JPS61120748A - 版合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明の方法は、例えば、印刷回路基板の製作の際に、
その過程においてすでに印を施された基板上にその印を
基準として印刷を施す場合に、その印刷を正確にするた
めの版合せ方法である。

従来の技術 例えば、所定位置のスルーホールを印とする両面印刷回
路基板の製作においては、基板にスルーホール加工を施
し、その上に回路パターンを印刷することになり、この
場合、基板は印刷ステージ上に固定され、その上方に印
刷版が版枠に固定された状態で位置させられる。この状
態で、印刷版の回路パターンと基板のスルーホールとを
所定の関係で対向させることが必要となる。ところが、
印刷版を版枠に固定する際、多少のずれが生じることは
避けられない。これらのずれを印刷版あるいは被基板の
位置を調整することにより補正さ　　　　　　　する操
作が版合せである。

尚、上記版合せは、スルーホールと印刷版上のパターン
との間で位置合せを行なうものであるが、それ以外にも
基板上に予め印刷や加工されたマーク、あるいは電子部
品挿入孔やさらに′は位置合せ用に加工された孔等を印
とし、それと印刷版上の回路パターンとの間で位置合せ
を行なう場合がある。

一つの印刷ステーノ上で、位置合せと印刷を繰返し行な
うものとして、例えば特開昭５７−１３３６９４号「ス
クリーン印刷機の位置合せ装置」が公知である。これは
第２図に示すようにスクリーン１１に印刷パターン版１
２を形成してなる印刷版１０の被印刷部１７．１７’（
印刷パターンの形成されていない部分）の所定位置にピ
ンホール１４．１４’を穿設し、印刷版１０と対向状態
に配設されている印刷ステージ３１上の所定位置にそれ
ぞれ第３図に示すように４つの領域１５１〜１５４に分
けられた受光体ｉ　ｓ、ｉ　ｓ’　を配置し、その受光
体１５．１５’　とピンホール１４．１４’　を挟んで
光源１８．１８’　を対向したものであり、版合せは、
そのピンホール１４．１４’　を介した光が受光体１５
．１５’のどの領域に達したかをその出力変化により判
別し、それに応じて印刷版１０の固定された版枠１３あ
るいは印刷ステージの位置を調整することにより行なわ
れる。

ただし、以上の操作は、印刷版１０と印刷ステージ３１
との間で版合せを行なったことになり、したがって、印
刷版１０と例えば基板よりなる被印刷体１９との版合せ
のためには、被印刷体１９を印刷ステージ３１に対して
所定位置に位置決めしておかなければならない。さて、
印刷ステージ３１に対する被印刷体１９の位置決め法と
しては、被印刷体１９に穿った〃イド孔とステージ３１
に設けたピ／との嵌合による方法、あるいは被印刷体１
９の外側２辺をステージ３１上に設けたがイドバーに押
付ける方法等があるが、後者は精度的に難点があるため
主に前者が用いられる。

しかしながら、前者ではビンと〃イド孔との嵌合を自動
化することが困難なため作業効率の低下が避けられない
。

また、このように、印刷版１０と印刷ステージ３１、印
刷ステー：）３１と被印刷体１９とを所定の位置関係に
保っても実際の印刷作業をした場合には印刷版１０の遊
びによる微小なずれが避けられず、最終的には、被印刷
体１９上に試し刷りを行なって印刷ステージ３１上の受
光体１５．１５’の位置あるいは版枠に対する印刷版の
位置の微調整を必要とし、この面でも作業効率の低下が
避けられなかった。

上記問題点を検討するのに、作業効率の第　　　−１の
低下要因は、印刷ごとに繰返し行なわれる印刷ステージ
３１に対する被印刷体１９の位置決めである。

ところで、いま、前記第２図において、被印刷体１９が
印刷ステー：）３１の全中にわたっていて、その被印刷
体１９上の所定位置に受光体１５．１５’が存在してい
ると想定すると、被印刷体１９の印刷ステージ３１に対
する位置決めは不要となる。

この上うに被印刷体１９上に受光体１５．１５′を設け
ることは、実際上では難しいが、それと同等のことは被
印刷体１９の印刷パターンの印刷されるべき部分と所定
の関係を有する位置にあらかじめ貫通孔や模様などのマ
ークを形成しておき、それがピンホール１４゜１４′と
一致するように印刷ステー：）３１あるいは版枠１３を
調整することで達成可能である。ただし、その自動化に
は、マークとピンホールとの対向状態を自動的に検出し
、それに応じて印刷ステージ３１あるいは版枠１３の調
整が行なわれるようにしなければならない。しかし、小
径のピンホールを介して整合マークを検出することは困
難である。この解決には、第４図に示すように、印刷版
ゞ　　　　　１０にはピンホール部分を拡大させて孔部
３゜３′を設けると共に、その上部に被印刷体１９上の
マーク２．２′の位置を検出するための例えば、ビデオ
カメラとその画像信号処理部からなり、マークの重心座
標を検出するようにしたイメージセンサ１，１′を配置
し、そのイメージセンサ１，１′の座標上の所定点、例
えば原点が印刷版１０のピンホール位置と一致するよう
にイメージセンサ１，１′を位置決めしておく具とが考
えられる。これによれば、被印刷体１９は印刷ステージ
３１に対して精密な位置決めされていなくても、その所
定位置を表わすマ一り２，２′の位置は、印刷版１０の
所定位置に設けられたイメージセンサ１，１′によって
検出され、その検出値と位置決めの目標値であるイメー
ジセンサ１，１′の例えば原点とのずれに応じて版枠１
３あるいは印刷ステージ３１の位置が調整されることに
なる。すなわち、これは印刷版１０と所定の位置関係に
あるセンサ１゜１′に対して被印刷体の所定位置を位置
決めする操作、すなわち整合を行なったものであり、こ
れで印刷版１０と被印刷体１９との間での版合せがなさ
れたことになる。

しかし、これにおいては、被印刷体の代わ　−りにイメ
ージセンサ１，１′を印刷版の所定位置に位置決めする
という操作が必要であり、前記と同様位置合せよでには
多数回の試し刷を必要とする。

以上は、印刷ステージ上で位置合せと印刷を行なってい
る例であり、能率が悪い。これに対して、被印刷体の位
置合せすなわち整合と印刷を別々に行なって印刷を連続
的にしたのが例えば、本出願人の提案に係る特開昭５７
−１０９６５５号「印刷装置」である。この装置は、第
１図に示すように印刷８！１０と直列に位置決め専用の
整合機２０を設け、その印刷ステージ３１、整合ステー
ジ２１には中間に搬送ステージ４１の通路を形成してそ
の通路にレール４２を設け、そのレール４２に搬送ステ
ージ４２を係合させたちのであり、各ステー：）２１，
３１．４１はいずれも被印刷体１９の吸着機能を有し、
主だ、搬送ステージ４１の長さは、整合、印刷の両ステ
ージ２１．３１間距離とほぼ同じであり、さらに、レー
ル４２は第５図（ａ）〜（Ｃ）の３段階の高さ変化機能
を有し、それにより搬送ステージ４１の上面を整合、印
刷の各ステージ２１゜３１の上面に対して水平、突出、
陥没させられるようになっている６第６図は、前記整合
＠２０の一例である。これは第１の台座５１から突出さ
せた軸５２に第２の台座５４を回動自在に係合させると
共に、それを球座５３．５３によ言）支持させ、台座５
４の右方への延伸部５５を５３により支持させ、台座５
４の右方への延伸部５５を第１の台座５１上に固定され
たパルスモータ５６の回転軸とフレキシブル継手及びボ
ールねじ機構を介して結合し、前記第２の台座５４には
紙面と直交する方向にあり溝を形成し、そこに第３の台
座５８の下部に設けられた溝部材５７を摺動自在に嵌合
し、その溝部材５７の前端部は第２の台座５４に固定さ
れたパルスモータ５９の回転軸とボールねし機構を介し
て結合し、第３の台座５８上には左右方向にあり溝を形
成してそこに整合ステージ２１の下部に設けられた溝部
材６０を摺動自在−こ嵌合し、その溝部材６０の右端部
を第３の台座５８に固定されたパルスモータ６３の回転
軸とボールねしを介して結合したものであり、その整合
ステージ２１と対向させて第１、第２のイメージセンサ
６１．６２が配置される。尚、第１、第２のイメージセ
ンサ６１，６２の配置位ｉは、前記第４図にて説明しｔ
こイメージセンサ１．１′の位置を搬送ステー７４１の
ストローク分だけ左方にずらした位置となる。

以下、この装置に上る印刷のプロセスを説明する。先ず
、被印刷体１９を整合ステージ２１上に供給し、その直
交する２側辺を〃イド板２２、〃イーピン２３（突出と
陥没機能５　　　　　　　　を有する）にプッシャー２
５．２６により押付ける粗位置決めを行なった後、被印
刷体１９を整合ステージ２１上に吸着させる。尚、この
ときピン２３．２３は陥没させられる。続いて、第１、
第２のイメージセンサ６１゜６２により被印刷体１９上
のマーク２，２′の像の位置を検出し、その検出位置と
それの存在すべき位置、すなわち整合目標位置とのずれ
に応じてパルスモータＳ　１．Ｓ　９，６３の回転量を
制御させ、整合ステージ２１の回動方向、紙面と直交す
る方向と左右方向の２方向の整合を行なわせる。続いて
、搬送ステージ４１を＠５図（、）の水平状態にして整
合ステージ２１上の被印刷体１９をそれに吸着させ、吸
着後、整合ステージ２１による吸着を解除し、次いで搬
送ステージ４１を第５図（ｂ）の突出状態にして搬送ス
テージ４１を右方に所定ストローク移動させる。これに
より整合済の被印刷体１９は印刷ステージ３１上に達し
、この状態でこれを印刷ステージ３１に吸着した後、搬
送ステージ４１の吸着を解除する。そして、印刷Ｗ１３
０による印刷を行なわせる。これと同時に、搬送ステー
ジ４１は第５図（ｃ）の陥没状態にさｈ、左方に所定ス
トローク戻され、続いて整合テーブル２１上で次の被印
刷体の整合が行なわれる。そして、整合、印刷が完了す
ると前記と同様にして整合済の被印刷体が印刷ステージ
３１上に、印刷済の被印刷体は印刷機３０の右方の図示
されていない搬出機の位置に移動させられ、前記手順が
繰返される。

以上により整合、印刷の作業効率は向上するが、それに
先立って行なわれる印刷版１０に対するイメージセンサ
６１．６２の位置合せは、依然として煩雑な操作を必要
とする。

すなわち、この操作は試し刷りを行なって所定の整合マ
ークと印刷パターン間距離に対するずれを測定し、その
ずれ分だけイメージセンサの位置を調整した後再び試し
刷りをして最終的にずれをＯに追込む方法であり、多大
の時間を要する問題点がある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、印刷版とイメージセンサとの位置合せが煩雑
で、かつ多大の時間を要するという問題点を解決しよう
とするものである。

問題を解決するための方法 さて、上記問題点の解決にあｔこ９、今、印刷ステージ
にて被印刷体と印刷版が所定の位置関係で対向している
状態のもとで整合マークと対向する印刷版上に新たにグ
ミ−マークの印刷部を形成し、その位置関係を検討して
みる。

尚、この印刷版上のグミ−マーク印刷部の形成位置は、
被印刷体と印刷版を対向させて求める必要はな（、被印
刷体上の印刷予定パターンと整合マークの位置関係を印
刷版上のパターン印刷部とグミーマーク印刷部との位置
関係に置き換えるだけでよい。そして、被印刷体を整合
ステージ上に位置させ、予め定めた暫定的な整合目標位
置に整合マークを整合させる整合を行なった後、それを
搬送ステージにより所定ストローク移動させ、印刷又テ
ーラ上に位置させて前記のダミーマークを印刷させてみ
る。こうすると、印刷版と被印刷体位置とが所定状態に
あれば、ダミーマークは整合マーク上に重ね刷されるが
、所定関係になければ両マークはずれることになる。

さて、このずれについて再び整合ステージ上で検討する
ために印刷済の被印刷体を搬送ステージにより逆方向に
所定ストローク移送し、整合ステージ上に位置させてみ
る。そうすると、当然整合マークの位置は前記の整合に
おける暫定的な整合目標位置を示しているが、ダミーマ
ークの位置は、印刷版と被印刷体とを所定の立置関係で
対向させるために整合マークを合わせるべき位置、すな
わち真の整合目標位置をその＊よ示すことになる。した
がって、このダミーマーク位置を新たに整１　　　　　
金目標値として設定しなおし、それに対しての整合を行
なえば、常に印刷版と被印刷体とは所定の位置関係に保
たれることになる。

本発明は、上記検討結果に基づいてなされたものであり
、平面上の直交する２方向及び回動方向に対する移動制
御機能を有する整合機の整合ステージ上に、所定の２ケ
所に整合マークを有する被印刷体を固着し、その整合ス
テージと対向させて所定位置に配置した第１、＠２のイ
〆−ジャンサにより前記整合マークの位置を検出し、そ
の検出位置と整合目標位置とのずれに応じて前記整合ス
テージの各方向の移動量を制御することにより整合を行
なわせ、次いで、その整合済の被印刷体を整合ステージ
上から搬送機の搬送ステージ上に固着換えし、搬送ステ
ージの所定ストロークの移動により前記整合済被印刷体
を印刷機の印刷ステージ上に移送させた後、印刷ステー
ジ上に固着換えし、印刷版に上り印刷を行なう印刷法に
おける版合せ法において、印刷版とイメージセンサとの
位置合せが１回だけの試し刷りのみで行なえる方法を提
供するものである。すなわち、本発明では印刷版の製版
に際し、版合せ完了状態において被印刷体の整合マーク
と対向する印刷版上に、グミ−マークの印刷部を形成す
る。しかして、印刷版の形成において、このような所定
関係のダミーマークの印刷部を正確に形成することは容
易であり、また、そのダミーマークは、印刷の際には整
合マーク上に重ね刷されるだけであり、印刷過程や被印
刷体に何等の支障もきたさない。そして、版合せに際し
ては、先ず、被印刷体と略同寸法で、整合マークの付さ
れていない試し開用の試験印刷体あるいは被印刷体の上
に整合マークを覆うための試し開用の膜等を貼付した試
験印刷体を印刷ステージ上に固着し、印刷を行なわせる
。これにより試験印刷体上には、所定の印刷と共にダミ
ーマークが印刷される。続いて、この試験印刷体を印刷
ステージから搬送ステージ上に固着換えし、整合機側に
所定ストローク移動する。これにより試験印刷体は、整
合ステージ上に位置し、この状態での試験印刷体上に印
刷されているダミーマークの位置は、前記印刷版のダミ
ーマーク印刷部と搬送ステージのストローク分だけ離れ
た位置となる。次いで、この状態で第１、第２のイメー
ジセンサによりそのダミーマークの位置を検出し、その
位置を前記整合機における整合目標値として設定する。

以上が版合せである。

以下、前記の整合は、整合ステージ上に供給された被印
刷体の整合マークを第１、＠２のイメージセンサにより
検出し、それと前記版合せにおいて設定された整合口【
＝位置との偏差に応じて整合ステージの各方向の移動量
を制御することにより行なわれ、整合完了後の被印刷体
は所定ストローク移動させられて印刷ステージ上に位置
させられた後、印刷版による印刷が行なわれることにな
る。

尚、ここではイメージセンサによるダミーマーク、整合
マークの位置検出法については詳述していないが、各マ
ークの像の濃淡を２値化した後、その重心を算出し、そ
れをイメージセンサの座標系により表わす方法等が公知
（例えば日経メカニカル１９８４゜７３３０２０５．／
２１３）であり、適宜の画像処理法が利用できる。

また、マークの検出位置と整合目標座標先のずれに応じ
て整合機を制御する方法についても詳述していないが、
これらのずれは幾何学的に算出し得るものであり、その
各方向のずれｌこ応じて前記整合機２０（第６図参照）
のステッピングモータ５９，５６．６３に供給するパル
ス量を制御することにより行なわれる。

実施例 第１、第２のイメージセンサに分解能 １０μＩのものを用い、整合マークは被印刷体である５
００Ｘ６００ｍｍの回路基板上に穿たれた１７８インチ
の孔とした場合において１、　　　　　　　　本発明に
よれば、±１０μｌ１１（検出分解能）以内の位置決め
精度の印刷が、１回の試し刷のみで達成されている。

発明の効果 以上のとおりであり、本発明は、印刷時に整合用マーク
と対向する印刷版上に、ダミーマークの印刷部を設けて
おき、版合せに際しては、そのグミ−マークを試験用印
刷体に印刷後、その試験用印刷体を所定ストロークだけ
離れた整合ステージ上に位置させてグミ−マークの位置
を検出し、それを整合目標座標として設定するものであ
り、自動的に版合せを行なわせることができ、版合せを
簡単に、かつ短時間で行なわせられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一例を示す平面
図、第２図は従来の版合せ法を実施するための装置を示
す正面図、第３図は第２図のものの受光体の構成を示す
平面図、第４図は本発明に至る過程において考えた版合
せ法を実施するための装置を示す正面図、第５図は第１
図の搬送ステージの印刷、整合ステージに対する３段階
の高さ変化状態を示す側面図、第６図は第１図の整合機
の正面図である。 ２１：　整合ステージ ３１：　印刷ステージ ４１：　搬送ステージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、平面上の直交する２方向及び回転方向に対する移動
   制御機能を有する整合機の整合ステージ上に、所定の２
   ケ所に整合マークを有する複印刷体を固着し、その整合
   マークと対向させて所定位置に配置した第１、第２のイ
   メージセンサにより前記整合マークの位置を検出し、そ
   の検出位置と整合目標位置とのずれに応じて前記整合ス
   テージの各方向の移動量を制御することにより整合を行
   なわせ、次いで、その整合済の複印刷体を整合ステージ
   上から搬送機の搬送ステージ上に固着換えし、搬送ステ
   ージの所定ストロークの移動により前記整合済被印刷体
   を印刷機の印刷ステージ上に移送させた後、印刷ステー
   ジ上に固着換えし、印刷版により印刷を行なうようにし
   た印刷法における版合せ方法であり、前記印刷版には、
   前記整合用マークと対向する箇所にダミーマークの印刷
   部を設けておき、前記の整合、搬送、印刷に先立って、
   印刷ステージ上に前記整合マークを付していない試験印
   刷体を固着して印刷を行ない、次いで、その印刷済試験
   印刷体を前記搬送ステージに固着換えし、逆方向に所定
   ストローク移動して整合ステージ上に位置させ、第１、
   第２のイメージセンサによりそのダミーマークの位置を
   検出し、それを前記整合における整合目標位置として設
   定するようにしたところの版合せ方法。