JP6039302B2 - 印刷剤残量取得方法および印刷剤残量取得装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のスクリーン印刷機においては、スキージによりロール状とされたはんだの高さがレーザ式はんだ高さセンサにより検出され、その検出されたはんだ高さと設定高さとの比較により、回路基板に供給されたはんだの量が取得される。特許文献2に記載のスクリーン印刷機においては、はんだ印刷前後の回路基板の重量を計測することにより、回路基板に印刷されたはんだの量が取得される。特許文献3に記載のスクリーン印刷機には、はんだ収容器を、垂直な姿勢と水平な姿勢との間で回動させる機構が設けられる。
印刷剤収容器に収容された印刷剤の残量が多い場合は少ない場合より、印刷剤収容器の質量(容器本体の質量と収容された印刷剤の質量との両方を含む。)が重くなる。例えば、(i)アクチュエータによって、同じ力で、同じ距離移動させられる場合に、印刷剤収容器が重い場合は軽い場合より移動に要する時間が長くなる(F=m・α)。また、(ii)アクチュエータが電動モータである場合には、印刷剤収容器が重い場合は軽い場合より電動モータの駆動トルクが大きくなる。そのため、アクチュエータの作動時間や駆動トルク等の作動状態に基づけば印刷剤収容器の質量、すなわち、印刷剤の残量を取得することができる。
一方、マスク上に供給される印刷剤の量を一定にするためには、印刷剤の残量に基づいて印刷剤収容器の移動速度、供給されるエア圧等を制御する必要がある。そのため、印刷剤容器内の印刷剤の残量を取得することが要求される。そして、特許文献1,2に記載のように、マスク上に供給されたはんだの高さを検出したり、回路基板に印刷されたはんだの量を検出したりすれば、はんだ収容器内のはんだの残量を取得することができる。しかし、はんだ高さセンサや、回路基板の重量を測定する装置が必要となり、コストアップとなる。また、はんだ収容器にはんだの液面を検出するレベルセンサを設けることもできるが、レベルセンサは高価である。それに対して、本発明に係る印刷剤残量取得方法によれば、はんだ高さセンサ、回路基板の重量を測定する装置、レベルセンサ等を用いることなく印刷剤残量を取得することができるのであり、コストアップを抑制することができる。
(1)印刷剤収容器に収容された印刷剤の残量を取得する印刷剤残量取得方法であって、
前記印刷剤収容器がアクチュエータの作動によって移動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて、前記印刷剤の残量を取得する印刷剤残量取得方法。
印刷剤収容器の移動には、印刷剤収容器の水平方向の移動、垂直方向の移動、印刷剤収容器の回動(旋回)等が該当する。アクチュエータは、ロータリアクチュエータとしたり、リニアアクチュエータとしたりすることができ、電動モータとしたり、流体圧シリンダとしたりすることができる。アクチュエータの作動状態は、作動時間、駆動力、消費エネルギ、これらのうちの2つ以上で表すことができる。
(2)前記印刷剤収容器が、その印刷剤収容器から印刷剤が吐出されることなく、前記アクチュエータの作動によって予め定められた第1状態から第2状態まで移動させられる場合の、前記アクチュエータの作動状態に基づいて、前記印刷剤の残量を取得する(1)項に記載の印刷剤残量取得方法。
印刷剤収容器の印刷剤の残量は、印刷剤収容器の質量が一定の状態、すなわち、印刷剤収容器から印刷剤が吐出されない状態で取得されるのが望ましい。しかし、吐出量が僅かであり、印刷剤収容器の質量がほぼ同じであるとみなし得る場合には、吐出状態で印刷剤残量を取得することも不可能ではない。
第1状態、第2状態は、印刷剤収容器が移動させられる際に予め決まっていればよく、常に同じ状態とする必要はない。また、印刷剤収容器の状態は、印刷剤収容器の姿勢(例えば、縦姿勢、横姿勢)と印刷剤収容器の位置との少なくとも一方で表すことができ、第1状態と第2状態とでは、印刷剤収容器の姿勢と位置との少なくとも一方が異なる。
(3)前記印刷剤収容器を前記第1状態から前記第2状態に移動させるのに要した前記アクチュエータの作動時間を前記作動状態を表す量として取得する時間取得工程を含み、その時間取得工程において取得された前記作動時間が長い場合は短い場合より、前記印刷剤の残量が多いと取得する(2)項に記載の印刷剤残量取得方法。
(4)前記第1状態と前記第2状態とのいずれか一方が、前記印刷剤収容器が、それの軸線が縦方向に延びた縦姿勢にある状態であり、いずれか他方が、前記印刷剤収容器が、それの軸線が横方向に延びた横姿勢にある状態であり、
前記印刷剤収容器が前記縦姿勢にある状態と前記横姿勢にある状態との間で回動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて前記印刷剤の残量を取得する(2)項または(3)項に記載の印刷剤残量取得方法。
(5)前記第1状態と前記第2状態とのいずれか一方が、前記印刷剤収容器が吐出開始位置にある状態であり、いずれか他方が、前記吐出開始位置から隔たった吐出準備位置にある状態であり、
前記印刷剤収容器が前記吐出準備位置から前記吐出開始位置まで直線的に移動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて前記印刷剤の残量を取得する(2)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の印刷剤残量取得方法。
(6)前記第1状態と前記第2状態とのいずれか一方が、前記印刷剤収容器が吐出終了位置にある状態であり、いずれか他方が、前記吐出終了位置から隔たった吐出休止位置にある状態であり、
前記印刷剤収容器が前記吐出終了位置から前記吐出休止位置まで直線的に移動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて前記印刷剤の残量を取得する(2)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の印刷剤残量取得方法。
(7)前記アクチュエータの駆動力を前記作動状態を表す量として取得する駆動力取得工程を含み、その駆動力取得工程において取得された前記駆動力が大きい場合は小さい場合より、前記印刷剤の残量が多いと取得する(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の印刷剤残量取得方法。
例えば、印刷剤収容器が、アクチュエータによってほぼ一定の速度で移動させられる場合には、作動時間に基づいて印刷剤残量を取得することは困難である。しかし、アクチュエータが出力する駆動力(アクチュエータに加えられる負荷)は、印刷剤収容器の質量が大きい場合は小さい場合より大きくなる。したがって、駆動力に基づけば印刷剤の残量を取得することができる。例えば、アクチュエータの作動開始時の駆動力は、印刷剤収容器の静止摩擦力に対応し、作動中の駆動力は、印刷剤収容器の動(運動)摩擦力に対応する。
前記印刷剤収容器がアクチュエータの作動によって移動させられる場合の、前記アクチュエータの作動状態を取得する作動状態取得部を含み、その作動状態取得部によって取得された前記アクチュエータの作動状態に基づいて、前記印刷剤の残量を取得することを特徴とする印刷剤残量取得装置。
本項に記載の印刷剤残量取得装置には、(1)項ないし(7)項のいずれか1つに記載の技術的特徴を採用することができる。
(9)前記アクチュエータが、前記印刷剤収容器を、第1状態から第2状態まで、印刷剤を吐出しない状態で移動させるものであり、
前記作動状態取得部が、
(a)前記印刷剤収容器が第1状態にあるか否かを検出する第1状態検出部と、
(b)前記印刷剤収容器が第2状態にあるか否かを検出する第2状態検出部と、
(c)前記第1状態検出部によって、前記第1状態にあった前記印刷剤収容器が第1状態でなくなったと検出された時点から、前記第2状態検出部によって、前記第2状態になかった前記印刷剤収容器が第2状態になったと検出された時点までの時間を取得する時間取得部とを含み、
当該印刷剤残量取得装置が、前記時間計測部によって計測された時間が長い場合は短い場合より、前記印刷剤の残量が多いと取得する時間依拠残量取得部を含む(8)項に記載の印刷剤残量取得装置。
第1状態検出部、第2状態検出部は、それぞれ、印刷剤収容器の位置や姿勢に限らず、印刷剤収容器の位置や姿勢と1対1に対応する部材の状態(例えば、アクチュエータの状態、アクチュエータの駆動力を印刷剤収容器に伝達する駆動伝達装置の状態)を検出するものとすること等ができる。
なお、印刷剤収容器を移動させる機構の構造等によっては、作動時間が長い場合は短い場合より、残量が少なくなる場合もある。
(10)当該印刷剤残量取得装置が、前記アクチュエータとしての電動モータと、その電動モータの回転を出力部材の直線的な移動に変換して、前記印刷剤収容器に伝達する運動変換機構とを含む(8)項または(9)項に記載の印刷剤残量取得装置。
(11)前記アクチュエータが、前記印刷剤収容器を、縦姿勢と横姿勢との間で回動させるロータリアクチュエータである(8)項または(9)項に記載の印刷剤残量取得装置。
(12)コンピュータに、印刷剤収容器がアクチュエータの作動によって移動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づく印刷剤の残量の取得を実行させるための印刷剤残量取得プログラム。
本項に記載の印刷剤残量取得プログラムには、(1)項ないし(11)項のいずれか1つに記載の技術的特徴を採用することができる。
(13)印刷剤を収容する印刷剤収容器と、
その印刷剤収容器に加圧エアを供給して、印刷剤を吐出口から押し出させる押出装置と、
その押出装置によって前記印刷剤収容器から印刷剤を吐出させつつ、前記印刷剤収容器を移動させる第1アクチュエータと、
前記印刷剤収容器から前記印刷剤を吐出させることなく移動させる第2アクチュエータと、
その第2アクチュエータの作動状態に基づいて前記印刷剤収容器に収容された印刷剤の残量を取得する印刷剤残量取得装置と
を含む印刷剤供給装置。
第1アクチュエータと第2アクチュエータとは、別のものであっても、同じものであってもよい。例えば、第1アクチュエータが第2アクチュエータとしての機能を備えたものととすることができる。また、印刷剤供給装置に含まれる印刷剤残量取得装置には、(1)項ないし(12)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
はんだ供給装置は、はんだをマスク14上に供給する装置であり、はんだ供給装置本体18,はんだ収容器10,はんだ収容器10内に収容されたはんだを押し出す押出装置としての加圧エア供給装置20(図2参照),はんだ収容器10をx方向へ移動させるx方向移動装置22,はんだ収容器10を縦姿勢と横姿勢とに回動させる回動装置24(図2参照)等を含む。
加圧エア供給装置20は、はんだ収容器10に加圧エアを供給する装置であり、(a)エア源42、(b)エア供給部38とエア源42との間に設けられた(b-1)1つ以上の開閉弁43および(b-2)エア供給部38へ供給されるエア圧を制御するエア圧調整弁44等を含む。加圧エア供給装置20からエア供給部38を経て加圧エアが供給されることによりはんだ40が吐出口30から吐出される(押し出される)。また、はんだ40の供給が終了させられる場合には、負圧が供給されるようにすることができる。
なお、はんだ収容器10は、収容器保持装置46により回動部材48に着脱可能に取り付けられる。
横姿勢は、図1,3に示すx方向とほぼ平行な方向に延びた姿勢(本実施例においては、ほぼ水平な方向に延びた水平姿勢)であり、縦姿勢は、図1,2に示すz方向とほぼ平行な方向に延びた姿勢(本実施例においては、ほぼ垂直な方向に延びた垂直姿勢)である。
また、はんだ収容器10の横姿勢と縦姿勢とでは位相がほぼ90°ずれているため、はんだ収容器10の回動中心回りの回動角度はほぼ90°となる。
ガイド88はx方向に延びて設けられ、それのガイドレール90に可動部材80が相対移動可能に係合させられる。また、ガイド88の一端部には、はんだ垂れ防止皿91が設けられる。
駆動源84は、本実施例においては電動モータであり、電動モータ84に流れる電流が電流センサ92{図4(b)参照}によって検出される。駆動伝達機構86は、(i)複数のプーリ94、(ii)複数のプーリ94に掛け渡され、かつ、電動モータ84の出力軸に係合させられた駆動ベルト96、(iii)駆動ベルト96に可動部材80を一体的に移動可能に係合させる係合装置98等を含む。電動モータ84の回転により駆動ベルト92が移動させられ、それにより、可動部材80がx方向に移動させられる。可動部材80には、ロータリシリンダ50,回動部材48を介してはんだ収容器10が保持されているため、可動部材80のx方向の移動に伴ってはんだ収容器10がx方向に移動させられる。
開始位置スイッチ100,休止位置スイッチ102,終了位置スイッチ104は、それぞれ、はんだ収容器10が吐出開始位置、吐出休止位置、吐出終了位置にあるか否かを検出するものであり、本実施例においては、ガイドレール90上の可動部材80の位置を検出し、それに基づいて、はんだ収容器10のx方向の位置を検出する。
(1)はんだ40をマスク14上に供給しない場合には、はんだ収容器10は横姿勢にあり、吐出口30が垂れ防止皿91の上方に位置する。この状態を吐出休止状態、吐出待機状態と称する。
(2)はんだ40の供給を開始する場合には、はんだ収容器10が、吐出口30が垂れ防止皿91から外れた位置までx方向に移動させられ、その位置(回動位置)において、はんだ収容器10が縦姿勢に回動させられる。はんだ収容器10が回動位置において縦姿勢にある状態を吐出準備状態と称する。
(3)はんだ収容器10が、縦姿勢で、回動位置から吐出開始位置までx方向に移動させられる。吐出開始位置において縦姿勢にある状態を吐出開始状態と称する。
(4)エア供給部36に加圧エア供給装置20から加圧エアが供給されることにより、はんだ40の供給が開始される。はんだ収容器10は、はんだ40を吐出しつつx方向に吐出終了位置まで移動させられる。吐出終了位置において、エア供給部36に加圧エアが供給されなくなり(負圧が供給される場合がある)、図示しない線材によりはんだ40が切られることにより、はんだの供給が終了させられる。
(5)吐出終了位置においてはんだ収容器10が回動させられて横姿勢とされる。この状態が吐出終了状態である。
(6)はんだ収容器10は、横姿勢のまま、吐出口30が垂れ止め皿91の上方に位置する吐出休止位置(吐出待機位置)までx方向に移動させられる。
この場合に、はんだ収容器10に作用する力F、はんだ収容器10の質量m、はんだ収容器10の加速度αとすれば、式
F=mα
が成立する。上式から、力Fが同じである場合には、はんだ収容器10の質量mが大きい場合は小さい場合より加速度αが小さくなることがわかる。そして、回動角度が常に一定であるため、はんだ収容器10の質量mが大きい場合は小さい場合より、回動に要する時間tが長くなることがわかる。したがって、ロータリシリンダ50の作動時間、すなわち、ベーン部材62のベーン部70が突部71に当接する位置から突部74に当接する位置まで回動する時間が長い場合は短い場合よりはんだ残量が多いと推定することができる。
本実施例においては、図6に示すように、回動に要する時間とはんだ残量との関係(はんだ残量取得テーブル)が予め取得され、制御装置150の記憶部153に記憶されている。また、図7(b)に示すように、はんだ収容器10が縦姿勢にある場合には、縦スイッチ(SW)72がON,横スイッチ(SW)76がOFFにあり、横姿勢にある場合には、縦SW72がOFF,横SW76がONにあるものとする。
図7(a)のフローチャートで表されるはんだ残量推定プログラムは、回動位置において、横姿勢から縦姿勢に回動させられる場合に実行される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、横SW76がOFFであるかどうかが判定され、S2において、横SW76がONからOFFに切り換わったか否かが判定される。横SW76がONのまま、すなわち、はんだ収容器10が横姿勢にある場合には、S1,2が繰り返し実行される。そのうちに、ベーン部材62が回動させられ、横SW76がONからOFFに切り換えられると、S3においてカウントが開始される。
また、例えば、はんだ収容器10内に収容されたはんだ残量が設定量以下になった場合に、そのことを報知するインジケータ等を設ける場合に、その設定量を自由に設定することができる。その結果、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
さらに、はんだ残量に基づいて、はんだ収容器10のx方向の移動速度、吐出量(供給されるエア圧)を調整することが可能となり、はんだ残量が多くても少なくても、マスク14上にほぼ一定の量のはんだ40が供給されるようにすることができる。
さらに、本実施例においては、はんだ収容器10が回動位置において横姿勢にある状態が第1状態であり、回動位置において縦姿勢にある状態が第2状態であり、横スイッチ76が第1状態検出部に対応し、縦スイッチ72が第2状態検出部に対応する。
また、回動装置の構造等によっては、はんだ残量が多い場合は少ない場合より回動に要する時間が短くなる場合があり、その場合には、時間が長い場合は短い場合より、はんだ残量が少ないと取得される。
はんだ収容器10が電動モータ84によりx方向に移動させられる場合において、電動モータ84に流れる電流が大きい場合は小さい場合より、電動モータ84に加えられる負荷が大きく(電動モータ84が出力する駆動力が大きく)、はんだ収容器10の質量が大きいと取得することができる。本実施例においては、図8(b)に示すように、電動モータ64に流れる電流値Iとはんだ残量との関係であるはんだ残量取得テーブルが予め取得され、制御装置150の記憶部153に記憶されている。
図8(a)のフローチャートで表されるはんだ残量取得プログラムは、はんだ収容器10が電動モータ84によりx方向に移動させられる場合に実行される。S21において、例えば、電動モータ84の起動時の電流センサ92の値が読み込まれ、S22において、電流値Iとはんだ残量取得テーブルとに基づいて、はんだ残量が取得される。起動時の電流値Iが大きい場合は、電動モータ84の起動トルクが大きく、はんだ収容器10を移動させるのに大きな力が出力されたのであり、はんだ収容器10の質量が大きいことがわかる。
本実施例において、S21における電流値Iの検出が駆動力取得工程である。また、S21を記憶する部分、実行する部分等により駆動力取得部が構成される。
本実施例においては、吐出終了状態が第1状態であり、吐出休止状態が第2状態であり、終了位置SW104が第1状態検出部であり、休止位置SW102が第2状態検出部である。
なお、(1)の吐出休止位置から回動位置への移動(横姿勢)、(3)の吐出準備位置から吐出開始位置への移動(縦姿勢)においても、同様に、適用することができる。
Claims (3)
- 印刷剤収容器に収容された印刷剤の残量を取得する印刷剤残量取得方法であって、
前記印刷剤収容器が、その印刷剤収容器から印刷剤が吐出されることなく、アクチュエータの作動によって、前記印刷剤収容器の軸線が縦方向に延びた縦姿勢にある状態と、前記軸線が横方向に延びた横姿勢にある状態との一方の状態から他方の状態まで回動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて、前記印刷剤の残量を取得することを特徴とする印刷剤残量取得方法。 - 前記印刷剤収容器を前記一方の状態から前記他方の状態に移動させるのに要した前記アクチュエータの作動時間を前記作動状態を表す量として取得する時間取得工程を含み、その時間取得工程において取得された前記作動時間が長い場合は短い場合より、前記印刷剤の残量が多いと取得する請求項1に記載の印刷剤残量取得方法。
- 印刷剤収容器に収容された印刷剤の残量を、前記印刷剤収容器がアクチュエータの作動によって移動させられる場合の前記アクチュエータの作動状態に基づいて取得する印刷剤残量取得装置であって、
前記アクチュエータが、前記印刷剤収容器を、第1状態から第2状態まで、印刷剤を吐出することなく移動させるものであり、
当該印刷剤残量取得装置が、
前記印刷剤収容器が第1状態にあるか否かを検出する第1状態検出部と、
前記印刷剤収容器が第2状態にあるか否かを検出する第2状態検出部と、
前記第1状態検出部によって、前記第1状態にあった前記印刷剤収容器が第1状態でなくなったと検出された時点から、前記第2状態検出部によって、前記第2状態になかった前記印刷剤収容器が第2状態になったと検出された時点までの時間を、前記アクチュエータの作動状態を表す量として取得する時間取得部と、
その時間取得部によって取得された時間が長い場合は短い場合より、前記印刷剤の残量が多いと取得する時間依拠残量取得部と
を含むことを特徴とする印刷剤残量取得装置。
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