JP4870969B2 - 印刷装置およびそのカメラ移動方法 - Google Patents

Description

この発明は、クリームハンダなどのペーストを基板に対して印刷するようにした印刷装置およびそのカメラ移動方法に関する。

従来、印刷ステージにセットした基板にスクリーン印刷用のステンシル（マスク）を重ね合わせて、ステンシル上に供給したクリームハンダ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、ステンシルに形成された開口部（パターン孔）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周知である。

このようなスクリーン印刷装置には、たとえば特許文献１に示すように基板やステンシルの位置合わせ用マークなどを撮影するカメラが設けられている。このカメラは移動手段によって水平面内におけるカメラ移動可能範囲内を移動自在に構成されており、カメラ移動可能範囲内を適宜移動して、基板やステンシルの撮影を行うようにしている。
特開２００３−６２９７１号（請求項１、図５，７）

上記特許文献１に示すような従来のスクリーン印刷装置では通常、カメラが移動可能範囲内を自由に移動できるように、移動可能範囲内にはカメラと干渉するような支柱などの干渉物を配置することを避け、カメラ移動可能範囲の外側に配置していた。このため、装置の大型化を来すという問題があった。

この発明は、上記従来技術の問題を解消し、装置の小型化を図ることができる印刷装置およびそのカメラ移動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は下記の手段を提供する。

［１］ 基板にステンシルを介してペーストを塗布するようにした印刷装置であって、
装置内で撮影を行うためのカメラを有するカメラ付き移動部と、
前記カメラ付き移動部を所定の移動可能範囲内で移動させる移動手段と、
前記カメラ付き移動部を前記移動手段によって現在位置から目標位置に移動させる際に、両位置を結ぶ直線上に、印刷装置に設けられた干渉物が存在する場合、その干渉物との干渉を回避するように、干渉物を迂回する迂回経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させる迂回移動手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。

［２］ 両位置を結ぶ直線上に干渉物が存在しない場合、その直線上の最短経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させる直進移動手段をさらに備えた前項１に記載の印刷装置。

［３］ 前記カメラ付き移動部は、基板を撮影するための基板撮影カメラと、ステンシルを撮影するためのステンシル撮影カメラと、を有する前項１または２に記載の印刷装置。

［４］ 基板が配置される印刷ステージに、基板支持用のバックアップピンが設けられ、
前記バックアップピンを前記印刷ステージに対し挿脱するバックアップピン挿脱機構が、前記カメラ付き移動部に設けられる前項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。

［５］ 基板にペーストを塗布するようにした印刷装置において、装置内で撮影を行うためのカメラを有するカメラ付き移動部を移動させる方法であって、
前記カメラ付き移動部を所定の移動可能範囲内において現在位置から目標位置に移動させる際に、両位置間を結ぶ直線上に、印刷装置に設けられた干渉物が存在する場合、その干渉物との干渉を回避するように、干渉物を迂回する迂回経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させるようにしたことを特徴とする印刷装置のカメラ移動方法。

上記発明［１］にかかる印刷装置によると、動作信頼性を確保しつつ、装置の小型化を図ることができる。

上記発明［２］にかかる印刷装置によると、カメラ移動を効率良く行えて、生産性を向上させることができる。

上記発明［３］にかかる印刷装置によると、複数のカメラを一つの移動手段で移動させることができ、移動手段の共用化によって装置の小型化を一層図ることができる。

上記発明［４］にかかる印刷装置によると、バックアップピンの挿脱を自動的に行うことができる上、バックアップピン挿脱機構を、カメラ付き移動部の移動手段によって移動っせることができ、移動手段の共用化によって装置の小型化をより一層図ることができる。

上記発明［５］のカメラ移動方法によると、高い動作信頼性を有する小型の印刷装置を提供できる。

図１は本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置の側面図、図２はその装置の正面図、図３はその装置の平面図、図４はその装置における印刷ステージ１０の斜視図、図５はその装置のクランプユニット周辺を示す側面図である。これらの図に示すように、このスクリーン印刷装置の基台２上には、印刷ステージ１０が設けられ、この印刷ステージ１０を挟んで両側にプリント基板Ｗを印刷ステージ１０上に搬入および搬出するための上流側コンベア１１および下流側コンベア１２がＸ軸方向（搬送方向）に沿って配置されている。

この印刷装置は、プリント基板Ｗをクランプするためのクランプユニット３と、印刷ステージ１０の上方に設けられるステンシル保持ユニット５およびスキージユニット６とを備え、後述するようにクランプユニット３によりクランプされた基板Ｗがステンシル保持ユニット５のステンシル５１に重装され、その状態で、スキージユニット６のスキージ６１によってスクリーン印刷が施されるようにしている。

図１，２に示すように、基台２上には、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿ってレール２１１が配設されるとともに、このレール２１１にＹ軸テーブル２１がＹ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＹ軸テーブル２１および基台２間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＹ軸テーブル２１が基台２に対しＹ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｙ軸テーブル２１の上にはＸ軸方向に沿ってレール２２１が配設されるとともに、このレール２２１にＸ軸テーブル２２がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＸ軸テーブル２２およびＹ軸テーブル２１間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＸ軸テーブル２２がＹ軸テーブル２１に対しＸ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｘ軸テーブル２２には回転ユニット２３１を介して鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル２３が設けられている。このＲ軸テーブル２３は、図示しない回転駆動手段によってＺ軸回りに回転駆動するよう構成されている。

Ｒ軸テーブル２３の四隅にはスライド支柱２４１が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱２４１の上部には昇降テーブル２４が取り付けられ、スライド支柱２４１のスライドによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向に昇降自在に取り付けられる。さらに昇降テーブル２４およびＲ軸テーブル２３間にはボールねじ機構２４３が設けられており、このボールねじ機構２４３が駆動することによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。

昇降テーブル２４上にはＸ軸方向に沿って一対のメインコンベア２０が設けられている。このメインコンベア２０は、昇降テーブル２４が降下した状態においては、上流側端部および下流側端部が上記上流側コンベア１１の端部および下流側コンベア１２の端部にそれぞれ対向して配置される。

メインコンベア２０は、図１における右側のコンベアが昇降テーブル２４に固定され、左側のコンベアが不図示のボールねじ機構によって昇降テーブル２４に対してＹ軸方向に移動可能とされるとともに、基板Ｗの幅に合わせた位置に保持される。

図１〜５に示すように、昇降テーブル２４に設けられるクランプユニット３は、一対のメインコンベア２０の上方にＸ軸方向に沿って配置される一対の帯板状のクランプ片３１ａ，３１ｂを具備している。図１における右側のクランプ片３１ｂは、右側コンベアあるいは昇降テーブル２４に固定されるとともに、左側クランプ片３１ａは移動可能な左側コンベアに対し、不図示のエアシリンダなどの駆動手段によりＹ軸方向にスライド自在に取り付けられ、右側クランプ片３１ｂに対し接離自在に構成されている。

この図１における左側クランプ片３１ａが、Ｙ軸方向に沿って右側クランプ片３１ｂに対し接離する方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが開閉し、基板Ｗが保持／解除されるよう構成されている。

なお両クランプ片３１ａ，３１ｂの上面には、図示しない複数の吸引孔が設けられており、後述するようにクランプ片３１ａ，３１ｂ上にステンシル５１が重装された状態において、各吸引孔が負圧に設定されることにより、ステンシル５１がクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。

図１〜５に示すように昇降テーブル２４には、一対のメインコンベア２０間に対応し、スライド支柱２９１を介して上下方向に昇降自在にバックアップテーブル２９が設けられている。さらにこのバックアップテーブル２９および昇降テーブル２４間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってバックアップテーブル２９が昇降テーブル２４に対し上下方向に移動するよう構成されている。図５に示すようにこのバックアップテーブル２９の上面側には、マトリックス状に多数のピン装着孔（図示省略）が設けられており、所定のピン装着孔に、基板Ｗを支持するための複数のバックアップピン２９ａが垂直配置に挿着されている。そして、バックアップテーブル２９が上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗがバックアップピン２９ａ上に移載されて上方へ移動されるとともに、下降することによってバックアップピン２９ａ上の基板Ｗがメインコンベア２０側に移載されるよう構成されている。

図６はこの実施形態にかかる印刷装置各部の位置関係を表す概略斜視図である。

ステンシル保持ユニット５は、図５，６に示すように、印刷ステージ１０には、左右両側には、前後方向に沿うスキージ支持フレーム６３，６３が、支柱６０を介して固定的に設けられ、このフレーム６３，６３の内側にはステンシル支持台５２，５２が取り付けられている。このステンシル支持台５２上に、ハンダ塗布部分に開口部（パターン孔）を有するステンシル５１を水平配置で張り渡した状態で載置されるようになっている。左右のステンシル支持台５２上にはそれぞれ前後に２つずつステンシルクランプ５３が設けられており、このステンシルクランプ５３がエアシリンダなどの駆動手段（図示省略）によって駆動され、ステンシル５２の枠部をステンシル支持台５２に押え付けることによって、ステンシル５１をステンシル支持台５２上に固定するようになっている。

ステンシル保持ユニット５の上側に設けられるスキージユニット６は、印刷ステージ１０の左右両側に設けられた上記のスキージ支持フレーム６３，６３に支持されている。左右のスキージ支持フレーム６３，６３の上面にはそれぞれＹ軸方向に延びるスキージガイドレール６４，６４が設けられており、このスキージガイドレール６４，６４上をＹ軸方向に沿って移動自在な可動ビーム６５が、印刷ステージ１０の上方を跨ぐように設けられている。この可動ビーム６５には、一対のスキージ６１，６１がそれぞれ昇降自在に設けられたスキージホルダー６２が取り付けられている。

そして一方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向一方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリームハンダＳをＹ軸方向一方側に向けてローリング（混練）させつつ拡張できるとともに、他方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向他方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリームハンダＳをＹ軸方向他方側に向けてローリングさせつつ拡張できるよう構成されている。

図６，７に示すように、前記スキージ支持フレーム６３，６３の下面側にはＹ軸方向に延びる下側ガイドレール７４，７４が設けられて、この下側ガイドレール７４，７４に移動ビーム７５が、左右のスキージフレーム６３，６３間に架け渡されるように設けられている。この移動ビール７５は、下側ガイドレール７４，７４に沿ってＹ軸方向に移動可能になっており、その高さ位置は、降下状態の印刷ステージ１０とステンシル５１との間に設定されている。

スキージ支持フレーム６３，６３の両外側にはＹ軸方向に沿ってボールねじ７６，７６が設けられており、これら左右のボールねじ７６，７６がボールねじサーボモータ７６１，７６１によって回転駆動されることで、ボールねじ７６，７６にそれぞれ螺合するナット（図示省略）を介して移動ビーム７５がＹ軸方向に走行駆動されるようになっている。

移動ビーム７５には、そのＹ軸方向の一面側（後側）には、Ｘ軸方向に延びるクリーナー８が固定されており、移動ビーム７５のＹ軸方向への移動に伴って、クリーナー８が同方向に移動するよう構成されている。

クリーナー８は、ステンシル５１に対し進退して接離するクリーナーヘッド８１が設けられている。このクリーナーヘッド８１がステンシル５１の下面（印刷面）に接触した状態で、クリーナー８が移動ビーム７５の移動に伴ってＹ軸方向に移動することにより、クリーナーヘッド８１がステンシル５１の印刷面に摺接して清掃されるよう構成されている。

なおクリーナーヘッド８１は、ステンシル５１のＸ軸方向サイズに対応した長さを有しており、移動ビーム７５のＹ軸移動に伴って、ステンシル５１の印刷面全域を摺接するよう構成されている。

移動ビーム７５のＹ軸方向他面側（前側）にはビーム長さ方向（Ｘ軸方向）に沿って移動自在にスライダー７５１が設けられている。このスライダー７５１は図示しないサーボモータ（駆動手段）が駆動されることで、移動ビーム７５に沿ってＸ軸方向に走行駆動されるようになっている。

スライダー７５１には、カメラ付き移動部としてのカメラ付きユニット７が取り付けられており、スライダー７５１のＸ軸方向への移動に伴って、カメラ付きユニット７が同方向に移動するよう構成されている。従ってカメラ付きユニット７は、スライダー７５１のＸ軸移動および移動ビーム７５のＹ軸移動によって、Ｘ軸およびＹ軸方向（水平方向）に沿って移動できるようになっている。

カメラ付きユニット７は、ステンシル撮影カメラ７１、基板認識カメラ７２および印刷状態検査カメラ７３の３台のカメラと、バックアップピン挿脱機構７９とを有している。

ステンシル撮影カメラ７１は、たとえば照明を備えたＣＣＤカメラなどからなり、カメラ付きユニット７の上側に位置するステンシル５１を撮影できるように、上向きに設けられている。このステンシル撮影カメラ７１は、新たなステンシル５１が装着された場合などに、ステンシル５１に設けられた位置決めマークを撮影することによって、ステンシル位置検出用の撮影や、クリーナー８によってステンシル５１の清掃が行われた場合に、その清掃が正常に行われているかなど、清掃状態を確認するための撮影などを行うものである。

ステンシル撮影カメラ７１は、移動ビーム７５によるＸ軸方向移動と、スライダー７５１によるＹ軸方向移動とによるカメラ付きユニット７の移動に伴って、ＸＹ方向（水平方向）に自在に移動して、ステンシル５１の印刷面全域に対応する範囲内を移動できるよう構成されている。

基板認識カメラ７２は、たとえば照明を備えたＣＣＤカメラなどからなり、カメラ付きユニット７の下側に位置する基板Ｗを撮影できるように、下向きに設けられている。この基板認識カメラ７２は、ステンシル５１に対し位置合わせするために、印刷ステージ１０上の基板Ｗに設けられた位置マークなどを撮影することによって、基板位置検出用の撮影を行うようにしている。

基板認識カメラ７２は、カメラ付きユニット７の移動に伴って、水平面内を自在に移動して、印刷ステージ上の基板全域に対応する範囲内を移動できるよう構成されている。

印刷状態検査カメラ７３は、たとえば照明を備えたＣＣＤカメラなどからなり、カメラ付きユニット７の下側に位置する基板Ｗを撮影できるように、下向きに設けられている。この印刷状態検査カメラ７３は、基板Ｗに印刷されたクリームハンダＳが正常に塗布されているかなど、印刷状態を確認するための撮影を行うようにしている。

印刷状態検査カメラ７３は、上記と同様に、カメラ付きユニット７の移動に伴って、水平面内を自在に移動して、印刷ステージ上の基板全域に対応する範囲内を移動できるよう構成されている。

なお本実施形態においては、基板認識カメラ７２および印刷状態検査カメラ７３によって基板撮影カメラが構成されている。

バックアップピン挿脱機構７９は、上記バックアップテーブル２９上のバックアップピン２９ａを把持解除自在なチャック手段（図示省略）を有している。

さらにバックアップピン挿脱機構７９は、移動ビーム７５およびスライダー７５１の移動によるカメラ付きユニット７の移動に伴って、水平面内を自在に移動して、バックアップテーブル２９上におけるバックアップピン挿着領域（基板支持領域）の範囲内を移動できるよう構成されている。

また印刷ステージ１０の前部には、バックアップピン２９ａをストックするためのピンステーション７９１（図９等参照）が設けられており、バックアップピン挿脱機構７９は、移動ビーム７５およびスライダー７５１の移動によって、ピンステーション７９１にアクセスできるよう構成されている。

そしてバックアップピン挿脱機構７９によって、バックアップピン２９ａをバックアップテーブル２９上に追加したり、バックアップテーブル２９上の所定のバックアップピン２９ａを取り除いたり、バックアップテーブル２９上の所定のピン２９ａを、別の位置に付け替えたりすることができるようになっている。すなわちバックアップピン２９ａをバックアップテーブル２９上に追加する場合には、バックアップピン挿脱機構７９をピンステーション７９１まで移動させて、バックアップピン挿脱機構７９のチャック手段によって、バックアップピン２９ａを保持する。そしてその保持状態で、バックアップピン挿脱機構７９を、バンクアップテーブル２９上におけるピン追加位置まで移動させて、その位置にピン２９ａを挿着した後、ピン２９ａの保持を解除する。これにより新たなバックアップピン２９ａを追加することができる。さらにバックアップテーブル２９上の所定のピン２９ａを取り除く場合には、そのピン上にバックアップピン挿脱機構７９を移動させてそのピン２９ａを保持する。そしてその保持状態で、バックアップピン挿脱機構２９をピンステーション７９１まで移動させて、ピンステーション７９１にピン２９ａを挿着した後、ピン２９ａへの保持を解除することにより、バックアップテーブル２９上のバックアップピン２９ａを取り除いてピンステーション７９１に移動させることができる。またバックアップテーブル２９上の所定のピン２９ａを、別の位置に付け替える場合には、付け替え前のピン２９ａをピン挿脱機構２９によって保持して、付け替え予定位置まで移動させてそこに挿着させるものである。

こうしてバックアップピン挿脱機構７９によって、バックアップテーブル２９上におけるバックアップピン２９ａの配置や個数を必要に応じて適宜変更できるよう構成されている。

次に本実施形態において、カメラ付きユニット７およびクリーナー８の移動範囲について説明する。

まず図９に示すように、カメラ付きユニット７のステンシル撮影カメラ７１は、既述したようにステンシル５１の印刷面全域に対応して移動させる必要があり、また図９に示すように印刷中には印刷ステージ１０との干渉を避けるために印刷ステージ１０よりも後方に移動させて待避させておく必要があり、さらにオペレータによる保守点検などのために、図１０に示すように印刷面よりも手前まで移動させる必要がある。この移動が必要な範囲を図示すると、同図の破線で囲まれる移動必要範囲Ａ１で表示される。

またカメラ付きユニット７の基板撮影カメラ７２，７３は、既述したように基板Ｗに対応して移動させる必要があり、さらに後端の待避位置から前端の保守点検位置まで移動させる必要がある。ここで基板Ｗに対応する領域は、上記のステンシル５１の印刷面領域とほぼ同一に設定されるため、基板撮影カメラ７２，７３の移動が必要な範囲（移動必要範囲）は、上記と同様、図９，１０の移動必要範囲Ａ１に一致する。

さらにバックアップピン挿脱機構７９は、上記と同様、基板Ｗに対応する領域を含み、後端の待避位置（図９参照）から前端の保守点検位置（図１０参照）までの範囲内で移動させる必要があり、この移動が必要な範囲は、上記と同様、図９，１０の移動必要範囲Ａ１に一致する。

なおクリーナー８は、既述したようにステンシル５１の印刷面全域に移動させる必要があり、さらに後端の待避位置（図９参照）から前端の保守点検位置（図１０参照）まで移動させる必要があり、Ｙ軸方向については、上記移動必要範囲Ａ１と一致する。

ここでカメラ付きユニット７を移動必要範囲Ａ１の後端に移動させた状態では図８に示すように、クリーナー８は移動必要範囲Ａ１を逸脱して、その範囲Ａ１よりも後方に配置される。さらに図１１に示すように、カメラ付きユニット７の右側に配置される印刷状態検査カメラ７３を移動必要範囲Ａ１の左端に移動させた状態配では、カメラ付きユニット７の左側に配置されるバックアップピン挿脱機構７９は移動必要範囲Ａ１を逸脱して、その範囲Ａ１よりも左方に配置される。逆に図１２に示すように、カメラ付きユニット左側のバックアップピン挿脱機構７９を移動必要範囲Ａ１の右端に移動させた状態では、カメラ付きユニット右側の印刷状態検査カメラ７３は移動必要範囲Ａ１から右方に逸脱して配置される。また図１０に示すように、クリーナー８を保守点検のために移動必要範囲Ａ１の前端に移動させた状態では、クリーナー８の前方に配置されるカメラ付きユニット７は、移動必要範囲Ａ１から前方に逸脱して配置される。

このようにカメラ付きユニット７およびクリーナー８は、移動必要範囲Ａ１よりも一回り大きい範囲を移動できるようになっており、この移動できる範囲を、図９〜１２において破線で囲まれる移動可能範囲Ａ２で表示している。

本実施形態においては、移動可能範囲Ａ２における移動必要範囲Ａ１の外側に、具体的には装置手前の両側に、上記したように、スキージ保持ユニット５、ステンシル保持ユニット６、カメラ付きユニット７などを支持する支柱６０が配置されている。このように本実施形態では、カメラ付きユニット７の移動可能範囲Ａ２内に支柱６０が配置されており、見かけ上、カメラ付きユニット７が支柱６０に干渉する可能性があるものの、実際には後に詳述する迂回移動手段によって、カメラ付きユニット７が支柱６０に干渉するのを確実に防止できるよう構成されている。

図８はこの印刷装置の制御系を示すブロック図である。同図に示すように、この装置においては、装置全体の動作を制御する制御手段としてのＣＰＵ１００が設けられている。

ＣＰＵ１００は、モータ駆動部１０１およびモータ駆動回路１１１を介して各種サーボモータの駆動を制御する。制御されるモータ駆動部としてはたとえば、カメラ７１〜７３などのカメラ付きユニット７やクリーナー８を移動させるためのサーボモータ７６１などのほか、各コンベア１１，１２，２０の移動用サーボモータ、各テーブル２１，２２，２３，２４，２９の移動用サーボモータなどがある。

さらにＣＰＵ１００は、Ｉ／Ｏ処理部１０２およびＩ／Ｏ駆動回路１１２を介して、各種シリンダなどの各種アクチュエータの駆動を制御するとともに、各種センサからの情報を取得してその情報を処理する。

またＣＰＵ１００は、画像処理部１０３および画像処理回路１１３を介して各カメラ７１〜７３から画像情報を取得してその画像情報を処理する。さらにＣＰＵ１００は、プログラム処理部１０４を介してプログラム記憶部１１４からプログラム情報を取得するとともに、入力装置制御部１０６を介してキーボードなどの各種入力装置から入力情報を取得し、これらの情報を処理し、さらに画像表示出力部１０５を介して、所定の情報をモニターなどの画像表示装置１１５上に表示するようにしている。

さらにＣＰＵ１００は、カメラ付きユニット７の初期位置を基準にして、カメラ付きユニット７を移動させるためのサーボモータ７６１の回転数データなどの情報に基づき、Ｘ軸およびＹ軸方向の移動量を計測することによって、カメラ付きユニット７の位置（現在位置）を把握することができる。さらにＣＰＵ１００は、カメラ付きユニット干渉判定部１０７を介して、カメラ７１〜７３などのカメラ付きユニット７が移動する際に、現在位置と、目標位置と、干渉物（支柱６０）の位置との関係から、後に詳述するように、カメラ付きユニット７が支柱６０と干渉するか否かを事前に判定する。さらにその判定結果に基づいて、カメラ付きユニット７を、支柱６０との干渉を回避して、目的位置まで移動させるようにしている。ここで本実施形態においては、ＣＰＵ１００、モータ駆動部１０１、モータ駆動回路１１１、カメラ付きユニット干渉判定部１０７などによって、移動制御手段が構成されている。さらにこの移動制御手段に、迂回移動手段と、直進移動手段とが含まれるものである。

本実施形態の印刷装置において、ＣＰＵ１００は、キーボードなどの入力手段からの指令に応答して作動し、以下の動作が自動的に行われる。

まず上流側コンベア１１からプリント基板Ｗがメインコンベア２０に搬入され、その基板Ｗがメインコンベア２０によって所定位置まで搬送される（図１３のステップＳ１）。

続いてバックアップテーブル２９が上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗがバックアップピン２９ａに支持され、さらに基板Ｗの上面高さ位置がクランプ片３１ａ，３１ｂの上面高さ位置とほぼ一致した状態で、クランプ片３１ａ，３１ｂが閉じて、基板Ｗがクランプ片３１ａ，３１ｂに挟み込まれて保持される（ステップＳ２）。

次に基板認識カメラ７２により基板Ｗに形成されたマークを撮影することによって、印刷ステージ１０上に固定された状態での基板Ｗの位置や基板Ｗの種類が認識される（ステップＳ３）。詳述すると図１４に示すように、認識回数（撮影回数）のカウンタがクリアされて（ステップＳ３１）、ＣＰＵ１００によって基板Ｗ上における最初に認識すべきマークの位置が取得される（ステップＳ３２）。続いてその認識位置（撮影位置）まで、基板認識カメラ７２が移動する（ステップＳ３３）。

なお既述したように、基板認識カメラ７２は、それ単独で移動するものではなく、カメラ付きユニット７が移動することによって、他のカメラ７１，７３およびバックアップピン挿脱機構９とともにＸ軸およびＹ軸方向に一体に移動し、さらにＹ軸方向についてはクリーナー８も含めて一体に移動するものである。

続いてマークが撮影されてマークの認識が行われる（ステップＳ３４）。そしてマークの認識に失敗して、マークが認識されなかった場合には（ステップＳ３５でＮＯ）、認識エラーとなり、装置動作（印刷動作）が停止されて（ステップＳ３８）、必要に応じてモニターなどにエラー表示されたり、警告音が発生する。

またマークが正確に認識されると（ステップＳ３５でＹＥＳ）、認識回数が１つ繰り上げられ（ステップＳ３６）、上記と同様に次のマークの認識が行われる（ステップＳ３７でＮＯ、Ｓ３２〜Ｓ３６）。こうして基板Ｗの全てのマークの認識が完了すると（ステップＳ３７でＹＥＳ）、基板Ｗの位置が正確に把握される。

ここで本実施形態において、基板認識カメラ７２による認識処理時（ステップＳ３）にカメラ付きユニット７を移動させる場合には、図１５に示す移動制御処理に従って移動するものである。まずＣＰＵ１００によって、カメラ付きユニット７の現在位置と、目標位置（次に撮影する位置）とが取得される（ステップＳ１０１）。

次にＣＰＵ１００によって、現在位置と、目標位置とを結ぶ直線が求められて、この直線上に干渉物としての支柱６０が配置されるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。

なおカメラ付きユニット７の位置を求める場合、カメラ付きユニット７の基準点Ｐｓ（図９等参照）の位置を基準に現在位置や目標位置を計測して両位置を結ぶ直線を求めている。この場合、この直線は面積を持たない線分として通常は扱われるが、本実施形態において両位置を結ぶ直線はカメラ付きユニットの大きさに対応する面積を有するものとして扱われる。つまり本実施形態において、両位置を結ぶ直線上に支柱６０が配置される場合とは、その直線上に沿ってカメラ付きユニット７が平行移動した際に、平面視においてカメラ付きユニット７の少なくとも一部が、支柱６０に干渉する場合（重なり合う場合）である。また本実施形態において両位置を結ぶ直線上に支柱６０が配置されない場合とは、その直線上をカメラ付きユニットが平行移動した際に、カメラ付きユニット７が支柱６０に干渉しない場合（重なり合わない場合）である。

図１７に示すように、現在位置Ｐ１と目標位置Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ上に支柱６０が配置されないと判定された場合には（図１５のステップＳ１０２でＮＯ）、直線Ｌ上の最短経路（直進経路）Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７が現在位置Ｐ１から目標位置Ｐ２まで移動する（ステップＳ１０３）。

また図１８に示すように、現在位置Ｐ１と目標位置Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ上に支柱６０が配置される場合には（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、カメラ付きユニット７が支柱６０との干渉を回避するように、支柱６０を迂回する迂回経路Ｑ２に沿って現在位置Ｐ１から目標位置Ｐ２まで移動する（ステップＳ１０４）。

なお本実施形態において、迂回経路Ｑ２の求め方は特に限定されるものではないが、たとえば、支柱６０との干渉を回避でき、かつ２本の直線からなる折れ線状の経路の中から、最も距離の短い経路を、迂回経路Ｑ２として特定する方法などを採用できる。

また本発明においては、迂回経路Ｑ２の構成は特に限定されるものではなく、３本以上の直線からなる折れ線状の経路や、曲線状の経路や、折れ線および曲線を組み合わせた経路によって構成するようにしても良い。

上記基板撮影（図１３のステップＳ３）によって基板Ｗの位置が認識された後は、ステンシル撮影カメラ７１によりステンシル５１に形成されたマークを撮影することによって、ステンシル５１の種類や位置が認識される（ステップＳ４）。詳述すると図１６に示すように、認識回数（撮影回数）のカウンタがクリアされて（ステップＳ４１）、ＣＰＵ１００によってステンシル５１上における最初に認識すべきマークの位置が取得される（ステップＳ４２）。続いてその認識位置（撮影位置）まで、ステンシル撮影カメラ７１が移動する（ステップＳ４３）。

なおこのカメラ移動においても、上記図１５，１７，１８のカメラ移動制御処理と同様に行われる。すなわち現在位置および目標位置が取得され（ステップＳ１０１）、両位置を結ぶ直線上に干渉物（支柱６０）が配置されない場合には（ステップＳ１０２でＮＯ）、その直線上の最短経路Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７が移動する一方（ステップＳ１０３）、両位置を結ぶ直線上に干渉物が配置される場合には（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、干渉物を回避する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７が移動する。

カメラ移動が完了すると（図１６ステップＳ４３）、カメラ７１によってマークが撮影されてマークが認識が開始される（ステップＳ４４）。そしてマークの認識に失敗して、マークが認識されなかった場合には（ステップＳ４５でＮＯ）、認識エラーとなり、動作が停止されて（ステップＳ４８）、必要に応じてエラー表示などが行われる。

またマークが正確に認識されると（ステップＳ４５でＹＥＳ）、カウント数が１つ繰り上げられて（ステップＳ４６）、上記と同様に次のマークの認識が行われる（ステップＳ４７でＮＯ、Ｓ４２〜Ｓ４６）。こうしてステンシル５１の全てのマークの認識が完了すると（ステップＳ４７でＹＥＳ）、ステンシル５１の位置が正確に把握される。

なおステンシルマークの認識は（図１３のステップＳ４）、通常、新たなステンシル５１が設置された場合に行われるものであり、一つの種類のステンシル５１に対し一度だけ行われる。

上記ステンシル撮影（図１３のステップＳ４）によってステンシルマークが認識されると、昇降テーブル２４が少量上昇して、メインコンベア２０が両側コンベア１１，１２の上方に抜け出したところで、必要に応じて、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２２およびＲ軸テーブル２３が適宜、Ｙ軸、Ｘ軸およびＲ軸方向に移動し、基板Ｗのステンシル５１に対する水平方向の位置が微調整される。その後、昇降テーブル２４が上昇して、基板Ｗの上面がステンシル５１の下面に重ね合わされるように重装される（ステップＳ５）。

その後、スキージユニット６の一方側スキージ６１が降下して、ステンシル５１上に沿ってＹ軸方向に移動することにより、ステンシル５１上に供給されたペーストとしてのクリームハンダＳが拡張されて、クリームハンダＳがステンシル５１のパターン孔を介して基板Ｗの所定位置に印刷（塗布）される（ステップＳ６）。

なお本実施形態においては、印刷処理される基板Ｗ毎に、一方側および他方側スキージ６１，６１を交互に用いるものである。すなわち一方側スキージ６１を一端側のエリアから印刷エリアに向けて摺動させる一方側移動の印刷処理と、他方側スキージ６１を他端側のエリアから印刷エリアに向けて摺動させる他方側移動の印刷処理とが、処理される基板Ｗ毎に交互に行われる。

基板ＷにクリームハンダＳが塗布された後、昇降テーブル２４が降下して基板Ｗがステンシル５１から離脱して版離れする（ステップＳ７）。

続いて印刷状態検査カメラ７３により基板Ｗが撮影されて、印刷状態が確認される（ステップＳ８）。すなわちカメラ付きユニット７の移動によって、印刷状態検査カメラ７３が、基板Ｗ上における最初に確認すべき位置まで移動して、その位置が撮影されて印刷状態が確認される。以下同様にして、カメラ７３が次に確認すべき位置まで移動して、その位置が撮影されて印刷状態が確認される。こうして基板Ｗ上における所望の複数位置で印刷状態が確認される。

本実施形態では、この印刷状態確認処理のカメラ移動においても、上記図１５，１７，１８のカメラ移動制御処理と同様に行われる。すなわち現在位置および目標位置が取得され（ステップＳ１０１）、両位置を結ぶ直線上に干渉物（支柱６０）が配置されない場合には（ステップＳ１０２でＮＯ）、その直線上の最短経路Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７が移動する一方（ステップＳ１０３）、両位置を結ぶ直線上に干渉物が配置される場合には（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、干渉物を回避する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７が移動する。

この印刷状態確認処理において、印刷状態の確認が正確に行われなかった場合には、印刷状態確認エラーとなり、たとえば装置動作（印刷動作）が停止されて、モニターなどにエラー表示されたり、警告音が発生する。

なお本実施形態においては、基板位置を認識するカメラ７２と、印刷状態を確認するカメラ７３とを別々に設けるようにしているが、本発明においては、これら２台のカメラを１台のカメラで兼用するようにしても良い。

印刷状態が確認されると（ステップＳ８）、基板Ｗの水平位置が元の位置に戻されて、昇降テーブル２４が降下すると同時に、クランプ片３１ａ，３１ｂが開放されて基板Ｗへの保持が解除される（ステップＳ９）。そして昇降テーブル２４が初期の降下位置まで降下しつつ、バックアップテーブル２９が降下して、バックアップテーブル２９上から基板Ｗがメインコンベア２０に移載される。

その後、基板Ｗがメインコンベア２０から下流側コンベア１２に受け渡されて、その下流側コンベア１２によって所定箇所に搬出される（ステップＳ１０）。

次にステンシル５１のクリーニング処理が行われる（ステップＳ１１）。すなわち移動ビーム７５の移動によって、クリーナー８がステンシル５１の後端位置まで移動し、クリーナーヘッド８１が上昇してステンシル５１の下面に当接する。その状態でクリーナー８がステンシル５１が前方へ移動し、前端位置で折り返して後端位置に戻ることにより、ステンシル５１が清掃される。

クリーニング処理が完了すると、クリーニングが正常に行われているか否かが確認される。すなわちステンシル撮影カメラ７１が、ステンシル５１における最初に確認すべき位置まで移動して、その位置が撮影されて汚れ具合などの清掃状態が確認される。以下同様にして、カメラ７１が次に確認すべき位置まで移動して、その位置が撮影されて清掃状態が確認される。こうしてステンシル５１における所望の複数位置で清掃状態が確認される。なお清掃状態が不良の場合には再度、クリーニングが行われることになる。

この清掃状態確認処理のカメラ移動においても、上記図１５，１７，１８のカメラ移動制御処理と同様に行われて、現在位置および目標位置を結ぶ直線上に干渉物が配置されない場合には、その直線上の最短経路Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７が移動する一方、両位置を結ぶ直線上に干渉物が配置される場合には、干渉物を回避する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７が移動するものである。

なお本実施形態においては、ステンシル位置認識用カメラ７１を、ステンシル５１の清掃状態確認用のカメラとして利用するものであるが、それだけに限られず、本発明においては、ステンシル位置確認用カメラと、ステンシル清掃状態確認用カメラとを別々に設けるようにしても良い。

クリーニング処理（ステップＳ１１）が完了した後、バックアップテーブル２９におけるバックアップピン２９ａの挿着配置状態を変更する場合たとえば、次回から異なる形状や大きさの基板Ｗが処理される場合などには、パックアップピン２９ａの挿脱処理が行われる（ステップＳ１２）。

バックアップピン２９ａの挿脱処理においては、上記したように、バックアップテーブル２９にピンステーション７９１からバックアップピン２９ａを追加したり、バックアップテーブル２９上の所定のバックアップピン２９ａを取り除いてピンステーション７９１に移載させり、バックアップテーブル２９上で所定のピン２９ａを別の位置に付け替えたりするものである。

なお本実施形態では、このバックアップピン挿脱処理におけるバックアップピン挿脱機構７９の移動（カメラ付きユニットの移動）においても、上記図１５，１７，１８のカメラ付きユニット移動制御処理と同様に行われる。すなわち現在位置および目標位置を結ぶ直線上に干渉物が配置されない場合には、その直線上の最短経路Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７が移動する一方、両位置を結ぶ直線上に干渉物が配置される場合には、干渉物を回避する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７が移動するものである。

ところで、本実施形態においては、カメラ７１〜７３、バックアップピン挿脱機構７９や、クリーナー８を点検するために、装置稼働を一旦停止させて、カメラ付きユニット７を前方に移動させる場合にも、上記の移動制御処理が実行されるものである。つまりこの移動時にも、現在位置と目標位置とを結ぶ直線上に干渉物が存在する場合には、その干渉物を迂回する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７が移動するように構成されている。

以上のように本実施形態の印刷装置によれば、カメラ付きユニット７の移動可能範囲Ａ２内にも、支柱６０などの装置構成部品を配置するものであるため、移動可能範囲Ａ２の外側に支柱６０などを配置する従来のものと比較して、支柱６０などの構成部品を効率良く配置できて、装置の小型化を図ることができる。特に大きいサイズの基板Ｗを処理できるように、移動可能範囲Ａ２を拡大したとしても、装置の大型化を確実に防止でき、ひいては実装ライン全体の省スペース化を図ることできる。

参考までに、従来の印刷装置においては図１９に示すように、移動可能範囲Ａ２内に、支柱などの干渉物が一切配置されることがなく、移動可能範囲Ａ２の外側に支柱６０などを配置するのが通例であり、この従来装置では、図１７，１８の本実施形態の印刷装置と比較して、装置の大型化を来してしまう。なお発明の理解を容易にするため、図１９においては、本実施形態の装置に相当する部分には、同一の参照符号を付与している。

また本実施形態の印刷装置によれば、カメラ付きユニット７を移動させる際に、現在位置Ｐ１と目標位置Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ上に支柱６０が存在しない場合には、その直線Ｌ上の最短経路Ｑ１に沿ってカメラ付きユニット７を移動させるものであるため、カメラ付きユニット７の移動を効率良く迅速に行うことができ、生産効率を向上させることができる。しかも現在位置Ｐ１と目標位置Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ上に支柱６０が存在する場合には、支柱６０との干渉を回避するように、支柱６０を迂回する迂回経路Ｑ２に沿ってカメラ付きユニット７を移動させるものであるため、カメラ付きユニット７が支柱６０に干渉するような不具合を確実に防止でき、十分に満足な動作信頼性を確保することができる。

また本実施形態においては、カメラ付きユニット７に、３台のカメラ７１〜７３およびバックアップピン挿脱機構７９を取り付けて、これらを１つの移動手段（移動ビーム７５、スライダー７５１）によって所定範囲内を移動させるようにしているため、カメラ７１〜７３およびピン挿脱機構７９をそれぞれ別々の移動手段によって移動させる場合と比較して、構成部品を削減できて、装置の簡素化および小型軽量化を図ることができる。

さらに本実施形態においては、クリーナー８の移動手段（移動ビーム７５）もカメラ付きユニット７の移動手段と兼用するようにしているため、部品点数をより一層削減できて、より一層の簡素化および小型軽量化を図ることができる。

なお上記実施形態においては、カメラ付きユニット７に、３台のカメラ７１〜７３と、バックアップピン挿脱機構７９とを装着する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、カメラ付きユニット７には、少なくとも１台以上のカメラが装着されていれば良く、バックアップピン挿脱機構などが設けられていなくとも良い。さらにカメラ付きユニット７に、カメラやバックアップピン挿脱機構以外の部品が装着されていても良い。

また上記実施形態においては、基板を支持する機構として、ピンタイプのものを用いるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、支持機構として、平坦なテーブルタイプのものを用いても良い。

この発明の一実施形態にかかる印刷装置の側面図である。 上記印刷装置を示す正面図である。 上記印刷装置を概略的に示す平面図である。 上記印刷装置における主要部を示す斜視図である。 上記印刷装置におけるクランプユニット周辺を示す側面図である。 上記印刷装置における各部の位置関係を表す概略斜視図である。 上記印刷装置のカメラ付きユニットおよびクリーナーを示す斜視図である。 上記印刷装置の制御系を示すブロック図である。 上記印刷装置においてカメラ付きユニットを後端に移動した状態の平面図である。 上記印刷装置においてカメラ付きユニットを前端に移動した状態の平面図である。 上記印刷装置においてカメラ付きユニットを左端に移動した状態の平面図である。 上記印刷装置においてカメラ付きユニットを右端に移動した状態の平面図である。 上記印刷装置の動作を示すフローチャートである。 上記印刷装置における基板マーク認識動作を示すフローチャートである。 上記印刷装置におけるカメラ付きユニットの移動制御動作を示すフローチャートである。 上記印刷装置におけるステンシルマーク認識動作を示すフローチャートである。 上記印刷装置におけるカメラ付きユニット直進移動時の動作を示す概略平面図である。 上記印刷装置におけるカメラ付きユニット迂回移動時の動作を示す概略平面図である。 従来の印刷装置を示す概略平面図である。

符号の説明

７ カメラ付きユニット（カメラ付き移動部）
７１〜７３ カメラ
７９ バックアップピン挿脱機構
１０ 印刷ステージ
２９ａ バックアップピン
５１ ステンシル
６０ 支柱（干渉物）
Ａ２ 移動可能範囲
Ｌ 直線
Ｐ１ 現在位置
Ｐ２ 目標位置
Ｑ１ 最短経路（直進経路）
Ｑ２ 迂回経路
Ｓ クリームハンダ（ペースト）
Ｗ プリント基板

Claims (5)

1. 基板にステンシルを介してペーストを塗布するようにした印刷装置であって、
   装置内で撮影を行うためのカメラを有するカメラ付き移動部と、
   前記カメラ付き移動部を所定の移動可能範囲内で移動させる移動手段と、
   前記カメラ付き移動部を前記移動手段によって現在位置から目標位置に移動させる際に、両位置を結ぶ直線上に、印刷装置に設けられた干渉物が存在する場合、その干渉物との干渉を回避するように、干渉物を迂回する迂回経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させる迂回移動手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 両位置を結ぶ直線上に干渉物が存在しない場合、その直線上の最短経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させる直進移動手段をさらに備えた請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記カメラ付き移動部は、基板を撮影するための基板撮影カメラと、ステンシルを撮影するためのステンシル撮影カメラと、を有する請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 基板が配置される印刷ステージに、基板支持用のバックアップピンが設けられ、
   前記バックアップピンを前記印刷ステージに対し挿脱するバックアップピン挿脱機構が、前記カメラ付き移動部に設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。
5. 基板にペーストを塗布するようにした印刷装置において、装置内で撮影を行うためのカメラを有するカメラ付き移動部を移動させる方法であって、
   前記カメラ付き移動部を所定の移動可能範囲内において現在位置から目標位置に移動させる際に、両位置間を結ぶ直線上に、印刷装置に設けられた干渉物が存在する場合、その干渉物との干渉を回避するように、干渉物を迂回する迂回経路に沿って前記カメラ付き移動部を移動させるようにしたことを特徴とする印刷装置のカメラ移動方法。
   

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