特許 6141507 スクリーン印刷用検査データの作成ユニット、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷用検査データの作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6141507

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】スクリーン印刷用検査データの作成ユニット、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷用検査データの作成方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 33/00 20060101AFI20170529BHJP

   B41F 15/12 20060101ALI20170529BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   B41F33/00

   B41F15/12 A

   H05K3/00 Q

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-503783(P2016-503783)

(86)(22)【出願日】2014年2月19日

(86)【国際出願番号】JP2014000862

(87)【国際公開番号】WO2015125173

(87)【国際公開日】20150827

【審査請求日】2016年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】水嶋 孝智

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４０４８８７６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２００７−５２７５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１４６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９８３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１２７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０３４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６８１０１３８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｆ ３３／００−３３／１８

Ｂ４１Ｆ １５／００−１５／４６

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗布材料を透過させる複数の開口部が形成されたスクリーンマスクの下面を撮像して画像データを出力する撮像手段と、
前記撮像手段の視野に応じて前記スクリーンマスクの下面をマトリックス状に分割した撮像エリアを設定するエリア設定手段と、
各撮像エリアごとに前記スクリーンマスクの下面を撮像できるように前記撮像手段を移動するドライブ手段と、
前記撮像手段が出力した、前記スクリーンマスクの各撮像エリアごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する結合手段と、
結合処理された画像データから前記スクリーンマスクの前記開口部のデータを特定する特定手段と、
特定された開口部のデータに基づいて、検査用のデータを生成する生成手段と、
前記撮像手段が出力した画像データを一時的に保存する作業領域と
を備え、
前記結合手段は、前記スクリーンマスクの一辺に沿う、前記撮像エリアの一行分又は一列分を一単位として、二単位分の撮像エリアの画像データを前記作業領域に保存するように構成されており、
前記特定手段は、前記作業領域に保存された前記二単位分の画像データから前記開口部のデータを特定するように構成されている
スクリーン印刷用検査データの作成ユニット。

【請求項2】

請求項１記載のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、
前記ドライブ手段は、前記スクリーンマスクの一辺に沿って前記撮像エリアを往動するように前記撮像手段を駆動するとともに、前記撮像手段が往動した撮像エリアに隣接する次の撮像エリアを、往動した方向と逆方向に復動するように前記撮像手段を駆動するように構成されており、
前記撮像手段は、往動時にも復動時にも前記スクリーンマスクの下面を前記撮像エリアごとに順次、撮像するように構成されている
スクリーン印刷用検査データの作成ユニット。

【請求項3】

請求項１または２に記載のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、
前記結合手段は、前記特定手段が前記開口部のデータを特定した後、前記作業領域の画像データを最初の一単位分から順に削除して、後続する画像データの保存順序を繰り上げるものである
スクリーン印刷用検査データの作成ユニット。

【請求項4】

請求項３に記載のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、
前記特定手段は、前記結合手段が前記作業領域に画像データを保存するのに先立って、個々の撮像エリア内に全体が含まれている開口部のデータを特定するように構成されている
スクリーン印刷用検査データの作成ユニット。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか１項に記載のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、
前記特定手段が前記開口部のデータを特定するのに先立って前記画像データを二値化する二値化手段をさらに備えている
スクリーン印刷用検査データの作成ユニット。

【請求項6】

フレームと、
前記フレームに取り付けられたスクリーンマスクと、
請求項１〜５の何れか１項に記載のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットと
を備えたスクリーン印刷装置であって、
前記撮像手段は、前記スクリーンマスクの下面を撮像するマスク撮像カメラで構成されており、
前記ドライブ手段は、前記フレームに取り付けられ、前記マスク撮像カメラを前記スクリーンマスクに対し相対的に駆動するサーボモータで構成されている
スクリーン印刷装置。

【請求項7】

スクリーン印刷用検査データの作成方法であって、
塗布材料を透過させる複数の開口部が形成されたスクリーンマスクの下面をマトリックス状に分割した撮像エリアを設定するエリア設定ステップと、
各撮像エリアごとに前記スクリーンマスクの下面を撮像して画像データを取得する撮像ステップと、
前記スクリーンマスクの各撮像エリアごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する結合ステップと、
結合処理された画像データから前記スクリーンマスクの前記開口部のデータを特定する特定ステップと、
特定された開口部のデータに基づいて、検査用のデータを生成する生成ステップと
を備え、
前記結合ステップは、前記スクリーンマスクの一辺に沿う、前記撮像エリアの一行分又は一列分を一単位として、二単位分の撮像エリアの画像データを作業領域に保存する処理を含み、
前記特定ステップは、前記作業領域に保存された前記二単位分の画像データから前記開口部のデータを特定する処理を含む
スクリーン印刷用検査データの作成方法。

【請求項8】

請求項７記載のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、
前記撮像ステップは、撮像手段を用いて前記スクリーンマスクの下面を撮像する処理であって、前記スクリーンマスクの一辺に沿って前記撮像エリアを往動するように撮像手段を駆動するとともに、前記撮像手段が往動した撮像エリアに隣接する次の撮像エリアを、往動した方向と逆方向に復動するように前記撮像手段を駆動する処理を含むとともに、往動時にも復動時にも前記スクリーンマスクの下面を前記撮像エリアごとに順次、撮像する処理を含む
スクリーン印刷用検査データの作成方法。

【請求項9】

請求項７または８に記載のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、
前記結合ステップは、前記特定ステップが前記開口部のデータを特定した後、前記作業領域の画像データを最初の一単位分から順に削除して、後続する画像データの保存順序を繰り上げる処理を含む
スクリーン印刷用検査データの作成方法。

【請求項10】

請求項９に記載のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、
前記特定ステップは、前記結合ステップが前記作業領域に画像データを保存するのに先立って、個々の撮像エリア内に全体が含まれている開口部のデータを特定する処理を含む
スクリーン印刷用検査データの作成方法。

【請求項11】

請求項７〜１０の何れか１項に記載のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、
前記特定ステップにおいて前記開口部のデータを特定するのに先立って前記画像データを二値化する二値化ステップをさらに備えている
スクリーン印刷用検査データの作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スクリーン印刷用検査データの作成ユニット、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷用検査データの作成方法に関し、特に、スクリーンマスクの検査用データを作成するためのスクリーン印刷用検査データの作成ユニット、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷用検査データの作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品の実装工程は、プリント基板に塗布材料（printable materials）を塗布する印刷工程と、印刷工程後の塗布材料の印刷状態を検査する検査工程と、検査工程後に塗布材料が塗布されたプリント基板に電子部品を実装する実装工程とを含む。

【0003】

印刷工程としては、スクリーン印刷による方法が広く用いられている。スクリーン印刷は、基板の表面に塗布材料が塗布する技術である。塗布材料を塗布するため、基板には、スクリーンマスクが用いられる。スクリーンマスクは、基板に印刷される回路パターンに対応する開口部（孔）が形成されたステンシルの一種である。印刷工程では、スクリーンマスクは、基板の表面に重装される。スクリーンマスクの上には、塗布材料が供給される。塗布材料は、スキージによってローリングされる。ローリングされた塗布材料は、開口部を通して基板に塗布される。印刷工程の後においては、実装工程の前に検査工程が行われる。

【0004】

検査工程においては、印刷部位に正しく塗布材料が印刷されているか否かが判定される。この検査工程においては、合否判定の基準となる検査用データが必要となる。検査用データをスクリーンマスクの設計用データ（典型的にはＣＡＤデータ）から生成した場合、現物の公差や、経時劣化の影響等により、現物と検査用データとの間にずれが生じ、正確な検査ができなくなる。よって、特許文献１や特許文献２に開示されている技術では、印刷に用いられる実物のマスクプレートから検査用データを取得する方法が採用されている。

【0005】

マスクプレートの開口部を画像認識によって検出する場合、撮像に用いられるカメラの撮像視野は、一般にマスクプレートのサイズよりも小さい。そのため、画像認識に際しては、撮像視野をマスクプレート上で移動させながら複数回撮像し、複数の画像を取得する必要がある。複数の画像から、検査用データを生成する際には、個々の撮像視野からはみ出した開口部を一つの開口部として正確に再現する必要がある。

【0006】

そこで、特許文献１の構成では、マトリックス配列の視野位置に撮像視野を順次移動させて複数の画像を取得する際に、開口部の一部がはみ出した不完全開口部が検出された場合には、その不完全開口部を当該画像における結合対象開口部として特定し、個別に登録する。次いで、この画像に係る不完全開口部と、この画像に隣接する撮像視野で得られた画像における不完全開口部とを結合して、一つの開口部を生成する結合処理を実行している。

【0007】

また、特許文献２の構成では、マトリックス配列の視野位置に撮像視野を順次移動させて複数の画像を取得する際に、開口部の一部がはみ出した不完全開口部が検出された場合には、その不完全開口部のサイズに基づいて、除外エリアを決定し、データ化対象から除外エリアを除外する。次いで、上記撮像視野に隣接する位置に撮像視野を移動させる際に、除外エリアだけ撮像視野を重ね合わせて、先に除外した開口部を隣接撮像視野に含めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第４０４８８７６号公報

【特許文献2】特許第４１０００８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１の方法では、撮像視野ごとに不完全開口部の登録処理を実行する必要がある。しかし、不完全開口部の登録処理では、個々の開口部の断面を含むデータを取得し、登録処理を実行する必要があるため、データ処理量が多くなり、処理時間が長くなるという不具合があった。

【0010】

また、特許文献２の方法では、除外エリアを特定するための演算、特定されたエリアからデータを除去するための演算、隣接する撮像視野をシフトする処理等が必要となり、処理に時間がかかるばかりでなく、撮像視野をシフトするという煩雑な処理が必要となっていた。さらに、シフト回数の増加に伴い、撮像回数も増加することになる。そのため、処理が複雑になり、処理時間も長くかかっていた。

【0011】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、検査処理に用いられる検査用データをスクリーンマスクの画像から生成するに当たり、処理時間を短縮することのできるスクリーン印刷用検査データの作成ユニット、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷用検査データの作成方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明は、塗布材料を透過させる複数の開口部が形成されたスクリーンマスクの下面を撮像して画像データを出力する撮像手段と、前記撮像手段の視野に応じて前記スクリーンマスクの下面をマトリックス状に分割した撮像エリアを設定するエリア設定手段と、各撮像エリアごとに前記スクリーンマスクの下面を撮像できるように前記撮像手段を移動するドライブ手段と、前記撮像手段が出力した、前記スクリーンマスクの各撮像エリアごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する結合手段と、結合処理された画像データから前記スクリーンマスクの前記開口部のデータを特定する特定手段と、特定された開口部のデータに基づいて、検査用のデータを生成する生成手段とを備えているスクリーン印刷用検査データの作成ユニットである。

【0013】

また、本発明の別の態様は、スクリーン印刷用検査データの作成方法であって、塗布材料を透過させる複数の開口部が形成されたスクリーンマスクの下面をマトリックス状に分割した撮像エリアを設定するエリア設定ステップと、各撮像エリアごとに前記スクリーンマスクの下面を撮像して画像データを取得する撮像ステップと、前記スクリーンマスクの各撮像エリアごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する結合ステップと、結合処理された画像データから前記スクリーンマスクの前記開口部のデータを特定する特定ステップと、特定された開口部のデータに基づいて、検査用のデータを生成する生成ステップとを備えているスクリーン印刷用検査データの作成方法である。

【0014】

これらの態様では、現物のスクリーンマスクから検査用のデータを生成することができる。この検査用データを生成する際には、まず、撮像エリアが設定される。撮像エリアは、撮像手段の視野に応じてスクリーンマスクの下面を分割したマトリックス状に配列されている。スクリーンマスクは、撮像エリア毎に撮像され、画像データが生成（出力）される。出力された複数の画像データは、まず一枚の画像を表す画像データに結合される。この処理の後に、結合された画像データから開口部のデータが特定される。従って、開口部の一部が撮像エリアからはみ出している場合においても、分割された開口部毎のデータを特定し、個別に保存する必要がない。そのため、処理速度を迅速化することができる。

【0015】

好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、前記ドライブ手段は、前記スクリーンマスクの一辺に沿って前記撮像エリアを往動するように前記撮像手段を駆動するとともに、前記撮像手段が往動した撮像エリアに隣接する次の撮像エリアを、往動した方向と逆方向に復動するように前記撮像手段を駆動するように構成されており、前記撮像手段は、往動時にも復動時にも前記スクリーンマスクの下面を前記撮像エリアごとに順次、撮像するように構成されている。

【0016】

また、好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、前記撮像ステップは、撮像手段を用いて前記スクリーンマスクの下面を撮像する処理であって、前記スクリーンマスクの一辺に沿って前記撮像エリアを往動するように撮像手段を駆動するとともに、前記撮像手段が往動した撮像エリアに隣接する次の撮像エリアを、往動した方向と逆方向に復動するように前記撮像手段を駆動する処理を含むとともに、往動時にも復動時にも前記スクリーンマスクの下面を前記撮像エリアごとに順次、撮像する処理を含む。

【0017】

これらの態様では、いわゆる「牛耕式」（Boustrophedon）でスクリーンマスクの下面を撮像することができる。すなわち、撮像手段がスクリーンマスクの一辺に沿って、往動する際も復動する際も撮像処理が実行される。したがって、撮像手段を一方向（例えば、分割された撮像エリアの列方向）に駆動する際に、戻りがけで空送りする時間がなくなり、撮像時間を短縮することができる。上記「一方向」は、列に限らず、行であってもよい。

【0018】

好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、前記撮像手段が出力した画像データを一時的に保存する作業領域をさらに備え、前記結合手段は、前記スクリーンマスクの一辺に沿う、前記撮像エリアの一行分又は一列分を一単位として、少なくとも二単位分の撮像エリアの画像データを前記作業領域に保存するように構成されており、前記特定手段は、前記作業領域に保存された前記二単位分の画像データから前記開口部のデータを特定するように構成されている。

【0019】

また、好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、前記結合ステップは、前記スクリーンマスクの一辺に沿う、前記撮像エリアの一行分又は一列分を一単位として、少なくとも二単位分の撮像エリアの画像データを前記作業領域に保存する処理を含み、前記特定ステップは、前記作業領域に保存された前記二単位分の画像データから前記開口部のデータを特定する処理を含む。

【0020】

これらの態様では、途切れた開口部のデータを得るために必要最低限度の画像データを扱うことができる。よって、開口部のデータを得るために必要なメモリ容量や処理容量を最小限度のものに設定することができる。

【0021】

好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、前記結合手段は、前記特定手段が前記開口部のデータを特定した後、前記作業領域の画像データを最初の一単位分から順に削除して、後続する画像データの保存順序を繰り上げるものである。

【0022】

また、好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、前記結合ステップは、前記特定ステップが前記開口部のデータを特定した後、前記作業領域の画像データを最初の一単位分から順に削除して、後続する画像データの保存順序を繰り上げる処理を含む。

【0023】

これらの態様では、いわゆるＦＩＦＯ（First In First Out）方式で、作業領域内のデータが処理される。従って、比較的小さな容量の作業領域で効率よく開口部のデータを生成すること可能になる。通常、開口部は、全長が短い。一方、撮像手段は、広視野のものが多い。よって、一行分又は一列分を一単位として、二単位分の画像データが結合されている場合、接合部分で途切れていた開口部の全体を収めることができる。よって、比較的小さな作業領域内で、効率よく、開口部のデータを特定することが可能となる。

【0024】

好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、前記特定手段は、前記結合手段が前記作業領域に画像データを保存するのに先立って、個々の撮像エリア内に全体が含まれている開口部のデータを特定するように構成されている。

【0025】

また、好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、前記特定ステップは、前記結合ステップが前記作業領域に画像データを保存するのに先立って、個々の撮像エリア内に全体が含まれている開口部のデータを特定する処理を含む。

【0026】

これらの態様では、個々の撮像エリア内に全体が含まれている開口部がある場合には、その開口部のデータが特定されるので、作業領域では、途切れている開口部の特定処理だけが実行されることになる。そのため、作業領域を使用している時間が短くなり、システム全体の負荷を低減することができる。

【0027】

好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成ユニットにおいて、前記特定手段が前記開口部のデータを特定するのに先立って前記画像データを二値化する二値化手段をさらに備えている。

【0028】

また、好ましい態様のスクリーン印刷用検査データの作成方法において、前記特定手段が前記開口部のデータを特定するのに先立って前記画像データを二値化する二値化ステップをさらに備えている。

【0029】

これらの態様では、特定手段が画像処理にするのに先立って、画像データが二値化される。よって、画像処理に必要なメモリ領域を可及的に小さくすることができる。

【0030】

さらに、本発明の別の態様は、フレームと、前記フレームに取り付けられたスクリーンマスクと、上記スクリーン印刷用検査データの作成ユニットとを備えたスクリーン印刷装置であって、前記撮像手段は、前記スクリーンマスクの下面を撮像するマスク撮像カメラで構成されており、前記ドライブ手段は、前記フレームに取り付けられ、前記マスク撮像カメラを前記スクリーンマスクに対し相対的に駆動するサーボモータで構成されているスクリーン印刷装置である。

【0031】

この態様では、既設のスクリーン印刷装置を用いて、スクリーン印刷用検査データを作成することができる。

【0032】

このように、本発明によれば、現物のスクリーンマスクから検査用のデータを生成する際に、個々の画像データを結合した後、結合された画像データから開口部のデータが生成されるので、効率よく短時間で、開口部のデータを生成することができる。よって本発明によれば、検査処理に用いられる検査用データをスクリーンマスクの画像から生成するに当たり、処理時間を短縮することができる、という顕著な効果を奏する。

【0033】

本発明のさらなる特徴、目的、構成、並びに作用効果は、添付図面と併せて読むべき以下の詳細な説明から容易に理解できるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明に係るスクリーン印刷装置の正面略図である。

【図2】同スクリーン印刷装置の要部を示す斜視図である。

【図3】同スクリーン印刷装置のブロック図である。

【図4】同スクリーン印刷装置によるスクリーン印刷用検査データの作成処理を示すフローチャートである。

【図5】図４のフローチャートにおける画像結合処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図6】図４のフローチャートによって処理されるスクリーンマスクの一例を示す正面略図である。

【図7】図６のスクリーンマスクの処理のために、撮像エリアを設定した例を示す説明図である。

【図8】図４のフローチャートにおけるスクリーン印刷用検査データの作成処理の実行過程を示す説明図である。

【図9】図４のフローチャートにおけるスクリーン印刷用検査データの作成処理の実行過程を示す説明図である。

【図10】図４のフローチャートにおけるスクリーン印刷用検査データの作成処理の実行過程を示す説明図である。

【図11】作業領域での処理過程を示す説明図である。

【図12】本実施形態に係る処理過程を示す説明図である。

【図13】図５のフローチャートにおける画像結合処理の過程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

【0036】

図１は、本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置１の正面図、図２は、そのスクリーン印刷装置の斜視図である。

【0037】

このスクリーン印刷装置１には、図外の基板搬送装置が接続されている。上記基板搬送装置は、プリント基板Ｗを一水平方向（図１では紙面と直交する方向）に搬送する。基板搬送装置が搬送した未処理のプリント基板Ｗは、スクリーン印刷装置１によって印刷される。また、スクリーン印刷装置１によって印刷されたプリント基板Ｗは、基板搬送装置によって上記一水平方向に搬出される。

【0038】

以下の説明では、上記一水平方向をＸ軸方向とし、このＸ軸方向と直交する水平方向（図１で左右方向）をＹ軸方向とする。また、Ｙ軸方向において、図１の左側を仮に前方とする。

【0039】

このスクリーン印刷装置１は、フレーム１０と、印刷ユニット２０と、テーブルユニット３０と、撮像ユニット４０と、制御部５０（図３参照）とを備えている。

【0040】

フレーム１０は、スクリーン印刷装置１の外枠を構成する。フレーム１０は、略直方体の基台１１を備えている。基台１１は、フレーム１０の下端部に配置された構造体である。フレーム１０は、スケレトン構造を有している。基台１１には、ふたつ一組の柱１２、１２が前後に立設されている。各組の柱１２は、Ｙ軸方向に延びるビーム１３とともに、Ｘ軸方向に開くゲート状の構造体を一体的に構成している。

【0041】

印刷ユニット２０は、スクリーン印刷を実行するユニットである。印刷ユニット２０は、スキージ２１を備えている。スキージ２１は、スクリーン印刷装置１の前方上方に位置する箇所に配置されている。スキージ２１の下方には、印刷パターンにあわせて開口部分が形成されたスクリーンマスク２５が着脱可能に取り付けられている。この印刷ユニット２０の詳細な構成については、本件出願人が先に提案した、例えば特許第４４５１１９２号等に開示されているので、残余の説明は、省略する。

【0042】

テーブルユニット３０は、スクリーン印刷装置１の基台１１上に設けられている。テーブルユニット３０は、上記基板搬送装置が搬送した未処理のプリント基板Ｗをクランプし、印刷ユニット２０に供給する。また、印刷が終了すると、プリント基板Ｗを上記基板搬送装置に受け渡す。このテーブルユニット３０の詳細な構成については、本件出願人が先に提案した、例えば特許第４４５１１９２号等に開示されているので、残余の説明は、省略する。

【0043】

撮像ユニット４０は、プリント基板Ｗを撮像するユニットである。撮像ユニット４０は、カメラヘッド４１を備えている。カメラヘッド４１は、フレーム１０に取り付けられている可動体である。

【0044】

カメラヘッド４１は、基板撮像カメラ４２およびマスク撮像カメラ４３を備えている。基板撮像カメラ４２およびマスク撮像カメラ４３は、何れも照明を備えたＣＣＤカメラ等から構成されている。マスク撮像カメラ４３は、本発明の撮像手段の一例である。

【0045】

基板撮像カメラ４２は、プリント基板Ｗに印刷されたフィデューシャルマークを撮像する。撮像されたマーク画像は、制御部５０で処理される。制御部５０は、このマーク画像の情報に基づいてプリント基板Ｗの配置位置を認識するように構成されている。

【0046】

マスク撮像カメラ４３は、スクリーンマスク２５を撮像する。撮像されたマスク画像は、制御部５０で処理される。制御部５０は、このマスク画像の情報に基づいて、印刷の良否判定を実行することができるように構成されている。

【0047】

カメラヘッド４１をフレーム１０に取り付けるため、ビーム１３の下面には、それぞれＹ軸方向に延びる一対のレール１４が設けられる。レール１４は、Ｘ軸方向に延びる可動ビーム１５を移動可能に担持する。またビーム１３は、ボールねじ軸１６を支持する。ボールねじ軸１６には、図略のナットが螺合している。このナットは、可動ビーム１５の背面に取り付けられている。また、ボールねじ軸１６は、フレーム１０に固定されているサーボモータ１７に連結されている。サーボモータ１７は、ボールねじ軸１６を双方向に駆動可能に構成されている。ボールねじ軸１６が一方向に駆動されると、ナットを介し、可動ビーム１５（従って、カメラヘッド４１）がＹ軸方向において、前方から後方に移動する。以下の説明では、この動作を「往動」という。また、ボールねじ軸１６が逆方向に駆動されると、ナットを介し、可動ビーム１５（従って、カメラヘッド４１）がＹ軸方向において、後方から前方に移動する。以下の説明では、この動作を「復動」という。可動ビーム１５には、上下に対向し、それぞれがＸ軸方向に延びる一対のレール（図示せず）が設けられている。カメラヘッド４１は、これらレールに移動可能に装着されている。

【0048】

また、可動ビーム１５には、サーボモータ１８が装着されている。このサーボモータ１８は、図略のボールねじ機構を駆動する。この図略のボールねじ機構は、可動ビーム１５上で、カメラヘッド４１をＸ軸方向に往復移動できるように構成されている。

【0049】

上述したサーボモータ１７、１８は、本発明のドライブ手段の一例である。

【0050】

次に、図３を参照して、制御部５０は、このスクリーン印刷装置１の動作を制御するユニットである。制御部５０は、主制御部５１と、モータ制御部５２と、画像処理部５３と、入出力装置５４とを有する。

【0051】

主制御部５１は、スクリーン印刷装置１の制御を行う中枢となるものであって、演算部５１ａと記憶部５１ｂとを備えている。

【0052】

演算部５１ａは、いわゆるＣＰＵで構成されている。演算部５１ａは、スクリーン印刷装置１の制御に関する演算を行う。記憶部５１ｂは、いわゆるメモリである。記憶部５１ｂは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、補助記憶装置を含む。記憶部５１ｂには、スクリーン印刷装置１の制御に必要なプログラムを格納するプログラム領域５１０と、制御の基準となる制御データを格納するデータ領域５１１等が設定されている。さらに本実施形態では、記憶部５１ｂに、作業領域５１２が設定される。この作業領域５１２は、後述する検査用データの作成時に一時的な画像データを記憶する。演算部５１ａは、記憶部５１ｂに格納されたプログラムや制御データを適宜読み込み、各制御部５２〜５３から入力される情報をこれらのプログラムや制御データを用いて演算し、この演算結果を各制御部５２〜５３を通じて様々な機械要素に送信することにより、これらの機械要素を制御する。

【0053】

モータ制御部５２は、上記サーボモータ１７、１８を含む各種サーボモータ６１〜６４と接続されている。各サーボモータ１７、１８、６１〜６４は、モータ制御部５２を介して演算部５１ａからの制御データを受信し、当該制御データに基づいて所定量、所定方向に回動する。また、回動時のデータを、モータ制御部５２を介して演算部５１ａに送信する。

【0054】

画像処理部５３は、基板撮像カメラ４２、マスク撮像カメラ４３と接続されているものであり、これら基板撮像カメラ４２、マスク撮像カメラ４３は、画像処理部５３を介して演算部５１ａからの制御データを受信し、当該制御データに基づいて所定タイミングで対象物を撮像する。また、撮像された画像に係る画像データを、画像処理部５３を介して演算部５１ａに送信する。

【0055】

入出力装置５４は、主制御部５１に対し、モータ制御部５２、画像処理部５３、その他の機器を接続するインターフェイスである。図示の例では、入出力装置５４を介して、制御状態をモニタするための表示ユニット７０が接続されている。

【0056】

本実施形態において、制御部５０は、本発明のエリア設定手段５２０、結合手段５２１、特定手段５２２、生成手段５２３、二値化手段５２４を論理的に構成する構成要素の具体例である。また、本実施形態において、エリア設定手段５２０、結合手段５２１、特定手段５２２、生成手段５２３、および二値化手段５２４を構成する制御部５０、並びにマスク撮像カメラ４３は、本発明の作成ユニット１００の一例である。

【0057】

以下に説明するように、エリア設定手段５２０としての制御部５０は、撮像手段としてのマスク撮像カメラ４３の視野に応じてスクリーンマスク２５の下面をマトリックス状に分割した撮像エリアＡを設定する。

【0058】

結合手段５２１としての制御部５０は、撮像手段としてのマスク撮像カメラ４３が出力した、スクリーンマスク２５の各撮像エリアＡごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する。

【0059】

特定手段２２２としての制御部５０は、結合処理された画像データからスクリーンマスク２５の開口部２５ａのデータを特定する。

【0060】

生成手段５２３としての制御部５０は、特定された開口部２５aのデータに基づいて、検査用のデータを生成する。

【0061】

二値化手段としての制御部５０は、開口部２５ａのデータを特定するのに先立って画像データを二値化する。

【0062】

換言すれば、制御部５０は、撮像手段としてのマスク撮像カメラ４３の視野に応じてスクリーンマスク２５の下面をマトリックス状に分割した撮像エリアＡを設定するエリア設定ステップと、撮像手段としてのマスク撮像カメラ４３が出力した、スクリーンマスク２５の各撮像エリアＡごとの画像データを一枚の画像を表す画像データに結合する結合ステップと、結合処理された画像データからスクリーンマスク２５の開口部２５ａのデータを特定する特定ステップと、特定された開口部２５aのデータに基づいて、検査用のデータを生成する生成ステップと、開口部２５ａのデータが特定されるのに先立って画像データを二値化する二値化ステップとを実行するユニットである。

【0063】

次に、図４以下を参照して、このスクリーン印刷装置１に使用する検査用データを作成する手順について説明する。

【0064】

以下の説明では、スクリーンマスク２５として、例えば、図６に示すような多数の開口部２５ａを有するものから検査用データを生成する場合を例に説明する。

【0065】

図４および図６を参照して、制御部５０は、まず調査視野列番号Ｃの初期値を１に設定する（ステップＳ１）。次に、調査視野行番号Ｒの初期値を１に設定する（ステップＳ２）。これらは、図６に例示したスクリーンマスクをマトリックス状に分割した場合のアドレスを決定する値である。

【0066】

すなわち、図７に示すように、制御部５０は、マスク撮像カメラ４３の視野に応じてスクリーンマスク２５の下面をマトリックス状に分割した撮像エリアＡを設定する。その際、撮像エリアＡの座標を特定するために、当該撮像エリアＡの行（row）を調査視野行番号Ｒで特定し、列（column）を調査視野列番号Ｃで特定することとしているのである。以下の説明では、個々の撮像エリアＡについて説明する場合には、符号のＡを変数としてＡ（Ｒ、Ｃ）と表記する。

【0067】

また、撮像エリアＡの調査視野行番号Ｒを変更するために、制御部５０は、インクリメント変数ｎを用いることとしている。このインクリメント変数ｎは、後述するように、牛耕式で撮像処理を実行するために、符号が適宜変更される。本実施形態においては、インクリメント変数ｎの初期値を正の値で１に設定することとしている（ステップＳ３）。インクリメント変数ｎが正の値の場合、サーボモータ１７は、マスク撮像カメラ４３が往動する方向に回転する。また、インクリメント変数ｎが負の値の場合、サーボモータ１７は、マスク撮像カメラ４３が復動する方向に回転する。

【0068】

次いで、制御部５０は、サーボモータ１７、１８等を作動させ、マスク撮像カメラ４３を撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）の撮像位置に移動する（ステップＳ４）。ここで、本実施形態において、インクリメント変数ｎが正の値の場合、サーボモータ１７は、マスク撮像カメラ４３が往動する方向に回転する。マスク撮像カメラ４３が撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）に対応する撮像位置に到着すると、マスク撮像カメラ４３は、当該撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）を撮像する。その画像データは、画像処理部５３でデジタルデータに変換され、主制御部５１に入力される（ステップＳ５）。また、この処理過程で、スクリーンマスクを保持するステージに対するカメラの取付角度等に基づき、ずれが補正される。さらに、この段階で、画像データは、二値化データに変換される。これにより、爾後のデータ処理において、必要なメモリ容量を節約することができる。

【0069】

次いで、制御部５０は、画像データに基づき、撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）に写っている開口部２５ａのうち、途切れていないものを特定して、その座標、寸法等を表す開口部情報を作成する（ステップＳ６）。図示の例では、図８に示す撮像エリアＡ（１，１）のうち、塗りつぶされている部位の開口部情報が作成される。

【0070】

次いで、制御部５０は、この画像データを作業領域に複製する（ステップＳ７）。これは、行方向、または列方向に途切れている開口部２５ａのデータを後で生成するためである。なお、このステップにおいて、途切れている開口部２５ａが全くない場合には、ステップＳ６を省略する処理を実行してもよい。

【0071】

次いで、制御部５０は、調査視野列番号Ｃに係る全ての行Ｒ（Ｃ）の撮像エリアＡの撮像が終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。仮に、残りの行Ｒ（Ｃ）が存在する場合、調査視野行番号Ｒをインクリメント変数ｎでインクリメントし（ステップＳ１０）、ステップＳ４以下の処理を繰り返す。

【0072】

一方、ステップＳ８で、調査視野列番号Ｃに係る全ての行Ｒ（Ｃ）の撮像エリアＡの撮像が終了したと判定した場合、制御部５０は、さらに、調査視野列番号Ｃが１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。これは、調査視野列番号Ｃがｎｕｌｌ、０、１の場合、作業領域に複製された画像データは、１行以下である。そのため、調査視野列番号Ｃが１以下の場合、制御部５０は、結合処理を実行することなく、次のステップに移行する。一方、変数が２以上の場合、制御部５０は、画像結合処理サブルーチンを実行する（ステップＳ１１）。画像結合処理サブルーチンの詳細は、後述する。

【0073】

次いで、制御部５０は、全ての調査視野列番号Ｃの処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。全ての調査視野列番号Ｃの処理が終了した場合、制御部５０は、最終処理を実行し（ステップＳ１３）、全処理を終了する。ここで、最終処理は、最終列において結合されていなかった画像を結合する処理、結合された画像によって結合される開口部２５ａのデータ生成処理、開口部のデータに基づいて、最終的な検査用のデータを生成する処理、作業領域に複製された画像を消去する処理、マスク撮像カメラ４３を所定の初期位置に移動させる処理等が含まれる。なお、この最終処理における画像結合処理やデータ生成処理は、原理的には、後述する画像結合処理サブルーチンでの処理と同等であるので、その詳細については説明を省略する。

【0074】

一方、残りの調査視野列番号Ｃがある場合、制御部５０は、調査視野列番号Ｃの変数をインクリメントする（ステップＳ１４）。次いで、行Ｒのインクリメント方向を決定するために、制御部５０は、インクリメント変数ｎの符号、すなわち、インクリメント変数ｎが０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。仮に、インクリメント変数ｎが正の値であった場合、制御部５０は、行の初期値を最終行の値に設定するとともに、インクリメント変数ｎの値を−１に設定する（ステップＳ１６）。その後、制御部５０は、ステップＳ４に移行し、上述した処理を実行する。インクリメント変数ｎが負の値の場合、サーボモータ１７は、マスク撮像カメラ４３が復動する方向に回転する。従って、図９に示すように、例えば、１列目の撮像エリアの終端がＡ（５，１）であった場合、次の撮像エリアは、Ａ（５，２）となる。よって、ある列の撮像エリアを撮像した後、次の列の撮像エリアを撮像する際に、マスク撮像カメラ４３を空送りするロスが生じない。２列目の撮像エリアＡ（Ｒ，２）が終了すると、マスク撮像カメラ４３は、撮像エリアＡ（１，２）に移動している。その後、撮像処理が進むと、ステップＳ１５の判定により、インクリメント変数ｎは、再び正の値に切り換えられ、その後、ステップＳ２に制御が移行する。よって、その後は、撮像エリアＡ（１，３）から撮像が開始され、３列目の撮像エリアＡ（Ｒ，３）が全て撮像される。

【0075】

そして、最終処理が終了した後は、図１０に示すように、全ての開口部について、開口部のデータが取得される。そして、その開口部のデータに基づき、検査用のデータが精緻に生成される。

【0076】

次に、図５を参照して、画像結合処理サブルーチン（ステップＳ１１）について説明する。

【0077】

このサブルーチンを実行する際、制御部５０は、まず、図１１に示すように、作業領域５１２に複製された二値化データを結合した画像データを生成する。ここで、作業領域５１２には、例えば、２列分の画像データを格納する容量が設定されており、最初の列の格納部分をＡ、次の列の格納部分をＢとして説明する。図示のように、２列目の画像データが全て複製された段階で、両格納部分Ａ、Ｂには、二列分の画像データが格納される。これらの画像データは、まず、結合処理によって、一枚の画像を表す画像データに結合される。よって、各列Ａ、Ｂの行ごとの境界部分および列Ａと列Ｂの境界部分で途切れていた開口部の画像は、全て完全な形で再現される。その後、制御部５０は、ステップＳ１１１の結合された画像データ生成処理によって結合された開口部について開口部情報を生成する（ステップＳ１１２）。これにより、各開口部の開口部情報を生成するために必要最低限度の演算処理で、開口部情報を生成することができる。

【0078】

図１２を参照して、例えば、ａ×ｂの開口部２５ａの情報を生成する場合を例に説明する。この開口部２５ａが、四つの撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）、Ａ（Ｒ＋１，Ｃ）、Ａ（Ｒ，Ｃ＋１）、Ａ（Ｒ＋１，Ｃ＋１）の境界によって途切れていた場合、本実施形態であれば、ステップＳ１１２を実行するまで、すなわち、画像データが結合され、開口部２５ａの画像が途切れていない状態になるまで、演算処理は実行されない。そのため、演算量は、２×ａ＋２×ｂの輪郭について、座標と長さを取得するだけで処理を実行することができる。これに対して、撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）、Ａ（Ｒ＋１，Ｃ）、Ａ（Ｒ，Ｃ＋１）、Ａ（Ｒ＋１，Ｃ＋１）ごとに、開口部２５ａの断片の情報を取得し、保存する場合には、４×ａ＋４×ｂの処理量が必要となるから、処理時間は、２倍かかることになる。よって、本実施形態においては、従来技術に比べ、格段に処理を速めることが可能となる。

【0079】

一つの開口部のデータ処理が終了すると、制御部５０は、全ての開口部についてのデータ生成が終了しているか否かを判定する（ステップＳ１１３）。未処理の開口部がある場合、制御部５０は、ステップＳ１１３に移行して、上記処理を繰り返す。

【0080】

全ての開口部について処理が終了した場合、制御部５０は、作業領域のうち、最初の列Ａに格納されている画像データを消去し（ステップＳ１１４）、この列Ａに、２番目の列に格納されていた画像データを移動させる（ステップＳ１１５）。これらの処理により、図１３に示すように、列Ａには、最後の画像データが格納され、列Ｂは、ブランク（ｎｕｌｌ）になるので、次の列の画像データを格納することが可能になる。これによって、順次、画像データを必要充分な部分だけ合成させながら、最小の演算量で開口部の開口部のデータを生成することが可能となる。

【0081】

以上説明したように、本実施形態によれば、現物のスクリーンマスク２５から検査用のデータを生成することができる。この検査用データを生成する際には、まず、図７に示したように、撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）が設定される。撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）は、撮像手段としてのマスク撮像カメラ４３の視野に応じてスクリーンマスク２５の下面を分割したマトリックス状に配列されている。マスク撮像カメラ４３は、図４のステップＳ４に示したように、撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）毎にスクリーンマスク２５の下面を撮像する。撮像された画像のデータは、図１１に示したように、まず一枚の画像を表す画像データに結合される。される。この処理の後に、結合された画像データから開口部２５ａのデータが特定される。従って、開口部２５ａの一部が撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）からはみ出している場合においても、分割された開口部２５ａ毎のデータを特定し、個別に保存する必要がない。そのため、処理速度を迅速化することができる。

【0082】

また、本実施形態では、ドライブ手段としてのサーボモータ１７、１８は、制御部５０の制御により、スクリーンマスク２５の一辺（図示の例では、調査視野列番号Ｃ）に沿って撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）を往動するようにマスク撮像カメラ４３を駆動するとともに、マスク撮像カメラ４３が往動した撮像エリア（例えば、1列目のＡ（Ｒ，１））に隣接する次の撮像エリア（例えば、Ａ（Ｒ，２））を、マスク撮像カメラ４３が往動した方向と逆方向に復動するようにマスク撮像カメラ４３を駆動するように構成されており、マスク撮像カメラ４３は、往動時にも復動時にもスクリーンマスク２５の下面を撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）ごとに順次、撮像するように構成されている。

【0083】

このため、本実施形態では、いわゆる「牛耕式」でスクリーンマスク２５の下面を撮像することができる。すなわち、マスク撮像カメラ４３がスクリーンマスク２５の一辺に沿って、往動する際も復動する際も撮像処理が実行される。したがって、マスク撮像カメラ４３を一方向（例えば、分割された撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）の列方向）に駆動する際に、戻りがけで空送りする時間がなくなり、撮像時間を短縮することができる。無論、「一方向」は、列に限らず、行であってもよい。

【0084】

また、本実施形態では、マスク撮像カメラ４３が出力した画像データを一時的に保存する作業領域５１２を記憶部５１ｂに備えている。制御部５０は、図１１に示したように、スクリーンマスク２５の一辺に沿う一列分を一単位として、二単位分の撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）の画像データを作業領域５１２に保存するように構成されている。さらに制御部５０は、作業領域５１２に保存された二単位分の画像データから開口部２５ａのデータを特定するように構成されている。このため本実施形態では、途切れた開口部２５ａのデータを得るために必要最低限度の画像データを扱うことができる。よって、開口部２５ａのデータを得るために必要なメモリ容量や処理容量を最小限度のものに設定することができる。

【0085】

また、本実施形態では、制御部５０は、開口部２５ａのデータを特定した後、図１３に示したように、作業領域５１２の画像を最初の一単位分から順に削除して、後続する画像データの保存順序を繰り上げるものである。

【0086】

このため、本実施形態では、比較的小さな容量の作業領域５１２で効率よく開口部２５ａのデータを生成すること可能になる。通常、開口部２５ａは、全長が短い。一方、マスク撮像カメラ４３は、広視野のものが多い。よって、一行分又は一列分を一単位として、二単位分の画像データが結合されている場合、接合部分で途切れていた開口部２５ａの全体を収めることができる。従って、比較的小さな作業領域５１２内で、効率よく、開口部２５ａのデータを特定することが可能となる。また、作業領域５１２に保存された画像データは、いわゆるＦＩＦＯ方式で順に処理されることになる。従って、作業領域５１２を可及的に低減することができる。

【0087】

また、本実施形態では、制御部５０は、作業領域５１２に画像データを保存するのに先立って、個々の撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）内に全体が含まれている開口部２５ａのデータを特定するように構成されている。

【0088】

このため本実施形態では、個々の撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）内に全体が含まれている開口部２５ａがある場合には、その開口部２５ａのデータが特定されるので、作業領域５１２では、途切れている開口部２５ａの特定処理だけが実行されることになる。そのため、作業領域５１２を使用している時間が短くなり、システム全体の負荷を低減することができる。

【0089】

また、本実施形態では、制御部５０が開口部２５ａのデータを特定するのに先立って画像データを二値化する二値化手段をさらに備えている。

【0090】

このため、本実施形態では、制御部５０が画像処理にするのに先立って、画像データが二値化される。よって、画像処理に必要なメモリ領域を可及的に小さくすることができる。

【0091】

また、本実施形態は、フレーム１０と、フレーム１０に取り付けられたスクリーンマスク２５とを備えたスクリーン印刷装置にスクリーン印刷用検査データの作成ユニットを構成し、マスク撮像カメラ４３でスクリーンマスク２５の下面を撮像して画像データを出力する撮像手段を構成し、サーボモータ１７、１８でマスク撮像カメラ４３をスクリーンマスク２５に対し相対的に駆動するドライブ手段を構成している。このため、本実施形態では、既設のスクリーン印刷装置１を用いて、スクリーン印刷用検査データを作成することができる。

【0092】

このように、本実施形態によれば、現物のスクリーンマスク２５から検査用のデータを生成する際に、撮像エリアＡ（Ｒ，Ｃ）ごとに分割された個々の画像データを結合している。そして、この結合処理によって得られた結合された画像データから開口部２５ａデータが生成されている。従って、図１２を例に説明したように、効率よく短時間で、開口部のデータを生成することができる。よって本実施形態によれば、検査処理に用いられる検査用データをスクリーンマスク２５の画像から生成するに当たり、処理時間を短縮することができる、という顕著な効果を奏する。

【0093】

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはいうまでもない。

【0094】

例えば、作業領域に、三列分のデータを保存できるようにしておいてもよい。また、スクリーンマスクの一辺に沿う画像データの収集は、上述した実施形態のように、列を基準とするものばかりではなく、行を基準とするものであつてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、電子機器に用いられるプリント基板にスクリーン印刷を施す産業分野において、検査用のデータを必要とする設備に好適に適用可能である。

【符号の説明】

【0096】

１ スクリーン印刷装置
１０ フレーム
１７ サーボモータ（ドライブ手段の一例）
１８ サーボモータ（ドライブ手段の一例）
２５ スクリーンマスク
２５ａ 開口部
４３ マスク撮像カメラ（撮像手段の一例）
５０ 制御部（エリア設定手段、特定手段、結合手段、生成手段の一例）
５１２ 作業領域
１００ 作成ユニット
Ａ 撮像エリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】