(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジへ加圧空気を供給してシリンジ内の液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装置において、
シリンジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
シリンジ内の加圧空気を排気する手段と、
液体がシリンジから吐出しない程度の一定圧力でシリンジに供給された加圧空気が大気圧まで排気される排気時間とシリンジ内の水頭間に存在する関数に基づいてシリンジ内の液残量を演算する手段と、
を備えたことを特徴とする液体定量塗布装置。
【請求項２】
前記排気時間に対するシリンジ内圧力の積分値を求め、この積分値からシリンジ内の液残量を求めることを特徴とする請求項１に記載の液体定量塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体定量塗布装置、更に詳細には、表面実装部品の仮止め用接着剤等の液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の塗布装置は、エア供給源からシリンジへ加圧空気を供給してシリンジ内の接着剤をプリント基板上に定量吐出し、実装部品を基板に仮止めするためのもので、例えばチップマウンタにおいて使用されている。
【０００３】
図１には、その１構成例がブロック図として図示されており、符号１で示すものは、シリンジであって、このシリンジには接着剤８が密封されており、電磁弁２及び減圧弁３を介して圧縮空気が供給される。減圧弁３は圧縮空気の供給圧力を任意に調整し、また電磁弁２は、制御装置５から信号に応答して供給管路を開閉し、シリンジ１への圧縮空気を供給ないし遮断する。シリンジ１内には、接着剤に圧力を面で伝えるためのプランジャ１６が配置されており、このプランジャの上面には、磁性体等の被検出物１７が配置されている。この磁性体は、接着剤８の使用に応じて下降し、所定量まで下降すると、シリンジの外部に配置された磁気センサなどの位置検出センサ４により検出され、制御装置にその信号が入力されて接着剤の残量を検知することができる。６は接着剤８を既定の塗布形状に塗布するためのノズルであり、７は接着剤が塗布されるプリント基板である。
【０００４】
なお、図１において各装置ないし部材間の実線は空圧管路を示し、一方点線は電気信号の伝達を示している。
【０００５】
このような構成において、シリンジ１内に封入された接着剤８は、制御装置５の信号により電磁弁２が開かれると、減圧弁３により所定圧力に減圧されて供給される圧縮空気の力によってノズル６から吐出され、所定時間後に電磁弁２が閉じることにより吐出が停止される。この動作により所定量ずつ接着剤８が基板７上に連続的に塗布されていく。ここで塗布を連続的に行っていくと、シリンジ１内の接着剤８は減少し、それに応じてプランジャ１６及びその上に設置されている被検出物１７が下降し、所定残量になると位置検出センサ４が被検出物を検出し接着剤８の残量が検知される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のこのような塗布装置は、位置検出センサが固定されているため、一定残量になるまでは位置検出センサが作動せず、それ以外の残量を知るためには、センサ位置をメカニカルに調整する必要があり、接着剤の任意の残量を検知することが困難である、という問題がある。またシリンジ内に液を補充する場合には、磁性体などの被検出物を後から改めて作業者がプランジャ上に設置する手間が必要になるなどの欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するもので、シリンジ内の液体の任意の残量を検知することが可能な液体定量塗布装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、
シリンジへ加圧空気を供給してシリンジ内の液体を基板上に定量塗布する液体定量塗布装置において、
シリンジ内の圧力を検出する圧力検出手段と、
シリンジ内の加圧空気を排気する手段と、
液体がシリンジから吐出しない程度の一定圧力でシリンジに供給された加圧空気が大気圧まで排気される排気時間とシリンジ内の水頭間に存在する関数に基づいてシリンジ内の液残量を演算する手段と、
を備えた構成を採用した。
【０００９】
本発明は、上記排気時間が液残量に依存することをその原理としている。この排気時間とシリンジ内の水頭間には関数関係が存在するので、それに基づき液残量が演算される。この関数関係は、各水頭値での排気時間を複数取得しその平均値をとることにより求めることができる。通常この関数は線形で近似可能であり演算は簡単に行なわれる。また、排気時間に対するシリンジ内圧力の積分値を求めるようにしてもよい。この積分値とシリンジ内の水頭間にも所定の関数関係が存在しており、この関数から同様に液残量を求めることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図２には、本発明による液体定量塗布装置の一実施形態が図示されており、同図において、シリンジ１に密封された接着剤８は、電磁弁２及び電空レギュレータ１２を介して供給される圧縮空気により加圧される。電空レギュレータ１２は制御装置５に接続されており、残量検出時には制御装置の指令により接着剤８が突出しない程度の低い圧力Ｐｍに供給圧力を調整するすることができる。電磁弁２は、制御装置５から信号に応答して供給管路を開閉し、シリンジ１への圧縮空気を供給ないし遮断する。シリンジ１内に供給された空気圧はプランジャ１６を介して接着剤８に伝達され、それにより接着剤はノズル６から吐出され、プリント基板７上に定量塗布される。
【００１５】
図２の構成では、更にシリンジ内の圧縮空気（加圧空気）の圧力を測定するための圧力検出センサ９が設けられ、この圧力検出センサからの信号が制御装置５に入力される。制御装置５には演算装置１０が接続され、後述するように、接着剤の残量を演算する。その演算結果は、制御装置５に接続された表示装置１１に表示される。
【００１６】
以上の構成において、本装置は、通常の塗布動作モードと残量検出モードを有しており、通常の塗布動作モードでは、制御装置５の指令により電磁弁２が開かれ、また電空レギュレータ１２は、ノズル６から接着剤が適量吐出されるような圧力に圧縮空気を減圧する。シリンジ内に供給される所与の空気圧により接着剤はノズル６から吐出され、所定時間後に電磁弁２が閉じることにより吐出が停止して所定量の接着剤８が基板７上に塗布される。この動作が繰り返されて接着剤が順次基板上に塗布されていく。
【００１７】
一方、残量検出モードは、通常の塗布動作に先立ち、例えば基板搬送時ごとに行なわれる。この残量検出モードでは、制御装置５の指令により電空レギュレータ１２が制御され、圧縮空気は接着剤８がノズル６から吐出しない程度の低い圧力Ｐｍに調整される。このように低圧に調節された圧縮空気が電磁弁２を介してシリンジ１に供給される。このとき圧力検出センサ９よりシリンジ内の空気圧が検出され電圧信号に変換されて制御装置５に入力される。
【００１８】
その状態が図３に図示されており、制御装置５により電磁弁２は時点ｔ1でオンにされ開放される。これによりシリンジ内の空気圧は、電空レギュレータ１２で調節された圧力Ｐmまで上昇する。この時点ｔ2で電磁弁２はオフされ遮断される。電磁弁２が閉じると、シリンジ内の圧縮空気は電磁弁２を通じて大気中に排出され、シリンジ内の圧力は減少し、時点ｔ3で大気圧と同等になる。制御装置５は、このとき電磁弁２が閉じるタイミングｔ2から圧力センサ９の出力が０になる（シリンジ１内の圧力が大気圧とほぼ同等になる）タイミングｔ3までの時間（ｔex）を計測する。
【００１９】
この圧縮空気の排出時間（ｔex）は、供給圧Ｐm、シリンジの空気が占める容積、管路の抵抗等で決まり、供給圧Ｐｍが一定であれば、シリンジ１内の接着剤８の量によって規定される。すなわち接着剤８がプリント基板７に塗布されていくと、図４の（Ａ）から（Ｂ）に図示したように、シリンジ１内の接着剤８は減少していく。このとき相対的に塗布時に供給される圧縮空気が増大（シリンジ内の空気容積が増大）していき当然それに伴い排出量も増える。従って空気の流れに対する管路の抵抗が流量によらず一定であれば、接着剤８が水頭差ｄ1からｄ2のように減少していくことにより圧縮空気の排気時間は、図４の圧力特性曲線で示したように、ｔex1からｔex2のように長くなる。この排気時間texと水頭差の関係は、ｔex＝ｆ（ｄ）の関数で表現され、チップマウンタで使用される接着剤の場合、ほぼ線形な関数となる。演算装置１０は、制御装置５で計測された排気時間より水頭差を演算し、シリンジ内の空気容積を演算する。これにより接着剤８の残量を正確に知ることができる。
【００２０】
なお、電磁弁、レギュレータ等が動作時にばらつきが現れるので、それに対応して排気時間もばらついてしまう。従って、上記関数ｔex＝ｆ（ｄ）を求める場合、各水頭差において排気時間を複数取得し、これらのデータをメモリに格納しておき、そのデータの平均値処理を行ない、図示したような関数tex＝ｆ（ｄ）を設定するようにする。また、各データをメモリに格納する場合、新しいデータを取り込んだら一番古いデータを捨てる、いわゆる先入先出しの格納形式を採用する。
【００２１】
また、図５に示すように排気時間による圧力値の積分値＝面積Ｓを算出することでシリンジ内の水頭差をより明確に検知することもできる。例えば、排気時間ｔexnまでの圧力値の積分値Ｓn（ｎ＝１、２、……）は、シリンジ内の水頭値に依存しており、その間に存在する関数関係を予め実験などで求めておくことにより、上記積分値から水頭値（ないし水頭差）、すなわち液残量を求めることができる。
【００２２】
このように演算装置１０は、計測された排気時間に基づいてシリンジ１内の接着剤８の残量を演算し、その残量を１回あたりの推定塗布量で割ることで可能塗布点数を算出し、制御装置５は、これらの残量や可能塗布点数を表示装置１１に表示させる。また制御装置５は、残量が予め任意に設定した下限値に達した場合には、警告音及び表示などの処理を行ない操作者にシリンジ交換を促すようにすることもできる。
【００２３】
なお、上述した例では、シリンジ内の圧力がほぼ大気圧になるまでの時間を計測して排気時間を求めたが、これに限定されず、Ｐmより所定圧力まで減圧するまでの時間を計測して排気時間を求めるようにしてもよい。またＰmより低い圧力から所定圧力値まで排気される時間を排気時間とすることもできる。
【００２４】
また、電空レギュレータ１２を使用せず、図６に図示したように、圧縮空気をＰmに減圧する減圧弁１４と、接着剤が適量吐出されるような圧力に減圧する減圧弁１５を設け、これを４ポートの電磁弁１３により切り換え、残量検出モードのときは、減圧弁１４からの圧力を、また通常の塗布動作モードのときは減圧弁１５からの圧力をシリンジにそれぞれ供給するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シリンジ内の接着剤残量を連続的かつ正確に知ることができ、接着剤残量による可能塗布点数を求めたり、あるいはユーザーにより残量警告を出すタイミングを自由に選ぶことができる。
【００２６】
また、本発明では、シリンジ内の圧力を検出する圧力センサを付加するだけなので塗布装置を機構的に簡単なものにすることができ、作業者がシリンジ内に後から磁性体などの被検知物を設置するなどの手間を必要としない、等種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液体定量塗布装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】本発明による液体定量塗布装置の概略構成を示す構成図である。
【図３】シリンジ内の圧力変化特性を示した線図である。
【図４】シリンジ内の排気特性からシリンジ内の液残量を演算する原理を示した説明図である。
【図５】排気時間によるシリンジ内圧力の積分値から液残量を演算する原理を示した説明図である。
【図６】残量検出モードと通常の塗布動作モード間でシリンジ内に供給される圧力を切り換える構成を示した構成図である。
【符号の説明】
１  シリンジ
２  電磁弁
５  制御装置
６  ノズル
７  回路基板
８  接着剤
９  圧力センサ
１０  演算装置
１１  表示装置
１２  電空レギュレータ
【図１】
0003862331.tif 000002
【図２】
0003862331.tif 000003
【図３】
0003862331.tif 000004
【図４】
0003862331.tif 000005
【図５】
0003862331.tif 000006
【図６】
0003862331.tif 000007