JP2011218584A - 印刷装置の位置補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 版と印刷対象の厚みに差があっても精密なアライメントを可能とする。
【解決手段】 印刷対象用のアライメントステージ上に保持した重ね合わせ印刷の２層目用版より、版用のアライメントステージ上に保持した仮の印刷対象に２層目印刷パターン及び２層目用アライメントマークを印刷する。アライメントエリアにて、仮の印刷対象のアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断し、視野内にない場合は、アライメントマークがカメラ視野内に収まるよう仮の印刷対象のアライメント動作を行った後、同じアライメント動作を２層目用版についても行う。仮の印刷対象のアライメントマークがアライメントカメラの視野内に収まる場合は、その位置をターゲット位置に設定する。その後、１層目印刷済み印刷対象について、そのアライメントマークをターゲット位置に合わせるよう位置補正してからオフセット印刷を実施させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置にて印刷位置の位置ずれを防止するために版と印刷対象の位置を補正するために用いる印刷装置の位置補正方法及び装置に関するものである。

近年、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷インクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に液晶ディスプレイ等の画像表示素子の電子回路を印刷して形成する手法が提案されてきている。

上記画像表示素子の電子回路を基板に形成する場合は、電極となる線幅として、たとえば、１０μｍ程度と微細なものが要求されることがある。更に、基板上に複数の電子回路を重ね合わせて形成することがあり、この場合は版を代えて電子回路の重ね刷りを行うことになるが、印刷位置がずれると電子回路の全体構成が崩れてしまうことから、精度は対象によって多少異なるが、上記線幅を１０μｍ程度とするような精密な電子回路の場合には、重ね合わせる印刷位置の位置ずれを数μｍからサブμｍオーダーに抑えることが必要とされることもある。

そのため、上記基板上に電子回路を印刷により形成する場合は、紙等に文字や画像を印刷する通常のオフセット印刷に比して高い印刷精度が要求される。

又、一般に、オフセット印刷では、版と印刷対象は同じ形状としたほうが、オフセット印刷による転写（受理）と再転写（印刷）による印刷パターンの再現性が高いため、前述したような基板へ電子回路のような精密な印刷パターンの印刷を行う場合は、平板状の版を用いることが有利に働く。

従来、平板状の版と印刷対象を用いる形式のオフセット印刷装置としては、たとえば、水平な架台（基台）の上側に、一方向に延びるガイドレールを設け、該ガイドレールに沿って往復動可能な移動テーブル上に、移動方向に沿って平板状の版（マスタ板）と印刷対象（ワーク板）を一定の間隔をおいて載置し、更に、上記ガイドレールの長手方向における上記版と印刷対象が共に移動可能な途中個所の上方に、上記ガイドレールを跨ぐようにブランケットロール（ローラ転写胴）を設けた構成としたものがある。

かかる構成としてあるオフセット印刷装置によれば、予めインキングを施した版と、印刷対象を上記移動テーブルのガイドレールに沿う移動に伴って上記ブランケットロールの直下位置を順次通過させるときに、転動させた上記ブランケットロールを、上記版と印刷対象に上方より順に接触させることで、上記インキングされた版から上記ブランケットロールの表面へのインクの転写（受理）処理を行わせた後、該ブランケットロール表面より上記印刷対象へインクの再転写（印刷）処理を行わせて、オフセット印刷を実施できるようにしてある。

ところで、オフセット印刷装置にて、印刷対象に印刷される印刷パターンの位置ずれを防止するためには、版と印刷対象の初期アライメントを取ることが必要とされる。

特に、重ね合わせ印刷を行う場合は、各層の印刷パターンの印刷を行うごとに版を取り替えるため、取り替えた後の版について初期アライメントを取ることが必要になる。又、重ね合わせ印刷における２層目以降の印刷パターンの印刷を行う各印刷対象についても、既に印刷してある印刷パターンと、新たに印刷する印刷パターンを重ね合わせる際の位置ずれを防止するために、アライメントを取ることが必要になる。

なお、オフセット印刷装置にて、洗浄の工程等のために版を一旦取り外した後、該版を再使用する場合も、該版についてアライメントを取ることが必要とされる。

そこで、上述した如き構成を有するオフセット印刷装置にて版と印刷対象のアライメントを取るための手段としては、たとえば、上記版と、印刷対象を、共にその表面にアライメントマークを備えてなるものとし、且つ上記移動テーブル上に、版及び印刷対象用の個別の位置補正手段を備えると共に、上記ガイドレールの長手方向における上記版と印刷対象が共に移動可能な個所の上方に、上記版及び印刷対象のアライメントマークを検出するためのアライメントカメラ（イメージセンサ）を設けてなる構成として、上記アライメントカメラにより上記版のアライメントマークが検出されると、その検出されたアライメントマークの位置について予め設定してある所定位置（ターゲット位置）からのずれ量を検出して、該ずれ量が解消されるように版用の位置補正手段により版の位置を補正する。

更に、上記アライメントカメラにより上記印刷対象のアライメントマークが検出されると、その検出されたアライメントマークの位置について、上記版の場合と同様の所定位置（ターゲット位置）からのずれ量を検出して、該ずれ量が解消されるように印刷対象用の位置補正手段により印刷対象の位置を補正するようにした手法が採られており、これにより、上記版と印刷対象の位置決め精度の向上化を図ることが行われている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平５−１８５５８６号公報

ところが、基板上に電子回路を印刷により形成する場合のような精密な印刷パターンの印刷を行うためには、前述したように、印刷位置の位置ずれを数μｍからサブμｍオーダーに抑えるような非常に精密なアライメントを実施する必要が生じる。このような精密なアライメントを行うためには、アライメントマークを撮影するためのアライメントカメラとして、分解能が高い高倍率のものを用いる必要があるが、この種のアライメントカメラでは、被写界深度が、たとえば、数十μｍ程度と狭くなることがある。

そのため、オフセット印刷で用いる版と印刷対象に厚み寸法の差があると、移動テーブル上に位置補正手段を介して同じ高さ位置に載置した版と印刷対象では、互いの表面高さ位置に差が生じることから、その表面高さ位置の差が、被写界深度に応じて定まるアライメントカメラの認識可能な距離範囲を逸脱していると、該版のアライメントマークと印刷対象のアライメントマークを同じアライメントカメラで検出することができなくなってしまうというのが実状である。

なお、上記のような版と印刷対象の厚み寸法の差に起因する問題の対策としては、上記移動テーブル上に位置補正手段を介して版と印刷対象を載置するときに、個別の位置補正手段の高さをシム等で調整することにより、上記版と基板の表面高さ位置の差を微小にさせるようにすることが考えられる。この手法によれば、被写界深度が狭いアライメントカメラであっても、上記厚み寸法に差がある版と基板の双方のアライメントマークを検出させることは可能になる。しかし、上記手法では、使用する版や印刷対象の厚み寸法が変わると、その都度、版と基板の表面高さ位置の差が微小になるように上記個別の位置補正手段の高さの調整を行う必要が生じるため、時間と手間が嵩むという問題がある。

そこで、本発明は、版と印刷対象にアライメントカメラの認識可能な距離を逸脱するような厚み寸法の差があるとしても、該版と印刷対象を載置する個所の高さの調整を要することなく、両者のアライメントを容易に取ることができて、精密な印刷パターンの印刷を高精度に実施する場合に有利なものとすることができる印刷装置の位置補正方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、印刷対象用のアライメントステージに、真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象を保持させた状態で、該仮の印刷対象に対して、版用のアライメントステージ上に保持した版における印刷パターンとアライメントマークを、ブランケットロールを介して印刷し、次に、上記仮の印刷対象に印刷されたアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断し、視野内にない場合は、上記印刷対象用のアライメントステージにより、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内に収まるように該仮の印刷対象の位置を補正するアライメント動作を行わせると共に、上記版用のアライメントステージに、上記印刷対象用のアライメントステージにおけるアライメント動作と同様のアライメント動作を行わせるようにし、次いで、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にある場合は、該アライメントカメラの視野内における上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置をターゲット位置に設定し、その後、上記印刷対象用のアライメントステージ上に、予め上記版のアライメントマークに対応するアライメントマークを備えてなる真の印刷対象を保持させた後、該印刷対象用のアライメントステージにより、上記真の印刷対象のアライメントマークの位置を上記ターゲット位置に一致させるように真の印刷対象の位置を補正するアライメントを行い、しかる後、上記アライメント動作後の版用のアライメントステージ上に保持してある版と、上記印刷対象用のアライメントステージ上のアライメント後の印刷対象を用いて、ブランケットロールを介したオフセット印刷を行うようにする印刷装置の位置補正方法とする。

又、請求項２に対応して、版用のアライメントステージ上に保持した版と、印刷対象を保持する印刷対象用のアライメントステージ上に保持した印刷対象に上方よりブランケットロールを順次接触させて上記版の印刷パターンとアライメントマークを印刷対象にオフセット印刷処理できるようにしてあるオフセット印刷装置における上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象に代えて保持させるための上記真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象と、上記印刷対象用のアライメントステージ上に保持される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマーク、及び、上記仮の印刷対象に版より印刷するアライメントマークを検出するためのアライメントカメラと、上記アライメントカメラにより検出される上記真の印刷対象及び仮の印刷対象におけるアライメントマークの位置の情報を基に、上記印刷対象用のアライメントステージと、版用のアライメントステージに指令を与える制御器を備えてなる構成を有する印刷装置の位置補正装置とする。

更に、上記構成における制御器は、仮の印刷対象が印刷対象用のアライメントステージ上に保持されている状態では、上記仮の印刷対象に版より印刷されるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断する機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にないと判断される場合は、上記仮の印刷対象のアライメントマークがアライメントカメラの視野内に収まるように、印刷対象用のアライメントステージをアライメント動作させた後、印刷対象用のアライメントステージのアライメント動作と同様のアライメント動作を版用のアライメントステージに行わせる機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあると判断される場合は、そのアライメントマークの位置をターゲット位置に設定する機能を果し、更に、上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象が保持されている状態では、上記アライメントカメラで検出される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマークの位置を、上記ターゲット位置に一致するよう印刷対象用のアライメントステージにアライメント動作させる機能を果すものとした構成とする。

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）印刷対象用のアライメントステージに、真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象を保持させた状態で、該仮の印刷対象に対して、版用のアライメントステージ上に保持した版における印刷パターンとアライメントマークを、ブランケットロールを介して印刷し、次に、上記仮の印刷対象に印刷されたアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断し、視野内にない場合は、上記印刷対象用のアライメントステージにより、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内に収まるように該仮の印刷対象の位置を補正するアライメント動作を行わせると共に、上記版用のアライメントステージに、上記印刷対象用のアライメントステージにおけるアライメント動作と同様のアライメント動作を行わせるようにし、次いで、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にある場合は、該アライメントカメラの視野内における上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置をターゲット位置に設定し、その後、上記印刷対象用のアライメントステージ上に、予め上記版のアライメントマークに対応するアライメントマークを備えてなる真の印刷対象を保持させた後、該印刷対象用のアライメントステージにより、上記真の印刷対象のアライメントマークの位置を上記ターゲット位置に一致させるように真の印刷対象の位置を補正するアライメントを行い、しかる後、上記アライメント動作後の版用のアライメントステージ上に保持してある版と、上記印刷対象用のアライメントステージ上のアライメント後の印刷対象を用いて、ブランケットロールを介したオフセット印刷を行うようにする印刷装置の位置補正方法としてあるので、アライメントマークを備えた版と、予めアライメントマークを備えた印刷対象について、アライメントカメラにより検出される上記印刷対象側のアライメントマークの位置情報に基づいた精密なアライメントを取ることができる。
（２）しかも、上記版のアライメントマークについてのアライメントカメラによる検出は不要にすることができる。したがって、上記版と印刷対象の厚み寸法に、上記アライメントカメラの被写界深度に応じて定まる該アライメントカメラの認識可能な距離範囲を逸脱する差が存在していても、何ら問題なく上記版と印刷対象についてのアライメントを取ることができる。
（３）したがって、版や印刷対象に設けたアライメントマークを検出するために、被写界深度が狭くても高分解能のアライメントカメラが必要とされるような、基板上に電子回路を印刷により形成する場合等の精密な印刷パターンの印刷を行う場合に有利な方法とすることができる。
（４）版用のアライメントステージ上に保持した版と、印刷対象を保持する印刷対象用のアライメントステージ上に保持した印刷対象に上方よりブランケットロールを順次接触させて上記版の印刷パターンとアライメントマークを印刷対象にオフセット印刷処理できるようにしてあるオフセット印刷装置における上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象に代えて保持させるための上記真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象と、上記印刷対象用のアライメントステージ上に保持される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマーク、及び、上記仮の印刷対象に版より印刷するアライメントマークを検出するためのアライメントカメラと、上記アライメントカメラにより検出される上記真の印刷対象及び仮の印刷対象におけるアライメントマークの位置の情報を基に、上記印刷対象用のアライメントステージと、版用のアライメントステージに指令を与える制御器を備えてなる構成を有する印刷装置の位置補正装置、より具体的には、上記構成における制御器は、仮の印刷対象が印刷対象用のアライメントステージ上に保持されている状態では、上記仮の印刷対象に版より印刷されるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断する機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にないと判断される場合は、上記仮の印刷対象のアライメントマークがアライメントカメラの視野内に収まるように、印刷対象用のアライメントステージをアライメント動作させた後、印刷対象用のアライメントステージのアライメント動作と同様のアライメント動作を版用のアライメントステージに行わせる機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあると判断される場合は、そのアライメントマークの位置をターゲット位置に設定する機能を果し、更に、上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象が保持されている状態では、上記アライメントカメラで検出される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマークの位置を、上記ターゲット位置に一致するよう印刷対象用のアライメントステージにアライメント動作させる機能を果すものとした構成を有する印刷装置の位置補正装置とすることにより、上記（１）の印刷装置の位置補正方法を実施するための装置構成を容易に実現できる。

本発明の印刷装置の位置補正方法の実施の一形態を示すもので、処理手順のフローを示す図である。 図１の方法の実施に用いる印刷装置の位置補正装置を備えたオフセット印刷装置を示す概略側面図である。 図１の方法におけるステップＢ１で版テーブル上に２層目用版を保持させ、更にステップＢ２で印刷対象テーブル上に仮の印刷対象を保持させた状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像、（ｄ）は仮の印刷対象の上面をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ３で印刷対象テーブル上に仮の印刷対象に対して版テーブル上の２層目用版の２層目印刷パターンを印刷した状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像、（ｄ）は仮の印刷対象の上面をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法における図４に続く手順として、２層目印刷パターンが印刷された仮の印刷対象を印刷対象テーブルと共にアライメントエリアへ移動させた状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ６で仮の印刷対象における２層目用アライメントマークの画像処理装置で認識された位置を基に、印刷対象用のアライメントステージにより仮の印刷対象の位置を補正するためのアライメント動作を行う状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ７で版用のアライメントステージによりアライメント動作を行って２層目用版の位置を補正する状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ７に続く手順としてのステップＢ２で印刷対象テーブル上に新たに保持させた仮の印刷対象に対し、ステップＢ３で２層目用版の２層目印刷パターンを印刷した状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像、（ｄ）は仮の印刷対象の上面をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ８で仮の印刷対象における２層目用アライメントマークの画像処理装置で認識された位置をターゲット位置に設定する状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ９で印刷対象テーブル上に真の印刷対象である１層目印刷済み印刷対象を保持させた状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像、（ｄ）は１層目印刷済み印刷対象の上面をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法にステップＢ１０で印刷対象テーブル上の１層目印刷済み印刷対象における２層目用アライメントマークの位置を、ターゲット位置に一致させるように位置補正する状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像をそれぞれ示す概要図である。 図１の方法におけるステップＢ１１で１層目印刷済み印刷対象に対し２層目用版の２層目印刷パターンを重ね合わせ印刷した状態を示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は版の上面、（ｃ）は画像処理装置で認識されている画像、（ｄ）は重ね合わせ印刷された印刷対象の上面をそれぞれ示す概要図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明の印刷装置の位置補正方法及び装置の実施の一形態として、図２に示す如きオフセット印刷装置において、アライメントマークを有する版と、予めアライメントマークを備えた真の印刷対象として、たとえば、重ね合わせ印刷における２層目の印刷を行うための２層目印刷パターンＰ２及び２層目用アライメントマーク２を備えてなる２層目用版１と、素の印刷対象に１層目の印刷パターンＰ１を印刷する際に上記２層目用版１の２層目用アライメントマーク２に対して位置を合わせるための２層目用アライメントマーク４を同時印刷して設けてなる１層目印刷済み印刷対象３とのアライメントを取る場合の適用例を示すもので、以下のようにしてある。

ここで、先ず、図２に示したオフセット印刷装置について概説すると、該オフセット印刷装置は、水平な架台５の上側に、一方向に延びるガイドレール６を設ける。上記ガイドレール６には、平板状の版１（便宜上、上記２層目用版と同じ符号が付してある）と基板等の平板状の印刷対象３（便宜上、上記１層目印刷済み印刷対象と同じ符号が付してある）を保持させるための移動テーブルとして、たとえば、版１と印刷対象３をそれぞれ個別に保持できるようにした版テーブル７と印刷対象テーブル８を、図示しない駆動装置により独立して往復動（走行）可能に取り付ける。

更に、上記ガイドレール６の長手方向における上記版テーブル７及び印刷対象テーブル８が共に走行可能な途中個所の上方に、上記ガイドレール６の長手方向と直角且つ水平な方向に延びる印刷ロールとしてのブランケットロール９を、図示しない回転駆動機構により回転可能に且つ図示しない昇降駆動機構により昇降可能に備えてなる構成とする。

更に、上記ガイドレール６の長手方向における上記版テーブル７が走行可能な別の途中位置、たとえば、上記ブランケットロール９の設置個所よりもガイドレール６の長手方向一端側（図では左側）へ所要寸法離れた位置となる上記架台５上の所要個所に、上記版テーブル７上に保持された版１に対してインキングを行うためのインキング装置１０を設けた構成としてある。

これにより、上記版テーブル７上に保持した版１に上記インキング装置１０によりインキングを施した後、インキング済みの版１を保持した版テーブル７と、印刷対象３を保持した印刷対象テーブル８を、上記ガイドレール６に沿って同方向より上記ブランケットロール９の直下位置を順次通過させるときに、上記図示しない回転駆動機構により転動させた状態の上記ブランケットロール９を、上記図示しない昇降駆動機構により下降させて、上記インキング済みの版１に上方より接触させ、次いで、該ブランケットロール９を上記印刷対象３に上方より接触させることで、上記版１からブランケットロール９へのインク（印刷パターン）の転写（受理）処理と、該ブランケットロール９から印刷対象３へのインク（印刷パターン）の再転写（印刷）処理を行わせてオフセット印刷処理を実施することができるようにしてある。

上記構成としてあるオフセット印刷装置に適用する本発明の印刷装置の位置補正装置は、上記版テーブル７及び印刷対象テーブル８を、それぞれの上部に位置補正手段として、たとえば、ＸＹθの３軸方向の自由度を備えた版用及び印刷対象用のアライメントステージ７ａ及び８ａを一体に設けてなる構成として、該各アライメントステージ７ａ及び８ａの上側に、版１及び印刷対象３を載置して保持できるようにしてある。

更に、上記ガイドレール６の長手方向における上記印刷対象テーブル８が走行可能な更に別の途中位置、たとえば、上記ブランケットロール９の設置個所よりもガイドレール６の長手方向他端側（図では右側）へ所要寸法離れた位置となる上記架台５上の所要個所に、アライメントエリア１１を設ける。該アライメントエリア１１には、ガイドレール６の所定位置に上記印刷対象テーブル８を停止させた状態で、該印刷対象テーブル８上に保持された印刷対象３に設けられたアライメントマーク４（便宜上、上記２層目用アライメントマークと同じ符号が付してある）を上方より検出（撮影）するためのアライメントカメラ１２，１３を設ける。

上記アライメントカメラ１２，１３は、たとえば、上記印刷対象３の四角部分に設けられるアライメントマーク４を個別に検出できるように４つ設けるようにし、更に、対角位置の２つは、印刷位置の位置ずれを数μｍからサブμｍオーダーに抑えるような非常に精密なアライメントを実施するために必要とされる高い分解能を有する高分解能アライメントカメラ１２とし、残る２つはより広い視野１３ａ（図６（ｃ）参照）を備えた広視野アライメントカメラ１３としてあるものとする。

上記各アライメントカメラ１２，１３は、上記印刷対象３のアライメントマーク４の位置を認識するための画像処理装置１４に接続してあり、更に、該画像処理装置１４より入力される上記アライメントマーク４の位置の情報を基に、上記版テーブル７のアライメントステージ７ａ、及び、印刷対象テーブル８のアライメントステージ８ａへ指令を与える制御器１５を備えてなる構成とする。

次に、本発明の印刷装置の位置補正方法の手順と共に上記制御器１５の機能について説明する。

なお、以下においては、前述したように、図１における一点鎖線よりも左側に示してある単線印刷工程（重ね合わせ印刷における１層目の印刷工程）、すなわち、版テーブル７上に１層目用の版（図示せず）を設置して保持させ（ステップＡ１：ＳＡ１）、又、印刷対象テーブル８上に基板等の素の印刷対象（図示せず）を設置して保持させ（ステップＡ２：ＳＡ２）、次いで、上記版テーブル７上に保持した１層目用版と、印刷対象テーブル８上に保持した素の印刷対象を用いて、上述したと同様のオフセット印刷処理を実施することにより１層目印刷パターンの印刷を行って（ステップＡ３：ＳＡ３）、予めアライメントマークを備えた真の印刷対象として、上記１層目用版の１層目印刷パターンＰ１と２層目用アライメントマーク４を備えた１層目印刷済み印刷対象３が形成してあるものとする（ステップＡ４：ＳＡ４）。

上記１層目印刷済み印刷対象３に対し、図１における一点鎖線よりも右側に示してある重ね合わせ印刷工程を実施する場合は、先ず、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、上記版テーブル７上に、上記１層目用版に代えて、２層目印刷パターンＰ２と２層目用のアライメントマーク２を備えた２層目用版１を設置する（ステップＢ１：ＳＢ１）。又、印刷対象テーブル８上に、真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象３Ａとして、たとえば、印刷処理に供していない素の印刷対象を保持させる（ステップＢ２：ＳＢ２）。

上記において、図３（ｂ）は上記版テーブル７上に保持されている２層目用版１の上面を示す概要図、図３（ｃ）はその時点で画像処理装置１４で認識されている画像を示す概要図、図３（ｄ）はその時点で印刷対象テーブル８上に保持されている仮の印刷対象３Ａの上面を示す概要図である。なお、後述する図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）乃至図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）において、上記図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）と同一のアルファベットが付された図は、それぞれ、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）と同一部分を示す図である（なお、図１０（ｄ）及び図１２（ｄ）は印刷対象テーブル８上の真の印刷対象３の上面を示す概要図としてある）。よって、以下においては、各図におけるアルファベットで表示した図番の個々の図についての説明は省略する。

次に、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、上記２層目用版１と上記仮の印刷対象３Ａを用いて上述したと同様のオフセット印刷処理を実施して、上記仮の印刷対象３Ａに、上記２層目用版１より２層目印刷パターンＰ２と２層目用アライメントマーク４を印刷する（ステップＢ３：ＳＢ３）。

上記ステップＢ３（ＳＢ３）のオフセット印刷処理により上記仮の印刷対象３Ａに２層目用アライメントマーク４が印刷によって設けられると、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように上記印刷対象テーブル８を、アライメントエリア１１へ移動させる。

次いで、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、上記アライメントエリア１１に配置した印刷対象テーブル８上の仮の印刷対象３Ａを撮影する各アライメントカメラ１２，１３の映像を基に、画像処理装置１４により上記仮の印刷対象３Ａを認識させて（ステップＢ４：ＳＢ４）、該仮の印刷対象３Ａに設けられている２層目用アライメントマーク４が、対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内にあるか否かを判断する（ステップＢ５：ＳＢ５）。

上記ステップＢ５（ＳＢ５）で上記仮の印刷対象３Ａにおける２層目用アライメントマーク４が、対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内に入っていないと判断された場合は、ステップＢ６（ＳＢ６）へ進んで、上記画像処理装置１４より入力される印刷対象３Ａにおける２層目用アライメントマーク４の位置の情報を基に、制御器１５により上記印刷対象テーブル８のアライメントステージ８ａへ指令を与えて、上記仮の印刷対象３Ａに設けてある２層目用アライメントマーク４が、対応する上記高分解能アライメントカメラ１２の視野内に収まるように、上記仮の印刷対象３Ａの位置をＸＹθの３軸方向に補正させるアライメント動作を行わせる。

この際、上記高分解能アライメントカメラ１２の視野に、対応する２層目用アライメントマーク４の一部が懸かっている場合は、該２層目用アライメントマーク４が対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内に完全に収まるように上記仮の印刷対象３Ａの位置を補正させるようにすればよい。又、上記２層目用アライメントマーク４が、対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａから完全に外れている場合は、広視野アライメントカメラ１３の視野１３ａによって検出される２層目用アライメントマーク４の位置を基に、上記高分解能アライメントカメラ１２の視野内に対応する２層目用アライメントマーク４の一部が懸かるようになる程度の精度で、上記仮の印刷対象３Ａの位置補正を行ってから、上記２層目用アライメントマーク４が対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内に完全に収まるように上記仮の印刷対象３Ａの位置を更に補正させるアライメント動作を行わせるようにすればよい。

上記ステップＢ６（ＳＢ６）で、上記印刷対象テーブル８のアライメントステージ８ａによる上記仮の印刷対象３Ａの位置を補正させるアライメント動作が終了すると、上記制御器１５は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、上記版テーブル７のアライメントステージ７ａに指令を与えて、上記ステップＢ６（ＳＢ６）において実施した印刷対象テーブル８のアライメントステージ８ａのＸＹθの３軸方向のアライメント動作と同様のアライメント動作を上記版用のアライメントステージ７ａで行わせるようにする（ステップＢ７：ＳＢ７）。これにより、上記版テーブル７上に保持された２層目用版１では、その２層目用アライメントマーク２の位置が、上記画像検出装置１４で検出された上記仮の印刷対象３Ａに印刷により設けられた２層目用アライメントマーク４の位置と同様に補正されるようになる。

上記ステップＢ７（ＳＢ７）の後は、上記ステップＢ２（ＳＢ２）へ戻って、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、印刷対象テーブル８上に、新たな仮の印刷対象３Ａを設置して保持させた後、上記ステップＢ７（ＳＢ７）で位置を補正した２層目用版１を用いて、上記仮の印刷対象３Ａに対し上述したと同様のオフセット印刷処理を実施して、上記新たな仮の印刷対象３Ａに、上記２層目用版１より２層目印刷パターンＰ２及び２層目用アライメントマーク４を印刷した後（ステップＢ３：ＳＢ３）、上記２層目用アライメントマーク４が印刷により設けられた仮の印刷対象３Ａを、印刷対象テーブル８と一緒にアライメントエリア１１へ移動させて、各アライメントカメラ１２，１３に接続してある画像処理装置１４により上記印刷対象テーブル８上の仮の印刷対象３Ａを認識させて（ステップＢ４：ＳＢ４）、その２層目用アライメントマーク４が、対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内にあるか否かを再び判断し（ステップＢ５：ＳＢ５）、視野１２ａ内に入っていない場合は、上記仮の印刷対象３Ａに印刷により設けられる２層目用アライメントマーク４が対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内に収まるようになるまで、上記ステップＢ６（ＳＢ６）とステップＢ７（ＳＢ７）、及び、ステップＢ２（ＳＢ２）〜ステップＢ５（ＳＢ５）の処理を順次繰り返して行うようにする。

上記ステップＢ５（ＳＢ５）において、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、上記仮の印刷対象３Ａに印刷により設けられた２層目用アライメントマーク４が対応する高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ内に収まっていると判断されると、ステップＢ８（ＳＢ８）へ進んで、制御器１５は、その時点で上記画像処理装置１４により認識されている上記仮の印刷対象３Ａにおける２層目用アライメントマーク４の位置を、ターゲット位置１６に設定する。

この際、上記２層目用版１の２層目用アライメントマーク２に基づいて上記仮の印刷対象３Ａに印刷により設けられる２層目用アライメントマーク４の位置がターゲット位置１６に設定されるのであるから、該２層目用版１における２層目用アライメントマーク２の位置は、当然、上記ターゲット位置１６に対応した配置となっている。

したがって、その後は、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、印刷対象テーブル８上に、上記ステップＡ１（ＳＡ１）〜ステップＡ３（ＳＡ３）の単線印刷工程によって１層目印刷パターンＰ１と２層目用アライメントマーク４が予め印刷してある真の印刷対象である１層目印刷済み印刷対象３を設置して保持させ（ステップＢ９：ＳＢ９）、次いで、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、上記１層目印刷済み印刷対象３を保持した印刷対象テーブル８を上記アライメントエリア１１へ移動させる。

この状態で、各アライメントカメラ１２，１３に接続してある画像処理装置１４により、上記印刷対象テーブル８上の１層目印刷済み印刷対象３が認識されると、制御器１５は、上記画像処理装置１４より入力される上記１層目印刷済み印刷対象３における２層目用アライメントマーク４の位置の情報を基に、上記印刷対象テーブル８のアライメントステージ８ａへ指令を与えて、１層目印刷済み印刷対象３に設けてある２層目用アライメントマーク４が上記ステップＢ８（ＳＢ８）で設定したターゲット位置１６に一致するように該１層目印刷済み印刷対象３の位置をＸＹθの３軸方向に補正するアライメント動作を行わせる（ステップＢ１０：ＳＢ１０）。

なお、上記１層目印刷済み印刷対象３の位置補正を行う際のアライメント動作は、上記高分解能アライメントカメラ１２の視野１２ａ及び広視野アライメントカメラ１３の視野１３ａ（図６（ｃ）参照）により検出される上記１層目印刷済み印刷対象３における２層目用アライメントマーク４の位置を基に、上記ステップＢ６（ＳＢ６）における仮の印刷対象３Ａの位置補正を行ったときのアライメント動作と同様に行わせるようにすればよい。

これにより、上記２層目用版１及び上記１層目印刷済み印刷対象３における２層目用アライメントマーク２及び４が、共に上記ターゲット位置１６に対応した配置となる。

しかる後、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、上記２層目用版１と、１層目印刷済み印刷対象３を用いて、上述したと同様のオフセット印刷処理を実行することにより、上記１層目印刷済み印刷対象３における１層目印刷パターンＰ１に、上記２層目用版１の２層目印刷パターンＰ２の重ね合わせ印刷を行うようにする（ステップＢ１１：ＳＢ１１）。

以上により、上記２層目用版１の２層目用アライメントマーク２と、上記１層目印刷済み印刷対象３の２層目用アライメントマーク４とのターゲット位置１６を介した正確な位置合わせを行った条件の下で、上記１層目印刷済み印刷対象３における１層目印刷パターンＰ１に対し、上記２層目用版１の２層目印刷パターンＰ２の正確な重ね合わせ印刷が行われるようになる。

このように、本発明の印刷装置の位置補正方法及び装置によれば、アライメントマークを備えた版としての２層目用アライメントマーク２を備えた２層目用版１と、予めアライメントマークを備えた印刷対象としての２層目用アライメントマーク４を備えた１層目印刷済み印刷対象３について、上記高分解能アライメントカメラ１２により検出される上記印刷対象３側のアライメントマーク４の位置情報に基づいた精密なアライメントを取ることができる。

しかも、上記２層目用版１と１層目印刷済み印刷対象３のアライメントを取るための作業手順について、上記２層目用版１における２層目用アライメントマーク２のアライメントカメラ１２，１３による検出、並びに、画像処理装置１４による認識を不要にすることができる。

したがって、上記２層目用版１と１層目印刷済み印刷対象３との厚み寸法に、アライメントエリア１１で使用する高分解能アライメントカメラ１２の被写界深度に応じて定まる該高分解能アライメントカメラ１２の認識可能な距離範囲を逸脱するような差が存在しているとしても、何ら問題なく上記２層目用版１と１層目印刷済み印刷対象３についてのアライメントを取ることができる。

よって、アライメントマークを検出するために、被写界深度が狭くても高分解能のアライメントカメラ１２が必要とされるような、基板上に電子回路を印刷により形成する場合等の精密な印刷パターンの印刷を行う場合に有利なものとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、アライメントマークを備えて印刷パターンと共に該アライメントマークの印刷対象３への印刷を行うことができるようにしてある平板状の版１と、上記版１のアライメントマークと対応するアライメントマークを予め備えた印刷対象３を用いてオフセット印刷を行う場合であれば、重ね合わせ印刷における３層目以降の印刷のためのアライメントを取る場合に適用してもよい。

更には、重ね合わせ印刷における１層目、あるいは、単相の印刷である単線印刷工程を行う場合についての版１と印刷対象３のアライメントを取る場合に適用してもよい。この場合は、印刷前の真の印刷対象３に上記版１からの印刷以外の手段でアライメントマークを予め設けておくようにすると共に、該真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象を別途用意しておくようにすればよい。

版１や印刷対象３に設けるアライメントマーク２，４の位置は適宜変更してもよい。又、アライメントマーク２，４の個数は、版１や印刷対象３の正確な位置合わせを行うために必要とされるターゲット位置１６の数に応じて適宜増減してもよい。

上記アライメントマーク２，４の位置や数に応じて、アライメントエリア１１に設けるアライメントカメラ１２，１３の位置や数を適宜変更してよい。

本発明の印刷装置の位置補正方法及び装置は、平板状の版１と平板状の印刷対象３を個別に位置補正できるように保持する形式としてあれば、上記版１と印刷対象３を、共通の移動テーブル上に個別のアライメントステージを介して保持させる形式や、固定側に個別のアライメントステージを介して保持させた版１と印刷対象３に対して、移動可能に設けたブランケットロール９を順次接触させるようにした形式のオフセット印刷装置等、図示した以外のいかなる形式のオフセット印刷装置に適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ ２層目用版（版）
２ アライメントマーク
３ １層目印刷済み印刷対象（真の印刷対象）
３Ａ 仮の印刷対象
４ アライメントマーク
７ 版テーブル
７ａ アライメントステージ（版用のアライメントステージ）
８ 印刷対象テーブル
８ａ アライメントステージ（印刷対象用のアライメントステージ）
９ ブランケットロール
１２ 高分解能アライメントカメラ（アライメントカメラ）
１２ａ 視野
１３ 広視野アライメントカメラ
１３ａ 視野
１５ 制御器
１６ ターゲット位置
Ｐ１ １層目印刷パターン（印刷パターン）
Ｐ２ ２層目印刷パターン（印刷パターン）

Claims (3)

1. 印刷対象用のアライメントステージに、真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象を保持させた状態で、該仮の印刷対象に対して、版用のアライメントステージ上に保持した版における印刷パターンとアライメントマークを、ブランケットロールを介して印刷し、次に、上記仮の印刷対象に印刷されたアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断し、視野内にない場合は、上記印刷対象用のアライメントステージにより、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内に収まるように該仮の印刷対象の位置を補正するアライメント動作を行わせると共に、上記版用のアライメントステージに、上記印刷対象用のアライメントステージにおけるアライメント動作と同様のアライメント動作を行わせるようにし、次いで、上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置がアライメントカメラの視野内にある場合は、該アライメントカメラの視野内における上記仮の印刷対象のアライメントマークの位置をターゲット位置に設定し、その後、上記印刷対象用のアライメントステージ上に、予め上記版のアライメントマークに対応するアライメントマークを備えてなる真の印刷対象を保持させた後、該印刷対象用のアライメントステージにより、上記真の印刷対象のアライメントマークの位置を上記ターゲット位置に一致させるように真の印刷対象の位置を補正するアライメントを行い、しかる後、上記アライメント動作後の版用のアライメントステージ上に保持してある版と、上記印刷対象用のアライメントステージ上のアライメント後の印刷対象を用いて、ブランケットロールを介したオフセット印刷を行うようにすることを特徴とする印刷装置の位置補正方法。
2. 版用のアライメントステージ上に保持した版と、印刷対象を保持する印刷対象用のアライメントステージ上に保持した印刷対象に上方よりブランケットロールを順次接触させて上記版の印刷パターンとアライメントマークを印刷対象にオフセット印刷処理できるようにしてあるオフセット印刷装置における上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象に代えて保持させるための上記真の印刷対象と同じ厚み寸法を有し且つアライメントマークを備えていない仮の印刷対象と、上記印刷対象用のアライメントステージ上に保持される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマーク、及び、上記仮の印刷対象に版より印刷するアライメントマークを検出するためのアライメントカメラと、上記アライメントカメラにより検出される上記真の印刷対象及び仮の印刷対象におけるアライメントマークの位置の情報を基に、上記印刷対象用のアライメントステージと、版用のアライメントステージに指令を与える制御器を備えてなる構成を有することを特徴とする印刷装置の位置補正装置。
3. 制御器は、仮の印刷対象が印刷対象用のアライメントステージ上に保持されている状態では、上記仮の印刷対象に版より印刷されるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあるか否かを判断する機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にないと判断される場合は、上記仮の印刷対象のアライメントマークがアライメントカメラの視野内に収まるように、印刷対象用のアライメントステージをアライメント動作させた後、印刷対象用のアライメントステージのアライメント動作と同様のアライメント動作を版用のアライメントステージに行わせる機能と、上記仮の印刷対象におけるアライメントマークがアライメントカメラの視野内にあると判断される場合は、そのアライメントマークの位置をターゲット位置に設定する機能を果すようにし、更に、上記印刷対象用のアライメントステージ上に真の印刷対象が保持されている状態では、上記アライメントカメラで検出される上記真の印刷対象に予め設けてあるアライメントマークの位置を、上記ターゲット位置に一致するよう印刷対象用のアライメントステージにアライメント動作させる機能を果すものとした請求項２記載の印刷装置の位置補正装置。

Images