、各回転軸１４が回転し、バックアップベース１３がＺ軸ベース４に対して上下動する。
【００３８】
バックアップ機構１５は、厚さ方向に貫通する多数の孔が穿設されたプレート２０と、これらの孔のいずれかに挿入装着される複数本のピン２１とから成っており、これらのピン２１の上端で回路基板Ｐの下面を支持する。
【００３９】
基板クランプ機構１６は、一対のコンベヤ２２によって紙面に直交する方向から搬送されてくる回路基板Ｐを図の左右方向に挟み込んで回路基板Ｐをクランプする。
【００４０】
θ軸ベース支持機構８は、図２に示すように、矩形状のθ軸ベース２の四つの角部の下面に対向するように配されていて、図３に示すように、Ｘ軸ベース１に螺着された操作部材２４と、この操作部材２４とθ軸ベース２の間に配された支持部材２５とから成っている。
【００４１】
操作部材２４は、円柱状に形成された基部２４ａと、その上部に形成された大径部２４ｂと、基部２４ａの下部に形成された小径部２４ｃとから成っており、Ｘ軸ベース１に形成された断面円形の孔１ａ内に、大径部２４ｂが突出するように収容されており、垂直方向に延びる軸心ＡＸまわりに回転可能となっている。小径部２４ｃの外周部にはネジ山が設けられており、このネジ山は、Ｘ軸ベース１の下面に取り付けられたプレート２６に形成されたネジ孔２６ａに螺合している。
【００４２】
支持部材２５は、既製のカムフォロワにより構成されていて、θ軸ベース２の下面に取り付けられたアングル２５ａと、このアングル２５ａ上に固定され略水平方向に延びる貫通孔が形成されたホルダー２５ｂと、このホルダー２５ｂの貫通孔を貫通するビス２５ｃ及びその先端に螺合するナット２５ｄを介してホルダー２５ｂに回転可能に取り付けられたコロ２５ｅとを有しており、コロ２５ｅの外周部が操作部材２４の上面に接している。
【００４３】
なお、このスクリーン印刷機は、上述した以外に、印刷スクリーンＳを支持するスクリーン支持枠２３、このスクリーン支持枠２３を略水平方向に延びるＹ軸方向に移動させる駆動機構、回路基板ＰとスクリーンＳに付された位置合わせ用マークを撮影するカメラ（不図示）、マイクロコンピュータから成る制御装置等を備えている。
【００４４】
このスクリーン印刷機によって回路基板Ｐに印刷を行うには、まず、コンベヤ２２によって搬送されてきた回路基板Ｐを基板クランプ機構１６でクランプする。次いで、前記カメラが印刷スクリーンＳ及び回路基板Ｐに付された位置合わせ用マークを撮影する。
【００４５】
次いで、制御装置が、これらのマークの位置情報に基づいて、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの位置ずれ量を算出し、Ｘ軸ベース１をＸ軸方向、印刷スクリーンＳをＹ軸方向、θ軸ベース２をθ方向にそれぞれ駆動して回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの位置ずれを補正する。
【００４６】
そして、Ｚ軸ベース４がθ軸ベース２に対して上昇し、さらにバックアップベース１３がＺ軸ベース４に対して上昇し、回路基板Ｐの上面が印刷スクリーンＳの下面に押し付けられる。そして、印刷スクリーンＳ上にクリーム半田が供給され、スキージ（不図示）が印刷スクリーンＳの上面を摺動して回路基板Ｐ上にパターンを印刷する。
【００４７】
なお、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの平行度の調整は以下のような手順で行われる。
【００４８】
まず、スクリーン支持枠２３上に設置した距離測定器で回路基板Ｐの上面までの距離を測定する作業を回路基板Ｐの上面の複数箇所について行い、この測定結果に基づいて、回路基板Ｐの印刷スクリーンＳに対する傾き度合いを検出し、その検出結果に基づいて、θ軸ベース２のどの角部を何ｍｍ持ち上げるかを決定する。
【００４９】
そして、その角部に配されたθ軸ベース支持機構８の操作部材２４の大径部２４ｂを指で上昇方向に回転させると、操作部材２４が上昇するとともにコロ２５ｅが回転し、支持部材２５がθ軸ベース２の角部を突き上げる。θ軸ベース２の中心軸を支持する軸受け３は、中心軸を傾動可能に支持しているため、θ軸ベース２の角部と中心軸の間に作用するモーメントによってθ軸ベース２が傾動する。
【００５０】
θ軸ベース２の傾動に伴って、θ軸ベース２と連結されたＺ軸ベース４、Ｚ軸ベース４上に設けられた基板支持機構７が一体的に傾動し、基板支持機構７に支持された回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの平行度が変化するので、操作部材２４の回転量を調節して回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの平行度が規定値以内になるようにする。
【００５１】
このように、本実施形態では、回路基板Ｐと印刷スクリーンＳの平行度を調節するにあたって、従来のように、プーリの回転軸に対する固定の解除と再固定を行う必要がなく、操作部材４を回転させるのみでよいので、作業性が良好である。
【００５２】
また、軸受け３が自動調芯玉軸受けであることで、θ軸ベース２が傾いても軸受け３に無理な力がかからず、支障をきたすことがない。
【００５３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、θ軸ベース支持機構によってθ軸ベースの水平面に対する傾斜角度を調節することにより、回路基板と印刷スクリーンの平行度の調整を容易に行うことができる。また、軸受けがθ軸ベースの中心軸を傾動可能に支持しているため、軸受けに無理な力がかからず、支障が生じることがない。
【００５５】
請求項４の発明によれば、Ｚ軸ベースとθ軸ベースを連結する回転軸にプーリを取り付ける作業や、このプーリをモータを連結する作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機の要部正面図。
【図２】  図１のＡ−Ａ線矢視図。
【図３】  図２のＢ−Ｂ線矢視図。
【図４】  従来のスクリーン印刷機の要部正面図。
【符号の説明】
２  θ軸ベース
３  軸受け
７  基板支持機構
８  θ軸ベース支持機構
Ｐ  回路基板
Ｓ  印刷スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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