JPH0781034A - ワークの位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工位置では位置合わせが困難なワークの位
置合わせを容易に行う手段を提供する。 【構成】 装置上の加工位置において共同して加工に関
与する第１及び第２のワークとの位置合わせをする方法
において、第１及び第２のワークのそれぞれに第１及び
第２の位置基準を設け、第１及び第２のワークとの少な
くとも一方を加工位置と異なる位置合わせ位置に設置
し、第１及び第２の位置合わせ基準とをそれぞれ撮影可
能な第１及び第２のカメラとを加工位置と位置合わせ位
置との距離と同じ距離だけ隔てて設け、第１及び第２の
カメラで撮影した第１及び第２の映像を合成して合成映
像とし、合成映像上で第１及び第２の位置合わせ基準と
を照合しながら、第１及び第２のワークを、少なくとも
一方に設けられた位置調整手段にて移動させて位置合わ
せする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造設備においてワー
クとワークとの位置合わせ、またはワークと治具の位置
合わせに関するものであり、特に加工位置で視覚的に位
置合わせをすることができない場合に有効な位置合わせ
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製造装置においてワークの位置合わせを
する方法は種々あるが、ほとんどの場合、装置もしくは
装置に取り付けられ装置と定められた位置関係に予め調
整された治具に対してワークを位置合わせする場合の方
法である。

【０００３】ところで、スクリーン印刷などの分野で
は、印刷機に取り付けたスクリーンマスクの下方に被印
刷物である例えば絶縁基板を設置し、マスク上にインク
を置いて、スキージでインクを絶縁基板に移転塗布する
ことが行われている。スクリーンマスクは通常軽合金か
らなる枠にテトロンやステンレスの細線からなるメッシ
ュスクリーンをテンションを加えた状態で固定し、感光
液を塗布、乾燥させたのち写真製版法により所望の印刷
パターンを形成してある。一方、絶縁基板は、マスクの
下とマスクから外れた位置を往復動するワーク台に載置
されて搬送される。この場合の位置合わせはマスク上の
印刷パターンと絶縁基板との間で行われる必要がある。
しかし、マスク上の印刷パターンはマスクに対して十分
な位置寸法の精度が得られないので、印刷機の本体にマ
スクを精度良く取り付けても印刷機本体と印刷パターン
の位置関係は定まらない。一方、絶縁基板はワーク台に
固定されるが、多種の絶縁基板に対応するために複数種
類のワーク台を交換して使用することが多く、その場合
に絶縁基板を固定する位置基準も変更されるため、ワー
ク台を印刷機本体に対して精度良く取り付けたとして
も、絶縁基板と印刷機本体との位置関係は一定でない。

【０００４】また、近時被印刷物である絶縁基板は大型
化しており、従って印刷パターンも大面積となり、両者
とも寸法精度を向上させるべく工夫はされているが、全
体としても寸法誤差の絶対値は大きくならざるを得な
い。特に絶縁基板は通常合成樹脂積層板が使用されてお
り、基板加工時の熱履歴による収縮などがロットによっ
て異なるため、印刷に供する時点ではロットによって寸
法に差が生ずることが多い。このように印刷パターンと
絶縁板双方に寸法のばらつきがあるため、位置合わせは
印刷パターンと絶縁基板とを直接位置合わせをして全体
として位置ずれが少なくなる位置で合わせることが必要
となる。

【０００５】上記のスクリーン印刷の例では、マスク上
の印刷パターンが第１のワークに相当し、絶縁基板が第
２のワークに相当する。

【０００６】上記のように印刷機の本体に対して第１の
ワークである印刷パターンと第２のワークである絶縁基
板の双方とも精度良く取り付けることができず、また、
その他の不確定な要素が多いので、従来はマスクの下方
に絶縁基板を移動させて、いわば加工位置において、反
透明なマスクのスクリーンを介して絶縁基板の表面を見
て、印刷パターンの一部または印刷パターンの一部に設
けられた位置合わせ基準と、絶縁基板の外形の一部例え
ば丸孔とか、外形の一部として設けられた位置合わせ用
の位置合わせ基準、例えば丸孔とを同時に観察し、両者
間の位置ずれを観察しながら、装置に付属する、マスク
もしくはワーク台の位置調整手段によりマスクまたはワ
ーク台を移動させて位置合わせをしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
ワークである印刷パターン、第２のワークである絶縁基
板に設けられた位置合わせ基準はもともとそう大きなも
のではなく、目視で十分に位置合わせをすることは困難
であり、また、印刷機の狭いマスク上に首を差し込んで
位置合わせをすることは、更に精度を悪化させることに
なり、また、可動部分が多いこともあって安全上も問題
であった。更に、スクリーンマスクは最初は半透明であ
ってその下の絶縁基板も視認できるが、反復印刷の途中
では、インクが染みたり、または使用する洗浄溶剤によ
って白化して透明性が無くなるため、上記の方法による
位置の修正ができなくなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明は、装置上の定められた加工位置において
共同して加工に関与する第１のワークと第２のワークと
の位置合わせをする方法において、前記第１のワークと
前記第２のワークのそれぞれに第１及び第２の位置基準
を設け、前記第１のワークと前記第２のワークとの少な
くとも一方を前記加工位置と異なる位置合わせ位置に設
置し、前記第１の位置合わせ基準と前記第２の位置合わ
せ基準とをそれぞれ撮影可能な第１のカメラと第２のカ
メラとを前記加工位置と位置合わせ位置との距離と同じ
距離だけ隔てて設け、前記第１及び第２のカメラで撮影
した第１及び第２の映像を合成して合成映像とし、合成
映像上で前記第１の位置合わせ基準と第２の位置合わせ
基準とを照合しながら、第１及び第２のワークを、少な
くとも一方に設けられた位置調整手段にて移動させて位
置合わせする構成とした。

【０００９】

【作用】本願発明は、上記の前者の構成を具備すること
により、第１のワークと第２のワークが加工位置ではな
い場所に、離れている状態で位置合わせをすることが可
能となり、また、加工位置では一方のワークが視認でき
ない状態になる場合でも位置合わせが可能となる。

【００１０】

【実施例】本願発明を、スクリーン印刷の場合を代表さ
せて説明する。図１は本願の方法に使用するスクリーン
印刷機とその付属の設備である。図２は画像の処理を示
す図である。

【００１１】まず、図１において、１はスクリーン印刷
機の本体である。本体１にはマスク固定部２が設けてあ
り、マスク３がネジなどの固定手段により固定されてい
る。マスク固定部２は本体１に対して微量の位置移動が
可能なように、位置調整手段４を介して本体１に取り付
けられており、この位置調整手段４によってマスク３の
位置が微量調整できるようになっている。マスク３は矩
形の額縁上の枠３ａと該枠にテンションをかけた状態で
張られた、テトロンやステンレスなどの細線からなるメ
ッシュスクリーン５からなり、メッシュスクリーン５に
は感光液が塗布され、乾燥され、写真製版によって所望
の印刷パターン（第１のワーク）６が形成されている。
マスク固定部２の下方である印刷位置と側方の待機位置
（位置合わせ位置）との間を移動するワーク台７が設け
られている。ワーク台７の移動はレール８上を摺動して
行われる。マスク３上にはメッシュスクリーン面を押圧
しながら摺動するスキージ（図示せず）が設けられてい
る。該スキージはメッシュスクリーン５上のインクを印
刷パターン６の透孔を通して非印刷物に移転させるもの
であり、マスク面の清掃時などはマスク３の上方に移動
可能となっている。前記ワーク台７は、マスク固定部２
の側方で被印刷物である絶縁基板（第２のワーク）９が
載置され、マスク３の下方に移動した後、所望の印刷を
施され、元のマスク固定部２の側方に戻った後、印刷済
みの絶縁基板９が取り外される。

【００１２】マスク３上には、印刷パターン６の一部と
して形成された、印刷パターン６とは当然精度良い位置
関係にある位置合わせ用パターン（第１の位置合わせ基
準）１０ａ、１０ｂが形成されている。一方、前記絶縁
基板９には、位置合わせ用パターン（第２の位置合わせ
基準）１１ａ、１１ｂが設けてある。この位置合わせ用
パターン１１ａ、１１ｂは、先に印刷されたパターンの
一部として形成されている。（以下、１０ａ、１０ｂは
まとめて１０と、１１ａ、１１ｂは１１と表現すること
がある。）一般的に、一枚の絶縁基板９に数度重ねて印
刷が行われることが多いので、上記のようなことが可能
となっている。もちろん、絶縁基板９に何も印刷されて
いない場合には、絶縁基板９の外形の一部、例えば丸孔
などを第１の位置合わせ基準１１として利用することが
できる。また、位置合わせ用基準１１として、特別に外
形加工を加えても良い。前者のように印刷パターン同士
の組み合わせにおいては、位置合わせ用パターン１０と
１１を図２に示されるような形状にすると、位置合わせ
の程度が明確に判断できる。後者のように絶縁基板９の
丸孔を利用するときは、前記位置合わせパターン１０の
形状は、前記位置合わせ用丸孔より少し大きい直径のリ
ング状に形成してあり、後述のように、両位置合わせ基
準の画像を合成したときに、両者の位置ずれの程度が判
断し易い形状となっている。

【００１３】なお、前記位置合わせパターン１０は印刷
パターン６の一部であり、印刷時にインクが通過可能な
透孔なので、印刷後に、絶縁基板９に印刷移転されたイ
ンクのパターンと絶縁基板９上の位置合わせパターンや
丸孔などの位置合わせ用基準との位置関係を目視で確認
することができる。

【００１４】図１においては、マスク３のメッシュスク
リーン５上に２個の位置合わせ用パターン１０ａ、１０
ｂが設けられている。一方の絶縁基板９上にも２個の位
置合わせパターン１１ａ、１１ｂが設けられている。そ
れぞれの２個のパターン間の基準寸法は同一寸法に設定
されている。

【００１５】上記マスク上の位置合わせパターンをそれ
ぞれ撮影するための２台の第１のカメラ１２ａ、１２ｂ
がマスク３の下方に設置されている。マスク３の上方は
スキージなどがあるため、位置合わせ用パターン１０
ａ、１０ｂを撮影可能な位置に設置することが困難なの
で、下方に設置してある。また、従来のように位置合わ
せ時に絶縁基板９とマスク３を重ねて配置する必要がな
いので、この位置にカメラを設置できる。一方、ワーク
台７の待機位置（位置合わせ位置）において、ワーク台
７上の絶縁基板９の表面の２箇所の位置合わせ用パター
ン１１ａ、１１ｂを撮影可能な２台の第２のカメラ１３
ａ、１３ｂが上方に設置されている。４台のカメラは精
度良く所定の距離が保たれて連結されていて、かつ印刷
機本体１に対して微少な位置の補正をすべく移動が可能
な位置調整部材（図示せず）が設けてある。それぞれの
カメラはカメラの光軸が垂直になるように垂直に設置さ
れている。

【００１６】前記ワーク台７上の前記絶縁基板９の固定
位置は、位置合わせ位置において、マスク３上の位置合
わせ用パターン１０と絶縁基板９上の位置合わせ用パタ
ーン１１との距離が前記した第１のカメラ１２ａと１３
ａとの所定距離に近い位置になるように設定されてい
る。

【００１７】位置合わせを行う位置合わせ位置とは、ワ
ーク台７が待機位置に待機している状態をいうが、待機
位置とは別に位置合わせ位置を設定しても良い。要する
に、位置合わせ位置は、加工位置である印刷位置から前
記第１のカメラ１２ａと１２ｂとの距離だけ離れた位置
に設定すれば良いが、その距離寸法の精度が良いほど、
位置合わせが性格となる。

【００１８】第１のカメラ１２ａと第２のカメラ１３ａ
とはコントローラ１４ａに接続され、コントローラ１４
ａはモニター１５ａに接続されている。第１のカメラ１
２ｂと第２のカメラ１３ｂとはコントローラ１４ｂに接
続され、コントローラ１４ｂはモニター１５ｂに接続さ
れている。

【００１９】それぞれのカメラからは映像信号が出さ
れ、第１のカメラ１２ａと第２のカメラ１３ａとで撮影
された第１の映像１６ａと第２の映像１７ａの信号はコ
ントローラ１４ａに入力、合成されてモニター１５ａに
合成映像１８ａとして映し出され、第１のカメラ１２ｂ
と第２のカメラ１３ｂとで撮影された第１の映像１６ｂ
と第２の映像１７ｂの信号はコントローラ１４ｂに入
力、合成されてモニター１５ｂ合成映像１８ｂとして映
し出される。（図２参照。図では第１の映像を１６、第
２の映像を１７、合成映像を１８と、まとめて表現して
いる。）次に位置合わせの方法を順を追って説明する。
マスク３をマスク固定部２に取り付ける。次に待機位置
（位置合わせ位置）にあるワーク台７上に絶縁基板９を
設置する。次に、モニター１５ａを見ながらカメラ群を
印刷機本体１に対して移動させ、位置合わせ用パターン
１０ａをほぼ画像中心に位置させる。このときモニター
１５ｂ中の位置合わせ用パターン１０ｂも画像のほぼ中
央に位置する。すべてのカメラは印刷機本体に対し同時
に移動しているので、第１のカメラ１２ａおよび第２の
カメラ１３ｂで撮影される絶縁基板９上の位置合わせ用
パターン１１ａ、１１ｂもそれぞれモニター１５ａ、１
５ｂの中で移動する。次に目視で各モニター中の合成映
像１８のそれぞれふたつの位置合わせパターン１０ａと
１１ａ、１０ｂと１１ｂとの位置ずれが全体的に最も少
なくなるように、マスクに付属する位置調整手段４を利
用してマスク３即ちマスク３に付属する印刷パターン５
を移動させる。

【００２０】上記説明においては、第１のワークを一種
の治具であるところのマスクの印刷パターンに、第２の
ワークを絶縁基板にしたが、本発明は、要するに加工位
置では双方の位置を確認しづらいふたつのワークを、加
工位置以外の位置で位置合わせが可能とするものであ
り、ワークの双方がいわゆるワークであっても良いこと
は勿論のことである。

【００２１】また、位置合わせ基準は各ワークに付いて
一個以上もうけることができ、数に限定はない。位置合
わせ基準は、ワークの外形をそのまま利用しても良い
し、特別に設けても良い。

【００２２】上記の説明において、カメラはビデオカメ
ラを意味しているが、これに限らず映像信号を処理する
ことができる、例えば電子スチルカメラでも良い。ま
た、位置調整手段４は、絶縁基板側、即ちワーク台に備
えても良く、また、ワーク台とマスクの双方に備えても
良い。

【００２３】

【発明の効果】本願発明は、上記の構成を具備すること
により、第１のワークと第２のワークが加工位置ではな
い場所に、離れている状態で位置合わせをすることが可
能となり、また、加工位置では一方のワークが視認でき
ない状態になる場合でも位置合わせが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に供される装置の概念的な全体図であ
る。

【図２】本願発明の合成映像を示す図である。

【符号の説明】

１ 印刷機の本体（装置） ２ マスク固定部 ３ マスク ４ 位置調整手段 ５ メッシュスクリーン ６ 印刷パターン（第１のワーク） ７ ワーク台７ ９ 絶縁基板（第２のワーク） １０ａ，１０ｂ 位置合わせ用パターン（第１の位置合
わせ基準） １１ａ，１１ｂ 位置合わせ用パターン（第２の位置合
わせ基準） １２ａ，１２ｂ 第１のカメラ １３ａ，１３ｂ 第２のカメラ １４ａ，１４ｂ コントローラ １５ａ，１５ｂ モニター １６ａ，１６ｂ 第１の映像 １７ａ，１７ｂ 第２の映像 １８ａ，１８ｂ 合成映像

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置上の定められた加工位置において共
   同して加工に関与する第１のワークと第２のワークとの
   位置合わせをする方法において、前記第１のワークと前
   記第２のワークのそれぞれに第１及び第２の位置基準を
   設け、前記第１のワークと前記第２のワークとの少なく
   とも一方を前記加工位置と異なる位置合わせ位置に設置
   し、前記第１の位置合わせ基準と前記第２の位置合わせ
   基準とをそれぞれ撮影可能な第１のカメラと第２のカメ
   ラとを前記加工位置と位置合わせ位置との距離と同じ距
   離だけ隔てて設け、前記第１及び第２のカメラで撮影し
   た第１及び第２の映像を合成して合成映像とし、合成映
   像上で前記第１の位置合わせ基準と第２の位置合わせ基
   準とを照合しながら、第１及び第２のワークを、少なく
   とも一方に設けられた位置調整手段にて移動させて位置
   合わせすることを特徴とするワーク位置合わせ方法。
2. 【請求項２】 請求項２のワーク位置合わせ方法におい
   て、第１のワークが装置に固定された治具であり、第２
   のワークが非加工物であることを特徴とするワークの位
   置合わせ方法。