(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を貯えた容器内を、要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率に単位塗布時間を乗じて得られる時間だけ加圧し、前記容器内の粘性材料をノズルから被塗布体に塗布する材料塗布方法において、
前記ノズルから塗布される粘性材料の塗布量が予め設定された許容範囲内にあることを確認する試し打ち認識を行う際の塗布倍率である教示塗布倍率をノズル毎に複数設定し、当該ノズルで塗布動作を実施する際に前記設定した複数の教示塗布倍率のうち、対象となる要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率に最も近似するいずれかの教示塗布倍率により前記試し打ち認識を行うことを特徴とする材料塗布方法。
【請求項２】
前記ノズルによる材料塗布の対象となる塗布箇所を、当該塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて複数のグループに分け、各グループに属する前記塗布箇所の塗布倍率を求めてその平均値を算出し、算出された各グループの前記塗布倍率の平均値を当該ノズルの前記複数の教示塗布倍率として設定することを特徴とする、請求項１に記載の材料塗布方法。
【請求項３】
粘性材料を貯えた容器内を、要求塗布量に大きさに応じて算出される塗布倍率に単位塗布時間を乗じて得られる時間だけ加圧し、前記容器内の粘性材料をノズルから被塗布体に塗布する材料塗布方法において、
前記ノズルから塗布される粘性材料の塗布量が予め設定された許容範囲内にあることを確認する試し打ち認識を行う際の塗布倍率である教示塗布倍率を複数設定するステップと、
前記ノズルによる材料塗布の対象となる塗布箇所を、当該塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて前記教示塗布倍率の数と同じ数のグループに分けるステップと、
前記ノズルにより前記グループ分けされた各グループに属する塗布箇所に塗布動作を実施する際、前記設定された複数の教示塗布倍率のうち、当該グループに属する全塗布箇所の塗布倍率に最も近似するいずれかの教示塗布倍率により前記試し打ち認識を行うステップと、
を有することを特徴とする材料塗布方法。
【請求項４】
前記ノズルに設定される複数の教示塗布倍率が、同じ数にグループ分けされた各グループに属する各塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率の平均値にそれぞれ設定されることを特徴とする、請求項３に記載の材料塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗布体に接着剤などの粘性材料の塗布を行うための材料塗布方法、並びに材料塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
材料塗布装置は、電子回路基板などの被塗布体へ電子部品などを装着するに際し、前記被塗布体の所定塗布位置に接着剤・クリームはんだ・銀ペーストなどの電子部品を固着させるための粘性材料を塗布する装置である。一例として、被塗布体に接着剤を塗布するために、従来から図５に示すような接着剤塗布装置１００が用いられている。図において、接着剤塗布装置１００は、被塗布体に接着剤を塗布する接着剤塗布ヘッド１１０と、接着剤塗布ヘッド１１０を搬送するＸロボット１３０と、被塗布体を装置内に搬入して保持する被塗布体保持部１４０と、装置全体の動作を制御するコントローラ１５０とを主な構成要素としている。この内、Ｘロボット１３０は、モータ１３２の駆動により接着剤塗布ヘッド１１０を図に示すＸ方向に搬送し、また被塗布体保持部１４０は、モータ１４２の駆動によって被塗布体を図のＹ方向に搬送する。この接着剤塗布ヘッド１１０のＸ方向の移動と、平面上で前記Ｘ方向と直交する被塗布体保持部１４０のＹ方向の移動との相対移動により、接着剤塗布ヘッド１１０は被塗布体の任意の位置に接着剤を塗布することができる。接着剤塗布ヘッド１１０のＸ方向の移動量と被塗布体保持部１４０のＹ方向の移動量とは、コントローラ１５０によって制御される。
【０００３】
図６は、前記接着剤塗布装置１００の接着剤塗布ヘッド１１０を拡大して示したものである。図示の接着剤塗布ヘッド１１０では、圧縮空気の圧力を利用して接着剤を押し出して接着剤の塗布を行う塗布機構部１１１を３組装着している。各塗布機構部１１１は、接着剤を収納して圧縮空気の作用で所定量の接着剤をノズル１１２より排出するシリンジ１１３と、シリンジ１１３へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給系１１５と、被塗布体へ接着剤を塗布するためにシリンジ１１３を図のＺ方向に昇降させる昇降機構１２０とを備えている。
【０００４】
図７は、図６に示す塗布機構部１１１の１つを取り出してその要部を示したものである。図７において、圧縮空気供給系１１５には、シリンジ１１３に圧縮空気を供給する配管１１６と、圧縮空気の供給を制御するバルブ１１７とが備わっている。また、昇降機構１２０には、シリンジ１１３に連結され、内部を圧縮空気が通過可能な昇降シャフト１２１と、支軸１２２を中心として回動するレバー１２３と、レバー１２３に回転自在に取り付けられたカムフォロワ１２４と、このカムフォロワ１２４に係合するカム１２５とが備わっている。レバー１２３の一端１２３ａは昇降シャフト１２１に連結され、他端１２３ｂはノズル選択シリンダ１２６の駆動軸に接触している。ノズル選択シリンダ１２６の作動により、カムフォロワ１２４とカム１２５とが接触するよう選択されたレバー１２３では、カム１２５が回転することによってレバー１２３の一端１２３ａが支軸１２２を中心として回動し、この回動により昇降シャフト１２１が図のＺ方向に昇降する。
【０００５】
図８は、図５に示す接着剤塗布装置１００の被塗布体保持部１４０の詳細を示している。被塗布体保持部１４０は、電子回路基板などの被塗布体１４１を搬入し、図のＹ方向両縁部で対向する一対の保持レール１４３ａ、１４３ｂにより被塗布体１４１を保持する。一方の保持レール１４３ａの脇には試し打ちテープ１０１が配置されており、ノズル１１２（図６参照）から吐出される接着剤がこの試し打ちテープ１０１の表面に塗布される。塗布された接着剤の塗布量（塗布径）は認識カメラ１１８（図６参照）により認識され、塗布量が所定の許容範囲内に収まっているかの試し打ち認識が行われる。試し打ちテープ１０１はその後、図示しないモータによって次の試し打ちに備えて所定量巻き取られる。被塗布体１４１を保持する一対の保持レール１４３ａ、1４３ｂと試し打ちテープは、図５に示すモータ１４２の駆動により図のＹ方向に移動可能である。なお、被塗布体１４１には、位置決めを行う際の基準となる一対の位置決め基準マーク１４４が設けられている。
【０００６】
以上のように構成された従来技術による接着剤塗布装置１００の動作を、図５から図８を参照して説明する。図６に示すように、被塗布体への接着剤の塗布を開始する前に、接着剤塗布ヘッド１１０は試し打ちテープ１０１上に接着剤１０２の試し打ちを行う。図７において、圧縮空気供給系１１５に備わるバルブ１１７が所定時間動作することで、シリンジ１１３内のフロート１１４が圧縮空気により押し下げられ、シリンジ１１３内に収納されている接着剤１０２がノズル１１２の先端１１２ａから所定量だけ吐出される。ノズル選択シリンダ１２６の作動によって、レバー１２３のカムフォロワ１２４とカム１２５とが接触する。そしてカム１２５の回転により、上述のようにレバー１２３の一端１２３ａが回動して昇降シャフト１２１を介してシリンジ１１３を図のＺと反対の方向に下降させる。ノズル１１２の先端１１２ａに吐出された接着剤１０２が、ノズル１１２に対向して配置された試し打ちテープ１０１上へ試し打ち塗布される。塗布後、カム１２５の回転によりシリンジ１１３は元の位置まで上昇する。
【０００７】
試し打ちによる接着剤１０２の塗布状態は、接着剤塗布ヘッド１１０に装着された認識カメラ１１８（図６参照）で撮像される。コントローラ１５０は、認識カメラ１１８から出力される撮像情報に基づき、前記試し打ちによる接着剤の塗布径を測定することで予め定めている目標塗布径に対する良否を判断する。このようにして試し打ちによる塗布径が前記目標塗布径の許容範囲内に入るまで試し打ちとその後の撮像動作とを繰り返す。試し打ちによる塗布径が前記目標塗布径の許容範囲内に入った後、図８に示すように被塗布体１４１が接着剤塗布装置１００内に搬入され、被塗布体保持装置１４０によって所定位置に規正保持された後、前記被塗布体への接着剤１０２の塗布作業が開始される。
【０００８】
上述の構成に係る従来技術による接着剤塗布装置１００では、圧縮空気の作用によってシリンジ１１３内の接着剤１０２の押し出しを行うことから、シリンジ１１３内の接着剤１０２の残量の変化によって接着剤１０２の吐出量が一定しない。上述の試し打ち認識による塗布径の確認は、この吐出量のばらつきによる接着品質の低下を回避し、シリンジ１１３の水頭差が変化しても塗布量が一定に保たれるよう、その量の確認と必要な吐出条件の補正を加えることを目的に行われる。
【０００９】
図９は、この水頭差による塗布量変化の傾向を示している。横軸はシリンジ１１３内の接着剤などの粘性材料残量の変化を示しており、図の右方に進むにしたがって残量は減少して水頭が下がる。縦軸は、このシリンジ１１３に対して単位塗布時間（図示の場合１０ミリ秒）のエア圧を加えた場合にシリンジ１１３に結合されたノズル１１２から吐出される接着剤の量を、被塗布体１４１に塗布された接着剤の直径（塗布径）で示している。図示のように、シリンジ１１３内の残量が８０ｍｍから３５ｍｍへと減少するにつれて、接着剤の塗布径が０．６９７ｍｍから０．４８９ｍｍへと減少して行く傾向が見られる。この塗布量の減少傾向は、接着剤の自重と加圧に使用されるエアの圧縮性によるものである。なお、図示のデータでは塗布量の変化を塗布径の変化で示している。塗布面積は塗布径から求められるものであることから、塗布面積の変化も図９と同様な傾向となる。
【００１０】
このようなシリンジ１１３内の残量変化に伴う接着剤の塗布量変化を補正するため、接着剤塗布装置１００においては所定の頻度の接着剤塗布動作を行うたびに前記の試し打ち認識を行い、塗布量が許容範囲にあるか否かの確認を行う。塗布量が許容範囲を下回っている場合には、一般にシリンジ１１３に加えられるエア圧の加圧時間を増加させることによる塗布量増加対策を行う。この対策の後に再度試し打ち認識を行い、塗布量が所定の許容範囲に入っていれば、接着剤塗布動作を再開する。
【００１１】
接着剤塗布装置１００が被塗布体１４１へ材料を塗布する塗布動作について、前記の試し打ち認識動作も含めて図１０のフローチャートを参照して再度説明する。まず、被塗布体１４１を被塗布体保持部１４０に搬入し（ステップ１）、一対の保持レール１４３ａ、１４３ｂにて位置規正して保持する（ステップ２）。次に、被塗布体１４１は被塗布体保持部１４０によりＸＹ方向に位置決めされ、被塗布体１４１に設けられた位置決め基準マーク１４４が認識カメラ１１８で認識される（ステップ３）。この認識結果に基づいて、被塗布体１４１の移動による塗布位置の補正が行われる（ステップ４）。その後、試し打ち認識を行うか否かが判断される（ステップ５）。接着剤塗布動作の過程でどの程度の頻度で試し打ち認識を行うかは任意に設定が可能である。この認識を頻繁に行った場合、当然ながら設備稼働率の減少にもつながることとなるので、接着剤塗布量の要求精度に応じて適切な頻度を設定する。
【００１２】
ステップ５で試し打ち認識確認をすると判断された場合には、被塗布体保持部１４０で試し打ちテープ１０１上の指定された塗布位置へノズル１１２を位置決めし、試し打ちテープ１０１上に接着剤１０２を塗布する(ステップ６)。塗布後、試し打ちテープ１０１に対向する位置に認識カメラ１１８を位置決めして塗布量を認識する（ステップ７）。認識結果に基づき、接着剤があらかじめ設定された許容範囲内に入っているか否か判断され（ステップ８）、許容範囲内に入っていなければ塗布量補正を行い（ステップ１２）、再度試し打ち認識動作を行う（ステップ６−ステップ８）。前記認識結果、塗布量が許容範囲内に入っていれば、接着剤塗布ヘッド１１０のＸ方向の移動と、被塗布体保持部１４０のＹ方向の移動でノズル１１２を被塗布体１４１の指定された塗布位置へ位置決めして、ノズル１１２を下降させて材料塗布を行う（ステップ９）。これを被塗布体１４１のすべての塗布箇所において実施し（ステップ１０）、すべての塗布動作が実施されれば完了する（ステップ１１）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術による材料塗布装置、材料塗布方法には問題があった。接着剤、クリームはんだ、銀ペーストなどの塗布量が多過ぎる場合、部品と被塗布部材間との絶縁不良の要因ともなり、逆に少な過ぎる場合には接着剤で固着した後の部品が被塗布体から脱落する虞がある。したがって、粘性材料の塗布量は各部品に対応して適量となるよう管理されていなければならない。
【００１４】
材料塗布装置において、接着剤などの粘性材料の塗布量は、上述のように一般に当該粘性材料を貯えたシリンジ１１３に加えられるエア圧の加圧時間を基準に管理されている。すなわち、基準となる単位塗布時間（例えば１０ミリ秒）に対してこの何倍の時間にわたりエア圧をシリンジ１１３に加えるかを、塗布の対象となる塗布箇所の要求塗布量に大きさに応じて設定している。この単位塗布時間に対する倍率を塗布倍率といい、一例としてこの塗布倍率は０．１倍から４．０倍までの間を０．１刻みに計４０段階に設定されている。材料塗布動作時においては、材料塗布装置１００のコントローラ１５０の制御により、該当するシリンジ１１３には、各塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて算出されるこの塗布倍率に前記単位塗布時間を乗じて得られる時間、エア圧が加えられる。コントローラ１５０には、塗布対象となる全ての各塗布箇所の要求塗布量の大きさが予め入力されており、これに応じて塗布倍率が演算される。
【００１５】
一般に材料塗布装置においては、複数の要求塗布量に対して接着剤塗布が可能となるよう、１つのノズルにおいて複数の塗布倍率により粘性材料塗布が行われる。しかしながら、上述の試し打ち認識動作における塗布量の判定においては、１つのノズルに対しては１つの試し打ち認識用の塗布倍率（以下、これを「教示塗布倍率」という。）により行われている。例えばあるノズルの教示塗布倍率が１．０倍（例えば、１０ミリ秒）に設定されている場合には、当該ノズルによる実際の塗布動作時の塗布倍率がいくらであろうと、材料の塗布量が許容範囲内にあるか否かの試し打ち認識は１．０倍の塗布倍率（同、１０ミリ秒）で塗布された材料の塗布量に基づいて行われる。
【００１６】
当該ノズルによる実際の塗布動作において、塗布倍率は１．０倍のみに限定されず、部品の大きさなどに応じて塗布倍率３．０倍（同、３０ミリ秒）や４．０倍（同、４０ミリ秒）などで塗布動作が行われることとなる。この場合、当該ノズルで塗布倍率１．０倍（同、１０ミリ秒）での接着剤塗布動作を行うことであれば、前記の試し打ち認識によってそのばらつき量は許容範囲内に入っていることが確認されているのて問題はない。しかしながら、当該ノズルで大型部品に対応して例えば塗布倍率４．０倍（同、４０ミリ秒）の接着剤塗布を行う場合には、４．０倍の塗布倍率による試し打ち認識がなされていないため、その塗布量は許容範囲から外れることが起こり得る。
【００１７】
図１１は、上述の状況を表した実測値からなるデータを示している。図において、１つのノズルの教示塗布倍率を１．０倍として、このノズルで塗布倍率を順次変化させて材料塗布を行った場合、塗布面積（塗布量）のばらつきがどのように変化するかを示している。横軸が塗布倍率（倍）、縦軸が塗布面積（ｍｍ２）を示し、２本の折線グラフは各塗布倍率において複数回の塗布動作を行ってその時の塗布面積の最大値（○）と最小値（●）のそれぞれを結んだものである。したがって、両折線グラフ間の縦方向の幅は塗布面積のばらつきを示す。
【００１８】
図に示すように、塗布倍率１．０倍においては、これが教示塗布倍率であることから、塗布面積のばらつきは許容範囲（図示の例では±１０％）内に収まっている。しかしながら、塗布倍率がこの教示塗布倍率１．０倍から離れる図の右側に進むに従って両折線グラフが乖離し（すなわち、塗布面積のばらつき幅が広がり）、塗布倍率が４．０倍になるとばらつき幅が約０．３ｍｍ２（±２０％以上）と大幅なものとなる。このような塗布量のばらつきがある状態で材料塗布を行った場合、上述の絶縁問題（塗布量過多の場合）、あるいは部品の脱落問題（同、過少の場合）などを起こしかねない。
【００１９】
図１２は、従来技術による試し打ち認識動作のフローを示している。ステップ１のスタートの後、ステップ２で教示すべきノズルが設定され、ステップ３で教示塗布倍率が１つ設定される。通常、この教示塗布倍率は１．０倍に設定される。次に、ステップ４でこの教示塗布倍率における塗布量（塗布径）の許容範囲が設定される。この許容範囲は、通常、目標となる塗布径の約±１０％程度が用いられる。許容範囲を狭くし過ぎる場合（極端には０％）、塗布面積がこの許容範囲に入るまで試し打ち認識動作が繰り返されることになり、生産性を低下させる要因となり得る。逆に許容範囲を広くし過ぎた場合には塗布量のばらつきが大きくなり、部品装着品質を低下させることとなり得る。以上の各設定の後に、ステップ５で試し打ち動作が実施され、ステップ６での塗布量認識結果が許容範囲内にあれば、ステップ７の教示終了となる。
【００２０】
以上のように、従来技術においては１つのノズルで複数の塗布倍率により材料塗布を行う場合、その塗布倍率が教示塗布倍率と一致した材料塗布である場合を除き、塗布量の管理が適切に行われていないのが実状である。したがって、例えば被塗布体への部品装着の品質を低下を起こさせる要因を含み、良品歩留まりの低下と生産性の低下をもたらす虞があった。
【００２１】
したがって、本発明は、上述の問題を解消し、教示塗布倍率と異なる塗布倍率で塗布動作を行うに際しても、塗布面積が不当にばらつくことなく、安定した材料塗布が可能な材料塗布方法、並びに材料塗布装置を提供することを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、教示塗布倍率と実際に塗布動作を行う際の塗布倍率との乖離を少なくし、両塗布倍率ができるだけ近似する手段を講ずることにより上述した従来技術にかかる問題を解決しようとするもので、具体的には以下の内容を含む。
【００２３】
すなわち、請求項１に記載の本発明は、粘性材料を貯えた容器内を、要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率に単位塗布時間を乗じて得られる時間だけ加圧し、前記容器内の粘性材料をノズルから被塗布体に塗布する材料塗布方法であって、前記ノズルから塗布される粘性材料の塗布量が予め設定された許容範囲内にあることを確認する試し打ち認識を行う際の塗布倍率である教示塗布倍率がノズル毎に複数設定され、当該ノズルで塗布動作を実施する際、前記設定された複数の教示塗布倍率のうち、対象となる要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率に最も近似するいずれかの教示塗布倍率により前記試し打ち認識を行うことを特徴とする材料塗布方法に関する。教示塗布倍率を複数設定し、実際の塗布動作における塗布倍率に近い教示塗布倍率で試し打ち認識を行うことにより材料塗布量のばらつきを抑えるものである。
【００２４】
請求項２に記載の本発明に係る材料塗布方法は、前記ノズルにより材料塗布の対象となる塗布箇所を、当該塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて複数のグループに分け、各グループに属する前記塗布箇所の塗布倍率を求めてその平均値を算出し、算出された各グループの前記塗布倍率の平均値を当該ノズルの前記複数の教示塗布倍率として設定することを特徴としている。複数設定する教示塗布倍率をグループ分けされた塗布箇所の塗布倍率の平均値とすることで、教示塗布倍率と実際の塗布動作における塗布倍率との乖離を少なくするものである。
【００２８】
請求項３に記載の本発明は、粘性材料を貯えた容器内を、要求塗布量に大きさに応じて算出される塗布倍率に単位塗布時間を乗じて得られる時間だけ加圧し、前記容器内の粘性材料をノズルから被塗布体に塗布する材料塗布方法において、前記ノズルから塗布される粘性材料の塗布量が予め設定された許容範囲内にあることを確認する試し打ち認識を行う際の塗布倍率である教示塗布倍率を複数設定するステップと、前記ノズルによる材料塗布の対象となる塗布箇所を、当該塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて前記教示塗布倍率の数と同じ数のグループに分けるステップと、前記ノズルにより前記グループ分けされた各グループに属する塗布箇所に塗布動作を実施する際には、前記設定された複数の教示塗布倍率のうち、当該グループに属する全塗布箇所の塗布倍率に最も近似するいずれかの教示塗布倍率により前記試し打ち認識を行うステップと、を有することを特徴とする材料塗布方法に関する。ノズル毎に設定される複数の教示塗布倍率のうち、実際の塗布倍率にもっとも近似する教示塗布倍率を使用して試し打ち認識をすることにより、塗布量のばらつきを抑えるものである。
【００２９】
請求項４に記載の本発明に係る材料塗布方法は、前記ノズルに設定される複数の教示塗布倍率が、同じ数にグループ分けされた各グループに属する各塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率の平均値にそれぞれ設定されることを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る各実施の形態の材料塗布装置、及び材料塗布方法について以下に説明する。説明容易化のため、粘性材料としては接着剤、材料塗布装置としては接着剤塗布装置、被塗布体としては基板を用いて説明を行うものとする。また、従来技術で説明したものと同一の構成要素に対しては同一の符号を付している。
【００３３】
本発明に係る第１の実施の形態の材料塗布方法、及び当該材料塗布方法を実施する材料塗布装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る材料塗布方法の各ステップを示すフローチャートである。図において、ステップ１の教示開始により、まずステップ２で教示する１つのノズルを決定する。次にステップ３で、当該ノズルに対する教示塗布倍率の設定を行う。この教示塗布倍率とは、前述のようにノズルから塗布される粘性材料の塗布量が予め設定された許容範囲内にあることを確認する試し打ち認識を行う際の塗布倍率をいう。本実施の形態に係る材料塗布方法においては、各ノズルに対して２つ、もしくは必要に応じてそれ以上の数の教示塗布倍率の設定が可能である。この教示塗布倍率の数は、材料塗布の対象となる各塗布箇所の要求塗布量の変動幅に応じて任意に設定することができる。例えば、当該ノズルが塗布倍率１．０倍と塗布倍率３．０倍とで材料塗布を行う場合、教示塗布倍率を１．０倍と３．０倍との２つに設定することができる。塗布倍率が０．１倍から４．０倍まで幅広く変動する場合、教示塗布倍率を例えば１．０倍、２．０倍、３．０倍、４．０倍の４つ設定してもよい。塗布倍率が１．０倍のみで材料塗布を行うノズルがある場合、当該ノズルに対しては従来通り塗布倍率１．０倍の１つのみを教示塗布倍率として設定することも勿論可能である。
【００３４】
次に、ステップ４で各教示塗布倍率毎に塗布量の許容範囲を設定する。図２に示す教示データ例では、教示塗布倍率１．０倍の場合の狙いの塗布面積を０．２４ｍｍ２とし、その許容範囲を±１０％に設定している。この許容範囲を狭く設定すると材料塗布量のばらつきの精度は高まるが、狭い許容範囲内に収めるためには試し打ち認識の回数が増加するのは上述の通りである。なお、図２に示す例では、教示塗布倍率が２、３、…  ｎとした場合の塗布面積の許容ばらつき幅をすべて±１０％に設定されているが、各教示塗布倍率ごとに任意の許容範囲を設定することも可能である。
【００３５】
図１に戻って、以上の設定の後にステップ５から教示動作が開始される。ステップ６で試し打ちの材料塗布を行い、ステップ７で試し打ちされた材料を認識してそれが上述の許容範囲内に含まれているかを判断する。許容範囲外であれば、エア圧の加圧時間を修正する対策を行って再度試し打ち動作を実施する（ステップ６）。許容範囲内に入ればステップ８に進んで材料塗布装置のコントローラ１５０（図５参照）に当該塗布条件を教示データとして設定する。次にステップ９で他の教示塗布倍率の教示データ設定が完了していないかを判断する。完了していない場合、ステップ１２で次の教示塗布倍率に設定を変え、ステップ１３で次の教示塗布倍率に対する塗布量許容範囲を設定する。その後、ステップ６に戻って試し打ち動作から始まり、これまで述べた各ステップが繰り返される。
【００３６】
ステップ９で、当該ノズルに対して全ての教示塗布倍率に対する教示データ設定が完了していれば、次にステップ１０に進み、他のノズルに対して上述と同様の教示動作を行い、材料塗布装置に装着されている全てのノズルに対する教示動作が完了すれば、ステップ１１で教示が完了する。
【００３７】
以上の材料塗布方法を実施する本実施の形態に係る材料塗布装置においては、各ノズルに対して１つの教示塗布倍率の教示データを処理する従来から備えられた機能に替え、複数の教示塗布倍率を教示する機能が設けられる。この機能は、複数の教示塗布倍率とそれに対する許容範囲を入力するメモリを含み、各塗布倍率に応じた材料塗布動作を行う前に、複数の教示塗布倍率による教示データのいずれかを使用することによって材料塗布量の確認を行う。
【００３８】
例えば、材料塗布装置の１つのノズルが、塗布倍率０．５倍から４．０倍までの間の各種塗布倍率で材料塗布動作を行う場合を想定する。この場合、当該ノズルの教示塗布倍率を、例えば１．０倍と３．０倍の２つに設定し、２つの教示データを持つものとする。そして塗布動作の対象となる塗布箇所の塗布倍率が０．５倍から２．０倍未満までの塗布動作を行う場合は教示塗布倍率１．０倍の教示データを使用して試し打ち認識を行い、塗布量が許容範囲内にあることを確認した後に材料塗布動作を開始する。そして、塗布倍率が２．０倍から４．０倍までの塗布動作を行う場合は教示塗布倍率３．０倍の教示データを使用して同様に試し打ち認識を行った後、材料塗布動作を開始するものとする。
【００３９】
図３は、以上のように塗布倍率１．０倍と３．０倍との２つの教示動作を行って材料塗布を実施した場合の各塗布倍率における塗布量（塗布面積ｍｍ２）のばらつきを表している。図１１と同様、横軸は塗布倍率（倍）、縦軸は塗布面積（ｍｍ２）を示し、２つの折線グラフは各塗布倍率毎に複数の塗布面積を測定した結果の最大値（○）と最小値（●）とを示している。したがって、両折線グラフの縦方向の幅は塗布面積のばらつきを示す。図中の破線は、従来技術による教示塗布倍率１．０倍のみで試し打ち認識を行った場合の各塗布倍率における塗布面積のばらつき（図１１に表示したもの）を比較のために示したものである。
【００４０】
図３から明らかなように、本実施の形態に係る材料塗布方法によれば、教示塗布倍率を１．０倍と３．０倍の２つに設定しているため、塗布倍率１．０倍と３．０倍とにおいて塗布量が許容範囲内（図示の例では±１０％）に収まるよう管理される。また、塗布倍率が２．０倍から４．０倍の間では、教示塗布倍率３．０の教示データを使用して試し打ち認識がなされている。このため塗布倍率が３．０倍から増加、もしくは減少する両方向に離れるにしたがって塗布面積のばらつきが増加傾向とはなるものの、そのばらつきの広がりは僅かなものに抑えることができる。破線で示す従来技術による教示塗布倍率を１．０倍のみとしたものと比べ、塗布面積のばらつきの低減効果は、特に塗布倍率が３．０倍や４．０倍と高い領域に至って顕著である。
【００４１】
なお、図３に示す例においては、教示塗布倍率の数を１．０倍と３．０倍の２つに設定しているが、これを例えば１．０倍、２．５倍、４．０倍などの３つ、あるいはそれ以上の数としてもよい。教示塗布倍率の数が増加するほど塗布面積の精度が向上することは明らかである。但し、教示塗布倍率の数が増加することによって要求される教示動作も増え、またコントローラのメモリ容量の増加が必要となる。要求される塗布量の精度と生産性とを考慮して適切な数の教示塗布倍率を設定することが好ましい。
【００４２】
次に、本発明に係る第２の実施の形態の材料塗布装置、及び材料塗布方法について説明する。本実施の形態に係る材料塗布方法は、従来技術のように教示倍率を一律１．０倍に設定するのではなく、実際の塗布動作に利用される塗布倍率に近似する倍率に教示塗布倍率を設定し、塗布量のばらつきを極力抑えるようにするものである。具体的には、各ノズルが塗布動作を行う際の予めデータとして入力されている各要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率の平均値を求め、この塗布倍率の平均値を当該ノズルの教示塗布倍率として使用するものとする。例えば部品接着のために被塗布体に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、当該ノズルが塗布動作を行う対象となる全部品に対応する塗布箇所の要求塗布量に応じて算出される塗布倍率からその平均値を求め、この平均値を当該ノズルの教示塗布倍率とする。
【００４３】
図４は、上述の部品接着のための接着剤塗布を行う接着剤塗布装置に本実施の形態に係る材料塗布方法を適用した場合の各ステップを示すフローチャートである。図において、ステップ１のデータ教示開始の後、ステップ２でまず教示するノズルを決定する。次に、ステップ３で、当該ノズルが材料塗布を行う対象となる全ての部品データから各塗布箇所の塗布倍率をサーチして把握する。材料塗布装置には、対象となる全ての部品データがコントローラ１５０により管理されている。この部品データに設定されている塗布倍率を全てサーチし、ステップ４でサーチ結果に基づいて塗布倍率の平均値を算出する。そして、この平均値を試し打ち認識における教示塗布倍率として設定する。教示塗布倍率を設定した後のステップ５の試し打ち認識動作以降の各動作は従来技術によるものと同様である。
【００４４】
本実施の形態に係る材料塗布方法によれば、試し打ち認識の教示塗布倍率を、予め入手可能な各塗布箇所の要求塗布量に応じて算出される塗布倍率の平均値に設定することから、各塗布動作における材料塗布を平均的に教示塗布倍率に近似する塗布倍率で実施することができる。これにより、従来技術において実際の塗布量とは無関係に教示塗布倍率を一律（例えば、１．０倍）に設定して材料塗布を実施する場合に比べ、全体として塗布面積のばらつきを減少させることができる。また、第１の実施の形態に係る複数の教示倍率を設定する材料塗布方法に比べ、教示塗布倍率の数を増加させる必要がないことから、教示動作の追加、メモリ容量の増加を必要とせず、しかも効率的に塗布量精度を高める材料塗布を実現することができる。
【００４５】
次に、本発明に係る第３の実施の形態の材料塗布方法につき説明する。上述の第２の実施の形態にかかる材料塗布方法では従来技術による方法と比較して塗布量のばらつきを低減させる効果は十分に得られるものの、教示塗布倍率が１つのみであることからこの教示塗布倍率から離れた塗布倍率によって塗布動作を実施する場合に塗布量のばらつきが許容範囲を越える虞もあり得る。本実施の形態に係る材料塗布方法ではこの状況を更に改善するため、予めデータとして入力されている各塗布箇所の全てをその要求塗布量の大きさに応じて２つ、もしくはそれ以上の数のグループに分け、各グループに属するそれぞれの塗布箇所の要求塗布量の大きさから算出される塗布倍率の平均値を使用して複数の教示塗布倍率を設定するものである。
【００４６】
例えば部品接着を目的とする接着剤塗布装置において全対象部品に対する塗布箇所を２つにグループ分けする場合を想定すると、まず各部品に対する塗布箇所に要求される塗布量の大きさに応じて全塗布箇所を順位付けし、これを要求塗布量大のグループと小のグループとの２つにグループ分けする。次に、各グループ毎にそれぞれの塗布量から算出される塗布倍率の平均値を求めて各平均値をそれぞれのグループの教示塗布倍率として設定する。塗布動作を行う場合、該当する対象部品の属するグループの教示塗布倍率に基づいて試し打ち認識を行い、そのときの塗布量が設定された許容範囲内に収まっていれば材料塗布を行うものとする。
【００４７】
すなわち、本実施の形態に係る材料塗布方法では、第１の実施の形態における２つ、もしくはそれ以上の数の各教示塗布倍率を設定するに際し、適当に差を設けた２つの教示塗布倍率、もしくはそれ以上の数の教示塗布倍率を任意に設定する代りに、実際に各ノズルが塗布動作を行う際の塗布量の大きさに応じて幾つかにグループ分けされた各グループの平均の塗布倍率を教示塗布倍率として設定するものである。このため、実際の塗布動作を行う際の塗布倍率は、平均的に各教示塗布倍率に近似する値となる確立が高まり、塗布量のばらつきを極力抑えることが可能となる。
【００４８】
なお、上述の部品のグループ分けは塗布倍率のばらつきに応じてそれ２つもしくはそれ以上の数とすることもできるが、グループ数が増えるにしたがって教示塗布倍率の数も増加し、教示動作が追加され、コントローラのメモリ容量の増加が必要となるのは先の第１の実施の形態の場合と同様である。また、上述の２つのグループへのグループ分けは、例えば対象塗布箇所を塗布倍率の大きいものから順に並べ、その対象となる塗布箇所の数が両グループ間で均等になるよう区分するなど、塗布倍率の大きさに応じた他のグループ分け手法を用いることであってもよい。
【００４９】
次に、本発明に係る第４の実施の形態の材料塗布方法について説明する。材料塗布装置は、接着剤などの材料を被塗布体に塗布するノズルを通常は複数本備えている。例えば、図５、図６に示す材料塗布装置の例では３つのノズルを備えている。本実施の形態に係る部品実装方法においては、この複数のノズル毎に異なる教示塗布倍率を１つずつ設定し、材料塗布時には、塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて設定された塗布倍率に最も近似する教示塗布倍率を持つノズルを使用して塗布動作を行う。
【００５０】
具体的には、材料塗布装置にノズルＡ、Ｂ、Ｃの３つのノズルが装着されている場合を想定する。この場合、例えばノズルＡは教示塗布倍率を１．０倍、ノズルＢは教示塗布倍率２．５倍、ノズルＣは教示塗布倍率を３．５倍、というようにそれぞれ差を設けて設定する。そして、塗布倍率が０．１倍〜２．０倍となる塗布箇所に対してはノズルＡが材料塗布を行い、同様に、塗布倍率が２．０倍〜３．０倍となる塗布箇所に対してはノズルＢが、塗布倍率が３．０倍〜４．０倍となる塗布箇所に対してはノズルＣが、それぞれ材料塗布を行うものとする。
【００５１】
以上のように構成することで、各ノズルのそれぞれが０．１倍から４．０倍までの塗布倍率範囲の全てをカバーすることに比べ、各ノズルがカバーすべき塗布倍率の範囲が細分化され、塗布量の管理が容易となる。すなわち、３つのノズルで合計３つの教示塗布倍率が設定されることから、１つのノズルは従来技術によるものと同様１つの教示塗布倍率のみを設定することでよく、しかも全体としては幅広い塗布倍率の領域を高い塗布精度を保ってカバーすることが可能となる。このため、全体では複数の教示塗布倍率を備えながら教示動作を各ノズル毎に１つに簡略化できる。これによってメモリ容量を増加するなどの対応が不要となり、効率的で精度の高い材料塗布を実現することができる。
【００５２】
この場合、各ノズル毎の教示塗布倍率と対象とする塗布倍率の範囲とはできるだけ近似していることが好ましい。一例として、全ての塗布対象となる塗布箇所をその塗布倍率の大きいものから順に並べ、大きいものから１／３をノズルＡ、次の１／３をノズルＢ、残りの１／３をノズルＣが担当するものとする。そして、各ノズルが対象とする塗布箇所の要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率の平均値を当該ノズルの教示塗布倍率とすることであってもよい。あるいは、塗布倍率の大きいものから順に、各ノズルでの材料塗布量が均等になるよう配分し（塗布倍率が高くなるほど塗布箇所当たりの材料塗布量は増加する）、材料塗布動作の経過にしたがって各ノズルに対応するシリンジ内の材料残量が概略均等化されるようにグループ分けすることであってもよい。
【００５３】
以上本発明に係る各実施の形態につき、粘性材料として接着剤、材料塗布装置として接着剤塗布装置を例に用いて説明しているが、本発明の適用がこの接着剤塗布装置に限定されるものではない。例えば、クリームはんだ、銀ペーストほかの溶接用剤や、封止剤、アンダーフィル剤ほかの充填剤など、およそノズルから自重で流れ出ない程度の粘性を有する材料を制御された量だけ被塗布体の所定位置に塗布する目的で使用される材料塗布装置に対して広く適用が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上より、材料塗布を行う各ノズルに対して複数の教示塗布倍率を設定する本発明に係る材料塗布方法、及び材料塗布装置の実施によれば、要求塗布量に応じて算出される塗布倍率に近似する教示塗布倍率を使用した試し打ち認識により各塗布量が管理されることから、塗布量のばらつきを極力低減させることができる。この際、塗布対象を塗布量の大きさに応じて幾つかにグループ分けし、各グループに属する塗布対象の塗布倍率の平均値をそれぞれの教示塗布倍率として設定することにより、塗布動作を実施する場合の塗布倍率と教示塗布倍率とを平均的に近似させることができ、塗布量の精度を高めることができる。
【００５５】
また、要求塗布量に応じて算出される塗布倍率の平均値を教示塗布倍率に設定する本発明に係る材料塗布方法、及び材料塗布装置の実施によれば、各ノズルに対して設定される１つの教示塗布倍率が、実際の塗布動作を行う際の塗布倍率と平均的に近似するため、従来技術に比較して教示塗布倍率の数を増加させることなく塗布量のばらつき幅を極力低減させることができる。また、１つの材料塗布装置に複数のノズルが使用されている場合、各ノズル毎に差を設けた教示塗布倍率をそれぞれ１つずつ設定し、各塗布動作を要求塗布量の大きさに応じて算出される塗布倍率に近似する教示塗布倍率を持つノズルで実施することで塗布量の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る１つの実施の形態の材料塗布方法を示すフローチャートである。
【図２】  図１に示す材料塗布方法の教示データ例を示す表である。
【図３】  図１に示す材料塗布方法による改善効果を示す表である。
【図４】  本発明に係る他の実施の形態の材料塗布方法を示すフローチャートである。
【図５】  材料塗布装置の概観を示す斜視図である。
【図６】  図５に示す材料塗布装置の材料塗布ヘッド部を示す部分拡大斜視図である。
【図７】  図６に示す材料塗布ヘッド部の主要部を示す部分断面側面図である。
【図８】  図５に示す材料塗布装置の被塗布体保持部を示す斜視図である。
【図９】  従来技術による塗布量変化の状況を示す説明図である。
【図１０】  従来技術による材料塗布方法を示すフローチャートである。
【図１１】  従来技術による材料塗布方法による塗布面積のばらつきを示す表である。
【図１２】  従来技術による材料塗布方法の試し打ち認識の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００．接着剤塗布装置、  １０１．試し打ちテープ、  １０２．接着剤、  １１０．接着剤塗布ヘッド、  １１２．ノズル、  １１３．シリンジ、  １１８．認識カメラ、  １４０．被塗布体保持部、１４１．被塗布体、  １４４．位置決め基準マーク、  １５０．コントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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