(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿って等間隔に配置された複数の保持部を有する保持テーブルと、
前記保持テーブルを割出回転可能に支持する回転駆動手段と、
前記保持テーブルに保持された平板状のワークの位置を検出する位置検出手段と、
ワークを加工する加工手段と、
設定された加工座標データに基づき前記加工手段の作動を制御して、ワークに対するパターン形成を行う制御手段とを備え、
前記保持部に保持されたワークに対する前記位置検出手段による位置検出および前記加工手段による加工が、前記保持部の異なる割出位置において行われるように、前記保持テーブルが一方向に間欠回転するように構成されたパターン形成装置であって、
前記制御手段は、前記位置検出手段によるワーク毎の位置検出に基づいて前記加工座標データを生成し、ワークが装着された前記保持部毎に予め設定された個別補正データにより前記加工座標データを補正して、補正後の前記加工座標データに基づき前記加工手段によるパターン形成を行うパターン形成装置。
【請求項２】
前記個別補正データは、前記各保持部に保持されたダミーワークに対して、予め設定された基準座標データに基づき前記加工手段によるパターン形成を行った後、前記保持テーブルを割出回転して、前記位置検出手段によるパターンの位置検出を行うことにより生成される請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
前記保持部に対するワークの装着および離脱が、前記保持部の異なる割出位置において行われる請求項１または２に記載のパターン形成装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、矩形状のワークの角部をそれぞれ検出する４つの検出部を備える請求項１から３のいずれかに記載のパターン形成装置。
【請求項５】
前記加工手段は、ワークの表面にレーザ光を照射するレーザ照射装置であり、
前記制御手段は、ワークの表面に沿って前記レーザ照射装置のレーザスポットを走査する請求項１から４のいずれかに記載のパターン形成装置。
【請求項６】
前記加工手段は、ワークの表面に印刷を施すスクリーン印刷装置であり、
前記制御手段は、ワークの表面に沿って前記スクリーン印刷装置のスクリーンを移動する請求項１から４のいずれかに記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等のワークに対して印刷やレーザ加工等によりパターン形成を行うパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板等のワークに対してレーザ加工等を行う装置として、例えば特許文献１に開示されたパターン形成装置が知られている。図３に示すように、このパターン形成装置５０は、両側に基板ｗの装着部５１，５１を有する支持板５２と、支持板５２を回動する駆動装置５３と、装着部５１に対する基板ｗの搬出入を行う搬出入装置５４と、装着部５１に取り付けられた基板ｗの位置を検出する基板位置検出装置５５と、装着部５１に取り付けられた基板ｗに対してレーザ加工等によるパターン形成を行う加工装置５６とを備えている。このパターン形成装置５０は、支持板５２を正逆両方向に１８０°回動することにより、一方の装着部５１が基板位置検出装置５５の検出位置に来たときに、他方の装着部５１が加工装置５６の加工位置に来るように、各装着部５１，５１が基板位置検出装置５５と加工装置５６との間で移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５４５２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のパターン形成装置５０は、各装着部５１，５１の基板ｗに対する位置検出とパターン形成とを常に同時に行うことができるので、パターン形成を迅速に行うことができる。ところが、装着部５１に対する基板ｗの搬入および搬出が同じ位置で行われるため、異なる搬送装置によって基板ｗの搬出入が行われる場合に不便であったり、あるいは、形成したパターンの外観検査などの付加工程が必要な場合に対応できないという問題があり、この点において更に改良の余地があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ワークに対するパターン形成を正確に効率良く行いつつ、利便性を高めることができるパターン形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記目的は、円周方向に沿って等間隔に配置された複数の保持部を有する保持テーブルと、前記保持テーブルを割出回転可能に支持する回転駆動手段と、前記保持テーブルに保持された平板状のワークの位置を検出する位置検出手段と、ワークを加工する加工手段と、設定された加工座標データに基づき前記加工手段の作動を制御して、ワークに対する所定のパターン形成を行う制御手段とを備え、前記保持部に保持されたワークに対する前記位置検出手段による位置検出および前記加工手段による加工が、前記保持部の異なる割出位置において行われるように、前記保持テーブルが一方向に間欠回転するように構成されたパターン形成装置であって、前記制御手段は、前記位置検出手段によるワーク毎の位置検出に基づいて前記加工座標データを生成し、ワークが装着された前記保持部毎に予め設定された個別補正データにより前記加工座標データを補正して、補正後の前記加工座標データに基づき前記加工手段によるパターン形成を行うパターン形成装置により達成される。
【０００７】
このパターン形成装置において、前記個別補正データは、前記各保持部に保持されたダミーワークに対して、予め設定された基準座標データに基づき前記加工手段によるパターン形成を行った後、前記保持テーブルを割出回転して、前記位置検出手段によるパターンの位置検出を行うことにより生成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワークに対するパターン形成を正確に効率良く行いつつ、利便性を高めることができるパターン形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の平面図である。
【図２】個別補正データの生成手順を説明するための図である。
【図３】従来のパターン形成装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の平面図である。図１に示すように、パターン形成装置１は、保持テーブル１０と、保持テーブル１０に保持されたワークｗの位置を検出する位置検出装置２０と、保持テーブル１０に保持されたワークｗを加工する加工装置３０とを備えている。
【００１１】
保持テーブル１０は、基板等の平板状のワークを真空吸引等により保持する複数の保持部１２を有しており、各保持部１２は円周方向に沿って等間隔に配置されている。この保持テーブル１０は、例えば、機械式など公知のインデックステーブルにより構成され、不図示のモータにより水平回転可能に支持されて、ロータリーエンコーダの検出に基づく所定角度の割出回転によって各保持部１２を各割出位置に位置決めすることができる。本実施形態の保持テーブル１０は、４つの保持部１２を備えており、９０°の割出回転によって４か所の割出位置に順次位置決めされるように、矢示方向に間欠回転駆動される。但し、保持部１２の数は４つに限定されるものではなく、保持テーブル１０の周囲に配置されるステーションの数に合わせて適宜決定することができる。
【００１２】
保持部１２の４つの割出位置には、搬入ステーションＳ１、検出ステーションＳ２、加工ステーションＳ３および搬出ステーションＳ４がそれぞれ配置されており、各ステーションＳ１〜Ｓ４に、搬入装置２、位置検出装置２０、加工装置３０および搬出装置４が設けられている。搬入装置２は、ベルトコンベア等の搬送装置３により搬送されるワークｗを、吸盤やベルヌーイチャック等からなる吸着部２ａにより吸引保持し、割出位置に停止中の保持部１２に向けて搬送することができる。こうして、搬入ステーションＳ１において、保持部１２に向けてワークｗが順次供給され、保持部１２に保持される。
【００１３】
位置検出装置２０は、検出ステーションＳ２で停止中の保持部１２に保持されたワークｗの外縁の一部やアライメントマーク等を検出することにより、ワークｗの表面と平行なＸＹ平面におけるワークｗの位置検出を行う。本実施形態においては、検出対象となるワークｗが矩形状の基板であることから、ワークｗの角部ｃをそれぞれ検出できるように、４つの検出部２０ａを備えている。検出部２０ａとしては、ＣＣＤカメラなどの撮像装置を例示することができる。検出部２０ａの数は特に限定されるものではなく、ワークｗの特徴箇所を検出して、ワークｗのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向（ＸＹ平面における回転方向）のずれ量を検出可能であれば、他の配置であってもよい。
【００１４】
加工装置３０は、本実施形態ではワークの表面にレーザ加工を施すレーザ照射装置であり、加工ステーションＳ３で停止中の保持部１２に保持されたワークｗに対し、光源から出射されたレーザ光を照射することにより、ワークｗの表面に配線やマーキングなどの所定のパターンを形成する。本実施形態においては、レーザ光の走査が、加工装置３０に内蔵されたＣＰＵやメモリ等を備える制御部（図示せず）によって行われ、例えば、太陽電池基板である矩形状のワークｗの外縁に沿って、枠状の溝部からなるパターン形成を行い、電極のＰＮ分離を行うことができる。制御部は、例えばＸ軸ミラーおよびＹ軸ミラーからなるガルバノミラーの角度制御を行うことにより、ワークｗの表面と平行なＸＹ平面上でレーザスポットを走査する。但し、ワークｗを保持する各保持部１２をＸＹテーブルにより構成し、制御部が、ＸＹテーブルの駆動によりワークｗを移動させてレーザ光を走査するように構成することも可能である。
【００１５】
搬出装置４は、搬入装置２と同様に、ワークｗを吸引保持する吸引部４ａを備えており、搬出ステーションＳ４で停止中の保持部１２がワークｗの吸引を解除した後に、ワークｗを吸引して、ベルトコンベア等の搬送装置５に載置する。
【００１６】
上記の構成を備えるレーザ加工装置１は、搬入ステーションＳ１でワークｗが装着された保持部１２が、検出ステーションＳ２の割出位置に位置決めされる毎に、位置検出装置２０によるワークｗの位置検出が行われる。位置検出装置２０は、ワークｗの検出位置と基準位置とのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向のずれを検出することができる。本実施形態では、４つの検出部２０ａにより、ワークｗの検出箇所である角部ｃの位置と、基準位置（例えば、撮像領域の中心位置）とのＸ方向およびＹ方向のずれ量を検出することにより、ワークｗのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量を容易且つ正確に把握することができる。位置検出装置２０の検出データは、加工装置３０の制御部に出力される。
【００１７】
加工装置３０の制御部には、加工装置３０の座標系において所定のパターン形状に対応する基準座標データが予め格納されており、位置検出装置２０から検出データが入力される毎に、検出データに基づき基準座標データを修正して加工座標データを生成する。すなわち、加工座標データは、位置検出装置２０によるワークｗの検出箇所（例えば、角部ｃ）と、基準位置（例えば、検出画像領域の中心）とが、全ての検出部２０ａにおいて一致する場合に、基準座標データと一致する一方、保持部１２に保持されるワークｗの位置ずれが生じる場合には、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量に応じて基準座標データが修正されることで、ワークｗの所定位置にパターン形成が正確に行われる。パターン形成が終了したワークｗは、搬出ステーションＳ４において搬出装置４により順次搬出される。
【００１８】
ところで、保持テーブル１０の中心と保持テーブル１０を回転駆動するモータ（図示せず）の回転中心とを完全に一致させることは通常は困難であり、保持テーブル１０の中心が回転中心の周りを回転する、いわゆる芯振れを生じるおそれがある。
【００１９】
更に、保持テーブル１０の割出回転は、保持テーブル１０が１回転する間にロータリーエンコーダにより検出される総パルス数を割出位置毎に分割したパルス数に基づき行われるため、正確な割出回転を行うためには、総パルス数をなるべく大きくする必要がある。ところが、総パルス数が大きくなり過ぎると、保持テーブル１０の所望の回転速度が得られなくなるおそれがあることから、総パルス数には一定の限界があり、このために分割したパルス数による割出角度の誤差が大きくなるおそれがある。
【００２０】
本発明者らの試験によれば、上述した保持テーブル１０の芯振れや割出角度の誤差に起因して、ワークｗの表面におけるパターンの形成位置と基準位置との間にずれを生じ、このずれ量が各保持部１２によって異なることが明らかになった。特に、太陽電池基板に対する配線パターンの形成のように、ワークに対するパターン形成を高精度で行う必要がある場合には、形成されたパターンの位置ずれが無視できないおそれがあった。
【００２１】
そこで、本実施形態においては、保持部１２毎に個別補正データを予め設定しておき、位置検出装置２０の位置検出により生成されたワークｗの加工座標データを、このワークｗを保持する保持部１２に対応する個別補正データを用いて補正する。保持部１２が位置検出装置２０から加工装置３０まで移動する間に上記の原因によって生じる位置ずれ量は、各保持部１２によって相違する一方、同一の保持部１２については保持テーブル１０が繰り返し回転しても一定である。したがって、加工装置３０が、個別補正データによる補正後の加工座標データに基づき加工することにより、ワークｗに対するパターン形成を高精度で行うことができる。
【００２２】
上述した個別補正データは、下記の手順により設定することができる。まず、ワークｗよりも大きい任意の形状を有するダミーワークを保持部１２に設置し、この保持部１２を加工ステーションＳ３の割出位置まで移動する。そして、パターン形成を行うための基準座標データに基づき、ダミーワークに対して加工装置３０によりパターン形成を行う。形成するパターンの形状や大きさは、ドットや線、図形など特に限定されるものではないが、後述するように、位置検出装置２０の各検出部２０ａにより、パターンの特定位置を検出可能であることが好ましい。
【００２３】
ついで、パターン形成後のダミーワークが装着された保持部１２を、検出ステーションＳ２の割出位置まで移動させ、位置検出装置２０によりパターンの位置検出を行う。こうして得られた検出データは、加工装置３０の制御部に出力される。加工ステーションＳ３から検出ステーションＳ２への保持部１２の移動は、本実施形態では図１の矢示方向と反対方向としているが、矢示方向への移動であってもよい。
【００２４】
図２は、ダミーワークｄｗに形成したパターンｐを位置検出装置２０で撮像したときの、１つの検出部２０ａの撮像領域Ａの一例を示す図である。図２に示すパターンｐは、外周線Ｌが実際のワークの外形線に一致するように基準座標データに基づき形成されたものであり、本来は、パターンｐの外周線Ｌの角部ｃ１が、検出部２０ａの基準位置である撮像領域Ａの中心ｃ２に一致する。したがって、このときに生じる角部ｃ１と中心ｃ２との間のＸ方向およびＹ方向の位置ずれ量Ｘ１，Ｙ１は、上述した保持テーブル１０の芯振れや割出角度の誤差によって生じる各保持部１２に固有のものである。そこで、制御部が、４つの検出部２０ａが検出したそれぞれの位置ずれ量に基づき、実際のワークの角部が基準位置ｃ２に正確に配置された場合を基準とするパターンｐの外周線ＬのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれ量を算出することで、ダミーワークｄｗが装着された保持部１２の個別補正データを得ることができる。他の保持部１２についても新たなダミーワークｄｗを用いて同様の手順を行うことにより、保持部１２毎に個別補正データを取得することができる。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、保持テーブル１０の割出位置を、搬入ステーションＳ１、検出ステーションＳ２、加工ステーションＳ３および搬出ステーションＳ４の４か所に設定しているが、これ以外に、例えば、外観検査用のステーションや洗浄用のステーションなど他のステーションを配置して、これら全てのステーション位置に保持テーブル１０が割出回転するように構成してもよい。また、本実施形態においては、搬入ステーションＳ１と搬出ステーションＳ４とを異なる位置に配置し、搬送コンベア等による搬入経路と搬出経路とが異なる用途に対応させているが、搬入ステーションＳ１と搬出ステーションＳ４とを一致させ、保持テーブル１０に対するワークの搬出入を同じ箇所で行うように構成することも可能である。
【００２６】
また、本実施形態においては、加工装置３０としてレーザ照射装置を使用しているが、パターン形成を行うための加工座標データを補正可能な構成であれば特に限定されるものではなく、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、転写ローラによる印刷、エンドミル加工、放電加工などを挙げることができる。加工装置３０がスクリーン印刷装置である場合、スクリーンをサーボモータ等によりＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動可能に構成することで、個別補正データによる加工座標データの補正を行うことができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  パターン形成装置
１０  保持テーブル
１２  保持部
２０  位置検出装置
３０  加工装置
ｗ  ワーク
【要約】 
【課題】  ワークに対するパターン形成を正確に効率良く行いつつ、利便性を高めることができるパターン形成装置を提供する。
【解決手段】  保持部１２に保持されたワークｗに対する位置検出手段２０による位置検出および加工手段３０による加工が、保持部１２の異なる割出位置において行われるように、保持テーブル１０が一方向に間欠回転するように構成されたパターン形成装置１であって、制御手段は、位置検出手段２０によるワーク毎の位置検出に基づいて加工座標データを生成し、ワークが装着された保持部１２毎に予め設定された個別補正データにより加工座標データを補正して、補正後の加工座標データに基づき加工手段３０によるパターン形成を行う。
【選択図】図１【図１】
0004702965.tif 000002
【図２】
0004702965.tif 000003
【図３】
0004702965.tif 000004