(57)【要約】【課題】部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、印刷ヘッド部のマスクに対する印圧を精度よく制御することが可能な印刷装置を提供する。【解決手段】この印刷装置１００は、開口を有するマスク３００に沿って移動してマスク３００に供給された半田をマスク３００の開口を介して印刷を行うスキージ３１１を含む印刷ヘッド部３１と、印刷ヘッド部３１を昇降駆動させるスキージＺ軸モータ３２と、スキージＺ軸モータ３２を制御することにより印刷ヘッド部３１の昇降動作を制御する制御部７とを備える。そして、制御部７は、印刷ヘッド部３１を下降させた際のスキージＺ軸モータ３２の駆動電流に基づいて、マスク３００に印刷ヘッド部３１のスキージ３１１が当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した印刷高さ位置に基づいて、スキージ３１１のマスク３００に対する印圧を制御するように構成されている。【選択図】図５
2015182231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するマスクに沿って移動して前記マスクに供給された半田を前記マスクの前記開口を介して印刷を行うスキージを含む印刷ヘッド部と、
前記印刷ヘッド部を昇降駆動させるヘッド昇降モータと、
前記ヘッド昇降モータを制御することにより前記印刷ヘッド部の昇降動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記印刷ヘッド部を下降させた際の前記ヘッド昇降モータの駆動電力に基づいて、前記マスクに前記印刷ヘッド部の前記スキージが当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した前記印刷高さ位置に基づいて、前記スキージの前記マスクに対する印圧を制御するように構成されている、印刷装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記印刷ヘッド部を下降させた際に前記ヘッド昇降モータの駆動電力が増大する前記印刷ヘッド部の位置を前記印刷高さ位置として測定するとともに、前記印刷ヘッド部を前記印刷高さ位置から下降させる駆動量を制御して前記スキージの前記マスクに対する印圧を制御するように構成されている、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記制御部は、測定した前記印刷高さ位置と設計高さ位置との差に基づく印圧の差が所定の許容値を超えた場合、異常と判断するように構成されている、請求項１または２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記制御部は、印刷条件が変更された場合、または、所定の印刷回数毎に、前記印刷高さ位置を測定するように構成されている、請求１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記印刷ヘッド部は、前記スキージの前記マスクに対するアタック角度を変更させる角度変更部をさらに含み、
前記制御部は、前記スキージの前記マスクに対するアタック角度が変更されることにより印刷条件が変更されたことに基づいて、前記印刷高さ位置を測定するように構成されている、請求項４に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記印刷ヘッド部は、前記スキージの前記マスクに対するアタック角度を変更させる角度変更部をさらに含み、
前記制御部は、前記スキージの前記マスクに対するアタック角度が変更された場合に、アタック角度変更前に測定された前記印刷高さ位置に基づいて、新たな前記印刷高さ位置を算出するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に関し、特に、スキージを含む印刷ヘッドを備えた印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スキージを含む印刷ヘッド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）。
【０００３】
上記特許文献１には、スクリーン（マスク）上面に沿って移動してスクリーンに供給されたクリーム半田をマスク開口に充填して印刷を行うスキージを含む印刷ヘッドを備えるクリーム半田印刷機（印刷装置）が開示されている。上記特許文献１のクリーム半田印刷機には、荷重センサが設けられており、荷重センサの出力値に基づいて、スキージのスクリーンに対する押圧力が制御されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２７１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のクリーム半田印刷機では、荷重センサの出力値に基づいて、スキージのスクリーン（マスク）に対する押圧力（印圧）が制御されるように構成されているため、荷重センサを設ける必要があり、その分、部品点数が増加するとともに構造が複雑になるという問題点がある。
【０００６】
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、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、スキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することが可能な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】
【０００７】
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印刷装置は、開口を有するマスクに沿って移動してマスクに供給された半田をマスクの開口を介して印刷を行うスキージを含む印刷ヘッド部と、印刷ヘッド部を昇降駆動させるヘッド昇降モータと、ヘッド昇降モータを制御することにより印刷ヘッド部の昇降動作を制御する制御部とを備え、制御部は、印刷ヘッド部を下降させた際のヘッド昇降モータの駆動電力に基づいて、マスクに印刷ヘッド部のスキージが当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した印刷高さ位置に基づいて、スキージのマスクに対する印圧を制御するように構成されている。なお、本発明における「駆動電力」とは、駆動電流、駆動電圧、および、駆動電流と駆動電圧との積を含む広い概念である。
【０００８】
この発明の一の局面による印刷装置では、上記のように、印刷ヘッド部を下降させた際のヘッド昇降モータの駆動電力に基づいて、マスクに印刷ヘッド部のスキージが当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した印刷高さ位置に基づいて、スキージのマスクに対する印圧を制御する制御部を設けることによって、荷重センサを用いずに、駆動電力の変化に基づいて、マスクに印刷ヘッド部のスキージが当接したことを検出することができる。これにより、荷重センサが不要な分、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制することができる。そして、マスクにスキージが当接した印刷高さ位置に基づいて、さらに印刷ヘッド部を下降させることにより、マスクに対してスキージにより所望の印圧をかけることができるので、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、スキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することができる。
【０００９】
上記一の局面による印刷装置において、好ましくは、制御部は、印刷ヘッド部を下降させた際にヘッド昇降モータの駆動電力が増大する印刷ヘッド部の位置を印刷高さ位置として測定するとともに、印刷ヘッド部を印刷高さ位置から下降させる駆動量を制御してスキージのマスクに対する印圧を制御するように構成されている。このように構成すれば、印刷ヘッド部を下降させた際に、スキージがマスクに当接して駆動負荷が増大したことに起因して駆動電力が増大したことを検出して、印刷高さ位置を容易に測定することができる。また、測定した印刷高さ位置に基づいてさらに印刷ヘッド部を下降させる駆動量を制御することにより、スキージのマスクに対する印圧を容易に制御することができる。
【００１０】
上記一の局面による印刷装置において、好ましくは、制御部は、測定した印刷高さ位置と設計高さ位置との差に基づく印圧の差が所定の許容値を超えた場合、異常と判断するように構成されている。このように構成すれば、異常と判断された場合に印刷を中止することができるので、所望の印圧を得ることができずに印刷不良が発生することを防止することができる。
【００１１】
上記一の局面による印刷装置において、好ましくは、制御部は、印刷条件が変更された場合、または、所定の印刷回数毎に、印刷高さ位置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、印刷条件が変更された場合に印刷高さ位置が測定されるので、印刷条件が変更された後も測定された印刷高さ位置に基づいて、スキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することができる。また、印刷を継続している間にスキージの摩耗などにより印刷高さ位置が変化した場合でも、所定の印刷回数毎に印刷高さ位置が測定されることによって、印刷継続中に印刷高さ位置が変化した場合でもスキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、印刷ヘッド部は、スキージのマスクに対するアタック角度を変更させる角度変更部をさらに含み、制御部は、スキージのマスクに対するアタック角度が変更されることにより印刷条件が変更されたことに基づいて、印刷高さ位置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、スキージのマスクに対するアタック角度の変更に伴って、スキージとマスクとの距離が変化した場合でも、印刷高さ位置が測定されるので、スキージのアタック角度を変更後もスキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することができる。
【００１３】
上記一の局面による印刷装置において、好ましくは、印刷ヘッド部は、スキージのマスクに対するアタック角度を変更させる角度変更部をさらに含み、制御部は、スキージのマスクに対するアタック角度が変更された場合に、アタック角度変更前に測定された印刷高さ位置に基づいて、新たな印刷高さ位置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、スキージのアタック角度を頻繁に変更する場合でも、既に測定されている印刷高さ位置に基づいて、スキージのアタック角度変更後の新たな印刷高さ位置が算出されるので、アタック角度の変更の度に印刷高さ位置を測定する場合と異なり、タクトタイムが長くなるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記のように、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、スキージのマスクに対する印圧を精度よく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による印刷装置の全体構成を示した正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による印刷装置のスキージユニット付近の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による印刷装置のスキージユニット付近の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による印刷装置の制御的な構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による印刷装置の印刷高さ位置測定を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態による印刷装置の印刷高さ位置測定の際の駆動電流の変化の一例を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態による印刷装置のスキージのアタック角度の変更を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態による印刷装置の制御部による印刷処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による印刷装置の制御部による印刷高さ位置測定処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
まず、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。
【００１８】
本実施形態による印刷装置１００は、マスク３００に形成された開口の所定のパターンで基板２００の表面に半田を印刷する機能を有している。印刷装置１００は、図１に示すように、基台１と、基台１上に設けられ、基板２００を保持するとともに、マスクに対して位置合わせする基板テーブル２と、基板テーブル２の上方に配置されたマスク３００の上方に設けられたスキージユニット３とを備えている。この印刷装置１００は、搬入コンベア４ａにより搬入される基板２００に対して印刷処理を行った後、印刷済みの基板２００を搬出コンベア４ｂにより搬出する機能を有している。
【００１９】
基板テーブル２は、主に、一対のコンベア２２と、Ｘ軸移動機構２３と、Ｙ軸駆動機構２４と、Ｒ軸移動機構２５と、Ｚ軸移動機構２６と、基板昇降支持装置２７とにより構成されている。
【００２０】
Ｘ軸移動機構２３は、Ｘ軸駆動部２３１（図４参照）と、Ｘ軸テーブル２３２と、Ｘ軸レール２３３とを有する。Ｙ軸移動機構２４は、Ｙ軸駆動部２４１（図４参照）と、Ｙ軸テーブル２４２と、Ｙ軸レール２４３とを有する。Ｒ軸移動機構２５は、Ｒ軸駆動部２５１（図４参照）と、Ｒ軸テーブル２５２とを有する。Ｚ軸移動機構２６は、Ｚ軸駆動部２６１（図４参照）と、Ｚ軸テーブル２６２とを有する。基板昇降支持機構２７は、バックアップ軸駆動部２７１（図４参照）と、基板昇降支持部材（バックアップピン）２７２を含む。
【００２１】
基板テーブル２は、搬送される基板２００をコンベア２２上所定の位置に保持する。その後、基板カメラ（図示せず）により基板２００の基板テーブル２に対する位置が認識される。また、予めマスクカメラ（図示せず）によりマスク３００の位置が認識されている。また、基板テーブル２は、Ｘ軸移動機構２３、Ｙ軸駆動機構２４、およびＲ軸移動機構２５により基板２００を移動して、マスク３００に対して位置決めした状態で、Ｚ軸移動機構２６により基板２００をマスク３００下面に密着する所定の位置まで上昇するように構成されている。なお、基板カメラおよびマスクカメラは、それぞれ、基板のマーク（図示せず）およびマスクマーク（図示せず）の撮像時、カメラ軸駆動部１１（図４参照）により、基板テーブル２とマスク３００との間の空間に侵入移動するように構成されている。  
【００２２】
一対のコンベア２２は、図１に示すように、基板２００の搬送方向に沿って延びるように設けられている。また、一対のコンベア２２は、前後方向（Ｙ方向）に所定距離を隔てて互いに平行に配置されている。また、一対のコンベア２２は、搬送する基板２００の幅に対応させてＹ方向の間隔を調整可能に構成されている。具体的には、基板幅軸駆動部２８（図４参照）の駆動により、一対のコンベア２２の間隔（幅）が調整されるように構成されている。
【００２３】
また、一対のコンベア２２は、基板搬送軸駆動部２９の駆動によりＸ方向に基板２００を搬送するように構成されている。また、一対のコンベア２２は、Ｚ軸テーブル２６２により下方から支持され、Ｚ軸移動機構２６により上下方向（Ｚ方向）に移動可能に構成されている。また、一対のコンベア２２は、搬入コンベア４ａから印刷前の基板２００を受け取るとともに、印刷済みの基板２００を搬出コンベア４ｂに搬出する機能を有している。
【００２４】
また、基板テーブル２には、Ｚ軸テーブル２６２の上側（Ｚ１方向側）に複数のバックアップピンを含む基板昇降支持部材２７２が設けられている。複数のバックアップピンは、基板２００を下方から支持するように構成されている。具体的には、一対のコンベア２２により搬送された基板２００は、複数のバックアップピンにより一対のコンベア２２から所定の高さ分上昇移動される。そして、一対のコンベア２２に対しての所定の高さ位置まで上昇された基板２００は、基板クランプ２２１（図４参照）によりクランプされる。この状態で上記したように基板２００のマスク３００に対する位置合わせと、マスク３００下面へ密着するための基板２００の上昇とが行われ、基板２００は、マスク３００の下面の所定の印刷位置に保持される。
【００２５】
マスク３００には、所定のパターンの開口が形成されている。また、マスク３００は、平面視で矩形形状を有し、外周部にフレーム３０１が取り付けられている。また、マスク３００は、マスククランプ部５によりフレーム３０１がクランプされることによって基板テーブル２の上方で固定的に保持される。
【００２６】
スキージユニット３は、マスク３００の上方に配置されている。スキージユニット３は、前後方向（Ｙ方向）に往復移動することにより、マスク３００の上面上に供給された半田をマスク３００の上面に掻き広げる機能を有している。これにより、マスク３００の開口を介して基板２００の表面に半田が印刷される。具体的には、スキージユニット３は、図２および図３に示すように、印刷ヘッド部３１と、印刷ヘッド部３１を昇降駆動させるスキージＺ軸モータ３２とを備えている。なお、スキージＺ軸モータ３２は、本発明の「ヘッド昇降モータ」の一例である。
【００２７】
印刷ヘッド部３１は、一対のレール６により前後方向（Ｙ方向）に移動可能に支持されている。具体的には、スキージＹ軸モータ３ａ（図４参照）の駆動により、印刷ヘッド部３１がＹ方向に移動されるように構成されている。また、印刷ヘッド部３１は、上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に構成されている。具体的には、図２に示すように、スキージＺ軸モータ３２の駆動により、ベルト・プーリ機構３２１を介してボールネジ軸３２２が回動されることにより、印刷ヘッド部３１がＺ方向に移動されるように構成されている。
【００２８】
また、図２および図３に示すように、印刷ヘッド部３１は、印刷ヘッド本体部３１ａと、スキージ支持プレート３１３とを有する。印刷ヘッド本体部３１ａは、主に、スキージ３１１と、スキージ回動モータ３１２と、一対のガイド部３１４と、一対の圧縮コイルバネ３１５と、スキージ支持ブラケット３１６とから構成されている。なお、スキージ回動モータ３１２は、本発明の「角度変更部」の一例である。
【００２９】
スキージ３１１は、図２に示すように、Ｘ方向に延びるように形成されている。また、スキージ３１１は、マスク３００の上面に沿って移動してマスク３００に供給された半田をマスク３００の開口を介して印刷を行うように構成されている。また、スキージ３１１は、図３に示すように、Ｘ方向に延びる支持軸３１７を回動中心として、スキージ支持ブラケット３１６に対し回動可能に取り付けられている。具体的には、スキージ３１１は、スキージ回動モータ３１２の駆動により、支持軸３１７を中心に回動されるように構成されている。つまり、スキージ回動モータ３１２は、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度を変更させるように構成されている。
【００３０】
また、スキージ３１１は、半田を掻き取る掻き取り面（作業面）３１１ａを有し、マスク３００の上面に対して前後方向（Ｙ方向）に摺動することによりマスク３００の上面上の半田を掻き取るように構成されている。また、スキージ３１１は、往路の印刷（後方から前方に向かう方向の印刷）および復路の印刷（前方から後方に向かう方向の印刷）の両方で共通の掻き取り面３１１ａが用いられる。また、スキージ３１１は、印刷時において、掻き取り面３１１ａとマスク３００の上面とのなすアタック角が鋭角（０度より大きく９０度より小さい角）の状態で半田を掻くように構成されている。
【００３１】
スキージ支持プレート３１３は、印刷ヘッド本体部３１ａを支持するように構成されている。具体的には、スキージ支持プレート３１３は、一対のガイド部３１４のストッパ３１４ａが当接することにより、ガイド部３１４と、ガイド部３１４の下方（Ｚ２方向）に接続されているスキージ支持ブラケット３１６と、スキージ支持ブラケット３１６にそれぞれ設けられたスキージ３１１およびスキージ回動モータ３１２と、スキージ支持ブラケット３１６に支持された一対の圧縮コイルバネ３１５とを含む印刷ヘッド本体部３１ａを吊るように支持するように構成されている。また、スキージ支持プレート３１３は、ボールネジ軸３２２に係合（螺合）しており、ボールネジ軸３２２が回動することにより、上下方向（Ｚ方向）に移動するように構成されている。
【００３２】
図２および図５の（ａ）に示すように、ガイド部３１４は、スキージ３１１がマスク３００に当接していない場合、ストッパ３１４ａがスキージ支持プレート３１３に当接して、スキージ支持ブラケット３１６を介してスキージ３１１を吊るように支持する。また、図５の（ｃ）に示すように、ガイド部３１４は、スキージ３１１がマスク３００に当接して、さらにスキージ支持プレート３１３が下降した場合、ストッパ３１４ａがスキージ支持プレート３１３から離れる。この場合、印刷ヘッド部３１の内、スキージ支持プレート３１３を除く印刷ヘッド本体部３１ａの重さと、圧縮コイルバネ３１５による弾発力が、マスク３００にかかるように構成されている。また、スキージ支持プレート３１３は、ガイド部３１４の上下方向の相対移動をガイドするように構成されている。
【００３３】
図２および図５の（ａ）に示すように、圧縮コイルバネ３１５は、ストッパ３１４ａがスキージ支持プレート３１３に当接している場合に、自然長、または、自然長から縮んだ状態になるようにスキージ３１１とスキージ支持プレート３１３との間に配置されている。また、図５の（ｃ）に示すように、スキージ３１１がマスク３００に当接して、さらに、スキージ支持プレート３１３が下降した場合、圧縮コイルバネ３１５は、縮むことにより、スキージ３１１をマスク３００側に押圧するように構成されている。この圧縮コイルバネ３１５の弾発力と、印刷ヘッド本体部３１ａの重さによりスキージ３１１のマスク３００に対する印圧が発生する。
【００３４】
なお、図５の（ｂ）に示すように、スキージ３１１がマスク３００にちょうど当接した状態の（印刷ヘッド部３１が印刷高さ位置に位置する）場合は、ガイド部３１４のストッパ３１４ａがスキージ支持プレート３１３に当接しているため、印刷ヘッド部３１の重さおよび圧縮コイルバネ３１４の押圧力は、マスク３００には作用しない。つまり、印圧は、略０である。また、印刷ヘッド本体部３１ａの重さおよび圧縮コイルバネ３１５の縮みに対する押圧力（バネ定数）は、既知であるため、印刷高さ位置から印刷ヘッド部３１を下降させた下降量を制御することにより、スキージ３１１のマスク３００に対する印圧が制御されるように構成されている。
【００３５】
つまり、スキージ３１１（印刷ヘッド部３１）のマスク３００に対する印圧は、印圧＝印刷ヘッド本体部の重さ＋バネ定数×ΔＺ＋初期荷重で表される。なお、「印刷ヘッド本体部の重さ」は、印刷ヘッド部３１の重さから、ボールネジ軸３２２を介して支持されているスキージ支持プレート３１３の重さが除かれた重さである。また、「ΔＺ」は、現在位置−印刷高さ位置により求められる圧縮コイルバネの変位量である。また、「初期荷重」は、予め圧縮コイルバネ３１５が縮んでいた分の力であり、バネの縮みが０の場合は、力は０になる。また、「バネ定数」は、一対（２つ）の圧縮コイルバネ３１５のバネ定数を合算したものである。
【００３６】
また、印刷装置１００には、図４に示すように、印刷装置１００を制御する制御部７が設けられている。制御部７は、主制御部７ａと、駆動制御部７ｂと、バルブ制御部７ｃとを有している。主制御部７ａは、ＣＰＵからなり、記憶部１０に記憶された印刷プログラムに基づいて各部を制御する機能を有している。また、主制御部７ａは、駆動制御部７ｂおよびバルブ制御部７ｃを介して、スキージユニット、コンベアユニットおよびカメラユニットを制御するように構成されている。具体的には、駆動制御部７ｂにより、スキージＹ軸モータ３ａ、スキージＺ軸モータ３２およびスキージ回動モータ３１２の駆動が制御されて、スキージ３１１がＹ方向およびＺ方向に移動されるとともに、スキージ３１１が支持軸３１７周りに回動される。
【００３７】
また、駆動制御部７ｂにより、Ｘ軸駆動部２３１、Ｙ軸駆動部２４１、Ｒ軸駆動部２５１およびＺ軸駆動部２６１の駆動が制御されて、コンベアユニットの基板クランプ２２１にクランプされた基板２００がＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動される。また、駆動制御部７ｂにより、Ｒ軸駆動部２５１の駆動が制御されて、コンベアユニットの基板クランプ２２１にクランプされた基板２００がＺ軸方向を回動中心としてＲ軸方向に回動される。また、駆動制御部７ｂにより、バックアップ軸駆動部２７１の駆動が制御されて、基板昇降支持部材２７２（バックアップピン）が上下方向（Ｚ方向）に移動される。また、駆動制御部７ｂにより、カメラユニットのカメラ軸駆動部１１の駆動が制御されて、マスク３００の位置および姿勢を認識するためのマスクカメラ（図示せず）が移動される。
【００３８】
また、駆動制御部７ｂにより、基板幅軸駆動部２８の駆動が制御されて、コンベア２２のＹ方向の間隔（幅）が調整される。また、駆動制御部７ｂにより、基板搬送軸駆動部２９の駆動が制御されて、コンベア２２により基板２００がＸ方向に搬送される。また、バルブ制御部７ｃにより、基板クランプ２２１のエア駆動が制御されて、基板２００のクランプのオンオフが制御される。また、駆動制御部７ｂにより、カメラユニットのカメラ軸駆動部１１の駆動が制御されて、基板２００の位置および姿勢を認識するための基板カメラ（図示せず）が移動される。
【００３９】
なお、カメラユニットには上向きのマスクカメラと下向きの基板カメラが搭載されている。また、基板クランプ２２１は基板２００のＹ方向両側から基板を挟むものであり、基板２００をクランプした状態で基板クランプ２２１の上面は基板２００の上面と高さ位置（Ｚ方向位置）が一致するようにされ、かつ、スキージ３１１からの荷重を基板２００と同様マスク３００を介して支持することが可能に構成されている。
【００４０】
また、主制御部７ａは、印刷装置１００の運転状態を表示ユニット８に表示させるように構成されている。また、主制御部７ａは、作業者が入力ユニット９を介して入力する各種情報を受け付けるように構成されている。また、主制御部７ａは、記憶部１０に格納された基板データに基づいて、半田を印刷する基板２００の設計印刷高さ位置（Ｚ方向方向の位置）を取得するように構成されている。
【００４１】
ここで、本実施形態では、図５および図６に示すように、制御部７は、印刷ヘッド部３１を下降させた（Ｚ２方向に移動させた）際のスキージＺ軸モータ３２の駆動電力に基づいて、マスク３００に印刷ヘッド部３１のスキージ３１１が当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した印刷高さ位置に基づいて、スキージ３１のマスク３００に対する印圧を制御するように構成されている。具体的には、図６に示すように、制御部７は、印刷ヘッド部３１を下降させた際にスキージＺ軸モータ３２の駆動電流が増大する印刷ヘッド部３１の位置（スキージ支持プレート３１３の位置）を印刷高さ位置として測定するとともに、印刷ヘッド部３１のスキージ支持プレート３１３を印刷高さ位置から下降させる駆動量を制御してマスク３００に対する印圧を制御するように構成されている。
【００４２】
なお、印刷高さ位置は、図５の（ｂ）に示すように、スキージ３１１がマスク３００に当接する際の印刷ヘッド部３１の高さ位置（スキージ支持プレート３１３のＺ方向の位置）である。なお、この印刷高さ位置に印刷ヘッド部３１が位置する場合、印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）のマスク３００に対する印圧は、略０になる。
【００４３】
図６に示すように、印刷ヘッド部３１が下降して、スキージ３１１がマスク３００に当接し、さらに、スキージ支持プレート３１３を下降させるようにスキージＺ軸モータ３２を駆動させると、印刷ヘッド本体部３１ａの一対の圧縮コイルバネ３１５が縮むため、その分、負荷がかかり、スキージＺ軸モータ３２の駆動電流が増大する。そして、制御部７は、駆動電流が増加し始めたヘッド高さ位置（スキージ支持プレート３１３のＺ方向の位置）を印刷高さ位置として取得する。
【００４４】
また、制御部７は、測定した印刷高さ位置と設計高さ位置との差に基づく印圧の差が所定の許容値（印圧誤差の許容値）を超えた場合、異常と判断するように構成されている。なお、設計高さ位置は、印刷条件（マスク３００の高さ位置（Ｚ方向の位置）、スキージ３１１のアタック角度、基板２００の厚み（Ｚ方向の長さ）などに基づいて取得される。また、印圧の差は、圧縮コイルバネ３１５のバネ定数に設計高さ位置と印刷高さ位置との差を乗じたもので算出される。また、制御部７は、印刷条件が変更された場合、印刷高さ位置を測定するように構成されている。たとえば、制御部７は、マスク３００が交換された場合、スキージ３１１が交換された場合、バックアップピンが交換された場合、生産される基板２００の種類が変更された場合、版合わせの高さ位置（マスク３００の高さ位置）が変更された場合などに、印刷高さ位置を測定するように構成されている。また、制御部７は、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度が変更されたことに基づいて、印刷高さ位置を測定するように構成されている。
【００４５】
ここで、図７に示すように、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度を変更した場合、スキージ３１１がマスク３００に当接する印刷ヘッド部３１の高さ位置が異なる場合がある。つまり、アタック角度を変更した場合、印刷高さ位置が異なる場合がある。たとえば、図７に示すように、アタック角度をαから大きくしてβにした場合、スキージ３１１がマスク３００に当接する印刷高さ位置が下がる（Ｚ２方向に移動する）ことになる。そこで、アタック角度を変更した場合、再度印刷高さ位置を測定して、アタック角度変更後の正確な印刷高さ位置が取得される。
【００４６】
また、制御部７は、所定の印刷回数毎に、印刷高さ位置を測定するように構成されている。また、制御部７は、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度が変更された場合に、アタック角度変更前に測定された印刷高さ位置に基づいて、新たな印刷高さ位置を算出するように構成されている。たとえば、印刷途中にアタック角度を変更する場合など、頻繁にアタック角度を変更する場合、その都度印刷高さ位置を測定するのではなく、測定した印刷高さ位置に基づいて新たな印刷高さ位置が算出されるように構成されている。
【００４７】
次に、図８を参照して、本発明の一実施形態による印刷装置１００の印刷処理について説明する。
【００４８】
図８のステップＳ１において、印刷高さ位置を測定する時間があるか否かが判断される。具体的には、半田を印刷する基板２００がまだ搬入されずに、時間が空いているか否かが判断される。時間があれば、ステップＳ２に進み、時間がなければ、ステップＳ３に進む。ステップＳ２において、印刷高さ位置の測定が行われる。ステップＳ３において、基板搬入前チェックが行われる。たとえば、印刷プログラムのチェックや、半田の供給状態などがチェックされる。
【００４９】
ステップＳ４において、基板２００が搬入される。具体的には、基板２００が搬入コンベア４ａからコンベア２２に受け渡される。そして、コンベア２２により基板２００が所定位置まで搬送される。そして、バックアップ軸駆動部２７１の駆動により基板昇降支持部材（バックアップピン）２７２を上昇させて基板２００がコンベア２２上方の所定位置に位置される。その後、基板クランプ２２１により基板２００が保持される。その後、カメラ軸駆動部１１の駆動による基板カメラ位置を調整して基板２００上の基板位置マークの撮像が行なわれる。一方、予めカメラ軸駆動部１１の駆動によりマスクカメラ位置が調整されマスク下面のマスク位置マークの撮像が行われて結果が取得されている。
【００５０】
カメラ軸駆動部１１の駆動による基板カメラの退避後、ステップＳ５において、版合わせが行われる。具体的には、基板カメラ（図示せず）によって検出された基板２００の位置および姿勢と、マスクカメラ（図示せず）によって検出されたマスク３００の位置および姿勢に基づいて、Ｘ軸駆動部２３１、Ｙ軸駆動部２４１、およびＲ軸駆動部２５１が駆動されて、マスク位置マークに基板位置マークが位置合わせされるようにマスク３００に対する基板２００の位置合わせが行なわれる。その後、Ｚ軸駆動部２６１が駆動されて基板２００が所定高さまで上昇され、マスク３００下面に基板２００が密着する。すなわち、マスク３００に基板２００が正確に下方から重ね合わせられる。
【００５１】
ステップＳ６において、基板搬入前に印刷高さ位置を測定したか否かが判断される。基板搬入前に印刷高さ位置を測定していなければ、ステップＳ７に進み、基板搬入前に印刷高さ位置を測定していれば、ステップＳ８に進む。ステップＳ７において、印刷高さ位置の測定が行われる。ステップＳ８において、印圧の制御が行われる。具体的には、測定した印刷高さ位置に基づいて、印刷ヘッド部３１（スキージ支持プレート３１３）を下降させて印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）のマスク３００に対する印圧が制御される。
【００５２】
ステップＳ９において、印刷が行われる。具体的には、印刷ヘッド部３１が、半田の供給されたマスク３００の印刷領域のＹ方向の一方端側から他方端側まで移動される。ステップＳ１０において版離れが行われる。具体的は、基板２００を下降させて（Ｚ２方向に移動させて）マスク３００から離す。
【００５３】
ステップＳ１１において、基板２００が搬出される。具体的には、基板２００がコンベア２２から搬出コンベア４ｂに受け渡される。そして、搬出コンベア４ｂにより、基板２００が印刷装置１００から搬出される。ステップＳ１２おいて、基板２００の生産が終了したか否かが判断される。つまり、予定の枚数の基板２００の印刷が終了したか否かが判断される。生産が終了すれば、印刷処理が終了され、生産が終了しなければ、ステップＳ１３に進む。
【００５４】
ステップＳ１３において、印刷高さ位置を測定した後、所定枚数印刷したか否かが判断される。所定枚数印刷すれば、ステップＳ２に戻り、再度印刷高さ位置が測定される。所定枚数印刷していなければ、ステップＳ４に戻る。なお、この場合、ステップＳ７においても、印刷高さ位置は測定されない。
【００５５】
次に、図９を参照して、図８の印刷高さ位置測定処理について説明する。
【００５６】
ここで、図８のステップＳ２の印刷高さ位置測定処理においては、基板２００が搬入される前に処理が実施されるので、下降するスキージ３１１のマスク３００を介しての受け止めは、基板クランプ２２１の上面で実施される。すなわち、Ｚ軸駆動部により基板クランプ２２１の上面位置を所定の位置まで上昇させてマスク３００下面に密着させる一方、スキージ３１１のＹ方向位置を基板クランプ２２１の上方に位置付けるようにする。その後、図９のステップＳ２１以下の処理が実施される。一方、図８のステップＳ７の印刷高さ位置測定処理においては、基板２００が基板クランプ２２１でクランプされるとともに、Ｚ軸駆動部２６１により基板２００上面位置（＝基板クランプ２２１の上面位置）を所定の位置まで上昇させてマスク３００下面に密着させる一方、スキージ３１１のＹ方向位置を基板クランプ２２１の上方に位置付けるようにする。その後、図９のステップＳ２１以下の処理が実施される。
【００５７】
図９のステップＳ２１において、測定条件を満たすか否かが判断される。具体的には、マスク３００が交換された、スキージ３１１が交換された、バックアップピンが交換された、生産される基板２００の種類が変更された、版合わせの高さ位置が変更された、または、スキージ３１１のアタック角度が変更された等により、印刷高さ位置を測定する必要があるか否かが判断される。測定条件を満たす場合（印刷高さ位置を測定する場合）、ステップＳ２２に進み、測定条件を満たさない場合（印刷高さ位置を測定しない場合）、印刷高さ位置測定処理が終了される。
【００５８】
ステップＳ２２において、スキージ３１１（印刷ヘッド部３１）の下降が開始される。具体的には、スキージＺ軸モータ３２が駆動されて、スキージ３１１が下降される。ステップＳ２３において、駆動電流が増大したか否かが判断される。そして、駆動電流が増大するまで、ステップＳ２３の処理が繰り返される。駆動電流が増大すれば、ステップＳ２４において、現在位置（現在の印刷ヘッド部３１の高さ位置（ヘッド支持プレート３１３の高さ位置））が印刷高さ位置として記憶される。
【００５９】
ステップＳ２５において、バネ定数×｜印刷高さ位置−設計高さ位置｜が印圧誤差の許容値より大きいか否かが判断される。なお、印圧誤差の許容値は、作業者により設定される。許容値以下であれば、印刷高さ位置測定処理が終了される。許容値より大きければ、ステップＳ２６に進み、印刷装置１００の運転（印刷動作）が停止される。ステップＳ２７において、エラーが出力される。具体的には、測定した印刷高さ位置と設計高さ位置との差に基づく印圧の差が所定の許容値を超えており、異常であるというエラーが表示ユニット８に表示されて通知される。その後、印刷高さ位置測定処理が終了される。
【００６０】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６１】
本実施形態では、上記のように、印刷ヘッド部３１を下降させた際のスキージＺ軸モータ３２の駆動電流に基づいて、マスク３００に印刷ヘッド部３１のスキージ３１１が当接する印刷高さ位置を測定するとともに、測定した印刷高さ位置に基づいて、印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）のマスク３００に対する印圧を制御する制御部７を設けることによって、荷重センサを用いずに、駆動電流の変化に基づいて、マスク３００に印刷ヘッド部３１のスキージ３１１が当接したことを検出することができる。これにより、荷重センサが不要な分、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制することができる。そして、マスク３００にスキージ３１１が当接した印刷高さ位置に基づいて、さらに印刷ヘッド部３１（ヘッド支持プレート３１３）を下降させることにより、基板３００で支持されたマスク３００に対して印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）により所望の印圧をかけることができるので、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制しつつ、印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）の基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を精度よく制御することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、制御部７を、印刷ヘッド部３１を下降させた際にスキージＺ軸モータ３２の駆動電流が増大する印刷ヘッド部３１（スキージ支持プレート３１３）の位置を印刷高さ位置として測定するとともに、スキージ支持プレート３１３を印刷高さ位置から下降させる駆動量を制御して基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を制御するように構成する。これにより、印刷ヘッド部３１を下降させた際に、スキージ３１１が基板３００で支持されたマスク３００に当接して駆動負荷が増大したことに起因して駆動電流が増大したことを検出して、印刷高さ位置を容易に測定することができる。また、測定した印刷高さ位置に基づいてさらにスキージ支持プレート３１３を下降させる駆動量を制御することにより、印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）の基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を容易に制御することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、制御部７を、測定した印刷高さ位置と設計高さ位置との差に基づく印圧の差が所定の許容値を超えた場合、異常と判断するように構成する。これにより、異常と判断された場合に印刷を中止することができるので、所望の印圧を得ることができずに印刷不良が発生することを防止することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、制御部７を、印刷条件が変更された場合、または、所定の印刷回数毎に、印刷高さ位置を測定するように構成する。これにより、印刷条件が変更された場合に印刷高さ位置が測定されるので、印刷条件が変更された後も測定された印刷高さ位置に基づいて、印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）の基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を精度よく制御することができる。また、印刷を継続している間にスキージ３１１の摩耗などにより印刷高さ位置が変化した場合でも、所定の印刷回数毎に印刷高さ位置が測定されることによって、印刷継続中に印刷高さ位置が変化した場合でも印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）の基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を精度よく制御することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、制御部７を、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度が変更されることにより印刷条件が変更されたことに基づいて、印刷高さ位置を測定するように構成する。これにより、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度の変更に伴って、スキージ３１１とマスク３００との距離が変化した場合でも、印刷高さ位置が測定されるので、スキージ３１１のアタック角度を変更後も印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）の基板３００で支持されたマスク３００に対する印圧を精度よく制御することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、制御部７を、スキージ３１１のマスク３００に対するアタック角度が変更された場合に、アタック角度変更前に測定された印刷高さ位置に基づいて、新たな印刷高さ位置を算出するように構成する。これにより、スキージ３１１のアタック角度を頻繁に変更する場合でも、既に測定されている印刷高さ位置に基づいて、スキージ３１１のアタック角度変更後の新たな印刷高さ位置が算出されるので、アタック角度の変更の度に印刷高さ位置を測定する場合と異なり、タクトタイムが長くなるのを抑制することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
たとえば、上記実施形態では、印刷ヘッド部を昇降駆動させるスキージＺ軸モータ（ヘッド昇降モータ）の駆動電流に基づいて印刷高さ位置を測定する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、印刷ヘッド部を昇降駆動させるヘッド昇降モータの駆動電圧に基づいて印刷高さ位置を測定してもよい。また、印刷ヘッド部を昇降駆動させるヘッド昇降モータの駆動電流および駆動電圧の積に基づいて印刷高さ位置を測定してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、印刷ヘッド部をスキージＺ軸モータにより駆動されるベルト・プーリ機構およびボールネジ軸を用いて駆動するように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、ベルト・プーリ機構およびボールネジ軸以外のたとえば、ベルト駆動や、ラックギアおよびピニオンギアなどの駆動機構を用いて印刷ヘッド部を昇降駆動するように構成してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、基板とマスクとを密着させて印刷を行うコンタクト印刷方式により基板への半田の印刷を行う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、基板とマスクとの間にギャップ（空隙）を設けて、印刷（スキージング）と版離れとの工程を同時に行うキャップ印刷（オフコンタクト印刷）方式を適用して、基板への半田の印刷を行ってもよい。この場合、図８のステップＳ２およびステップ７の印刷高さ位置測定処理においては、マスク３００は下方から支持されない状態で、下降するスキージ３１１を受け止めることで実施される。すなわち、スキージ３１１が下降しマスク３００に触れた後さらに下降させると、マスク３００に張力が生じこの張力によりスキージ３１１に作用する反力のためスキージＺ軸モータの駆動電流が増大する。そして、基板２００とマスク３００との間にギャップがある状態での印刷において、スキージ３１１の交換、スキージ３１１のアタック角度の変更等の印刷条件が変更されたり、スキージ３１１に摩耗が発生したりし、スキージ３１１とマスク３００との距離が変化した場合でも、荷重センサが不要な分、部品点数の増加および構造の複雑化を抑制した状態で印刷高さ位置が測定される。これにより、印刷条件が変更された後も印刷ヘッド部３１（スキージ３１１）のマスク３００に対する印圧を精度よく制御することができる。
【００７１】
また、上記実施形態では、前後方向（Ｙ方向）に基板を搬送するレーンが１つ設けられているシングルレーンの構成の印刷装置の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板を搬送するレーンが前後方向（Ｙ方向）に複数設けられているマルチレーンの構成の印刷装置であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、前後方向（Ｙ方向）の両方に１つのスキージを移動させて印刷を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、前方向に移動させて印刷を行うスキージと、後方向に移動させて印刷を行うスキージとの２つのスキージが設けられている構成であってもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
７  制御部
３１  印刷ヘッド部
３２  スキージＺ軸モータ（ヘッド昇降モータ）
１００  印刷装置
３００  マスク
３１１  スキージ
３１２  スキージ回動モータ（角度変更部）
【図１】
2015182231.tif 000003
【図２】
2015182231.tif 000004
【図３】
2015182231.tif 000005
【図４】
2015182231.tif 000006
【図５】
2015182231.tif 000007
【図６】
2015182231.tif 000008
【図７】
2015182231.tif 000009
【図８】
2015182231.tif 000010
【図９】
2015182231.tif 000011