JPH02248252A - スクリーン印刷機の自動位置決め方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回路基板等のパターンを印刷するスクリーン
印刷機の自動位置決め方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

最近の電子機器等は、小形化、薄形化、又は多機能化の
傾向にあり、これに使用される各種部品、例えば各種Ｉ
Ｃ装置等にも同様のことが要求される。これにあわせて
、これらの部品が実装されるプリント基板に回路素子等
を形成した混成集積回路にも小形化及び高密度化が望ま
れている。それを実現するために配線パターンを高精度
に作成する技術が不可欠である。

従来、配線パターンを形成する方法として、スクリーン
印刷技術を利用した厚膜法がある。

このスクリーン印刷法で配線パターンを形成するために
は、被印刷物とスクリーン版との位置決めを高精度で行
わなければならない、従来のスクリーン印刷機ではこの
位置決めを、作業者がスクリーン版枠を印刷機にセット
後、試し刷りを行い、目視でその印刷位置を１＊認し、
スクリーン版枠を調整して行っていた。しかしながら、
この種の作業は高度の技能が必要であり、位置決めに長
時間を要するという問題を有している。

これに対して、最近では視覚センサを利用してこの位置
決めを自動的に行おうとする方法が種々提案されている
。その一つとして、特開昭６１−１２０７４８号公報に
記載の方法がある。以下、この方法の概略を説明する。

平面上の直交する２方向及び回転方向に移動可能な位置
整合機を設け、この位置整合機に視覚センサを２個設け
て、被印刷物に予め印刷しである２つの整合用マークを
この２個の視覚センサで検出し、各方向の移動量を制御
して両者の相対的位置関係の整合をとる。スクリーン版
にはこの整合用マークと同し位置にダミーマークを印刷
するダミー印刷部が設けである。

そして、スクリーン版枠設定後、印刷開始前に整合用マ
ークの付されていないダミー用被印刷物を位置整合機か
ら印刷位置に移動後、印刷する。これによって、ダミー
用被印刷物にはダミーマークが印刷される。このダミー
マークの印刷されたダミー用被印刷物を位置整合機側に
戻して、視覚センサでそのダミーマークの位置を検出す
る。そして、それ以降はそのダミーマークの位置を整合
目標位置として被印刷物の位置合わせを行い、スクリー
ン印刷を実行する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の方法では、ダミー用被印刷物に印刷後、位置整合
機にそれを逆搬送してやらなければならないため、逆搬
送するための機能を新たに付加する必要がある。また、
位置決め時にはダミー用印刷物以外の被印刷物は全て撤
去しておかなければならないという問題があった。

また、実際にスクリーン印刷を行うと、スクリーンの伸
縮又はプリント基板搬送時の位置ずれ等によって、再度
位置決めを行わなければならない場合が発生する。しか
し、従来の方法だと一旦印刷作業を中止し、再度位置決
め動作を行わなければならないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ス
クリーン版の位置決めを短時間で、かつ、精度良く行え
るスクリーン印刷機の自動位置決め方法及び装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では上記課題を解決するために、少なくとも２個
の整合用マークを有する被印刷物に、前記整合用マーク
と同じ位置にダミー用基準マーク印刷部を有するスクリ
ーン版によって、所定のパターンを印刷する際に、前記
被印刷物と前記スクリーン版との間の相対的位置関係を
、前記整合用マークに対応する位置に設けられた第１の
視覚センサで検出し、自動的に設定するスクリーン印刷
機の自動位置決め方法において、前記被印刷物の代わり
に前記整合用マークを有しないダミー用被印刷物を前記
位置制御手段に設定し、前記スクリーン版によって前記
ダミー用被印刷物に前記パターン及び前記ダミー用基準
マークを印刷し、前記第１の視覚センサと同じ構成から
なる第２の視覚センサで前記ダミー用被印刷物の前記ダ
ミー用基準マークの位置を検出し、前記検出結果に基づ
いて前記被印刷物と前記第１の視覚セン・す“とが所定
の位置関係になるように前記被印刷物の位置を制御する
ことを特徴とするスクリーン印刷機の自動位置決め方法
が、提供される。

さらに、本発明では上記課題を解決するために、少なく
とも２個の整合用マークを有する被印刷物に、前記整合
用マークと同じ位置にダミー用基準マークを印刷する印
刷部を有するスクリーン版によって所定のパターンを印
刷するスクリーン印刷機の前記被印刷物と前記スクリー
ン版との間の相対的位置関係を自動的に設定するスクリ
ーン印刷機の自動位置決め装置において、前記整合用マ
ークに対応する位置に設けられた第１の視覚センサで前
記整合用マークの位置を検出し、前記被印刷物と前記第
１の視覚センサとが所定の位置関係になるように前記被
印刷物の位置を制御する位置制御手段と、前記位置制御
手段で所定位置に設定された被印刷物に前記スクリーン
版の所定パターン及びダミー用基準マークを印刷する印
刷手段と、前記第１の視覚センサと同じ構成からなる第
２の視覚センサで前記被印刷物の前記ダミー用基準マー
クの位置を検出し、その検出結果を前記位置制御手段に
フィードバックする位置補正手段とを有し、前記位置制
御手段は前記位置補正手段からのフィードバック信号に
応じて前記被印刷物と前記第１の視覚センサとの所定位
置関係を補正することを特徴とするスクリーン印刷機の
自動位置決め装置が、提供される。

〔作用〕

整合用マークに対応する位置に設けられた第１の視覚セ
ンサで整合用マークの位置を検出し、被印刷物と第１の
視覚センサとが所定の位置関係になるように被印刷物の
位置を制御することによって、第１の視覚センサの視野
内の所定の位置と整合用マークの重心位置とが一致する
。まず、印（整合用マーク）の無いダミー用被印刷物を
設定し、スクリーン印刷を行う、このスクリーン版には
予め整合用マークと同じ位置にダミー用基準マークの印
刷部が設けであるので、印刷によってダミー用被印刷物
にはダミー用基準マークが印刷される。そして、第１の
視覚センサと同じ構成からなる第２の視覚センサでこの
ダミー用被印刷物のダミー用基準マークの位置を検出す
ることによって、整合用マークとダミー用基準マークと
のずれ量を算出し、その結果をフィードバックする。こ
のフィードバック信号に応じて被印刷物の整合用マーク
とスクリーン版のダミー用基準マークとが一致するよう
に被印刷物の位置を補正制御する。

これによって、被印刷物とスクリーン版との整合を高精
度で行うことができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す図である。

被印刷物とスクリーン版との間の相対的位置関係を設定
する位置整合機はＸ軸周モータ１．Ｙ軸用モータ２及び
θ軸用モータ３で構成される。この位置整合機の上部に
は位置合わせ用の位置決め用の視覚センサ（ビデオカメ
ラ）７が設けられている。被印刷物９には２個の整合用
マークが予め設けられており、視覚センサ７は被印刷物
９の２個の整合用マークに対応した位置にそれぞれ設け
られる。即ち、視覚センサ７は整合用マークと同じ位置
に設けられた２個のビデオカメラからなる。

視覚センサ７は被印刷物９の整合用マークの位置を２個
のビデオカメラで検出し、その検出信号を位置決め制御
装置１４に出力する０位置決め制御袋Ｗｌ　４は位置決
め用の視覚センサ７の検出信号に応じて、位置整合機の
各軸１．２及び３を駆動し、視覚センサ７と被印刷物９
との相対的位置関係が所定の位置関係になるように制御
する。

搬送機４は位置整合機で位置決めされた被印刷物９を吸
着固定し、スクリーン版の取り付りであるスクリーン印
刷位置まで搬送する。このスクリーン印刷位置ではスク
リーン版枠５に固定されたスクリーン版６によって被印
刷物１０に印刷が施される。このとき、スクリーン版６
には整合用マークと同じ位置にダミー用基準マークを印
刷する部分が設けてあり、印刷動作によって被印刷物１
０にダミー用基準マークが印刷される。

ダミー用基準マークの印刷された被印刷物ｌＯは搬送機
４によってダミー用基準マークを読み取るための読み取
り用視覚センサ８の下に搬送される。この視覚センサ８
は位置決め用の視覚センサ７と同じ構成になっており、
被印刷物の整合用マークに対応して２個のビデオカメラ
で構成される。

読み取り用視覚センサ８は被印刷物１１からダミー用基
準マークの位置を読み取り、その結果を画像処理装置１
３へ送信する０画像処理装置１３はダミー用基準マーク
の位置のずれ量を補正データとして位置決め制御装置１
４ヘフイードバツクする。

被印刷物に予め設けられている２個の整合用マークの相
対的位置と、位置決め用視覚センサ７の２個のビデオカ
メラの相対的位置と、読み取り用視覚センサ８の２個の
相対的位置との関係はそれぞれ同じになるように設定す
る。また、位置決め用視覚センサ７と、読み取り用視覚
センサ８との絶対的位置は変化しないように設定される
。

次に本実施例の動作を説明する。

位置決め用視覚センサ７で被印刷物９の整合用マークの
位置を検出し、被印刷物９と位置決め用視覚センサ７と
が所定の位置関係になるように被印刷物９の位置を制御
する。所定の位置とは視覚センサ７の撮像画面の原点（
例えば中心）の位置と整合用マークの重心位置とが一致
するような相対的位置関係をいう。

被印刷物９に代えて、整合用マークのないダミー用被印
刷物を位置整合機に設定する。ダミー用被印刷物１０は
搬送機４によってスクリーン印刷位置に移動する。ここ
で印刷動作が行われ、ダミー用被印刷物ｌＯにはスクリ
ーン版６のダミー用基準マークが印刷される。

ダミー用基準マークの印刷されたダミー用被印刷物１０
は読み取り用視覚センサ８の下方に搬送される。そして
、視覚センサ８はダミー用被印刷物１１のダミー用基準
マークの位置を検出する。

この検出は視覚センサ８の撮像画面の原点（例えば中心
）の位置とダミー用基準マークの重心位置との間の距離
を測定することである。この検出結果に基づいて被印刷
物と位置決め用視覚センサ７との間の位置関係を補正す
る。

このような構成によって、スクリーン版枠７を交換して
もそのスクリーン版に応じた位置決めを容易に行うこと
ができる。また、被印刷物は一方向にしか移動しないの
で、印刷動作中でもダミー用被印刷物を挿入することに
よって、印刷動作によって生じる位置ずれの補正を適宜
行うことができる。

第２図（ａ）及び（ｂ）は被印刷物にダミー用基準マー
クの印刷された状態を示す図である。第２図（ａ）は被
印刷物１０に印刷されたダミー用基準マーク１５ａ及び
１５ｂの重心の位置が読み取り用視覚センサ８の描像中
心（原点）１８ａ及び１８ｂに一致した状態を示す、こ
の状態の場合は位置整合機の補正を行う必要はない。こ
のような場合は非常に稀であり、実際は第２図（ｂ）の
ようにダミー用基準マーク１５ａ及び１５ｂの重心位置
とｔ層像中心（原点）１８ａ及び１８ｂとが一致しない
場合多い、従って、このような場合はダミー用基準マー
ク１５ａ及び１５゛ｂの撮像原点１８ａ及び１８ｂに対
するＸ方向のずれ量１６　ａ及び１６ｂ、Ｙ方向のずれ
量１７ａ及び１７ｂをそれぞれ補正データとして位置制
御装置１４へ出力する。

第３図（ａ）及び（ｂ）は整合用マークを有する被印刷
物にダミー用基準マークが印刷された状態を示す図であ
る。第３図（ａ）は位置制御装置１４によって位置整合
が取られた直後の被印刷物の印刷の様子を示す。図から
明らかなように整合用マーク１９ａ及び１９ｂの重心の
位置と、ダミー用基準マーク１５ａ及び１５ｂの重心の
位置とは一致しており、精度良く整合が取れている。し
かし、印刷時のスクリーンの伸縮又は被印刷物搬送時の
位置ずれによって、第３図（ｂ）のように整合用マーク
１９ａ及び１９ｂの重心の位置と、ダミー用基準マーク
１５ａ及び１５ｂの重心の位置とが一致しなくなる。こ
のような場合、整合用マーク１９ａ及び１９ｂとダミー
用基準マーク１５ａ及び１５ｂとが二重円になるように
しであるので、印刷動作中に位置ずれを判断することが
できる。

従って、このような場合、位置ずれ補正を行えばよい、
整合用マークとダミー用基準マークとを二重円にするこ
とによって版を新しくセットした場合以外は、ダミー用
被印刷物を使用せずとも目的の被印刷物の位置補正が可
能となる。

以上の実施例ではダミー用基準マークは被印刷物の両側
中央部に設ける場合について説明したが、この位置は２
箇所以上であれば被印刷物の任意の場所に設けても本実
施例の効果に変わりはない。

また、第３図（ｂ）のような位置ずれを読み取り用視覚
センサ８で検出し、その結果を補正データとして位置制
御装置１４へ出力するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被印刷物を逆搬送
する必要もなく、位置決め時に被印刷物を全て撤去する
必要もない。

また、スクリーン印刷中でも、その作業を中止すること
なく、スクリーン版の位置決めを短時間で、かつ、精度
良（行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す図、第２図
（ａ）及び（ｂ）は被印刷物にダミー用基準マークの印
刷された状態を示す図、第３図（ａ）及び（ｂ）は整合
用マークを有する被印刷物にダミー用基準マークが印刷
された状態を示す図である。 ■−・−一一−−−−−−・−Ｘ軸周モータ２−・−・
−・・・・−Ｙ軸周モータ ３−・−一−〜−・・−・−・・−θ軸用モータ４−・
−−−−−−−・・・〜・搬送機５・−・−・−・−・
スクリーン版枠

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２個の整合用マークを有する被印刷物
   に、前記整合用マークと同じ位置にダミー用基準マーク
   印刷部を有するスクリーン版によって、所定のパターン
   を印刷する際に、前記被印刷物と前記スクリーン版との
   間の相対的位置関係を、前記整合用マークに対応する位
   置に設けられた第１の視覚センサで検出し、自動的に設
   定するスクリーン印刷機の自動位置決め方法において、
   前記被印刷物の代わりに前記整合用マークを有しないダ
   ミー用被印刷物を前記位置制御手段に設定し、 前記スクリーン版によって前記ダミー用被印刷物に前記
   パターン及び前記ダミー用基準マークを印刷し、 前記第１の視覚センサと同じ構成からなる第２の視覚セ
   ンサで前記ダミー用被印刷物の前記ダミー用基準マーク
   の位置を検出し、 前記検出結果に基づいて前記被印刷物と前記第１の視覚
   センサとが所定の位置関係になるように前記被印刷物の
   位置を制御することを特徴とするスクリーン印刷機の自
   動位置決め方法。
2. （２）前記被印刷物に印刷された前記ダミー用基準マー
   クと前記整合用マークとの形状が二重円になるように構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスクリーン印刷機の自動位置決め方法。
3. （３）少なくとも２個の整合用マークを有する被印刷物
   に、前記整合用マークと同じ位置にダミー用基準マーク
   を印刷する印刷部を有するスクリーン版によって所定の
   パターンを印刷するスクリーン印刷機の前記被印刷物と
   前記スクリーン版との間の相対的位置関係を自動的に設
   定するスクリーン印刷機の自動位置決め装置において、 前記整合用マークに対応する位置に設けられた第１の視
   覚センサで前記整合用マークの位置を検出し、前記被印
   刷物と前記第１の視覚センサとが所定の位置関係になる
   ように前記被印刷物の位置を制御する位置制御手段と、 前記位置制御手段で所定位置に設定された被印刷物に前
   記スクリーン版の所定パターン及びダミー用基準マーク
   を印刷する印刷手段と、 前記第１の視覚センサと同じ構成からなる第２の視覚セ
   ンサで前記被印刷物の前記ダミー用基準マークの位置を
   検出し、その検出結果を前記位置制御手段にフィードバ
   ックする位置補正手段とを有し、 前記位置制御手段は前記位置補正手段からのフィードバ
   ック信号に応じて前記被印刷物と前記第１の視覚センサ
   との所定位置関係を補正することを特徴とするスクリー
   ン印刷機の自動位置決め装置。
4. （４）前記被印刷物の代わりに前記整合用マークを有し
   ないダミー用被印刷物を前記位置制御手段に設定し、前
   記ダミー用被印刷物に印刷された前記ダミー用基準マー
   クを前記第２の視覚センサで検出することを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載のスクリーン印刷機の自動位
   置決め装置。
5. （５）前記被印刷物に印刷された前記ダミー用基準マー
   クと前記整合用マークとの形状が二重円になるように構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスクリーン印刷機の自動位置決め装置。