JP2007249318A

JP2007249318A - インレットの位置決め装置

Info

Publication number: JP2007249318A
Application number: JP2006068588A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iguchi; 弘之井口; Toshiaki Tsuchiko; 敏昭土子; Koji Nakada; 宏治仲田
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】インレットの位置決めステージにおいて、インレットの反りを矯正し外乱光の影響も受けることもなく、正確な位置決めが可能なインレットの位置決め装置を提供する。
【解決手段】インレットの位置決め装置であり、ＸＹステージ１１と、ＸＹステージ１１により位置決めされる位置決め用ステージ１２と、位置決め用ステージ１２の載置部に載置したインレットを所定載置位置に押し込み把持する把持機構１３と、位置決め用ステージ１２の所定載置位置に把持したインレット上部を覆って外乱光を遮断する外乱光防止シャッタ機構１６と、位置決め用ステージ上に把持したインレットを撮影する光学手段１７と、光学手段１７により撮影されたインレットの画像から所定搬送位置との誤差量を検出し、誤差量に基づいて、ＸＹステージ１１を制御して位置決め用ステージ１２に把持されたインレットを所定搬送位置に合わせる制御手段１９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣカード等の製造装置におけるインレットの位置決め装置に関するものである。

従来、ＩＣカードの製造装置では、アンテナパターンやＩＣチップ等が形成されたインレットと、インレットに形成されたＩＣチップ等の凹凸を解消するためにコアシートの穴部にインレットのＩＣ部を位置決めし貼合する貼合工程が行われ、さらに外装の印刷シートが貼合されて製造されており、コアシートとインレットとの貼合工程が、貼合精度を高める必要があり、ＩＣカードの品質に最も重要な工程である。

従来、ＩＣカードの製造において、貼合精度を高めるため、コアシートとインレットとを別の場所で位置合わせした後、コアシートを溶着部に搬送し、その後、インレットを一枚ずつ溶着部に載置されたコアシート上に搬送して溶着する方法がある。この貼合方法では、図４に示すように、ＩＣチップ１ａが搭載されたインレット１をトレイ８に載せて交互に積層されたマガジン２に収納され、インレット１は吸着搬送装置３によりサイドをテーパー状とした位置決めステージ４の上部に搬送されて位置決めステージ４に落とし込まれて載置され、カメラ５でインレット１のマークを撮影し、その画像処理によりマークの位置と所定位置との誤差を検出し、その誤差量に応じてＸＹステージ６を操作して位置決めされている。また、トレイ８は吸着搬送装置３によりトレイ搬送部７から排出される。また、コアシートの供給ステージには、位置合わせピンが設けられ、コアシートに設けた位置合わせ孔に位置合わせピンを挿通した状態で積載され、コアシートを一枚ずつ溶着ステージに搬送する。溶着ステージに載置されたコアシートは、位置合わせピンにより既に位置決めされており、このコアシートにインレットが載置されて溶着されることにより貼合精度を保たれている。（例えば、特許文献１参照）

特開２００３−３４６１１６号公報（明細書全頁，図面全図）

従来例の特許文献１では、吸着搬送されたインレットが位置決めステージに落とし込まれる際、インレットが位置決めステージの所定位置に正確に載置されるとは限らず、インレットの何れかの側が浮いた状態で載置されたり、或いはインレット自体に反りが生じている場合もあり、このような状態でインレットのマークをカメラで撮影し、その画像信号を画像処理して所定位置とのずれを検出し、ＸＹステージを操作して位置合わせしたとしてもインレットを正確な位置に設定することはできない。また、インレットは、絶縁性の透明または半透明の樹脂シートであり、外部からの光がインレットを透過したり、外乱光が撮影に影響したり、或いは照明装置からの光が散乱し、インレットのマークの撮影が十分できない場合があった。このような状態でインレットのマークをカメラで撮影して位置決めを行ったとしてもコアシートとの正確な貼合が困難であり、不良品が製造されるおそれがあった。

本発明は、上述のような課題に鑑みなされたものであって、インレットの位置決めステージにおいて、インレットの反りを矯正し、外乱光の影響も受けることもなく、正確な位置決めが可能なインレットの位置決め装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を達成したものであり、請求項１の発明は、インレットの位置決め装置において、
ＸＹステージと、
該ＸＹステージにより位置決めされる位置決め用ステージと、
該位置決め用ステージの載置部に載置したインレットを所定載置位置に押し込み把持する把持機構と、
該位置決め用ステージの所定載置位置に把持した前記インレット上部を覆って外乱光を遮断する外乱光防止シャッタ機構と、
該位置決め用ステージ上に把持した前記インレットを撮影する光学手段と、
該光学手段により撮影された前記インレットの画像から所定搬送位置との誤差量を検出し、該誤差量に基づいて、前記ＸＹステージを制御して前記位置決め用ステージに把持された前記インレットを所定搬送位置に合わせる制御手段とを備えることを特徴とするインレットの位置決め装置である。

また、請求項２の発明は、前記把持機構が、前記位置決め用ステージに位置決め壁と該位置決め壁に対向する位置決め用プッシャとによる載置部が設けられ、該載置部の所定載置位置に載置されたインレットを抑えるインレット押さえガイドとを備え、前記位置決め用プッシャの動作に連動して該インレット押さえガイドを回動させてインレットを把持することを特徴とする請求項１に記載のインレットの位置決め装置である。

また、請求項３の発明は、前記インレットが載置される載置部に段差部が設けられ、該段差部より張り出す該インレットを前記位置決め用プッシャがプッシュして前記位置決め壁間の所定載置位置に載置することを特徴とする請求項２に記載のインレットの位置決め装置である。

請求項１の発明では、インレットの位置決め装置において、ＸＹステージと、該ＸＹステージにより位置決めされる位置決め用ステージと、該位置決め用ステージの載置部に載置したインレットを所定載置位置に押し込み把持する把持機構と、該位置決め用ステージの所定載置位置に把持した前記インレット上部を覆って外乱光を遮断する外乱光防止シャッタ機構と、該位置決め用ステージ上に把持した前記インレットを撮影する光学手段と、該光学手段により撮影された前記インレットの画像から所定搬送位置との誤差量を検出し、該誤差量に基づいて、前記ＸＹステージを制御して前記位置決め用ステージに把持された前記インレットを所定搬送位置に合わせる制御手段とを備えることを特徴とするインレットの位置決め装置であるので、インレットが位置決め用ステージの載置部に載置されると把持機構によりインレットを所定載置位置に導いて把持し、インレットに反りが発生していたとしても反りを矯正することが可能であり、また、インレットの撮影に当たり、外乱光防止シャッタ機構を作動させて外乱光がインレットに入射するのを防止することができ、インレットのマークを撮影した画像からインレットの載置位置を正確に検出することができ、次の貼合工程におけるインレットの位置合わせのための所定搬送位置と、位置決め用ステージの載置位置との誤差量が求められ、その誤差量に基づいて、ＸＹステージにより補正して正確な所定搬送位置に位置合わせることが可能であり、インレットを他のシートに正確に貼合することが可能になる利点があり、ＩＣカードの不良品の発生を抑制するのに効果的である。

また、請求項２の発明では、前記把持機構が、前記位置決め用ステージに位置決め壁と該位置決め壁に対向する位置決め用プッシャとによる載置部が設けられ、該載置部の所定載置位置に載置されたインレットの四隅を抑えるインレット押さえガイドとを備え、前記位置決め用プッシャの動作に連動して該インレット押さえガイドを回動させてインレットを把持することを特徴とする請求項１に記載のインレットの位置決め装置のあるで、位置決め壁にテーパー状に傾斜を設ける必要がなく、インレットを載置位置に落下させ、その後、位置決め用プッシャでインレットの一片をプッシュして位置決め壁に当接させ、インレットを所定載置位置に載置することが可能であり、所定載置位置に載置した後、インレット押さえガイドを回動させてインレットの四隅を抑えることによって、所定載置位置にインレットを把持することが可能であり、インレットに反りがあったとしても矯正することができ、正確な位置検出が可能である。また、インレットを次工程に搬送する際もインレットを吸着して搬送しており、この吸着時にも把持した状態で行われるので、インレットの位置がずれることがなく、コアシートと正確に貼合することができ、ＩＣカードの不良品の発生を抑制することができる。

また、請求項３の発明では、前記インレットが載置される載置部に段差部が設けられ、該段差部より張り出す該インレットを前記位置決め用プッシャがプッシュして前記位置決め壁間の所定載置位置に載置することを特徴とする請求項２に記載のインレットの位置決め装置であるので、インレットの載置部に段差部が設けられ、インレットは段差部から張り出しており、位置決め用プッシャが段差部に張り出すインレットの側壁面をプッシュしてに当接し、インレットを位置決め壁で規制された所定載置位置に載置することが可能であり、インレットを正確な位置に載置することが可能であり、インレットとコアシートとの貼合が正確に行われ、ＩＣカードの不良品の発生を抑制することができる。

また、本発明では、外乱光防止シャッタ機構が設けられ、外乱光防止シャッタ機構を作動させて扉により位置決め用ステージの上部を覆うことによって、外乱光の入射を防止してインレットを撮影することが可能であり、撮影不良が発生するおそれを解消することができる。

以下、本発明に係るインレットの位置決め装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は、本発明のインレットの位置決め装置の一実施形態を示す概略側面図とその制御を示す制御ブロック図である。図２（ａ）はその概略上面図であり、同図（ｂ）は位置決めステージも要部を示す概略断面図である。図３は本実施形態の制御フローを示す図である。

図１，図２は、本実施形態のインレットの位置決め装置１０を示しており、先ず、図１，図２を参照して説明すると、位置決め装置１０は、ＸＹステージ１１と、ＸＹステージ１１により位置決めされる位置決め用ステージ１２と、位置決め用ステージ１２の載置部１２ａに載置したインレットＡを所定載置位置に把持する把持機構１３と、位置決め用ステージ１２の所定載置位置に把持したインレットＡの上部を覆って外乱光を遮断する外乱光防止シャッタ機構１６と、位置決め用ステージ１２上に把持したインレットＡのマークを撮影するカメラ（光学手段）１７と、光学手段１７により撮影されたインレットＡのマークの画像を画像処理部１８にて画像処理し、画像から得られた位置情報と所定搬送位置との誤差量を検出し、誤差量に基づいて、ＸＹステージ１１を制御して位置決め用ステージ１２に把持されたインレットＡを所定搬送位置に合わせる制御部１９とを備えている。

把持機構１３は、位置決め用ステージ１２に位置決め手段１４とインレット押さえガイド機構１５とが設けられている。位置決め手段１４は、インレットＡの一片を係止して所定載置位置に載置するための位置決め壁１４ａと、位置決め壁１４ａと対向する位置に位置決め用プッシャ１４ｂとから構成されている。位置決め用ステージ１２の載置部には、段差部１２ｂが設けられ、位置決め用ステージ１２にインレットＡを落下して載置部に載置した状態では、インレットＡは段差部１２ｂから突出した状態で載置されている。位置決め手段１４は位置決め用プッシャ１４ｂが空気圧シリンダのピストンに連動して動作し、位置決め用プッシャ１４ｂの先端のプッシャ当接部１４ｃで、段差部１２ｂから張り出すインレットＡの他片をプッシュし、インレットＡを位置決め壁１４ａに突き当てて、位置決め壁１４ａとの間の載置部１２ａの所定載置位置に載置し、かつ、インレット押さえガイド機構１５によって、載置部１２ａの所定載置位置に載置されたインレットＡの四隅を押さえて把持する。

さらに詳細に説明すると、把持機構１３におけるインレット押さえガイド機構１５は、位置決め用ステージ１２に設けられ、所定載置位置に載置されたインレットＡの四隅を押さえて把持するものであり、位置決め用ステージ１２には、タイミングベルト２０により回動する押さえガイド駆動プーリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられており、押さえガイド駆動プーリ１５ａ，１５ｃに対して押さえガイド駆動プーリ１５ｂは逆回転するようにタイミングベルトが掛け渡されている。押さえガイド駆動プーリ１５ａの回転軸１５ｄには、その一端にインレット押さえガイド１５_１が設けられ、回転軸１５ｄの他端側に抑えガイド駆動プーリ１５ａよりにインレット押さえガイド１５_２が設けられ、かつ押さえガイド駆動プーリ１５ｂの回転軸１５ｄの一端には、インレット押さえガイド１５_３が設けられ、回転軸１５ｄの他端側に押さえガイド駆動プーリ１５ｂよりにインレット押さえガイド１５_４が設けられている。押さえガイド駆動プーリ１５ｃが、半時計回りに回動すると、インレット押さえガイド１５_１，１５_２及び１５_３，１５_４がインレットＡの四隅を押さえるように回動し、時計回りに回動すると、インレット押さえガイド１５_１，１５_２及び１５_３，１５_４は開くように回動する。

また、押さえガイド駆動プーリ１５ａ〜１５ｃの回動は、位置決め用プッシャ１４ｂを駆動する空気圧シリンダに連動して動作しており、回転軸１５ｄにはピニオン１５が設けられ、ピニオン１５ｅと歯合するラック１５ｆが位置決め用プッシャ１４ｂに動作に応じて前後に摺動する部分に設けられ、位置決め用プッシャ１４ｂの動作に応じてラック１５ｆが摺動してピニオン１５ｅが回動し、ガイド駆動プーリ１５ａ〜１５ｃが回転し、インレット押さえガイド１５_１〜１５_４が回動する。なお、位置決め用プッシャ１４ｂの動作の後、インレット押さえガイド１５_１〜１５_４が回動するように、ピニオン１５ｅと歯合するラック１５ｆとの噛み合う位置を、位置決め用プッシャ１４ｂが前方に移動した後にラック１５ｆとピニオン１５ｅとが噛み合うようにラック１５ｆを設けることによって、インレット押さえガイド１５_１，１５_２及び１５_３，１５_４の動作タイミングを多少遅延させている。

把持機構１３では、このように位置決め用プッシャ１４ｂと、抑えガイド駆動プーリ１５ａ〜１５ｃとが連動するように構成され、インレット押さえガイド１５_１，１５_２とインレット押さえガイド１５_３，１５_４とが、押さえガイド駆動プーリ１５ａ〜１５ｃに掛け渡されたタイミングベルト２０の回動に応じて、互いに逆方向に４５度回動し、インレットＡの四隅を抑えたり、解除したりする動作をする。

また、外乱光防止シャッタ機構１６は、位置決め用ステージ１２の直上を空気圧で摺動して覆う扉の開閉機構であり、把持機構１３によりインレットＡを把持した後、動作し、外乱光がインレットＡに入射するのを防止している。例えば、空気圧シリンダのピストンに扉を設けてもよいし、位置決め用プッシャ１４ｂと連動するように構成してもよい。

また、位置決め用ステージ１２の上部には、真空吸引する吸着パッドが設けられた吸着搬送手段２１が設けられている。吸着搬送手段２１は、トレイに収納したインレットＡを積載したマガジンからインレットＡを吸引し、位置決め用ステージ１２に搬送する。

また、位置決め用ステージ１２の下部には照明装置２２が設けられ、照明装置２２には４５度の角度で配置されたハーフミラー２２ａが設けられ、位置決め用ステージ１２に把持されたインレットＡを、光をハーフミラー２２ａに反射させて照明し、ハーフミラー２２ａの直下にカメラ１７が設けられ、外乱光防止シャッタ機構１６が作動して扉が位置決め用ステージ１２の上部を覆ったタイミングで撮影が行われる。位置決め用ステージ１２の読み取り穴２３に露呈するマークをカメラ１７が撮影する。なお、マークはＩＣチップを保護する補強板を撮影し、載置位置を検出する。

画像処理部１８では、カメラ１７で撮影した画像信号が供給され、この画像信号から画像処理してインレットＡの位置決めマークの画像を得て、マークの画像信号を制御部１９に供給し、誤差検出手段により、位置決めマークの位置と所定搬送位置と誤差を検出し、その誤差量（誤差電圧）をＸＹステージ１１に入力して位置決め用ステージ１２のＸＹ方向に移動させて、位置決めマークの位置を所定搬送位置に補正する。その後、位置合わせ後、インレットＡは他のシートと貼合するため吸引搬送手段により搬送される。

続いて、本実施形態の動作について図３を参照して説明する。先ず、インレットの位置決め装置は、制御部１９に装置の位置或いは状態を示す検出信号Ｐが入力されて制御されている。この検出信号Ｐは光や磁気などによる位置センサから得られている。先ず、ステップＳ１にて、初期状態に設定してステップＳ２に進む。初期状態では、ＸＹステージ１１が待機位置で停止し、外乱光防止シャッタ機構１６は扉を開いた状態とし、把持機構１３は位置決めプッシャ１４ｂのプッシャ当接部１４ｃを後退させ、インレット押さえガイド１５を開いた状態に設定する。

ステップＳ２では、吸引搬送手段（搬送ハンド）２１によりインレットＡを吸引搬送し、位置決め用ステージ１２の上部でインレットＡを載置部に落下させてセットし、ステップＳ３にて、吸引搬送手段２１を上昇させてステップＳ４に進む。ステップＳ４では、位置決めプッシャ１４ｂ及びインレット押さえガイド１５を駆動用空気圧シリンダを作動させて、位置決めプッシャ１４ｂのプッシャ当接部１４ｃを前進（図１の右方向）させ、インレットＡを所定載置位置に送り、かつインレット押さえガイド１５を回動させて、位置決め用ステージ１２の上部のインレットＡを把持し、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、空気圧シリンダ２４を駆動して外乱防止シャッタ機構１６の扉を前進（図１の右方向）させて位置決め用ステージ１２の上部のインレットＡを覆い、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、カメラ１７にて、位置決め用ステージ１２に設けた読み取り穴２３のインレットＡのマークを撮影し、インレットＡの位置決めマークの画像を取り込み、制御部１９にて位置決めマークと所定搬送位置とのずれを誤差量として検出し、誤差量に基づいて、ＸＹステージ１１を制御部１９により制御してインレットＡのアライメント制御を行った後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、空気圧シリンダ２４を駆動して外乱光防止シャッタ機構１６の扉を開き、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、位置決め用ステージ１２の上部のインレットＡを吸着搬送手段（図示なし）により吸着し、ステップＳ９に進み、把持機構１３の位置決めプッシャ１４ｂのプッシャ当接部１４ｃを後退させ、インレット押さえガイド１５を開いた状態にし、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０は、インレットＡを吸着した吸着搬送手段（図示なし）を上昇させて貼合工程に搬送し、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＸＹステージ１１を待機位置に移動させ、ステップＳ１２に進み、インレットの位置決め工程が完了か否かを判定し、継続する場合は、ステップＳ１に進み、同様の動作を繰り返す。また、完了の場合は終了する。以上のような動作を繰り返して、インレットＡを他のシートと貼合する。

このような工程を経ることによって、インレットＡとコアシートとの正確な貼合が可能であり、ＩＣカードの不良品の発生を抑制することができる。殊に、把持機構は、位置決め用ステージ１２の上部の載置位置に載置されたインレットＡに反りがあったとしても位置決めプッシャ１４ｂによる所定載置位置に送り込まれてインレット押さえガイド１５_１〜１５_４でインレットＡの四隅が押さえられて把持され、インレットＡの片側が浮き上がった状態となることがなく、また反りが矯正されて所定搬送位置にセットされた後、貼合工程に搬送することが可能であり、反りによる位置決めマークの撮影に支障を与えることがなく、また、インレットＡを押さえた状態で吸引し搬送されるので、この搬送工程で位置がずれることがない効果を奏する。

なお、本実施形態では、位置決め壁をテーパー状に傾斜を設けることなく、インレットの載置位置を多少広めに設定し、載置位置に載置されたインレットを、位置決め用プッシャでインレットの一片をプッシュして位置決め壁に当接させて、インレットを所定載置位置に押し込むようにしており、位置決め用プッシャのプッシャ当接部の最大突出位置と位置決め壁との距離は、インレットの幅の寸法の分布の中央値より多少広めに設定されており、この把持機構による位置決めでは、所定搬送位置に設定することができないので、最終的にＸＹステージでインレットを所定搬送位置に設定している。

本発明の活用例としては、シート部品などの精密な貼合技術を必要とするＩＣカード等の製造装置のインレットの位置決め装置に利用することができる。

本発明に係るインレットの位置決め装置の一実施形態を示す概略側面図である。（ａ）は本実施形態の概略上面図であり、（ｂ）はインレットの位置決めステージの概略断面図である。本実施形態の動作を説明する制御フローを示す図である。従来のインレットの位置決め装置の一例を示す概略側面図である。

符号の説明

１０インレットの位置決め装置
１１ＸＹステージ
１２位置決め用ステージ
１２ａ載置部
１２ｂ段差部
１３把持機構
１４位置決め手段
１４ａ位置決め壁
１４ｂ位置決め用プッシャ
１４ｃプッシャ当接部
１５インレット押さえガイド機構
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ押さえガイド駆動プーリ
１５ｄ回転軸
１５ｅピニオン
１５ｆラック
１５_１〜１５_４インレット押さえガイド
１６外乱光防止シャッタ機構
１７カメラ（光学手段）
１８画像処理部
１９制御部（制御手段）
２０タイミングベルト
２１吸着搬送手段
２２照明装置
２３読み取り穴
２４空気圧シリンダ
Ａインレット

Claims

インレットの位置決め装置において、
ＸＹステージと、
該ＸＹステージにより位置決めされる位置決め用ステージと、
該位置決め用ステージの載置部に載置したインレットを所定載置位置に押し込み把持する把持機構と、
該位置決め用ステージの所定載置位置に把持した前記インレット上部を覆って外乱光を遮断する外乱光防止シャッタ機構と、
該位置決め用ステージ上に把持した前記インレットを撮影する光学手段と、
該光学手段により撮影された前記インレットの画像から所定搬送位置との誤差量を検出し、該誤差量に基づいて、前記ＸＹステージを制御して前記位置決め用ステージに把持された前記インレットを所定搬送位置に合わせる制御手段とを備えることを特徴とするインレットの位置決め装置。
前記把持機構が、前記位置決め用ステージに位置決め壁と該位置決め壁に対向する位置決め用プッシャとによる載置部が設けられ、該載置部の所定載置位置に載置されたインレットを抑えるインレット押さえガイドとを備え、前記位置決め用プッシャの動作に連動して該インレット押さえガイドを回動させてインレットを把持することを特徴とする請求項１に記載のインレットの位置決め装置。
前記インレットが載置される載置部に段差部が設けられ、該段差部より張り出す該インレットを前記位置決め用プッシャがプッシュして前記位置決め壁間の所定載置位置に載置することを特徴とする請求項２に記載のインレットの位置決め装置。