JP5081967B2 - スクリーンマスクの計測装置および印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーンマスクの計測装置および印刷装置に関し、特に、スクリーンマスクを撮像する撮像部を備えたスクリーンマスクの計測装置および印刷装置に関する。

従来、スクリーンマスクを撮像する撮像部を備えた印刷装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、電子部品が実装される基板にマスクを介して半田ペーストを印刷する機構を備えたスクリーン印刷装置が開示されている。この印刷装置には、スクリーンマスクの上方にマスクと平行な水平面内を移動するカメラが設けられている。また、シート状のスクリーンマスクは、外縁部が枠状のホルダ部材に貼り付けられており、マスクを水平に配置した状態でホルダ部材が装置本体の台座部に固定されている。そして、カメラを使用してスクリーンマスク上を走査しながらマスクの表面を撮像することにより、マスクが有する開口部の形状を計測することが可能に構成されている。

ここで、一般的には、カメラからスクリーンマスク上面までの距離は、水平面内における撮像領域に関係なく略一定であることを前提として印刷装置は構成されている。したがって、マスクの表面を撮像するマスクスキャン中は、装置本体側に設定されているカメラ縮尺（カメラスケール）には、一定値が用いられる。これにより、全ての画像データに同じ倍率（縮尺率）を適用してデータ変換を行い開口部の実寸法を算出する処理が行われる。

特開２００４−７９７８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のスクリーン印刷装置では、ホルダ部材が装置本体の台座部に固定されるため、枠状のホルダ部材に貼り付けられたマスクには、マスク自身の自重に起因して外縁部よりも内側の部分に局所的な撓み（反り）が発生する場合があると考えられる。この場合、カメラからマスク上面までの距離は、マスクの撓み（反り）のために一定にはならず、ばらつく。この場合に、カメラ縮尺に一定値を用いた場合には、より遠くに写る開口部も、より近くに写る開口部も、同じ倍率で寸法値へと変換されてしまうため、開口部の寸法を正確に計測することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、開口部の寸法を正確に計測することが可能なスクリーンマスクの計測装置および印刷装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるスクリーンマスクの計測装置は、スクリーンマスクの表面を撮像して画像を取得する撮像部と、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離をスクリーンマスクの撓み変形に応じて測定する測定部と、測定部により測定された距離に基づいて、撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部とを備える。

この発明の第１の局面によるスクリーンマスクの計測装置では、上記のように、測定部により測定された距離に基づいて、撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部を備えることによって、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離がスクリーンマスクに生じる撓み（反り）の範囲内でどのような長さであっても、その距離に応じて調整された換算係数を用いて撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算することができる。これにより、撮像された画像に含まれるスクリーンマスクが有する開口部の寸法を正確に計測することができる。

上記第１の局面によるスクリーンマスクの計測装置において、好ましくは、換算係数は、撮像部と被写体との距離が基準距離で撮像された画像に基づくデータをもとに被写体の実寸法を換算する基準換算係数を含み、制御部は、測定部により測定された距離および基準換算係数に基づいて換算係数を調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、調整される換算係数を、基準換算係数に関連付けて容易に導出することができる。

上記換算係数が基準換算係数を含む構成において、好ましくは、換算係数は、測定部により測定された距離および基準換算係数に基づいて調整された調整換算係数をさらに含み、調整換算係数は、基準換算係数と、基準距離と撮像部から撮像中のスクリーンマスクの表面までの距離との差分に補正係数を乗じて得られる調整値との和として規定されている。このように構成すれば、調整換算係数を基準換算係数と調整値との和（調整値がマイナスの値の場合を含む）として規定することができる。これにより、数式上も簡単な表現（表記）を用いて制御プログラムを記述することができるので、制御プログラムが複雑になるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、補正係数は、予め定められた互いに異なる複数の参照距離間の差分と、複数の参照距離の各々に対応して予め設定された参照換算係数間の差分との比として定められた定数である。このように構成すれば、調整換算係数を求めるための調整値を、比例定数である補正係数を用いた関数の状態で規定することができるので、測定された距離に対する調整値を膨大な数表データなどを参照して数値的に求める場合と異なり、制御プログラムを構成するデータ量を軽減することができる。

上記第１の局面によるスクリーンマスクの計測装置において、好ましくは、スクリーンマスクを固定する固定部をさらに備え、撮像部は、スクリーンマスクの表面に沿って複数の撮像位置に移動して複数の撮像領域を撮像可能に構成されており、制御部は、固定部から離間したスクリーンマスクの少なくとも略中央部に対応する撮像位置での撮像領域において、撮像部から撮像中のスクリーンマスクの表面までの距離に基づいて換算係数を調整する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、スクリーンマスクは、固定部の近傍領域よりも固定部から離間したマスク中央部での撓み（反り）がより顕著となるので、撓み（反り）の大きな領域に対応する撮像領域において確実に換算係数を調整することができる。これにより、撓み（反り）の大きな領域に形成されている開口部の正確な実寸法を得ることができる。

上記撮像部がスクリーンマスクの表面に沿って複数の撮像位置に移動して複数の撮像領域を撮像可能である構成において、好ましくは、制御部は、スクリーンマスク上に設定された複数の撮像領域の各々において、撮像部から撮像中のスクリーンマスクの表面までの距離に基づいて換算係数を調整することにより、撮像部が撮像領域毎に撮像した画像に基づくデータ実寸法を得る制御を行うように構成されている。このように構成すれば、個々の撮像領域で撮像された画像毎に個別に換算係数の調整を行うことができる。これにより、スクリーンマスクの略中央部のみならず、撮像領域の全体に亘って開口部の実寸法を正確に計測することができる。

上記撮像部が撮像領域毎に撮像した画像の実寸法を得る制御を制御部が行う構成において、好ましくは、制御部は、１つの撮像領域において、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離を測定した後、スクリーンマスクの表面を撮像するとともに、測定された距離に基づいて換算係数を調整して撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する一連の処理を行うとともに、各々の撮像領域において、一連の処理を繰り返す制御を行うように構成されている。このように構成すれば、１つの撮像領域において、距離の測定から撮像された画像の実寸法への換算処理までの一連のデータ処理を完結させることができる。これにより、個々の撮像領域における開口部の実寸法をより迅速に得ることができる。また、撮像領域毎に一連の処理を繰り返すことによって、スクリーンマスク上の一度の一筆書き状の走査（スキャン動作）により、スクリーンマスク全体の開口部の実寸法を計測することができる。これにより、スキャニング時の撮像部および測定部の無駄な動きを減らせることができる分、マスクスキャンの時間短縮を図ることができる。

上記撮像部がスクリーンマスクの表面に沿って複数の撮像位置に移動して複数の撮像領域を撮像可能である構成において、好ましくは、制御部は、複数の撮像領域のうちの第１撮像領域で撮像された第１画像と、第１撮像領域に隣接する第２撮像領域で撮像された第２画像との一部がオーバラップするように撮像部を移動させる制御を行うように構成されている。このように、第１撮像領域と第２撮像領域とで、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離が異なる場合には、第１画像と第２画像とに写り込む被写体の大きさが異なる（撮像部により近く配置された被写体ほど画像に写り込む範囲が狭められる）ことにに起因して、各々の画像を平面的に繋げても画像の外縁部において被写体が連続的に撮像されない不都合が生じる。この点において、制御部により第１画像と第２画像との一部が重なるように撮像されるので、上記した「撮像もれ」をなくすことができる。その結果、撮像領域の全体に亘って開口部の実寸法が正確に計測された結果を得ることができる。

上記第１の局面によるスクリーンマスクの計測装置において、好ましくは、撮像部が取り付けられ、スクリーンマスクの表面に沿って移動可能なヘッド部をさらに備え、測定部は、ヘッド部に固定されることにより、撮像部と一体的に移動した状態で撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離を測定するように構成されている。このように構成すれば、撮像部と測定部との相互の位置関係を維持した状態で撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離を測定することができる。これにより、撮像部がスクリーンマスク上をどのような撮像位置に移動して撮像を行っても、撮像部と測定部とを同じ条件で機能させることができるので、調整される換算係数の精度を、異なる撮像位置に関係なく均一化することができる。

上記ヘッド部をさらに備える構成において、好ましくは、測定部は、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光により対象物の一点を指し示すレーザポインタ、または、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を線状に照射するラインレーザを含み、測定部は、撮像部が撮像するレーザポインタまたはラインレーザから出射されたレーザ光のスクリーンマスク上の照射点位置に基づいて、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離を測定するように構成されている。このように構成すれば、元来、マスクスキャン時やフィデューシャルマーク検出時に使用することを目的として設けられた撮像部に加えて、比較的構成が簡素なレーザポインタまたはラインレーザを追加するだけで、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離を精度よく測定することができる。

この場合、好ましくは、撮像部の光軸は、スクリーンマスクにおける撮像部が撮像する撮像領域の略中央部に配置されており、レーザポインタまたはラインレーザは、レーザポインタまたはラインレーザから出射されるレーザ光が、撮像領域に対応するスクリーンマスクの表面の中央部近傍に照射されるようにヘッド部に固定されている。このように構成すれば、撮像領域のうちの被写体の形状が最も正確に撮像される中央部において、撮像部からスクリーンマスクの表面までの光軸に沿った距離を精度よく求めることができる。したがって、より正確に測定された距離を用いて換算係数が得られる分、スクリーンマスクが有する開口部の寸法をより正確に計測することができる。

この発明の第２の局面における印刷装置は、スクリーンマスクを固定する固定部と、スクリーンマスクの表面を撮像して画像を取得する撮像部と、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離をスクリーンマスクの撓み変形に応じて測定する測定部と、撮像部により表面を撮像するマスクスキャン動作を行う際に、測定部により測定された距離に基づいて、撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部とを備える。

この発明の第２の局面による印刷装置では、上記のように、測定部により測定された距離に基づいて、撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部を備えることによって、撮像部からスクリーンマスクの表面までの距離がスクリーンマスクに生じる撓み（反り）の範囲内でどのような長さであっても、その距離に応じて調整された換算係数を用いて撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算することができる。これにより、スクリーンマスクが有する開口部の寸法を正確に計測する機能を兼ね備えた印刷装置を実現することができる。

本発明の一実施形態による印刷装置の構成を示した斜視図である。 図１における印刷装置をＸ１方向に沿って見た場合の側面図である。 図１に示した印刷装置の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による印刷装置においてマスクスキャンを行う際のカメラ縮尺について説明するための図である。 本発明の一実施形態による印刷装置において撮像部からスクリーンマスクの上面までの距離を計測する際の測定原理を説明するための図である。 本発明の一実施形態による印刷装置においてカメラ縮尺を算出する際の補正係数の導出過程を説明するための図である。 本発明の一実施形態による印刷装置におけるマスクスキャンを行う順序について示した図である。 本発明の一実施形態による印刷装置におけるマスクスキャンを行う際の詳細な構成について示した図である。 本発明の一実施形態による印刷装置においてマスクスキャンを行う際の処理フローを説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態の変形例による印刷装置の構造を示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による印刷装置１００の構造について説明する。

本発明の一実施形態による印刷装置１００は、図１に示すように、基台１０と、基台１０上に設けられ、プリント基板（配線基板）１５０を搬送する基板搬送部２０と、基板搬送部２０の上方（Ｚ１側）に設けられ、プリント基板１５０に対して半田の印刷を行う印刷部３０とを備えている。また、図３に示すように、この印刷装置１００には、以下に説明する各部の動作制御を行うために、ＣＰＵと基板回路とにより構成された制御部８５が装置本体に内蔵されている。

基板搬送部２０は、図１および図２に示すように、印刷前のプリント基板１５０の搬入を行う一対のコンベア２１と、印刷後のプリント基板１５０の搬出を行う一対のコンベア２２と、コンベア２１および２２の間に設けられた基板位置決め昇降装置７０とを含んでいる。基板位置決め昇降装置７０は、プリント基板１５０を保持した状態のコンベア７５を昇降する機能と、プリント基板１５０をマスクプレート９０の下面に当接する印刷位置Ｐ（図２参照）に配置する機能とを有している。また、コンベア２１および２２は、基台１０上を基板搬送方向（Ｘ方向）に延びるように設けられている。なお、マスクプレート９０は、本発明の「スクリーンマスク」の一例である。

また、基板位置決め昇降装置７０は、Ｙ軸テーブル７１と、Ｘ軸テーブル７２と、Ｒ軸テーブル７３と、Ｚ軸テーブル７４とを含んでいる。これにより、プリント基板１５０は、基板搬送方向（Ｘ方向）、印刷方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）および水平面内での回転方向（Ｒ方向）に自在に移動されるように構成されている。

また、図２に示すように、基台１０上にはＹ方向に延びるレール７１ａが設けられている。また、Ｙ軸テーブル７１は、図示しないサーボモータおよびボールネジ機構によってレール７１ａ上をＹ方向に移動可能に構成されている。また、Ｙ軸テーブル７１上には、Ｘ方向に延びるレール７２ａが設けられている。そして、Ｘ軸テーブル７２は、Ｙ軸テーブル７１に対してレール７２ａ上をＸ方向に移動可能に構成されている。

Ｘ軸テーブル７２上には支持機構７３ａが設けられている。そして、Ｒ軸テーブル７３は、図示しないサーボモータおよびボールネジ機構によってＸ軸テーブル７２上で回転駆動されるように構成されている。また、Ｒ軸テーブル７３には複数のガイド軸７４ａが挿入されており、Ｚ軸テーブル７４は、図示しないサーボモータおよびボールネジ機構７４ｂによってＲ軸テーブル７３に対してＺ方向に昇降可能に構成されている。

また、Ｚ軸テーブル７４上には一方向（Ｘ方向）に延びる一対のコンベア７５が配置されている。これにより、印刷前のプリント基板１５０が、コンベア２１からコンベア７５まで搬入されるとともに、印刷後のプリント基板１５０は、コンベア７５からコンベア２２に移動されて印刷装置１００外に搬出されるように構成されている。

また、Ｚ軸テーブル７４には、Ｚ方向に昇降可能な昇降テーブル７６（図２参照）と、プリント基板１５０を一時的に保持するクランプ片７７ａおよび７７ｂとが設けられている。昇降テーブル７６は、Ｚ方向に延びるスライド軸７６ａを介してＺ軸テーブル７４に対してＺ方向にスライド可能に取り付けられている。なお、クランプ片７７ａはＺ軸テーブル７４に対して固定的に設けられている一方、クランプ片７７ｂはＹ方向に移動可能に設けられている。これにより、コンベア７５上では、クランプ片７７ｂがプリント基板１５０のＹ１側の側端面をＹ２方向に押圧しながらクランプ片７７ｂをＹ２方向に移動させることにより、プリント基板１５０のＹ２側の側端面がクランプ片７７ａに当接される。このようにして、プリント基板１５０が挟み込まれて印刷方向（Ｙ方向）の位置決めが行われるように構成されている。

印刷部３０は、半田印刷に用いられるマスクプレート９０を支持するマスク支持部３１と、プリント基板１５０に半田を印刷する印刷ユニット４０と、印刷時に印刷ユニット４０を印刷方向（Ｙ方向）に駆動する駆動部８０とを含んでいる。ここで、マスクプレート９０は、約２０μｍ以上約１５０μｍ以下の厚みを有する板状（シート状）の部材からなり、複数の開口部９１（図４参照）がパターニングされた開口領域９２を有している。このようにシート状のマスクプレート９０は屈曲性を有するため、マスクプレート９０は、周囲が剛性の高い部材からなるフレーム９５に固定されている。フレーム９５は、最大で約７５０ｍｍ角（縦×横）の大きさを有しており、マスクプレート９０のサイズに応じて、フレーム９５のサイズも適宜決定される。なお、マスク支持部３１は、本発明の「固定部」の一例であり、フレーム９５は、本発明の「スクリーンマスク」の一例である。

Ｘ方向の両側に設けられたマスク支持部３１は、基板位置決め昇降装置７０の上方（Ｚ１側）において基台１０のフレーム部材１１および１２を介して固定的に設置されている。また、各々のマスク支持部３１は、フレーム９５の外縁部を下方（Ｚ２側）から支持する支持板３１ａと、支持板３１ａ上に載置されたフレーム９５の上面を上方から押圧するクランプ片３１ｂ（４箇所）とを有している。なお、フレーム９５がマスク支持部３１を介して固定されることにより、マスクプレート９０の下面は、印刷位置Ｐ（図２参照）に配置されるように構成されている。

また、印刷ユニット４０は、マスクプレート９０の上面９０ａに対して半田を押圧しながら摺動するスキージユニット５０と、上面９０ａ上に半田を供給する半田供給部６０と、スキージユニット５０および半田供給部６０を支持するように構成され、マスクプレート９０上を印刷方向（Ｙ方向）に往復移動可能な支持部材４１とを含んでいる。スキージユニット５０は、マスクプレート９０に形成された開口部９１を介して半田をプリント基板１５０上に押し出す機能を有している。なお、上面９０ａは、本発明の「スクリーンマスクの表面」の一例である。

また、スキージユニット５０は、図２に示すように、支持部材４１のＹ１側の側面に設けられており、プリント基板１５０がマスクプレート９０に接した状態で上面９０ａを摺動するスキージ５１と、スキージ５１を上下方向に移動させる昇降機構部５２と、Ｘ方向に延びる回動軸５３ｂを中心にスキージ５１を回動させる回動機構部５３とを含んでいる。また、図１および図２に示すように、昇降機構部５２のＹ１側の側面のスキージユニット５０とは異なる高さ位置（Ｚ方向）には、印刷時に半田供給部６０をＸ方向に駆動するための駆動部８７が設けられている。

ここで、本実施形態では、マスクプレート９０の上方にカメラ１５を備えている。具体的には、カメラ１５は、半田供給部６０のＸ１側に隣接した状態で半田供給部６０を固定する後述する支持部材６２に取り付けられている。制御部８５（図３参照）が駆動部８０および８７を制御することにより、カメラ１５は、マスクプレート９０の上方において上面９０ａと所定の距離を隔てた状態でＸ−Ｙ平面内を移動することが可能に構成されている。なお、カメラ１５は、本発明の「撮像部」の一例である。また、支持部材６２は、本発明の「ヘッド部」の一例である。

印刷装置１００では、プリント基板１５０への半田印刷機能に加えて、マスクプレート９０の上面９０ａを撮像して、複数の開口部９１（図４参照）を有する開口領域９２（図２参照）の画像を撮像した後、画像処理に基づいて開口部９１の実寸法（開口サイズや形成位置など）が得られるように構成されている。この機能は、マスクスキャンと呼ばれる。通常、マスクプレート９０が有する開口部９１の大きさや形成位置などを含む製造データ（ガーバデータ）がマスク製造元より提供されるので、この製造データに基づいて印刷後の検査が行われる。一方、マスクの製造データが製造元より供給されない場合には、マスクプレート９０を直接観察して開口部９１の大きさや形成位置を計測するマスクスキャンを行う必要がある。したがって、カメラ１５は、このマスクスキャンを行う場合に使用される。そして、このマスクスキャンにより取得した開口部９１の実寸法に基づいて、半田印刷後の検査が行われる。なお、印刷装置１００は、本発明の「スクリーンマスクの計測装置」の一例である。

このマスクスキャンについてさらに説明を加える。カメラ１５により撮像された画像を画像処理する際、撮像された開口部９１の画像が有するデータ（寸法データなど）を実寸法に換算する処理が制御部８５によって実行される。具体的には、「カメラ縮尺」と称される制御パラメータを用いて撮像された画像に基づくデータから実寸法データへの変換が行われる。カメラ縮尺は、カメラ１５が有する視野領域（視野角または画角）が所定の画素数からなる場合、１画素あたりのＸ方向およびＹ方向の各々の長さとして定義されている。たとえば、カメラ縮尺が１画素＝１０μｍ角に設定された状態で、開口部９１がＸ方向に５画素分およびＹ方向に８画素分の矩形領域を有した画像として撮像された場合、画像処理の結果、開口部９１の実寸法は、５０μｍ×８０μｍの大きさとして認識される。また、視野領域が有するＸ方向およびＹ方向の画素数から、視野領域全体の大きさも実寸法で把握される。なお、カメラ縮尺は、本発明の「撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数」の一例である。

ここで、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離（垂直距離）がマスクプレート９０全体に亘って一定である場合には、カメラ縮尺には一定値を使用してもよい。一方、マスクプレート９０の撓みや反り（約２ｍｍ程度）に起因して、カメラ１５から上面９０ａまでの距離にばらつきが生じる場合には、カメラ縮尺も、距離のばらつきに応じて適宜調整される必要がある。

たとえば、図４に示すように、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでが距離Ｌ_１である場合には、カメラ１５の撮像領域（視野領域）内には２つの開口部９１と、各々に隣接する開口部９１の一部分のみが写る。一方、マスクプレート９０に撓みが生じて、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでが距離Ｌ_２（Ｌ_２＞Ｌ_１）に変化した場合には、カメラ１５の撮像領域（視野領域）内には４つの開口部９１の全てが写り込む。両者を比較すると、距離Ｌ_２で撮像された開口部９１の画像は、距離Ｌ_１で撮像された開口部９１の画像よりも小さく撮像されてしまう。したがって、各々の画像から同じ開口部９１の実寸法を得るためには、距離Ｌ_１の場合のカメラ縮尺Ｓ_１と距離Ｌ_２の場合のカメラ縮尺Ｓ_２とを異ならせる（Ｓ_２＞Ｓ_１とする）必要がある。これにより、カメラ縮尺Ｓ_１で換算された開口部９１の実寸法と、カメラ縮尺Ｓ_２で換算された開口部９１の実寸法とを同じにすることが可能になる。本実施形態では、この原理を適用することにより、制御部８５は、マスクスキャン時にカメラ１５から上面９０ａまでの距離（垂直距離）に応じて、カメラ縮尺を調整する制御を行うことが可能に構成されている。

また、本実施形態では、図１に示すように、カメラ１５よりもＸ１側の支持部材６２の部分にレーザポインタ１６が取り付けられている。これにより、カメラ１５とレーザポインタ１６とがＸ−Ｙ平面内で一体的に移動されるように構成されている。レーザポインタ１６は、内蔵された半導体レーザ装置から出射されたレーザ光により対象物の一点を指し示す機能を有している。また、レーザポインタ１６は、レーザ光１６ａがカメラ１５の光軸１５ａに対して交差する方向（下方斜め方向）に出射されるように取り付けられている。なお、カメラ１５およびレーザポインタ１６により、本発明の「測定部」が構成されている。ここで、レーザポインタ１６は、レーザ光１６ａの傾き角度θ（図５参照）が、約２０度以上約４５度以下となるように設定されるのが好ましい。

したがって、図５に示すように、マスクプレート９０が撓まずに所定の高さ位置（Ｚ方向）に配置された状態でカメラ１５の光軸１５ａがマスクプレート９０の上面９０ａに投影された位置Ｐから、マスクプレート９０が下方（Ｚ２側）に撓んだ場合にレーザポインタ１６のレーザ光が上面９０ａに照射された位置ＱまでのＸ−Ｙ平面内における水平距離Ｄを計測することによって、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚが計測可能であるように構成されている。ここで、マスクプレート９０が撓まない状態でのカメラ１５から上面９０ａまでの距離Ｌ_０と、光軸１５ａに対するレーザポインタ１６のレーザ光１６ａの傾きθとが既知である場合、距離Ｌ_Ｚは、図５に示した式：Ｌ_Ｚ＝Ｌ_０＋Ｄ／ｔａｎθによって算出される。したがって、カメラ１５とレーザポインタ１６とを用いてカメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚが得られることにより、距離Ｌ_Ｚに基づいてカメラ縮尺を調整することが可能に構成されている。印刷装置１００では、距離Ｌ_０は、約８５ｍｍに設定されている。なお、距離Ｌ_０は、本発明の「基準距離」の一例である。また、位置Ｑは、本発明の「照射点位置」の一例である。

なお、レーザポインタ１６は、レーザポインタ１６から出射されるレーザ光１６ａの照射点位置Ｑは、カメラ１５が撮像する撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０（図７参照）の各々に対応するマスクプレート９０の上面９０ａの中央部近傍（位置Ｐ近傍）に照射されるように昇降機構部５２に固定されている。

また、本実施形態では、上記した既知の距離Ｌ_０に対応するカメラ縮尺Ｓ_０が装置本体側で予め設定されている。そして、マスクプレート９０が撓んでカメラ１５から上面９０ａまでの距離がＬ_０からＬ_Ｚに変化したときのカメラ縮尺Ｓ_Ｚは、図６に示した式：Ｓ_Ｚ＝Ｓ_０＋ｋ×（Ｌ_Ｚ−Ｌ_０）によって導出されるように構成されている。ここで、上式におけるｋは、印刷装置１００側で予め設定された比例定数である。すなわち、距離Ｌ_Ｚでのカメラ縮尺Ｓ_Ｚは、既知のカメラ縮尺Ｓ_０と、撓み変化量（距離Ｌ_Ｚと距離Ｌ_０との差分）に比例定数ｋを乗じた調整値（ΔＳ）との和によって規定されている。なお、図５のようにマスクプレート９０が下方に撓む場合には、Ｌ_Ｚ＞Ｌ_０であるので、Ｓ_Ｚ＞Ｓ_０である。また、マスクプレート９０が上方に反る場合には、Ｌ_Ｚ＜Ｌ_０であるので、調整値ΔＳは負の値となり、Ｓ_Ｚ＜Ｓ_０となる。なお、カメラ縮尺Ｓ_０は、本発明の「基準換算係数」の一例であり、カメラ縮尺Ｓ_Ｚは、本発明の「調整換算係数」の一例である。また、比例定数ｋは、本発明の「補正係数」の一例である。また、ｋ×（Ｌ_Ｚ−Ｌ_０）によって示される値が、本発明の「調整値」となる。

また、本実施形態では、印刷装置１００側で比例定数ｋを予め設定する際には、以下のような手法を用いている。具体的には、既知の距離Ｌ_１に対応するカメラ縮尺Ｓ_１と、距離Ｌ_１とは異なる別な既知の距離Ｌ_２に対応するカメラ縮尺Ｓ_２とが予め設定されている場合、距離Ｌ（横軸）とカメラ縮尺Ｓ（縦軸）との関係は、図６に示した直線関係（１次関数）を有して規定される。ここで、同じ被写体を距離Ｌ_１で撮像した画像にカメラ縮尺Ｓ_１を適用して算出された実寸法と、距離Ｌ_２で撮像した画像にカメラ縮尺Ｓ_２を適用して算出した実寸法とは同じである。この場合、比例定数ｋは、図６に示した直線の傾き（ΔＳ／ΔＬ）に相当する。つまり、比例定数ｋは、予め定められた互いに異なる２種類の距離Ｌ_１およびＬ_２間の差分（Ｌ_２−Ｌ_１）と、距離Ｌ_１およびＬ_２の各々に対応して予め設定されたカメラ縮尺Ｓ_１およびＳ_２間の差分（Ｓ_２−Ｓ_１）との比である。したがって、印刷装置１００では、マスクスキャンを行う前に、マスクスキャンとは別に、少なくとも２種類の既知の距離に対応するカメラ縮尺の設定値に基づいて比例定数ｋを予め求めておく必要がある。これにより、マスクスキャン時には、図６に示した式：Ｓ_Ｚ＝Ｓ_０＋ｋ×（Ｌ_Ｚ−Ｌ_０）を使用して、任意の距離Ｌ_Ｚに対応するカメラ縮尺Ｓ_Ｚを算出する処理を行うことが可能とされている。比例定数ｋは、印刷装置１００側の後述するメモリ８８などに記憶させておけばよい。なお、既知の距離Ｌ_１およびＬ_２は、本発明の「参照距離」の一例であり、カメラ縮尺Ｓ_１およびＳ_２は、本発明の「参照換算係数」の一例である。

また、上述したマスクスキャンは、マスクプレート９０が有する開口領域９２を複数の撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０に分割した状態で、隣接する撮像領域間を所定の方向に順次移動しながら行われる。また、移動時のピッチは、Ｘ方向およびＹ方向に沿って、それぞれ約５ｍｍに設定されている。つまり、撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０は、各々が約５ｍｍ角の大きさである。

たとえば、図７に示すように、開口領域９２は、Ｘ方向に５区画、Ｙ方向に８区画の合計４０区画に分割されているとする。この場合、カメラ１５は、図７の紙面における左隅（Ｘ１側かつＹ２側）の撮像領域Ｒ_１を撮像した後、図中の矢印方向に一筆書き状に順次移動しながら各撮像領域Ｒ_Ｎ（Ｎ＝１〜４０）での撮像を繰り返す。そして、最終的に図７の紙面における右隅（Ｘ１側かつＹ１側）の撮像領域Ｒ_４０を撮像して一連の動作を終了するように構成されている。

ここで、本実施形態では、開口領域９２内に設定された複数の撮像領域Ｒ_Ｎの各々において、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離に基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚが調整されるように構成されている。この際、制御部８５は、カメラ１５が撮像する１つの撮像領域Ｒ_Ｎにおいて、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定した後に開口領域９２を撮像するとともに、撮像された画像（画像に基づくデータ）を実寸法に換算する一連の処理を行うように構成されている。

また、本実施形態では、図８に示すように、撮像領域Ｒ_８を中心にして見た場合、撮像領域Ｒ_８で撮像された画像Ｇ_８と、撮像領域Ｒ_８に隣接する撮像領域Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_７、Ｒ_９、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４で撮像された画像Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４、Ｇ_７、Ｇ_９、Ｇ_１２、Ｇ_１３およびＧ_１４との一部がそれぞれオーバラップするようにカメラ１５を移動させる制御を行うように構成されている。具体的には、たとえば、カメラ１５が撮像領域Ｒ_７から撮像領域Ｒ_８へＸ１方向に移動する際、撮像領域Ｒ_７で撮像された画像Ｇ_７のＸ１側の端部領域と、撮像領域Ｒ_８で撮像される画像Ｇ_８のＸ２側の端部領域とが重なり合う領域Ｕを有するようにカメラ１５は移動される。同様に、カメラ１５が撮像領域Ｒ_８から撮像領域Ｒ_９へ移動する際も、撮像領域Ｒ_８で撮像された画像Ｇ_８のＸ１側の端部領域と、撮像領域Ｒ_９で撮像される画像Ｇ_９のＸ２側の端部領域とが重なり合う領域Ｕを有するように移動される。また、カメラ１５は撮像領域Ｒ_３からＲ_８へは直接移動しないものの、撮像領域Ｒ_３で撮像された画像Ｇ_３のＹ１側の端部領域と、撮像領域Ｒ_８で撮像される画像Ｇ_８のＹ２側の端部領域とが重なり合う領域Ｕを有するように構成されている。

これは、図４に示すように、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚが撮像領域Ｒ_７とＲ_８とで異なる場合、撮像される画像Ｇ_７とＧ_８とでは、各々に写り込む被写体の大きさが異なる（カメラ１５により近く配置された被写体ほど、画像に写り込む範囲が狭められる）不都合が生じる。上記したカメラ１５の移動手法は、このような「撮像もれ」をなくして開口部９１の画像に写り込まない部分を生じさせないことを図るための構成である。なお、撮像領域Ｒ_８は、本発明の「第１撮像領域」の一例であり、撮像領域Ｒ_８の周囲に位置する撮像領域Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_７、Ｒ_９、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４は、本発明の「第２撮像領域」の一例である。また、画像Ｇ_８は、本発明の「第１画像」の一例であり、画像Ｇ_８の周囲に位置する画像Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４、Ｇ_７、Ｇ_９、Ｇ_１２、Ｇ_１３およびＧ_１４は、本発明の「第２画像」の一例である。なお、隣接する画像間で重なり合う領域Ｕは、画像面積（カメラ１５の１つの撮像領域）の約４％以上約５％以下であるのが好ましい。

また、通常の半田印刷を行う際には、図２に示すように、昇降機構部５２によりスキージ５１を下降させてマスクプレート９０の上面９０ａに当接させるとともに、印刷方向を転換する場合には、昇降機構部５２によりスキージ５１を一時的に上昇させてスキージ５１を回動機構部５３により回動させる。回動機構部５３は、Ｙ１方向への印刷時には半田押圧面５１ａがＹ１側を向くようにスキージ５１を回動し、Ｙ２方向への印刷時には半田押圧面５１ａがＹ２側を向くようにスキージ５１を回動するように構成されている。

昇降機構部５２は、支持部材４１の側面に固定された固定部５２ａと、固定部５２ａのＸ方向の側方に設けられたサーボモータ５２ｂ（図１参照）と、ボールネジ軸５２ｃと、サーボモータ５２ｂのモータ軸の回転をボールネジ軸５２ｃに伝達するベルト５２ｄとを含んでいる。また、固定部５２ａの側面にはボールネジ軸５２ｃと螺合することにより固定部５２ａに対して上下方向に移動可能な可動部５２ｅが設けられている。また、サーボモータ５２ｂの駆動力は、プリント基板１５０がマスクプレート９０の下面に当接した状態において、スキージ５１が上方からマスクプレート９０の上面９０ａを押圧する際の荷重となるように構成されている。

回動機構部５３は、可動部５２ｅ内に設けられたサーボモータ５３ａと、スキージ５１が固定される回動軸５３ｂとを含んでいる。サーボモータ５３ａのモータ軸の回転は、図示しない複数のギアにより回動軸５３ｂに伝達されるように構成されている。

また、図１および図２に示すように、半田供給部６０は、半田が収容されたシリンジ６１と、シリンジ６１を支持するとともに駆動部８７のボールネジ軸８７ｂに移動可能に取り付けられた支持部材６２とを含んでいる。また、シリンジ６１の下部には半田を吐出する供給口６１ａ（図１参照）が設けられている。シリンジ６１にはピストン（図示せず）が内蔵されているとともに、支持部材４１に取り付けられた吐出バルブ６３を用いてシリンジ６１内のピストンを加圧して半田が吐出されるように構成されている。また、シリンジ６１の側方には静電容量型のセンサ６４（図１参照）が設けられている。

駆動部８０は、図１に示すように、支持部材４１を移動可能に支持する一対のガイドレール８１と、ボールネジ軸８２と、サーボモータ８３とを含んでいる。また、支持部材４１にはボールネジ軸８２が螺合されるボールナット４２が設けられている。支持部材４１は、サーボモータ８３によりボールネジ軸８２が回転されてＹ方向に移動するように構成されている。また、スキージユニット５０と半田供給部６０とが支持部材４１に支持された状態で支持部材４１を駆動部８０により駆動することによって、スキージユニット５０のスキージ５１と半田供給部６０のシリンジ６１とが一体的に駆動されるように構成されている。

また、駆動部８７は、半田供給部６０をＸ方向に移動可能に支持するガイドレール８７ａと、Ｙ方向に延びるボールネジ軸８７ｂと、ボールネジ軸８７ｂを回転させるサーボモータ８７ｃとを含んでいる。また、半田供給部６０の支持部材６２には、ボールネジ軸８７ｂが螺合されるボールナット（図示せず）が設けられている。

また、図３に示すように、制御部８５は、サーボモータ５２ｂ、５３ａ、８３および８７ｃおよび吐出バルブ６３などの駆動制御を行うように構成されている。また、制御部８５は、マスクスキャン時には、駆動部８０および８７を駆動して、カメラ１５およびレーザポインタ１６をＸ−Ｙ平面に沿って移動させる制御を行うように構成されている。また、制御部８５が設けられた基板（図示せず）には、メモリ８８が実装されている。メモリ８８には、マスクスキャン時に計測される距離Ｌ_Ｚやカメラ縮尺Ｓ_Ｚのデータに加えて、撮像された画像データやカメラ縮尺Ｓ_Ｚを用いて実寸法に換算された開口部９１のデータなどが書き込み可能に構成されている。このようにして、印刷装置１００は構成されている。

次に、図１および図３〜図９を参照して、本実施形態による印刷装置１００により行われるマスクスキャンの動作について説明する。なお、以下の説明では、オペレータがマスクプレート９０が取り付けられたフレーム９５をマスク支持部３１に固定してマスクスキャンの準備が完了した後の印刷装置１００の動作について説明する。

まず、ステップＳ１では、カメラ１５がマスクプレート９０上の最初の撮像位置へ移動される。この場合、図７に示すように開口領域９２のうちの撮像領域Ｒ_１を撮像する位置にカメラ１５およびレーザポインタ１６（図１参照）が一体的に移動される。

そして、本実施形態では、ステップＳ２において、カメラ１５とレーザポインタ１６とによってカメラ１５から撮像領域Ｒ_１におけるマスクプレート９０の上面９０ａまでの垂直距離Ｌ_Ｚが計測される。具体的には、図５に示すように、制御部８５の指令に基づいてレーザポインタ１６から出射されたレーザ光１６ａがマスクプレート９０の上面９０ａに照射される。そして、制御部８５の指令に基づいて、カメラ１５の光軸１５ａが存在する位置Ｐからレーザ光１６ａが上面９０ａに照射された位置Ｑまでの水平距離Ｄがカメラ１５によって計測される。そして、図５に示した式（Ｌ_Ｚ＝Ｌ_０＋Ｄ／ｔａｎθ）により距離Ｌ_Ｚが算出される。

その後、本実施形態では、ステップＳ３において、計測された距離Ｌ_Ｚに基づいて、カメラ縮尺Ｓ_Ｚが制御部８５により決定される。この際、図６に示した式（Ｓ_Ｚ＝Ｓ_０＋ｋ×（Ｌ_Ｚ−Ｌ_０））を適用してカメラ縮尺Ｓ_Ｚは算出される。そして、ステップＳ４において、カメラ１５によりマスクプレート９０の上面９０ａが撮像される。これにより、撮像領域Ｒ_１に対応する画像Ｇ_１（図７参照）が取得される。

また、本実施形態では、次のステップＳ５において、設定中のカメラ縮尺Ｓ_Ｚを用いて、撮像された画像Ｇ_１が有するデータを実寸法に換算する画像処理が制御部８５により行われる。これにより、画像Ｇ_１に開口部９１（図４参照）少なくとも一部が写り込んでいる場合には、その部分の開口部９１の実寸法が得られる。

その後、ステップＳ６では、開口領域９２が有する全ての撮像領域が撮像されたか否かが判断される。ステップＳ６において、開口領域９２が有する全ての撮像領域が撮像されていないと判断された場合は、ステップＳ７に進み、図７に示すように、カメラ１５（図１参照）が、撮像領域Ｒ_１を撮像した位置からＸ２方向に隣接する撮像領域Ｒ_２を撮像する位置へ移動される。そして、ステップＳ２に戻り、以降の撮像動作を繰り返す。

本実施形態では、マスクスキャン開始から数えてステップＳ２〜Ｓ６までを４０回繰り返すことにより、カメラ１５は、撮像領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３〜Ｒ_３９、Ｒ_４０の順で、各々の撮像領域に対応する開口領域９２を撮像する。また、各々の撮像領域を撮像した際に、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚに基づいて個別に調整されたカメラ縮尺Ｓ_Ｚを用いて、撮像された画像を実寸法に換算する画像処理が行われる。これにより、各撮像領域における画像の実寸法が順次得られる。

撮像領域Ｒ_４０の撮像および実寸法への換算処理が終了することによって、ステップＳ６において、開口領域９２が有する全ての撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０が撮像されたと制御部８５により判断される。そして、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、カメラ１５が撮像領域Ｒ_１となる初期位置まで戻される。これにより、印刷装置１００におけるマスクスキャンが終了される。

本実施形態では、上記のように、カメラ１５およびレーザポインタ１６により測定された距離Ｌ_Ｚに基づいて、撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算するカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整する制御部８５を備えることによって、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚがマスクプレート９０に生じる撓み（反り）に起因してばらつく場合にも、距離Ｌ_Ｚに応じて調整されたカメラ縮尺Ｓ_Ｚを用いて、撮像された画像が有するデータを実寸法に換算することができる。これにより、撮像された画像に含まれるマスクプレート９０が有する開口部９１の実寸法を正確に計測することができる。

また、本実施形態では、カメラ１５から撮像中のマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚが、基準距離であるＬ_０とは異なる場合に、カメラ１５およびレーザポインタ１６により測定された距離Ｌ_Ｚおよびカメラ縮尺Ｓ_０に基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整する制御を行うように制御部８５を構成している。これにより、距離Ｌ_０とは異なる距離が計測された場合に調整されるカメラ縮尺Ｓ_Ｚを、カメラ縮尺Ｓ_０に関連付けて容易に導出することができる。また、このような手法でカメラ縮尺Ｓ_Ｚを規定することができるので、カメラ縮尺Ｓ_０に基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整するというアルゴリズムを逸脱することなく制御プログラムを記述することができる。

また、本実施形態では、カメラ縮尺Ｓ_Ｚを、カメラ縮尺Ｓ_０と、距離Ｌ_０とカメラ１５から撮像中のマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚとの差分に比例定数ｋを乗じて得られる調整値との和として規定している。これにより、カメラ縮尺Ｓ_Ｚをカメラ縮尺Ｓ_０と調整値（ΔＳ）との和として規定することができる。これにより、数式上も簡単な表現（表記）を用いて制御プログラムを記述することができるので、制御プログラムが複雑になるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、比例定数ｋは、予め定められた互いに異なる２つの距離Ｌ_１およびＬ_２の差分と、２つの距離Ｌ_１およびＬ_２の各々に対応して予め設定されたカメラ縮尺Ｓ_１とＳ_２との差分（ΔＳ＝Ｓ_２−Ｓ_１）との比として定められた定数である。これにより、カメラ縮尺Ｓ_Ｚを求めるための調整値ΔＳを、比例定数である補正係数ｋを用いた関数の状態で規定することができるので、測定された距離Ｌ_Ｚに対する調整値ΔＳを膨大な数表データなどを参照して数値的に求める場合と異なり、メモリ８８を占有する制御プログラムのデータ量を軽減することができる。

また、本実施形態では、マスクプレート９０の開口領域９２内に設定された複数の撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０の各々において、カメラ１５から撮像中のマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚに基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整することにより、カメラ１５が撮像領域Ｒ_Ｎ毎に撮像した画像の実寸法を得る制御を行うように制御部８５を構成している。これにより、個々の撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０で撮像された画像毎に個別にカメラ縮尺Ｓ_Ｚの調整を行うことができる。その結果、マスクプレート９０の略中央部のみならず、撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０の全体に亘って開口部９１の実寸法を正確に計測することができる。

また、本実施形態では、１つの撮像領域Ｒ_Ｎにおいて、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定した後、上面９０ａを撮像するとともに、測定された距離Ｌ_Ｚに基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整して撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する一連の処理を行うように制御部８５を構成している。これにより、１つの撮像領域Ｒ_Ｎにおいて、距離Ｌ_Ｚの測定から撮像された開口部９１の実寸法への換算処理までの一連のデータ処理を完結させることができる。その結果、個々の撮像領域における開口部９１の実寸法値をより迅速に得ることができる。

また、本実施形態では、上記した一連の処理を複数の撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０の全てに亘って順次繰り返す制御を行うように制御部８５を構成している。これにより、マスクプレート９０上の一度の一筆書き状の走査（スキャン動作）により、マスクプレート９０全体の開口部９１の実寸法を計測することができる。これにより、スキャニング時のカメラ１５の無駄な動きが減る分、マスクスキャンの時間短縮を図ることができる。

また、本実施形態では、撮像領域Ｒ_８で撮像された画像Ｇ_８と、撮像領域Ｒ_８に隣接する撮像領域Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_７、Ｒ_９、Ｒ_１２、Ｒ_１３およびＲ_１４の各々で撮像された画像Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４、Ｇ_７、Ｇ_９、Ｇ_１２、Ｇ_１３およびＧ_１４との一部がそれぞれオーバラップするようにカメラ１５を移動させる制御を行うように制御部８５を構成している。これにより、画像Ｇ_８と画像Ｇ_８の周囲に位置する画像Ｇ_２、Ｇ_３、Ｇ_４、Ｇ_７、Ｇ_９、Ｇ_１２、Ｇ_１３およびＧ_１４との一部が重なるように撮像されるので、撮像もれをなくすことができる。この結果、撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０の全体に亘って開口部９１の実寸法を正確に計測することができる。

また、本実施形態では、カメラ１５およびレーザポインタ１６が支持部材６２に固定されることにより、カメラ１５と一体的に移動した状態でカメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定するように構成されている。これにより、カメラ１５とカメラ１５およびレーザポインタ１６との相互の位置関係を維持した状態でカメラ１５から上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定することができる。これにより、カメラ１５がマスクプレート９０上をどのような撮像位置に移動して上面９０ａの撮像を行っても、カメラ１５とレーザポインタ１６とを同じ条件で機能させることができるので、調整されるカメラ縮尺Ｓ_Ｚの精度を、異なる撮像位置に関係なく均一化することができる。

また、本実施形態では、カメラ１５およびレーザポインタ１６は、カメラ１５が撮像するレーザポインタ１６から出射されたレーザ光１６ａのマスクプレート９０上の位置Ｑに基づいて、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定するように構成されている。これにより、元来、マスクスキャン時やフィデューシャルマーク検出時に使用することを目的として設けられたカメラ１５に加えて、比較的構成が簡素なレーザポインタ１６を追加するだけで、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを精度よく測定することができる。

また、本実施形態では、カメラ１５の光軸１５ａが、スクリーンマスクにおけるカメラ１５が撮像する撮像領域Ｒ_Ｎの略中央部（図５の位置Ｐ）に配置されており、レーザポインタ１６は、レーザポインタ１６から出射されるレーザ光１６ａが、撮像領域Ｒ_Ｎに対応するマスクプレート９０の上面９０ａの中央部近傍（図５の位置Ｐ近傍）に照射されるように昇降機構部５２に固定されている。これにより、撮像領域Ｒ_Ｎのうちの被写体の形状が最も正確に撮像される中央部において、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの光軸１５ａに沿った距離Ｌ_Ｚを精度よく求めることができる。したがって、より正確に測定された距離Ｌ_Ｚを用いてカメラ縮尺Ｓ_Ｚが得られる分、マスクプレート９０が有する開口部９１の寸法をより正確に計測することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、カメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整する手法として、装置本体側に予め設定されているカメラ縮尺Ｓ_０（基準距離Ｌ_０でのカメラ縮尺）と、実測された距離Ｌ_Ｚに基づいて算出された調整値ΔＳとを用いてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを決定した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、測定部により測定された距離に基づいて撮像された画像を実寸法に換算するための換算係数を求める手法であれば、上記以外の手法を適用してもよい。たとえば、カメラ縮尺Ｓ_０を用いることなく実測された距離Ｌ_Ｚから直接的にカメラ縮尺Ｓ_Ｚを算出するアルゴリズムを適用してもよい。

また、上記実施形態では、カメラ１５およびレーザポインタ１６により本発明の「測定部」を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、測定部が内蔵されたカメラを用いて、カメラからマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離を直接測定するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、撮像領域Ｒ_Ｎ毎に撮像された開口領域９２の画像を開口部９１が写り込んでいるか否かに関係なく実寸法に換算する画像処理を行うように制御部８５が実行する制御フロー（図９のステップＳ５）を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、撮像された画像に開口部９１の少なくとも一部が含まれていることを判断した場合に、距離Ｌ_Ｚに基づいてカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整して開口部９１の大きさを実寸法に換算する処理を行うように制御部８５を構成してもよい。この変形例のように構成すれば、撮像された画像に開口部９１が全く含まれていない場合には、その画像を実寸法に換算する処理を省略してもよいので、処理が省略される分、制御部８５の負荷を抑制することができる。さらには、画像処理が省略される分、次の撮像領域へカメラ１５を迅速に移動させることができるので、マスクスキャンに要する合計時間をより短縮することができる。

また、上記実施形態では、撮像領域毎にカメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定して、距離Ｌ_Ｚに基づいたカメラ縮尺Ｓ_Ｚの調整処理を行うように制御部８５を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数の撮像領域Ｒ_１〜Ｒ_４０のうちの「特定の撮像領域」についてのみ距離Ｌ_Ｚを測定してカメラ縮尺Ｓ_Ｚの調整を行うようにしてもよい。この場合、距離Ｌ_Ｚが測定された現在の撮像領域から次に距離Ｌ_Ｚが測定される撮像領域までの間は、現在の撮像領域を基準に調整されたカメラ縮尺Ｓ_Ｚを維持するようにしてもよい。

なお、上記変形例における「特定の撮像領域」としては、たとえば、図１に示すように、マスク支持部３１（フレーム９５）から離間したマスクプレート９０の略中央部に対応する撮像領域Ｒ_１８またはＲ_２３（図７における開口領域９２の中央部）を選択するのが好ましい。この変形例のように構成すれば、マスクプレート９０は、マスク支持部３１の近傍領域よりもマスク支持部３１から離間したマスク中央部での撓み（反り）がより顕著となるので、撓み（反り）の大きな領域に対応する撮像領域において確実にカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整することができる。これにより、撓み（反り）の大きな領域に形成されている開口部９１の正確な実寸法を確実に得ることができる。

また、上記実施形態では、予め定められた互いに異なる２つの距離（参照距離）Ｌ_１およびＬ_２と、各々の距離で予め設定されたカメラ縮尺（参照換算係数）Ｓ_１およびＳ_２とに基づいて一次関数としての比例定数（補正係数）ｋを定めた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、参照距離をさらに増やして参照換算係数の数をより多く設定しておき、補正係数を、距離に応じた変数としてきめ細かく設定するように構成してもよい。補正係数を比例定数ではなく変数として設定することにより、撮像部の特性（撮像距離の変化に応じた撮像特性）に応じて調整された補正係数を使用して、調整換算係数（カメラ縮尺Ｓ_Ｚ）をより精度よく得ることができる。

また、上記実施形態では、１台のレーザポインタ１６を用いて位置Ｐ−Ｑ間の水平距離Ｄを計測する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、カメラ１５の側方に複数のレーザポインタを設けてもよい。レーザポインタが１台の場合、レーザ光１６ａが開口部９１の内部に照射された場合には、照射点を示す位置Ｑが上面９０ａに正確に現れない。したがって、複数のレーザポインタを用いることにより、位置Ｑが確実に上面９０ａに現れる確率を向上させることができるので、水平距離Ｄをより確実に計測することができる。また、複数のレーザポインタを用いる代わりに、位置決め用に用いられるラインレーザを使用してもよい。ラインレーザでは、レーザ光の照明箇所が線状（直線状）になるので、レーザ光の一部が開口部９１に重なる場合にも、開口部９１に重ならないレーザ光の照射部分に基づいて、水平距離Ｄを計測することが可能である。また、レーザポインタ以外の測定部として、たとえば、レーザ変位計などを用いてカメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを直接計測するように構成してもよい。この場合、レーザ変位計から出射されるレーザ光をカメラ１５の光軸１５ａに極力接近させ、かつ、光軸１５ａと略平行に出射されるようにレーザ変位計を配置するのが好ましい。また、レーザ変位計から出射されるレーザ光をレーザポインタ１６の場合と同様に傾斜させてもよい。ただし、レーザ変位計が上面９０ａからの反射光（戻り光）を検知可能である範囲での傾斜角度に限られる。

また、上記実施形態では、開口領域９２の撮像領域を４０分割（Ｒ_１〜Ｒ_４０）した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、４０分割よりも少ない分割数で開口領域９２を分割してマスクスキャンを行うように構成してもよい。この場合、カメラ１５により撮像される個々の撮像領域は４０分割の場合（約５ｍｍ角）よりも広範囲となるが、調整されたカメラ縮尺Ｓ_Ｚを用いて開口部９１の寸法を正確に計測することができる分、より広範囲な撮像領域（視野領域）を有するカメラを使用することが可能である。この結果、マスクスキャンに要する時間をより短縮することができる。

また、上記実施形態では、マスクプレート９０の上方にカメラ１５を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す変形例のように印刷装置２００を構成してもよい。具体的には、基板搬送部２０と印刷部３０との間にマスクプレート９０を下方（Ｚ２側）から観察するようにカメラ１５およびレーザポインタ１６を設けてもよい。この場合、印刷部３０は、マスク支持部３１の下面側に設けられ、Ｙ方向に沿って移動可能に取り付けられたビーム部材２０１を備えている。また、カメラヘッド部２０２が、ビーム部材２０１に対してＸ方向に移動可能に取り付けられている。そして、カメラ１５は、レンズを上向き（Ｚ１方向）の状態にしてカメラヘッド部２０２のＹ１側の側面に固定されている。これにより、カメラ１５およびレーザポインタ１６は、コンベア７５および昇降テーブル７６がカメラ１５よりも下方（Ｚ２側）に位置した状態で、Ｘ−Ｙ平面内の任意の位置に移動することが可能となる。このように構成しても、マスクプレート９０のマスクスキャンを行うことが可能であるので、上記実施形態に例示した制御部８５の画像処理を印刷装置２００にも適用することができる。なお、半田印刷時には、マスクプレート９０の下方にプリント基板１５０が配置されるので、プリント基板１５０に印刷された半田のサイズは、プリント基板１５０に接するマスクプレート９０の下面での開口部９１のサイズに対応する。したがって、カメラ１５が下方から撮像することにより下面での開口サイズを計測する方が、上面９０ａ側での開口サイズを計測する場合よりも印刷される半田の形状によりよく対応した計測データを得ることができる。なお、印刷装置２００は、本発明の「スクリーンマスクの計測装置」の一例である。

また、上記実施形態では、印刷装置１００が有する諸機能を利用するとともに印刷装置１００にカメラ１５およびレーザポインタ１６を組み込んでマスクプレート９０のマスクスキャンを担わせる例について示したが、本発明はこれに限られない。マスクプレート９０のスキャン動作を行う専用の計測装置に、本発明を適用してもよい。すなわち、マスクプレート９０を固定する固定部と、マスクプレート９０を撮像するカメラ１５と、カメラ１５からマスクプレート９０の上面９０ａまでの距離Ｌ_Ｚを測定するために使用されるレーザポインタ１６と、カメラ１５により上面９０ａを撮像するマスクスキャン動作を行う際に、カメラ１５とレーザポインタ１６とにより測定された距離Ｌ_Ｚに基づいて、撮像された画像を実寸法に換算するカメラ縮尺Ｓ_Ｚを調整する制御部８５とを備えたスクリーンマスクの計測装置を、印刷装置１００とは別に単体で構成してもよい。印刷装置におけるマスクスキャンは、印刷動作と比較した場合にもその使用頻度が低い傾向にある。したがって、上記構成を備えた専用の計測装置を実現することにより、マスクスキャンのための準備作業などが省かれて、オペレータの負担が軽減される。

１５ カメラ（撮像部、測定部）
１６ レーザポインタ（測定部）
３１ マスク支持部（固定部）
６２ 支持部材（ヘッド部）
８５ 制御部
９０ マスクプレート（スクリーンマスク）
９０ａ 上面（スクリーンマスクの表面）
９１ 開口部
９５ フレーム（スクリーンマスク）
１００、２００ 印刷装置（スクリーンマスクの計測装置）

Claims (12)

1. スクリーンマスクの表面を撮像して画像を取得する撮像部と、
   前記撮像部から前記スクリーンマスクの表面までの距離を前記スクリーンマスクの撓み変形に応じて測定する測定部と、
   前記測定部により測定された前記距離に基づいて、撮像された前記画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部とを備える、スクリーンマスクの計測装置。
2. 前記換算係数は、前記撮像部と被写体との距離が基準距離で撮像された画像に基づくデータをもとに前記被写体の実寸法を換算する基準換算係数を含み、
   前記制御部は、前記測定部により測定された前記距離および前記基準換算係数に基づいて前記換算係数を調整する制御を行うように構成されている、請求項１に記載のスクリーンマスクの計測装置。
3. 前記換算係数は、前記測定部により測定された前記距離および前記基準換算係数に基づいて調整された調整換算係数をさらに含み、
   前記調整換算係数は、前記基準換算係数と、前記基準距離と前記撮像部から撮像中の前記スクリーンマスクの表面までの距離との差分に補正係数を乗じて得られる調整値との和として規定されている、請求項２に記載のスクリーンマスクの計測装置。
4. 前記補正係数は、予め定められた互いに異なる複数の参照距離間の差分と、前記複数の参照距離の各々に対応して予め設定された参照換算係数間の差分との比として定められた定数である、請求項３に記載のスクリーンマスクの計測装置。
5. 前記スクリーンマスクを固定する固定部をさらに備え、
   前記撮像部は、前記スクリーンマスクの表面に沿って複数の撮像位置に移動して複数の撮像領域を撮像可能に構成されており、
   前記制御部は、前記固定部から離間した前記スクリーンマスクの少なくとも略中央部に対応する撮像位置での撮像領域において、前記撮像部から撮像中の前記スクリーンマスクの表面までの距離に基づいて前記換算係数を調整する制御を行うように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスクリーンマスクの計測装置。
6. 前記制御部は、前記スクリーンマスク上に設定された複数の撮像領域の各々において、前記撮像部から撮像中の前記スクリーンマスクの表面までの距離に基づいて前記換算係数を調整することにより、前記撮像部が前記撮像領域毎に撮像した画像に基づくデータの実寸法を得る制御を行うように構成されている、請求項５に記載のスクリーンマスクの計測装置。
7. 前記制御部は、１つの前記撮像領域において、前記撮像部から前記スクリーンマスクの表面までの距離を測定した後、前記スクリーンマスクの表面を撮像するとともに、測定された前記距離に基づいて前記換算係数を調整して撮像された画像に基づくデータを実寸法に換算する一連の処理を行うとともに、各々の前記撮像領域において、前記一連の処理を繰り返す制御を行うように構成されている、請求項６に記載のスクリーンマスクの計測装置。
8. 前記制御部は、前記複数の撮像領域のうちの第１撮像領域で撮像された第１画像と、前記第１撮像領域に隣接する第２撮像領域で撮像された第２画像との一部がオーバラップするように前記撮像部を移動させる制御を行うように構成されている、請求項５〜７のいずれか１項に記載のスクリーンマスクの計測装置。
9. 前記撮像部が取り付けられ、前記スクリーンマスクの表面に沿って移動可能なヘッド部をさらに備え、
   前記測定部は、前記ヘッド部に固定されることにより、前記撮像部と一体的に移動した状態で前記撮像部から前記スクリーンマスクの表面までの距離を測定するように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のスクリーンマスクの計測装置。
10. 前記測定部は、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光により対象物の一点を指し示すレーザポインタ、または、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を線状に照射するラインレーザを含み、
    前記測定部は、前記撮像部が撮像する前記レーザポインタまたは前記ラインレーザから出射されたレーザ光の前記スクリーンマスク上の照射点位置に基づいて、前記撮像部から前記スクリーンマスクの表面までの距離を測定するように構成されている、請求項９に記載のスクリーンマスクの計測装置。
11. 前記撮像部の光軸は、前記スクリーンマスクにおける前記撮像部が撮像する撮像領域の略中央部に配置されており、
    前記レーザポインタまたは前記ラインレーザは、前記レーザポインタまたは前記ラインレーザから出射されるレーザ光が、前記撮像領域に対応する前記スクリーンマスクの表面の中央部近傍に照射されるように前記ヘッド部に固定されている、請求項１０に記載のスクリーンマスクの計測装置。
12. スクリーンマスクを固定する固定部と、
    前記スクリーンマスクの表面を撮像して画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部から前記スクリーンマスクの表面までの距離を前記スクリーンマスクの撓み変形に応じて測定する測定部と、
    前記撮像部により前記表面を撮像するマスクスキャン動作を行う際に、前記測定部により測定された前記距離に基づいて、撮像された前記画像に基づくデータを実寸法に換算する換算係数を調整する制御部とを備える、印刷装置。

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