JP3705202B2 - 連続体シートの印刷方法および印刷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は予め複数の位置合わせマークを設けた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷方法および印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層型電子部品用のセラミックグリーンシートを製造する装置として、長尺なキャリアフィルムの上にグリーンセラミック層を形成し、この連続体シートを、連続状態のまま電極膜の印刷工程、乾燥工程、打抜き工程などの複数の工程を順次通過させることで、セラミックグリーンシートを得るようにした装置が知られている（特許第２５０４２７７号公報参照）。
【０００３】
近年、グリーンセラミック層は１０μｍ以下と非常に薄くなっており、その上に電極膜を印刷すると、電極膜の段差が生じる。このようなグリーンセラミック層を積層すると、電極膜の段差のためにクラックやデラミネーションなどの不具合を生じることがある。そこで、電極膜が印刷されたグリーンセラミック層の上に、グリーンセラミック層と同一材料よりなるセラミック塗料を重ねて印刷し、電極膜の段差を少なくするようにしたものが提案されている。
【０００４】
図１５，図１６はその一例であり、（イ）は電極パターンを印刷した状態、（ロ）はセラミック層を重ねて印刷した状態である。図において、１００はキャリアフィルム、１０１は元のセラミック層、１０２は電極膜、１０３は新たに印刷されたセラミック層である。
しかし、後で印刷するセラミック層１０３と前に印刷された電極膜１０２との間でパターンずれが生じやすい。例えば、電極膜１０２とセラミック層１０３との重なり幅Ｗは０〜１５０μｍ程度であり、パターンずれが発生すると段差が吸収されない。
【０００５】
このような印刷工程では、予め電極膜の印刷と同時に位置合わせマークを印刷した連続体シートを印刷ステージに吸引保持し、その印刷開始時に仮印刷を行い、その印刷パターンを撮像カメラで撮像して位置合わせマークに対する印刷パターンのずれ量を画像処理により計測し、その印刷パターンのずれ量に応じて印刷テーブルをＸ，，Ｙ，θ方向に位置修正し、印刷版に対して連続体シートを位置合わせすることが行われている。
【０００６】
しかし、この方法では、印刷開始時のみ位置合わせマークに対する印刷パターンのずれ量に応じて位置合わせを行っているに過ぎないので、何回か印刷しているうちに経時的なパターン変形などにより印刷ずれが生じることがある。また、仮印刷による位置合わせで精度を出さなければならないので、位置合わせに多くの段取り時間を必要とするという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開２０００−２７２０８９号公報には、予め位置認識基準マークを設けた被印刷物を印刷用テーブルに載置し、その被印刷物に対して印刷版により印刷を行うと同時に、印刷位置確認マークを位置認識基準マークの近傍に印刷し、両マークのずれ量を画像処理によって計測し、次の印刷を行う前に、そのずれ量に応じて印刷テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に位置修正するようにした印刷方法が提案されている。
【０００８】
しかし、被印刷物であるグリーンシートは小形大容量化のためにますます薄層化してきており、連続体シートの位置合わせのために印刷テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に動かすと、薄層化されたグリーンシートに無理な引張応力が作用し、皺や歪みの原因となる。その結果、シート欠陥を発生させたり、搬送精度を悪化させるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、連続体シートに無理な引張応力を加えずに高精度に位置合わせできる連続体シートの印刷方法および印刷装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、上記セラミック層の上に予め位置合わせマークＭ１が設けられた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷方法において、所定の印刷パターンと上記位置合わせマークＭ１に対応する位置認識マークＭ２とを持ち、印刷ステージの上方に配置された印刷版を準備する工程と、上記印刷版の位置認識マークＭ２を、上記印刷ステージに設けられた固定カメラによって画像処理により位置計測する工程と、上記印刷ステージ上に上記連続体シートを吸引保持させる工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シートの上記位置合わせマークＭ１を、上記固定カメラによって連続体シートの裏側から連続体シートを透過して画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シート上に印刷版によって所定のパターンをスクリーン印刷すると同時に、印刷版の位置認識マークＭ２を連続体シートにスクリーン印刷する工程と、上記連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージへ搬送し、フィードバックステージ上に吸引保持させる工程と、上記フィードバックステージ上で上記連続体シートに印刷された位置認識マークＭ２’を画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量（Ｂ’−Ａ）を求める工程と、求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と（Ｂ’−Ａ）に応じて印刷版の位置をＸ，Ｙ，θ方向にフィードバック制御する工程と、を有することを特徴とする連続体シートの印刷方法を提供する。
【００１２】
請求項１では、印刷ステージ上に連続体シートを吸引保持させ、印刷版によって連続体シート上に所定のパターンを印刷すると同時に、印刷版の位置認識マークを連続体シートに印刷する。なお、位置認識マークは位置合わせマークとは異なる形状、例えば位置合わせマークを取り囲む形状や一定ピッチずらした位置に印刷すれば、ずれ量の検出が容易になる。
次に、連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージへ搬送し、フィードバックステージ上に吸引保持させる。そして、フィードバックステージ上に吸引保持された連続体シートの各位置合わせマークＭ１と印刷された各位置認識マークＭ２’とのずれ量を画像処理により求める。印刷版の位置認識マークＭ２は連続体シートの位置合わせマークＭ１に対応するものであり、印刷された位置認識マークＭ２’と位置合わせマークＭ１とが近傍位置にあるので、両マークを撮像用カメラの同一視野内に捉えることができる。この際、フィードバックステージの上方には印刷版などの障害物が存在しないので、連続体シートの表側から画像処理によるずれ量の計測を行うことができる。そのため、位置合わせマークＭ１および印刷された位置認識マークＭ２’の位置を明瞭に認識できる。なお、位置認識マークは位置合わせマークとは異なる形状、例えば位置合わせマークを取り囲む形状や一定ピッチずらした位置に印刷すれば、ずれ量の検出が容易になる。
最後に、求めたずれ量に応じて印刷版の位置をフィードバック制御する。本発明では、印刷ステージを位置調整するのではなく、印刷版を位置調整するので、連続体シートにダメージを与えずに済み、シート欠陥を発生させたり、搬送精度を悪化させることがない。また、フィードバックステージにおいて検出される経時的なずれ量に応じて、印刷版の位置をフィードバック制御するので、印刷版のスクリーンの経時的な変化による印刷ずれを解消できる。
【００１３】
請求項２では、請求項１におけるフィードバックステージを省略し、印刷ステージで連続体シートの各位置合わせマークと印刷された各位置認識マークとのずれ量を画像処理により求め、そのずれ量に応じて印刷版の位置をフィードバック制御するものである。
この場合には、フィードバックステージを必要としないので、フィードバックステージにおける撮像用カメラも不要となり、印刷ステージの撮像用カメラで兼用することができる。
この印刷方法は、印刷された各位置認識マークを連続体シートの裏側から撮像できる場合に用いることができる。すなわち、連続体シートが透光性材料で構成され、その上に印刷された位置認識マークが連続体シートに印刷された位置合わせマークと異なるコントラストまたは異なる形状を持つものであればよい。
【００１４】
本発明では、スクリーン印刷後のずれ量（Ｂ’−Ａ）を求めるだけでなく、スクリーン印刷する前でのずれ量（Ｂ−Ａ）も求めている。すなわち、上記印刷版の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測する工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シートの上記位置合わせマークＭ１を画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める工程を設けてある。
すなわち、まず印刷ステージの上方に配置された印刷版の複数の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測する。位置計測用の撮像カメラは、印刷ステージ側に配置されたものがよい。カメラを印刷版と印刷ステージとの間へ出し入れせずに簡単に位置認識マークＭ２を撮像できるからである。
次に、印刷ステージ上に連続体シートを吸引保持させた後、印刷ステージ上に吸引保持された連続体シートの複数の位置合わせマークＭ１を画像処理により位置計測する。
次に、印刷版の位置認識マークＭ２と連続体シートの位置合わせマークＭ１とのずれ量を求め、このずれ量に応じて印刷版をＸ，Ｙ，θ方向に位置合わせする。その後で、印刷版によって連続体シート上に所定のパターンと位置認識マークを印刷すればよい。これによって、連続体シートが印刷ステージで吸着保持される度に発生する搬送ばらつきによる印刷ずれを位置認識マークＭ２と位置合わせマークＭ１とのずれ量によって検出できる。
この場合も、ずれ調整を印刷版で行うので、連続体シートには無理な応力がかからない。
【００１５】
本発明では、印刷版の位置認識マークＭ２の画像処理による位置計測と、印刷ステージでの位置合わせマークＭ１の画像処理による位置計測とを、印刷ステージに設けられた固定カメラによって連続体シートの裏側より行う。この場合には、本発明における印刷版の位置認識マークＭ２を位置計測する撮像カメラと同一のカメラ、すなわち印刷ステージ側に配置されたカメラを用いることができる。このように連続体シートの裏側より画像処理すれば、印刷毎に連続体シートと印刷版との間に撮像用カメラを出し入れする必要がなくなり、画像処理のためのタクトタイムを短縮できる。この場合、位置合わせマークＭ１を連続体シートの裏面から透過して認識できるように、キャリアフィルムは透明または半透明なものがよい。例えば、連続体シートが透明なキャリアフィルムにセラミック層を塗工したものである場合、膜厚を５μｍ以下とすれば、セラミック層の上に印刷された位置合わせマークＭ１を連続体シートの裏面から透過して認識できる。
【００１６】
請求項２のように、連続体シートは、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、その上に予め電極パターンと位置合わせマークとが印刷されたものであり、印刷版は、セラミック層の表面にセラミックペーストによって上記電極パターンによる段差を埋めるためのパターンと位置認識マークとを同時にスクリーン印刷するものである場合に適用できる。
このようにセラミック層の上に電極パターンが形成され、その段差を埋めるためにセラミックペーストがさらに印刷される連続体シートに本発明を適用すれば、電極パターンとセラミックパターンとを位置ずれなく印刷できる。
【００１７】
請求項３は請求項２とは逆に、セラミック層の上に先にセラミックペーストで電極段差を埋めるためのパターンを印刷しておき、その後で電極パターンを印刷するものである。
この場合も、先にセラミックペーストでネガパターンと位置合わせマークとを印刷しておき、後で電極ペーストでポジパターンと位置認識マークとを印刷版で印刷すればよい。
【００１８】
請求項４のように、フィードバック制御工程におけるフィードバックデータを印刷毎または設定回数毎の演算値で与えるのがよい。
印刷毎にフィードバックデータを与えた場合には、１回の印刷毎のずれを考慮して細密に位置調整が可能である。一方、設定回数毎の演算値でフィードバックデータを与えた場合には、位置ずれの全体的な変化を把握することができるので、例えば経時差を考慮した最適な位置を決定できる。
なお、演算値とは、例えば設定回数における平均値や毎回のずれ量、それらの値に対して０．８〜０．９程度の係数を掛けた値、または統計的に求めた最適値等を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
−第１実施例−
図１は本発明にかかる連続体シートの印刷装置の一例を示す。
ここで使用される連続体シート１は、図２に示されるように、長尺なキャリアフィルムなどの可撓性支持体１ａの上に薄層のグリーンセラミック層１ｂが連続的にシート成形されたものであり、その上には長手方向に一定ピッチ間隔で第１のパターンＰ１とこのパターンＰ１に対応する複数の位置合わせマークＭ１とが印刷等にて予め形成されている。この実施例では、パターンＰ１とマークＭ１はＮｉペーストなどの電極材料で所定厚みに印刷されている。セラミック層１ｂの厚みが５μｍ〜０．２μｍである場合、連続体シート１自体がほぼ透明であるので、連続体シート１の裏面側から透過してパターンＰ１、マークＭ１、さらには後述する印刷版７のマークＭ２を認識することができる。この実施例の位置合わせマークＭ１は、図２に示されるように、パターンＰ１のＸ軸方向（搬送方向）の両側に形成された透過されない２個の丸形マークであるが、その配置位置や形状、個数などは限定されない。さらに、パターンＰ１の一部をマークＭ１として用いることもできる。なお、図２では理解を容易にするため、位置合わせマークＭ１を拡大して描いてあるが、実際にはパターンＰ１に比べて十分小形のものである。
【００２０】
連続体シート１は巻出ロール２に巻かれた状態にあり、この巻出ロール２から印刷面を上向きにして定尺ずつ巻き出される。巻き出された連続体シート１は、後述する印刷ステージ４、フィードバックステージ９および乾燥炉１２を通って巻取ロール３に巻き取られる。巻取ロール３の動きは、制御装置（ＣＰＵ）２０によって制御される。
【００２１】
印刷ステージ４は、連続体シート１の裏面を吸着保持する手段を備えており、この位置で連続体シート１を位置決めする。印刷ステージ４には複数のカメラ５とカメラ用照明６とが設けられている。具体的には、図３に示すように、印刷ステージ４に貫通穴４ａを設け、貫通穴４ａの表面側開口に透明なガラス板１３を嵌め込み、貫通穴４ａの裏側にカメラ５および照明６を配置すれば、連続体シート１を撓ませずに撮像できる。
本実施例では、撮像のためにガラス板１３を用いたが、合成石英やサファイヤ等からなるものを用いてもよい。
【００２２】
印刷ステージ４の上方には印刷版７が配置されており、この印刷版７を保持する印刷ヘッド８は、印刷版７をシート搬送方向に沿って仮想された直交二軸であるＸ，Ｙ方向と、この二軸に垂直なＺ軸回りに回転するθ方向とに独立して位置調整可能である。また、印刷ヘッド８はＺ方向にも移動可能である。印刷版７はスクリーン印刷版よりなり、図４に示すように、連続体シート１に形成された第１のパターンＰ１の段差を埋めるための第２のパターンＰ２と、位置合わせマークＭ１に対応した複数の位置認識マークＭ２とが設けられている。位置認識マークＭ２は、位置合わせマークＭ１と異なる形状が望ましく、この実施例では図５に示すような位置合わせマークＭ１を取り囲む４個の四角形マークで構成されているが、図６に示すように位置合わせマークＭ１と同形で一定ピッチδ離れた位置に形成された丸形マークでもよいし、その他如何なる形状でもよい。また、位置認識マークＭ２は、連続体シート１を透かして認識できることから、非透過性であることが好ましい。上記印刷ステージ４に配置されているカメラ５は、印刷ステージ４の表面に保持される連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷版７の位置認識マークＭ２とを撮像し、そのデータを画像処理装置２１へ送る。連続体シート１がほぼ透明であるから、連続体シート１を透して位置合わせマークＭ１および位置認識マークＭ２を明瞭に認識できる。
【００２３】
フィードバックステージ９も印刷ステージ４と同様に、連続体シート１の裏面を吸着保持する手段を備えており、この位置で連続体シート１を位置決めする。フィードバックステージ９の下方にはカメラ用照明１０が設けられており、上方には複数の撮像用カメラ１１が設けられている。これらカメラ１１は、連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷版７によって印刷された位置認識マークＭ２’とを連続体シート１の表面側から同一視野内で捉え、その撮像データを画像処理装置２１へ送る。なお、このカメラ１１も、印刷ステージ４のカメラ５と同様に、フィードバックステージ９の下方に配置してもよい。
【００２４】
画像処理装置２１は、カメラ５およびカメラ１１から送られたデータを処理し、制御装置２０に送る。制御装置２０は画像処理装置２１からのデータに基づいてずれ量などを算出し、ずれ量に応じてドライバ２２を介して印刷ヘッド８を駆動させ、印刷版７のＸ，Ｙ，θ方向の位置を制御する。
【００２５】
次に、本発明にかかる印刷装置の動作を図７，図８に従って説明する。
図７は初回の印刷の流れを示す。
最初に、印刷版７の位置認識マークＭ２をカメラ５によって撮像し、その位置Ｂを計測する（ステップＳ１）。位置認識マークＭ２の位置データは、所定回数の印刷の間継続して使用するので、一旦メモリに格納しておけば、印刷の度に位置検出する必要はない。但し、印刷を繰り返す間にスクリーンの経時的伸びなどが発生するので、所定回数毎に位置検出を行なってメモリを更新するのがよい。次に、第１のパターンＰ１と位置合わせマークＭ１とが予め印刷された連続体シート１を、巻出ロール２から印刷面を上向きにして定尺だけ引き出し、印刷ステージ４で吸着保持する（ステップＳ２）。ここで、カメラ５によって連続体シート１の裏側から位置合わせマークＭ１を撮像し、その位置Ａを計測する（ステップＳ３）。次に、画像処理によって計測した位置認識マークＭ２と位置合わせマークＭ１とのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出し（ステップＳ４）、このずれ量（Ｂ−Ａ）に応じて印刷版７のＸ，Ｙ，θ方向の位置補正を行う（ステップＳ５）。位置補正の後、初回の印刷を行う（ステップＳ６）。初回の印刷では、連続体シート１が印刷ステージ４で吸着保持される度に発生する位置合わせマークＭ１の位置ずれ量（Ｂ−Ａ）は解消できるが、スクリーンの伸びやシートの伸びなどによるずれ量は解消できない。
【００２６】
次に、図８の２回目以降の印刷を実施する。
初回の印刷が終了した連続体シート部分を、フィードバックステージ９へ搬送し、吸着保持する（ステップＳ１０）と同時に、巻出ロール２から新たな連続体シート部分を定尺だけ引き出し、印刷ステージ４で吸着保持する（ステップＳ１１）。印刷ステージ４では、カメラ５によって連続体シート１の裏側から位置合わせマークＭ１を撮像し、その位置Ａを計測する（ステップＳ１２）。そして、予め記憶された位置認識マークＭ２の位置Ｂとのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出する（ステップＳ１３）。一方、フィードバックステージ９では、カメラ１１によって連続体シート１の位置合わせマークＭ１と初回に印刷された位置認識マークＭ２’とを撮像し（ステップＳ１４）、両マークのずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ１５）。ここで、印刷された位置認識マークＭ２’の位置Ｂ’と、印刷版７の位置認識マークＭ２の位置Ｂとは同一ではないことに注目する必要がある。なぜなら、スクリーン印刷の場合、経時的なスクリーンの伸び等によってスクリーン上のマークの位置Ｂと印刷されたマークの位置Ｂ’とがずれるからである。
【００２７】
上記のように印刷ステージ４で求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と、フィードバックステージ９で求めた初回印刷におけるずれ量（Ｂ’−Ａ）とを用いて、印刷版７の最適位置を決定する（ステップＳ１６）。最も簡単な決定方法としては、例えば両方のずれ量の和（Ｂ−Ａ）＋（Ｂ’−Ａ）を最終的なずれ量としてもよい。なお、印刷ステージ４で求めたずれ量（Ｂ−Ａ）は印刷ステージ４に連続体シート１を保持する際に毎回変化するずれ量であるのに対し、フィードバックステージ９で求めたずれ量（Ｂ’−Ａ）は毎回変化するとは限らず、スクリーンの経時的伸びなどによって経時的に変化するずれ量である。そのため、最適位置を決定するに際し、ずれ量（Ｂ’−Ａ）は前回データのみを参照してもよいし、設定回数毎の平均値（累積平均）で求めてもよい。
上記のようにして求めた最適位置から、印刷版７をＸ，Ｙ，θ方向に位置補正し（ステップＳ１７）、２回目の印刷を行う（ステップＳ１８）。
【００２８】
このように印刷ステージ４におけるずれ量（Ｂ−Ａ）に、フィードバックステージ９で検出したずれ量（Ｂ’−Ａ）をフィードバックして印刷版７の最適位置を求めるので、２回目以降の印刷では連続体シート１が印刷ステージ４で吸着保持される度に発生するずれ量（Ｂ−Ａ）は勿論、スクリーンの伸び等による経時的なずれ量（Ｂ’−Ａ）も解消でき、常に高精度な位置合わせが可能となり、第１のパターンＰ１と印刷された第２のパターンＰ２’とのパターンずれをなくすことができる。また、印刷ステージ４を位置補正するのではなく、印刷版７を位置補正するので、連続体シート１に無理な引張応力などが作用せず、グリーンシートに皺や歪みを発生させない。そのため、シート欠陥や搬送精度の悪化を防止できる。
【００２９】
図９に具体的なずれ量の補正方法の例を示す。
図に示すように、連続体シート１に予め設けられた第１のパターンＰ１と、印刷版７によって印刷された第２のパターンＰ２’とがずれている場合、連続体シート１に予め設けられた位置合わせマークＭ１の中点Ｏ1 のＸＹ座標と中心線Ｌ1 の角度、印刷版７の位置認識マークＭ２または印刷された位置認識マークＭ２’間の中点Ｏ2 のＸＹ座標と中心線Ｌ2 の角度を画像処理により求める。そして、各々の中点Ｏ1 ，Ｏ2 と中心線Ｌ1 ，Ｌ2 の角度とが一致するように、印刷版７をＸ，Ｙ，θ方向に補正すればよい。
【００３０】
−第２実施例−
スクリーン印刷における印刷歪み量は、パターン毎のばらつきが大きいことが知られている。図１０に示すように、位置ずれ検出用のマークＭ１，Ｍ２’がパターンＰ１，Ｐ２’の外周に配置されている場合、マークＭ１，Ｍ２’は位置合わせされていても、その中のパターンＰ１，Ｐ２’が必ずしも位置合わせできているとは限らない。
図１０の（ａ）はマークＭ１とパターンＰ１、マークＭ２’とパターンＰ２’の相互の位置関係が等しい場合、図１０の（ｂ）は相互の位置関係が異なる場合である。
【００３１】
そこで、第２実施例では、画像処理により求めたフィードバック補正値（Ｂ’−Ａ）と、予め印刷塗膜相互位置を測定し算出したオフセット値との両方の補正値を使用することにより、本来得たいパターンＰ１，Ｐ２’の位置ずれ補正と、経時的その他の要因で発生するずれを合わせて補正するものである。オフセット値を求めるために、例えばフィードバックステージ９の上方に配置されるカメラ１１に加えて、オフセット値検出用のカメラ１１ａ（図１参照）を設けるのがよい。
このようにオフセット値を併用して位置ずれ補正を行うと、図１０の（ｃ）のようにマークＭ１，Ｍ２’がずれていても、パターンＰ１，Ｐ２’同士を正確に位置合わせすることが可能となる。この場合には、印刷条件の違いや、経時変化にも影響が少ない位置合わせ印刷を行うことが可能となる。
【００３２】
図１１，図１２はオフセット値を用いた印刷方法のフローチャート図である。
初回の印刷（図１１）では、ずれ量の算出（ステップＳ４）の後にオフセット値の加算処理（ステップＳ７）を追加し、２回目以降の印刷（図１２）では、ずれ量の算出（ステップＳ１３）の後にオフセット値の加算処理（ステップＳ１９）を追加したものである。
【００３３】
−第３実施例−
第１，第２実施例では、印刷ステージ４で印刷した後、フィードバックステージ９で印刷ずれ量を求めてフィードバックしたが、第３実施例ではフィードバックステージを省略し、印刷ステージ４で印刷ずれ量を求めて次回の印刷にフィードバックしたものである。
第３実施例における印刷装置のシステム図は省略するが、図１に示す印刷装置からフィードバックステージ９、照明１０、カメラ１１などを省いたものである。そして、印刷ステージ５に設けられたカメラ５で、印刷された位置認識マークＭ２’と位置合わせマークＭ１とのずれ量を画像処理によって計測する。
【００３４】
図１３，図１４は第３実施例における印刷方法のフローチャート図である。
図１３に示す初回の印刷では、ステップＳ１〜ステップＳ６までの処理は図７と同様である。印刷後、直ちに連続体シート１を搬送せずに、連続体シート１に予め設けられている位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とをカメラ５を用いて画像認識し（ステップＳ８）、両マークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ９）。算出したずれ量（Ｂ’−Ａ）は次回の印刷のためにメモリに格納しておく。
【００３５】
図１４に示す２回目以降の印刷では、図８と同一の処理には同一符号を付して重複説明を省略する。
ステップＳ１３で位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出するとともに、メモリから前回のマークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を読み出し（ステップＳ２０）、これらずれ量を用いて印刷版７の最適位置を決定する（ステップＳ１６）。この場合も、ずれ量（Ｂ’−Ａ）は前回データのみを参照してもよいし、設定回数毎の平均値（累積平均）で求めてもよい。その後、印刷版７を位置補正し（ステップＳ１７）、印刷を行なった後（ステップＳ１８）、直ちに連続体シート１を搬送せずに、連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とをカメラ５を用いて画像認識し（ステップＳ２１）、両マークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ２２）。算出したずれ量（Ｂ’−Ａ）で、既にメモリに格納されているずれ量を更新してもよいし、所定回数のデータの累積平均を求めてもよい。
【００３６】
第３実施例では、フィードバックステージを省略し、印刷ステージ４のみでずれ量を求めるので、印刷装置を小型化できるという利点がある。但し、印刷後直ちに搬送できず、位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量を画像認識により計測しなければならないので、第１実施例に比べて処理速度は若干遅くなる可能性がある。
【００３７】
上記実施例では、連続体シートの位置合わせマークＭ１として、第１のパターンＰ１と同時に印刷されたものとしたが、これに限るものではなく、例えばインクジェットプリンタで印刷されたマークや、キャリアフィルムのフィルム面を所定の大きさに穿孔したスルーホールであってもよい。したがって、マークＭ１はパターンＰ１とは別個に設けられたものでもよい。
本発明の連続体シートとしては、キャリアフィルムの上にセラミック層をシート成形したものに限らず、例えばフィルムプリント基板などの樹脂フィルムであってもよい。
本発明の印刷方法は、第１のパターンが形成された連続体シート上に第２のパターンを印刷するものに限らず、例えば予めビアホールが形成されたシートの上に導電ペーストなどの充填材を充填する場合にも用いることができる。
上記実施例では、印刷ステージにカメラを配置した例を示したが、カメラを印刷毎に印刷ステージと印刷版との間に出し入れしてもよい。
【００３８】
また、印刷ステージ４における画像認識時やフィードバックステージ９における画像認識時に、位置合わせ情報と同時に次のような情報を検出し、それに応じて装置を緊急停止させるようにしてもよい。
（１）印刷版の画像処理時に、印刷版の異常検出を行なう。
（２）印刷ステージでの連続体シートの画像処理時に、予め印刷されたパターンＰ１のにじみ、かすれ、印刷版の異常および搬送異常を検出する。
（３）フィードバックステージでの画像処理時に、印刷版で印刷されたパターンＰ２’のにじみ、かすれ、印刷版の異常および搬送異常を検出する。
【００３９】
上記実施例では、図１５，図１６に示されるように、キャリアフィルムの表面に形成されたセラミック層の上に、電極パターンと位置合わせマークとが先に印刷され、セラミックペーストによって電極パターンによる段差を埋めるためのパターンと位置認識マークとが後でスクリーン印刷されるものについて説明したが、これとは逆に、セラミック層の上に電極段差を埋めるためのセラミックペーストによるパターンと位置合わせマークとが先に印刷され、所定の電極パターンと位置認識マークとが後で印刷されるものでもよい。
この場合も同様の効果を得ることができる。
【００４０】
上記実施例では、連続体シートが印刷テーブルに吸着保持される度に発生するずれ量を測定するために、印刷版の位置認識マークＭ２を画像認識により計測したが、印刷版のＸ，Ｙ，θ方向の位置は常に一定であると仮定すれば、画像認識により計測することなく、予め設定された値であってもよい。この場合には、印刷版の位置認識マークＭ２の画像認識による計測は不要となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る発明によれば、連続体シートを吸着保持する印刷ステージではなく、印刷版を位置調整するので、連続体シートに無理な引張応力を加えずに位置合わせできる。そのため、連続体シートが薄層のセラミック層を形成したものであっても、皺や歪みを発生させず、高精度な印刷が可能となる。
また、フィードバックステージにおいて検出される印刷ずれ量をフィードバックして、印刷版の位置を調整するので、印刷版のスクリーンの経時的な変化による印刷ずれを解消できる。
さらに、印刷ステージにおいて連続体シートを吸着保持する度に発生するずれ量に応じて印刷版を位置調整するので、搬送ずれに基づく印刷ずれを解消できるとともに、印刷ステージではなく印刷版を位置調整するので、連続体シートに無理な引張応力かからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷装置の一例のシステム図である。
【図２】連続体シートの印刷前の平面図である。
【図３】印刷ステージの一部断面図である。
【図４】印刷版の底面図である。
【図５】位置合わせマークと位置認識マークの一例を示す図である。
【図６】位置合わせマークと位置認識マークの他の例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例における初回の印刷フロー図である。
【図８】本発明の第１実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図９】連続体シートの印刷後の平面図である。
【図１０】本発明の第２実施例における印刷パターン図である。
【図１１】本発明の第２実施例における初回の印刷フロー図である。
【図１２】本発明の第２実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図１３】本発明の第３実施例における初回の印刷フロー図である。
【図１４】本発明の第３実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図１５】（イ）は印刷前の連続体シートの平面図、（ロ）は印刷後の連続体シートの平面図である。
【図１６】図１５のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 連続体シート
４ 印刷ステージ
５ カメラ
７ 印刷版
９ フィードバックステージ
１１ カメラ
２０ 制御装置（ＣＰＵ）
２１ 画像処理装置
【発明の属する技術分野】
本発明は予め複数の位置合わせマークを設けた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷方法および印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層型電子部品用のセラミックグリーンシートを製造する装置として、長尺なキャリアフィルムの上にグリーンセラミック層を形成し、この連続体シートを、連続状態のまま電極膜の印刷工程、乾燥工程、打抜き工程などの複数の工程を順次通過させることで、セラミックグリーンシートを得るようにした装置が知られている（特許第２５０４２７７号公報参照）。
【０００３】
近年、グリーンセラミック層は１０μｍ以下と非常に薄くなっており、その上に電極膜を印刷すると、電極膜の段差が生じる。このようなグリーンセラミック層を積層すると、電極膜の段差のためにクラックやデラミネーションなどの不具合を生じることがある。そこで、電極膜が印刷されたグリーンセラミック層の上に、グリーンセラミック層と同一材料よりなるセラミック塗料を重ねて印刷し、電極膜の段差を少なくするようにしたものが提案されている。
【０００４】
図１５，図１６はその一例であり、（イ）は電極パターンを印刷した状態、（ロ）はセラミック層を重ねて印刷した状態である。図において、１００はキャリアフィルム、１０１は元のセラミック層、１０２は電極膜、１０３は新たに印刷されたセラミック層である。
しかし、後で印刷するセラミック層１０３と前に印刷された電極膜１０２との間でパターンずれが生じやすい。例えば、電極膜１０２とセラミック層１０３との重なり幅Ｗは０〜１５０μｍ程度であり、パターンずれが発生すると段差が吸収されない。
【０００５】
このような印刷工程では、予め電極膜の印刷と同時に位置合わせマークを印刷した連続体シートを印刷ステージに吸引保持し、その印刷開始時に仮印刷を行い、その印刷パターンを撮像カメラで撮像して位置合わせマークに対する印刷パターンのずれ量を画像処理により計測し、その印刷パターンのずれ量に応じて印刷テーブルをＸ，，Ｙ，θ方向に位置修正し、印刷版に対して連続体シートを位置合わせすることが行われている。
【０００６】
しかし、この方法では、印刷開始時のみ位置合わせマークに対する印刷パターンのずれ量に応じて位置合わせを行っているに過ぎないので、何回か印刷しているうちに経時的なパターン変形などにより印刷ずれが生じることがある。また、仮印刷による位置合わせで精度を出さなければならないので、位置合わせに多くの段取り時間を必要とするという欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、特開２０００−２７２０８９号公報には、予め位置認識基準マークを設けた被印刷物を印刷用テーブルに載置し、その被印刷物に対して印刷版により印刷を行うと同時に、印刷位置確認マークを位置認識基準マークの近傍に印刷し、両マークのずれ量を画像処理によって計測し、次の印刷を行う前に、そのずれ量に応じて印刷テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に位置修正するようにした印刷方法が提案されている。
【０００８】
しかし、被印刷物であるグリーンシートは小形大容量化のためにますます薄層化してきており、連続体シートの位置合わせのために印刷テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に動かすと、薄層化されたグリーンシートに無理な引張応力が作用し、皺や歪みの原因となる。その結果、シート欠陥を発生させたり、搬送精度を悪化させるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、連続体シートに無理な引張応力を加えずに高精度に位置合わせできる連続体シートの印刷方法および印刷装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、上記セラミック層の上に予め位置合わせマークＭ１が設けられた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷方法において、所定の印刷パターンと上記位置合わせマークＭ１に対応する位置認識マークＭ２とを持ち、印刷ステージの上方に配置された印刷版を準備する工程と、上記印刷版の位置認識マークＭ２を、上記印刷ステージに設けられた固定カメラによって画像処理により位置計測する工程と、上記印刷ステージ上に上記連続体シートを吸引保持させる工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シートの上記位置合わせマークＭ１を、上記固定カメラによって連続体シートの裏側から連続体シートを透過して画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シート上に印刷版によって所定のパターンをスクリーン印刷すると同時に、印刷版の位置認識マークＭ２を連続体シートにスクリーン印刷する工程と、上記連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージへ搬送し、フィードバックステージ上に吸引保持させる工程と、上記フィードバックステージ上で上記連続体シートに印刷された位置認識マークＭ２’を画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量（Ｂ’−Ａ）を求める工程と、求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と（Ｂ’−Ａ）に応じて印刷版の位置をＸ，Ｙ，θ方向にフィードバック制御する工程と、を有することを特徴とする連続体シートの印刷方法を提供する。
【００１２】
請求項１では、印刷ステージ上に連続体シートを吸引保持させ、印刷版によって連続体シート上に所定のパターンを印刷すると同時に、印刷版の位置認識マークを連続体シートに印刷する。なお、位置認識マークは位置合わせマークとは異なる形状、例えば位置合わせマークを取り囲む形状や一定ピッチずらした位置に印刷すれば、ずれ量の検出が容易になる。
次に、連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージへ搬送し、フィードバックステージ上に吸引保持させる。そして、フィードバックステージ上に吸引保持された連続体シートの各位置合わせマークＭ１と印刷された各位置認識マークＭ２’とのずれ量を画像処理により求める。印刷版の位置認識マークＭ２は連続体シートの位置合わせマークＭ１に対応するものであり、印刷された位置認識マークＭ２’と位置合わせマークＭ１とが近傍位置にあるので、両マークを撮像用カメラの同一視野内に捉えることができる。この際、フィードバックステージの上方には印刷版などの障害物が存在しないので、連続体シートの表側から画像処理によるずれ量の計測を行うことができる。そのため、位置合わせマークＭ１および印刷された位置認識マークＭ２’の位置を明瞭に認識できる。なお、位置認識マークは位置合わせマークとは異なる形状、例えば位置合わせマークを取り囲む形状や一定ピッチずらした位置に印刷すれば、ずれ量の検出が容易になる。
最後に、求めたずれ量に応じて印刷版の位置をフィードバック制御する。本発明では、印刷ステージを位置調整するのではなく、印刷版を位置調整するので、連続体シートにダメージを与えずに済み、シート欠陥を発生させたり、搬送精度を悪化させることがない。また、フィードバックステージにおいて検出される経時的なずれ量に応じて、印刷版の位置をフィードバック制御するので、印刷版のスクリーンの経時的な変化による印刷ずれを解消できる。
【００１３】
請求項２では、請求項１におけるフィードバックステージを省略し、印刷ステージで連続体シートの各位置合わせマークと印刷された各位置認識マークとのずれ量を画像処理により求め、そのずれ量に応じて印刷版の位置をフィードバック制御するものである。
この場合には、フィードバックステージを必要としないので、フィードバックステージにおける撮像用カメラも不要となり、印刷ステージの撮像用カメラで兼用することができる。
この印刷方法は、印刷された各位置認識マークを連続体シートの裏側から撮像できる場合に用いることができる。すなわち、連続体シートが透光性材料で構成され、その上に印刷された位置認識マークが連続体シートに印刷された位置合わせマークと異なるコントラストまたは異なる形状を持つものであればよい。
【００１４】
本発明では、スクリーン印刷後のずれ量（Ｂ’−Ａ）を求めるだけでなく、スクリーン印刷する前でのずれ量（Ｂ−Ａ）も求めている。すなわち、上記印刷版の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測する工程と、上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シートの上記位置合わせマークＭ１を画像処理により位置計測する工程と、上記位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める工程を設けてある。
すなわち、まず印刷ステージの上方に配置された印刷版の複数の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測する。位置計測用の撮像カメラは、印刷ステージ側に配置されたものがよい。カメラを印刷版と印刷ステージとの間へ出し入れせずに簡単に位置認識マークＭ２を撮像できるからである。
次に、印刷ステージ上に連続体シートを吸引保持させた後、印刷ステージ上に吸引保持された連続体シートの複数の位置合わせマークＭ１を画像処理により位置計測する。
次に、印刷版の位置認識マークＭ２と連続体シートの位置合わせマークＭ１とのずれ量を求め、このずれ量に応じて印刷版をＸ，Ｙ，θ方向に位置合わせする。その後で、印刷版によって連続体シート上に所定のパターンと位置認識マークを印刷すればよい。これによって、連続体シートが印刷ステージで吸着保持される度に発生する搬送ばらつきによる印刷ずれを位置認識マークＭ２と位置合わせマークＭ１とのずれ量によって検出できる。
この場合も、ずれ調整を印刷版で行うので、連続体シートには無理な応力がかからない。
【００１５】
本発明では、印刷版の位置認識マークＭ２の画像処理による位置計測と、印刷ステージでの位置合わせマークＭ１の画像処理による位置計測とを、印刷ステージに設けられた固定カメラによって連続体シートの裏側より行う。この場合には、本発明における印刷版の位置認識マークＭ２を位置計測する撮像カメラと同一のカメラ、すなわち印刷ステージ側に配置されたカメラを用いることができる。このように連続体シートの裏側より画像処理すれば、印刷毎に連続体シートと印刷版との間に撮像用カメラを出し入れする必要がなくなり、画像処理のためのタクトタイムを短縮できる。この場合、位置合わせマークＭ１を連続体シートの裏面から透過して認識できるように、キャリアフィルムは透明または半透明なものがよい。例えば、連続体シートが透明なキャリアフィルムにセラミック層を塗工したものである場合、膜厚を５μｍ以下とすれば、セラミック層の上に印刷された位置合わせマークＭ１を連続体シートの裏面から透過して認識できる。
【００１６】
請求項２のように、連続体シートは、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、その上に予め電極パターンと位置合わせマークとが印刷されたものであり、印刷版は、セラミック層の表面にセラミックペーストによって上記電極パターンによる段差を埋めるためのパターンと位置認識マークとを同時にスクリーン印刷するものである場合に適用できる。
このようにセラミック層の上に電極パターンが形成され、その段差を埋めるためにセラミックペーストがさらに印刷される連続体シートに本発明を適用すれば、電極パターンとセラミックパターンとを位置ずれなく印刷できる。
【００１７】
請求項３は請求項２とは逆に、セラミック層の上に先にセラミックペーストで電極段差を埋めるためのパターンを印刷しておき、その後で電極パターンを印刷するものである。
この場合も、先にセラミックペーストでネガパターンと位置合わせマークとを印刷しておき、後で電極ペーストでポジパターンと位置認識マークとを印刷版で印刷すればよい。
【００１８】
請求項４のように、フィードバック制御工程におけるフィードバックデータを印刷毎または設定回数毎の演算値で与えるのがよい。
印刷毎にフィードバックデータを与えた場合には、１回の印刷毎のずれを考慮して細密に位置調整が可能である。一方、設定回数毎の演算値でフィードバックデータを与えた場合には、位置ずれの全体的な変化を把握することができるので、例えば経時差を考慮した最適な位置を決定できる。
なお、演算値とは、例えば設定回数における平均値や毎回のずれ量、それらの値に対して０．８〜０．９程度の係数を掛けた値、または統計的に求めた最適値等を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
−第１実施例−
図１は本発明にかかる連続体シートの印刷装置の一例を示す。
ここで使用される連続体シート１は、図２に示されるように、長尺なキャリアフィルムなどの可撓性支持体１ａの上に薄層のグリーンセラミック層１ｂが連続的にシート成形されたものであり、その上には長手方向に一定ピッチ間隔で第１のパターンＰ１とこのパターンＰ１に対応する複数の位置合わせマークＭ１とが印刷等にて予め形成されている。この実施例では、パターンＰ１とマークＭ１はＮｉペーストなどの電極材料で所定厚みに印刷されている。セラミック層１ｂの厚みが５μｍ〜０．２μｍである場合、連続体シート１自体がほぼ透明であるので、連続体シート１の裏面側から透過してパターンＰ１、マークＭ１、さらには後述する印刷版７のマークＭ２を認識することができる。この実施例の位置合わせマークＭ１は、図２に示されるように、パターンＰ１のＸ軸方向（搬送方向）の両側に形成された透過されない２個の丸形マークであるが、その配置位置や形状、個数などは限定されない。さらに、パターンＰ１の一部をマークＭ１として用いることもできる。なお、図２では理解を容易にするため、位置合わせマークＭ１を拡大して描いてあるが、実際にはパターンＰ１に比べて十分小形のものである。
【００２０】
連続体シート１は巻出ロール２に巻かれた状態にあり、この巻出ロール２から印刷面を上向きにして定尺ずつ巻き出される。巻き出された連続体シート１は、後述する印刷ステージ４、フィードバックステージ９および乾燥炉１２を通って巻取ロール３に巻き取られる。巻取ロール３の動きは、制御装置（ＣＰＵ）２０によって制御される。
【００２１】
印刷ステージ４は、連続体シート１の裏面を吸着保持する手段を備えており、この位置で連続体シート１を位置決めする。印刷ステージ４には複数のカメラ５とカメラ用照明６とが設けられている。具体的には、図３に示すように、印刷ステージ４に貫通穴４ａを設け、貫通穴４ａの表面側開口に透明なガラス板１３を嵌め込み、貫通穴４ａの裏側にカメラ５および照明６を配置すれば、連続体シート１を撓ませずに撮像できる。
本実施例では、撮像のためにガラス板１３を用いたが、合成石英やサファイヤ等からなるものを用いてもよい。
【００２２】
印刷ステージ４の上方には印刷版７が配置されており、この印刷版７を保持する印刷ヘッド８は、印刷版７をシート搬送方向に沿って仮想された直交二軸であるＸ，Ｙ方向と、この二軸に垂直なＺ軸回りに回転するθ方向とに独立して位置調整可能である。また、印刷ヘッド８はＺ方向にも移動可能である。印刷版７はスクリーン印刷版よりなり、図４に示すように、連続体シート１に形成された第１のパターンＰ１の段差を埋めるための第２のパターンＰ２と、位置合わせマークＭ１に対応した複数の位置認識マークＭ２とが設けられている。位置認識マークＭ２は、位置合わせマークＭ１と異なる形状が望ましく、この実施例では図５に示すような位置合わせマークＭ１を取り囲む４個の四角形マークで構成されているが、図６に示すように位置合わせマークＭ１と同形で一定ピッチδ離れた位置に形成された丸形マークでもよいし、その他如何なる形状でもよい。また、位置認識マークＭ２は、連続体シート１を透かして認識できることから、非透過性であることが好ましい。上記印刷ステージ４に配置されているカメラ５は、印刷ステージ４の表面に保持される連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷版７の位置認識マークＭ２とを撮像し、そのデータを画像処理装置２１へ送る。連続体シート１がほぼ透明であるから、連続体シート１を透して位置合わせマークＭ１および位置認識マークＭ２を明瞭に認識できる。
【００２３】
フィードバックステージ９も印刷ステージ４と同様に、連続体シート１の裏面を吸着保持する手段を備えており、この位置で連続体シート１を位置決めする。フィードバックステージ９の下方にはカメラ用照明１０が設けられており、上方には複数の撮像用カメラ１１が設けられている。これらカメラ１１は、連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷版７によって印刷された位置認識マークＭ２’とを連続体シート１の表面側から同一視野内で捉え、その撮像データを画像処理装置２１へ送る。なお、このカメラ１１も、印刷ステージ４のカメラ５と同様に、フィードバックステージ９の下方に配置してもよい。
【００２４】
画像処理装置２１は、カメラ５およびカメラ１１から送られたデータを処理し、制御装置２０に送る。制御装置２０は画像処理装置２１からのデータに基づいてずれ量などを算出し、ずれ量に応じてドライバ２２を介して印刷ヘッド８を駆動させ、印刷版７のＸ，Ｙ，θ方向の位置を制御する。
【００２５】
次に、本発明にかかる印刷装置の動作を図７，図８に従って説明する。
図７は初回の印刷の流れを示す。
最初に、印刷版７の位置認識マークＭ２をカメラ５によって撮像し、その位置Ｂを計測する（ステップＳ１）。位置認識マークＭ２の位置データは、所定回数の印刷の間継続して使用するので、一旦メモリに格納しておけば、印刷の度に位置検出する必要はない。但し、印刷を繰り返す間にスクリーンの経時的伸びなどが発生するので、所定回数毎に位置検出を行なってメモリを更新するのがよい。次に、第１のパターンＰ１と位置合わせマークＭ１とが予め印刷された連続体シート１を、巻出ロール２から印刷面を上向きにして定尺だけ引き出し、印刷ステージ４で吸着保持する（ステップＳ２）。ここで、カメラ５によって連続体シート１の裏側から位置合わせマークＭ１を撮像し、その位置Ａを計測する（ステップＳ３）。次に、画像処理によって計測した位置認識マークＭ２と位置合わせマークＭ１とのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出し（ステップＳ４）、このずれ量（Ｂ−Ａ）に応じて印刷版７のＸ，Ｙ，θ方向の位置補正を行う（ステップＳ５）。位置補正の後、初回の印刷を行う（ステップＳ６）。初回の印刷では、連続体シート１が印刷ステージ４で吸着保持される度に発生する位置合わせマークＭ１の位置ずれ量（Ｂ−Ａ）は解消できるが、スクリーンの伸びやシートの伸びなどによるずれ量は解消できない。
【００２６】
次に、図８の２回目以降の印刷を実施する。
初回の印刷が終了した連続体シート部分を、フィードバックステージ９へ搬送し、吸着保持する（ステップＳ１０）と同時に、巻出ロール２から新たな連続体シート部分を定尺だけ引き出し、印刷ステージ４で吸着保持する（ステップＳ１１）。印刷ステージ４では、カメラ５によって連続体シート１の裏側から位置合わせマークＭ１を撮像し、その位置Ａを計測する（ステップＳ１２）。そして、予め記憶された位置認識マークＭ２の位置Ｂとのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出する（ステップＳ１３）。一方、フィードバックステージ９では、カメラ１１によって連続体シート１の位置合わせマークＭ１と初回に印刷された位置認識マークＭ２’とを撮像し（ステップＳ１４）、両マークのずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ１５）。ここで、印刷された位置認識マークＭ２’の位置Ｂ’と、印刷版７の位置認識マークＭ２の位置Ｂとは同一ではないことに注目する必要がある。なぜなら、スクリーン印刷の場合、経時的なスクリーンの伸び等によってスクリーン上のマークの位置Ｂと印刷されたマークの位置Ｂ’とがずれるからである。
【００２７】
上記のように印刷ステージ４で求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と、フィードバックステージ９で求めた初回印刷におけるずれ量（Ｂ’−Ａ）とを用いて、印刷版７の最適位置を決定する（ステップＳ１６）。最も簡単な決定方法としては、例えば両方のずれ量の和（Ｂ−Ａ）＋（Ｂ’−Ａ）を最終的なずれ量としてもよい。なお、印刷ステージ４で求めたずれ量（Ｂ−Ａ）は印刷ステージ４に連続体シート１を保持する際に毎回変化するずれ量であるのに対し、フィードバックステージ９で求めたずれ量（Ｂ’−Ａ）は毎回変化するとは限らず、スクリーンの経時的伸びなどによって経時的に変化するずれ量である。そのため、最適位置を決定するに際し、ずれ量（Ｂ’−Ａ）は前回データのみを参照してもよいし、設定回数毎の平均値（累積平均）で求めてもよい。
上記のようにして求めた最適位置から、印刷版７をＸ，Ｙ，θ方向に位置補正し（ステップＳ１７）、２回目の印刷を行う（ステップＳ１８）。
【００２８】
このように印刷ステージ４におけるずれ量（Ｂ−Ａ）に、フィードバックステージ９で検出したずれ量（Ｂ’−Ａ）をフィードバックして印刷版７の最適位置を求めるので、２回目以降の印刷では連続体シート１が印刷ステージ４で吸着保持される度に発生するずれ量（Ｂ−Ａ）は勿論、スクリーンの伸び等による経時的なずれ量（Ｂ’−Ａ）も解消でき、常に高精度な位置合わせが可能となり、第１のパターンＰ１と印刷された第２のパターンＰ２’とのパターンずれをなくすことができる。また、印刷ステージ４を位置補正するのではなく、印刷版７を位置補正するので、連続体シート１に無理な引張応力などが作用せず、グリーンシートに皺や歪みを発生させない。そのため、シート欠陥や搬送精度の悪化を防止できる。
【００２９】
図９に具体的なずれ量の補正方法の例を示す。
図に示すように、連続体シート１に予め設けられた第１のパターンＰ１と、印刷版７によって印刷された第２のパターンＰ２’とがずれている場合、連続体シート１に予め設けられた位置合わせマークＭ１の中点Ｏ1 のＸＹ座標と中心線Ｌ1 の角度、印刷版７の位置認識マークＭ２または印刷された位置認識マークＭ２’間の中点Ｏ2 のＸＹ座標と中心線Ｌ2 の角度を画像処理により求める。そして、各々の中点Ｏ1 ，Ｏ2 と中心線Ｌ1 ，Ｌ2 の角度とが一致するように、印刷版７をＸ，Ｙ，θ方向に補正すればよい。
【００３０】
−第２実施例−
スクリーン印刷における印刷歪み量は、パターン毎のばらつきが大きいことが知られている。図１０に示すように、位置ずれ検出用のマークＭ１，Ｍ２’がパターンＰ１，Ｐ２’の外周に配置されている場合、マークＭ１，Ｍ２’は位置合わせされていても、その中のパターンＰ１，Ｐ２’が必ずしも位置合わせできているとは限らない。
図１０の（ａ）はマークＭ１とパターンＰ１、マークＭ２’とパターンＰ２’の相互の位置関係が等しい場合、図１０の（ｂ）は相互の位置関係が異なる場合である。
【００３１】
そこで、第２実施例では、画像処理により求めたフィードバック補正値（Ｂ’−Ａ）と、予め印刷塗膜相互位置を測定し算出したオフセット値との両方の補正値を使用することにより、本来得たいパターンＰ１，Ｐ２’の位置ずれ補正と、経時的その他の要因で発生するずれを合わせて補正するものである。オフセット値を求めるために、例えばフィードバックステージ９の上方に配置されるカメラ１１に加えて、オフセット値検出用のカメラ１１ａ（図１参照）を設けるのがよい。
このようにオフセット値を併用して位置ずれ補正を行うと、図１０の（ｃ）のようにマークＭ１，Ｍ２’がずれていても、パターンＰ１，Ｐ２’同士を正確に位置合わせすることが可能となる。この場合には、印刷条件の違いや、経時変化にも影響が少ない位置合わせ印刷を行うことが可能となる。
【００３２】
図１１，図１２はオフセット値を用いた印刷方法のフローチャート図である。
初回の印刷（図１１）では、ずれ量の算出（ステップＳ４）の後にオフセット値の加算処理（ステップＳ７）を追加し、２回目以降の印刷（図１２）では、ずれ量の算出（ステップＳ１３）の後にオフセット値の加算処理（ステップＳ１９）を追加したものである。
【００３３】
−第３実施例−
第１，第２実施例では、印刷ステージ４で印刷した後、フィードバックステージ９で印刷ずれ量を求めてフィードバックしたが、第３実施例ではフィードバックステージを省略し、印刷ステージ４で印刷ずれ量を求めて次回の印刷にフィードバックしたものである。
第３実施例における印刷装置のシステム図は省略するが、図１に示す印刷装置からフィードバックステージ９、照明１０、カメラ１１などを省いたものである。そして、印刷ステージ５に設けられたカメラ５で、印刷された位置認識マークＭ２’と位置合わせマークＭ１とのずれ量を画像処理によって計測する。
【００３４】
図１３，図１４は第３実施例における印刷方法のフローチャート図である。
図１３に示す初回の印刷では、ステップＳ１〜ステップＳ６までの処理は図７と同様である。印刷後、直ちに連続体シート１を搬送せずに、連続体シート１に予め設けられている位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とをカメラ５を用いて画像認識し（ステップＳ８）、両マークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ９）。算出したずれ量（Ｂ’−Ａ）は次回の印刷のためにメモリに格納しておく。
【００３５】
図１４に示す２回目以降の印刷では、図８と同一の処理には同一符号を付して重複説明を省略する。
ステップＳ１３で位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を算出するとともに、メモリから前回のマークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を読み出し（ステップＳ２０）、これらずれ量を用いて印刷版７の最適位置を決定する（ステップＳ１６）。この場合も、ずれ量（Ｂ’−Ａ）は前回データのみを参照してもよいし、設定回数毎の平均値（累積平均）で求めてもよい。その後、印刷版７を位置補正し（ステップＳ１７）、印刷を行なった後（ステップＳ１８）、直ちに連続体シート１を搬送せずに、連続体シート１の位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とをカメラ５を用いて画像認識し（ステップＳ２１）、両マークＭ１，Ｍ２’のずれ量（Ｂ’−Ａ）を算出する（ステップＳ２２）。算出したずれ量（Ｂ’−Ａ）で、既にメモリに格納されているずれ量を更新してもよいし、所定回数のデータの累積平均を求めてもよい。
【００３６】
第３実施例では、フィードバックステージを省略し、印刷ステージ４のみでずれ量を求めるので、印刷装置を小型化できるという利点がある。但し、印刷後直ちに搬送できず、位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量を画像認識により計測しなければならないので、第１実施例に比べて処理速度は若干遅くなる可能性がある。
【００３７】
上記実施例では、連続体シートの位置合わせマークＭ１として、第１のパターンＰ１と同時に印刷されたものとしたが、これに限るものではなく、例えばインクジェットプリンタで印刷されたマークや、キャリアフィルムのフィルム面を所定の大きさに穿孔したスルーホールであってもよい。したがって、マークＭ１はパターンＰ１とは別個に設けられたものでもよい。
本発明の連続体シートとしては、キャリアフィルムの上にセラミック層をシート成形したものに限らず、例えばフィルムプリント基板などの樹脂フィルムであってもよい。
本発明の印刷方法は、第１のパターンが形成された連続体シート上に第２のパターンを印刷するものに限らず、例えば予めビアホールが形成されたシートの上に導電ペーストなどの充填材を充填する場合にも用いることができる。
上記実施例では、印刷ステージにカメラを配置した例を示したが、カメラを印刷毎に印刷ステージと印刷版との間に出し入れしてもよい。
【００３８】
また、印刷ステージ４における画像認識時やフィードバックステージ９における画像認識時に、位置合わせ情報と同時に次のような情報を検出し、それに応じて装置を緊急停止させるようにしてもよい。
（１）印刷版の画像処理時に、印刷版の異常検出を行なう。
（２）印刷ステージでの連続体シートの画像処理時に、予め印刷されたパターンＰ１のにじみ、かすれ、印刷版の異常および搬送異常を検出する。
（３）フィードバックステージでの画像処理時に、印刷版で印刷されたパターンＰ２’のにじみ、かすれ、印刷版の異常および搬送異常を検出する。
【００３９】
上記実施例では、図１５，図１６に示されるように、キャリアフィルムの表面に形成されたセラミック層の上に、電極パターンと位置合わせマークとが先に印刷され、セラミックペーストによって電極パターンによる段差を埋めるためのパターンと位置認識マークとが後でスクリーン印刷されるものについて説明したが、これとは逆に、セラミック層の上に電極段差を埋めるためのセラミックペーストによるパターンと位置合わせマークとが先に印刷され、所定の電極パターンと位置認識マークとが後で印刷されるものでもよい。
この場合も同様の効果を得ることができる。
【００４０】
上記実施例では、連続体シートが印刷テーブルに吸着保持される度に発生するずれ量を測定するために、印刷版の位置認識マークＭ２を画像認識により計測したが、印刷版のＸ，Ｙ，θ方向の位置は常に一定であると仮定すれば、画像認識により計測することなく、予め設定された値であってもよい。この場合には、印刷版の位置認識マークＭ２の画像認識による計測は不要となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に係る発明によれば、連続体シートを吸着保持する印刷ステージではなく、印刷版を位置調整するので、連続体シートに無理な引張応力を加えずに位置合わせできる。そのため、連続体シートが薄層のセラミック層を形成したものであっても、皺や歪みを発生させず、高精度な印刷が可能となる。
また、フィードバックステージにおいて検出される印刷ずれ量をフィードバックして、印刷版の位置を調整するので、印刷版のスクリーンの経時的な変化による印刷ずれを解消できる。
さらに、印刷ステージにおいて連続体シートを吸着保持する度に発生するずれ量に応じて印刷版を位置調整するので、搬送ずれに基づく印刷ずれを解消できるとともに、印刷ステージではなく印刷版を位置調整するので、連続体シートに無理な引張応力かからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷装置の一例のシステム図である。
【図２】連続体シートの印刷前の平面図である。
【図３】印刷ステージの一部断面図である。
【図４】印刷版の底面図である。
【図５】位置合わせマークと位置認識マークの一例を示す図である。
【図６】位置合わせマークと位置認識マークの他の例を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例における初回の印刷フロー図である。
【図８】本発明の第１実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図９】連続体シートの印刷後の平面図である。
【図１０】本発明の第２実施例における印刷パターン図である。
【図１１】本発明の第２実施例における初回の印刷フロー図である。
【図１２】本発明の第２実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図１３】本発明の第３実施例における初回の印刷フロー図である。
【図１４】本発明の第３実施例における２回目以降の印刷フロー図である。
【図１５】（イ）は印刷前の連続体シートの平面図、（ロ）は印刷後の連続体シートの平面図である。
【図１６】図１５のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１ 連続体シート
４ 印刷ステージ
５ カメラ
７ 印刷版
９ フィードバックステージ
１１ カメラ
２０ 制御装置（ＣＰＵ）
２１ 画像処理装置
Claims (5)
- 透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、上記セラミック層の上に予め位置合わせマークＭ１が設けられた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷方法において、
所定の印刷パターンと上記位置合わせマークＭ１に対応する位置認識マークＭ２とを持ち、印刷ステージの上方に配置された印刷版を準備する工程と、
上記印刷版の位置認識マークＭ２を、上記印刷ステージに設けられた固定カメラによって画像処理により位置計測する工程と、
上記印刷ステージ上に上記連続体シートを吸引保持させる工程と、
上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シートの上記位置合わせマークＭ１を、上記固定カメラによって連続体シートの裏側から連続体シートを透過して画像処理により位置計測する工程と、
上記位置合わせマークＭ１と位置認識マークＭ２とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める工程と、
上記印刷ステージ上に吸引保持された上記連続体シート上に印刷版によって所定のパターンをスクリーン印刷すると同時に、印刷版の位置認識マークＭ２を連続体シートにスクリーン印刷する工程と、
上記連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージへ搬送し、フィードバックステージ上に吸引保持させる工程と、
上記フィードバックステージ上で上記連続体シートに印刷された位置認識マークＭ２’を画像処理により位置計測する工程と、
上記位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量（Ｂ’−Ａ）を求める工程と、
求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と（Ｂ’−Ａ）に応じて印刷版の位置をＸ，Ｙ，θ方向にフィードバック制御する工程と、を有することを特徴とする連続体シートの印刷方法。 - 上記連続体シートは、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、その上に予め電極パターンと位置合わせマークＭ１とが印刷されたものであり、
上記印刷版は、セラミック層の表面にセラミックペーストによって上記電極パターンによる段差を埋めるためのパターンと位置認識マークＭ２’とを同時にスクリーン印刷するものであることを特徴とする請求項１に記載の連続体シートの印刷方法。 - 上記連続体シートは、透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、その上に予めセラミックペーストによって所定のパターンと位置合わせマークＭ１とが印刷されたものであり、
上記印刷版は、セラミック層の表面の上記セラミックペーストによるパターンが印刷されていない領域に電極ペーストによって所定の電極パターンと位置認識マークＭ２’とを同時にスクリーン印刷するものであることを特徴とする請求項１に記載の連続体シートの印刷方法。 - 上記フィードバック制御工程におけるフィードバックデータを印刷毎または設定回数毎の演算値で与えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の連続体シートの印刷方法。
- 透明または半透明のキャリアフィルムの表面にセラミック層が薄膜状に形成され、上記セラミック層の上に予め位置合わせマークＭ１が設けられた連続体シートにスクリーン印刷を行う印刷装置において、
上記連続体シートを吸引保持する印刷ステージと、
上記連続体シートを吸引保持するフィードバックステージと、
上記連続体シートを印刷ステージからフィードバックステージに向かって搬送する搬送手段と、
連続体シートの位置合わせマークＭ１に対応する位置認識マークＭ２を持ち、上記印刷ステージ上に吸引保持された連続体シート上に所定のパターンをスクリーン印刷すると同時に、位置認識マークＭ２をスクリーン印刷する印刷版と、
上記印刷版を保持し、Ｘ，Ｙ，θ方向に位置調整可能な印刷ヘッドと、
上記印刷ステージに設けられ、上記印刷版の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測するとともに、上記印刷ステージ上に吸引保持された連続体シートの位置合わせマークＭ１を連続体シートの裏側から連続体シートを透過して画像処理により位置計測する固定カメラと、
上記印刷版の位置認識マークＭ２を画像処理により位置計測する手段と、
上記位置認識マークＭ２と連続体シートの位置合わせマークＭ１とのずれ量（Ｂ−Ａ）を求める手段と、
上記フィードバックステージ上に吸引保持された連続体シートに印刷された位置認識マークＭ２’を画像処理により位置計測する手段と、
上記位置合わせマークＭ１と印刷された位置認識マークＭ２’とのずれ量（Ｂ’−Ａ）を求める手段と、
求めたずれ量（Ｂ−Ａ）と（Ｂ’−Ａ）に応じて印刷版を保持している印刷ヘッドの位置をＸ，Ｙ，θ方向にフィードバック制御する手段と、を有することを特徴とする連続体シートの印刷装置。
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