(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上でスキージを移動させて、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して被印刷板に印刷剤を印刷した後の印刷結果を検査するスクリーン印刷検査方法であって、スクリーン上の貫通穴を含む部分を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーンの平面視像より印刷剤を印刷すべき位置と印刷面積とを求める工程と、スクリーンの平面視像の取得個所に対応する被印刷板のスクリーン印刷実行前の平面視した像を取得する工程と、取得した被印刷板の平面視像から印刷前の被印刷板上の印刷剤が印刷されるべき箇所および印刷されるべきではない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、スクリーン印刷実行後の被印刷板を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーン印刷実行後の被印刷板の平面視像から印刷後の被印刷板上の印刷剤が印刷された箇所および印刷されていない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して、印刷結果の判定を行う工程とを含むことを特徴としたスクリーン印刷検査方法。
【請求項２】
スクリーン上をスキージが移動することにより、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して被印刷板に印刷剤を印刷するスクリーン印刷装置において、スクリーン印刷を行う印刷手段１８と、印刷不良の原因を除去する印刷不良原因除去手段１９とに加えて、スクリーン印刷の印刷結果に対する検査を行う位置を記憶する検査実行位置記憶手段１１と、スクリーン上の貫通穴を含む部分の平面視における像を取得する第１の平面視像取得手段１２と、第１の平面視像取得手段１２によって取得した平面視像より、印刷剤を印刷する位置と面積とを求める印刷位置・印刷面積抽出手段１３と、スクリーン上の平面視像の取得箇所に対応する被印刷板の平面視における像を取得する第２の平面視像取得手段１４と、第２の平面視像取得手段１４によって取得された平面視像から印刷位置・印刷面積抽出手段１３により得られる印刷剤の印刷箇所と非印刷箇所との画像上の特徴を抽出する特徴抽出手段１５と、特徴抽出手段１５によって得られる印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して印刷結果の判定を行う印刷結果判定手段１６とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリーン印刷装置の印刷結果を検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン印刷装置は、プリント基板の電子部品接着位置に接着剤を塗布したり、リード線接続位置にクリーム半田を印刷したりする場合のように、プリント基板などの被印刷板の所定の位置に印刷剤を印刷する装置である。このスクリーン印刷装置においては、一般的にスクリーン上でスキージを移動させることにより、スクリーン上に置いておいた印刷剤がスクリーンに形成された貫通穴を通して被印刷板に印刷される。
【０００３】
このように被印刷板に印刷剤を印刷する場合、印刷に不良が生じることがある。例えば、一部の印刷位置に印刷剤が印刷されなかったり、印刷量が足りなくてかすんでしまったり、印刷位置がずれたりすることがある。このような印刷不良を生じるのは、スクリーンの貫通穴に印刷剤が詰まって目詰まりを発生したり、印刷剤の不足、スクリーンと被印刷板との位置ずれ等の原因によるが、印刷剤の印刷量、印刷位置および印刷の有無、印刷面積等の印刷結果を取得し、予め用意した検査用データに基づいて検査すれば、印刷に不良があるか否かが判定できることが知られている。前記検査用データは印刷結果に不良があるか否かを判断するためのデータであり、印刷不良がある場合には、その検出された印刷不良の原因を除去することにより良好な印刷を行うことができる。
【０００４】
検査用データを用いて印刷結果を判定する従来の検査方法について、図４および図５を用いて説明する。図４は従来の検査装置を有するスクリーン印刷装置のブロック図である。
【０００５】
図４において、４１は予め別の手段で作成したスクリーン印刷の結果を検査するための検査用データを記憶しておく検査用データ記憶手段、４２は被印刷板上の平面視像を取得する平面視像取得手段、４３は検査用データ記憶手段４１に記憶されている検査用データと平面視像取得手段４２で取得した被印刷板の平面視像とから印刷結果を判定する印刷結果判定手段である。４４は検査データ用記憶手段４１と印刷結果判定手段４３とを備えた制御部である。なお、４５はスクリーン印刷を実行する印刷手段、４６は印刷不良の原因を取り除く印刷不良原因除去手段である。
【０００６】
以上のように構成されたスクリーン印刷装置の動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ１で、印刷を実行する前に検査用データを作成し、検査用データ記憶手段４１に記憶させる。検査用データを作成する方法については後述する。この後、ステップ２で、印刷手段４５にて印刷を行い、ステップ３で、平面視像取得手段４２にて印刷後の被印刷板上の平面視像を取得する。ステップ４で、印刷結果判定手段４３にて検査用データと印刷後の被印刷後の平面視像とを基に印刷結果の良否を判定する。印刷不良と判定された場合は、ステップ５で、印刷不良原因除去手段４６にて印刷不良の原因を取り除く。ステップ６で、生産を終了するかどうかを判定し、生産を継続する場合はステップ２に戻る。
【０００７】
次に、検査用データを作成する方法として一般的に用いられている３つの方法を説明する。
１．モデル被印刷板を用いて検査用データを作成する方法
実際に印刷剤を被印刷板に印刷し、印刷量、印刷位置および印刷面積等、全てが適正に印刷できたらその被印刷板をモデル被印刷板とし、印刷された印刷剤をカメラで撮像して検査用データを作成する。
２．ＣＡＤデータを用いて検査用データを作成する方法
プリント基板にクリーム半田を印刷したときに印刷結果を検査する場合の検査用データの作成方法として、プリント基板を作成するためのＣＡＤデータを利用する方法がある。ＣＡＤデータはプリント基板に配線パターンを形成するためのデータであり、配線パターンから電子回路の構成部品が取り付けられる位置が分かるため、その位置から、クリーム半田の印刷位置、印刷面積等を求めて検査用データを作成する。
３．スクリーン上の平面視像より検査用データを作成する方法
スクリーン上の貫通穴の位置および面積は、被印刷板に印刷される印刷剤の位置および面積に対応しているので、スクリーン上の貫通穴を含む平面視像に基づいて、印刷剤の印刷位置および印刷面積等の検査用データを作成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように検査用データを用いて印刷結果を判定する方法においてはいくつかの課題がある。
【０００９】
まず、１つの課題は検査用データを作成するのが困難で面倒な作業であるということである。モデル被印刷板を作成して検査データを作成する場合には、適正な検査用データを作成することができる状態に印刷剤が被印刷板に印刷されるまで何回もスクリーン印刷を行う必要があり、オペレータの熟練が必要の上、検査用データ作成に時間がかかる。さらには、適正なモデル被印刷板が作成できるまで何回もスクリーン印刷を行うため、印刷剤・被印刷板が無駄になるという課題がある。
【００１０】
ＣＡＤデータに基づいて検査用データを作成する場合には、ＣＡＤデータの加工が必要であるという課題がある。一般的にクリーム半田はＣＡＤデータにより規定される配線パターンの一部に印刷されるため、印刷結果を検査するための検査データにはそのままでは利用できず、ＣＡＤデータを加工する必要がある。またＣＡＤデータは設計上のデータであり、必ずしも実際にスクリーンを用いて適正に印刷された状態を表すとは限らず、印刷結果を検査するための検査用データとしては不正確なことがある。
【００１１】
また、検査用データには印刷位置、印刷面積等のデータしか含まれていない。したがって、印刷結果の検査の際に被印刷板の平面視における像を利用しようとした場合、被印刷板にスクリーン印刷前にプリントされているパターンなどの色調が印刷剤の色調と似ていた場合には、印刷剤だけを抽出することができず、誤判定を犯す可能性がある。これを防ぐために、検査用データに印刷剤と被印刷板との色調の違いを検出するためのパラメータを用意する場合もあるが、その場合でも生産に用いられる被印刷板がすべて同じ色調ではあるとは限らないため、被印刷板によっては色調のばらつきがあり、検査が正しく行えないことがある。平面視における像を利用するのではなくレーザー変位計を用いて検査を行う場合はこのような課題は存在しないものの、一般的にスクリーン印刷装置には、被印刷板の位置決め等のために被印刷板の平面視像を得る手段は用意されているが、レーザー変位計は用意されていないため、設備のコストが高くなるという課題がある。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、印刷結果の検査のために印刷前に用意しなければいけない検査用データを少なくでき、なおかつ被印刷板の色調のばらつきにより生ずる誤判定を減らすことができるスクリーン印刷検査方法およびスクリーン印刷装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【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発明のスクリーン印刷検査方法は、スクリーン上でスキージを移動させて、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して被印刷板に印刷剤を印刷した後の印刷結果を検査するスクリーン印刷検査方法であって、スクリーン上の貫通穴を含む部分を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーンの平面視像より印刷剤を印刷すべき位置と印刷面積とを求める工程と、スクリーンの平面視像の取得個所に対応する被印刷板のスクリーン印刷実行前の平面視した像を取得する工程と、取得した被印刷板の平面視像から印刷前の被印刷板上の印刷剤が印刷されるべき箇所および印刷されるべきではない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、スクリーン印刷実行後の被印刷板を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーン印刷実行後の被印刷板の平面視像から印刷後の被印刷板上の印刷剤が印刷された箇所および印刷されていない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して、印刷結果の判定を行う工程とを含むことを特徴としたものである。
【００１４】
この方法によれば、印刷結果の検査のために印刷前に用意しなければいけない検査用データを少なくでき、なおかつ被印刷板の色調のばらつきにより生ずる誤判定を減らすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のスクリーン印刷検査方法は、スクリーン上でスキージを移動させて、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して被印刷板に印刷剤を印刷した後の印刷結果を検査するスクリーン印刷検査方法であって、スクリーン上の貫通穴を含む部分を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーンの平面視像より印刷剤を印刷すべき位置と印刷面積とを求める工程と、スクリーンの平面視像の取得個所に対応する被印刷板のスクリーン印刷実行前の平面視した像を取得する工程と、取得した被印刷板の平面視像から印刷前の被印刷板上の印刷剤が印刷されるべき箇所および印刷されるべきではない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、スクリーン印刷実行後の被印刷板を平面視した像を取得する工程と、取得したスクリーン印刷実行後の被印刷板の平面視像から印刷後の被印刷板上の印刷剤が印刷された箇所および印刷されていない箇所の画像上の特徴を抽出する工程と、印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して、印刷結果の判定を行う工程とを含むことを特徴としたものである。
【００１６】
本発明のスクリーン印刷装置は、スクリーン上をスキージが移動することにより、スクリーンに形成された複数の貫通穴を通して被印刷板に印刷剤を印刷するスクリーン印刷装置において、スクリーン印刷を行う印刷手段１８と、印刷不良の原因を除去する印刷不良原因除去手段１９とに加えて、スクリーン印刷の印刷結果に対する検査を行う位置を記憶する検査実行位置記憶手段１１と、スクリーン上の貫通穴を含む部分の平面視における像を取得する第１の平面視像取得手段１２と、第１の平面視像取得手段１２によって取得した平面視像より、印刷剤を印刷する位置と面積とを求める印刷位置・印刷面積抽出手段１３と、スクリーン上の平面視像の取得箇所に対応する被印刷板の平面視における像を取得する第２の平面視像取得手段１４と、第２の平面視像取得手段１４によって取得された平面視像から印刷位置・印刷面積抽出手段１３により得られる印刷剤の印刷箇所と非印刷箇所との画像上の特徴を抽出する特徴抽出手段１５と、特徴抽出手段１５によって得られる印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して印刷結果の判定を行う印刷結果判定手段１６とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
上記スクリーン印刷検査方法およびスクリーン印刷装置において、スクリーンの平面視の像を取得すると、貫通穴の位置と面積がわかり、貫通穴の位置と面積は被印刷板に印刷する印刷剤の位置および面積に対応している。印刷前に被印刷板の対応箇所の平面視像を取得することにより、印刷剤の印刷される箇所および印刷されない箇所の画像上の特徴を取得する。ここで取得する画像上の特徴は、輝度や色相・彩度・明度などその点の特徴を表すものならばどのようなものでもよいし、それらの任意の組み合わせでもよい。実際に印刷を実行した後にも被印刷板上の同じ箇所の平面視像を取得し、同様に印刷箇所および印刷されていない箇所の画像上の特徴を獲得する。印刷剤の印刷されない箇所は印刷の前後によって被印刷板の平面視像の画像上の特徴は変化せず、印刷される箇所は印刷の前後によって被印刷板の平面視像の画像上の特徴が変化するので、これらの印刷前後で取得した被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較することで印刷結果を判定することができる。このようにして、従来のように多くの手間や時間をかけて印刷結果の検査のための検査用データを用意することなく、印刷結果を正しく判定することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明の検査装置を有するスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、このスクリーン印刷装置には、スクリーン印刷の印刷結果に対する検査を行う位置を記憶している検査実行位置記憶手段１１と、スクリーン上の貫通穴を含む部分を平面視した像を取得する第１の平面視像取得手段１２と、第１の平面視像取得手段１２によって取得した平面視像より印刷剤を印刷する位置とその面積とを求める印刷位置・印刷面積抽出手段１３と、スクリーン上の平面視像の取得個所に対応する被印刷板の平面視における像を取得する第２の平面視像取得手段１４と、第２の平面視像取得手段１４によって取得された平面視像から、印刷位置・印刷面積抽出手段１３により得られる印刷剤の印刷箇所および非印刷箇所の画像上の特徴を抽出する特徴抽出手段１５と、特徴抽出手段１５によって得られる印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を比較して印刷結果の判定を行う印刷結果判定手段１６とが備えられている。また、１７は、検査実行位置記憶手段１１と印刷位置・面積抽出手段１３と特徴抽出手段１５と印刷結果判定手段１６とを有する制御部、１８はスクリーン印刷を実行する印刷手段、１９は印刷不良の原因を取り除く印刷不良原因除去手段である。
【００２１】
図２はスクリーン印刷装置の斜視図である。図２に示すように、スクリーン印刷装置の印刷手段１８には、被印刷板を保持し、印刷位置まで移動させるＸＹテーブル部２１と、スクリーンを保持しておくスクリーン保持部２２と、スキージを保持した状態でスクリーン上を移動させることでスクリーン印刷を行う印刷ヘッド部２３とが設けられている。また、このスクリーン印刷装置では、スクリーンに付着した印刷剤を紙を用いて拭き取って除去するためのクリーナ部により印刷不良原因除去手段が構成され、さらに、第１の平面視像取得手段１２と第２の平面視像取得手段１４とが１つの平面視像取得手段にて構成され、この平面視像取得手段１２（１４）にてスクリーン上もしくは被印刷板上の平面視像を取得する。
【００２２】
また、図１での印刷不良原因除去手段１９の例として、図２においてクリーナ部である場合を図示しているが、印刷不良の原因はスクリーンの汚れ以外にも存在するので、印刷不良原因除去手段としては、印刷不良の原因を除去できるものであればどのようなものでもよい。
【００２３】
図１、図２のように構成されたスクリーン印刷装置の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
まず、ステップ１では、（第１の）平面視像取得手段１２により、検査実行位置記憶手段１１に記憶されている検査位置であるスクリーン上の貫通穴を含む部分を平面視した像を取得する。その際、必ずしもスクリーン全体の像を取得する必要ない。一般に小さい貫通穴において印刷不良が発生し易く、また高い印刷精度が要求されるため、これらの小さい貫通穴についてのみ検査が行われることがあり、その場合にはその小さい貫通穴を含む周辺部の像を取得するだけでよい。また、貫通穴が集中的に存在している部分のみ、あるいはスクリーンの周辺部等、特別の事情のある部分のみの像を取得してもよい。この検査実行位置は１箇所でも複数箇所でもよい。
【００２５】
貫通穴の位置および面積は、被印刷板に印刷する印刷剤の印刷位置および面積に対応しているので、ステップ２では、ステップ１により取得したスクリーンの平面視像より、印刷位置・面積抽出手段１３を用いて、被印刷板に印刷する印刷剤の印刷位置および印刷面積を求める。
【００２６】
ステップ３では、（第２の）平面視像取得手段１４を用いてスクリーン印刷を実行する前の被印刷板の平面視像を取得する。ここで、取得する平面視像はステップ１でスクリーンの平面視像を対応した箇所と対応していなければならない。
【００２７】
その後、ステップ４で、ステップ２により得た印刷剤の印刷位置・面積とステップ３により得た平面視像から特徴抽出手段１５を用いて、スクリーン印刷を実行する前に、印刷剤を印刷すべき箇所および印刷されるべきではない箇所の画像上の特徴を求める。取得する画像上の特徴は、輝度や色相・彩度・明度などその点の特徴を表すものならばどのようなものでもよいし、それらの任意の組み合わせでもよい。
【００２８】
次のステップ５では、印刷手段１８にてスクリーン印刷を実行する。ステップ６で、（第２の）平面視像取得手段１４を用いてスクリーン印刷後の被印刷板の平面視像を取得する。ステップ７では、ステップ４と同様にステップ２により得た印刷剤の印刷位置・面積とステップ６で得た平面視像とから特徴抽出手段１５を用いて、スクリーン印刷後の被印刷板上の印刷剤の印刷された箇所および印刷されていない箇所の画像上の特徴を求める。
【００２９】
そしてステップ８で、ステップ４とステップ７で得たスクリーン印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を、印刷剤の印刷箇所と非印刷箇所とのそれぞれを比較し、印刷結果判定手段１６により印刷結果を判定する。正しく印刷されている場合は、印刷剤の印刷されるべき箇所では被印刷板の平面視像の画像上の特徴がスクリーン印刷の前後で変化し、印刷剤の印刷されるべきでない箇所では被印刷板の平面視像の画像上の特徴がスクリーン印刷の前後でも変化しないので、印刷結果の判定を行うことができる。
【００３０】
ステップ８の判定により印刷結果がＮＧと判断された場合は、ステップ９で印刷不良原因除去手段１９を用いて印刷不良原因を取り除く。ステップ１０で生産を終了するかどうかを判断し、生産を継続する場合はステップ３に戻るものとする。
【００３１】
このようにして、多くの手間や時間をかけることなく、印刷結果を正しく判定することができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態のように第１の平面視像取得手段１２と第２の平面視像取得手段１４とは同一のものでもよいし、その方がコスト的に優れているが、これに限るものではなく、別々のもの用いることも可能である。また、印刷前の被印刷板の平面視像から特徴を抽出するステップを平面視像を取得した直後としているが、印刷結果を判定するステップの前であればどこにおいて行ってもよい。さらに、印刷結果がＮＧであった場合は印刷不良原因除去手段１９で印刷不良の原因を除去するとしたが、印刷不良原因除去手段１９を用いずに、オペレータに通知するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、実際の印刷の前に用意しなければならない検査用データとしては、検査を実行する位置のスクリーンと被印刷板とを撮像して特徴を抽出させるだけで済み、オペレータの熟練を要せず、迅速かつ正確なデータを作成することが可能である。また、印刷結果の判定を良好に行うことができながら、レーザー変位計を用いないため、コストがかかることもない。さらに、印刷毎に印刷前後の被印刷板の平面視像の画像上の特徴を取得し、その比較で印刷結果の検査を行うため、被印刷板に色調のばらつきがあったとしても正しい検査を行うことができ、従来ような誤判定を生じることも防止できて、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図
【図２】同スクリーン印刷装置の斜視図
【図３】同スクリーン印刷装置によるスクリーン印刷検査方法の動作を示すフローチャート
【図４】従来のスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図
【図５】従来のスクリーン印刷検査方法の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１１      検査実行位置記憶手段
１２      第１の平面視像取得手段
１３      印刷位置・面積抽出手段
１４      第２の平面視像取得手段
１５      特徴抽出手段
１６      印刷結果判定手段
１７      制御部
１８      印刷手段
１９      印刷不良原因除去手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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