JPH11227157A

JPH11227157A - クリーム半田印刷機

Info

Publication number: JPH11227157A
Application number: JP10036311A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Asai; 鎬一浅井; Takeyoshi Isogai; 武義磯貝; Manabu Mizuno; 学水野; Jun Adachi; 純安達
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-24
Also published as: DE69903482T2; DE69903482D1; EP0937577A1; US6112656A; EP0937577B1

Abstract

(57)【要約】【課題】スキージのスクリーンへの押圧力が不足なく
得られるクリーム半田印刷機を提供する。【解決手段】スキージ昇降用エアシリンダ４２のピス
トンロッド４６に押圧力調節用エアシリンダ５６のピス
トンロッド５８を連結し、シリンダハウジング６４に直
線移動部材１０４，荷重センサ１１４等を介してスキー
ジ１２０を連結し、圧縮コイルスプリング８６によりス
キージ１２０をスクリーン１０に接近する向きに付勢す
る。エアシリンダ４２，５２によりスキージ１２０を下
降させ、スクリーン１０に接触させる。直線移動部材１
０４等の荷重，スプリング８６の付勢力によりスキージ
１２０をスクリーン１０に押し付け、十分な押圧力が得
られる。エアシリンダ５６はスプリング８８の付勢力に
抗する向きの力をスキージ１２０に作用させ、荷重セン
サ１１４の出力値に基づくエア室７２の圧力の制御によ
り所望の押圧力を得る。

Description

【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印刷機
に関するものであり、特に、スキージをスクリーンに押
し付ける押圧力の不足の解消に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クリーム半田をプリント基板に印刷する
クリーム半田印刷機は、例えば特開平７−７６０６５号
公報により知られている。この種のクリーム半田印刷機
においては、スキージが、複数の透孔を有するスクリー
ンに接触させられた状態で、両者が相対移動させられ、
プリント基板にクリーム半田が印刷されるのであるが、
スキージをスクリーンに押し付ける押圧力が印刷の良否
に影響を及ぼす。押圧力が不足すれば、クリームがスク
リーンの透孔のスキージ側の開口から盛り上がった状態
で過大に印刷され、隣接して印刷されたクリーム同士が
つながってしまうことがあり、また、押圧力が過大であ
れば、スキージが透孔内に入ったクリームをこそぎ取っ
てしまい、印刷量が不足したり、スキージやスクリーン
の耐久性が低下する等の不都合を生ずるのである。

【０００３】そのため、上記公報に記載のクリーム半田
印刷機は、スキージのスクリーンへの押圧力を調節し、
クリーム半田が過不足なく、印刷されるように構成され
ている。しかしながら、このクリーム半田印刷機におい
ては押圧力が不足することがある。スキージはフレーム
によりスクリーンに対して接近，離間可能に保持されて
おり、スキージには、スキージ保持部材等、スキージの
スクリーンに対する接近，離間時にスキージと一体的に
移動する部材の重力が荷重として加えられる。そのた
め、これらスキージ保持部材等の総重量により、最大押
圧力が決まってしまい、押圧力が不足することがあるの
である。スキージ保持部材等、スクリーンに対して移動
する部材を大形とし、あるいは形状，寸法は同じであっ
ても比重の大きいものとすれば押圧力を増大させ得る
が、それら部材が印刷時にスクリーンに対して移動させ
られれば、移動質量が大きく、振動の原因となり、ある
いは装置の構成上、他部材との干渉を生ずる恐れがあっ
て大形にできないこともある。

【０００４】そこで本出願人は、エアシリンダを用いて
スキージをスクリーンに押し付けることを試みた。しか
しながら、エアシリンダは、ピストンおよびピストンロ
ッドとシリンダハウジングとの摺動部にシール部材が配
設されていて摺動抵抗が大きく、作動流体の圧力が大き
い場合に特に摺動抵抗が大きくなる上、この摺動抵抗が
不安定であるため、スキージのスクリーンへの押圧力に
ばらつきが生じ、均一な印刷精度が得られない問題が発
生した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段，作用お
よび効果】本発明は、以上の事情を背景とし、スキージ
をスクリーンに、十分大きく、かつ、ばらつきの小さい
押圧力で押し付け得るクリーム半田印刷機を得ることを
課題として為されたものである。本発明によって、下記
各態様のクリーム半田印刷機が得られる。各態様は請求
項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応
じて他の項の番号を引用する形式で記載する。各項に記
載の特徴の組合わせの可能性を明示するためである。（１）複数の透孔を有するスクリーンを通してスキージ
によりクリーム半田をプリント基板に印刷するクリーム
半田印刷機において、スキージと、そのスキージをスク
リーンに接近，離間可能に保持するフレームとの間に、
スキージをスクリーンに接近する向きに付勢する弾性部
材を配設したクリーム半田印刷機（請求項１）。本態様
のクリーム半田印刷機によれば、スキージには、スキー
ジのスクリーンに対する接近，離間時にスキージと一体
的に移動する部材の総重量に加えて、弾性部材の付勢力
が荷重として加えられる。そのため、スキージのスクリ
ーンへの適正押圧力が、スキージと一体的に移動する部
材の総重量より大きい場合であっても、スキージを必要
な押圧力でスクリーンに押し付けることができ、クリー
ム半田をプリント基板に適量印刷することができる。ま
た、弾性部材には、エアシリンダによってスキージをス
クリーンに押し付ける場合のような摺動抵抗がないた
め、均一な押圧力が得られ、クリーム半田を精度良く印
刷することができる。弾性部材は、１つ設けるのみでも
よく、複数設けてもよい。後者の場合、複数の弾性部材
をスキージの長手方向に間隔をあけて配列することが望
ましい。（２）前記スキージと前記フレームとの間に、スキージ
に前記弾性部材の付勢力に抗する向きの力を作用させる
とともに、その作用力が調節可能である可変抗力付与装
置が設けられた (1)項に記載のクリーム半田印刷機（請
求項２）。本態様のクリーム半田印刷機においては、可
変抗力付与装置により、スキージのスクリーンへの押圧
力が減少させられる。可変抗力付与装置の作用力を調節
すれば、スキージのスクリーンへの押圧力を調節するこ
とができ、最適な押圧力が得られる。（３）前記可変抗力付与装置が、ピストンおよびピスト
ンロッドとシリンダハウジングとを備えた流体圧シリン
ダと、その流体圧シリンダに流体を供給するとともにそ
の流体の圧力を調節可能な加圧流体供給装置とを含み、
前記ピストンロッドと前記シリンダハウジングとの一方
が前記フレームに支持され、他方が前記スキージに連結
され、そのスキージに連結された側のものと前記フレー
ムとの間に前記弾性部材が配設された (2)項に記載のク
リーム半田印刷機（請求項３）。流体は、エアあるいは
窒素等の気体でもよく、油等の液体でもよい。ピストン
ロッドとシリンダハウジングとのうち、スキージに連結
された側のものが弾性部材により付勢され、スキージが
スクリーンに接近する向きに付勢される。流体圧シリン
ダの流体圧の調節により、弾性部材の付勢力に抗する向
きの力を増減させることができ、スキージのスクリーン
への押圧力を所望の大きさに調節することができる。流
体圧シリンダは１つ設けるのみでもよく、複数設けても
よい。後者の場合、スキージの長手方向に間隔をあけて
配列することが望ましい。（４）前記流体圧シリンダがエアシリンダであり、前記
ピストンおよびピストンロッドと前記シリンダハウジン
グとの摺動部にシール部材が配設されていない (3)項に
記載のクリーム半田印刷機（請求項４）。摺動部には通
常のエアシリンダにおけるようにシール部材が配設され
ず、代わりに嵌合クリアランスが通常より小さくされて
実質的な気密保持が図られる。これにより、シール部材
の摩擦力に起因する抗力のバラツキがなくなり、スキー
ジのスクリーンへの押圧力の制御精度が向上する。摺動
部にシール部材が配設された流体圧シリンダを用いて
も、摺動部にシール部材が配設された流体圧シリンダに
よってスキージをスクリーンに押し付ける場合に比較し
て、シール部材の摩擦力の影響が小さくて済むようにす
ることができる。スキージのスクリーンへの所要押付力
と、スキージと一体的に移動する部材の総重量との差が
大きい場合に、その差を流体圧シリンダの作動力により
補おうとすれば、流体圧シリンダ内のエア圧を大きくせ
ざるを得ず、前述のようにシール部材の摩擦力の影響が
大きくなることを避け得ない。それに対し、上記差を弾
性部材の付勢力（弾性力）で補い、流体圧シリンダには
その付勢力の一部に抗する力を発生させて、スキージの
スクリーンに対する押付力を調節する場合には、流体圧
シリンダ内の流体圧が小さくて済み、シール部材の摩擦
力の影響を小さくすることができるのである。しかし、
本態様におけるように、流体圧シリンダとしてエアシリ
ンダを設け、そのエアシリンダの摺動部にシール部材を
配設すること自体をやめれば、シール部材の摩擦力の影
響をなくすことができるのであり、エアシリンダの代わ
りに弾性部材によりスキージをスクリーンに押し付ける
ことの効果を１００％享受することができるのである。
しかも、エアシリンダであれば、シール部材が設けられ
ず、作動流体であるエアが漏れても支障はない。なお、
上記のように本態様に係るエアシリンダにおいてはシー
ル部材の摩擦力の影響をなくすことができるのであるか
ら、スキージのスクリーンへの所要押付力と、スキージ
と一体的に移動する部材の総重量との差を補うためのエ
アシリンダとして本態様に係るエアシリンダを使用すれ
ば、シール部材の摩擦力の影響が大きいという前述の問
題を上記のように回避することができるのであり、本態
様に係るエアシリンダを前記 (1)項に記載の弾性部材の
代わりに採用すること（ (1)項に記載の発明を離れるこ
とにはなるが）も可能である。（５）前記ピストンロッドと前記シリンダハウジングと
の少なくとも一方が、自在継手を介して前記スキージと
前記フレームとのその一方に対応するものに連結された
(3)項または (4)項に記載のクリーム半田印刷機（請求
項５）。流体圧シリンダにピストンおよびピストンロッ
ドとシリンダハウジングとを相対的に傾かせる力が作用
すると、嵌合部にこじりが発生し、摺動摩擦が著しく大
きくなることがある。この傾向は、流体圧シリンダの摺
動部の嵌合クリアランスが小さいほど強い。そして、こ
の現象の発生を回避するには、流体圧シリンダを自在継
手を介して対象部材に連結することが有効である。した
がって、本項の特徴を (4)項の特徴と組み合わせて採用
する場合に特に大きな効果が得られるが、本発明はシー
ル部材を備えた流体圧シリンダの採用を排除するもので
はなく、その場合でも自在継手を採用すればある程度の
摺動抵抗軽減効果が得られる。（６）前記ピストンロッドが前記フレームに支持され、
前記シリンダハウジングが前記スキージに連結された
(3)ないし (5)項のいずれか１つに記載のクリーム半田
印刷機。ピストンロッドはフレームに直接支持させても
よいが、発明の実施の形態で説明するように、フレーム
に、スキージを昇降させるためのスキージ昇降装置とし
ての流体圧シリンダを設けるとともに、その流体圧シリ
ンダのピストンロッドを可変抗力付与装置を構成する流
体圧シリンダのピストンロッドに連結してもよい。この
場合、可変抗力付与装置としての流体圧シリンダのピス
トンロッドは、スキージ昇降装置としての流体圧シリン
ダを介して間接的にフレームに支持されることとなる。（７）前記スキージがスキージ保持装置に保持されてお
り、そのスキージ保持装置が、前記ピストンロッドと前
記シリンダハウジングとのうちスキージに連結されるべ
きものに連結された (3)ないし (6)項のいずれか１つに
記載のクリーム半田印刷機。スキージは、可変抗力付与
装置としての流体圧シリンダのピストンロッドとシリン
ダハウジングとのうち、スキージに連結されるべきもの
にスキージ保持装置を介して連結されることとなる。ス
キージは、弾性部材の付勢力に加えてスキージ保持装置
およびスキージの重量によりスクリーンに押し付けられ
るが、この押圧力も可変抗力付与装置により減少させる
ことができる。（８）前記スキージ保持装置が、前記フレームにより前
記スクリーンに直角な直線に沿って移動可能に保持され
た直線移動部材と、その直線移動部材に、前記直線に直
角で前記スクリーンに平行な別の直線のまわりに回動可
能に連結された回動部材とを含み、前記スキージが前記
回動部材に保持された (7)項に記載のクリーム半田印刷
機。上記別の直線は、スクリーンとスキージとが相対移
動させられる方向と平行な直線とされる。直線移動部材
は、可変抗力付与装置としての流体圧シリンダあるいは
スキージ昇降装置としての流体圧シリンダにより、フレ
ームに対して昇降させられ、スキージがスクリーンに接
触，離間させられる。その際、もし直線移動部材に対し
てスクリーンが傾いていても、回動部材の回動によりそ
の傾きが吸収され、スキージがスクリーンに均一に接触
させられ、クリーム半田がプリント基板に均一に印刷さ
れる。（９）前記スキージがスキージ保持装置に保持され、そ
のスキージ保持装置が前記可変抗力付与装置を介して前
記フレームに支持されるとともに、スキージ保持装置
に、前記スキージの前記スクリーンへの押圧力を検出す
る押圧力検出装置が設けられた (2)ないし (8)項のいず
れか１つに記載のクリーム半田印刷機。本態様は、作業
者が押圧力検出装置の検出結果を参照しつつ手動で可変
抗力付与装置の抗力を調節する形式のクリーム半田印刷
機を包含しているが、次項に記載のように、抗力制御装
置により抗力が自動で制御されるようにすれば、一層使
い勝手のよいクリーム半田印刷機が得られる。（１０）前記押圧力検出装置と前記可変抗力付与装置と
の間に、押圧力検出装置により検出される押圧力が所定
の大きさになるように可変抗力付与装置を自動制御する
抗力制御装置が設けられた (9)項に記載のクリーム半田
印刷機。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図３において１０はスクリー
ンである。スクリーン１０には、厚さ方向に貫通する複
数の透孔（図示省略）が形成されており、スクリーン１
０の周縁は図示しないスクリーン枠に固定されている。
スクリーン枠は、位置を固定して設けられたスクリーン
支持台（図示省略）上に載置され、図示しない位置決め
装置により、水平面内において直交するＸ軸方向（図３
においては左右方向）およびＹ軸方向（図１においては
左右方向）においてそれぞれ位置決めされるとともに、
固定装置によりスクリーン支持台に固定されている。

【０００７】クリーム半田の印刷時には、図３に示すよ
うに、スクリーン１０の下面にプリント基板２０が接触
させられる。プリント基板２０は、基板コンベアにより
Ｘ軸方向に搬送され、スクリーン１０の下方へ搬入され
た後、基板支持台により支持されて昇降装置により昇降
させられ、スクリーン１０に接触，離間させられる。ク
リーム半田の印刷後、プリント基板２０は基板コンベア
により搬出される。

【０００８】プリント基板２０には、スキージ装置３０
によりスクリーン１０を通してクリーム半田が印刷され
る。スキージ装置３０は、図１に示すように、Ｘ軸方向
に移動可能に設けられた移動部材たるＸ軸スライド３２
を有している。Ｘ軸スライド３２は、位置を固定して設
けられた図示しない支持部材により、Ｘ軸方向に移動可
能に支持されており、ねじ軸の一種であるボールねじお
よびナットを含む運動変換装置と、駆動源たるサーボモ
ータ３４（図５参照）とを含む移動装置によりＸ軸方向
に移動させられる。これらＸ軸スライド３２および移動
装置がスキージ移動装置３６を構成している。Ｘ軸スラ
イド３２の移動は、Ｘ軸スライド３２に設けられた被案
内部材と、上記支持部材に設けられた案内部材とを含む
案内装置により案内される。また、サーボモータ３４
は、電動モータの一種である電動回転モータであり、回
転角度および回転速度の精度の良い制御が可能なモータ
である。サーボモータに代えてステップモータを用いて
もよい。

【０００９】Ｘ軸スライド３２上には、フレーム３８が
設けられている。フレーム３８は、図１に示すように門
形を成し、フレーム３８には、図２に示すようにスキー
ジユニット４０が２組設けられており、スキージ移動装
置３６によりＸ軸方向に移動させられる。本実施形態に
おいては、Ｘ軸方向がスキージ移動方向であり、スクリ
ーン印刷方向である。２組のスキージユニット４０は、
スクリーン１０と直角であって、スキージ移動方向と直
角な面に対して左右対称に設けられているが、構成は同
じであり、一方のスキージユニット４０を代表的に説明
する。

【００１０】フレーム３８には、図３に示すように、ス
キージ昇降用エアシリンダ４２が下向きに設けられてい
る。スキージ昇降用エアシリンダ４２のシリンダハウジ
ング４４はフレーム３８に固定されており、ピストンロ
ッド４６は、シリンダハウジング４４から下方へ突出さ
せられ、フレーム３８に形成された貫通穴４８内に嵌入
させられている。このピストンロッド４６の突出端部
は、スプリングリテーナ５０に固定のブラケット５２に
固定されている。スプリングリテーナ５０には自在継手
５４を介して押圧力調節用エアシリンダ５６のピストン
ロッド５８が連結されている。自在継手５４は、一体的
に設けられたねじ部６０およびねじ部６０に螺合された
ナット６１によってスプリングリテーナ５０に固定され
ている。自在継手５４にはまた、別のねじ部６３が一体
的に設けられ、このねじ部６３およびナット６５によ
り、自在継手５４にピストンロッド５８が固定されてい
る。なお、上記エアシリンダ４２，５６は流体圧シリン
ダの一種であり、流体圧シリンダは駆動源としての流体
アクチュエータの一種である。

【００１１】上記ピストンロッド５８にはピストン６２
が下方への抜出し不能に嵌合されている。ピストン６２
は段付状を成し、シリンダハウジング６４に摺動可能に
嵌合されている。シリンダハウジング６４は有底円筒状
を成し、下向きに配設され、その底壁６６に嵌合された
ピストン６２の小径部６８はピストンロッドとして機能
し、大径部７０の上側にエア室７２が形成され、下側に
大気圧室７４が形成されている。ピストン６２の小径部
６８と大径部７０とシリンダハウジング６４との摺動部
には、シール部材が配設されておらず、代わりに、嵌合
クリアランスが通常より小さくされて実質的に気密が保
たれている。なお、ピストン６２の大径部７０の外周面
およびシリンダハウジング６４の小径部６８が嵌合され
た部分にはそれぞれ、図４に示すように、円環状の逃げ
溝７６，７８が２個ずつ形成され、嵌合クリアランスが
小さくても、ピストン６２が滑らかに摺動するようにさ
れている。

【００１２】前記スプリングリテーナ５０とシリンダハ
ウジング６４の底壁６６との間には、弾性部材の一種で
あるばね部材たる圧縮コイルスプリング８６が配設さ
れ、シリンダハウジング６４を下方へ付勢している。圧
縮コイルスプリング８６の付勢によるシリンダハウジン
グ６４の下降限度は、シリンダハウジング６４の底壁６
６がピストン６２の大径部７０と小径部６８との間に設
けられたストッパ部たる中径部８８に当接することによ
り規定される。スプリングリテーナ５０の自在継手５４
に対する取付位置を調節することにより、圧縮コイルス
プリング８６のセット荷重を調節することができる。

【００１３】エア室７２は、２つの電磁方向切換弁９
４，９６の切換えにより、エア源９８と大気とに択一的
に連通させられ、シリンダハウジング６４が昇降させら
れる。電磁方向切換弁９４は大流量のエアの流通を許容
する大形のものであるのに対し、電磁方向切換弁９６は
エアの許容流量の小さい小形のものである。電磁方向切
換弁９４，９６はエア源９８には並列に、エア室７２に
は直列に接続されており、シリンダハウジング６４を高
速で上昇させる際には、エア源９８からエアが電磁方向
切換弁９６をバイパスし、図示の位置にある電磁方向切
換弁９４のみを経てエア室７２に大流量で供給される。
また、エア室７２内の圧力を制御する際には、電磁方向
切換弁９４が図示とは逆の位置に切り換えられた状態
で、電磁方向切換弁９６の切換えによりエア室７２から
のエアの流出、あるいはエア室７２へのエアの供給が小
流量で許容される。本実施形態においては、電磁方向切
換弁９４，９６およびエア源９８が加圧流体供給装置た
るエア供給装置１０１を構成し、押圧力調節用エアシリ
ンダ５６と共に可変抗力付与装置１０２を構成している
のである。なお、通常は、電磁方向切換弁９４，９６が
図示の位置にあり、エア室７２がエア源９８に連通させ
られ、シリンダハウジング６４は、その下面に固定の直
線移動部材１０４がピストンロッド５８に当接する上昇
端位置に位置させられている。

【００１４】前記直線移動部材１０４は、図４に示すよ
うに、断面形状がコの字形を成す。直線移動部材１０４
のコの字の両側壁により、スキージ移動方向（Ｘ軸方
向）に平行に支持された支持軸１０６には、回動部材１
０８が、スクリーン１０に直角な直線に直角でスクリー
ン１０に平行な別の直線、すなわちスキージ移動方向
（Ｘ軸方向）と平行な直線まわりに回動可能に支持され
ている。

【００１５】回動部材１０８の下面には、押圧力検出装
置の一種である２個の荷重センサ１１４を介して印刷ヘ
ッド１１６が取り付けられている。印刷ヘッド１１６
は、スキージ保持部材１１８およびスキージ１２０を含
む。荷重センサ１１４および印刷ヘッド１１６は、回動
部材１０８と共にスキージ移動方向に平行な軸線まわり
に回動可能であり、また、スキージ昇降用エアシリンダ
４２および押圧力調節用エアシリンダ５６により昇降さ
せられる。スクリーン１０およびスクリーン枠は前記Ｘ
軸スライド３２より下方に設けられているが、Ｘ軸スラ
イド３２は枠状を成し、スキージ１２０はＸ軸スライド
３２と干渉することなく、Ｘ軸スライド３２より下方へ
下降させられてスクリーン１０に接触させられる。な
お、図３においてスクリーン１０およびプリント基板２
０は、図示の都合上、実際よりもスキージ１２０に近接
して図示されている。

【００１６】直線移動部材１０４の上面には、図１に示
すように、被案内部材たる２本の直線状のガイドロッド
１２４がＹ軸方向に隔たった位置に上下方向に設けられ
ている。これらガイドロッド１２４は、フレーム３８に
上下方向に設けられた案内部材たる２個の案内筒１２６
に軸方向に摺動可能に嵌合されており、これらガイドロ
ッド１２４および案内筒１２６を含む案内装置１２８に
より、直線移動部材１０４，回動部材１０８およびスキ
ージ１２０等の昇降が案内される。

【００１７】なお、直線移動部材１０４には更に、一対
のロッド１３０がＹ軸方向に隔たった位置に上下方向に
設けられており、これらロッド１３０をフレーム３８に
取り付けられた把持装置１３２が把持，解放することに
より、直線移動部材１０４が所定の高さに固定され、あ
るいは昇降が許容される。

【００１８】２個の荷重センサ１１４はそれぞれ長手形
状を成し、ブリッジ回路を構成する４枚の歪ゲージ（図
示省略）を有しており、歪ゲージの歪がブリッジ回路に
より電気信号に変換されるとともに、図示しない信号処
理回路を経て前記制御装置１００に供給される。２個の
荷重センサ１１４は、回動部材１０８とスキージ保持部
材１１８との間のＹ軸方向に隔たった２箇所にそれぞ
れ、Ｙ軸方向に平行に配設され、長手方向の一端部の上
部において回動部材１０８に固定され、他端部の下部に
おいてスキージ保持部材１１８に固定されている。荷重
センサ１１４は、長手方向の他端部と回動部材１０８と
の間および一端部とスキージ保持部材１１８との間にそ
れぞれ、僅かに隙間が生ずる状態で取り付けられている
のであり、上下方向の荷重が加えられたとき、歪ゲージ
に歪が生ずる。

【００１９】スキージ保持部材１１８は、図１に示すよ
うに長手形状を成し、スキージ移動方向と直角（Ｙ軸方
向に平行）に配設されており、スキージ１２０が着脱可
能に固定されている。スキージ１２０は、ゴムにより作
られていて長い板状を成し、スキージ保持部材１１８に
より、スキージ移動方向と直角に保持されている。スキ
ージ１２０は、その下端部が、スクリーン１０に直角な
平面に対して傾斜した状態でスキージ保持部材１１８に
保持されている。前記直線移動部材１０４，回動部材１
０８，荷重センサ１１４およびスキージ保持部材１１８
がスキージ保持装置１３４を構成している。

【００２０】前記制御装置１００は、図５に示すよう
に、ＰＵ１４０，ＲＯＭ１４２，ＲＡＭ１４４およびそ
れらを接続するバス１４６を含むコンピュータ１４８を
主体とするものである。バス１４６には入力インタフェ
ース１５０が接続され、荷重センサ１１４が接続されて
いる。バス１４６にはまた、出力インタフェース１５４
が接続され、駆動回路１５６，１５７，１５８，１６０
を介してサーボモータ３４，スキージ昇降用エアシリン
ダ４２（正確には、複動シリンダであるスキージ昇降用
エアシリンダ４２の２つのエア室へのエアの供給を切り
換える電磁方向切換弁），電磁方向切換弁９４，９６が
接続されている。

【００２１】次に作動を説明する。本クリーム半田印刷
機において印刷は、２組のスキージユニット４０により
交互に行われる。印刷開始時には２組のスキージユニッ
ト４０は移動領域の一方の端に位置しており、移動領域
の他方の端に向かって移動させられる際に、移動方向に
おいて上流側に位置するスキージユニット４０のスキー
ジ１２０が下降させられてスクリーン１０に所望の押付
力で接触させられる。下流側に位置するスキージユニッ
ト４０のスキージ１２０は上昇端位置にあり、スクリー
ン１０には接触しない。このスキージユニット４０にお
いて、スキージ昇降用エアシリンダ４２のピストンロッ
ド４６が収縮端位置にあり、押圧力調節用エアシリンダ
５６のシリンダハウジング６４が、直線移動部材１０４
がピストンロッド５８に当接する上昇端位置にあるので
ある。

【００２２】この状態でＸ軸スライド３２が移動させら
れ、スキージユニット４０がスクリーン１０に沿って移
動させられれば、スクリーン１０上に載せられたクリー
ム半田がスキージ１２０により押され、スクリーン１０
上を移動させられつつ、スクリーン１０に設けられた透
孔を通ってプリント基板２０に印刷される。印刷終了
後、プリント基板２０がスクリーン１０から離間させら
れ、搬出された後、次のプリント基板２０がスクリーン
１０に接触させられて印刷が行われる。この際、先に印
刷に使用されたスキージ１２０は上昇させられてスクリ
ーン１０から離間させられ、他方のスキージユニット４
０のスキージ１２０が下降させられてスクリーン１０に
接触させられ、スキージユニット４０が逆方向に移動さ
せられてプリント基板２０にクリーム半田が印刷され
る。

【００２３】スキージ１２０の下降時には、把持装置１
３２による直線移動部材１０４の把持が解かれ、スキー
ジ１２０は、まず、スキージ昇降用エアシリンダ４２に
より、スクリーン１０より僅かに上方の位置（本実施形
態においてはスクリーン１０の３mm上方の位置）へ下降
させられ、次いで、押圧力調節用エアシリンダ５６によ
り下降させられる。電磁方向切換弁９４がエア室７２を
電磁方向切換弁９６を経て大気に連通させる状態に切り
換えられ、エア室７２のエアが流出させられてシリンダ
ハウジング６４が下降させられるのであり、スキージ１
２０は、押圧力調節用エアシリンダ５６により昇降させ
られる部材の荷重および圧縮コイルスプリング８６の付
勢力によりスクリーン１０に押し付けられる。

【００２４】スキージ１２０をスクリーン１０に押し付
ける押圧力Ｆ_Cは（１）式で表される。Ｆ_C＝Ｆ_B−Ｆ_A＋Ｗ_A＋Ｗ_B＋Ｗ_C────────（１）ただし、Ｆ_A：押圧力調節用エアシリンダ５６が作用させる圧縮
コイルスプリング８６の付勢力に抗する向きの力Ｆ_B：圧縮コイルスプリング８６の付勢力Ｗ_A：直線移動部材１０４，回動部材１０８および支持
軸１０６の重量Ｗ_B：荷重センサ１１４の重量Ｗ_C：スキージ保持部材１１６およびスキージ１２０の
重量

【００２５】押圧力調節用エアシリンダ５６は、底壁６
６がピストン６２の中径部８８に当接しない状態で作用
し、底壁６６に作用する圧力に基づいて圧縮コイルスプ
リング８６の付勢力に抗する向きの力をスキージ１１８
に作用させ、その分、スキージ１１８のスクリーン１０
への押圧力を減少させる。押圧力調節用エアシリンダ５
６が作用させる力は、エア室７２の圧力が小さくなるほ
ど小さくなり、スキージ１１８のスクリーン１０への押
圧力が大きくなる。押圧力は荷重センサ１１４により検
出され、その検出値と予め入力されている設定値とが等
しくなるように電磁方向切換弁９６が制御され、エア室
７２の圧力が制御されることにより、スキージ１１８が
設定押圧力でスクリーン１０に押し付けられる。

【００２６】荷重センサ１１４の検出値Ｆ_Dは（２）式
で表される。なお、この検出値Ｆ_Dは、荷重センサ１１
４の２個分の値である。Ｆ_D＝Ｆ_C−Ｗ_C──────（２）荷重センサ１１４は、そのスキージ保持部材１１８側の
部分がスキージ保持部材１１８およびスキージ１２０を
押す力を検出するように較正されており、かつ、コンピ
ュータ１４８は、検出値Ｆ_Dに値Ｗ_Cを加算し、その和
があたかも荷重センサ１１４の検出値であり、荷重セン
サ１１４がスキージ１１８のスクリーン１０への押圧力
自体を検出しているかのように処理するようにされてい
る。スキージ１２０がスクリーン１０に接触していない
状態では押付力Ｆ_Cは０であるが、出力値Ｆ_Dは負の値
になって押圧力とは一致しないため、コンピュータ１４
８が、押圧力０の状態で荷重センサ１１４の検出値があ
たかも０であるかのように荷重センサ１１４の検出値を
修正して使用するようにされているのである。したがっ
て、本明細書では荷重センサ１１４をスキージ１１８の
スクリーン１０への押圧力を検出する検出器として取り
扱うこととする。

【００２７】上記修正された値が設定値と比較され、設
定値と等しくなるように電磁方向切換弁９６が制御され
る。設定値より小さいときには、電磁方向切換弁９６は
エア室７２を大気に連通させる状態に切り換えられ、設
定値より大きいときには、エア室７２をエア源９８に連
通させる状態に切り換えられるのであり、それによりス
キージ１２０は所定の押圧力でスクリーン１０に押し付
けられ、クリーム半田が精度良くプリント基板２０に印
刷される。電磁方向切換弁９６の制御はスクリーン印刷
中も行われており、スクリーン１０の表面とＸ軸スライ
ド３２の移動方向との平行度が悪い場合でも、スキージ
１２０のスクリーン１０への押圧力は設定値に保たれ、
印刷が精度良く行われる。なお、把持装置１３４は、印
刷中は解放状態に保たれる。

【００２８】また、スキージ１２０は、直線移動部材１
０４によってスキージ移動方向と平行な軸線まわりに回
動可能に支持されており、スクリーン１０やプリント基
板２０にスキージ移動方向と直角な方向（スクリーン１
０の幅方向に平行な方向）の傾きがあっても、スキージ
１２０は支持軸１０６のまわりに回動してスクリーン１
０に沿い、クリーム半田がプリント基板２０全体に均一
に印刷される。

【００２９】また、押圧力調節用エアシリンダ５６のピ
ストン６２の大径部７０および小径部６８（ピストンロ
ッドの一部と考えることもできる）とシリンダハウジン
グ６４との間にはシール部材が設けられておらず、シー
ル部材の摩擦力に起因する押圧力調節用エアシリンダ５
６の抗力のばらつきが小さくて済む。それによっても、
スキージ１２０のスクリーン１０への押圧力の調節精度
が向上する効果が得られる。

【００３０】さらに、押圧力調節用エアシリンダ５６に
おいて上記のようにシール部材が省略される代わりに、
ピストン６２とシリンダハウジング６４との嵌合クリア
ランスがごく小さくされているが、押圧力調節用エアシ
リンダ５６は自在継手５４を介してスキージ昇降用エア
シリンダ４２、ひいてはフレーム１０に連結されている
ため、押圧力調節用エアシリンダ５６にシリンダハウジ
ング６４とピストン６２とを相対的に傾かせる力が作用
して、両者間にこじりが生じることが回避され、この点
からもスキージ１２０のスクリーン１０への押圧力の調
節精度が向上する効果が得られる。

【００３１】また、スキージ１２０はスキージ昇降用エ
アシリンダ４２と押圧力調節用エアシリンダ５６との２
個のエアシリンダにより、スクリーン１０に対して２段
階に接近，離間させられるようにされており、スキージ
昇降用エアシリンダ４２によりスキージ１２０を昇降さ
せる際には、押圧力の調節とは関係なく昇降させ得るた
め、昇降速度を高くし、スキージ１２０を迅速にスクリ
ーン１０に対して接近，離間させることができる。

【００３２】また、スプリングリテーナ５０の自在継手
５４に対する取付位置を調節し、圧縮コイルスプリング
８６のセット荷重を調節することにより、圧縮コイルス
プリング８６の付勢力のばらつきをなくすことができ
る。

【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、制御装置１００の荷重センサ１１４の検
出値に基づいて電磁方向切換弁９６の切換えを行う部分
が抗力制御装置を構成している。また、スキージ昇降用
エアシリンダ４２および押圧力調節用エアシリンダ５６
が、スキージ１２０をスクリーン１０に接近・離間させ
る接近・離間装置の一種であるスキージ昇降装置を構成
している。押圧力調節用エアシリンダ５６は、可変抗力
付与装置とスキージ昇降装置とを兼ねているのである。

【００３４】なお、上記実施形態において、押圧力調節
用エアシリンダ５６のピストンロッド５８は１個の自在
継手５４によってフレーム１０に連結されており、ピス
トンロッド５８とシリンダハウジング６４とが互いに傾
いて、両者間にこじりが生ずることが大体回避される
が、それに加えてシリンダハウジング６４にも自在継手
を介してスキージ１２０を連結すれば、更に良好にピス
トンロッド５８とシリンダハウジング６４との間におけ
るこじりの発生を回避し得る。

【００３５】また、上記実施形態においてスキージ１２
０は、スキージ昇降用エアシリンダ４２によって高速で
下降させられた後、押圧力調節用エアシリンダ５６によ
って低速でスクリーン１０に接触させられ、所望の押圧
力が得られる位置で停止させられるようになっていた
が、スキージ１２０を最大の押圧力でスクリーン１０に
押し付けた後、押圧力を減少させて所望の押圧力を得る
ようにしてもよい。電磁方向切換弁９４を、押圧力調節
用エアシリンダ５６のエア室７２を電磁方向切換弁９
４，９６を経て大気に連通させ、シリンダハウジング６
４を底壁６６がピストン６２の中径部８８に当接する下
降端位置へ下降させた状態でスキージ昇降用エアシリン
ダ４２によってスキージ１２０を下降させる。荷重セン
サ１１４の検出値に基づいて取得される押圧力が最大に
なった状態でスキージ昇降用エアシリンダ４２によるス
キージ１２０の下降を止め、その状態で電磁方向切換弁
９６を、エア室７２をエア源９８に連通する状態に切り
換える。それによりエア室７２の圧力が増大させられる
とともにシリンダハウジング６４に上向きの力が加えら
れ、押圧力調節用エアシリンダ５６がスキージ１２０
に、圧縮コイルスプリング８６の付勢力に抗する向きの
力を作用させることとなる。エア室７２の圧力が増大す
るほど押圧力が減少し、荷重センサ１１４の検出値に基
づいてエア室７２の圧力を制御することにより、所望の
押圧力が得られる。この場合は、押圧力調節用エアシリ
ンダ５６が押圧力調節専用となり、スキージ昇降用エア
シリンダ４２のみが接近・離間装置の一種であるスキー
ジ昇降装置を構成することになる。

【００３６】また、スキージ１２０を、スキージの昇降
と押圧力の調節との両方を行う１個の流体圧シリンダに
よってスクリーン１０に接触，離間させてもよい。この
態様は、上昇端位置に位置するスキージ１２０とスクリ
ーン１０との間の距離が短く、弾性部材の弾性変形量が
それほど大きくならない場合に適している。

【００３７】さらに、クリーム半田印刷時には、スキー
ジとスクリーンとを、スクリーンに平行な方向において
相対移動させればよく、スキージをスクリーンに対して
移動させる代わりに、スクリーンをスキージに対して移
動させてもよく、両者を互いに逆向きに移動させてもよ
い。

【００３８】また、前記実施形態においては、印刷精度
確保のためにスキージのスクリーンへの押圧力の調節が
行われていたが、スクリーンの損傷を回避するために押
圧力の調節が必要になることもある。例えば、スキージ
をゴムにより作る代わりに、合成樹脂製，金属板等、別
の材料から成るものとしてもよく、その場合、押圧力の
調節により、スキージがスクリーンを損傷することを回
避し得る。

【００３９】前記実施形態においては、小形の電磁方向
切換弁９６により押圧力調節用エアシリンダ５６のエア
室７２の圧力が制御され、押圧力調節用エアシリンダ５
６を高速で作動させる場合には大形の電磁方向切換弁９
４により大流量でエアが供給されるようになっていた
が、電磁方向切換弁９４を省略することも可能である。
また、電磁方向切換弁９６に代えて電磁比例圧力制御弁
を採用することも可能である。その他、特許請求の範囲
を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変
形，改良を施した態様で本発明を実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるクリーム半田印刷機
を示す正面図である。

【図２】上記クリーム半田印刷機のスキージ装置を示す
側面図である。

【図３】上記スキージ装置を示す側面図（一部断面）で
ある。

【図４】上記スキージ装置の押圧力調節用エアシリンダ
へのエアの供給回路を押圧力調節用エアシリンダと共に
示す図である。

【図５】上記クリーム半田印刷機を制御する制御装置の
うち、本発明に関連の深い部分を取り出して示す図であ
る。

【符号の説明】

１０：スクリーン２０：プリント基板３８：フ
レーム４２：スキージ昇降用エアシリンダ５
４：自在継手５６：押圧力調節用エアシリンダ
５８：ピストンロッド６２：ピストン６４：シ
リンダハウジング８６：圧縮コイルスプリング９
６：電磁方向切換弁１００：制御装置１０２：
可変抗力付与装置１０４：直線移動部材１０
８：回動部材１１４：荷重センサ１２０：スキ
ージ１３４：スキージ保持装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達純愛知県知立市山町茶碓山19番地富士機械製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の透孔を有するスクリーンを通して
スキージによりクリーム半田をプリント基板に印刷する
クリーム半田印刷機において、前記スキージと、そのスキージを前記スクリーンに接
近，離間可能に保持するフレームとの間に、スキージを
前記スクリーンに接近する向きに付勢する弾性部材を配
設したことを特徴とするクリーム半田印刷機。
【請求項２】前記スキージと前記フレームとの間に、
スキージに前記弾性部材の付勢力に抗する向きの力を作
用させるとともに、その作用力が調節可能である可変抗
力付与装置が設けられたことを特徴とする請求項１に記
載のクリーム半田印刷機。
【請求項３】前記可変抗力付与装置が、ピストンおよびピストンロッドとシリンダハウジングと
を備えた流体圧シリンダと、その流体圧シリンダに流体を供給するとともにその流体
の圧力を調節可能な加圧流体供給装置とを含み、前記ピ
ストンロッドと前記シリンダハウジングとの一方が前記
フレームに支持され、他方が前記スキージに連結され、
そのスキージに連結された側のものと前記フレームとの
間に前記弾性部材が配設されたことを特徴とする請求項
２に記載のクリーム半田印刷機。
【請求項４】前記流体圧シリンダがエアシリンダであ
り、前記ピストンおよびピストンロッドと前記シリンダ
ハウジングとの摺動部にシール部材が配設されていない
ことを特徴とする請求項３に記載のクリーム半田印刷
機。
【請求項５】前記ピストンロッドと前記シリンダハウ
ジングとの少なくとも一方が、自在継手を介して前記ス
キージと前記フレームとのその一方に対応するものに連
結されたことを特徴とする請求項３または４に記載のク
リーム半田印刷機。