JP5635879B2 - 付着材料塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、付着材料塗布装置に関し、特に、付着材料の残量を検出可能な付着材料塗布装置に関する。

従来、付着材料の残量を検出可能な付着材料塗布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、供給口が設けられ半田ペーストを貯留するカートリッジと、カートリッジ内の半田ペーストを押し出す加圧板と、加圧板を押圧してカートリッジから半田ペーストを供給するエアシリンダとを備えた付着材料塗布装置が開示されている。この付着材料塗布装置では、加圧板の変位（半田ペーストの押し出し）に伴って移動する変位ロッドに付された指示マークを、固定的に設けられたスケール板の目盛りによってユーザが読み取ることが可能なように構成されている。これにより、上記特許文献１による付着材料塗布装置では、外部から目視で確認することができないカートリッジ内の半田ペーストの残量を検出（確認）することが可能である。

特開２００１−２５３０４６号公報

しかしながら、上記特許文献１の付着材料塗布装置では、付着材料（半田ペースト）の残量を検出するために、残量検出専用の変位ロッドやスケール板を設ける必要があるので、その分、装置が構造的に制約を受けるとともに部品点数が増加する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、付着材料の残量検出に起因する構造的制約を軽減させ、かつ、部品点数の増加を抑制することが可能な付着材料塗布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、この発明の一の局面における付着材料塗布装置は、付着材料を収容する収容容器と押出部とを相対移動させて収容容器から付着材料を供給口を介して押し出すことにより付着材料を供給するように構成され、収容容器と押出部とを相対移動させるとともに、収容容器と押出部との相対位置に対応する駆動位置を検出するエンコーダを有するモータと、エンコーダにより検出されたモータの駆動位置に基づいてモータの駆動制御を行うことにより付着材料の供給量を制御するモータ制御手段と、収容容器から供給された付着材料を基板に塗布する塗布手段と、予め取得された、収容容器の内部容積に関する情報と、収容容器と押出部との相対位置とモータの駆動位置とを関係づける情報と、収容容器と押出部との現在の相対位置においてエンコーダにより検出されるモータの現在位置とに少なくとも基づいて、収容容器に収容された付着材料の体積残量の情報を算出する残量演算手段とを備える。

この発明の一の局面による付着材料塗布装置では、上記のように、エンコーダを有するモータと、エンコーダにより検出されたモータの駆動位置に基づいて付着材料の供給量を制御するモータ制御手段と、収容容器と押出部との相対位置とモータの駆動位置とを関係づける情報と、エンコーダにより検出されるモータの現在位置とに少なくとも基づいて、収容容器に収容された付着材料の残量に関する情報を算出する残量演算手段とを設けることによって、モータによる付着材料の供給制御を行うためのエンコーダを利用して付着材料の残量に関する情報を算出することができる。このため、エンコーダを有するモータを用いて付着材料の供給制御と付着材料の残量検出（残量の算出）との両方を行うことができるので、付着材料の残量検出専用の部材を設ける必要がない。これにより、付着材料の残量検出に起因する構造的制約を軽減させ、かつ、部品点数の増加を抑制することができる。また、収容容器と押出部との相対位置とモータの駆動位置とを関係づける情報と、モータの現在位置とから収容容器と押出部との実際の変位量を算出すれば、算出した実際の変位量と収容容器の内部容積に関する情報とを用いて収容容器内に残存する付着材料の体積（残量）を得ることができる。

上記一の局面による付着材料塗布装置において、好ましくは、残量演算手段は、収容容器内部の容積が最大となる第１相対位置に収容容器と押出部とが位置するときにエンコーダにより検出されるモータの第１基準位置と、収容容器内部の容積が最小となる第２相対位置に収容容器と押出部とが位置するときにエンコーダにより検出されるモータの第２基準位置と、収容容器と押出部との現在の相対位置においてエンコーダにより検出されるモータの現在位置と、予め取得された収容容器の内部容積に関する寸法情報とに基づいて、収容容器に収容された付着材料の体積残量を求めるように構成されている。このように構成すれば、満量時（内部容積最大）のモータの第１基準位置と、空量時（内部容積最小）のモータの第２基準位置と、モータの現在位置とから、付着材料の残量を満量時に対する割合として算出することができる。また、この割合と収容容器の内部容積に関する寸法情報とを用いることにより、直径などの寸法が異なる収容容器を用いた場合にも付着材料の体積（残量）を容易に得ることができる。

上記一の局面による付着材料塗布装置において、好ましくは、残量演算手段により算出した収容容器内の付着材料の体積残量と、基板１枚当たりの付着材料の塗布容積とに基づき、収容容器内の付着材料の体積残量に応じた付着材料の塗布可能な基板枚数、または、収容容器内の付着材料の体積残量に応じた作業可能時間の少なくともいずれか一方を算出可能に構成されている。このように構成すれば、付着材料の残量に関する情報を塗布可能な基板枚数、または、残量に応じた作業可能時間として得ることができる。これにより、ユーザは、塗布可能な基板枚数や作業可能時間から付着材料の交換作業を行うタイミングを容易に把握することができる。

この場合において、好ましくは、基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求める塗布面積演算手段と、塗布面積演算手段により演算された基板１枚当たりの塗布面積と、基板に塗布する付着材料の塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求める塗布容積演算手段と、残量演算手段により求めた付着材料の体積残量と、塗布容積演算手段により求めた塗布容積とに基づき、収容容器内の付着材料の体積残量に応じた付着材料の塗布可能な基板枚数を求める基板枚数演算手段とをさらに備える。このように構成すれば、付着材料の残量に加えて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積も演算により算出することができるので、付着材料の塗布可能な基板枚数を容易に求めることができる。

上記付着材料の残量に応じた塗布可能な基板枚数、または、付着材料の残量に応じた作業可能時間を算出可能な構成において、好ましくは、基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求める塗布面積演算手段と、塗布面積演算手段により演算された塗布面積と、基板に塗布する付着材料の塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求める塗布容積演算手段と、基板１枚に要する付着材料の塗布作業時間に相当する作業周期時間を取得する作業周期時間取得手段と、残量演算手段により求めた付着材料の体積残量と、塗布容積演算手段により求めた塗布容積と、作業周期時間取得手段により求めた作業周期時間とに基づき、収容容器内の付着材料の体積残量に応じた作業可能時間を求める作業時間演算手段とをさらに備える。このように構成すれば、付着材料の残量に応じた作業可能時間を容易に求めることができる。

上記塗布面積演算手段および塗布容積演算手段を備える構成において、好ましくは、塗布手段は、基板に対する付着材料の塗布領域に対応する開口部が形成されたマスクを介して基板に付着材料を塗布するように構成され、塗布面積演算手段は、マスクの設計情報、付着材料が塗布された基板の塗布状態を検査するための検査情報、または、マスクを撮像して得られた画像情報のいずれかに基づいて、基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求めるように構成され、塗布容積演算手段は、マスクの厚み寸法に基づいて、基板に塗布する付着材料の塗布厚さを取得し、塗布面積と取得した塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求めるように構成されている。このように構成すれば、付着材料のスクリーン印刷を行うためのマスクについての情報（マスクの設計情報および厚み寸法）、検査情報やマスクの画像情報などの基板生産に際して通常用いられる情報に基づいて、容易に塗布容積を算出することができる。

上記一の局面による付着材料塗布装置において、好ましくは、表示部と、残量演算手段により求めた収容容器内の付着材料の残量に関する情報を表示部に表示させる残量表示制御手段とをさらに備える。このように構成すれば、ユーザは、表示部から付着材料の残量に関する情報を視覚的に取得することができるので、付着材料の交換作業を行うタイミングをより容易に把握することができる。

この場合において、好ましくは、残量に関する情報は、付着材料の体積残量、収容容器に収容された付着材料の残量の割合、付着材料を塗布可能な基板枚数、および、付着材料の体積残量に応じた作業可能時間のいずれかを含む。このように構成すれば、付着材料の残量、付着材料の残量の割合、塗布可能な基板枚数および作業可能時間のいずれかから、容易に付着材料の交換作業を行うタイミングを把握することができる。

上記一の局面による付着材料塗布装置において、好ましくは、表示部と、残量演算手段により求めた付着材料の残量に関する情報が予め設定した所定の閾値に達した場合に警告を表示部に表示させる警告表示制御手段とをさらに備える。このように構成すれば、たとえば付着材料の交換のために準備作業が必要な場合などに、準備作業に要する時間を逆算して所定の閾値として設定しておくことにより、警告後に準備作業を開始して付着材料が空になったタイミングに合わせて準備作業を完了させることができる。これにより、付着材料の交換作業時に無駄な待機時間が発生するのを抑制することができる。

上記一の局面による付着材料塗布装置において、好ましくは、付着材料は、半田ペーストであり、収容容器は、上部開口と底部とを有し半田ペーストを収容する筒状の半田容器であり、押出部は、筒状の半田容器の上部開口の内周部に摺動可能に嵌合するとともに供給口を有するピストンであり、モータは、モータの回転位置を検出するエンコーダを有するサーボモータであり、半田容器とピストンとを相対移動させるためのボールネジ軸をさらに備え、サーボモータは、ボールネジ軸を回転駆動してピストンを半田容器に対して相対移動させることにより、半田容器から半田ペーストを供給口を介して押し出し供給するように構成されている。このように構成すれば、エンコーダを有するサーボモータを用いて半田ペーストを供給する構成を容易に得ることができる。

本発明の一実施形態による印刷装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による印刷装置の全体構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態による印刷装置に用いるマスク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の半田供給部を示す模式図である。 本発明の一実施形態による印刷装置の制御部を示すブロック図である。 図４の半田供給部の第１基準位置を説明するための図である。 図４の半田供給部の第２基準位置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の半田残量監視処理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による印刷装置の消費半田量の取得処理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による印刷装置の変形例における半田残量の表示態様を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

以下、図１〜図７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。なお、本実施形態では、本発明の「付着材料塗布装置」をプリント基板に対して半田の印刷を行う印刷装置に適用した例について説明する。

本実施形態による印刷装置１００は、図１および図２に示すように、基台１と、基台１上に設けられ、プリント基板２００を搬送する基板搬送部２と、基板搬送部２の上方に設けられ、プリント基板２００に対して半田の印刷を行う印刷部３とを備えている。なお、プリント基板２００は、本発明の「基板」の一例である。基板搬送部２は、印刷前のプリント基板２００の搬入を行うコンベア４ａおよび印刷後のプリント基板２００の搬出を行うコンベア４ｂと、コンベア４ａおよび４ｂの間に設けられ、プリント基板２００を保持した状態の後述するコンベア５５を昇降し、プリント基板２００を後述するマスク３００の下面に当接する印刷位置Ｐ（図２参照）に配置するための基板位置決め昇降装置５とを含んでいる。コンベア４ａおよび４ｂは、基板搬送方向（Ｘ方向）に延びるように設けられている。また、印刷部３は、印刷に用いられるマスク３００を支持するマスク支持部６（図１参照）と、マスク３００を介してプリント基板２００に半田を印刷する印刷ユニット７と、印刷時に印刷ユニット７を印刷方向（Ｙ方向）に駆動する駆動部８とを含んでいる。また、基板位置決め昇降装置５上には、マスク認識カメラ９１が設けられている。

図３に示すように、マスク３００は屈曲性を有する厚さｔの板状の部材からなる。マスク３００は、プリント基板２００に塗布される半田の塗布領域に対応した所定のパターンで多数の開口部３１０が形成された開口領域３０１を有する。マスク３００は、その周囲が剛性の高い部材からなるフレーム３０２に固定される。マスク３００は、マスク３００に形成されるそれぞれの開口部３１０の位置情報や開口サイズ情報を含むガーバーデータ（マスクの設計情報）に基づいて作製される。

図１および図２に示すように、基板位置決め昇降装置５は、Ｙ軸テーブル５１と、Ｘ軸テーブル５２と、Ｒ軸テーブル５３と、Ｚ軸テーブル５４とを含み、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向およびＲ方向（水平面内における回転方向）にプリント基板２００を移動することが可能に構成されている。

また、図２に示すように、基台１上にはＹ方向に延びるようにレール５１ａが設けられており、Ｙ軸テーブル５１はレール５１ａにスライド可能に取り付けられている。また、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Ｙ軸テーブル５１がＹ方向に駆動されるように構成されている。Ｙ軸テーブル５１上には、Ｘ方向に延びるようにレール５２ａが設けられており、Ｘ軸テーブル５２はレール５２ａにスライド可能に取り付けられているとともに、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５２がＹ軸テーブル５１に対してＸ方向に駆動されるように構成されている。Ｘ軸テーブル５２上には支持機構５３ａが設けられており、Ｒ軸テーブル５３は支持機構５３ａにより水平面内で回転可能に支持されている。また、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Ｒ軸テーブル５３が回転駆動されるように構成されている。Ｒ軸テーブル５３にはＺ軸テーブル５４に固定されたＺ方向に延びるガイド軸５４ａが挿入されているとともに、図示しないサーボモータおよびボールネジ機構５４ｂによってＺ軸テーブル５４がＲ軸テーブル５３に対してＺ方向に駆動されるように構成されている。

また、Ｚ軸テーブル５４にはＸ方向に延びる一対のコンベア５５が配置されている。コンベア５５は、図１に示すように、Ｚ軸テーブル５４が下降した状態でコンベア４ａおよび４ｂと接続されるように配置されている。これにより、印刷前のプリント基板２００をコンベア４ａからコンベア５５に乗り継がせて搬入し、印刷後のプリント基板２００をコンベア５５からコンベア４ｂに乗り継がせて搬出することが可能である。

また、Ｚ軸テーブル５４には、一対のコンベア５５の間の領域において上下方向（Ｚ方向）に昇降可能な昇降テーブル５６（図２参照）が設けられている。この昇降テーブル５６の上面にはプリント基板２００を下方から支える複数のピン（図示せず）が配置されているとともに、昇降テーブル５６は、上下方向に延びるスライド軸５６ａを介してＺ軸テーブル５４に対して上下方向にスライド可能に取り付けられている。昇降テーブル５６は、図示しないサーボモータおよびラック・ピニオン機構によってＺ方向に駆動されるように構成されている。この昇降テーブル５６が昇降されることにより、コンベア５５上のプリント基板２００が上昇されてクランプ片５７ａおよび５７ｂと同一の高さ位置に位置されるとともに、クランプ片５７ａおよび５７ｂにより保持されるプリント基板２００の下面が図示しないピンで支持される。また、印刷後、クランプ片５７ａおよび５７ｂによるプリント基板２００の保持が開放された後に昇降テーブル５６が下降されることにより、プリント基板２００をコンベア５５上に載置することが可能である。

Ｚ軸テーブル５４には、コンベア５５上のプリント基板２００をクランプするクランプ片５７ａおよび５７ｂが設けられている。クランプ片５７ａはＺ軸テーブル５４に対して固定的に設けられている一方、クランプ片５７ｂはＹ方向に移動可能に設けられている。これにより、クランプ片５７ａおよびクランプ片５７ｂにより、プリント基板２００をクランプすることが可能である。

マスク支持部６は、基板位置決め昇降装置５の上方において基台１のフレーム部材１ａおよび１ｂを介して固定的に設置され、マスク３００の外縁近傍を下方から支持する一対の支持板６ａ（図１参照）と、支持板６ａに載置されたマスク３００のフレーム３０２の上面を上方から押圧するクランプ片６ｂとによってマスク３００を支持するように構成されている。

印刷ユニット７は、マスク３００の上面を半田を押圧しながら摺動することにより半田をマスク３００の開口を介してプリント基板２００上に押し出すスキージユニット７１と、マスク３００上に半田を供給する半田供給部７２と、半田供給部７２およびスキージユニット７１を支持するとともに印刷方向（Ｙ方向）に往復移動可能な支持部材７３とを含んでいる。

図２に示すように、スキージユニット７１は、支持部材７３の矢印Ｙ１方向側の側面に設けられており、印刷時に昇降テーブル５６により支持されたプリント基板２００がマスク３００の下面に接した状態でマスク３００の上面を摺動するスキージ７１１と、スキージ７１１を上下方向に移動させるとともに、印刷時に下方への印圧荷重をスキージ７１１に付加する昇降機構部７１２（図１参照）と、Ｘ方向に延びる回動軸７１３ｂを中心にスキージ７１１を回動させる回動機構部７１３とを含んでいる。印刷時には、昇降機構部７１２によりスキージ７１１を下降させてマスク３００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７１２によりスキージ７１１を上昇させた状態でスキージ７１１が回動機構部７１３により回動される。回動機構部７１３は、印刷時には半田押圧面７１１ａが矢印Ｙ１方向または矢印Ｙ２方向を向くように所定の傾き角度にスキージ７１１を回動するように構成されている。これにより、１つのスキージ７１１により矢印Ｙ１方向の印刷と矢印Ｙ２方向の印刷とを行うことが可能である。なお、スキージ７１１は、本発明の「塗布手段」の一例である。

昇降機構部７１２は、支持部材７３の側面に固定された固定部７１２ａと、固定部７１２ａのＸ方向の側方に設けられたサーボモータ７１２ｂ（図１参照）と、ボールネジ軸７１２ｃと、サーボモータ７１２ｂのモータ軸の回転をボールネジ軸７１２ｃに伝達するベルト７１２ｄとを含んでいる。サーボモータ７１２ｂによりベルト７１２ｄを介してボールネジ軸７１２ｃを回転させることによって、ボールネジ軸７１２ｃと螺合する可動部７１２ｅを上下方向に移動させることが可能である。なお、可動部７１２ｅは、固定部７１２ａに図示しない圧縮コイルばねを介して取り付けられており、サーボモータ７１２ｂの駆動力は、ベルト７１２ｄ、ボールネジ軸７１２ｃおよび圧縮コイルばねを介して可動部７１２ｅに伝えられるとともに、昇降テーブル５６により下面が支持されてマスク３００の下面に当接した状態のプリント基板２００をスキージ７１１がマスク３００を介して押圧する印圧荷重となる。

回動機構部７１３は、可動部７１２ｅ内に設けられたサーボモータ７１３ａと、スキージ７１１が固定される回動軸７１３ｂとを含んでいる。サーボモータ７１３ａ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７１３ｂに伝達されるように構成されている。

図４に示すように、半田供給部７２は、半田が収容された半田容器１１０を支持する半田容器支持部７２１と、半田容器１１０内の半田ペースト１１１を押し出すためのピストン１１２を支持するピストン支持部７２２と、半田容器１１０とピストン１１２とを相対移動させるサーボモータ７２３およびボールネジ軸７２４とを備えている。図１に示すように、半田供給部７２は、スキージユニット７１の前面側（矢印Ｙ１方向側）に設けられた支持部７２５によりＸ方向に移動可能に支持されている。具体的には、支持部７２５は、Ｘ方向に延びるボールネジ軸７２５ａおよびボールネジ軸７２５ａを回転駆動するサーボモータ７２５ｂを有している。半田供給部７２は、ボールネジ軸７２５ａに螺合するナット（図示せず）を介して支持部７２５に支持されている。サーボモータ７２５ｂによりボールネジ軸７２５ａを回転駆動することによって、半田供給部７２をＸ方向に移動させることが可能である。なお、半田容器１１０、半田ペースト１１１およびピストン１１２は、それぞれ、本発明の「収容容器」、「付着材料」および「押出部」の一例である。また、サーボモータ７２３は、本発明の「モータ」の一例である。

図４に示すように、半田容器支持部７２１は、半田粉末とフラックスとを混合した半田ペースト１１１を収容する半田容器１１０を、半田容器１１０の上部開口１１０ａを下向きにした状態で保持するように構成された板状の支持部材である。半田容器支持部７２１の端部には、ボールネジ軸７２４が螺合している。半田容器支持部７２１は、ボールネジ軸７２４の回転により、ボールネジ軸７２４に沿って上下に移動可能に構成されている。ここで、本実施形態では、半田容器１１０には、半田ペースト１１１が収容された状態で流通される市販の容器を用いることが可能である。このような市販の半田容器１１０は、一端が閉塞された底部からなり、他端が開放された上部開口１１０ａからなる円筒形状を有する。このような半田容器１１０に半田ペースト１１１が収容され、上部開口１１０ａを蓋部材（図示せず）によって密閉した状態で販売される。本実施形態では、蓋部材の代わりに上部開口１１０ａにピストン１１２を嵌め込み、半田容器１１０を半田容器支持部７２１にセットするだけで、半田ペースト１１１を他の収容部に入れ替える等の作業を要することなくそのまま半田供給に用いることが可能である。

ピストン支持部７２２は、半田供給部７２において固定的に設けられている。ピストン支持部７２２は、ボールネジ軸７２４を回転可能に支持するとともに、ボールネジ軸７２４の端部に連結されたサーボモータ７２３と、ピストン１１２とを固定的に支持している。このため、サーボモータ７２３によりボールネジ軸７２４を回転駆動することにより、半田容器支持部７２１（半田容器１１０）をピストン支持部７２２（ピストン１１２）に対して相対的に上下移動させることが可能である。

ピストン１１２は、ピストン支持部７２２を上下に貫通するように取り付けられており、上端に設けられた押圧部１１２ａと、上下に延びる軸部１１２ｂとを含んでいる。また、ピストン１１２の内部には、押圧部１１２ａの上端から軸部１１２ｂの下端までを上下に貫通するように半田供給経路１１２ｃが形成され、ピストン１１２（軸部１１２ｂ）の下端の供給口１１３と連通している。押圧部１１２ａは、半田容器１１０の上部開口１１０ａに摺動可能に嵌まり込むように、半田容器１１０の内径ｄａに対応した形状に形成されている。したがって、半田容器１１０と押圧部１１２ａとによって、半田ペースト１１１の収容空間が形成されている。半田供給経路１１２ｃは、半田容器１１０と押圧部１１２ａとによる半田ペースト１１１の収容空間と、供給口１１３とを連通させるように構成されている。サーボモータ７２３の駆動により半田容器支持部７２１がピストン支持部７２２に向けて下降すると、半田容器１１０が下降することによりピストン１１２の押圧部１１２ａが半田容器１１０内部に進入する。この結果、半田容器１１０内部に収容された半田ペースト１１１が半田供給経路１１２ｃを通り供給口１１３から押し出されるようにして供給されるように構成されている。供給口１１３から押し出された半田ペースト１１１は、下方に配置されたマスク３００上に供給される。

本実施形態では、サーボモータ７２３は、サーボモータ７２３の回転位置（座標）を検出するエンコーダ７２３ａを有する。サーボモータ７２３は、エンコーダ７２３ａの検出値（回転位置）に基づいて、後述する制御部１０により駆動制御（半田ペースト１１１の供給量制御）されるように構成されている。また、後述するように、このエンコーダ７２３ａの検出値（回転位置）に基づいて、半田容器１１０内部に残存する半田ペースト１１１の残量算出が行われるように構成されている。このため、本実施形態では、半田ペースト１１１の残量検出のための専用のセンサや検出用部材が不要である。なお、エンコーダ７２３ａは、本発明の「位置検出手段」の一例である。

図１に示すように、駆動部８は、支持部材７３をＹ方向に移動可能に支持する一対のガイドレール８１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸８２と、ボールネジ軸８２を回転させるサーボモータ８３とを含んでいる。また、支持部材７３にはボールネジ軸８２が螺合されるボールナット７３ａ（図２参照）が設けられている。支持部材７３は、サーボモータ８３によりボールネジ軸８２が回転されることによってＹ方向に移動するように構成されている。本実施形態では、スキージユニット７１と半田供給部７２とを支持部材７３に支持させるとともに、支持部材７３を駆動部８により駆動することによって、スキージユニット７１のスキージ７１１と半田供給部７２とが１つの駆動部８によってＹ方向に一体的に駆動されるように構成されている。

マスク認識カメラ９１は、基板位置決め昇降装置５のＺ軸テーブル５４上に撮像方向を上方に向けて設けられている。したがって、マスク認識カメラ９１は、基板位置決め昇降装置５により水平方向（ＸＹ方向）に移動可能に構成されている。マスク認識カメラ９１は、マスク３００を下面側から撮像し、マスク３００に形成された開口部３１０（図３参照）や位置決めマーク（図示せず）等の画像認識用の撮像データを取得する機能を有する。なお、印刷装置１００には、図５に示すように、基板認識カメラ９２および検査カメラ９３が設けられているが、図１および図２では、図示を省略している。基板認識カメラ９２は、プリント基板２００の上面（半田印刷面）を撮像して、プリント基板２００に形成された位置決めマークや識別マーク等の画像認識用の撮像データを取得する機能を有する。検査カメラ９３は、半田印刷後のプリント基板２００を撮像して、半田の印刷具合を検査するための撮像データを取得する機能を有する。

図５に示すように、印刷装置１００の各部の制御は、制御部１０により行われる。制御部１０は、演算処理部１１と、記憶部１２と、モータ制御部１３と、外部入出力部１４と、画像処理部１５と、サーバ通信部１６とを含んでいる。また、印刷装置１００の外部には表示部１０１が設けられており、制御部１０により表示部１０１の表示制御が行われるように構成されている。なお、表示部１０１はタッチパネル式であり、ユーザによる入力操作を受け付けることが可能である。

演算処理部１１は、主としてＣＰＵ（中央演算処理装置）により構成され、記憶部１２から各種のプログラムおよびデータを読み出し、制御部１０全体の制御を行うように構成されている。なお、演算処理部１１は、本発明の「モータ制御手段」、「残量演算手段」、「塗布面積演算手段」、「塗布容積演算手段」、「基板枚数演算手段」、「作業周期時間取得手段」、「作業時間演算手段」、「残量表示制御手段」および「警告表示制御手段」の一例である。

本実施形態では、演算処理部１１は、記憶部１２から読み出したプログラムを実行することにより、半田容器１１０内の半田ペースト１１１の残量に関する情報を算出する各種の演算手段として機能するとともに、算出した半田残量に関する情報がユーザにより予め設定された所定の閾値に達したか否かを判定する残量監視を行うように構成されている。本実施形態では、半田残量に関する情報としては、４種類用意されている。具体的には、演算処理部１１は、半田容器１１０内の半田ペースト１１１の満量時に対する残量の割合（パーセンテージ）と、半田容器１１０内の半田ペースト１１１の残量（体積）と、現在の半田残量に応じた塗布可能なプリント基板２００の枚数と、半田残量に応じた継続可能な作業可能時間とを算出することが可能である。演算処理部１１は、これらの４種類の情報のうち、予め設定されたいずれかの情報を用いて半田ペースト１１１の残量監視（所定の閾値に達したか否かの判定）を行い、所定の閾値に達した場合に、ユーザに対する警告を表示するように構成されている。

ここで、半田ペースト１１１が空になった場合にはユーザにより半田容器１１０の交換作業が実施されるが、交換には、予め所定の準備作業が必要となる。すなわち、半田容器１１０は冷蔵保管されているため、半田ペースト１１１を使用可能な状態にするまでには、半田容器１１０を常温に戻し、フラックスと半田とを均一に撹拌する必要があり、一定の時間を要する。半田ペースト１１１の残量監視（所定の閾値に達したか否かの判定）を行い、所定の閾値に達した場合に警告を表示することによって、ユーザは、半田ペースト１１１が空になるタイミングに合わせて交換用の半田ペーストの準備作業を開始することが可能である。

なお、本実施形態では、演算処理部１１は、算出した４種類の情報のうち１または複数を表示部１０１に表示して、リアルタイムに更新することが可能なように構成されている。さらに、演算処理部１１は、残量監視による警告表示に際し、警告メッセージの表示、表示部１０１の表示パターン（表示色や文字）の変更、パイロットランプ（図示せず）の点灯などによりユーザに対する警告を行うように構成されている。

記憶部１２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やフラッシュメモリなどにより構成され、プリント基板２００の生産に関わる各種のプログラムやデータを記憶している。本実施形態では、マスク３００のガーバーデータ、半田が塗布されたプリント基板２００の塗布状態を検査するための検査情報、各カメラによる撮像データ、半田容器１１０の寸法情報や演算処理部１１により算出された半田ペースト１１１の残量に関する情報などが記憶部１２に記憶されている。なお、マスク３００のガーバーデータとは、マスク３００に形成されるそれぞれの開口部３１０（図３参照）の位置情報や開口サイズ情報を含むマスクの設計情報である。

モータ制御部１３は、演算処理部１１の制御指示に基づいて上述の各サーボモータ（サーボモータ８３、サーボモータ７１２ｂ、サーボモータ７１３ａ、サーボモータ７２３、サーボモータ７２５ｂなど）を駆動する機能を有するとともに、各サーボモータのエンコーダ（エンコーダ７２３ａなど）からの検出値（回転位置情報）を取得して演算処理部１１に出力する機能を有する。本実施形態では、演算処理部１１およびモータ制御部１３は、半田ペースト１１１の供給量を制御するモータ制御手段として機能する。

外部入出力部１４は、印刷装置１００に設けられた各種のバルブ類、センサ類、ストッパ機構などの制御に伴う信号の送受信を行う機能を有する。たとえば、外部入出力部１４は、図示しない光学式の半田センサからマスク３００上に供給された半田ペースト１１１の検出信号を取得して演算処理部１１に出力するように構成されている。この光学式の半田センサは、Ｙ方向（スキージ移動方向）に走査可能に構成され、マスク３００上の半田ペースト１１１のＹ方向の幅を取得することができる。この半田ペースト１１１のＹ方向の幅に基づいて、演算処理部１１は、マスク３００上の半田量を算出することが可能である。半田塗布（印刷）作業時には、算出されたマスク３００上の半田量に基づいて、半田ペースト１１１の供給制御（すなわち、サーボモータ７２３の駆動制御）が行われるように構成されている。

画像処理部１５は、演算処理部１１の制御指示に基づいて基板認識カメラ９２、マスク認識カメラ９１、検査カメラ９３の撮像制御を行い、画像データの読み出しを行う機能を有する。また、サーバ通信部１６は、外部のサーバ（図示せず）と有線または無線により通信を行う機能を有する。

次に、演算処理部１１による半田容器１１０内の半田ペースト１１１の残量に関する情報の算出方法を具体的に説明する。

半田残量の割合（パーセンテージ）を算出する場合には、ユーザにより予め、半田ペースト１１１満量時におけるサーボモータ７２３の回転位置座標（第１基準位置）と、半田ペースト１１１空量時におけるサーボモータ７２３の回転位置座標（第２基準位置）とが設定される。第１基準位置は、図６に示すように、半田容器１１０内部（収容空間）の容積が最大となる相対位置（半田容器１１０とピストン１１２との相対位置）におけるエンコーダ７２３ａの検出値が示す回転位置座標である。第２基準位置は、図７に示すように、半田容器１１０内部（収容空間）の容積が最小となる相対位置（半田容器１１０とピストン１１２との相対位置）におけるエンコーダ７２３ａの検出値が示す回転位置座標である。この第１基準位置（残量１００％）および第２基準位置（残量０％）と、現在のエンコーダ７２３ａの検出値（回転位置座標）とに基づき、現在の半田残量の割合（パーセンテージ）が算出される。つまり、半田容器１１０とピストン１１２との相対位置とサーボモータ７２３の回転位置座標とを関係付ける情報として、第１基準位置および第２基準位置の回転位置座標を設定することによって、現在のエンコーダ７２３ａの検出値（回転位置座標）から半田残量の割合が取得される。

図４に示すように、半田容器１１０内の半田残量（体積）を算出する場合には、演算処理部１１は、記憶部１２に予め設定されたボールネジ軸７２４のリードからサーボモータ７２３の１パルス当たりの移動量を取得し、第２基準位置（空量時）の回転位置座標と現在のエンコーダ７２３ａの検出値（回転位置座標）との差分から、半田容器１１０内の残りの深さＤを算出する。そして、記憶部１２に予め設定された半田容器１１０の直径（内径）ｄａから、容器内断面積を算出し、残りの深さＤと容器内断面積との積を演算することにより、半田残量（体積）が算出される。つまり、半田容器１１０とピストン１１２との相対位置とサーボモータ７２３の回転位置座標とを関係付ける情報としてボールネジ軸７２４のリードおよび第２基準位置の回転位置座標を設定し、さらに半田容器１１０の内部容積に関する情報として半田容器１１０の直径（内径）ｄａを設定することによって、半田残量（体積）が算出される。

半田残量に応じた塗布可能なプリント基板２００の枚数を算出する場合には、上記の半田残量（体積）を、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積で除することにより算出される。このプリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積は、図３に示すように、プリント基板２００の１枚当たりの半田の塗布領域の総面積（総塗布面積）と、マスク３００の厚さｔとの積から算出される。

半田の総塗布面積の算出は、プリント基板２００に対する半田の塗布状態を検査するための検査情報を用いる方法と、マスク３００のガーバーデータ（設計情報）を用いる方法と、マスク認識カメラ９１（図１参照）により撮像した画像情報を用いる方法（マスクスキャン）との３つの方法のいずれかにより行われる。検査情報は、印刷完了後のプリント基板２００に対する塗布状態を検査するための情報である。プリント基板２００に塗布される半田の印刷パターンはマスク３００の開口領域３０１（開口部３１０）を反映したものとなるため、プリント基板２００の検査対象（マスク３００の個々の開口部３１０に対応するプリント基板２００上の個々の半田塗布領域）のサイズ情報（ＸＹ方向の寸法または直径）に基づいて、その検査対象の半田の塗布面積を算出することができる。そして、全ての検査対象の塗布面積を加算することにより、プリント基板２００上の全ての検査対象についての総面積（総塗布面積）が得られる。

マスク３００のガーバーデータを用いる場合には、ガーバーデータ全体の内から、マスク３００の１つ１つの開口部３１０のサイズ情報（ＸＹ方向の寸法または直径）を抽出し、このサイズ情報から各開口部３１０の開口面積を算出することができる。全ての開口部３１０の開口面積を加算することにより、マスク３００の全ての開口部３１０についての総面積（総塗布面積）が得られる。また、マスクスキャンによる方法を用いる場合には、マスク認識カメラ９１を用いてマスク３００を撮像し、撮像した画像データに対して画像認識処理を行い、画像データに含まれる開口部３１０の開口面積を取得する。これを開口領域３０１の全体にわたって繰り返し、取得された開口面積を加算することによりマスク３００の全ての開口部３１０についての総面積（総塗布面積）が得られる。以上のいずれかにより得られたプリント基板２００の１枚当たりの半田の塗布領域の総面積（総塗布面積）と、マスク３００の厚さｔとの積からプリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積が算出される。

半田残量に応じた作業可能時間を算出する場合には、１枚のプリント基板２００の印刷作業に要するサイクルタイム（プリント基板２００を印刷装置１００から搬出してから、次のプリント基板２００が搬出されるまでの時間間隔）が計測される。このサイクルタイムと、上記の半田残量に応じた塗布可能枚数との積を演算することにより、半田残量に応じた作業可能時間が算出される。

次に、図１、図２および図５〜図８を参照して、本実施形態による印刷装置１００の生産（半田印刷）動作および生産動作における半田残量監視処理を説明する。以下の半田残量監視処理においては、制御部１０（演算処理部１１）により印刷装置１００の各部が制御されることにより、実行される。

生産を開始に際して、まず、印刷を開始する準備が行われる。具体的には、ステップＳ１おいて、ユーザにより、半田ペースト１１１の満量時の第１基準位置（図６参照）の回転位置座標と、半田ペースト１１１の空量時の第２基準位置（図７参照）の回転位置座標とが設定される。次に、ステップＳ２において、制御部１０の演算処理部１１により、残量監視方法の選択が行われる。使用者により予め設定された残量監視方法が記憶部１２から読み出されることにより、残量監視方法が選択される。なお、タッチパネル（表示部１０１）を介して使用者の操作入力を受け付けることにより、残量監視方法を選択してもよい。

残量監視方法として割合（パーセンテージ）が選択された場合には、ステップＳ３に進み、演算処理部１１により、残量警告パーセンテージ（閾値）が設定される。同様に、残量監視方法として体積が選択された場合には、ステップＳ４に進み、演算処理部１１により、残量警告体積（閾値）が設定される。そして、ステップＳ５において、演算処理部１１により、半田ペースト１１１の体積算出のための半田容器１１０の直径（寸法情報）ｄａが設定される。

残量監視方法としてプリント基板２００の塗布可能枚数が選択された場合には、ステップＳ６に進み、演算処理部１１により、残量警告枚数（閾値）が設定される。また、残量監視方法として作業可能時間が選択された場合には、ステップＳ７に進み、演算処理部１１により、残量警告時間（閾値）が設定される。これらの場合（ステップＳ６またはステップＳ７に進んだ場合）には、その後ステップＳ８に進み、演算処理部１１により、プリント基板２００の１枚当たりの半田消費量（半田ペースト１１１の塗布容積）を取得したか否かが判断される。プリント基板２００の１枚当たりの半田消費量が取得されていない場合には、ステップＳ９に進み、プリント基板２００の１枚当たりの半田消費量（半田ペースト１１１の塗布容積）の算出処理が実施される。なお、プリント基板２００の１枚当たりの半田消費量の算出処理については、後に詳細に説明する。プリント基板２００の１枚当たりの半田消費量が取得済みか、または、ステップＳ９で半田消費量を算出した場合には、ステップＳ５に進み、演算処理部１１により、半田ペースト１１１の体積算出のための半田容器１１０の直径（寸法情報）ｄａが設定される。

なお、各残量監視方法の閾値の設定や、半田容器１１０の直径（寸法情報）の設定は、演算処理部１１が記憶部１２から予め設定された当該情報を読み出して行うほか、サーバ通信部１６（図５参照）を介して図示しないサーバから当該情報を取得してもよいし、タッチパネル（表示部１０１、図５参照）を介した使用者の操作入力を受け付けることにより設定を行ってもよい。

以上の各ステップの終了により、印刷を開始する準備が完了する。次に、ステップＳ１０において、生産対象（塗布対象）となるプリント基板２００がコンベア４ａ（図１参照）から基板位置決め昇降装置５のコンベア５５（図１参照）に搬入される。そして、プリント基板２００が基板位置決め昇降装置５により上昇されて印刷位置Ｐ（図２参照）に移動される。

次に、ステップＳ１１において、印刷位置Ｐに配置されたプリント基板２００に対する半田印刷動作が実施される。初回の印刷時には、演算処理部１１によりサーボモータ７２３およびサーボモータ７２５ｂが駆動され、所定量の半田ペースト１１１がマスク３００上に供給される。この際、演算処理部１１により、半田供給部７２がＸ方向に所定速度で移動されながら、一定の吐出量で半田ペースト１１１が供給されるように制御される。これにより、マスク３００上には、スキージ７１１の延びる方向（Ｘ方向）と平行に、均一な量の半田ペースト１１１を供給することができるので、半田の塗布ムラの発生を抑制することが可能である。そして、サーボモータ７１２ｂの駆動によりスキージ７１１が下降し、所定の印圧荷重がマスク３００に付加される。この状態において、印刷ユニット７がサーボモータ８３の駆動によりＹ方向に移動されることにより印刷が行われる。これにより、マスク３００の下面に当接したプリント基板２００上に、マスク３００の開口のパターンに対応して半田が印刷される。印刷が終了すると、印刷ユニット７のＹ方向移動が停止されるとともに、サーボモータ７１２ｂの駆動によりスキージ７１１が上昇し、サーボモータ７１３ａの駆動によりスキージ７１１が回動して傾き角度を変え、印刷ユニット７が印刷終了位置からさらにＹ方向に所定量移動して停止される。なお、次にプリント基板２００に印刷を行う場合には、印刷ユニット７が逆方向に移動して印刷を行うように制御される。すなわち、往路印刷と復路印刷とが交互に行われる。

印刷が終了すると、印刷済みのプリント基板２００の搬出とマスク３００上の半田ペースト１１１の補充とが並行して行われ、次の印刷が準備される。具体的には、ステップＳ１２において、印刷後のプリント基板２００が基板位置決め昇降装置５により下降されるとともに、基板位置決め昇降装置５からコンベア４ｂを介して印刷後のプリント基板２００が搬出される。また、ステップＳ１３において、１枚のプリント基板２００の印刷作業に要するサイクルタイム（印刷済みのプリント基板２００を搬出してから、次の印刷済みのプリント基板２００が搬出されるまでの時間間隔）が計測される。

これに並行して、ステップＳ１４において、演算処理部１１によりサーボモータ７２３および７２５ｂが駆動され、所定量の半田ペースト１１１がスキージ７１１の延びる方向（Ｘ方向）と平行かつ均一にマスク３００上に補充される。この際、演算処理部１１により、マスク３００上の半田ペースト１１１のＹ方向の幅に基づいて、マスク３００上の半田ペースト１１１の量が常に一定となるように制御される。そして、ステップＳ１５において、サーボモータ７２３のエンコーダ７２３ａからの検出値（回転位置座標）がモータ制御部１３を介して読み込まれ、演算処理部１１によりサーボモータ７２３の現在座標が取得される。

次に、ステップＳ１６に進み、演算処理部１１により、ステップＳ２と同様に選択された残量監視方法が判断される。

選択された残量監視方法が割合（パーセンテージ）である場合には、ステップＳ１７に進み、第１基準位置（満量時）の回転位置座標と、第２基準位置（空量時）の回転位置座標と、ステップＳ１５において取得したサーボモータ７２３の現在座標とに基づいて、半田容器１１０内部の半田ペースト１１１の残量の割合（パーセンテージ）が算出される。

選択された残量監視方法が体積である場合には、ステップＳ１８に進み、第２基準位置（空量時）の座標とサーボモータ７２３の現在座標との差分から算出された半田容器１１０内の残りの深さＤと、半田容器１１０の直径（内径）ｄａから算出された容器内断面積とに基づいて、半田残量（体積）が算出される。

選択された残量監視方法がプリント基板２００の塗布可能枚数である場合には、ステップＳ１９に進み、上記方法で算出される半田残量（体積）と、ステップＳ９で取得されたプリント基板２００の１枚当たりの半田塗布容積とに基づいて、半田残量に応じた塗布可能枚数が算出される。

選択された残量監視方法が作業可能時間である場合には、ステップＳ２０に進み、印刷作業に要するサイクルタイムが測定できたか否かが判断される。サイクルタイムが測定できた場合には、ステップＳ２１に進み、上記方法で算出される塗布可能枚数と、得られたサイクルタイムとに基づいて、半田残量に応じた作業可能時間が算出される。初回の印刷時など、サイクルタイムが取得できない場合には、作業可能時間の算出はスキップされる。

以上のステップＳ１７〜Ｓ１９およびＳ２１のいずれかから監視対象の残量に関する情報が取得されると、表示部１０１に表示される残量情報がリアルタイムで更新されるとともに、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、取得された残量（パーセンテージ、体積、塗布可能枚数または作業可能時間）が、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６およびＳ７のいずれかにおいて設定された指定量（閾値）に達していないかどうかが判断される。

残量が閾値に達していない場合には、ステップＳ２３に進み、生産プログラムに基づく生産枚数分のプリント基板２００の印刷が完了したか否かが判断される。生産枚数分のプリント基板２００の印刷が完了していない場合には、ステップＳ１０に戻り、次のプリント基板２００の搬入および印刷が開始される。

一方、残量が閾値に達した場合には、ステップＳ２４に進み、表示部１０１に半田容器１１０を交換するための準備を促す旨の所定の警告が表示される。すなわち、「新しい半田容器を準備して下さい」などの警告メーセージ等の表示処理が行われる。ユーザは、この警告に基づいて、交換用の半田ペーストの準備作業（冷蔵保管された半田ペーストを常温に戻し、フラックスと半田とを撹拌する作業）を開始する。

そして、ステップＳ２５において、半田残量が空でないか否かが判断される。すなわち、サーボモータ７２３の現在座標が空量時における回転位置座標（第２基準位置）に達したか否かが判断される。半田残量が空でない場合には、ステップＳ２３に進み、生産枚数分のプリント基板２００の印刷が完了されるまで印刷動作が継続される。また、半田残量が空になるまでに生産枚数分のプリント基板２００の印刷が完了されれば、生産終了となる。

一方、半田残量が空の場合には、ステップＳ２５で印刷装置１００の運転が停止され、ユーザによる半田交換作業が実施される。この際、サーボモータ８３およびサーボモータ７２５ｂにより、半田供給部７２が所定の半田容器交換位置（作業位置）に移動された後に印刷装置１００の運転が停止される。上記の通り、ユーザは、残量警告に基づいて交換用の半田ペーストの準備作業を開始することができるので、印刷装置１００の運転が停止された直後に半田容器１１０の交換作業を開始することができる。したがって、ユーザにより交換用の半田容器１１０にピストン１１２が嵌め込まれ、半田容器支持部７２１に半田容器１１０がセットされれば、即時に印刷を再開することができる。

以上により、本実施形態による印刷装置１００の印刷時における半田残量監視処理が行われる。

次に、図１、図３、図５および図９を参照して、図８の半田残量監視処理のステップＳ９におけるプリント基板２００の１枚当たりの消費半田量（半田ペースト１１１の塗布容積）の算出処理（サブルーチン）について説明する。この算出処理は、制御部１０の演算処理部１１により実行される。

図９に示すように、まず、ステップＳ３１において、演算処理部１１により記憶部１２からマスク３００の厚さｔ（図３参照）が取得される。続いて、ステップＳ３２において、マスク３００の開口領域の総面積を取得するための取得方法が選択される。具体的には、プリント基板２００に対する半田の塗布状態を検査するための検査情報を用いる方法と、マスク３００のガーバーデータを用いる方法と、マスク認識カメラ９１により撮像した画像情報を用いる方法（マスクスキャン）との３つの方法のうちから、ユーザにより予め設定された方法が選択される。

検査情報を用いる方法が選択された場合には、演算処理部１１により記憶部１２（図５参照）から検査情報が読み出される。ステップＳ３３において、半田の印刷パターンの検査対象（マスク３００の個々の開口部３１０に対応する個々の塗布部分）についてのサイズ情報（ＸＹ方向の寸法または直径）に基づいて、その検査対象の半田の塗布面積が算出される。ステップＳ３４において、算出された塗布面積が加算される。ステップＳ３５において、プリント基板２００上の全ての検査対象（個々の半田の塗布部分）について演算が完了したか否かが判断され、全ての検査対象について完了するまで塗布面積の算出と加算とが繰り返される。この結果、プリント基板２００上の全ての検査対象についての総面積（総塗布面積）が算出される。総塗布面積が算出されると、ステップＳ３６に進み、総塗布面積とマスク３００の厚さｔとの積から、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積が算出される。

マスク３００のガーバーデータを用いる方法が選択された場合には、ステップＳ３７において、ガーバーデータの内からマスク３００の開口部３１０（図３参照）のサイズ情報を抽出するための抽出条件が設定され、ステップＳ３８において、設定された抽出条件に基づいて１つ１つの開口部３１０のサイズ情報が抽出される。ステップＳ３９において、サイズ情報から１つの開口部３１０についての開口面積が算出されると、ステップＳ４０において、算出された開口面積が加算される。ステップＳ４１において、マスク３００の全ての開口部３１０について演算が完了したか否かが判断され、全ての開口部３１０について完了するまで開口部面積の算出と加算とが繰り返される。この結果、マスク３００上の全ての開口部３１０についての総面積（開口領域３０１全体の総開口面積）が算出される。総開口面積が算出されると、ステップＳ３６に進み、総開口面積とマスク３００の厚さｔとの積から、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積が算出される。

画像情報を用いる方法が選択された場合には、ステップＳ４２において、マスク認識カメラ９１（図１参照）の画角（視野の大きさ）と認識対象エリア（マスク３００の開口領域３０１全体の大きさ）とに基づいて、マスク認識カメラ９１の撮像位置および撮像回数が取得される。次に、ステップＳ４３において、取得された撮像位置においてマスク認識カメラ９１によるマスク３００の撮像が行われる。ステップＳ４４において、撮像した画像データに対して画像認識処理を行い、マスク認識カメラ９１の撮像された画像データ内に含まれる開口部３１０の開口面積が算出される。ステップＳ４５では、算出された開口面積が加算される。そして、ステップＳ４６において、取得された撮像回数分だけ開口面積の演算が完了したか否かが判断され、撮像回数分だけ撮像と、画像データ内の開口面積の算出と、開口面積の加算とが繰り返される。この結果、マスク３００全体の画像データに含まれる開口面積（開口領域３０１全体の総開口面積）が算出される。総開口面積が算出されると、ステップＳ３６に進み、総開口面積とマスク３００の厚さｔとの積から、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積が算出される。

以上により、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積の算出処理が行われる。算出された半田残量を１枚当たりの塗布容積で割ることにより、半田残量に応じた塗布可能枚数が算出される。

本実施形態では、上記のように、エンコーダ７２３ａを有するサーボモータ７２３と、エンコーダ７２３ａにより検出されたサーボモータ７２３の駆動位置（回転位置座標）に基づいて半田ペースト１１１の供給量を制御する制御部１０（演算処理部１１およびモータ制御部１３）と、半田容器１１０とピストン１１２との相対位置とサーボモータ７２３の駆動位置とを関係づける情報（第１基準位置および第２基準位置）と、エンコーダ７２３ａにより検出されるサーボモータ７２３の現在位置とに少なくとも基づいて、半田容器１１０に収容された半田ペースト１１１の残量に関する情報を算出する演算処理部１１とを設けることによって、サーボモータ７２３による半田ペースト１１１の供給制御を行うためのエンコーダ７２３ａを利用して半田ペースト１１１の残量に関する情報を算出することができる。このため、エンコーダ７２３ａを有するサーボモータ７２３を用いて半田ペースト１１１の供給制御と半田ペースト１１１の残量検出（残量の算出）との両方を行うことができるので、半田ペースト１１１の残量検出専用の部材を設ける必要がない。これにより、半田ペースト１１１の残量検出に起因する構造的制約を軽減させ、かつ、部品点数の増加を抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、予め取得された半田容器１１０の直径（内径）ｄａにも基づいて半田容器１１０に収容された半田ペースト１１１の残量に関する情報を算出するように構成されている。このように構成すれば、半田容器１１０とピストン１１２との相対位置とサーボモータ７２３の駆動位置とを関係づける情報（第２基準位置およびボールネジ軸７２４のリード）と、サーボモータ７２３の現在座標とから半田容器１１０内の残りの深さＤを算出すれば、残りの深さＤと、直径（内径）ｄａから算出される容器内断面積とを用いて半田容器１１０内に残存する半田ペースト１１１の体積（残量）を得ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、満量時にエンコーダ７２３ａにより検出されるサーボモータ７２３の第１基準位置（図６参照）と、空量時にエンコーダ７２３ａにより検出されるサーボモータ７２３の第２基準位置（図７参照）と、エンコーダ７２３ａにより検出されるサーボモータ７２３の現在位置と、予め取得された半田容器１１０の内部容積に関する寸法情報とに基づいて、半田容器１１０に収容された半田ペースト１１１の残量を求めるように構成されている。このように構成すれば、満量時（内部容積最大）の第１基準位置と、空量時（内部容積最小）の第２基準位置と、現在位置とから、半田ペースト１１１の残量を満量時に対する割合（パーセンテージ）として算出することができる。また、この割合（パーセンテージ）と半田容器１１０の内部容積に関する寸法情報とを用いることにより、直径などの寸法が異なる半田容器１１０を用いた場合にも半田ペースト１１１の体積（残量）を容易に得ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、印刷装置１００は、演算処理部１１により算出した半田ペースト１１１の残量と、プリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積とに基づき、半田ペースト１１１の残量に応じた半田ペースト１１１の塗布可能な基板枚数、および、半田ペースト１１１の残量に応じた作業可能時間を算出可能に構成されている。このように構成すれば、半田ペースト１１１の残量に関する情報を、塗布可能な基板枚数および残量に応じた作業可能時間として得ることができる。これにより、ユーザは、塗布可能な基板枚数や作業可能時間から半田ペースト１１１の交換作業を行うタイミングを容易に把握することができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、プリント基板２００に塗布する半田ペースト１１１の塗布面積を求め、１枚当たりのプリント基板２００の塗布面積と、プリント基板２００に塗布する半田ペースト１１１の塗布厚さ（マスク３００の厚さｔ）とに基づいてプリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積を求める。そして、演算処理部１１は、半田ペースト１１１の残量（体積）と、１枚当たりのプリント基板２００の塗布容積とに基づき、半田ペースト１１１の残量に応じた半田ペースト１１１の塗布可能なプリント基板２００の枚数を求める。このように構成すれば、半田ペースト１１１の残量に加えてプリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積も演算により算出することができるので、半田ペースト１１１の塗布可能な基板枚数を容易に求めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、１枚のプリント基板２００に要する半田ペースト１１１の塗布作業時間に相当するサイクルタイムを取得し、求めた半田ペースト１１１の残量（体積）と、求めた１枚のプリント基板２００の塗布容積と、サイクルタイムとに基づき、半田ペースト１１１の残量に応じた作業可能時間を求める。このように構成すれば、半田ペースト１１１の残量に応じた作業可能時間を容易に求めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、マスクのガーバーデータ（設計情報）、半田ペースト１１１が塗布されたプリント基板２００の塗布状態を検査するための検査情報、または、マスク３００を撮像して得られた画像情報のいずれかに基づいて、１枚のプリント基板２００に塗布する半田ペースト１１１の塗布面積を求める。また、演算処理部１１は、マスク３００の厚み寸法ｔに基づいて、プリント基板２００に塗布する半田ペースト１１１の塗布厚さを取得し、塗布面積と取得した塗布厚さｔとに基づいてプリント基板２００の１枚当たりの半田ペースト１１１の塗布容積を求める。このように構成すれば、半田ペースト１１１のスクリーン印刷を行うためのマスク３００についての情報（ガーバーデータおよび厚み寸法）、検査情報やマスク３００の画像情報などのプリント基板２００の生産に際して通常用いられる情報に基づいて、容易に塗布容積を算出することができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、求めた半田ペースト１１１の残量に関する情報を表示部１０１に表示させるように構成されている。このように構成すれば、ユーザは、表示部１０１から半田ペースト１１１の残量に関する情報を視覚的に取得することができるので、半田ペースト１１１の交換作業を行うタイミングをより容易に把握することができる。

また、本実施形態では、上記のように、残量に関する情報は、半田ペースト１１１の残量（体積）、残量の割合（パーセンテージ）、塗布可能なプリント基板２００の枚数、および、半田ペースト１１１の残量に応じた作業可能時間のいずれかを含む。このように構成すれば、半田ペースト１１１の残量、残量の割合（パーセンテージ）、塗布可能なプリント基板２００の枚数および作業可能時間のいずれかから、容易に半田ペースト１１１の交換作業を行うタイミングを把握することができる。

また、本実施形態では、上記のように、演算処理部１１は、求めた半田ペースト１１１の残量に関する情報（半田ペースト１１１の残量（体積）、パーセンテージ、塗布可能な枚数、および、作業可能時間のいずれか）が予め設定した所定の閾値に達した場合に警告を表示部１０１に表示させるように構成されている。このように構成すれば、半田ペースト１１１の交換のための準備作業に要する時間を逆算して所定の閾値として設定しておくことにより、ユーザは、警告後に準備作業を開始して半田ペースト１１１が空になったタイミングに合わせて準備作業を完了させることができる。これにより、半田ペースト１１１の交換作業時に無駄な待機時間が発生するのを抑制することができる。

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、本発明の付着材料塗布装置を、プリント基板に半田を印刷する印刷装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の付着材料塗布装置を、たとえば、プリント基板に実装される電子部品を固定するための部品固定用の接着材をプリント基板に塗布する接着材塗布装置など、（半田）印刷装置以外の装置に適用してもよい。また、このように本発明の付着材料として、半田ペースト以外の接着材などを用いてもよい。

また、上記実施形態では、図８に示すように、選択された残量監視方法に応じた半田ペースト１１１の残量に関する情報（半田ペースト１１１の残量（体積）、パーセンテージ、塗布可能な枚数、および、作業可能時間のいずれか）を算出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、選択された残量監視方法に関わらず、残量に関する複数の情報を算出するように構成してもよい。この場合には、図１０に示す変形例のように、算出した残量に関する複数の情報を表示部１０１に表示し、リアルタイムで更新するようにしてもよい。

ここで、図１０では、半田ペースト１１１の残量に関する情報として、残量の割合（パーセンテージ）、塗布可能なプリント基板２００の枚数、および、継続可能な作業可能時間の３つの情報を表示する例を示している。ここで、図１０の（ａ）では、半田容器の模式図とともに半田残量の割合（５０％）が斜線部および数値により表示されている。また、塗布可能なプリント基板２００の枚数（８０枚）、および、作業可能時間（２６分）が表示部１０１に表示されている。そして、図１０の（ｂ）では、半田残量の減少に伴い、半田残量の割合（２０％）生産可能枚数（１５枚）、および、作業可能時間（５分）がリアルタイムで更新されている。ここで、残量監視方法として残量の割合（パーセンテージ）が選択されている場合（閾値＝２０％とする）には、残量を示す斜線部の色を図１０（ａ）の通常状態（たとえば、灰色）から警告色（たとえば、黄色）に変更してユーザへの警告通知を行うようにしてもよい。そして、図１０の（ｃ）では、半田切れとなり、半田残量の割合（０％）、塗布可能枚数（０枚）、および、作業可能時間（０分）がいずれも０となった状態を示している。なお、この変形例では、残量のパーセンテージ、塗布可能枚数、および、作業可能時間の３つの情報を表示する例を示したが、残量（体積）も含めて４つの情報を表示してもよいし、４つのうちのいずれか１つまたは２つの情報を表示するようにしてもよい。

この変形例のように構成した場合には、ユーザは、表示部１０１の表示から半田ペースト１１１の残量を視覚的に認識することができるので、半田の残量をより容易に把握することができる。また、ユーザとしては、半田残量が満量に近い場合には残量の割合（パーセンテージ）を把握すれば十分であり、半田残量が中程度の場合には、生産可能枚数が目安として有用であり、半田残量が空量に近い場合には、作業可能時間に基づいて交換用の半田容器１１０の準備を行うことが考えられる。このような場合に、半田ペースト１１１の残量に関する複数の情報を表示部１０１に表示することができる点で有用である。

また、上記実施形態では、半田ペースト１１１が収容された状態で流通される市販の半田容器１１０を用いることが可能なように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、専用の半田容器を用いて、半田ペーストが空になる度に半田ペーストを充填するように構成してもよい。なお、半田容器は、円筒形状を有する必要はなく、半田容器の形状は任意である。また、ピストンは、半田容器の内周部の形状に対応する形状であれば、どのような形状であってもよい。

また、上記実施形態では、半田容器支持部７２１（半田容器１１０）をピストン支持部７２２（ピストン１１２）に対して上下に移動させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ピストン支持部７２２を半田容器支持部７２１に対して移動させるように構成してもよい。また、ピストン１１２のみを半田容器１１０に対して移動させるように構成してもよい。また、半田容器支持部７２１（半田容器１１０）およびピストン支持部７２２（ピストン１１２）の両方が互いに近づく方向および互いに遠ざかる方向に移動可能に構成されてもよい。

また、上記実施形態では、ピストン１１２に半田供給経路１１２ｃおよび供給口１１３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半田容器１１０に半田供給経路および供給口を設けてもよい。

また、上記実施形態では、本発明のモータの一例として、エンコーダ７２３ａを有するサーボモータ７２３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、磁気スケールなどを備えた電磁式のリニアモータを用いてもよい。この場合には、ボールネジ軸７２４は不要であり、半田容器支持部７２１を直接駆動するように構成すればよい。本発明の「モータ」としては、位置検出が可能であれば、どのようなモータであってもよい。

また、上記実施形態では、本発明の塗布手段の一例として、スキージを用いたスクリーン印刷方式により半田を塗布するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば接着材などの付着材料をノズル（供給口）から所定の塗布領域に直接塗布するように構成してもよい。したがって、塗布手段は、塗布する付着材料の種類に応じて適切なものを選択すればよい。

また、上記実施形態では、ボールネジ軸７２４のリードと、第２基準位置（空量時）の座標と現在の座標との差分から、半田容器１１０内の残りの深さＤを算出するとともに、半田容器１１０の直径（内径）ｄａから容器内断面積を算出し、残りの深さＤと容器内断面積とに基づいて、半田残量（体積）を算出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１基準位置および第２基準位置の座標と、現在の座標とに基づき、現在の半田残量の割合（パーセント）が算出されるので、予め半田容器１１０の容量（満量時の半田体積）を設定しておけば、現在の半田残量の割合と半田容器１１０の容量とに基づいて半田残量（体積）を算出することが可能である。

このように、上記実施形態において示した半田残量（体積）、半田残量の割合（パーセント）、塗布可能なプリント基板２００の枚数および半田残量に応じた作業可能時間の算出方法は一例であり、本発明はこれに限られない。本発明では、半田容器とピストンとの相対位置とサーボモータの駆動位置とを関係づける情報（第１基準位置および第２基準位置、ボールネジ軸７２４のリードの情報など）と、サーボモータの現在位置とに少なくとも基づいて半田残量に関する情報を算出すれば、どのような算出方法を用いてもよい。

同様に、上記実施形態では、基板１枚当たりの半田の総塗布面積の算出を、プリント基板２００の検査情報を用いる方法と、マスク３００のガーバーデータを用いる方法と、マスク認識カメラ９１により撮像する方法との３つの方法のいずれかにより行う例を示したが、本発明はこれに限られない。上記３つの方法以外の方法で、半田の総塗布面積の算出を行ってもよい。なお、基板１枚当たりの半田の塗布容積の算出についても同様である。

また、上記実施形態では、半田残量に関する情報として、半田ペースト１１１の残量の割合（パーセンテージ）と、残量（体積）と、塗布可能な基板枚数と、作業可能時間との４つ（４種類）の情報を算出することが可能なように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。上記の４種類の情報以外の情報を半田残量に関する情報として算出するようにしてもよい。また、上記の４種類の情報のうちの１、２または３つのみを算出するように構成してもよい。

１１ 演算処理部（モータ制御手段、残量演算手段、塗布面積演算手段、塗布容積演算手段、基板枚数演算手段、作業周期時間取得手段、作業時間演算手段、残量表示制御手段、警告表示制御手段）
１３ モータ制御部（モータ制御手段）
１００ 印刷装置（付着材料塗布装置）
１０１ 表示部
１１０ 半田容器（収容容器）
１１０ａ 上部開口
１１１ 半田ペースト（付着材料）
１１２ ピストン（押出部）
１１３ 供給口
２００ プリント基板（基板）
３００ マスク
３１０ 開口部
７１１ スキージ（塗布手段）
７２３ サーボモータ（モータ）
７２３ａ エンコーダ（位置検出手段）
７２４ ボールネジ軸
ｔ マスクの厚み寸法

Claims (10)

1. 付着材料を収容する収容容器と押出部とを相対移動させて前記収容容器から付着材料を供給口を介して押し出すことにより付着材料を供給するように構成され、前記収容容器と前記押出部とを相対移動させるとともに、前記収容容器と前記押出部との相対位置に対応する駆動位置を検出するエンコーダを有するモータと、
   前記エンコーダにより検出された前記モータの駆動位置に基づいて前記モータの駆動制御を行うことにより付着材料の供給量を制御するモータ制御手段と、
   前記収容容器から供給された付着材料を基板に塗布する塗布手段と、
   予め取得された、収容容器の内部容積に関する情報と、前記収容容器と前記押出部との相対位置と前記モータの駆動位置とを関係づける情報と、前記収容容器と前記押出部との現在の相対位置において前記エンコーダにより検出される前記モータの現在位置とに少なくとも基づいて、前記収容容器に収容された付着材料の体積残量の情報を算出する残量演算手段とを備えた、付着材料塗布装置。
2. 前記残量演算手段は、前記収容容器内部の容積が最大となる第１相対位置に前記収容容器と前記押出部とが位置するときに前記エンコーダにより検出される前記モータの第１基準位置と、前記収容容器内部の容積が最小となる第２相対位置に前記収容容器と前記押出部とが位置するときに前記エンコーダにより検出される前記モータの第２基準位置と、前記収容容器と前記押出部との現在の相対位置において前記エンコーダにより検出される前記モータの現在位置と、予め取得された前記収容容器の内部容積に関する寸法情報とに基づいて、前記収容容器に収容された付着材料の体積残量を求めるように構成されている、請求項１に記載の付着材料塗布装置。
3. 前記残量演算手段により算出した前記収容容器内の付着材料の体積残量と、基板１枚当たりの付着材料の塗布容積とに基づき、前記収容容器内の付着材料の体積残量に応じた付着材料の塗布可能な基板枚数、または、前記収容容器内の付着材料の体積残量に応じた作業可能時間の少なくともいずれか一方を算出可能に構成されている、請求項１または２に記載の付着材料塗布装置。
4. 基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求める塗布面積演算手段と、
   前記塗布面積演算手段により演算された基板１枚当たりの前記塗布面積と、基板に塗布する付着材料の塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求める塗布容積演算手段と、
   前記残量演算手段により求めた付着材料の体積残量と、前記塗布容積演算手段により求めた前記塗布容積とに基づき、前記収容容器内の付着材料の体積残量に応じた付着材料の塗布可能な基板枚数を求める基板枚数演算手段とをさらに備える、請求項３に記載の付着材料塗布装置。
5. 基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求める塗布面積演算手段と、
   前記塗布面積演算手段により演算された前記塗布面積と、基板に塗布する付着材料の塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求める塗布容積演算手段と、
   基板１枚に要する付着材料の塗布作業時間に相当する作業周期時間を取得する作業周期時間取得手段と、
   前記残量演算手段により求めた付着材料の体積残量と、前記塗布容積演算手段により求めた前記塗布容積と、前記作業周期時間取得手段により求めた前記作業周期時間とに基づき、前記収容容器内の付着材料の体積残量に応じた作業可能時間を求める作業時間演算手段とをさらに備える、請求項３または４に記載の付着材料塗布装置。
6. 前記塗布手段は、基板に対する付着材料の塗布領域に対応する開口部が形成されたマスクを介して基板に付着材料を塗布するように構成され、
   前記塗布面積演算手段は、前記マスクの設計情報、付着材料が塗布された基板の塗布状態を検査するための検査情報、または、前記マスクを撮像して得られた画像情報のいずれかに基づいて、基板１枚に塗布する付着材料の塗布面積を求めるように構成され、
   前記塗布容積演算手段は、前記マスクの厚み寸法に基づいて、基板に塗布する付着材料の塗布厚さを取得し、前記塗布面積と取得した前記塗布厚さとに基づいて基板１枚当たりの付着材料の塗布容積を求めるように構成されている、請求項４または５に記載の付着材料塗布装置。
7. 表示部と、
   前記残量演算手段により求めた前記収容容器内の付着材料の残量に関する情報を前記表示部に表示させる残量表示制御手段とをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の付着材料塗布装置。
8. 前記残量に関する情報は、付着材料の体積残量、前記収容容器に収容された付着材料の残量の割合、付着材料を塗布可能な基板枚数、および、付着材料の体積残量に応じた作業可能時間のいずれかを含む、請求項７に記載の付着材料塗布装置。
9. 表示部と、
   前記残量演算手段により求めた付着材料の残量に関する情報が予め設定した所定の閾値に達した場合に警告を前記表示部に表示させる警告表示制御手段とをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の付着材料塗布装置。
10. 前記付着材料は、半田ペーストであり、
    前記収容容器は、上部開口と底部とを有し前記半田ペーストを収容する筒状の半田容器であり、
    前記押出部は、前記筒状の半田容器の前記上部開口の内周部に摺動可能に嵌合するとともに前記供給口を有するピストンであり、
    前記モータは、前記モータの回転位置を検出する前記エンコーダを有するサーボモータであり、
    前記半田容器と前記ピストンとを相対移動させるためのボールネジ軸をさらに備え、
    前記サーボモータは、前記ボールネジ軸を回転駆動して前記ピストンを前記半田容器に対して相対移動させることにより、前記半田容器から半田ペーストを前記供給口を介して押し出し供給するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の付着材料塗布装置。

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