(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の下面を受ける載置手段と、載置手段の上方で開閉可能に対をなし、載置手段に載置された基板を両側から挟み込むクランプと、このクランプによる挟み込みの前に載置手段上の基板を仮保持するために基板上面を押圧する押圧手段と、少なくとも前記基板が前記載置手段に搬入されてから前記押圧手段によって仮保持されるまでのタイミングで、平面で見て前記押圧手段に含まれる押圧板の作動範囲を移動する基板認識カメラとを設けたスクリーン印刷装置であって、前記押圧板は、前記基板認識カメラと前記基板との間の空間を移動することにより前記基板認識カメラとの干渉を回避するように、回転駆動する駆動部材の駆動力が平行な運動力に変換されて両端部から前記押圧板に伝達されることにより、略水平状態を保ちつつ、基板を押圧する押圧位置と基板の外方に退避する退避位置との間で変位可能に構成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載のスクリーン印刷装置において、前記押圧板は、平行リンクによって平行移動するように構成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーム半田などのペーストを基板に対してスクリーン印刷するスクリーン印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷ステージの上にセットした基板にスクリーン印刷用のスクリーンマスク（以下、マスクと略す）を重装し、マスク上に供給したクリーム半田、導電ペースト、あるいは抵抗ペーストなどのペーストをスキージにより拡張させることにより、マスクに形成された開口部を介して基板の所定位置にペーストを印刷（塗布）するようにしたスクリーン印刷装置は一般に知られている。
【０００３】
このような装置においては、通常、基板を載置するための印刷ステージ、印刷ステージに対して基板を搬送する搬入用コンベヤー、並びに印刷後の基板を搬出する搬出用コンベヤーを備えている。
【０００４】
前記印刷ステージは、概ね水平に搬入された基板の下面を受ける載置手段と、載置手段の上方で開閉可能に対をなし、載置手段に載置された基板を両側から挟み込んでスクリーンマスクに基板を重装させるためのクランプとを有している。ここで、クランプされた基板がマスクシートに対して精緻に重装されるために、クランプの上面が基板の上面（プリント面）と面一またはわずか（例えば０．１ｍｍ）に基板の上面が高くなった状態が好ましく、前記クランプと基板との高い位置決め精度が要請される。他方、基板にたわみが生じると、クランプ時の位置決め精度が損なわれやすくなる。そこで、このクランプに対し、高い位置決め精度を維持した状態で載置手段上の基板を仮保持するために前記載置手段との間で基板を押圧する押圧板が設けられている。そして、押圧板で載置手段上の基板を挟み込むために、従来は、ロータリーシリンダなどの駆動機構で押圧板を１８０°の範囲で回動させて、クランプを跨がせていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような装置において、近年では、個々の機能部品が比較的混み合った状態でレイアウトされるため、押圧板が押圧動作を行う際に、各部品同士の干渉を避けるために退避動作を行う必要があった。
【０００６】
例えば、上述のような装置では、基板の有無や基板の種類、あるいは搬出入の挙動を正確にコントロールするために、基板認識カメラを用いて、印刷ステージ上の基板に設けられたフィデューシャルマークを識別することが要請される。しかるにこの基板認識カメラは、印刷ステージの上方において、基板に近接する位置にレイアウトする必要があり、一方、従来のように押圧板が１８０°回動する構成では、その回動途中で押圧板が起立して上方に大きく突出するので、これとの干渉を回避するには、押圧板の回動動作が行われている間は、基板認識カメラを押圧板の回動領域から退避させておかなければならなかった。そのため、従来の構成では、押圧板による押圧、押圧解除の動作と基板認識カメラの作動とを時間的にずらせて行う必要があったので、タクトタイムが長くなり、生産性が悪くなるというおそれがあった。他方、基板認識カメラなどの機能部品と干渉を避けるために、十分な動作領域を設定することも可能ではあるが、その場合には、装置全体が大型化してしまい、好ましくない。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、小型化に寄与し、しかも載置手段の真上で作動している機能部品と干渉することなく搬入された基板の受け渡し工程を行うことのできるスクリーン印刷装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基板の下面を受ける載置手段と、載置手段の上方で開閉可能に対をなし、載置手段に載置された基板を両側から挟み込むクランプと、このクランプによる挟み込みの前に載置手段上の基板を仮保持するために基板上面を押圧する押圧手段と、少なくとも前記基板が前記載置手段に搬入されてから前記押圧手段によって仮保持されるまでのタイミングで、平面で見て前記押圧手段に含まれる押圧板の作動範囲を移動する基板認識カメラとを設けたスクリーン印刷装置であって、前記押圧板は、前記基板認識カメラと前記基板との間の空間を移動することにより前記基板認識カメラとの干渉を回避するように、回転駆動する駆動部材の駆動力が平行な運動力に変換されて両端部から前記押圧板に伝達されることにより、略水平状態を保ちつつ、基板を押圧する押圧位置と基板の外方に退避する退避位置との間で変位可能に構成されているものである（請求項１）。
【０００９】
この発明では、クランプに対して基板を受け渡す際に、基板を仮保持する押圧手段の押圧板が、略水平状態を保ちつつ変位するので、載置手段の真上で作動している機能部品との干渉を回避しつつ変位することが可能となり、基板の仮保持動作と機能部品の動作とを並行して行うことが可能になる。機能部品の典型的な例としては、前記印刷ステージで基板にスクリーン印刷を施す際にクランプに搬入された基板を基板認識カメラがあげられる。
【００１０】
このような装置において、特に、前記押圧板は、平行リンクによって平行移動するように構成されている（請求項２）。
【００１１】
この発明では、押圧板を簡素な構成で作動することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るスクリーン印刷装置の実施形態の正面略図であり、図２は図１のスクリーン印刷装置の側面略図、図３は図１のスクリーン印刷装置の平面略図を示している。これらの図に示すように、スクリーン印刷装置１の基台２には、プリント基板Ｗを搬入および搬出するための搬入用コンベヤー２ａおよび搬出用コンベヤー２ｂが、詳しくは後述する印刷ステージ３を挟んで両側（図２の左右方向。この実施形態において「Ｘ軸方向」）に配置されている。印刷ステージ３の上方には、周知の装置と同様にプリント基板Ｗに重装されるスクリーンマスク５０のマスクシート５１を張設するためのシート保持ユニット５３（図２参照）と、保持されたマスクシート５１の上方に配置されたスキージユニット６０（図１参照）とを備えており、後述するように、印刷ステージ３によってマスクシート５１に重装されたプリント基板Ｗに対し、スキージユニット６０のスキージ６１によってスクリーン印刷を施すようにしている。
【００１４】
なお、図１に示すように、基台２の定位置には、図示しないボールねじ機構によって搬送される基板認識カメラ７０（機能部品の一例）が設けられており、搬入用コンベヤー２ａから搬入されたプリント基板Ｗに印されたフィデューシャルマークを所定のタイミングで識別する基板認識動作を行って、基板Ｗの有無や品番などを識別できるようになっている。図３の領域Ａで示すように、基板認識カメラ７０の動作範囲は、平面において後述する押圧手段３０に含まれる押圧板３１の作動範囲に含まれている。
【００１５】
図１および図２に示すように、上記印刷ステージ３は、基台２の定位置に据え付けられた固定テーブル４と、この固定テーブル４に対し、一対のレール５およびボールねじユニット１５を介して、図１の左右方向（この実施形態において「Ｙ軸方向」）に相対変位可能なＹ軸テーブル６と、Ｙ軸テーブル６に対し、一対のレール７およびボールねじユニット１７を介してＸ軸方向に相対変位可能なＸ軸テーブル８と、このＸ軸テーブル８に設けられた回転ユニット９を介して鉛直線（この実施形態において「Ｚ軸方向」）周りに回動可能なＲ軸テーブル１０と、このＲ軸テーブル１０に対し、ボールねじユニット１１（図２のみ図示）を介して相対的に昇降可能な昇降テーブル１２とを含んでいる。この昇降テーブル１２にはクランプユニット２０が取り付けられている。なお上記ボールねじユニット１１、１５、１７並びに回転ユニット９は、それぞれサーボモータで駆動される。
【００１６】
図１に示すように、クランプユニット２０は、昇降テーブル１２のＹ軸方向一端側に立設されてＸ軸方向に並ぶ一対の固定ピラー２１と、これら固定ピラー２１と対をなして設けられ、昇降テーブル１２上でボールねじユニット２２を介しＹ軸方向に相対移動可能な可動ピラー２３と、各ピラー２１、２３上に設けられて対をなすクランプ片２４ａ、２４ｂとを有している。各クランプ片２４ａ、２４ｂは、Ｘ軸方向に延びる略板状の部材であり（図３〜図５参照）、可動ピラー２３の変位により、Ｙ軸方向沿いに相対変位して、前記搬入用コンベヤー２ａから搬入された基板プリント基板Ｗを挟み込むクランプ２４を構成している。なお上記ボールねじユニット２２は、サーボモータによりベルト伝動機構を介して駆動される。
【００１７】
各クランプ片２４ａ、２４ｂの間には載置手段としてのピンユニット２５が設けられている。図示は省略しているが、ピンユニット２５は、可動ピラー２３に追従してＹ軸方向に変位可能に構成されているとともに、各ピラー２１、２３とは相対的に上下に昇降可能に構成されている。これにより、搬入用コンベヤー２ａから各クランプ片２４ａ、２４ｂの間にプリント基板Ｗが搬入されると、その下面をピンユニット２５のピン２５ａで受けて、プリント基板Ｗを仮置きできるように構成されている。
【００１８】
そして、本実施形態では、ピンユニット２５に仮置きされたプリント基板Ｗを仮保持することにより、プリント基板Ｗを精緻に位置決めした状態でクランプ２４に受け渡す押圧手段３０が設けられている。
【００１９】
図４および図５は図１の実施形態に係る印刷ステージの要部を示す斜視図であり、図４はクランプ解放状態、図５はクランプ状態をそれぞれ示している。
【００２０】
図１および図３並びに図４および図５を参照して、押圧手段３０は、各クランプ片２４ａ、２４ｂと平行に配置された押圧板３１、３２を含んでいる。各押圧板３１、３２は、長手方向両端部に設けられた一対の駆動部材（本実施形態ではロータリーシリンダ）３３、３４によって駆動されるのものである。これら駆動部材３３、３４は、印刷ステージ３の各ピラー２１、２３に対し、図示しない取り付けフレームを介してそれぞれ取り付けられている。ここで本実施形態では、駆動部材３３、３４の動力を対応する押圧板３１、３２に伝達するために、二対の平行リンク３５、３６が設けられている。これら平行リンク３５、３６は、それぞれ対応する駆動部材３３、３４の回転駆動力をＹ軸方向において平行な運動力に変換するものであり、この平行リンク３５、３６を介して駆動部材３３、３４の双方向の回転駆動力が押圧板３１、３２に伝達されることにより、各押圧板３１、３２は、図４に示すように、Ｙ軸方向において対応するクランプ片２４ａ、２４ｂの外側に退避する退避位置と、図５に示すように、対応するクランプ片２４ａ、２４ｂの上方に乗り上げて、相対向する縁３１ａ、３２ａがピンユニット上のプリント基板Ｗを押圧する押圧位置との間で変位可能に構成されている。
【００２１】
具体的には、各押圧板３１、３２は、略Ｌ字型に屈曲された板金部材で構成されており、Ｘ軸方向にその長手方向を沿わせている。そして、図示しないブラケットを介して、駆動側の平行リンク３５Ａ（３６Ａ）と従動側の平行リンク３５Ｂ（３６Ｂ）の一端部が二つ一組で対をなして連結されている。
【００２２】
駆動側の平行リンク３５Ａ（３６Ａ）は、他端部が対応する駆動部材３３（３４）に連結されて、押圧板３１、３２に動力を伝達可能に構成されているとともに、従動側の平行リンク３５Ｂ（３６Ｂ）の他端部は、駆動部材３３（３４）を保持している前記取り付けフレームに連結されて、駆動側の平行リンク３５ａ（３６Ａ）と協働し、駆動部材３３（３４）の動力を変換して、押圧板３１、３２を平行移動させるように構成されている。
【００２３】
図４に示すように、押圧板３１、３２は退避位置において、若干クランプ片２４ａ、２４Ｂの上面よりも低くなるように設定されており、これによってスクリーン印刷時に押圧板３１、３２がスクリーンマスク５０のマスクシート５１と干渉しないように配慮されている。さらに、各クランプ片２４ａ、２４ｂの長手方向両端部には、各押圧板３１、３２の平行リンク３５、３６との干渉を避けるための切欠Ｎが設けられており、これによってＸ軸方向における各押圧板３１、３２の有効押圧長さＬ（図３）が広くなるように設定されている。
【００２４】
次に図６および図７を参照しながら本実施形態に係る基板受け渡し動作について説明する。図６および図７は図１の実施形態に係る印刷ステージ３のクランプ動作を概略的に示す動作手順図である。
【００２５】
まず、図６（Ａ）を参照して、初期状態において、可動側のクランプ片２４ｂは、固定側のクランプ片２４ａから幾分離れて、プリント基板Ｗを挟持するのに必要十分な間隔（プリント基板Ｗの幅より少し大きい間隔）を隔てている。また、各押圧板３１、３２は、互いに対応する駆動部材３３、３４（図４および図５参照）によって、対応するクランプ片２４ａ、２４ｂの背後に退避する退避位置をとっている。
【００２６】
この状態から搬入用コンベヤー２ａにより、プリント基板Ｗがピンユニット２５の上方に搬送されてくる。他方、ピンユニット２５の各ピン２５ａは、プリント基板Ｗがピンユニット２５の上方に到達するまでのタイミングで上昇し、プリント基板Ｗの下面を受け得る位置に変位している。
【００２７】
図６（Ｂ）を参照して、上記初期状態からプリント基板Ｗが搬送されると、プリント基板Ｗは、上昇したピン２５ａの上に載置される。この図６（Ｂ）までの過程で、基板認識カメラ７０は、上述した領域Ａ（図３）内を移動して、プリント基板Ｗを認識可能な位置に変位し、プリント基板Ｗに印されたフィデューシャルマークを撮像する。
【００２８】
次に、図６（Ｃ）を参照して、本実施形態では、各押圧板３１、３２が駆動され、図示の通り押圧位置に変位される。この基板押圧動作は、図示しない制御手段が正規のプリント基板Ｗが所期の通り搬入されたことを識別したことに基づいて行われる。
【００２９】
図７（Ａ）を参照して、押圧手段３０によるプリント基板Ｗの挟み込み動作が完了すると、プリント基板Ｗは、クランプ２４に対し、精緻に位置合わせされた状態で受け渡し可能に仮保持されている。この状態で、図示の通り可動側のピラー２３が駆動される。
【００３０】
図７（Ｃ）に示すように、挟み込み動作に移行した両クランプ片２４ａ、２４ｂによってプリント基板Ｗが挟み込まれると、今度は押圧板３１、３２が退避位置に変位される。この時点で、基板認識カメラ７０により、フィデューシャルマークを撮像し、プリント基板Ｗを検出し、それに基づいて位置補正を行う。そのために基板認識カメラ７０をプリント基板Ｗ上に移動させる動作は、この時点よりも前の段階（図６（Ａ）から図７（Ｃ）の段階）に行い得る。これにより本実施形態では、タクトタイムの短縮を図ることが可能になる。その後、印刷ステージ３の昇降テーブル１２（図１参照）が上昇して、クランプされたプリント基板Ｗを予め張設されているマスクシート５１の下面に搬送し、プリント基板Ｗをマスクシート５１に重装する。
【００３１】
その後、図７（Ｄ）に示すように、スキージユニット６０のスキージ６１が降下して従来と同様にスクリーン印刷が施される。
【００３２】
以上説明したように、上述した実施形態においては、クランプ２４に対してプリント基板Ｗを受け渡す際に、プリント基板Ｗを仮保持する押圧手段３０の押圧板３１、３２が、移動中の基板認識カメラ７０との干渉を回避可能な経路を通って変位するので、プリント基板Ｗの仮保持動作と基板認識カメラ７０の動作とを並行して行うことが可能になる。
【００３３】
したがって、本実施形態では、搬入されたプリント基板Ｗの受け渡し工程を基板認識カメラ７０の動作と並行して行い、タクトタイムのロスをなくすことができるという顕著な効果を奏する。
【００３４】
特に、本実施形態では、平行リンク３５、３６を用いて前記押圧手段３０の押圧板３１、３２を平行移動させているので、押圧手段３０の押圧板３１、３２を簡素な構成で作動することが可能になり、コストを低廉に抑えて実施することが可能になるという利点がある。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クランプに対して基板を受け渡す際に、基板の仮保持動作と機能部品の動作とを並行して行うことが可能になるので、小型化に寄与し、しかも機能部品を退避させることなく搬入された基板の受け渡し工程を行うことができるという顕著な効果を奏する。
【００３６】
特に、基板を仮保持するための押圧手段が、平行リンクによって平行移動する板状部材である場合には、簡素な構成で作動することが可能になるので、コストを低廉に抑えて実施することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の実施形態の正面略図である。
【図２】図１のスクリーン印刷装置の側面略図である。
【図３】図１のスクリーン印刷装置の平面略図である。
【図４】クランプ解放状態における図１の実施形態に係る印刷ステージの要部を示す斜視図である。
【図５】クランプ状態における図１の実施形態に係る印刷ステージの要部を示す斜視図である。
【図６】図１の実施形態に係る印刷ステージのクランプ動作を概略的に示す動作手順図である。
【図７】図１の実施形態に係る印刷ステージのクランプ動作を概略的に示す動作手順図である。
【符号の説明】
１      スクリーン印刷装置
２      基台
２ａ    搬入用コンベヤー
２ｂ    搬出用コンベヤー
３      印刷ステージ
２０    クランプユニット
２１    固定ピラー
２３    可動ピラー
２４    クランプ
２４ａ  クランプ片
２４ｂ  クランプ片
２５    ピンユニット（載置手段）
３０    押圧手段
３１    押圧板
３３    駆動部材
３５    平行リンク
７０    基板認識カメラ（機能部品の一例）
Ｗ      プリント基板
【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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