JP4403697B2 - 位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造は、複数の内部電極をマザーのセラミックグリーンシートの表面に印刷する工程と、このマザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを加圧密着させて未焼成のセラミック積層ブロックを形成するプレス成形工程と、セラミック積層ブロックを内部電極の配置に合わせてカットし、個々の積層セラミックチップを切り出すカット工程と、カットした積層セラミックチップを焼成する工程と、焼成した積層セラミックチップに外部電極を形成する工程とを順次経て行われる。
【０００３】
ところで、セラミック積層ブロックを所定の位置でカットして積層セラミックチップを切り出すために、セラミックグリーンシートに複数の内部電極を印刷する工程で、カットの位置決め用の印刷マークも印刷している。そして、このセラミックグリーンシートを複数枚積層、圧着して、複数の印刷マークからなる位置決めマークを端面に露出させたセラミック積層ブロックを形成する。次に、この位置決めマークをＣＣＤカメラなどで撮像して検出することにより、カットの位置を正確に決め、個々の積層セラミックチップを切り出している（特許文献１参照）。
【０００４】
図１９は、ＣＣＤカメラで撮像されたセラミック積層ブロックの位置決めマークの画像を模式的に示したものである。図１９において、１２１はセラミック積層ブロックの端面を表示し、１２２ａ，１２２ｂは背景を表示している。位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは、セラミック積層ブロックの厚み方向に並設されている。背景１２２ａ，１２２ｂや位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは、セラミック積層ブロックの端面１２１よりも相対的に色濃度が高い。
【０００５】
位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは色濃度差により二値化された後、位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆ毎に外接長方形と面積が計算される。外接長方形の横方向の長さが予め設定された所定長さ以上かつ面積が予め設定された値以上のマークをマーク候補として選択する。さらに、選択された各マーク候補に外接する長方形を所定の大きさに拡大してなる外接拡大長方形を計算する。次に、外接拡大長方形同士が重なり合っているマーク候補同士を１のグループとして、全マーク候補がグループ分けされる。
【０００６】
次に、得られたグループ内の全マーク候補の面積の和が最大のグループを選択し、カット用位置決めマークグループと決定する。決定された位置決めマークグループに含まれている全カット用位置決めマークの最左端Ａ及び最右端Ｂの中点位置Ｃを計算し、この中点位置Ｃから所定距離離れた位置Ｄをカットする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−１８８００６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載の位置決めマーク検出方法は、図１９の画像を二値化してから処理するため、位置決めマーク部分と非マーク部分間で明暗のコントラストがないと、カット位置検出ができなかった。また、コントラストがとれたとしても、セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合、その都度、二値化しきい値の再設定が必要になるという問題があった。さらに、従来技術では、位置決めマークの面積と長さによりマーク部分と非マーク部分を識別するため、位置決めマークの長さや面積が変わるたびに条件設定を変更する必要があった。
【０００９】
また、電子部品の能力向上のためセラミックグリーンシートの厚みが薄くなってきているが、このような場合、セラミック積層ブロックの厚み方向において印刷マーク同士間の距離が小さくなり、図２０に示すように印刷マーク同士が分離できないほど近接して一つの塊となった位置決めマーク１２３の中点位置を検出しなければならない。このため、従来技術では検出候補が一箇所のみとなり、図２０に示すように、ごみ１３０の付着で中点位置Ｃが本来検出すべき位置Ｅとは異なる位置にずれることがあった。あるいは、図２１に示すように、撮像面のハレーションで画像の一部が白くなって位置決めマーク１２３に見掛け上の欠け１３１ができ、面積不足で位置決めマーク１２３をごみと見倣して検出対象から外してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、従来と比べて条件設定の変更が少なく、かつ、位置決めマークの形状によらずゴミやハレーション等の外乱に強い正確な位置検出ができる位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、第１の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出装置であって、前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された位置決めマークの画像から位置決めマークを検出する検出手段と、予め撮像された位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とする演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられたカット用位置決めマークを有したセラミック積層ブロックを、前記カット用位置決めマークを基準にして所定のサイズ毎にカットして積層セラミックチップを切り出す積層セラミック電子部品のカット装置であって、前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、前記テーブルの上方に配置されたカット手段と、前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像されたカット用位置決めマークの画像からカット用位置決めマークを検出する検出手段と、予め撮像されたカット用位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めてカット用位置決めマークの中間位置とする演算手段とを備え、前記カット用位置決めマークの中間位置もしくは該中間位置から所定距離離れた位置を、前記カット手段でカットすること、を特徴とする。
【００１５】
さらに、第３の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出方法であって、予め位置決めマークを撮像し、該位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶しておき、位置決めされることが予定されているセラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として記憶し、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、撮像画像を二値化せず、正規化相関値を基にパターンマッチングを行うため、低コントラストの撮像画像でも安定して検出が可能である。セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチング条件の設定の変更なしで安定して位置検出ができる。位置決めマークの両側のみを用いるため、位置決めマークの長さや面積がばらついたり変化したりしても、パターンマッチング条件設定変更なしで安定して位置検出ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態では、積層コンデンサを例にして説明するが、積層インダクタ、積層ＬＣ複合部品、多層デバイス、多層基板などの積層セラミック電子部品であってもよいことは言うまでもない。
【００１８】
［装置の概略構成、図１および図２］
積層セラミックコンデンサの製造は、一般に、多数の内部電極を表面に設けたマザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを加圧密着させて未焼成のセラミック積層ブロックを形成するプレス成形工程と、セラミック積層ブロックを内部電極の配置に合わせてカットし、個々の積層セラミックチップを切り出すカット工程と、カットした積層セラミックチップを焼成する工程と、焼成した積層セラミックチップに外部電極を形成する工程とを順次経て行われる。
【００１９】
ここにカット工程は、図１にシステム構成が示され、図２に機械構成が示されているカット装置１を用いて行う。カット装置１は、メモリ２と、演算部（ＣＰＵ）３と、マーク位置検出部４と、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂと、表示部（ＣＲＴなどのディスプレイ）６と、データ入力部（キーボードやマウス）７と、モータ制御部８と、カット手段駆動用モータ９と、テーブル平行駆動用モータ１０と、テーブル回転駆動用モータ１１と、カット刃２２と、テーブル２１などにて構成されている。
【００２０】
メモリ２は、被カット部材であるセラミック積層ブロックをカットするためのデータを主として登録するためのものである。演算部（ＣＰＵ）３は、メモリ２に登録しておいたデータを用いて算出することにより、位置決めマークの中間位置を求める。
【００２１】
マーク位置検出部４は、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂに接続されており、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂにより撮像されたカット用位置決めマークに基づいて位置検出を行う。検出データはメモリ２や演算部３に送られる。
【００２２】
オペレータは、表示部（ＣＲＴ）６に映し出された画面を見ながら、データ入力部（キーボードやマウス）７によって所定のデータを入力する。
【００２３】
モータ制御部８は、モータ９，１０，１１に接続しており、演算部３からの指令により適当なモータ９，１０，１１を駆動する。カット手段駆動用モータ９はカット刃２２を矢印Ｋ１方向に移動させる。テーブル平行駆動用モータ１０はテーブル２１を矢印Ｋ２方向に平行移動させる。テーブル回転駆動用モータ１１はテーブル２１を矢印Ｋ３方向に回転移動させる。
【００２４】
［位置決めマーク検出方法およびカット装置の動作の第１実施形態、図３〜図１１］
次に、カット装置１の動作をセラミック積層ブロックのカット手順とともに説明する。図３は積層セラミック電子部品（本実施形態では、積層セラミックコンデンサ）製造用のマザーのセラミックグリーンシートの一例を示す平面図である。このマザーのセラミックグリーンシート２５には、後の工程で切り出される複数の積層セラミックコンデンサ用内部電極２６と、カット位置検出用電極２８（補強用ダミーパターンとしても機能している）が印刷されている。図３におけるグリーンシート２５の上下端縁に形成されている電極２８は、Ｙ方向にカット刃２２を移動させる際の位置決め検出用のものである。Ｘ方向にカット刃２２を移動させる際の位置決め検出用には、グリーンシート２５の左右端縁に形成されているコンデンサ用内部電極２６が利用される。この内部電極２６は左右端縁においてその長手方向端部をカットされた状態で左右端縁に露出している。
【００２５】
カット位置検出用電極２８はＹ方向が長手方向となる矩形状を有し、長手方向の寸法は一つの内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きい。検出用電極２８の長手方向の寸法は、本実施形態では二つの内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きくされている。さらに、三つ以上の複数の内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きくしてもよい。
【００２６】
Ｘ方向については左右端縁に形成した内部電極２６がカット位置検出用電極となっているが、Ｘ方向においても別途カット位置検出用電極を設けてもよい。
【００２７】
このセラミックグリーンシート２５を複数枚積み重ね、圧着して、図４に示すようなセラミック積層ブロック３０を形成する（上下には内部電極の形成されていないセラミックグリーンシートが積層されている）。セラミック積層ブロック３０の左右端面には、コンデンサ用内部電極２６が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図４のＭ１の部分参照）。そして、コンデンサ用内部電極２６が帯状に露出している部分Ｍ１に挟まれた部分、すなわちコンデンサ用内部電極２６の露出していない部分２７がＸ方向のカットの位置決めマークとして機能する。
【００２８】
セラミック積層ブロック３０の手前側および奥側の端面には、カット位置検出用電極２８が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図４のＭ２の部分参照）。そして、カット位置検出用電極２８が帯状に露出している部分Ｍ２に挟まれた部分、すなわちカット位置検出用電極２８の露出していない部分２９がＹ方向のカットの位置決めマークとして機能する。
【００２９】
露出していない部分２９はＹ方向の寸法がカット位置検出用電極２８の寸法よりも小さく、Ｘ方向において内部電極２６の間に位置するように設けられている。
【００３０】
カットされるセラミック積層ブロック３０は、図２に示されているカット装置１のテーブル２１上に配置され、必要に応じて図示しない基準ガイドにより固定される。
【００３１】
カット装置１のメモリ２には、予め位置決めマーク２９（又は２７）を撮像し、図５に示すように、該位置決めマーク２９の両側のそれぞれにおいて抽出した、位置決めマーク部分２９ａと非位置決めマーク部分Ｍ２ａを含む第１登録画像３５と第２登録画像３６が記憶されている。さらに、各登録画像３５，３６内の特定位置、言い換えると、位置決めマーク部分２９ａと非位置決めマーク部分Ｍ２ａの境界位置が代表点Ｐ１，Ｐ２として記憶されている。
【００３２】
このとき、セラミックグリーンシート２５が薄い場合、コンデンサ用内部電極２６やカット位置検出用電極２８が帯状に露出している部分Ｍ１，Ｍ２を通常のＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像すると、図５に示すような一つの四角形の塊として見える。なお、図５はセラミック積層ブロック３０の端面を表示しており、３２ａ，３２ｂは背景である。
【００３３】
さて、カット装置１のテーブル２１上にセラミック積層ブロック３０が固定されると、演算部３は、メモリ２に登録されたカット開始位置のデータに基づいて、モータ制御部８に指令を出す。指令を受けたモータ制御部８は、テーブル平行駆動用モータ１０およびテーブル回転駆動用モータ１１を稼動させ、テーブル２１を所望の位置に移動させる。演算部３は、テーブル２１の移動完了信号をモータ制御部８から受け取ると、マーク位置検出部４に指令を出す。マーク位置検出部４はＣＣＤカメラ５ａ又は５ｂでカット装置１のテーブル２１上に固定されたセラミック積層ブロック３０の端面を撮像し、図６に示すような位置決めマーク２９を含んだ画像を得る。撮像画像はディスプレイ６に表示される。次に、演算部（ＣＰＵ）３は、撮像画像をセラミック積層ブロックの厚み方向に並設する四つの領域３１ａ〜３１ｄに分割し、領域３１ａ〜３１ｄごとに前記第１および第２登録画像３５，３６それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分（部分画像）３５Ａ，３６Ａを算出する。
【００３４】
なお、テーブル２１を移動させる代わりに、カット刃２２を移動させてもよく、この両者が相対的に移動可能であればよい。
【００３５】
正規化相関値は、２次元画像処理のパターンマッチングの分野で周知のものである。具体的には、登録画像３５，３６とマッチング対象である各領域３１ａ〜３１ｄの部分画像（登録画像３５，３６と同じサイズに切り出された部分画像）３５Ａ，３６Ａとの濃度値の相互演算により求まる値である。この正規化相関値が大きいほど濃度分布が一致している、すなわち画像の一致度が高いとみなせる。
【００３６】
こうして各領域３１ａ〜３１ｄごとに算出された部分画像３５Ａに対し、第１登録画像３５内の代表点Ｐ１に対応する点を検出候補点Ｐ１（Ａ），Ｐ１（Ｂ），Ｐ１（Ｃ），Ｐ１（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。同様に、各領域３１ａ〜３１ｄごとに算出された部分画像３６Ａに対し、第２登録画像３６内の代表点Ｐ２に対応する点を検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｂ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。
【００３７】
次に、図７に示すように、第１登録画像３５から求めた全ての検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ）を検出候補点群Ｇとし、第２登録画像３６から求めた全ての検出候補点Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を検出候補点群Ｈとする。このとき、検出候補点群Ｇの中で、他の検出候補点の水平位置（水平座標）と所定値以上異なる水平位置（水平座標）をもつ検出候補点を除外する。検出候補点群Ｈに対しても同様の処理を行う。
【００３８】
実際の位置決めマーク部分２９と非位置決めマーク部分Ｍ２の境界線は、図８に示すように、通常、凹凸している。従って、検出候補点群Ｇに対し、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｓ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。同様に、検出候補点群Ｈに対しても、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｔ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。
【００３９】
次に、図９に示すように、第１および第２登録画像３５，３６を利用して得られた中間位置ＳとＴのさらに中間位置Ｕ（＝（Ｓ＋Ｔ）／２）を算出する。そして、この中間位置Ｕをカット位置とし、この中間位置Ｕの検出位置データを演算部３に送る。
【００４０】
演算部３は、受け取った検出位置データに基づいて、モータ制御部８に指令を出す。指令を受けたモータ制御部８は、テーブル平行駆動用モータ１０およびテーブル回転駆動用モータ１１を稼動させ、正確なカット位置へテーブル２１を微移動させてカットの位置決め補正を行う。演算部３は、カットの位置決め補正完了信号をモータ制御部８から受け取ると、モータ制御部８に指令を出し、カット手段駆動用モータ９とテーブル平行駆動用モータ１０を稼動させてセラミック積層ブロック３０をカットしていく。つまり、カット装置１は、カット開始位置からカットし始め、カット刃２２によってセラミック積層ブロック３０を１カットする毎に、１チップ寸法だけテーブル２１を移動させる。こうして、セラミック積層ブロック３０のＹ方向のカットが終了すると、テーブル回転駆動用モータ１１を稼動させてテーブル２１を９０度回転させた後、Ｘ方向のカットを同様にして行う。
【００４１】
以上のように、カット装置１は、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像した画面を、四つの領域３１ａ〜３１ｄに分割し、各領域３１ａ〜３１ｄ毎にパターンマッチングにより検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を求めるので、位置決めマーク２９の形状によらず複数の検出候補点を得ることができる。従って、ごみやハレーションによって検出位置が異常である検出候補点を、他の領域の検出候補点の検出位置との比較により排除することができ、位置決めマーク２９の正確な位置検出が可能となる。
【００４２】
具体的に図１０及び図１１を参照して説明する。図１０に示すごみ４０の付着や、図１１に示すハレーションによる位置決めマーク２９の見掛け上の欠け４１で領域３１ｂの検出候補点Ｐ２（Ｂ）の水平位置は、他の領域３１ａ，３１ｃ，３１ｄの検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）の水平位置とは大きく異なる。しかし、本発明の位置決めマーク検出方法では、水平位置が他の検出候補点と所定値以上異なる検出候補点は排除するので、検出候補点Ｐ２（Ｂ）の水平位置は演算から除外される。従って、残った検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）だけで検出候補点群Ｈの中間位置Ｔを正確に算出することができる。
【００４３】
また、正規化相関によるパターンマッチングを行うので、光量変動に強く、低コントラストの撮像画像でも位置決めマーク２９の位置検出が可能である。具体的には、セラミック積層ブロック３０の材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチングの条件の設定変更なしで安定して位置決めマーク２９の位置検出ができる。
【００４４】
さらに、位置決めマーク２９の左右両側部分のみを検出に用いるので、位置決めマーク２９の長さや面積がばらついたり、変化したりしても、パターンマッチングの条件設定を変更することなく、位置決めマーク２９の位置検出ができる。
【００４５】
なお、前記第１実施形態では、最左端の検出候補点と最右端の検出候補点の中間位置を求めるのに、最左端の検出候補点の水平位置と最右端の検出候補点の水平位置の平均を求めているが、所定値以上の全候補点の水平位置の平均を求め、これを中間位置としてもよい。このことは、以下に説明する第２および第３実施形態でも同様である。
【００４６】
［位置決めマーク検出方法およびカット装置の動作の第２実施形態、図１２〜図１６］
図１２は積層セラミックコンデンサ製造用のマザーのセラミックグリーンシートの別の例を示す平面図である。このセラミックグリーンシート５０には、複数のコンデンサ用内部電極２６とカット位置検出用電極５１が印刷されている。
【００４７】
このセラミックグリーンシート５０を複数枚積み重ね、圧着して、図１３に示すようなセラミック積層ブロック６０を形成する（上下には内部電極の形成されていないセラミックグリーンシートが積層されている）。セラミック積層ブロック６０の左右端面には、コンデンサ用内部電極２６が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図１３のＭ１の部分参照）。このコンデンサ用内部電極２６が帯状に露出している部分Ｍ１が、Ｘ方向のカット位置決めマークとして機能する。
【００４８】
セラミック積層ブロック６０の手前側および奥側の端面には、カット位置検出用電極５１が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図１３のＭ２の部分参照）。このカット位置検出用電極５１が帯状に露出している部分Ｍ２が、Ｙ方向のカット位置決めマークとして機能する。
【００４９】
カット位置検出用電極５１はＹ方向が短手方向（幅方向）となる矩形状を有し、短手方向の寸法は一つの内部電極の長手方向の寸法よりも小さく、Ｙ方向において内部電極２６の間に位置するように設けられている。
【００５０】
カット装置１のメモリ２には、予め位置決めマークＭ２（又はＭ１）を撮像し、図１４に示すように、該位置決めマークＭ２の両側のそれぞれにおいて抽出した、位置決めマーク部分Ｍ２ａと非位置決めマーク部分５２を含む第１登録画像６５と第２登録画像６６が記憶されている。さらに、位置決めマーク部分Ｍ２ａと非位置決めマーク部分５２の境界位置が代表点Ｐ１，Ｐ２として記憶されている。
【００５１】
カット装置１のテーブル２１上に固定された、カットが予定されているセラミック積層ブロック６０の端面をＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像し、図１５に示すような位置決めマークＭ２を含んだ画像を得る。撮像画像はディスプレイ６に表示される。次に、演算部（ＣＰＵ）３は、撮像画像を四つの領域６１ａ〜６１ｄに分割し、領域６１ａ〜６１ｄごとに前記第１および第２登録画像６５，６６それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分（部分画像）６５Ａ，６６Ａを算出する。
【００５２】
こうして各領域６１ａ〜６１ｄごとに算出された部分画像６５Ａ，６６Ａに対し、第１および第２登録画像６５，６６内の代表点Ｐ１，Ｐ２に対応する点を検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。
【００５３】
次に、図１６に示すように、第１登録画像６５から求めた全ての検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ）を検出候補点群Ｇとし、第２登録画像６６から求めた全ての検出候補点Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を検出候補点群Ｈとする。このとき、検出候補点群Ｇの中で、他の検出候補点の水平位置（水平座標）と所定値以上異なる水平位置（水平座標）をもつ検出候補点を除外する。検出候補点群Ｈに対しても同様の処理を行う。
【００５４】
実際の位置決めマーク部分Ｍ２と非位置決めマーク部分５２の境界線は、図１６に示すように、通常、凹凸している。従って、検出候補点群Ｇに対し、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｓ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。同様に、検出候補点群Ｈに対しても、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｔ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。
【００５５】
次に、第１および第２登録画像６５，６６を利用して得られた中間位置ＳとＴのさらに中間位置Ｕ（＝（Ｓ＋Ｔ）／２）を算出する。そして、この中間位置Ｕから所定の距離離れた位置をカット位置とし、この中間位置Ｕの検出位置データを演算部３に送る。
【００５６】
このような第２実施形態の位置決めマーク検出方法は前記第１実施形態の位置決めマーク検出方法と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
［位置決めマーク検出方法の第３実施形態、図１７および図１８］
セラミックグリーンシートの表面に形成されているカット位置検出用電極の厚みが大きい場合には、図１７に示すように、位置決めマーク８３ａ〜８３ｆがセラミック積層ブロック８０の厚み方向に並設されている撮像画面が得られる。このような場合、位置決めマーク８３ａ〜８３ｆの両側のそれぞれにおいて一つ抽出した、位置決めマーク部分と非位置決めマーク部分を含む第１登録画像８５と第２登録画像８６をカット装置１のメモリ２に記憶させておく。
【００５８】
そして、カット装置１のテーブル２１上に固定された、カットが予定されているセラミック積層ブロック８０の端面をＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像し、図１８に示すような位置決めマーク８３ａ〜８３ｆを含んだ画像を得る。この撮像画像を六つの領域８１ａ〜８１ｆに分割し、領域８１ａ〜８１ｆごとに前記第１および第２登録画像８５，８６それぞれに対し正規化相関によるパターンマッチングを行う。この後、前記第２実施形態と同様の手順でカット位置を検出することが可能である。
【００５９】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００６０】
被カット部材のセラミック積層ブロックは、未焼成状態のものでもよいし、焼結状態のものでもよい。さらに、カット手段としては、カット刃による押し切り以外に、レーザやダイシングや高速度粉体や高圧噴射水などであってもよい。
【００６１】
また、本発明に係る位置決めマーク検出装置はカット装置の他に、ブレイク用溝形成装置などの任意の装置に組み込むことができる。
【００６２】
また、前記実施形態では、一つの撮像画面の中には一つの位置決めマークしか撮っていないが、複数の位置決めマークを同時に撮って位置検出を行うようにしてもよい。
【００６３】
また、本発明は、セラミックシートを積層して圧着することによりセラミック積層ブロックを形成するものの他に、セラミックスラリーを塗布および乾燥後、その上に必要な電極を形成する工程を繰り返してセラミック積層ブロックを形成するものにも適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、撮像画像を二値化せず、正規化相関によるパターンマッチングを行うので、従来に比べ、位置決めマークと非マークとのコントラストを大きくとる必要がなく、低コントラストの画像でも安定して位置決めマークの認識ができる。さらに、セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチング条件の設定の変更なしで安定して位置検出ができる。位置決めマークの両側のみを用いるため、位置決めマークの長さや面積がばらついたり変化したりしても、パターンマッチング条件設定変更なしで安定して位置検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカット装置のシステム構成図。
【図２】本発明に係るカット装置の要部を示す斜視図。
【図３】積層セラミック電子部品製造用のセラミックグリーンシートの一例を示す平面図。
【図４】圧着後のセラミック積層ブロックの一部外観斜視図。
【図５】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第１実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図６】図５に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図７】図６に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図８】図７に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図９】図８に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１０】本発明に係る位置決めマーク検出方法による効果を説明するための撮像画像模式図。
【図１１】本発明に係る位置決めマーク検出方法による効果を説明するための撮像画像模式図。
【図１２】積層セラミック電子部品製造用のセラミックグリーンシートの他の例を示す平面図。
【図１３】圧着後のセラミック積層ブロックの一部外観斜視図。
【図１４】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第２実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図１５】図１４に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１６】図１５に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１７】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第３実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図１８】図１７に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１９】従来の位置決めマーク検出方法を説明するための撮像画像模式図。
【図２０】従来の位置決めマーク検出方法による不具合を説明するための撮像画像模式図。
【図２１】従来の位置決めマーク検出方法による不具合を説明するための撮像画像模式図。
【符号の説明】
１…カット装置
２…メモリ
３…演算部
４…マーク位置検出部
５ａ，５ｂ…ＣＣＤカメラ
６…表示部
７…データ入力部
８…モータ制御部
９…カット手段駆動用モータ
１０，１１…テーブル駆動用モータ
２１…テーブル
２２…カット刃
２６…コンデンサ用内部電極
２７，２９…位置決めマーク
２８，５１…カット位置検出用電極
３０，６０，８０…セラミック積層ブロック
３５，３６，６５，６６，８５，８６…登録画像
３５Ａ，３６Ａ，６５Ａ，６６Ａ，８５Ａ，８６Ａ…部分画像
８３ａ〜８３ｆ…位置決めマーク
Ｍ１，Ｍ２…位置決めマーク
Ｐ１，Ｐ２…代表点
Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｆ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｆ）…検出候補点
Ｓ，Ｔ，Ｕ…中間位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造は、複数の内部電極をマザーのセラミックグリーンシートの表面に印刷する工程と、このマザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを加圧密着させて未焼成のセラミック積層ブロックを形成するプレス成形工程と、セラミック積層ブロックを内部電極の配置に合わせてカットし、個々の積層セラミックチップを切り出すカット工程と、カットした積層セラミックチップを焼成する工程と、焼成した積層セラミックチップに外部電極を形成する工程とを順次経て行われる。
【０００３】
ところで、セラミック積層ブロックを所定の位置でカットして積層セラミックチップを切り出すために、セラミックグリーンシートに複数の内部電極を印刷する工程で、カットの位置決め用の印刷マークも印刷している。そして、このセラミックグリーンシートを複数枚積層、圧着して、複数の印刷マークからなる位置決めマークを端面に露出させたセラミック積層ブロックを形成する。次に、この位置決めマークをＣＣＤカメラなどで撮像して検出することにより、カットの位置を正確に決め、個々の積層セラミックチップを切り出している（特許文献１参照）。
【０００４】
図１９は、ＣＣＤカメラで撮像されたセラミック積層ブロックの位置決めマークの画像を模式的に示したものである。図１９において、１２１はセラミック積層ブロックの端面を表示し、１２２ａ，１２２ｂは背景を表示している。位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは、セラミック積層ブロックの厚み方向に並設されている。背景１２２ａ，１２２ｂや位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは、セラミック積層ブロックの端面１２１よりも相対的に色濃度が高い。
【０００５】
位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆは色濃度差により二値化された後、位置決めマーク１２３ａ〜１２３ｆ毎に外接長方形と面積が計算される。外接長方形の横方向の長さが予め設定された所定長さ以上かつ面積が予め設定された値以上のマークをマーク候補として選択する。さらに、選択された各マーク候補に外接する長方形を所定の大きさに拡大してなる外接拡大長方形を計算する。次に、外接拡大長方形同士が重なり合っているマーク候補同士を１のグループとして、全マーク候補がグループ分けされる。
【０００６】
次に、得られたグループ内の全マーク候補の面積の和が最大のグループを選択し、カット用位置決めマークグループと決定する。決定された位置決めマークグループに含まれている全カット用位置決めマークの最左端Ａ及び最右端Ｂの中点位置Ｃを計算し、この中点位置Ｃから所定距離離れた位置Ｄをカットする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−１８８００６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載の位置決めマーク検出方法は、図１９の画像を二値化してから処理するため、位置決めマーク部分と非マーク部分間で明暗のコントラストがないと、カット位置検出ができなかった。また、コントラストがとれたとしても、セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合、その都度、二値化しきい値の再設定が必要になるという問題があった。さらに、従来技術では、位置決めマークの面積と長さによりマーク部分と非マーク部分を識別するため、位置決めマークの長さや面積が変わるたびに条件設定を変更する必要があった。
【０００９】
また、電子部品の能力向上のためセラミックグリーンシートの厚みが薄くなってきているが、このような場合、セラミック積層ブロックの厚み方向において印刷マーク同士間の距離が小さくなり、図２０に示すように印刷マーク同士が分離できないほど近接して一つの塊となった位置決めマーク１２３の中点位置を検出しなければならない。このため、従来技術では検出候補が一箇所のみとなり、図２０に示すように、ごみ１３０の付着で中点位置Ｃが本来検出すべき位置Ｅとは異なる位置にずれることがあった。あるいは、図２１に示すように、撮像面のハレーションで画像の一部が白くなって位置決めマーク１２３に見掛け上の欠け１３１ができ、面積不足で位置決めマーク１２３をごみと見倣して検出対象から外してしまうことがあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、従来と比べて条件設定の変更が少なく、かつ、位置決めマークの形状によらずゴミやハレーション等の外乱に強い正確な位置検出ができる位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、第１の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出装置であって、前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された位置決めマークの画像から位置決めマークを検出する検出手段と、予め撮像された位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とする演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられたカット用位置決めマークを有したセラミック積層ブロックを、前記カット用位置決めマークを基準にして所定のサイズ毎にカットして積層セラミックチップを切り出す積層セラミック電子部品のカット装置であって、前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、前記テーブルの上方に配置されたカット手段と、前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像されたカット用位置決めマークの画像からカット用位置決めマークを検出する検出手段と、予め撮像されたカット用位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めてカット用位置決めマークの中間位置とする演算手段とを備え、前記カット用位置決めマークの中間位置もしくは該中間位置から所定距離離れた位置を、前記カット手段でカットすること、を特徴とする。
【００１５】
さらに、第３の発明は、複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出方法であって、予め位置決めマークを撮像し、該位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶しておき、位置決めされることが予定されているセラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として記憶し、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、撮像画像を二値化せず、正規化相関値を基にパターンマッチングを行うため、低コントラストの撮像画像でも安定して検出が可能である。セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチング条件の設定の変更なしで安定して位置検出ができる。位置決めマークの両側のみを用いるため、位置決めマークの長さや面積がばらついたり変化したりしても、パターンマッチング条件設定変更なしで安定して位置検出ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態では、積層コンデンサを例にして説明するが、積層インダクタ、積層ＬＣ複合部品、多層デバイス、多層基板などの積層セラミック電子部品であってもよいことは言うまでもない。
【００１８】
［装置の概略構成、図１および図２］
積層セラミックコンデンサの製造は、一般に、多数の内部電極を表面に設けたマザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを加圧密着させて未焼成のセラミック積層ブロックを形成するプレス成形工程と、セラミック積層ブロックを内部電極の配置に合わせてカットし、個々の積層セラミックチップを切り出すカット工程と、カットした積層セラミックチップを焼成する工程と、焼成した積層セラミックチップに外部電極を形成する工程とを順次経て行われる。
【００１９】
ここにカット工程は、図１にシステム構成が示され、図２に機械構成が示されているカット装置１を用いて行う。カット装置１は、メモリ２と、演算部（ＣＰＵ）３と、マーク位置検出部４と、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂと、表示部（ＣＲＴなどのディスプレイ）６と、データ入力部（キーボードやマウス）７と、モータ制御部８と、カット手段駆動用モータ９と、テーブル平行駆動用モータ１０と、テーブル回転駆動用モータ１１と、カット刃２２と、テーブル２１などにて構成されている。
【００２０】
メモリ２は、被カット部材であるセラミック積層ブロックをカットするためのデータを主として登録するためのものである。演算部（ＣＰＵ）３は、メモリ２に登録しておいたデータを用いて算出することにより、位置決めマークの中間位置を求める。
【００２１】
マーク位置検出部４は、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂに接続されており、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂにより撮像されたカット用位置決めマークに基づいて位置検出を行う。検出データはメモリ２や演算部３に送られる。
【００２２】
オペレータは、表示部（ＣＲＴ）６に映し出された画面を見ながら、データ入力部（キーボードやマウス）７によって所定のデータを入力する。
【００２３】
モータ制御部８は、モータ９，１０，１１に接続しており、演算部３からの指令により適当なモータ９，１０，１１を駆動する。カット手段駆動用モータ９はカット刃２２を矢印Ｋ１方向に移動させる。テーブル平行駆動用モータ１０はテーブル２１を矢印Ｋ２方向に平行移動させる。テーブル回転駆動用モータ１１はテーブル２１を矢印Ｋ３方向に回転移動させる。
【００２４】
［位置決めマーク検出方法およびカット装置の動作の第１実施形態、図３〜図１１］
次に、カット装置１の動作をセラミック積層ブロックのカット手順とともに説明する。図３は積層セラミック電子部品（本実施形態では、積層セラミックコンデンサ）製造用のマザーのセラミックグリーンシートの一例を示す平面図である。このマザーのセラミックグリーンシート２５には、後の工程で切り出される複数の積層セラミックコンデンサ用内部電極２６と、カット位置検出用電極２８（補強用ダミーパターンとしても機能している）が印刷されている。図３におけるグリーンシート２５の上下端縁に形成されている電極２８は、Ｙ方向にカット刃２２を移動させる際の位置決め検出用のものである。Ｘ方向にカット刃２２を移動させる際の位置決め検出用には、グリーンシート２５の左右端縁に形成されているコンデンサ用内部電極２６が利用される。この内部電極２６は左右端縁においてその長手方向端部をカットされた状態で左右端縁に露出している。
【００２５】
カット位置検出用電極２８はＹ方向が長手方向となる矩形状を有し、長手方向の寸法は一つの内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きい。検出用電極２８の長手方向の寸法は、本実施形態では二つの内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きくされている。さらに、三つ以上の複数の内部電極２６の長手方向の寸法よりも大きくしてもよい。
【００２６】
Ｘ方向については左右端縁に形成した内部電極２６がカット位置検出用電極となっているが、Ｘ方向においても別途カット位置検出用電極を設けてもよい。
【００２７】
このセラミックグリーンシート２５を複数枚積み重ね、圧着して、図４に示すようなセラミック積層ブロック３０を形成する（上下には内部電極の形成されていないセラミックグリーンシートが積層されている）。セラミック積層ブロック３０の左右端面には、コンデンサ用内部電極２６が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図４のＭ１の部分参照）。そして、コンデンサ用内部電極２６が帯状に露出している部分Ｍ１に挟まれた部分、すなわちコンデンサ用内部電極２６の露出していない部分２７がＸ方向のカットの位置決めマークとして機能する。
【００２８】
セラミック積層ブロック３０の手前側および奥側の端面には、カット位置検出用電極２８が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図４のＭ２の部分参照）。そして、カット位置検出用電極２８が帯状に露出している部分Ｍ２に挟まれた部分、すなわちカット位置検出用電極２８の露出していない部分２９がＹ方向のカットの位置決めマークとして機能する。
【００２９】
露出していない部分２９はＹ方向の寸法がカット位置検出用電極２８の寸法よりも小さく、Ｘ方向において内部電極２６の間に位置するように設けられている。
【００３０】
カットされるセラミック積層ブロック３０は、図２に示されているカット装置１のテーブル２１上に配置され、必要に応じて図示しない基準ガイドにより固定される。
【００３１】
カット装置１のメモリ２には、予め位置決めマーク２９（又は２７）を撮像し、図５に示すように、該位置決めマーク２９の両側のそれぞれにおいて抽出した、位置決めマーク部分２９ａと非位置決めマーク部分Ｍ２ａを含む第１登録画像３５と第２登録画像３６が記憶されている。さらに、各登録画像３５，３６内の特定位置、言い換えると、位置決めマーク部分２９ａと非位置決めマーク部分Ｍ２ａの境界位置が代表点Ｐ１，Ｐ２として記憶されている。
【００３２】
このとき、セラミックグリーンシート２５が薄い場合、コンデンサ用内部電極２６やカット位置検出用電極２８が帯状に露出している部分Ｍ１，Ｍ２を通常のＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像すると、図５に示すような一つの四角形の塊として見える。なお、図５はセラミック積層ブロック３０の端面を表示しており、３２ａ，３２ｂは背景である。
【００３３】
さて、カット装置１のテーブル２１上にセラミック積層ブロック３０が固定されると、演算部３は、メモリ２に登録されたカット開始位置のデータに基づいて、モータ制御部８に指令を出す。指令を受けたモータ制御部８は、テーブル平行駆動用モータ１０およびテーブル回転駆動用モータ１１を稼動させ、テーブル２１を所望の位置に移動させる。演算部３は、テーブル２１の移動完了信号をモータ制御部８から受け取ると、マーク位置検出部４に指令を出す。マーク位置検出部４はＣＣＤカメラ５ａ又は５ｂでカット装置１のテーブル２１上に固定されたセラミック積層ブロック３０の端面を撮像し、図６に示すような位置決めマーク２９を含んだ画像を得る。撮像画像はディスプレイ６に表示される。次に、演算部（ＣＰＵ）３は、撮像画像をセラミック積層ブロックの厚み方向に並設する四つの領域３１ａ〜３１ｄに分割し、領域３１ａ〜３１ｄごとに前記第１および第２登録画像３５，３６それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分（部分画像）３５Ａ，３６Ａを算出する。
【００３４】
なお、テーブル２１を移動させる代わりに、カット刃２２を移動させてもよく、この両者が相対的に移動可能であればよい。
【００３５】
正規化相関値は、２次元画像処理のパターンマッチングの分野で周知のものである。具体的には、登録画像３５，３６とマッチング対象である各領域３１ａ〜３１ｄの部分画像（登録画像３５，３６と同じサイズに切り出された部分画像）３５Ａ，３６Ａとの濃度値の相互演算により求まる値である。この正規化相関値が大きいほど濃度分布が一致している、すなわち画像の一致度が高いとみなせる。
【００３６】
こうして各領域３１ａ〜３１ｄごとに算出された部分画像３５Ａに対し、第１登録画像３５内の代表点Ｐ１に対応する点を検出候補点Ｐ１（Ａ），Ｐ１（Ｂ），Ｐ１（Ｃ），Ｐ１（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。同様に、各領域３１ａ〜３１ｄごとに算出された部分画像３６Ａに対し、第２登録画像３６内の代表点Ｐ２に対応する点を検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｂ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。
【００３７】
次に、図７に示すように、第１登録画像３５から求めた全ての検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ）を検出候補点群Ｇとし、第２登録画像３６から求めた全ての検出候補点Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を検出候補点群Ｈとする。このとき、検出候補点群Ｇの中で、他の検出候補点の水平位置（水平座標）と所定値以上異なる水平位置（水平座標）をもつ検出候補点を除外する。検出候補点群Ｈに対しても同様の処理を行う。
【００３８】
実際の位置決めマーク部分２９と非位置決めマーク部分Ｍ２の境界線は、図８に示すように、通常、凹凸している。従って、検出候補点群Ｇに対し、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｓ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。同様に、検出候補点群Ｈに対しても、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｔ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。
【００３９】
次に、図９に示すように、第１および第２登録画像３５，３６を利用して得られた中間位置ＳとＴのさらに中間位置Ｕ（＝（Ｓ＋Ｔ）／２）を算出する。そして、この中間位置Ｕをカット位置とし、この中間位置Ｕの検出位置データを演算部３に送る。
【００４０】
演算部３は、受け取った検出位置データに基づいて、モータ制御部８に指令を出す。指令を受けたモータ制御部８は、テーブル平行駆動用モータ１０およびテーブル回転駆動用モータ１１を稼動させ、正確なカット位置へテーブル２１を微移動させてカットの位置決め補正を行う。演算部３は、カットの位置決め補正完了信号をモータ制御部８から受け取ると、モータ制御部８に指令を出し、カット手段駆動用モータ９とテーブル平行駆動用モータ１０を稼動させてセラミック積層ブロック３０をカットしていく。つまり、カット装置１は、カット開始位置からカットし始め、カット刃２２によってセラミック積層ブロック３０を１カットする毎に、１チップ寸法だけテーブル２１を移動させる。こうして、セラミック積層ブロック３０のＹ方向のカットが終了すると、テーブル回転駆動用モータ１１を稼動させてテーブル２１を９０度回転させた後、Ｘ方向のカットを同様にして行う。
【００４１】
以上のように、カット装置１は、ＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像した画面を、四つの領域３１ａ〜３１ｄに分割し、各領域３１ａ〜３１ｄ毎にパターンマッチングにより検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を求めるので、位置決めマーク２９の形状によらず複数の検出候補点を得ることができる。従って、ごみやハレーションによって検出位置が異常である検出候補点を、他の領域の検出候補点の検出位置との比較により排除することができ、位置決めマーク２９の正確な位置検出が可能となる。
【００４２】
具体的に図１０及び図１１を参照して説明する。図１０に示すごみ４０の付着や、図１１に示すハレーションによる位置決めマーク２９の見掛け上の欠け４１で領域３１ｂの検出候補点Ｐ２（Ｂ）の水平位置は、他の領域３１ａ，３１ｃ，３１ｄの検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）の水平位置とは大きく異なる。しかし、本発明の位置決めマーク検出方法では、水平位置が他の検出候補点と所定値以上異なる検出候補点は排除するので、検出候補点Ｐ２（Ｂ）の水平位置は演算から除外される。従って、残った検出候補点Ｐ２（Ａ），Ｐ２（Ｃ），Ｐ２（Ｄ）だけで検出候補点群Ｈの中間位置Ｔを正確に算出することができる。
【００４３】
また、正規化相関によるパターンマッチングを行うので、光量変動に強く、低コントラストの撮像画像でも位置決めマーク２９の位置検出が可能である。具体的には、セラミック積層ブロック３０の材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチングの条件の設定変更なしで安定して位置決めマーク２９の位置検出ができる。
【００４４】
さらに、位置決めマーク２９の左右両側部分のみを検出に用いるので、位置決めマーク２９の長さや面積がばらついたり、変化したりしても、パターンマッチングの条件設定を変更することなく、位置決めマーク２９の位置検出ができる。
【００４５】
なお、前記第１実施形態では、最左端の検出候補点と最右端の検出候補点の中間位置を求めるのに、最左端の検出候補点の水平位置と最右端の検出候補点の水平位置の平均を求めているが、所定値以上の全候補点の水平位置の平均を求め、これを中間位置としてもよい。このことは、以下に説明する第２および第３実施形態でも同様である。
【００４６】
［位置決めマーク検出方法およびカット装置の動作の第２実施形態、図１２〜図１６］
図１２は積層セラミックコンデンサ製造用のマザーのセラミックグリーンシートの別の例を示す平面図である。このセラミックグリーンシート５０には、複数のコンデンサ用内部電極２６とカット位置検出用電極５１が印刷されている。
【００４７】
このセラミックグリーンシート５０を複数枚積み重ね、圧着して、図１３に示すようなセラミック積層ブロック６０を形成する（上下には内部電極の形成されていないセラミックグリーンシートが積層されている）。セラミック積層ブロック６０の左右端面には、コンデンサ用内部電極２６が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図１３のＭ１の部分参照）。このコンデンサ用内部電極２６が帯状に露出している部分Ｍ１が、Ｘ方向のカット位置決めマークとして機能する。
【００４８】
セラミック積層ブロック６０の手前側および奥側の端面には、カット位置検出用電極５１が帯状にかつ厚み方向に並設された状態で露出している（図１３のＭ２の部分参照）。このカット位置検出用電極５１が帯状に露出している部分Ｍ２が、Ｙ方向のカット位置決めマークとして機能する。
【００４９】
カット位置検出用電極５１はＹ方向が短手方向（幅方向）となる矩形状を有し、短手方向の寸法は一つの内部電極の長手方向の寸法よりも小さく、Ｙ方向において内部電極２６の間に位置するように設けられている。
【００５０】
カット装置１のメモリ２には、予め位置決めマークＭ２（又はＭ１）を撮像し、図１４に示すように、該位置決めマークＭ２の両側のそれぞれにおいて抽出した、位置決めマーク部分Ｍ２ａと非位置決めマーク部分５２を含む第１登録画像６５と第２登録画像６６が記憶されている。さらに、位置決めマーク部分Ｍ２ａと非位置決めマーク部分５２の境界位置が代表点Ｐ１，Ｐ２として記憶されている。
【００５１】
カット装置１のテーブル２１上に固定された、カットが予定されているセラミック積層ブロック６０の端面をＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像し、図１５に示すような位置決めマークＭ２を含んだ画像を得る。撮像画像はディスプレイ６に表示される。次に、演算部（ＣＰＵ）３は、撮像画像を四つの領域６１ａ〜６１ｄに分割し、領域６１ａ〜６１ｄごとに前記第１および第２登録画像６５，６６それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分（部分画像）６５Ａ，６６Ａを算出する。
【００５２】
こうして各領域６１ａ〜６１ｄごとに算出された部分画像６５Ａ，６６Ａに対し、第１および第２登録画像６５，６６内の代表点Ｐ１，Ｐ２に対応する点を検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）とし、それぞれの座標値をメモリ２に記憶する。
【００５３】
次に、図１６に示すように、第１登録画像６５から求めた全ての検出候補点Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｄ）を検出候補点群Ｇとし、第２登録画像６６から求めた全ての検出候補点Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｄ）を検出候補点群Ｈとする。このとき、検出候補点群Ｇの中で、他の検出候補点の水平位置（水平座標）と所定値以上異なる水平位置（水平座標）をもつ検出候補点を除外する。検出候補点群Ｈに対しても同様の処理を行う。
【００５４】
実際の位置決めマーク部分Ｍ２と非位置決めマーク部分５２の境界線は、図１６に示すように、通常、凹凸している。従って、検出候補点群Ｇに対し、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｓ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。同様に、検出候補点群Ｈに対しても、最左端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｉと、最右端の検出候補点の水平位置（水平座標）Ｊを求め、その中間位置Ｔ（＝（Ｉ＋Ｊ）／２）を算出する。
【００５５】
次に、第１および第２登録画像６５，６６を利用して得られた中間位置ＳとＴのさらに中間位置Ｕ（＝（Ｓ＋Ｔ）／２）を算出する。そして、この中間位置Ｕから所定の距離離れた位置をカット位置とし、この中間位置Ｕの検出位置データを演算部３に送る。
【００５６】
このような第２実施形態の位置決めマーク検出方法は前記第１実施形態の位置決めマーク検出方法と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
［位置決めマーク検出方法の第３実施形態、図１７および図１８］
セラミックグリーンシートの表面に形成されているカット位置検出用電極の厚みが大きい場合には、図１７に示すように、位置決めマーク８３ａ〜８３ｆがセラミック積層ブロック８０の厚み方向に並設されている撮像画面が得られる。このような場合、位置決めマーク８３ａ〜８３ｆの両側のそれぞれにおいて一つ抽出した、位置決めマーク部分と非位置決めマーク部分を含む第１登録画像８５と第２登録画像８６をカット装置１のメモリ２に記憶させておく。
【００５８】
そして、カット装置１のテーブル２１上に固定された、カットが予定されているセラミック積層ブロック８０の端面をＣＣＤカメラ５ａ，５ｂで撮像し、図１８に示すような位置決めマーク８３ａ〜８３ｆを含んだ画像を得る。この撮像画像を六つの領域８１ａ〜８１ｆに分割し、領域８１ａ〜８１ｆごとに前記第１および第２登録画像８５，８６それぞれに対し正規化相関によるパターンマッチングを行う。この後、前記第２実施形態と同様の手順でカット位置を検出することが可能である。
【００５９】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る位置決めマーク検出装置、カット装置および位置決めマーク検出方法は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００６０】
被カット部材のセラミック積層ブロックは、未焼成状態のものでもよいし、焼結状態のものでもよい。さらに、カット手段としては、カット刃による押し切り以外に、レーザやダイシングや高速度粉体や高圧噴射水などであってもよい。
【００６１】
また、本発明に係る位置決めマーク検出装置はカット装置の他に、ブレイク用溝形成装置などの任意の装置に組み込むことができる。
【００６２】
また、前記実施形態では、一つの撮像画面の中には一つの位置決めマークしか撮っていないが、複数の位置決めマークを同時に撮って位置検出を行うようにしてもよい。
【００６３】
また、本発明は、セラミックシートを積層して圧着することによりセラミック積層ブロックを形成するものの他に、セラミックスラリーを塗布および乾燥後、その上に必要な電極を形成する工程を繰り返してセラミック積層ブロックを形成するものにも適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、撮像画像を二値化せず、正規化相関によるパターンマッチングを行うので、従来に比べ、位置決めマークと非マークとのコントラストを大きくとる必要がなく、低コントラストの画像でも安定して位置決めマークの認識ができる。さらに、セラミック積層ブロックの材料変更や表面の汚れにより光の反射率が変わる場合や、長期使用での光源の劣化により光量が変わる場合でも、パターンマッチング条件の設定の変更なしで安定して位置検出ができる。位置決めマークの両側のみを用いるため、位置決めマークの長さや面積がばらついたり変化したりしても、パターンマッチング条件設定変更なしで安定して位置検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカット装置のシステム構成図。
【図２】本発明に係るカット装置の要部を示す斜視図。
【図３】積層セラミック電子部品製造用のセラミックグリーンシートの一例を示す平面図。
【図４】圧着後のセラミック積層ブロックの一部外観斜視図。
【図５】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第１実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図６】図５に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図７】図６に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図８】図７に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図９】図８に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１０】本発明に係る位置決めマーク検出方法による効果を説明するための撮像画像模式図。
【図１１】本発明に係る位置決めマーク検出方法による効果を説明するための撮像画像模式図。
【図１２】積層セラミック電子部品製造用のセラミックグリーンシートの他の例を示す平面図。
【図１３】圧着後のセラミック積層ブロックの一部外観斜視図。
【図１４】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第２実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図１５】図１４に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１６】図１５に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１７】本発明に係る位置決めマーク検出方法の第３実施形態を説明するための撮像画像模式図。
【図１８】図１７に続く手順を示す撮像画像模式図。
【図１９】従来の位置決めマーク検出方法を説明するための撮像画像模式図。
【図２０】従来の位置決めマーク検出方法による不具合を説明するための撮像画像模式図。
【図２１】従来の位置決めマーク検出方法による不具合を説明するための撮像画像模式図。
【符号の説明】
１…カット装置
２…メモリ
３…演算部
４…マーク位置検出部
５ａ，５ｂ…ＣＣＤカメラ
６…表示部
７…データ入力部
８…モータ制御部
９…カット手段駆動用モータ
１０，１１…テーブル駆動用モータ
２１…テーブル
２２…カット刃
２６…コンデンサ用内部電極
２７，２９…位置決めマーク
２８，５１…カット位置検出用電極
３０，６０，８０…セラミック積層ブロック
３５，３６，６５，６６，８５，８６…登録画像
３５Ａ，３６Ａ，６５Ａ，６６Ａ，８５Ａ，８６Ａ…部分画像
８３ａ〜８３ｆ…位置決めマーク
Ｍ１，Ｍ２…位置決めマーク
Ｐ１，Ｐ２…代表点
Ｐ１（Ａ）〜Ｐ１（Ｆ），Ｐ２（Ａ）〜Ｐ２（Ｆ）…検出候補点
Ｓ，Ｔ，Ｕ…中間位置
Claims (3)
- 複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出装置であって、
前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、
前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された位置決めマークの画像から位置決めマークを検出する検出手段と、
予め撮像された位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、
前記セラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とする演算手段と、
を備えたことを特徴とする位置決めマーク検出装置。 - 複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられたカット用位置決めマークを有したセラミック積層ブロックを、前記カット用位置決めマークを基準にして所定のサイズ毎にカットして積層セラミックチップを切り出す積層セラミック電子部品のカット装置であって、
前記セラミック積層ブロックを載置して固定するためのテーブルと、
前記テーブルの上方に配置されたカット手段と、
前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像されたカット用位置決めマークの画像からカット用位置決めマークを検出する検出手段と、
予め撮像されたカット用位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶するための記憶手段と、
前記セラミック積層ブロックに設けたカット用位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として前記記憶手段に記憶させ、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めてカット用位置決めマークの中間位置とする演算手段とを備え、
前記カット用位置決めマークの中間位置もしくは該中間位置から所定距離離れた位置を、前記カット手段でカットすること、
を特徴とするカット装置。 - 複数の内部電極が形成されており、かつ端面に前記内部電極に対し所定の位置関係を有するように設けられた位置決めマークを有したセラミック積層ブロックの位置決めマーク検出方法であって、
予め位置決めマークを撮像し、該位置決めマークの画像の両側のそれぞれにおいてマーク部分と非マーク部分を含む領域を登録画像として記憶するとともに、それぞれの前記登録画像内の特定位置を代表点として記憶しておき、
位置決めされることが予定されているセラミック積層ブロックに設けた位置決めマークの撮像画像を複数の領域に分割し、該領域毎に二つの前記登録画像それぞれに対し正規化相関値が所定の値以上かつ最大となる部分を求め、該部分に対し前記登録画像内の代表点に対応する点を検出候補点として記憶し、該検出候補点のうち水平位置が所定値以上異なる検出候補点を除外し、残った検出候補点のうち最左端の候補点の水平位置と最右端の候補点の水平位置との中間位置を求め、二つの前記登録画像により求めた二つの中間位置の更に中間位置を求めて位置決めマークの中間位置とすること、
を特徴とする位置決めマーク検出方法。
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