JP2003200384A

JP2003200384A - ウエブ加工装置

Info

Publication number: JP2003200384A
Application number: JP2001399185A
Authority: JP
Inventors: Masami Nakagame; 雅己仲亀; Hiroyuki Nishida; 弘幸西田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送ライン上のウエブを加工する加工ヘッド
の位置決めを高い精度で行う。【解決手段】ウエブ加工装置１１は、ウエブ１０の複
数の加工エリア２６に対して加工を施す。ウエブ１０に
は、各加工エリア２６の配列ピッチに応じて位置決めマ
ーク３１が設けられている。ウエブ１０は、１つの加工
エリア２６に対する加工が終了すると、前記配列ピッチ
に応じた送り量分搬送される。ウエブ加工装置１１は、
ウエブ１０が停止すると、ＣＣＤカメラ３８によって位
置決めマーク３１を読み取る。そして、この位置決めマ
ーク３１を基準に加工ヘッド１２を移動して、加工ヘッ
ド１２と加工エリア２６との相対位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエブに各種の加
工を施すウエブ加工装置に関するものであり、更に詳し
くは、ウエブ加工装置の加工ヘッドの位置決めに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】各種フイルム，レンズシート，カラーフ
イルタなどは、原材料となるシートに各種パターンの転
写やインクの塗布などの各種の加工を施すことにより製
造される。この加工時には、ミクロンオーダの高い精度
が要求されるため、シートの位置決めを行う際には、例
えば、特開平６−９９３９２号公報に記載されているよ
うな位置決め方法が広く用いられている。

【０００３】この位置決め方法では、まず、加工前に予
め所定サイズにカットされたシートに、このシートと加
工ヘッドとの相対位置を決めるための位置決めマークを
マーキングしておく。次に、このシートを加工台にセッ
トして、位置決めマークをＣＣＤカメラで読み取り、そ
の画像をディスプレイに表示する。オペレータは、ディ
スプレイを見ながら、位置決めマークの現在位置と基準
位置とのズレ量を確認して、加工台を移動させて位置決
めをする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
位置決め方法は、高い精度の位置決めが可能である反
面、生産効率が悪く、シート１枚当たりの製造コストが
高くなるという問題がある。そこで、生産効率を向上さ
せるという観点から、ロールから引き出された長尺のウ
エブを搬送するライン上に加工装置を配置し、前記ウエ
ブを被加工物として、これを定ピッチで間欠送りしなが
らウエブ上の複数の加工エリアに対して連続的に加工を
行うことが検討されている。

【０００５】しかし、長尺のウエブを加工する場合に
は、ウエブが弛まないようにテンションを掛けて加工す
る必要がある。上述の位置決め方法では、位置補正のた
めにウエブ自体を移動させるので、その移動の際にはテ
ンションを緩めなければならず、却って位置ズレを引き
起こす原因となってしまう。また、長尺のウエブは、蛇
行発生等の不具合が生じやすく、ハンドリングが非常に
難しい。そのため、位置補正のためにウエブ自体を移動
することは、ウエブの蛇行発生等の原因ともなる。

【０００６】前述した課題を解決するために、本発明
は、搬送ライン上のウエブに対して高い精度で位置決め
が可能なウエブ加工装置及びその加工ヘッド位置決め方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のウエブ加工装置は、長尺のウエブを間欠的
に所定量送る搬送ライン上に配置され、前記ウエブが停
止している間に、そのウエブ上の加工エリアに対して加
工ヘッドによって各種の加工を施すウエブ加工装置にお
いて、前記ウエブの停止後加工開始前に、前記加工エリ
アと平行な面内で前記加工ヘッドを移動して前記加工エ
リアとの相対位置を補正する位置補正手段と、前記ウエ
ブ上にその送り量に応じて予め所定ピッチで設けられた
位置決めマークを撮像する撮像手段と、この撮像手段で
得られた画像に基づいて、前記位置決めマークの位置と
予め設定された基準位置とのズレを調べることにより、
前記加工ヘッドの位置補正量を求める補正量算出手段と
を設けたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の別のウエブ加工装置は、長
尺のウエブを間欠的に所定量送る搬送ライン上に配置さ
れ、前記ウエブが停止している間に、そのウエブ上の加
工エリアに対して加工ヘッドによって各種の加工を施す
ウエブ加工装置において、前記ウエブの停止後加工開始
前に、前記加工エリアと平行な面内で前記加工ヘッドを
移動して前記加工エリアとの相対位置を補正する位置補
正手段と、前記加工ヘッドで１つの加工エリアを加工す
る際に、その次の加工エリアを加工する際の位置補正の
基準となる位置決めマークを、前記次の加工エリアの近
傍にマーキングするマーキング手段と、この位置決めマ
ークを撮像する撮像手段と、この撮像手段で得られた画
像に基づいて、前記位置決めマークの位置と予め設定さ
れた基準位置とのズレを調べることにより、前記加工ヘ
ッドの位置補正量を求める補正量算出手段とを設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】また、長尺のウエブを間欠的に所定量送る
搬送ライン上に配置され、前記ウエブが停止している間
に、そのウエブ上の加工エリアに対して加工ヘッドによ
って各種の加工を施すウエブ加工装置の加工ヘッド位置
決め方法としては、次に示す特徴を持つことが好まし
い。前記ウエブ上にその送り量に応じて予め所定ピッチ
で設けられた位置決めマークを撮像手段によって撮像
し、この撮像された画像に基づいて前記位置決めマーク
の位置と予め設定された基準位置とのズレを調べること
により、前記加工ヘッドの位置補正量を求め、この位置
補正量に基づいて前記加工エリアと平行な面内で前記加
工ヘッドを移動することにより前記加工エリアとの相対
位置を補正する。

【００１０】また、長尺のウエブを間欠的に所定量送る
搬送ライン上に配置され、前記ウエブが停止している間
に、そのウエブ上の加工エリアに対して加工ヘッドによ
って各種の加工を施すウエブ加工装置の加工ヘッド位置
決め方法の別の方法としては、以下に示す特徴を持つこ
とが好ましい。前記加工ヘッドで１つの加工エリアを加
工する際に、その次の加工エリアを加工する際の位置補
正の基準となる位置決めマークを、前記次の加工エリア
近傍にマーキングし、この位置決めマークを撮像して得
られた画像に基づいて前記位置決めマークの位置と予め
設定された基準位置とのズレを調べることにより、前記
加工ヘッドの位置補正量を求め、この位置補正量に基づ
いて前記加工エリアと平行な面内で前記加工ヘッドを移
動することにより前記加工エリアとの相対位置を補正す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、コリメータレンズシート
を製造するラインを示す。コリメータレンズシートは、
周知のように、平行光線を作り出すためのレンズであ
り、表面に直径数１０μｍ〜数ｍｍ程度の半球形が縦横
に多数配列されたコリメータレンズパターンを持つ。こ
のコリメータレンズシートは、無限遠光源装置として光
学機械の製作，検査などに使われる他、分光器や電子デ
ィスプレイ等に用いられる。ウエブ１０は、透明なプラ
スチックなどのレンズ素材からなり、これをシート状に
したものである。コリメータレンズシートは、ウエブ１
０に対して前記レンズパターンを形状転写することによ
り製造される。

【００１２】ラインには、この形状転写加工を行うウエ
ブ加工装置１１が配置されている。ウエブ加工装置１１
は、加工ヘッド１２でウエブ１０を押圧することで、コ
リメータレンズパターンを転写する。このレンズパター
ンが転写されたウエブ１０は、カッタ１３で所定のサイ
ズに切断される。

【００１３】ラインは、長尺のウエブ１０がロール状に
巻かれたウエブロール１６からウエブ１０を引き出し
て、このウエブ１０の所定量の搬送を間欠的に行う。ウ
エブロール１６，及びウエブ１０を搬送するための各搬
送ローラ１７やサクションローラ１８は、図示しない駆
動モータによって駆動される。ウエブ１０は、弛みが生
じないように、これらの搬送手段によってテンションが
掛けられた状態で搬送される。

【００１４】ライン制御部２１は、駆動モータを制御し
て、ウエブの送りと停止とを行う。測長装置２２は、ウ
エブ１０の送り量を測定するためのもので、ライン制御
部２１は、この測長装置２２からの信号により送り量を
制御する。

【００１５】蛇行修正装置２３は、蛇行修正ローラ２４
と、蛇行検知センサ２５とからなり、ウエブ１０の蛇行
を修正する。蛇行検知センサ２５は、ウエブ１０の幅方
向のズレを検知する。この検知信号に基づいて、蛇行修
正ローラ２４がその角度を変えることで、ウエブ１０の
蛇行が修正される。

【００１６】図２に示すように、ウエブ１０には、所定
面積の複数の加工エリア２６が設定されており、各加工
エリア２６は、所定間隔で配列される。ウエブ１０の搬
送方向の両側縁には、位置決めマーク３１が設けられて
いる。各位置決めマーク３１は、各加工エリア２６の配
列ピッチと同じピッチで配列されている。

【００１７】図３に示すように、ウエブ１０は、各加工
エリア２６の配列間隔に応じて間欠送りされる。ライン
制御部２１は、ウエブ１０の搬送を停止したときに、ウ
エブ加工装置１１に対して、搬送停止信号を送る。ウエ
ブ加工装置１１は、この搬送停止信号を受けると、加工
ヘッド１２の位置決めを行い、この位置決め後、加工を
開始する。加工が終了すると、ライン制御部２１へ加工
完了信号を送る。ライン制御部２１は、加工完了信号を
受けると、ウエブ１０を再び定量送りする。そして、次
の加工エリア２６に対して加工が行われる。

【００１８】図４に示すように、ウエブ加工装置１１
は、加工ヘッド１２，この加工ヘッド１２が取り付けら
れるヘッド取り付け部３６，ヘッド移動機構３７，ＣＣ
Ｄカメラ３８，サクションテーブル３９，及びこれら各
部を制御する加工装置制御部４１とからなる。サクショ
ンテーブル３９は、停止状態にあるウエブ１０を吸い付
けて固定する。サクションテーブル３９は、加工装置制
御部４１からの駆動信号を受けると、内蔵された吸引バ
ルブを解放して、空気の負圧によってウエブ１０を吸い
付ける。吸引バルブは、吸引バルブ駆動部４０によって
駆動される。

【００１９】ヘッド取り付け部３６は、ウエブ１０の搬
送方向と一致するＸ方向，ウエブ１０の幅方向と一致す
るＹ方向，回転方向の各方向に移動自在に設けられてい
る。この移動は、位置補正手段であるヘッド移動機構３
７により行われる。このヘッド移動機構３７によりヘッ
ド取り付け部３６及び加工ヘッド１２が移動する。加工
ヘッド１２は、例えば、ヘッド取り付け部３６に着脱自
在に取り付けらており、ボルト締めによって確実に固定
される。このように、加工ヘッド１２を着脱自在にする
ことにより、各種の加工ヘッドの取り付けが可能にな
る。

【００２０】各ＣＣＤカメラ３８は、ウエブ１０上の位
置決めマーク３１を読みとるための撮像手段である。こ
れら各ＣＣＤカメラ３８によって撮像された各撮像デー
タは、加工装置制御部４１内の画像解析部４２へ送られ
る。画像解析部４２は、各撮像データを解析して各位置
決めマーク３１のそれぞれの現在位置を測定する。この
測定結果は、位置補正量算出部４３へ送られる。

【００２１】位置補正量算出部４３は、各位置決めマー
クの現在位置のデータを基に、加工ヘッド１２のＸ方
向，Ｙ方向，回転方向の各補正量を算出する。加工装置
制御部４１は、この補正量に基づいて、ヘッド移動機構
３７を制御する。これにより、加工ヘッド１２と加工エ
リア２６の相対位置が補正される。

【００２２】加工ヘッド１２は、上述したとおり、加工
エリア２６にレンズパターンを転写するもので、ヘッド
駆動部４４によって駆動される。加工ヘッド１２は、転
写パターンが形成され、ウエブ１０と直接接触するヘッ
ド部１２ａと、このヘッド部１２ａを支持する支持部１
２ｂとからなる。加工時には、加工ヘッド１２全体が初
期位置からウエブ１０の表面近傍まで下降し、その位置
から、さらに、ヘッド部１２ａだけが下降してウエブ１
０に押し当てられる。

【００２３】ヘッド部１２ａの大きさは、加工エリア２
６の大きさに応じて決められており、このヘッド部１２
ａを加工エリア２６に押しつけることで、１つの加工エ
リア２６全体に一挙にレンズパターンが転写される。な
お、図４上、ハッチングされた加工エリア２６は、加工
済みの加工エリアであることを示す。

【００２４】以下、上記構成による作用について、図５
に示すフローチャートに従って説明する。ライン制御部
２１は、ウエブ１０を所定量送ると、ウエブ１０の搬送
を一時停止させ、搬送停止信号を加工装置制御部４１へ
送る。加工装置制御部４１は、ウエブ停止信号を受ける
と、サクションテーブル３９を作動させる。サクション
テーブル３９は、ウエブ１０を吸着する。これにより加
工エリア２６が固定される。

【００２５】次に、各ＣＣＤカメラ３８が作動して各位
置決めマーク３１を読み取り、その撮像データを画像解
析部４２に送る。画像解析部４２は、この撮像データを
解析して、位置決めマーク３１の現在位置を測定する。
位置補正量算出部４３は、この位置決めマーク３１の現
在位置と、基準位置とのズレに応じて補正量を求める。

【００２６】加工装置制御部４１は、この補正量に基づ
いて加工ヘッド１２を移動して、加工ヘッド１２と加工
エリア２６との相対位置を補正する。加工ヘッド１２を
移動して位置補正をするので、ウエブ１０を移動するこ
とによって生じる蛇行等が発生することがなく、精度の
高い位置決めを行うことができる。

【００２７】位置決めが完了すると、加工ヘッド１２が
ウエブ１０の表面近くまで下降する。この位置からさら
にヘッド部１２ａだけが下降して、ウエブ１０に押し当
てられる。これにより、加工エリア２６にレンズパター
ンが形成される。加工が終了すると、サクションテーブ
ル３９がＯＦＦして、ウエブ１０を解放するとともに、
加工ヘッド１２全体が上昇して初期位置に復帰する。そ
して、加工装置制御部４１は、ライン制御部２１へ加工
完了信号を送る。

【００２８】ライン制御部２１は、この加工完了信号を
受けると、ウエブ１０を所定量送った後、一時停止させ
る。そして、次の加工エリア２６の加工が行われる。こ
れらの手順が加工予定枚数を終了するまで繰り返され、
複数の加工エリアの加工が連続的に行われる。

【００２９】また、上記実施形態では、ウエブに予め所
定ピッチで設けられた位置決めマークを読みとって、読
みとった位置決めマークの位置に基づいて補正をする例
で説明したが、図６に示すウエブ加工装置５１のよう
に、ウエブ１０の加工エリア５６に加工をする際に、次
の加工エリア５６を加工する際の位置補正の基準となる
位置決めマーク５２を設け、次の加工エリア５６を加工
する際に、その位置決めマーク５２を読みとって、位置
決めをするようにしてもよい。なお、前記第１の実施形
態と同じ部材については、同一符号を付す。

【００３０】この例では、ウエブ１０上の各加工エリア
５６は、それらの各境界が接するように配列されてお
り、これにより、複数の加工エリア５６が繋げられてウ
エブ５４の全長に渡って連続したパターンを形成できる
ようにしている。

【００３１】加工ヘッド１２には、位置決めマーク５２
をプリントするマーキング装置５３が取り付けられてい
る。マーキング装置５３は、ウエブ１０にインクを塗布
して位置決めマーク５２をプリントする。位置決めマー
ク５２は、次の加工エリア５６を加工する際に使用され
るので、そのプリント位置は、例えば、次の加工エリア
５６の近傍に設定される。本例では、各加工エリア５６
の境界付近に設定されている。このプリント位置に応じ
てマーキング装置５３の取り付け位置が決められる。

【００３２】マーキング装置５３は、加工ヘッド１２と
ともに下降して、位置決めマーク５２をプリントする。
次の加工エリア５６を行う際には、この位置決めマーク
５２をＣＣＤカメラ３８で読みとって、加工ヘッド１２
の位置決めがなされる。

【００３３】図７及び図８に示すように、ライン制御部
２１は、ウエブ１０を定量送りするとウエブ１０をいっ
たん停止させ、搬送停止信号を加工装置制御部４１へ送
る。加工装置制御部４１は、ＣＣＤカメラ３８で位置決
めマーク５２を読み取り、この撮像データを基に、加工
ヘッド１２の位置補正が行われる。この位置補正後、加
工が終了したときに、マーキング装置５３によって位置
決めマーク５２がプリントされる。

【００３４】位置補正，加工，マーキングが終了する
と、加工装置制御部４１からライン制御部２１に加工完
了信号が送られる。ライン制御部２１は、この加工完了
信号を受けると、ウエブ１０を定量送りする。そして、
次の加工エリア５６を加工する際には、前の加工エリア
５６の加工終了後にプリントされた位置決めマーク５２
を読みとって位置補正がなされる。

【００３５】この第２の実施形態では、マーキング装置
５３は、加工ヘッド１２に取り付けられているので、加
工ヘッド１２が移動すると、それに応じてマーキング装
置５３も移動する。このように、加工ヘッド１２とマー
キング装置５３との相対位置が変化することはないの
で、加工エリア５６と位置決めマーク５２のプリント位
置との相対位置も変化することはない。

【００３６】そして、次の加工エリア５６の加工時に
は、このようにしてプリントされた位置決めマーク５２
を基に位置補正がなされるので、上記第１の実施形態と
比較すると、各加工エリア５６間のズレを少なくするこ
とができる。このため、本実施形態は、複数の加工エリ
アを繋げてウエブの全長に渡って連続した領域を加工す
るような場合に適している。

【００３７】上記実施形態では、各ＣＣＤカメラは一定
位置に固定されており、各ＣＣＤカメラで撮像した画像
を解析することで、位置決めマークの現在位置と基準位
置とのズレ量を調べて加工ヘッドの位置補正量を算出
し、この位置補正量に基づいて加工ヘッドを移動させる
ことにより、位置補正をしている。位置補正の方法とし
ては、これ以外にも、例えば、各ＣＣＤカメラを加工ヘ
ッドに固定し、加工ヘッドの移動に応じて各ＣＣＤカメ
ラからリアルタイムの画像を取得し、これらの画像に基
づいて加工ヘッドをフィードバック制御することにより
その位置補正を行うようにしてもよい。この場合、もち
ろん、各ＣＣＤカメラと加工ヘッドとは固定されていな
くてもよく、例えば、連動機構などを介して、各ＣＣＤ
カメラが、加工ヘッドに追従して移動するようにしてあ
ればよい。

【００３８】また、上記実施形態では、加工内容として
コリメータレンズパターンを転写する例で説明している
が、もちろん、コリメータレンズパターンに限らず、山
形の凸部が多数配列されたプリズムパターンや、円錐形
状又はピラミッド形の凸部が多数配列されたモスアイ
（Moth Eye）パターンなどでもよい。

【００３９】また、上記実施形態では、ヘッド部とし
て、転写パターンが形成され、かつ、加工エリアと同じ
大きさを持つものを使用して、これをウエブに押し当て
ることにより、１つの加工エリアの全域に一挙にパター
ンを転写する例で説明しているが、ヘッド部として、例
えば、ピンポイントの加工を行うエッチングヘッドを用
い、このエッチングヘッドを加工エリアの縦横に移動自
在となるように設け、このヘッドを移動させながら、主
走査及び副走査を行って加工エリアの全域を加工するよ
うにしてもよい。このような移動自在なヘッド部を使用
すれば、加工エリアの全域ではなく、その一部に対して
加工を施すこともできる。

【００４０】また、パターン転写法としては、上述した
型押しによる方法やエッチングによる方法以外でもよ
く、例えば、支持体上に感光（レジスト）膜を塗布した
ウエブに対して、レーザービームや電子ビームを照射し
て前記感光膜を溶融することによりパターンを転写する
方法などでもよい。

【００４１】また、本発明は、形状を転写する場合に限
らず、加工エリアに色素を転写してカラーフイルムを製
造したり、発光体を転写してＥＬ（Electro luminescen
ce）を製造したりする場合にも適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
長尺のウエブを間欠的に所定量送る搬送ライン上に配置
され、前記ウエブが停止している間に、そのウエブ上の
加工エリアに対して加工ヘッドによって各種の加工を施
す際に、前記加工ヘッドを移動して前記加工エリアとの
相対位置を補正し、前記ウエブ上にその送り量に応じて
予め所定ピッチで設けられた位置決めマークを撮像し、
この撮像手段で得られた画像に基づいて、前記位置決め
マークの位置と予め設定された基準位置とのズレを調べ
ることにより、前記加工ヘッドの位置補正量を求めるよ
うにしたから、高い位置決め精度でウエブを加工するこ
とができる。

【００４３】また、加工エリアに加工する際に、次の加
工エリアの近傍に位置決めマークをマーキングし、次の
加工エリアの加工を行う際にはその位置決めマークを基
準として位置補正を行うようにしたから、隣接した複数
の加工エリアを繋げて加工を施す場合にも精度の高い加
工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウエブ加工ラインの全体図である。

【図２】ウエブの説明図である。

【図３】ウエブ搬送と加工タイミングを示すチャートで
ある。

【図４】ウエブ加工装置の斜視図である。

【図５】位置決め手順を示すフローチャートである。

【図６】加工後に位置決めマークを付与するウエブ加工
装置の斜視図である。

【図７】図６のウエブ加工装置のウエブ搬送と加工タイ
ミングを示すチャートである。

【図８】図６のウエブ加工装置の位置決め手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０ウエブ１１，５１ウエブ加工装置２１ライン制御部２６，５６加工エリア３１，５２位置決めマーク３８ＣＣＤカメラ４１加工装置制御部５３マーキング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C024 FF01 3E075 AA23 BA99 CA02 DA03 DA04 DA05 DA14 DA33 DE23 FA03 FA15 GA01 3F105 AA04 BA14 BA16 BA20 DA25 DA29 DC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺のウエブを間欠的に所定量送る搬送
ライン上に配置され、前記ウエブが停止している間に、
そのウエブ上の加工エリアに対して加工ヘッドによって
各種の加工を施すウエブ加工装置において、前記ウエブの停止後加工開始前に、前記加工エリアと平
行な面内で前記加工ヘッドを移動して前記加工エリアと
の相対位置を補正する位置補正手段と、前記ウエブ上に
その送り量に応じて予め所定ピッチで設けられた位置決
めマークを撮像する撮像手段と、この撮像手段で得られ
た画像に基づいて、前記位置決めマークの位置と予め設
定された基準位置とのズレを調べることにより、前記加
工ヘッドの位置補正量を求める補正量算出手段とを設け
たことを特徴とするウエブ加工装置。
【請求項２】長尺のウエブを間欠的に所定量送る搬送
ライン上に配置され、前記ウエブが停止している間に、
そのウエブ上の加工エリアに対して加工ヘッドによって
各種の加工を施すウエブ加工装置において、前記ウエブの停止後加工開始前に、前記加工エリアと平
行な面内で前記加工ヘッドを移動して前記加工エリアと
の相対位置を補正する位置補正手段と、前記加工ヘッド
で１つの加工エリアを加工する際に、その次の加工エリ
アを加工する際の位置補正の基準となる位置決めマーク
を、前記次の加工エリアの近傍にマーキングするマーキ
ング手段と、この位置決めマークを撮像する撮像手段
と、この撮像手段で得られた画像に基づいて、前記位置
決めマークの位置と予め設定された基準位置とのズレを
調べることにより、前記加工ヘッドの位置補正量を求め
る補正量算出手段とを設けたことを特徴とするウエブ加
工装置。