JP2008296305A - テーブル、テーブルの速度制御方法、ダンパ及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】テーブルに配置されている物に損傷を与え難いテーブル、テーブルの速度制御方法、ダンパ及び測定装置を提供する。
【解決手段】エアシリンダ18により往復動作するZ移動テーブル16であって、Z移動テーブル16の移動速度を制御するダンパ19を有し、ダンパ19は、Z移動テーブル16の移動範囲における略総ての範囲において、移動速度を制御する。そして、ダンパ19は、Z移動テーブル16が上死点及び下死点の付近に位置するとき、移動に対する抵抗が大きく、中間地点では、移動に対する抵抗を小さくする。
【選択図】図1
【解決手段】エアシリンダ18により往復動作するZ移動テーブル16であって、Z移動テーブル16の移動速度を制御するダンパ19を有し、ダンパ19は、Z移動テーブル16の移動範囲における略総ての範囲において、移動速度を制御する。そして、ダンパ19は、Z移動テーブル16が上死点及び下死点の付近に位置するとき、移動に対する抵抗が大きく、中間地点では、移動に対する抵抗を小さくする。
【選択図】図1
Description
本発明は、テーブル、テーブルの速度制御方法、ダンパ及び測定装置に係り、特にダンパを用いた速度制御に関するものである。
従来、ワークに対して液滴を吐出する方法として、インクジェット式の液滴吐出装置を用いて吐出する方法が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置するテーブルと、インクジェットヘッド(以下、液滴吐出ヘッドと称す)を配置するキャリッジとを備えている。そして、テーブルとキャリッジとを相対移動して、液滴吐出ヘッドからワークに対して液滴を吐出して、塗布していた。
この液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを備え、液滴吐出ヘッドを製造する工程では、液滴吐出ヘッドが吐出する液状体の吐出位置が測定される。吐出位置を測定するとき、撮像装置を備えた測定装置を用いて測定する。この測定装置は、厚さの異なる板に吐出して、ノズルと板とを近づけて吐出するときと、ノズルと板とを近づけて吐出するときの吐出位置を測定する。そして、吐出する液状体の飛行曲がりを測定している。
この測定装置は、厚さの異なる板を配置するとき、板の表面を撮像するために、撮像装置を移動して、板の表面と撮像装置との距離を変更する。撮像装置は、移動テーブルにより移動可能となっており、テーブルは、特許文献1に開示されているようなダンパを備えていた。そして、テーブルが停止するときに、ダンパに当たって、移動速度が減衰した後、テーブルが停止するようになっていた。
円筒形のシリンダ内に、ピストンロッドを備えるダンパが、特許文献2に開示されている。このシリンダは、ピストンロッドにより、オリフィスが形成されている。そして、このダンパは、シリンダ内にシリコンオイルが充填され、ピストンロッドが移動するときシリコンオイルがオリフィスを通過するときの流体抵抗を用いて、制動力を発生させている。
テーブルが停止するとき、テーブルをダンパに当てて衝撃を吸収する。このとき、テーブルの速度変化が大きいとき、撮像装置に衝撃荷重が加わり、テーブルと撮像装置とを固定している部材が損傷を受けることにより、撮像装置の撮像範囲が移動することがある。そして、撮像範囲が移動するとき、板に吐出された位置の測定精度が悪くなるという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
エアシリンダにより往復動作するテーブルであって、前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とするテーブル。
エアシリンダにより往復動作するテーブルであって、前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とするテーブル。
このテーブルによれば、テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、ダンパが、テーブルの移動速度の制御をする。通常、ダンパはテーブルが停止する場所に配置される。そして、テーブルは、所定の速度で移動して、ダンパと衝突した後、速度を減衰して停止する。テーブルがダンパと衝突するとき、テーブルの速度が急激に変化することがある。このとき、テーブル及びテーブルに配置されている物に荷重が加わるので、テーブル及び、テーブルに配置されている物に損傷を与える可能性がある。このテーブルは、移動範囲における略総ての範囲において、ダンパが機能している。従って、テーブルがダンパと衝突して、テーブルの速度が急激に変化することがない。従って、テーブル及びテーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例2]
上記に記載のテーブルであって、前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とするテーブル。
上記に記載のテーブルであって、前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とするテーブル。
このテーブルによれば、テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とがあるので、テーブルをエアシリンダを用いて移動させるとき、テーブルの速度を制御することができる。そして、テーブルの場所毎に速度を制御することができる。
[適用例3]
上記に記載のテーブルであって、前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とするテーブル。
上記に記載のテーブルであって、前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とするテーブル。
このテーブルは、速度制御部を備え、エアシリンダの移動速度を制御している。従って、テーブルの速度が速すぎないように調整することができる。その結果、停止時の制動力を小さくすることにより、テーブル及びテーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例4]
上記に記載のテーブルであって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とするテーブル。
上記に記載のテーブルであって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とするテーブル。
このテーブルは、テーブルが移動開始する場所で、ダンパが機能することにより、移動速度が抑えられる。エアシリンダは、筒と可動部などにより構成され、筒の内部に可動部が移動可能となっている。そして、可動部が気体の圧力に押されて、移動するようになっている。可動部は、静止状態では、静止摩擦が働き移動し難くなっており、高い圧力が働いても移動しない。一旦、移動が開始すると摩擦が動摩擦に切り替わるので、移動し易くなることから、急に速度が高くなる。このとき、ダンパが機能することにより、テーブルが移動開始するとき、移動速度が抑えられる。従って、移動開始時の速度変化を小さくすることにより、テーブル及びテーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例5]
上記に記載のテーブルであって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とするテーブル。
上記に記載のテーブルであって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とするテーブル。
このテーブルは、テーブルが停止する場所でダンパが機能することにより、テーブルの移動速度が抑えられる。ダンパは、テーブルの移動速度を徐々に下げることができる為、テーブル速度を小さくした後テーブルを停止することにより、テーブル及びテーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例6]
ワークを撮像装置にて撮像した後、撮像した画像を演算して、ワークを測定する測定装置であって、前記撮像装置が搭載され、エアシリンダにより往復動作するテーブルと、前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とする測定装置。
ワークを撮像装置にて撮像した後、撮像した画像を演算して、ワークを測定する測定装置であって、前記撮像装置が搭載され、エアシリンダにより往復動作するテーブルと、前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、移動範囲における略総ての範囲において、ダンパが機能しているテーブルを有している。従って、テーブルがダンパと衝突して、テーブルの速度が急激に変化することがない。その結果、撮像装置に損傷を与え難くすることができる。
[適用例7]
上記に記載の測定装置であって、前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とがあるので、エアシリンダを用いてテーブルを移動させるとき、テーブルの速度を制御することができる。そして、テーブルの場所毎に速度を制御することができる。
[適用例8]
上記に記載の測定装置であって、前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、速度制御部を備え、エアシリンダの移動速度を制御している。従って、テーブルの速度が速すぎないように調整することができる。従って、撮像装置に損傷を与え難くすることができる。
[適用例9]
上記に記載の測定装置であって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、ダンパが機能することによりテーブルが移動開始するとき移動速度が抑えられる。従って、移動開始時の速度変化を小さくすることにより、撮像装置に損傷を与え難くすることができる。
[適用例10]
上記に記載の測定装置であって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、テーブルが停止する場所でダンパが機能することにより、テーブルの移動速度が抑えられる。ダンパは、テーブルの移動速度を徐々に下げることができる為、テーブルが停止するとき速度変化を小さくすることにより、撮像装置に損傷を与え難くすることができる。
[適用例11]
上記に記載の測定装置であって、前記ワークは、厚さの異なる板状体であり、前記テーブルは、前記撮像装置と前記ワークとの距離を変更して、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所に移動することを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記ワークは、厚さの異なる板状体であり、前記テーブルは、前記撮像装置と前記ワークとの距離を変更して、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所に移動することを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、撮像装置とワークとの距離を変更するとき、撮像装置は損傷を受け難くなっている。従って、厚さの異なるワークを測定するために、撮像装置とワークとの距離を変更するとき、撮像装置が撮像している場所が、変わり難くなっている。その結果、厚さの異なるワークを精度良く測定することができる。
[適用例12]
上記に記載の測定装置であって、光透過性基板にパターンが配置されたレチクルを備え、前記ワークと前記レチクルとが重ねて配置され、前記テーブルは、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所と前記レチクルを撮像可能な場所とに移動して、前記レチクルの前記パターンと前記ワークとを比較して測定することを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、光透過性基板にパターンが配置されたレチクルを備え、前記ワークと前記レチクルとが重ねて配置され、前記テーブルは、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所と前記レチクルを撮像可能な場所とに移動して、前記レチクルの前記パターンと前記ワークとを比較して測定することを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、撮像装置がワークとレチクルとに交互に焦点を合わせるために、撮像装置を移動するとき、撮像装置は損傷を受け難くなっている。従って、ワークを測定するために、撮像装置がワークとレチクルとに交互に焦点を合わせるとき、撮像装置が撮像する場所が変わり難くなっている。その結果、レチクルを用いてワークを精度良く測定することができる。
[適用例13]
上記に記載の測定装置であって、前記ワークに液状体を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、前記液滴吐出ヘッドが吐出した液状体の位置を測定することを特徴とする測定装置。
上記に記載の測定装置であって、前記ワークに液状体を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、前記液滴吐出ヘッドが吐出した液状体の位置を測定することを特徴とする測定装置。
この測定装置によれば、ワークを精度良く測定することができる為、液滴吐出ヘッドが吐出した液状体の位置を精度良く測定することができる。
[適用例14]
エアシリンダにより往復動作するテーブルの速度をダンパを用いて制御するテーブルの速度制御方法であって、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、移動速度を制御することを特徴とするテーブルの速度制御方法。
エアシリンダにより往復動作するテーブルの速度をダンパを用いて制御するテーブルの速度制御方法であって、前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、移動速度を制御することを特徴とするテーブルの速度制御方法。
このテーブルは、移動範囲における略総ての範囲において、ダンパが機能している。従って、テーブルがダンパと衝突して、テーブルの速度が急激に変化することがない。従って、テーブル及びテーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例15]
上記に記載のテーブルの速度制御方法であって、前記テーブルが移動開始する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度の上昇を抑制することを特徴とするテーブルの速度制御方法。
上記に記載のテーブルの速度制御方法であって、前記テーブルが移動開始する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度の上昇を抑制することを特徴とするテーブルの速度制御方法。
このテーブルは、テーブルが移動開始する場所で、ダンパが機能することにより、移動速度の上昇を抑制している。従って、移動開始時の速度変化を小さくすることにより、テーブル及び、テーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例16]
上記に記載のテーブルの速度制御方法であって、前記テーブルが停止する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度を低下させることを特徴とするテーブルの速度制御方法。
上記に記載のテーブルの速度制御方法であって、前記テーブルが停止する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度を低下させることを特徴とするテーブルの速度制御方法。
このテーブルは、テーブルが停止する場所で、ダンパが機能することにより、テーブルの移動速度を低下している。ダンパが、テーブルの移動速度を徐々に下げている為、テーブル速度を小さくした後、テーブルを停止することにより、テーブル及び、テーブルに配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
[適用例17]
内部に空洞部を有し、前記空洞部に粘性流体を有する円筒状の固定部と、前記固定部の軸方向に移動可能に配置され、少なくとも1部の径が大きな棒状の可動部と、前記可動部を摺動可能に支持し、前記粘性流体を、前記空洞部に保持する軸受け部とを備え、前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを備えることを特徴とするダンパ。
内部に空洞部を有し、前記空洞部に粘性流体を有する円筒状の固定部と、前記固定部の軸方向に移動可能に配置され、少なくとも1部の径が大きな棒状の可動部と、前記可動部を摺動可能に支持し、前記粘性流体を、前記空洞部に保持する軸受け部とを備え、前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを備えることを特徴とするダンパ。
このダンパは、内部に粘性流体を有する空洞部を有し、空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを備えている。そして、可動部において、径の大きい部分が粘性流体の中を移動することにより、可動部の移動速度を低減させる。空洞部は、断面積が大きな場所と小さな場所とを有している。そして、可動部の径の大きい部分が空洞部の断面積が小さな場所を通過するときは、空洞部の断面積が大きな場所を通過するときに比べて、粘性流体の抵抗が大きくなるので、可動部の移動速度が低減し易くなる。従って、このダンパは、可動部の移動速度を大きく低減する場所と小さく低減する場所を有することができる。
[適用例18]
上記に記載のダンパであって、前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを複数備えることを特徴とするダンパ。
上記に記載のダンパであって、前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを複数備えることを特徴とするダンパ。
このダンパは、空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを複数備えることから、可動部の移動速度を複数の場所において、制御することができる。
[適用例19]
上記に記載のダンパであって、前記可動部が移動する範囲において、少なくとも1つの端部において、前記空洞部の断面積が、小さく形成されていることを特徴とするダンパ。
上記に記載のダンパであって、前記可動部が移動する範囲において、少なくとも1つの端部において、前記空洞部の断面積が、小さく形成されていることを特徴とするダンパ。
このダンパは、可動部が移動する範囲の端部において、可動部の移動速度を大きく低減する。そして、可動部が移動する範囲の端部では、移動する可動部の移動方向を変えるために、可動部は停止する。従って、可動部が、移動開始するときと停止するときの速度変化を小さくすることができる。その結果、可動部と接続されている物に衝撃を与えることなく、始動と停止とを行うことができる。
(第1の実施形態)
本実施形態では、吐出位置測定装置と液滴吐出ヘッドと、この吐出位置測定装置を用いて液滴の吐出位置を測定する、吐出位置測定方法との特徴的な例について、図1〜図9に従って説明する。
本実施形態では、吐出位置測定装置と液滴吐出ヘッドと、この吐出位置測定装置を用いて液滴の吐出位置を測定する、吐出位置測定方法との特徴的な例について、図1〜図9に従って説明する。
(吐出位置測定装置)
最初に、ワークに液滴を吐出した後、塗布された液滴の位置を測定する液滴吐出位置測定装置1について図1〜図3に従って説明する。液滴を吐出する方法に関しては様々な種類の方法があるが、インクジェット法を用いるのが好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
最初に、ワークに液滴を吐出した後、塗布された液滴の位置を測定する液滴吐出位置測定装置1について図1〜図3に従って説明する。液滴を吐出する方法に関しては様々な種類の方法があるが、インクジェット法を用いるのが好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
図1は、液滴吐出位置測定装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出位置測定装置1により、機能液を液滴にして吐出された後、塗布される。そして、塗布された液滴の位置が測定されて検査される。図1に示すように、液滴吐出位置測定装置1には、直方体形状に形成される基台2を備えている。本実施形態では、この基台2の長手方向をX方向とし、X方向と直交する方向をY方向とする。
基台2の上面2aには、X固定テーブル3が配置され、X固定テーブル3の上面3aには、X方向に延在する一対の案内レール4が、X固定テーブル3のX方向全幅にわたり凸設されている。その案内レール4の上側には、一対の案内レール4に対応する図示しない直動機構を備えたXステージ5が取付けられている。そのXステージ5の直動機構は、例えば、案内レール4に沿ってX方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するX軸モータ6に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号をX軸モータ6に入力すると、X軸モータ6が正転又は逆転して、Xステージ5が同ステップ数に相当する分だけ、X方向に移動するようになっている。
さらに、X固定テーブル3の上面3aには、案内レール4と平行に図示しないXテーブル位置検出装置が配置され、Xステージ5の位置が測定できるようになっている。
そのXステージ5の上面5aには、Y方向に延在する一対の案内レール7が、Xステージ5のY方向全幅にわたり凸設されている。その案内レール7の上側には、一対の案内レール7に対応する図示しない直動機構を備えたYステージ8が取付けられている。そのYステージ8の直動機構は、例えば、本実施形態では、Xステージ5が備える直動機構と同様の機構となっている。そして、その直動機構が備える駆動軸には、Y軸モータ9が連結されている。所定のステップ数に相対する駆動信号をY軸モータ9に入力すると、Y軸モータ9が正転又は逆転して、Yステージ8が同ステップ数に相当する分だけ、Y方向に移動するようになっている。
Yステージ8の上面には、載置面10が形成され、その載置面10には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面10にワーク及び板状体としての基板11を載置すると、基板チャック機構によって、その基板11が載置面10の所定位置に位置決めされて、固定されるようになっている。
基台2の上面2aにおいて、X方向の反対側には、L字形の支持台12が立設され、その支持台12の上面12aには、液滴吐出ヘッド13と供給タンク14とが配置されている。そして、液滴吐出ヘッド13と供給タンク14とは、図示しないチューブにより接続され、供給タンク14の内部に格納されている機能液が、チューブを通って液滴吐出ヘッド13に供給されるようになっている。
基台2の上面2aにおいて、X方向には、略矩形のZ固定テーブル15が立設され、Z固定テーブル15において、X方向と反対側の側面15aには、図示しない一対の案内レールが、Z方向に配置されている。その案内レールにおいて、X方向と反対側には、Z移動テーブル16が配置されている。
Z固定テーブル15において、Y方向と反対側の側面15bには、略矩形の支持台17が配置されている。そして、支持台17において、X方向と反対側の側面17aには、エアシリンダ18とダンパ19とが平行して配置されている。エアシリンダ18は、円筒状の固定部18aと棒状の可動部18bとを有し、同様に、ダンパ19は、円筒状の固定部19aと棒状の可動部19bとを有している。そして、この固定部18aと固定部19aとが支持台17により支持され、固定されており、この可動部18bと可動部19bとは並行して作動するようになっている。
そして、Z移動テーブル16において、Y方向と反対側の側面16aに支持部20が凸設して形成されている。この支持部20と可動部18b及び可動部19bの一端とが接続して配置されている。エアシリンダ18は、空気の供給口を備え、この供給口に、図示しないチューブを介して圧縮空気を供給することにより、可動部18bが、Z方向に伸縮するようになっている。そして、可動部18bの一端が、Z移動テーブル16の支持部20と接続されているので、可動部18bが伸縮するとき、Z移動テーブル16がZ方向に移動する。
エアシリンダ18と、圧縮空気の供給源との間には、チューブを介して空気の流速を制御する速度制御部としての流速制御装置18cが配置されている。この流速制御装置18cは、エアシリンダ18に供給する空気と、排気する空気との流速を別々に制御可能となっている。詳細には、空気が通過する管の断面積を制御することにより、空気が流れるときの流体抵抗を制御している。そして、空気を供給する管と、排気する管とのそれぞれの管における流体抵抗を制御することにより、可動部18bの移動速度を制御している。
Z移動テーブル16の支持部20には、ダンパ19の可動部19bの一端が接続されているので、エアシリンダ18の可動部18bが伸縮するとき、ダンパ19の可動部19bも、同じく伸縮する。このダンパ19は、可動部19bの移動を制動することにより、移動速度を制御する機能を備えているので、エアシリンダ18の可動部18bが急激な伸縮動作をするとき、可動部18bの動作を緩慢な動作にするようになっている。
支持台17の上面17bには、動作範囲規定部22が配置され、この動作範囲規定部22は、上死点凸部22aと下死点凸部22bとが形成されている。そして、支持部20が上側に移動するとき、上死点凸部22aと接触することにより、移動範囲が制限される。同様に、支持部20が下側に移動するとき、下死点凸部22bと接触することにより、移動範囲が制限される。つまり、支持部20は、上死点凸部22aと下死点凸部22bとの間を移動可能となっている。そして、Z固定テーブル15、Z移動テーブル16、エアシリンダ18、ダンパ19などによりテーブルとしてのZテーブル23が構成されている。
Z移動テーブル16において、X方向と反対側には、撮像装置24が配置され、撮像装置24の下側には、撮像レンズ25が配置されている。撮像装置24は、内部に固体撮像素子などからなるエリアセンサを備えている。そして、撮像レンズ25が、基板11の表面の画像をエリアセンサに投影した後、エリアセンサは、投影された画像を電気信号に変換して出力することが可能となっている。
エアシリンダ18を収縮するとき、撮像装置24及び撮像レンズ25は、載置面10と接近するので、撮像装置24は、薄い小さい基板11の表面における画像に焦点を合わせて、撮像することができる。また、エアシリンダ18を伸張するとき、撮像装置24及び撮像レンズ25は、載置面10と離れるので、撮像装置24は、厚い基板11の表面における画像に焦点を合わせて、撮像することができる。従って、この装置は、厚さの異なる基板11における表面の画像を撮像することが可能となっている。
基台2のY方向には、制御装置26を備え、液滴吐出位置測定装置1の動作を制御する機能を備えている。この制御装置26は、Xステージ5、Yステージ8を駆動して、基板11が液滴吐出ヘッド13と対向する場所と、撮像装置24と対向する場所との間を移動可能にしている。さらに、制御装置26は、Zテーブル23を駆動して、撮像レンズ25と基板11との距離を切り換える。そして、厚さの異なる2種類の基板11に対して、撮像装置24が、基板11の表面を撮像可能にしている。さらに、制御装置26は、撮像装置24が撮像する画像を測定して、基板11に描画されたパターンを測定する機能を備えている。
(液滴吐出ヘッド)
図2(a)は、液滴吐出ヘッドを示す模式平面図である。図2(a)に示すように、液滴吐出ヘッド13の表面には、ノズルプレート27が配置されている。ノズルプレート27には、ノズル28が複数、配置されている。ノズル28の数は、吐出するパターンと基板11の大きさに合わせて設定すればよく、本実施形態においては、例えば、1個のノズルプレート27には、ノズル28の配列が2列形成され、各列には15個のノズル28が配置されている。液滴吐出ヘッド13の図中左側には、回路基板29を備えている。回路基板29には、液滴吐出ヘッド13を駆動する駆動信号を入力するコネクタなどが形成され、ヘッド駆動回路が出力する駆動信号を入力するようになっている。
図2(a)は、液滴吐出ヘッドを示す模式平面図である。図2(a)に示すように、液滴吐出ヘッド13の表面には、ノズルプレート27が配置されている。ノズルプレート27には、ノズル28が複数、配置されている。ノズル28の数は、吐出するパターンと基板11の大きさに合わせて設定すればよく、本実施形態においては、例えば、1個のノズルプレート27には、ノズル28の配列が2列形成され、各列には15個のノズル28が配置されている。液滴吐出ヘッド13の図中左側には、回路基板29を備えている。回路基板29には、液滴吐出ヘッド13を駆動する駆動信号を入力するコネクタなどが形成され、ヘッド駆動回路が出力する駆動信号を入力するようになっている。
図2(b)は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図2(b)に示すように、液滴吐出ヘッド13は、ノズルプレート27を備え、ノズルプレート27には、ノズル28が形成されている。ノズルプレート27の上側であって、ノズル28と相対する位置には、ノズル28と連通するキャビティ30が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド13のキャビティ30には、供給タンク14に貯留されている液状体としての機能液31が供給される。
キャビティ30の上側には、上下方向(Z方向)に振動して、キャビティ30内の容積を拡大縮小する振動板32と、上下方向に伸縮して振動板32を振動させる圧電素子33が配設されている。圧電素子33が上下方向に伸縮して振動板32を加圧して振動し、振動板32がキャビティ30内の容積を拡大縮小してキャビティ30を加圧する。それにより、キャビティ30内の圧力が変動し、キャビティ30内に供給された機能液31は、ノズル28を通って吐出されるようになっている。
そして、液滴吐出ヘッド13が圧電素子33を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子33が伸張して、振動板32がキャビティ30内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド13のノズル28からは、縮小した容積分の機能液31が液滴34として吐出される。
図3は、液滴吐出位置測定装置の電気制御ブロック図である。図3において、制御装置26はプロセッサとして各種の演算処理を行うCPU(演算処理装置)37と、各種情報を記憶するメモリ38とを有する。
Xテーブル駆動装置39、Xテーブル位置検出装置40、Yテーブル駆動装置41、Yテーブル位置検出装置42、ヘッド駆動回路43、機能液供給駆動装置44は、入出力インターフェース45及びデータバス46を介してCPU37に接続されている。さらに、入力装置47、ディスプレイ装置48、撮像装置24、エアシリンダ駆動装置49も入出力インターフェース45及びデータバス46を介してCPU37に接続されている。
Xテーブル駆動装置39は、X軸モータ6を駆動して、Xステージ5の移動を制御する装置であり、Xテーブル位置検出装置40は、Xステージ5のX方向の位置を検出する装置である。同様に、Yテーブル駆動装置41は、Y軸モータ9を駆動して、Xステージ5の上側に配置されたYステージ8の移動を制御する装置であり、Yテーブル位置検出装置42は、Yステージ8のY方向の位置を検出する装置である。Xテーブル位置検出装置40及びYテーブル位置検出装置42が、Xステージ5のX方向及びYステージ8のY方向の位置を検出した後、Xテーブル駆動装置39及びYテーブル駆動装置41が、Xステージ5及びYステージ8を移動することにより、載置面10に搭載された基板11を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
ヘッド駆動回路43は、液滴吐出ヘッド13を駆動する回路である。そして、CPU37が指示する駆動電圧、吐出数、吐出間隔等の吐出条件に従って、ヘッド駆動回路43は、液滴吐出ヘッド13を駆動する。機能液供給駆動装置44は、供給タンク14に内蔵されている供給装置を駆動して、液滴吐出ヘッド13に機能液31を供給する装置である。そして、図示しないタンクから機能液を吸引して、供給タンク14内における機能液31の水位を所定の水位に保つ機能を有する。
入力装置47は、液滴34を吐出する各種吐出条件や、吐出された液滴34の位置を測定する各種条件を入力する装置であり、例えば、基板11に吐出された液滴34を測定する手順を、入力する装置である。ディスプレイ装置48は、吐出条件や、作業状況を表示する装置であり、操作者は、ディスプレイ装置48に表示される情報を基に、入力装置47を用いて入力操作を行う。
撮像装置24は、撮像した画像をデジタル信号に変換する変換回路を内蔵しており、画像の情報をデジタル信号にして送信可能となっている。そして、CPU37から、撮像を撮像する指示信号を受信すると、画像を撮像した後、その画像のデジタル信号をCPU37へ送信する。さらに、撮像装置24は、撮像する倍率を切り換える機能を備え、CPU37の指示により、撮像する画像の倍率を切り換えることが可能となっている。
エアシリンダ駆動装置49は、エアシリンダ18へ圧縮空気を供給及び排気する制御をすることにより、エアシリンダ18の伸縮を制御する装置である。そして、エアシリンダ18は、Zテーブル23と接続して配置されているので、エアシリンダ18が伸縮するとき、Zテーブル23が上下動するようになっている。つまり、エアシリンダ駆動装置49は、Zテーブル23の上下動を制御する装置となっている。
メモリ38は、RAM、ROM等といった半導体メモリや、ハードディスク、CD−ROMといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出位置測定装置1における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト50を記憶する記憶領域が設定される。さらに、液滴吐出ヘッド13を駆動する条件であるヘッド駆動データ51を記憶するための記憶領域も設定される。他にも、吐出した液滴34の位置を測定したデータである吐出位置測定データ52等の記憶領域が設定される。
CPU37は、メモリ38内に記憶されたプログラムソフト50に従って、基板11に機能液31を液滴34として吐出するための制御を行い、液滴34の位置を測定するものである。具体的な機能実現部として、吐出位置の測定を実現するための演算を行う吐出位置測定演算部53を有する。さらに、基板11を液滴吐出ヘッド13と対向する場所から、撮像装置24と対向する場所に移動する制御を行うテーブル制御演算部54を有する。さらに、撮像装置24が撮像する画像の倍率の制御を行う撮像倍率制御演算部55を有する。
他に、液滴吐出ヘッド13によって液滴34を吐出するための演算を行う吐出演算部56などを有する。吐出演算部56を詳しく分割すれば、液滴吐出ヘッド13を駆動する条件をメモリ38から入力して、駆動信号を演算する駆動信号演算部57を有する。加えて、液滴吐出ヘッド13からの吐出の開始と停止とを制御する吐出制御演算部58等といった各種の機能演算部を有する。
(吐出位置測定方法)
次に、上述した液滴吐出位置測定装置1を使って、吐出位置を測定する測定方法について図4〜図11にて説明する。図4は、吐出位置を測定する製造工程を示すフローチャートである。図5〜図11は、液滴吐出位置測定装置を使った吐出位置の測定方法を説明する図である。
次に、上述した液滴吐出位置測定装置1を使って、吐出位置を測定する測定方法について図4〜図11にて説明する。図4は、吐出位置を測定する製造工程を示すフローチャートである。図5〜図11は、液滴吐出位置測定装置を使った吐出位置の測定方法を説明する図である。
図4において、ステップS1は、ヘッド配置工程に相当し、支持台12に液滴吐出ヘッド13を配置して固定する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は、基板配置工程に相当し、載置面に基板を配置して固定する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は、XYテーブル移動工程に相当し、Xステージ及びYステージを駆動して、液滴吐出ヘッドと対向する場所に基板を移動する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は、測定用吐出工程に相当し、基板に液滴を吐出して塗布する工程である。次にステップS5に移行する。
ステップS5は、XYテーブル移動工程に相当し、Xステージ及びYステージを駆動して、基板を液滴吐出ヘッドと対向する場所から撮像装置と対向する場所に移動する工程である。次にステップS6に移行する。ステップS6は、Zテーブル移動工程に相当し、Zテーブルを移動して、撮像装置の焦点を基板の表面に合わせる工程である。次にステップS7に移行する。
ステップS7は、測定工程に相当し、基板に塗布された液滴の位置を測定する工程である。次にステップS8に移行する。ステップS8は、XYテーブル移動工程に相当し、Xステージ及びYステージを駆動して、液滴吐出ヘッドと対向する場所に基板を移動する工程である。次にステップS9に移行する。ステップS9は、基板交換工程に相当し、載置面に搭載されている基板を、薄い基板と交換する工程である。次にステップS10に移行する。
ステップS10は、測定用吐出工程に相当し、基板に液滴を吐出して塗布する工程である。次にステップS11に移行する。ステップS11は、XYテーブル移動工程に相当し、Xステージ及びYステージを駆動して、基板を液滴吐出ヘッドと対向する場所から撮像装置と対向する場所に移動する工程である。次にステップS12に移行する。
ステップS12は、Zテーブル移動工程に相当し、Zテーブルを移動して、撮像装置の焦点を基板の表面に合わせる工程である。次にステップS13に移行する。ステップS13は、測定工程に相当し、基板に塗布された液滴の位置を測定する工程である。次にステップS14に移行する。ステップS14は、演算工程に相当し、塗布された複数の液滴における相対位置関係を演算して、液滴の位置を測定する工程である。次にステップS15に移行する。ステップS15は、ヘッド除去工程に相当し、液滴吐出ヘッドを支持台から除去する工程である。以上で、吐出位置を測定する製造工程を終了する。
次に、図5〜図10を用いて、図4に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッドから吐出する液滴の吐出位置を測定する製造方法を詳細に説明する。液滴吐出ヘッド13のノズル28は、複数形成されているが、理解し易くするため、ノズル28は1個のみ記載し、他のノズル28は省略している。図5(a)は、ステップS1〜ステップS3に対応する図である。図5(a)に示すように、ステップS1において、液滴吐出ヘッド13を支持台12に配置して、固定する。支持台12には、凸部が2箇所形成されており、液滴吐出ヘッド13には、この凸部と対応する場所に、孔が2箇所形成されている。そして、支持台12の凸部を液滴吐出ヘッド13の孔に合わせて、液滴吐出ヘッド13を配置することにより、支持台12と液滴吐出ヘッド13との相対位置が再現性良く同じ位置に配置されるようになっている。
液滴吐出ヘッド13には、固定用の孔及び位置決め用の孔が形成されており、支持台12には、固定用の孔と対応する場所に雌ねじが形成されている。さらに、支持台12には、位置決め用の凸部が形成されている。そして、位置決め用の孔と凸部とを合わせ、固定用の孔と雌ねじとを合わせて、ボルトを用いて固定する。このとき、液滴吐出ヘッド13は、再現性良く支持台12の同じ場所に配置され、固定される。
液滴吐出ヘッド13を支持台12に固定した後、液滴吐出ヘッド13に駆動信号を入力する接続配線を接続する。そして、供給タンク14内に収納されている機能液31を液滴吐出ヘッド13に供給する供給チューブを接続する。
ステップS2において、Yステージ8の載置面10に基板11を配置して、吸引式の基板チャック機構を用いて固定する。載置面10には、基板11における2つの辺に沿って凸部が、形成されていおり、基板11の辺をこの凸部に沿って配置することにより、再現性良く、同じ場所に配置することが可能となっている。
ステップS3において、テーブル制御演算部54が、Xステージ5及びYステージ8を制御することにより、基板11を液滴吐出ヘッド13と対向する場所に移動する。
図5(b)及び図5(c)は、ステップS4に対応する図である。図5(b)に示すように、液滴吐出ヘッド13のノズル28から液滴34を吐出する。液滴吐出ヘッド13には、機能液31が供給されているので、ヘッド駆動回路43から液滴吐出ヘッド13に駆動信号を入力することにより、ノズル28から液滴34が吐出される。その結果、図5(c)に示すように、基板11に液滴34が塗布される。液滴34は、ノズル28から真下に吐出されることが多いが、真下からずれて吐出されることがある。図5(c)は、ノズル28の真下からずれて吐出されたときの例を示している。
図6(a)はステップS5に対応する図である。図6(a)に示すように、テーブル制御演算部54が、Xステージ5及びYステージ8を制御することにより、基板11を撮像装置24と対向する場所に移動する。
図6(b)〜図8はステップS6と対応する図である。図6(b)に示すように、テーブル制御演算部54がZ移動テーブル16を制御して、撮像装置24が基板11と離れる方向に、Z移動テーブル16を移動する。図7は、ダンパの動作を示す模式断面図である。図7(a)は、Z移動テーブル16が下死点まで下降した状態を示し、図7(b)は、Z移動テーブル16が移動範囲の中間に位置した状態を示している。そして、図7(c)は、Z移動テーブル16が上死点まで上昇した状態を示している。図7(a)に示すように、Z移動テーブル16が下死点まで下降しているとき、Z移動テーブル16の支持部20が下死点凸部22bに接しており、支持部20が下死点凸部22bより下に移動できないようになっている。
ダンパ19の固定部19aは、円筒状となっており、軸受け部としての上端軸受部19cと軸受け部としての下端軸受部19dでは、可動部19bが摺動可能に形成されている。そして、固定部19a内部には、紡錘形の空洞部19eが形成され、この空洞部19eには粘性流体61が充填されている。粘性流体61は、粘性のある液体で、温度等が変化するときにも、粘度の変わり難い液体が好ましく、本実施形態においては、例えば、シリコンオイルを採用している。
可動部19bの略中央には、円板状のピストン部19fを備えており、可動部19bが上下動するとき、ピストン部19fが粘性流体61の中を移動することにより、可動部19bの移動速度を制御するようになっている。そして、可動部19bは、Z移動テーブル16と接続して配置されているので、Z移動テーブル16の移動範囲における略総ての範囲において、Z移動テーブル16の移動速度を制御している。
空洞部19eは、可動部19bの移動方向と直交する方向の断面が円形に形成されている。そして、端部としての下端部19g及び端部としての上端部19hの断面積が、中央部19iにおける断面積に比べて小さく形成されている。ピストン部19fが粘性流体61の中を移動するとき、ピストン部19fの外壁と空洞部19eの内壁との間を粘性流体61が通過する。このとき、ピストン部19fの外壁と空洞部19eの内壁との間の面積が大きい方が、小さいときに比べて、粘性流体61が通過し易いので、可動部19bが移動し易くなっている。そして、下端部19g及び上端部19hの断面積が、中央部19iにおける断面積に比べて小さいので、中央部19iでは、下端部19g及び上端部19hに比べて、可動部19bが移動し易くなっている。
図7(b)に示すように、ピストン部19fが、中央部19i付近に移動するとき、ピストン部19fの外壁と空洞部19eの内壁との間の面積が大きくなっているので、可動部19bは移動し易くなっている。次に、図7(c)に示すように、ピストン部19fが、上端部19h付近に移動するとき、ピストン部19fの外壁と空洞部19eの内壁との間の面積が小さくなっているので、可動部19bは移動し難くなっている。そして、支持部20が上死点凸部22aと接触する場所まで移動して、停止する。
図8(a)は、Zテーブルの移動速度の推移を示すグラフであり、図8(b)は、Zテーブルの移動加速度の推移を示すグラフである。図8(a)において、横軸は、Z移動テーブル16の位置62を示し、縦軸は、Z移動テーブル16が移動する速度63を示している。そして、速度変化曲線66は、Z移動テーブル16が、動作範囲における下側の限界である下死点64から、上側の限界である上死点65まで移動するときの、Z移動テーブル16における移動速度の変化を示している。
まず、Z移動テーブル16が、下死点64に位置する。そして、Z移動テーブル16は、エアシリンダ18が伸張する力を受けて上昇する。このとき、下死点64付近では、空洞部19eをピストン部19fが移動し難くなっているので、Z移動テーブル16は加速し難くなっている。従って、Z移動テーブル16の速度は、緩やかに上昇する。そして、可動範囲の中間点67において、最高速度となる。次に、中間点67から上死点65に近づくにつれて、空洞部19eをピストン部19fが移動し難くなるので、Z移動テーブル16は減速する。そして、緩やかに減速して、上死点65にて停止する。
図8(b)において、横軸は、Z移動テーブル16の位置62を示し、縦軸は、Z移動テーブル16が移動する加速度68を示している。そして、加速度変化曲線69は、Z移動テーブル16が、動作範囲における下側の限界である下死点64から、上側の限界である上死点65まで移動するときの、Z移動テーブル16における加速度の変化を示している。
まず、Z移動テーブル16が、下死点64から移動開始するとき、Z移動テーブル16は、緩やかに加速して、中間点67まで加速を続ける。このとき、下死点64と中間点67との間に加速度68の頂点69aを有する。そして、中間点67を通過してから、減速することから、加速度68は負の値で推移する。そして、中間点67と上死点65との間において、減速による加速度68の頂点69bを有する。そして、上死点65に近づくにつれて減速するので、加速度も低下する。このとき、速度63は緩やかに推移するので、加速度68の絶対値は低い値にて推移する。
図6(b)に示すように、ステップS7において、撮像装置24が液滴34を撮像する。このとき、撮像装置24はZ方向に移動しており、基板11の上面11aに焦点を合わせているので、上面11aに塗布された液滴34を明瞭に撮像することが可能となっている。そして、吐出位置測定演算部53は、Xテーブル位置検出装置40が検出するXステージ5の位置と、Yテーブル位置検出装置42が検出するYステージ8の位置と、撮像装置24が撮像する画像とを用いて、吐出された液滴34の位置を演算してメモリ38に格納する。
図5(a)に示すように、ステップS8において、Xステージ5及びYステージ8を駆動して、基板11を液滴吐出ヘッド13と対向する場所へ移動する。そして、ステップS9において、基板11を除去する。
図9(a)はステップS9に対応する図である。図9(a)に示すように、ステップS9において、板状体としての基板70を配置して、吸引式の基板チャック機構を用いて固定する。基板70は、基板11に比べて薄く形成されている。
図9(b)及び図9(c)はステップS10に対応する図である。図9(b)に示すように、液滴吐出ヘッド13のノズル28から液滴34を吐出する。液滴吐出ヘッド13には、機能液31が供給されているので、ヘッド駆動回路43から液滴吐出ヘッド13に駆動信号を入力することにより、ノズル28から液滴34が吐出される。その結果、図9(c)に示すように、基板70に液滴34が塗布される。液滴34は、ノズル28から真下に吐出されることが多いが、真下からずれて吐出されることがある。図5(c)は、ノズル28の真下からずれて吐出されたときの例を示している。
図10(a)はステップS11に対応する図である。図10(a)に示すように、テーブル制御演算部54が、Xステージ5及びYステージ8を制御することにより、基板70を撮像装置24と対向する場所に移動する。
図10(b)はステップS12と対応する図である。図10(b)に示すように、テーブル制御演算部54がZ移動テーブル16を制御して、撮像装置24が基板70と近づく方向に、Z移動テーブル16を移動する。図7(a)〜図7(c)において、ステップS12では、Z移動テーブル16を下降させることから、図7(c)、図7(b)、図7(a)の順に可動部19bを移動させる。
図7(c)において、Z移動テーブル16が上死点から下降を開始するとき、空洞部19eの上端部19hは、断面積が小さく形成されていることから、粘性流体61が流れ難いので、Z移動テーブル16が下降し難くなっている。そして、図7(b)において、Z移動テーブル16が中央部19iを下降するとき、空洞部19eの中央部19iは、断面積が大きく形成されていることから、粘性流体61が流れ易いので、Z移動テーブル16が下降し易くなっている。次に、図7(a)において、Z移動テーブル16が下死点まで下降するとき、空洞部19eの下端部19gは、断面積が小さく形成されていることから、粘性流体61が流れ難いので、Z移動テーブル16が下降し難くなっている。
従って、図8(a)に示すように、Z移動テーブル16が、上死点65から下死点64まで、速度変化曲線66に沿った速度63の推移にて、移動する。このとき、Z移動テーブル16が移動する総ての場所において、速度63は緩やかに変化する。そして、図8(b)に示すように、Z移動テーブル16が、上死点65から下死点64まで、加速度変化曲線69に沿った加速度68の推移にて、移動する。このとき、加速度68は緩やかに変化して、Z移動テーブル16は、急激に動作することなく移動する。
図10(b)に示すように、ステップS13において、撮像装置24が液滴34を撮像する。このとき、撮像装置24はZ方向の反対方向に移動しており、基板70の上面70aに焦点を合わせているので、上面70aに塗布された液滴34を明瞭に撮像することが可能となっている。そして、吐出位置測定演算部53は、Xテーブル位置検出装置40が検出するXステージ5の位置と、Yテーブル位置検出装置42が検出するYステージ8の位置と、撮像装置24が撮像する画像とを用いて、吐出された液滴34の位置を演算してメモリ38に格納する。
図11(a)〜図11(c)はステップS14に対応する図である。図11(a)は、液滴34が曲がって吐出される場合に、厚い基板11に吐出するときと、薄い基板70に吐出するときのようすを示している。そして、基板11に塗布された液滴34と、基板70に塗布された液滴34との間隔を距離71とすると、液滴34が大きく曲がって吐出される程、距離71が大きく測定される。従って、距離71を演算することにより、液滴34が曲がって吐出されるのか否かを、検査することが可能となる。
距離71の演算方法を詳しく説明する。図11(b)は、基板11に吐出された液滴34を示しており、図11(c)は、基板70に吐出された液滴34を示している。図11(b)において、配列して塗布された液滴34の座標から、最小二乗法を用いて1次の直線近似式を演算する。そして、直線近似線72は、演算した直線近似式を示す線である。次に、曲がって吐出された液滴34aと直線近似線72との距離73を演算する。図11(c)において、配列して塗布された液滴34の座標から、最小二乗法を用いて1次の直線近似式を演算する。そして、直線近似線74は、演算した直線近似式を示す線である。次に、曲がって吐出された液滴34bと直線近似線74との距離75を演算する。そして、距離71は、距離75から距離73を引いて算出する。この距離71の大きさが大きいとき、曲がって吐出されたと判断する。そして、予め設定されている閾値と比較して、閾値より大きいとき、不良と判断する。
ステップS15において、図5に示す液滴吐出ヘッド13から、機能液31を供給する供給チューブと、駆動信号を入力する接続配線とを取り外す。次に、液滴吐出ヘッド13を支持台12から除去する。以上の工程により、吐出位置を測定する製造工程を終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、Z移動テーブル16は、移動範囲における総ての範囲において、ダンパ19が機能している。従って、Z移動テーブル16がダンパ19と衝突して、Z移動テーブル16の速度が急激に変化することがない。従って、Z移動テーブル16及び、Z移動テーブル16に配置されている撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。
(1)本実施形態によれば、Z移動テーブル16は、移動範囲における総ての範囲において、ダンパ19が機能している。従って、Z移動テーブル16がダンパ19と衝突して、Z移動テーブル16の速度が急激に変化することがない。従って、Z移動テーブル16及び、Z移動テーブル16に配置されている撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。
(2)本実施形態によれば、Z移動テーブル16は、移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とがあるので、Z移動テーブル16をエアシリンダ18を用いて移動させるとき、Z移動テーブル16の速度を制御することができる。そして、Z移動テーブル16の場所毎に速度を制御することができる。
(3)本実施形態によれば、Z移動テーブル16を駆動するエアシリンダ18は、流速制御装置18cを備え、エアシリンダ18の移動速度を制御している。従って、Z移動テーブル16の速度が速すぎないように調整することができる。従って、停止時の制動力を小さくすることにより、Z移動テーブル16及び、撮像装置24に配置されている物に損傷を与え難くすることができる。
(4)本実施形態によれば、Z移動テーブル16は、Z移動テーブル16が移動開始する場所で、ダンパ19が機能することにより、移動速度が抑えられる。エアシリンダ18は、移動が開始すると、摩擦が動摩擦に切り替わるので、移動し易くなることから、急に速度が高くなる。このとき、ダンパ19が機能することにより、Z移動テーブル16が移動開始するとき、移動速度が抑えられる。従って、移動開始時の速度変化を小さくすることにより、Z移動テーブル16及び撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。
(5)本実施形態によれば、Z移動テーブル16は、Z移動テーブル16が停止する場所で、ダンパ19が機能することにより、Z移動テーブル16の移動速度が抑えられる。ダンパ19は、Z移動テーブル16の移動速度を徐々に下げることができる為、テーブルの速度を小さくした後、Z移動テーブル16を停止することにより、Z移動テーブル16及び撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。
(6)本実施形態によれば、撮像装置24と基板11又は基板70との距離を変更するとき、撮像装置24は損傷を受け難くなっている。従って、厚さの異なる基板11又は基板70を測定するために、撮像装置24と基板11又は基板70との距離を変更するとき、撮像装置24が撮像する場所が、変わり難くなっている。その結果、厚さの異なる基板11又は基板70を精度良く測定することができる。
(7)本実施形態によれば、液滴吐出位置測定装置1は、基板11又は基板70を精度良く測定することができる為、液滴吐出ヘッド13が吐出した液滴34の位置を精度良く測定することができる。
(第2の実施形態)
本実施形態では、液滴吐出位置測定装置を用いて吐出位置を測定する、特徴的な測定方法の一実施形態について図12を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、液滴の位置を測定するときに、レチクルを用いている点にある。
本実施形態では、液滴吐出位置測定装置を用いて吐出位置を測定する、特徴的な測定方法の一実施形態について図12を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、液滴の位置を測定するときに、レチクルを用いている点にある。
本実施形態では、図4における、ステップS1〜ステップS7及びステップS15が行われて、製造工程が終了する。そして、ステップS8〜ステップS14は実施されない。尚、ステップS7の測定工程以外の工程は、第1の実施形態と同じであり、説明を省略する。
図12(a)は、液滴吐出位置測定装置の構成を示す概略側面図である。図12(a)において、Yステージ8の載置面10には、基板11が配置されている。そして、液滴吐出ヘッド13から、基板11に液滴34を吐出した後、ステップS7において、基板11の上面にレチクル78を配置する。
図12(b)及び図12(c)は、レチクルを用いて、測定する方法を説明するための図である。図12(b)に示すように、基板11に液滴34が塗布された後、基板11にレチクル78を配置する。このレチクル78には、横線78aと縦線78bとが形成されている。この横線78aと縦線78bとは等間隔に形成されているので、横線78aと縦線78bとの交点78cも等間隔に配置されている。従って、吐出位置測定演算部53は、2個所の交点78cの位置を測定することにより、レチクル78の位置と傾きとが演算可能となり、各交点78cの位置を演算して算出することが可能になる。
レチクル78の横線78a及び縦線78bは、上面78dに形成されている。レチクル78の下面は、液滴34の1部が付着することがあり、付着した液滴34を拭き取るときに、横線78a及び縦線78bに損傷を与えることにより、横線78a及び縦線78bが消えてしまうことがある。横線78a及び縦線78bは、上面78dに形成されているときには、下面を拭いても、横線78a及び縦線78bが消えることがない。そして、交点78cを測定するときには、Z移動テーブル16を上昇させて測定する。
図12(c)は、撮像倍率制御演算部55が、撮像レンズ25の倍率を高倍率に切り換えて、撮像装置24が撮像した画像を示している。そして、高倍率にするとき、視野は狭くなり、高分解能の測定が可能となる。従って、撮像装置24は、1部の液滴34と交点78cとのみ撮像可能となる。液滴34を測定するとき、液滴34と近い交点78cを形成する横線78aとの距離79と、縦線78bとの距離80とを測定する。このとき、横線78a及び縦線78bを撮像するときには、Z移動テーブル16を上昇させて撮像し、液滴34を撮像するときには、Z移動テーブル16を下降させて撮像する。
そして、交点78cの位置と距離79及び距離80を用いて液滴34の位置を演算する。引き続き、複数の各液滴34において、同じ方法を用いて、位置を測定する。そして、吐出した総ての液滴34の位置を測定したところで、ステップS7を終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、撮像装置24が基板11とレチクル78とに交互に焦点を合わせるために、撮像装置24を上下に移動するとき、撮像装置24は損傷を受け難くなっている。従って、基板11を測定するために、撮像装置24が基板11とレチクル78とに交互に焦点を合わせるとき、撮像装置24が撮像する場所が変わり難くなっている。その結果、レチクル78を用いて基板11を精度良く測定することができる。
(1)本実施形態によれば、撮像装置24が基板11とレチクル78とに交互に焦点を合わせるために、撮像装置24を上下に移動するとき、撮像装置24は損傷を受け難くなっている。従って、基板11を測定するために、撮像装置24が基板11とレチクル78とに交互に焦点を合わせるとき、撮像装置24が撮像する場所が変わり難くなっている。その結果、レチクル78を用いて基板11を精度良く測定することができる。
(第3の実施形態)
本実施形態では、吐出位置を測定する、特徴的な液滴吐出位置測定装置の一実施形態について図13を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、3種類の厚さの異なる基板に塗布された液滴の位置を測定可能な点にある。
本実施形態では、吐出位置を測定する、特徴的な液滴吐出位置測定装置の一実施形態について図13を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、3種類の厚さの異なる基板に塗布された液滴の位置を測定可能な点にある。
図13(a)は、液滴吐出位置測定装置の構成を示す概略側面図である。図13(a)に示すように、液滴吐出位置測定装置83は、Zテーブル停止位置制御部84を備えている。Zテーブル停止位置制御部84は、支持部85を介して動作範囲規定部22に配置されている。そして、Z移動テーブル16の支持部20には、エアシリンダ18とダンパ86とが配置され、エアシリンダ18とダンパ86とがZ移動テーブル16の駆動と速度制御を行うようになっている。
図13(b)は、Zテーブル停止位置制御部及びダンパの構成を示す要部模式図である。図13(b)に示すように、Zテーブル停止位置制御部84は、エアシリンダ87と可動部88とを備え、可動部88は、エアシリンダ87に駆動されて、X方向(図中左右方向)に移動可能となっている。そして、可動部88の上下面と接して案内部89が配置され、案内部89は、動作範囲規定部22に固定されている。可動部88が移動するとき、可動部88は案内部89と摺動して移動するようになっている。
エアシリンダ87が伸張するとき、可動部88が図中左側へ移動する。そして、支持部20が上死点から下降するとき、支持部20が、可動部88と接触して、停止する。このとき、Z移動テーブル16の重量は、支持部20及び可動部88を介して、案内部89が受けるようになっている。
ダンパ86は、円筒状の固定部86aと棒状の可動部86bとを有している。そして、Z移動テーブル16の支持部20には、ダンパ86の可動部86bの一端が接続されているので、エアシリンダ18が伸縮するとき、ダンパ86の可動部86bも、同じく伸縮する。このダンパ86は、可動部86bの移動を制動することにより、移動速度を制御する機能を備えているので、エアシリンダ18の可動部18bが急激な伸縮動作をするとき、可動部18bの動作を緩慢な動作にするようになっている。
固定部86aの内部における断面積は、端部としての上端部86c、中央部86d、端部としての下端部86eが小さく形成されている。そして、上端部86c及び中央部86dの中間に位置する第1中間部86fと、中央部86d及び下端部86eの中間に位置する第2中間部86gでは、固定部86aの内部における断面積が、大きく形成されている。そして、固定部86aの内部に形成された空洞部86hには、第1の実施形態と同様な粘性流体が配置されている。
可動部86bには、ピストン部86iが形成され、ピストン部86iが動作するとき、粘性流体の抵抗を受けることから、エアシリンダ18が急激な伸縮動作をするとき、可動部18bの動作を緩慢な動作にするようになっている。そして、ピストン部86iが、空洞部86hを通過するとき、空洞部86hの断面積が小さい場所では、大きな場所に比べて、粘性流体による抵抗が大きくなる。
下端部86eから上端部86cまで移動するとき、下端部86e、中央部86d、上端部86cをピストン部86iが通過するとき、粘性流体による抵抗が大きくなる。そして、第1中間部86f及び第2中間部86gを通過するとき、粘性流体による抵抗が小さくなる。従って、ピストン部86iが第1中間部86f及び第2中間部86gを通過するときに比べて、ピストン部86iが下端部86e、中央部86d、上端部86cを通過するときは、移動速度が小さくなる。
同様に、上端部86cから下端部86eまで移動するときにも、ピストン部86iが第1中間部86f及び第2中間部86gを通過するときに比べて、ピストン部86iが下端部86e、中央部86d、上端部86cを通過するときは、移動速度が小さくなる。そして、可動部88が左側に移動しているときに、支持部20が上端部86cから下降するとき、支持部20と可動部88とが接触して、支持部20が停止する。このとき、ピストン部86iは、中央部86dにあるので、支持部20の移動速度が小さくなっている。従って、Z移動テーブル16が停止するとき、Z移動テーブル16の移動速度が小さくなっていることから、Z移動テーブル16に配置されている撮像装置24は、衝撃を受け難くなっている。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、このダンパ86は、空洞部86hの断面積が、大きな場所を2箇所と小さな場所を3箇所備えることから、可動部の移動速度を複数の場所において、制御することができる。
(1)本実施形態によれば、このダンパ86は、空洞部86hの断面積が、大きな場所を2箇所と小さな場所を3箇所備えることから、可動部の移動速度を複数の場所において、制御することができる。
(2)本実施形態によれば、Z移動テーブル16を3箇所に停止することができるので、3種類の厚さの異なる基板において、吐出された液滴34の位置を測定することができる。
尚、実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記第1の実施形態において、エアシリンダ18は、圧縮空気を用いて駆動したが、これに限らず、酸素、窒素、ヘリウムガス等の気体を用いることができる。環境に応じて、使用し易い気体を用いてもよい。
(変形例1)
前記第1の実施形態において、エアシリンダ18は、圧縮空気を用いて駆動したが、これに限らず、酸素、窒素、ヘリウムガス等の気体を用いることができる。環境に応じて、使用し易い気体を用いてもよい。
(変形例2)
前記第1の実施形態において、Zテーブル23は、重力方向に移動するテーブルであるが、重力方向と直交する方向に移動するテーブルに、ダンパ19を用いても良い。同様な効果を得ることができる。
前記第1の実施形態において、Zテーブル23は、重力方向に移動するテーブルであるが、重力方向と直交する方向に移動するテーブルに、ダンパ19を用いても良い。同様な効果を得ることができる。
(変形例3)
前記第1の実施形態において、厚さの異なる基板11及び基板70に塗布された液滴34を測定したが、一枚の基板で、凹凸のある基板に塗布された液滴34を測定しても良い。
前記第1の実施形態において、厚さの異なる基板11及び基板70に塗布された液滴34を測定したが、一枚の基板で、凹凸のある基板に塗布された液滴34を測定しても良い。
(変形例4)
前記第3の実施形態において、ダンパ86は、空洞部86hの断面積が小さい場所を3箇所配置したが、4個所以上設定しても良い。テーブルを停止する場所に応じて、設定しても良い。
前記第3の実施形態において、ダンパ86は、空洞部86hの断面積が小さい場所を3箇所配置したが、4個所以上設定しても良い。テーブルを停止する場所に応じて、設定しても良い。
(変形例5)
前記第1の実施形態において、基板11及び基板70に塗布された液滴34を測定したが、液滴34に限らず、パターンの測定に用いても良い。厚さのことなる基板に形成されたパターン及び、段差のある基板に形成されたパターンを測定することができる。
前記第1の実施形態において、基板11及び基板70に塗布された液滴34を測定したが、液滴34に限らず、パターンの測定に用いても良い。厚さのことなる基板に形成されたパターン及び、段差のある基板に形成されたパターンを測定することができる。
(変形例6)
前記第2の実施形態において、撮像レンズ25の倍率を切り換えるとき、Zテーブル23の移動を行わなかった。倍率を切り換えるとき、焦点が合う場所が変わる光学系により撮像レンズ25を構成して、Zテーブル23を複数の場所に停止可能となるようにしても良い。このときにも、Zテーブル23の始動するときと、停止するときの衝撃を小さくすることができるので、撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。そして、撮像レンズ25のレンズ構造を簡易な構造とすることができる。
前記第2の実施形態において、撮像レンズ25の倍率を切り換えるとき、Zテーブル23の移動を行わなかった。倍率を切り換えるとき、焦点が合う場所が変わる光学系により撮像レンズ25を構成して、Zテーブル23を複数の場所に停止可能となるようにしても良い。このときにも、Zテーブル23の始動するときと、停止するときの衝撃を小さくすることができるので、撮像装置24に損傷を与え難くすることができる。そして、撮像レンズ25のレンズ構造を簡易な構造とすることができる。
11…板状体としての基板、13…液滴吐出ヘッド、18,87…エアシリンダ、18c…速度制御部としての流速制御装置、19a,86a…固定部、19b,86b…可動部、19c…軸受け部としての上端軸受部、19h,86c…端部としての上端部、19d…軸受け部としての下端軸受部、19g,86e…端部としての下端部、19e…空洞部、23…テーブルとしてのZテーブル、24…撮像装置、31…液状体としての機能液、70…板状体としての基板、19,86…ダンパ。
Claims (19)
- エアシリンダにより往復動作するテーブルであって、
前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、
前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とするテーブル。 - 請求項1に記載のテーブルであって、
前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とするテーブル。 - 請求項1に記載のテーブルであって、
前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とするテーブル。 - 請求項2に記載のテーブルであって、
前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とするテーブル。 - 請求項2に記載のテーブルであって、
前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とするテーブル。 - ワークを撮像装置にて撮像した後、撮像した画像を演算して、ワークを測定する測定装置であって、
前記撮像装置が搭載され、エアシリンダにより往復動作するテーブルと、
前記テーブルの移動速度を制御するダンパを有し、
前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、前記移動速度を制御することを特徴とする測定装置。 - 請求項6に記載の測定装置であって、
前記ダンパは、前記テーブルの移動に対する抵抗が大きい場所と、小さい場所とを有することを特徴とする測定装置。 - 請求項6に記載の測定装置であって、
前記エアシリンダは、前記エアシリンダの内部に流入する流体、又は内部から排出する流体の流速を制御して、前記エアシリンダの移動速度を制御する速度制御部を備えることを特徴とする測定装置。 - 請求項7に記載の測定装置であって、
前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが移動開始する場所であることを特徴とする測定装置。 - 請求項7に記載の測定装置であって、
前記テーブルの移動に対する前記抵抗が大きい場所は、前記テーブルが停止する場所であることを特徴とする測定装置。 - 請求項6〜10のいずれか一項に記載の測定装置であって、
前記ワークは、厚さの異なる板状体であり、前記テーブルは、前記撮像装置と前記ワークとの距離を変更して、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所に移動することを特徴とする測定装置。 - 請求項6〜10のいずれか一項に記載の測定装置であって、
光透過性基板にパターンが配置されたレチクルを備え、
前記ワークと前記レチクルとが重ねて配置され、前記テーブルは、前記撮像装置が前記ワークを撮像可能な場所と前記レチクルを撮像可能な場所とに移動して、前記レチクルの前記パターンと前記ワークとを比較して測定することを特徴とする測定装置。 - 請求項11または12に記載の測定装置であって、
前記ワークに液状体を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、
前記液滴吐出ヘッドが吐出した液状体の位置を測定することを特徴とする測定装置。 - エアシリンダにより往復動作するテーブルの速度をダンパを用いて制御するテーブルの速度制御方法であって、
前記ダンパは、前記テーブルの移動範囲における略総ての範囲において、移動速度を制御することを特徴とするテーブルの速度制御方法。 - 請求項14に記載のテーブルの速度制御方法であって、
前記テーブルが移動開始する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度の上昇を抑制することを特徴とするテーブルの速度制御方法。 - 請求項14に記載のテーブルの速度制御方法であって、
前記テーブルが停止する場所において、前記ダンパは、前記テーブルの移動速度を低下させることを特徴とするテーブルの速度制御方法。 - 内部に空洞部を有し、前記空洞部に粘性流体を有する円筒状の固定部と、
前記固定部の軸方向に移動可能に配置され、少なくとも1部の径が大きな棒状の可動部と、
前記可動部を摺動可能に支持し、前記粘性流体を、前記空洞部に保持する軸受け部とを備え、
前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを備えることを特徴とするダンパ。 - 請求項17に記載のダンパであって、
前記空洞部の断面積が、大きな場所と小さな場所とを複数備えることを特徴とするダンパ。 - 請求項17に記載のダンパであって、
前記可動部が移動する範囲において、少なくとも1つの端部において、前記空洞部の断面積が、小さく形成されていることを特徴とするダンパ。
Priority Applications (1)
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JP2007143008A JP2008296305A (ja) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | テーブル、テーブルの速度制御方法、ダンパ及び測定装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010261549A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Sony Corp | 制動装置、ステージ移動装置、ワーク処理装置及び制動方法 |
-
2007
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