JP2014092397A - 位置補正機能を有する作業装置および作業方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動装置の位置決め精度の問題を解決することができる、位置補正機能を有する作業装置の提供。
【解決手段】ステージと、作業ヘッド装置と、撮像装置と、作業ヘッド装置とステージとをＸＹＺ方向へ相対移動させる駆動装置と、作業ヘッド装置の位置ずれ量を計測する制御装置と、を備えた作業装置において、撮像装置および作業ヘッド装置が取り付けられ、Ｘ方向またはＹ方向に第１の位置および第２の位置を往復移動可能な直動装置を設け、直動装置を駆動装置に取り付け、直動装置の往復移動方向と同じ方向に、駆動装置により直動装置を往復移動可能とし、制御装置が、直動装置を第１の位置として撮像装置が撮像した第１の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）と、直動装置を第２の位置として撮像装置が撮像した第２の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）との差分に基づき駆動装置の位置ずれ量を算出する作業装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、位置補正機能を有する作業装置および作業方法に関し、例えば、吐出装置（ノズル）の交換に伴う塗布位置のずれを補正する塗布位置補正機能を有する塗布装置に関する。

吐出装置と塗布対象物とを駆動装置により相対移動させ、塗布対象物上に液体材料を塗布する塗布装置がよく知られている。塗布装置により塗布作業をするにあたっては、塗布領域および／または非塗布領域からなる塗布パターンを作成し、ノズルとワークとを相対移動しながら塗布領域で液体材料をノズルから吐出し、ワークに対し規定した塗布量の液体材料を塗布する。この種の装置においては、作業開始前、液体材料の補充時、吐出装置のメンテナンス時などに、吐出装置の吐出口（ノズル）の位置がずれるという課題があり、このずれを補正するために、これまで種々の技術が提案されてきた。

例えば、特許文献１には、ノズルのペースト吐出口に対向するように基板をテーブル上に載置し、ペースト収納筒に充填したペーストをペースト吐出口から基板上に吐出させながらノズルとテーブルとの相対位置関係を変化させ、基板上に所望形状のペーストパターンを形成するようにしたノズルの交換が可能なペースト塗布機において、仮の基板に吐出した点状ペーストを画像認識カメラで撮像して画像処理を行い、点状ペーストの中心位置を求めることで、ノズルのペースト吐出口の位置を計測する第１の手段と、第１の手段の計測結果からノズルのペースト吐出口の位置ずれ量を算出する第２の手段と、第２の手段で得られた位置ずれ量に応じて基板位置決め用カメラを位置調整し、ノズルのペースト吐出口と基板位置決め用カメラとを予め決められた位置関係に設定する第３の手段とを設け、ノズル交換に伴うノズルのペースト吐出口の位置ずれを補正可能に構成したことを特徴とするペースト塗布機、が開示される。

また、特許文献２には、ノズル内のペーストを吐出孔から基板上の溝へ吐出させながら、ノズルと基板を相対移動させて、基板上の溝にペーストを塗布する塗布装置において、基板の位置を計測する第１の手段、基板の基準溝の位置を計測する第２の手段、およびノズルの基準孔の位置を計測する第３の手段とを有し、第１の手段で得られた基板の位置情報に基づき基板の角度を調整するとともに基板を所定位置に位置決めし、かつ、第２の手段で得られた基板の基準溝の位置情報と第３の手段で得られたノズルの基準孔の位置情報により基板とノズルの位置を相対的に位置合わせすることを特徴とする塗布装置、が開示される。

さらに、特許文献３には、装置本体と、この装置本体に設けられ上面に基板が載置されるテーブルと、このテーブルの移動装置と、テーブルの上方に設けられテーブルの移動方向と直交する方向に沿って駆動されるとともに基板に塗布されるシール剤を吐出するノズル体とを有し、テーブルの移動により、ノズル体より吐出されたシール剤を基板に塗布する塗布装置において、テーブル上に載置された基板を撮像するカメラと、このカメラからの撮像信号に基づきテーブル上における基板の実際の位置と予め設定された設定値との差を求め、その差に基づき、基板へのシール剤塗布時にテーブルの駆動を補正する制御装置と、を具備したことを特徴とするシール剤の塗布装置、が開示される。

特開平７−１３２２５９号公報 特開２００３−２５１２５７号公報 特開２００３−１７７４１１号公報

吐出装置および撮像装置を移動させる駆動装置には、「位置決め精度」と呼ばれるものが存在する。この位置決め精度には、次の二種類がある。一つは、一の装置を任意の一点に同じ方向から移動させて停止する位置決めを複数回繰り返したときの停止位置の違いを測定する「繰り返し位置決め精度」である。もう一つは、一の装置をストローク端から一方向に一定間隔に設定された複数位置で順次停止させて位置決めを行い、それぞれの位置決め点における実測値と理論値との差を全ストロークについて測定する「絶対位置決め精度」である。

これまでは、上記の位置決め精度の許容範囲が比較的広く、従来技術によっても実用上問題となることはなかった。しかし、近年のエレクトロニクス分野における部品の微細化、高集積化に伴い、駆動装置の精度以上の塗布位置ないし吐出口位置精度を要求される場面が増えてきており、上記の位置決め精度の許容範囲が狭くなっている。特に、問題となるのが、撮像装置（カメラ）を用いた位置ずれ計測における誤差ある。ここで、位置ずれ計測との関係においては、上記位置決め精度のうち「絶対位置決め精度」が重要となる。

ところで、撮像装置（カメラ）を用いた位置ずれ計測は、例えば、次の手順で行われる。
まず、駆動装置を動作させることにより、吐出装置の吐出口中心と補正用位置（例えば、塗布対象物の角部）とを一致させ、吐出装置の吐出口から液体材料を吐出し補正用塗布点を形成する。
次に、駆動装置を動作させることにより、前記の補正用位置と撮像装置の撮像中心を一致させ、撮影を行う。
最後に、塗布点中心と撮像中心とが一致するかを画像処理を行い、判定する。

しかしながら、吐出装置および撮像装置を移動させる駆動装置には、上記の位置決め精度の問題があるため、吐出口中心と撮像中心には位置ずれが生じる。その結果、塗布位置精度にも位置ずれが生じることになるが、この位置ずれを、各特許文献に記載される補正方法では、補正することはできなかった。
また、塗布パターンが複数箇所の塗布を連続して行うものである場合、位置ずれ計測箇所も複数箇所で行うことが必要となるが、移動距離が長くなる分、絶対位置決め精度による位置ずれの影響を受け易い。

そこで本発明では、上記課題を解決することができる位置補正機能を有する作業装置および作業方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、作業対象物が直接または間接に配置されるステージと、作業対象物に作業を行うための作業ヘッド装置と、ステージ上の少なくとも一部を撮像する撮像装置と、作業ヘッド装置とステージとをＸＹＺ方向へ相対移動させる駆動装置と、撮像装置が撮像した画像を画像処理することにより、作業ヘッド装置の位置ずれ量を計測する制御装置と、を備えた作業装置において、撮像装置および作業ヘッド装置が取り付けられ、Ｘ方向またはＹ方向に第１の位置および第２の位置を往復移動可能な直動装置を設け、直動装置を駆動装置に取り付け、直動装置の往復移動方向と同じ方向に、駆動装置により直動装置を往復移動可能とし、制御装置が、直動装置を第１の位置として撮像装置が撮像した第１の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）と、直動装置を第２の位置として撮像装置が撮像した第２の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）との差分に基づき駆動装置の位置ずれ量を算出することを特徴とする作業装置である。

第２の発明は、第１の発明において、制御装置が、駆動装置により、撮像装置を含む直動装置を第１の撮像位置に移動する第１の工程、撮像装置により、第１の補正用画像を撮像する第２の工程、第１の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第３の工程、直動装置を一の方向に一定距離移動させ、ついで駆動装置により一の方向と反対の方向に直動装置を当該一定距離と同じ距離移動させることにより、或いは、直動装置を駆動装置により一の方向に一定距離移動させ、ついで直動装置を一の方向と反対の方向に当該一定距離と同じ距離移動させることにより第２の撮像位置に移動する第４の工程、撮像装置により、第２の補正用画像を撮像する第５の工程、第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第６の工程、第１補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）から第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を減算し、補正量を算出する第７の工程、第７工程で算出した補正量に基づき作業ヘッド装置の作業位置を補正する第８の工程、を実行可能であることを特徴とする。

第３の発明は、第１または２の発明において、さらに、作業対象物を外部装置と受け渡しする搬送装置を備えることを特徴とする。
第４の発明は、第１、２または３の発明において、直動装置の往復移動ストロークが、撮像装置と作業ヘッド装置との設置間隔と同じ距離以上かつ駆動装置のストロークよりも短い距離であることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、作業ヘッド装置が吐出装置であることを特徴とする。

第６の発明は、第１の発明に係る作業装置を用いた作業方法であって、作業ヘッド装置による作業の開始前に、制御装置が、駆動装置により、撮像装置を含む直動装置を第１の撮像位置に移動する第１の工程、撮像装置により、第１の補正用画像を撮像する第２の工程、第１の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第３の工程、直動装置を一の方向に一定距離移動させ、ついで駆動装置により一の方向と反対の方向に直動装置を当該一定距離と同じ距離移動させることにより、或いは、直動装置を駆動装置により一の方向に一定距離移動させ、ついで直動装置を一の方向と反対の方向に当該一定距離と同じ距離移動させることにより第２の撮像位置に移動する第４の工程、撮像装置により、第２の補正用画像を撮像する第５の工程、第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第６の工程、第１補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）から第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を減算し、補正量を算出する第７の工程、第７工程で算出した補正量に基づき作業ヘッド装置の作業位置を補正する第８の工程、を実行することを特徴とする作業方法である。
第７の発明は、第６の発明において、前記作業対象物が複数個の作業対象物からなり、前記作業対象物のそれぞれに対する作業の開始前に、制御装置が、前記第１〜第８の工程を実行することを特徴とする。

本発明によれば、絶対位置決め精度の影響を最小限とし、精度のよい作業位置補正を行うことができる。
加えて、本発明によれば、駆動装置の構成部品などに特別に精度のよい部品を使用せずともよく、低コストで精度のよい作業位置補正を実現することが可能となる。

実施形態に係る塗布位置補正機能を有する塗布装置を説明する概略斜視図である。 実施形態に係る塗布装置における塗布位置補正プロセスの説明図である。ここで、（ａ）はヘッド部が第１の撮像位置に移動したとき、（ｂ）はヘッド部が吐出装置の直前位置に移動したとき、（ｃ）はヘッド部が第２の撮像位置に移動したときを示す。 実施形態に係る塗布装置における塗布位置補正プロセスで映し出す画像である。ここで、（ａ）は第１の撮像位置での画像、（ｂ）は第２の撮像位置での画像である。 実施形態に係る塗布装置における別の塗布位置補正プロセスの説明図である。ここで、（ａ）はヘッド部が第１の撮像位置に移動したとき、（ｂ）は吐出装置が撮像装置の直前位置に移動したとき、（ｃ）はヘッド部が第２の撮像位置に移動したときを示す。 塗布位置補正機能を有する塗布装置の実施例を説明する概略斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態を、作業ヘッド装置が吐出装置である塗布装置の例で説明する。
［構成］
図１に実施形態に係る塗布位置補正機能を有する塗布装置を説明する概略斜視図を示す。
実施形態の塗布装置１は、駆動装置２と、撮像装置９と、直動装置１０と、制御装置１２と、ステージ１５と、吐出装置１６を主要な構成とする。以下では、図中の符号６の方向をＸ方向、符号７の方向をＹ方向、符号８の方向をＺ方向と呼ぶ。

駆動装置２は、Ｘ軸駆動装置３、Ｙ軸駆動装置４およびＺ軸駆動装置５を含み、ヘッド部（直動装置１０並びに直動装置１０に取り付けられた撮像装置９および吐出装置１６）を基板１４上でＸＹＺ方向へ移動させる装置である。駆動装置２には、例えば、サーボモータやステッピングモータとボールネジとの組合せ、リニアモータなどを用いることができる。図１では、塗布対象物１３が配置される基板１４を固定位置とし、駆動装置２を基板１４の上で相対移動するよう構成したが、駆動装置２と塗布対象物１３とをＸＹＺ方向に相対移動できるものであればこれに限定されるものではない。例えば、基板１４が載置されるステージ１５下にＸＹ軸駆動装置を設け、これを跨ぐように門型フレームを設置し、門型フレーム上にＺ軸駆動装置を設けるようにしてもよい。

撮像装置９は、塗布対象物１３そのものや塗布対象物１３が配置される基板１４上に付された識別マーク（アライメントマークともいう）などを撮像するための装置である。画像を撮像後に画像処理を行うため、ＣＣＤやＣＭＯＳなどを用いたデジタル方式のカメラを用いることが好ましい。撮像装置９は、吐出装置１６と一定の間隔を保ち、且つ、撮像装置９の撮像中心と吐出装置１６の液体出口中心とが一つの直線上に並ぶよう、直動装置１０に並設する。撮像装置９と吐出装置１６が並ぶ方向は、後述する直動装置１０の移動方向（符号１１）と一致させる。

直動装置１０は、方形状の取付部の側面に配設された撮像装置９および吐出装置１６を一体的にＸ方向に往復移動させる装置である。直動装置１０は、Ｙ軸駆動装置４に向かって移動するＸ方向ストロークを確保した第１の位置と、当該Ｘ方向ストロークが確保されていない第２の位置とを有する。直動装置１０は、例えば、圧縮気体の作用によりピストンが駆動するエアシリンダに連結された取付部により構成することができ、取付部の側面には撮像装置９および吐出装置１６が取り付けられる。ここでは、撮像装置９の撮像中心と吐出装置１６の吐出口中心は、Ｘ方向（符号６）の同一直線上に位置するように設置されている。直動装置１０による撮像装置９および吐出口装置１６の移動は、位置ずれを含まないか、含むとしても無視できるほどに小さい誤差である。直動装置１０のストロークは、撮像装置９と吐出装置１６とを設置する間隔（撮像中心と吐出口中心との間の距離）と同じ距離以上かつ駆動装置２のストロークよりも短い距離（好ましくは半分以下の距離、さらに好ましくは３分の１以下の距離）になるようにする。

直動装置１０の移動方向は、駆動装置２の移動方向の一つ、すなわちＸ方向またはＹ方向と平行とする。本実施形態では、駆動装置２のＸ方向（符号６）と平行とする。このＸ方向（符号６）と撮像装置９および吐出装置１６を並設する方向は平行である。従って、これら、３つの方向、すなわち、直動装置１０の移動方向（符号１１）、撮像装置９および吐出装置１６を並設する方向、並びに、駆動装置２の一つの移動方向であるＸ方向（符号６）は、互いに平行となる。このように直動装置１０を設けることで、一台の撮像装置で、第１の撮像位置および第２の撮影位置において位置ずれ計測を行い、これら計測結果の差分を取ることで絶対位置決め精度の影響を最小限とし、精度のよい位置補正を行うことができる。

実施形態の塗布装置１は、上記各装置を制御するために制御装置１２を備える。制御装置１２は、撮像装置９が撮像した画像を表示するための表示装置や設定値などを入力するための入力装置、画像や設定値などのデータを記憶する記憶装置、画像処理などの各種処理を行う処理装置を備えている。制御装置１２には、例えば、パーソナルコンピュータやタッチパネル、プログラマブルコントローラなどを用いることができる。制御装置１２は、塗布装置１の架台１７の内部に設けるとよい。

実施形態の塗布装置１は、塗布対象物１３が配置される基板１４を下から支持し、固定するステージ１５を備える。基板１４をステージ１５に固定するには、例えば、ステージ１５内部から上面へ通じる複数の孔を開け、その孔から空気を吸い込むことで基板１４を吸着固定する方法、基板１４を固定用部材で挟み込み、その部材をネジ等の固定手段でステージ１４に固定することで基板１４を固定する方法などを用いることができる。
また、液体材料を吐出するための吐出装置１６を、直動装置１０の側面に撮像装置９と並設する。一の吐出口を有する本実施形態の吐出装置１６は、直動装置１０に着脱自在に取り付けられており、メンテナンスを行うために取り外したり、他の種類の吐出装置と交換することが可能である。吐出装置１６としては、エア式、ジェット式、プランジャ式、スクリュー式など任意の方式の吐出装置を用いることができる。吐出装置１６には、本体からノズル部のみを取り外すことができるものも含まれる。

［動作］
図２に実施形態に係る塗布装置における塗布位置補正プロセスの説明図を示す。また、図３に実施形態に係る塗布装置における塗布位置補正プロセスで映し出す画像を示す。なお、図３中、画像１８の中央にある十字に交わった線とそれを囲む正方形の線（符号１９）は、撮像装置が映し出す画像の中心（別の言い方をすると撮像装置の中心）を表すマークである。
以下の説明では、基板１４上に配置された塗布対象物１３の角部（右上）に撮像装置９の撮像中心が位置するヘッド部の座標（Ｘａ，Ｙａ）を「補正用位置」とする。但し、補正用位置は、これに限らず、画像認識のしやすいコントラストのはっきりした特徴的な箇所であればよく、例えば、基板１４上に付された識別マークとしてもよいし、補正用に仮打ちした塗布点を補正用位置としてもよい。

一つの塗布対象物１３に対する塗布位置補正プロセスは次のように実行される。
＜第１の工程＞直動装置１０を停止状態としたまま、駆動装置２により、撮像装置９を含むヘッド部を前述の補正用位置（Ｘａ，Ｙａ）に移動する（図２（ａ）参照）。この移動後におけるヘッド部の位置を第１の撮像位置とする。実際には、第１の撮像位置の座標は、駆動装置２の位置ずれが含まれているため、（Ｘａ’，Ｙａ’）となる。第１の工程では、直動装置１０は、次の工程で基板１４上をＹ軸駆動装置４に向かって移動するＸ方向ストロークを確保した第１の位置とする。なお、ヘッド部の移動先の位置座標は、基準となる基板１４を用いてティーチングを行うか、設計値を入力するなどして予め制御装置１２に設定しておくとよい。

＜第２の工程＞第１の撮像位置（Ｘａ’，Ｙａ’）において撮像装置９により塗布対象物１３の角部（右上）を撮像する（図３（ａ）参照）。この画像１８（図３（ａ））を見ると、塗布対象物１３の角部（右上）は、設定した位置である画像中心から（Ｘ１，Ｙ１）だけずれている。このずれが、第１の撮像位置で計測された駆動装置２の絶対位置決め精度による位置ずれである（ただし、このずれには、基板１４をステージ１５上に載置する際のずれも含んでいる。）。この画像中心からのずれの値（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により計測して制御装置１２に記憶する。

＜第３の工程＞駆動装置２を停止状態としたまま、直動装置１０により、撮像装置９が吐出装置１６の直前位置（図２（ａ）の位置）となるようにＸ方向（符号１１、図２の右方向）にヘッド部を移動する（図２（ｂ）参照）。別の言い方をすれば、直動装置１０により、撮像装置９と吐出装置１６の設置間隔（Ｘ_０，Ｙ_０）の分、ヘッド部をＹ軸駆動装置４に近づくＸ方向（符号１１、図２の右方向）に移動した位置（Ｘａ’＋Ｘ_０，Ｙａ’＋Ｙ_０）とする。これにより、直動装置１０は、Ｙ軸駆動装置４に向かって移動するＸ方向ストロークが確保されていない第２の位置となる。ここで、直動装置１０の移動方向（符号１１）は、Ｘ方向のみであり、駆動装置２は動かさないので、ヘッド部はＹ方向（符号７）には動かない（すなわちＹ_０＝０）。

＜第４の工程＞直動装置１０を停止状態としたまま、駆動装置２のＸ軸駆動装置３を駆動することにより、撮像装置９を含むヘッド部を前述の補正用位置（Ｘａ，Ｙａ）に移動する（図２（ｃ）参照）。この移動後におけるヘッド部の位置を第２の撮像位置とする。実際には、第２の撮像位置の座標は、駆動装置２の位置ずれが含まれているため、（Ｘａ’’，Ｙａ’’）となる。この際、直動装置１０は、Ｘ方向ストロークが確保されていない第２の位置のままである。この第２の撮像位置（Ｘａ’’，Ｙａ’’）は、駆動装置２により、第３の工程におけるヘッド部の位置（Ｘａ’＋Ｘ_０，Ｙａ’＋Ｙ_０）から、撮像装置９と吐出装置１６の設置間隔（Ｘ_０，Ｙ_０）の分、ヘッド部をＹ軸駆動装置４から遠ざかるＸ方向（符号１１、図２の左方向）に移動した位置となる。ヘッド部の移動先の位置座標は、第１の撮像位置と同様に、予め制御装置１２に設定しておく。この移動に際してヘッド部はＹ方向（符号７）には移動しないようにする。

＜第５の工程＞第２の撮像位置（Ｘａ’’，Ｙａ’’）において撮像装置９により塗布対象物１３の角部（右上）を撮像する（図３（ｂ）参照）。この画像１８（図３（ｂ））を見ると、塗布対象物１３の角部は、設定した位置である画像中心から（Ｘ２，Ｙ２）だけずれている。ただし、撮像装置９を含むヘッド部はＹ方向（符号７）には移動していないので、Ｙ２はＹ１と等しい。このずれが、第２の撮像位置で計測された駆動装置２の絶対位置決め精度による位置ずれである（ただし、このずれには、基板１４をステージ１５上に載置する際のずれも含んでいる。）。この画像中心からのずれの値（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により計測して制御装置１２に記憶する。

＜第６の工程＞上記第１の撮像位置での計測結果と、第２の撮像位置での計測結果とから、撮像装置９と吐出装置１６との間の距離（Ｘ_０，Ｙ_０）における絶対位置決め精度による位置ずれ量を算出する。すなわち、第１の撮像位置での計測結果（Ｘ１，Ｙ１）から第２の撮像位置での計測結果（Ｘ２，Ｙ２）を減算することにより、撮像装置９と吐出装置１６との間の距離における絶対位置決め精度による位置ずれ量を算出する。ここで、上記のように、撮像装置９の撮像中心と吐出装置１６の吐出口中心はＸ方向（符号６）の同一直線上にあるので、Ｘ方向（符号６）のずれ量（Ｘ１−Ｘ２）を算出すれば、位置ずれ量は求められる。また、基板１４をステージ１５上に載置する際のずれは、上記の減算により消えるので、算出結果は駆動装置２の絶対位置決め精度による位置ずれ量のみになる。

＜第７の工程＞上記減算後の位置ずれ量（補正量）を算出したら、補正量を加味した位置座標を塗布開始位置に設定することで、塗布位置の補正を行う。
以上に説明した塗布位置補正プロセスは、計測された位置ずれ量を塗布時の補正値として使用するため、塗布作業前に実行されることが好ましい。複数の塗布対象物１３について（連続して）実行する場合には、上記の塗布位置補正プロセスを繰り返し実行する。

図４に実施形態に係る塗布装置における別の塗布位置補正プロセスの説明図を示す。なお、塗布位置補正プロセスにおいて、ヘッド部はＹ方向（符号７）には動かないのは図２と同様である。
＜第１の工程＞直動装置１０を停止状態としたまま、駆動装置２により、撮像装置９を前述の補正用位置に移動する（図４（ａ）参照）。この移動後におけるヘッド部の位置（Ｘａ’，Ｙａ’）を第１の撮像位置とする。この際、直動装置１０は、次の工程で基板１４上をＹ軸駆動装置４に向かって移動するＸ方向ストロークを確保した第１の位置とする。
＜第２の工程＞第１の撮像位置（Ｘａ’，Ｙａ’）において撮像装置９により塗布対象物１３の角部（右上）を撮像し、画像中心からのずれの値（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により計測して制御装置１２に記憶する。

＜第３の工程＞直動装置１０を停止状態としたまま、駆動装置２のＸ軸駆動装置３を駆動することにより、吐出装置１６が撮像装置９の直前位置（図４（ａ）の位置）になるようにＸ方向（符号１１、図４の左方向）にヘッド部を移動する（図４（ｂ）参照）。直動装置１０は、Ｘ方向ストロークを確保した第１の位置のままである。
＜第４の工程＞駆動装置２を停止状態としたまま、直動装置１０により、撮像装置９を吐出装置１６の現在位置までＸ方向（符号１１、図４の右方向）に移動する（図４（ｃ）参照）。この移動後におけるヘッド部の位置を第２の撮像位置（Ｘａ’’，Ｙａ’’）とする。直動装置１０は、Ｘ方向ストロークが確保されていない第２の位置となる。

＜第５の工程＞第２の撮像位置（Ｘａ’’，Ｙａ’’）において撮像装置９により塗布対象物１３の角部（右上）を撮像し、画像中心からのずれの値（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により計測して制御装置１２に記憶する。
＜第６，７の工程＞撮像装置９と吐出装置１６との間の距離（Ｘ_０，Ｙ_０）における駆動装置２の絶対位置決め精度による位置ずれ量を算出する手順は、図２と同様であるので説明を省略する。

このように、直動装置１０を用いることにより、同一対象物１３に対して一台の撮像装置９で、第１の撮像位置および第２の撮像位置において位置ずれ計測を行い、これら計測結果の差分を取ることで絶対位置決め精度の影響を最小限とし、精度のよい塗布位置補正を行うことができる。
また、上述の塗布位置補正プロセスを実施すれば、駆動装置２の構成部品などに特別に精度のよい部品を使用せずとも、精度のよい計測および補正を行うことができる。そして、精度のよい部品を使用せずに済むので、コストを抑えることができるというメリットもある。
さらに、長期間の使用により駆動装置２の構成部品などが摩耗してき、精度が落ちていったとしても、上述の塗布位置補正プロセスを実施することで、精度のよい計測および補正を行うことができる。

以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。

図５に塗布位置補正機能を有する塗布装置の実施例を説明する概略斜視図を示す。
実施例の塗布装置１は、実施形態の塗布装置を構成する駆動装置２、撮像装置９、直動装置１０、制御装置１２、ステージ１５、吐出装置１６に加え、吐出制御装置２９、搬送装置２２、架台１７、カバー２６、表示灯３０、タッチパネル３１等を備える。以下では、実施形態と同じ箇所の説明は省き、異なる箇所の説明を主に行う。
実施例と実施形態とを比較すると、実施例の駆動装置２を構成するＹ軸駆動装置４が２つのスライダーを有する２軸であるところが異なる。塗布対象物１３や基板１４が大きく、Ｘ方向（符号６）への移動距離が長い場合は、精度を向上させるために、実施例のようにＹ軸駆動装置４を２軸にすることが好ましい。或いはＹ軸駆動装置４を１軸としつ、Ｙ軸駆動装置４のスライダーを支持するレールと平行なガイドレールを設け、２点で支持することで、精度を向上させてもよい。また、駆動装置２は、搬送装置２２が塗布装置１全幅にわたって設置されるために、これを跨ぐよう嵩上げ台２１の上に設ける。

実施例の塗布装置１は、図示しない前後工程の装置やローダー／アンローダーと塗布対象物１３が配置される基板１４を受け渡しするための搬送装置２２を備える。搬送装置２２は、搬送する基板１４の幅とほぼ同じ幅で平行に設置された２つの支持部材２３と、支持部材２３の上方に設けられた搬送機構２４を備えている。
支持部材２３は、開口が設けられた板状部材であり、架台１７上に直立するように設置されている。
搬送機構２４は、図示しないローラをモータなどで回転することによりベルト（図示省略）を回転させ、ベルト上に載置された基板１４を搬送する。すなわち、基板１４は、搬送機構２４により、符号２５で示した矢印の方向（別の言い方をすると、搬入孔２７から搬出孔２８の方向）へ搬送される。搬送装置２２の実現形態は上記したベルトに限定されず、代替手段として、例えばアームを有するロボットを用いて基板の受け渡しを行ってもよい。

ステージ１５は、搬送装置２２の２本の支持部材２３の間に設けられ、上昇位置と下降位置とを有する。作業位置で基板１４が停止すると、ステージ１５は上昇位置となり、基板１４を下から持ち上げるように支持して固定する。基板搬送時は、ステージ１５は、基板１４と接触しないよう基板１４から離間する下降位置をとる。ステージ１５を昇降するための装置としては、例えば、モータとボールネジとの組合せやエアシリンダなどを用いることができる。基板１４をステージ１５に固定するには、実施形態で挙げた方法のほか、ステージ上昇位置において、搬送機構２４が有する図示しない押さえ部材とステージ１５とで基板１４を挟み込むように固定してもよい。

実施例の基板１４は、塗布対象物１３を複数個整列して配置できるものであり、塗布対象物１３が１個の場合だけでなく、図示したような複数個の塗布対象物１３に対して連続して作業を行うこともある。塗布対象物１３が複数個整列している場合には、前述の計測および補正動作を塗布対象物１３毎に実施することが好ましい。複数個の塗布対象物１３毎に実施することで、塗布対象物１３単体に対してだけでなく、基板１４全体に対しても絶対位置決め精度による誤差を小さくすることができる。例えば、従来技術では、塗布位置として約３０μｍの誤差があったが、本実施例の装置により数μｍの誤差するとことが可能となった。

実施例の塗布装置１の架台１７から上は、点線で示すカバー２６で周囲を覆われている。これは、安全性を保ち、また塵やほこりなどの異物の侵入を防ぐためである。ただし、完全な閉鎖空間ではなく、両側面には基板１４を搬入するための孔２７および搬出するための孔２８が空いており、搬送装置２２の搬送機構２４の一部が突出するようになっている。また、正面には、図示しない扉を設けて開閉できるようにして、塗布装置１内の吐出装置１６などへの作業をし易くしている。さらにカバー２６は、閉じた状態でも内部が見えるよう、一部の箇所（例えば正面扉など）を樹脂などの透明な材料で形成することが好ましい。

カバー２６内の上奥部には、吐出装置１６の制御を行う吐出制御装置２９などを収納するための空間が設けられている。カバー２６の外面に目を向けると、カバー２６上面、すなわち天井には、装置２０の状態を作業員などに知らせるための表示灯３０が設けられている。
また、カバー２６左側面手前側には、制御装置１２と接続し、塗布装置１を操作するためのタッチパネル３１が設置されている。このタッチパネル３１は、制御装置１２の一部として、設定値などのデータを入力するための入力装置、撮像装置９で映した画像１８を表示する表示装置としての役割を果たす。

本発明は、塗布装置および塗布方法における塗布位置の補正だけでなく、作業ヘッド装置が数値制御される旋盤、フライス盤、ボール盤などの工作機械である場合の工具位置の補正や、作業ヘッド装置が測定装置である場合の測定機器の位置補正など、高い位置精度を要求される作業装置および作業方法にも適用可能である。

１：塗布装置、２：駆動装置、３：Ｘ軸駆動装置、４：Ｙ軸駆動装置、５：Ｚ軸駆動装置、６：Ｘ駆動方向、７：Ｙ駆動方向、８：Ｚ駆動方向、９：撮像装置、１０：直動装置、１１：直動駆動方向、１２：制御装置、１３：塗布対象物、１４：基板、１５：ステージ、１６：吐出装置、１７：架台、１８：画像、１９：画像中心マーク、２１：嵩上げ台、２２：搬送装置、２３：支持部材、２４：搬送機構、２５：搬送方向、２６：カバー、２７：搬入孔、２８：搬出孔、２９：吐出制御装置、３０：表示灯、３１：タッチパネル

Claims (7)

1. 作業対象物が直接または間接に配置されるステージと、
   作業対象物に作業を行うための作業ヘッド装置と、
   ステージ上の少なくとも一部を撮像する撮像装置と、
   作業ヘッド装置とステージとをＸＹＺ方向へ相対移動させる駆動装置と、
   撮像装置が撮像した画像を画像処理することにより、作業ヘッド装置の位置ずれ量を計測する制御装置と、
   を備えた作業装置において、
   撮像装置および作業ヘッド装置が取り付けられ、Ｘ方向またはＹ方向に第１の位置および第２の位置を往復移動可能な直動装置を設け、
   直動装置を駆動装置に取り付け、直動装置の往復移動方向と同じ方向に、駆動装置により直動装置を往復移動可能とし、
   制御装置が、直動装置を第１の位置として撮像装置が撮像した第１の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）と、直動装置を第２の位置として撮像装置が撮像した第２の補正用画像を画像処理して得た位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）との差分に基づき駆動装置の位置ずれ量を算出することを特徴とする作業装置。
2. 制御装置が、
   駆動装置により、撮像装置を含む直動装置を第１の撮像位置に移動する第１の工程、
   撮像装置により、第１の補正用画像を撮像する第２の工程、
   第１の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第３の工程、
   直動装置を一の方向に一定距離移動させ、ついで駆動装置により一の方向と反対の方向に直動装置を当該一定距離と同じ距離移動させることにより、或いは、直動装置を駆動装置により一の方向に一定距離移動させ、ついで直動装置を一の方向と反対の方向に当該一定距離と同じ距離移動させることにより第２の撮像位置に移動する第４の工程、
   撮像装置により、第２の補正用画像を撮像する第５の工程、
   第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第６の工程、
   第１補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）から第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を減算し、補正量を算出する第７の工程、
   第７工程で算出した補正量に基づき作業ヘッド装置の作業位置を補正する第８の工程、を実行可能であることを特徴とする請求項１の作業装置。
3. さらに、作業対象物を外部装置と受け渡しする搬送装置を備えることを特徴とする請求項１または２の作業装置。
4. 直動装置の往復移動ストロークが、撮像装置と作業ヘッド装置との設置間隔と同じ距離以上かつ駆動装置のストロークよりも短い距離であることを特徴とする請求項１、２または３の作業装置。
5. 作業ヘッド装置が吐出装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの作業装置。
6. 請求項１に記載の作業装置を用いた作業方法であって、
   作業ヘッド装置による作業の開始前に、制御装置が、
   駆動装置により、撮像装置を含む直動装置を第１の撮像位置に移動する第１の工程、
   撮像装置により、第１の補正用画像を撮像する第２の工程、
   第１の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第３の工程、
   直動装置を一の方向に一定距離移動させ、ついで駆動装置により一の方向と反対の方向に直動装置を当該一定距離と同じ距離移動させることにより、或いは、直動装置を駆動装置により一の方向に一定距離移動させ、ついで直動装置を一の方向と反対の方向に当該一定距離と同じ距離移動させることにより第２の撮像位置に移動する第４の工程、
   撮像装置により、第２の補正用画像を撮像する第５の工程、
   第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を画像処理により求めて制御装置に記憶する第６の工程、
   第１補正用画像における位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）から第２の補正用画像における位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を減算し、補正量を算出する第７の工程、
   第７工程で算出した補正量に基づき作業ヘッド装置の作業位置を補正する第８の工程、を実行することを特徴とする作業方法。
7. 前記作業対象物が複数個の作業対象物からなり、
   前記作業対象物のそれぞれに対する作業の開始前に、制御装置が、前記第１〜第８の工程を実行することを特徴とする請求項６の作業方法。