JP2018143976A - 液滴吐出装置、液滴吐出方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

液滴吐出装置、液滴吐出方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出装置において、液滴吐出ヘッドからワークへの液滴の着弾精度を向上させる。
【解決手段】制御部150は、基準ワークWfの上面に形成された基準マークに向けて、液滴吐出ヘッド34から吐出された液滴を着弾させた後、第2の撮像部42において基準ワークWの撮像画像を取得し、撮像画像に基づいて、基準マークの位置と液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出し、位置ずれ量に基づいて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置の補正量を算出する。
【選択図】図3

Description

本発明は、ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出装置、当該液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
従来、機能液を使用してワークに描画を行う装置として、当該機能液を液滴にして吐出するインクジェット方式の液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、例えば有機EL装置、カラーフィルタ、液晶表示装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)等の電気光学装置(フラットパネルディスプレイ:FPD)を製造する際など、広く用いられている。
例えば特許文献1に記載された液滴吐出装置は、機能液の液滴を吐出する機能液滴吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)と、ワークを搭載するワークステージ(ワークテーブル)と、案内用の一対の支持ベースが延伸する方向(主走査方向)に沿ってワークテーブルを移動させる移動機構(リニアモータ)と、を備えている。そして、ワークテーブルにより液滴吐出ヘッドに対してワークを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドからワーク上に予め形成されたバンクに対して機能液を吐出することで、ワークに対する描画が行われる。
このような液滴吐出装置においては、ワーク上の所望の位置に対して正確に機能液を吐出するために、予めワークのアライメントが行われる。ワークテーブルは回転動作を含めて水平方向に移動自在に構成されており、ワークテーブル上方に設けられたアライメント用のカメラによりワークのアライメントマークを撮像する。そして、撮像された画像に基づいてワークテーブルの水平方向の位置を補正することで、ワークのアライメントが行われる。その後、アライメントされたワークを予め定められた位置に移動させ、液滴吐出ヘッドからワークのバンク内に機能液が吐出される。
また、液滴吐出装置における描画動作では、ワークを主走査方向(Y軸正方向)に移動させながら、第1の描画動作(往道パス)を行う。その後、ワークテーブルを主走査方向に直交する副走査方向(X軸方向)に移動させて、さらにワークを主走査方向(Y軸負方向)に移動させながら、第2の描画動作(復道パス)を行う。そして、再度ワークテーブルを副走査方向(X軸方向)に移動させて、さらにワークを主走査方向(Y軸正方向)に移動させながら、第3の描画動作(往道パス)を行う。このような描画動作により、ワーク全面に対して描画が行われる。
なお、以下の説明において、このように第1の描画動作〜第3の描画動作を行う際、ワークテーブルを副走査方向(X軸方向)に移動させる動作を「改行」という場合がある。
特開2010−198028号公報
しかしながら、ワークのアライメントを行った後、ワークステージを機能液滴吐出ヘッドに向けて移動させる過程でワークの姿勢ずれや、ワークステージの移動機構の機械的な精度や直進性変化、温度変化、経時変化といった要因により、機能液滴吐出ヘッドとワーク上のバンクとの位置関係が変化してしまう場合がある。
また、ワークテーブルを改行した際に、当該ワークテーブルの姿勢、重心、直進性が変わるといった要因により、液滴吐出ヘッドとバンクとの位置関係が変化する場合がある。このようなワークテーブルの姿勢変化、重心の変化、直進性の変化は、例えば改行する際の移動機構の機械的な精度や、ワークテーブルが移動するステージの非平坦性などによって生じ得る。
そして近年、液滴吐出装置で製造されるテレビなどの製品は、大型で高精細(例えば4K、8K)が主流になっており、ワークの大型化に対応すべく液滴吐出装置も大型化している。このため、上述した要因による液滴吐出ヘッドとバンクとの位置ずれ、すなわち、液滴吐出ヘッドから吐出された液滴がワーク上のバンクに着弾する際の位置ずれが無視できない状況になっている。しかも、ピクセルサイズの影響で、その位置ずれの許容範囲も例えば±2μm以下と小さくなってきている。
そこで、液滴吐出装置のように精密制御が必要なステージにおいては、環境変化にロバストに対応できる、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドの相対位置の補正技術が求められている。しかしながら現状では、このような精密ステージにおいて、かかる相対位置を適切に補正するには至っていない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出装置において、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドの相対位置を適切に補正し、当該液滴吐出ヘッドからワークへの液滴の着弾精度を向上させることを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出装置であって、前記ワークを載置するワークテーブルと、前記ワークテーブルに載置された前記ワークに液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドを、主走査方向、主走査方向に直交する副走査方向及び回転方向に相対的に移動させる移動機構と、主走査方向における前記液滴吐出ヘッドの下流側に設けられ、前記ワークの撮像画像を取得する撮像部と、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドの相対位置の補正量を算出し、当該補正量に基づいて前記移動機構を制御する制御部と、を有し、前記ワークは、前記補正量を算出する際に用いられ、上面に複数の基準マークが形成された基準ワークを含み、前記制御部は、前記基準マークに向けて前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を着弾させた後、前記撮像部において前記基準ワークの撮像画像を取得し、前記撮像画像に基づいて、前記基準マークの位置と前記液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出し、前記位置ずれ量に基づいて前記補正量を算出することを特徴としている。
本発明によれば、先ず、基準マークに向けて液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を着弾させた後、撮像部において基準ワークの撮像画像を取得する。そして、撮像画像に基づいて、基準マークの位置と液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出し、さらにこの位置ずれ量に基づいて、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドの相対位置の補正量を算出する。そして、このように算出された補正量に基づいて移動機構が制御される。
かかる場合、液滴吐出装置における各部材の温度変化や経時変化といった要因によりワークの位置ずれが生じ、或いはワークテーブルを改行する際にワークの位置ずれが生じても、算出された補正量に基づいて、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドの相対位置を適切に補正することができる。したがって、液滴吐出ヘッドとワークを高精度に位置合わせすることができ、液滴吐出ヘッドからワークへの液滴の吐出精度(着弾精度)を向上させることができる。
前記制御部は、前記ワークテーブルの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記液滴吐出ヘッドの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記ワークテーブルの主走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出タイミングの補正量を算出してもよい。
前記基準ワークの上面には、複数の前記基準マークを含み、当該基準マークに向けて液滴が着弾する着弾領域が形成され、前記着弾領域は、副走査方向に延伸し、主走査方向に複数並べて配置されていてもよい。
前記制御部は、主走査方向に延伸し、副走査方向に複数並べて設定される走査ライン毎に、前記補正量を算出してもよい。
複数の前記走査ラインは、前記補正量が算出された第1の走査ラインと、前記補正量が算出されていない第2の走査ラインとを有し、前記制御部は、前記第1の走査ラインの前記補正量を補間して、前記第2の走査ラインの前記補正量を算出してもよい。
別な観点による本発明は、液滴吐出装置を用いて、ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出方法であって、前記液滴吐出装置は、前記ワークを載置するワークテーブルと、前記ワークテーブルに載置された前記ワークに液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドを、主走査方向、主走査方向に直交する副走査方向及び回転方向に相対的に移動させる移動機構と、主走査方向における前記液滴吐出ヘッドの下流側に設けられ、前記ワークの撮像画像を取得する撮像部と、を有し、前記ワークは、上面に複数の基準マークが形成された基準ワークを含み、前記液滴吐出方法は、前記基準マークに向けて前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を着弾させる第1の工程と、その後、前記撮像部において前記基準ワークの撮像画像を取得する第2の工程と、その後、前記撮像画像に基づいて、前記基準マークの位置と前記液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出する第3の工程と、その後、前記位置ずれ量に基づいて、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドの相対位置の補正量を算出し、当該補正量に基づいて前記移動機構を制御する第4の工程と、を有することを特徴としている。
前記第4の工程において、前記ワークテーブルの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記液滴吐出ヘッドの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記ワークテーブルの主走査方向の位置の補正量を算出し、その後、前記液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出タイミングの補正量を算出してもよい。
前記基準ワークの上面には、複数の前記基準マークを含み、当該基準マークに向けて液滴が着弾する着弾領域が形成され、前記着弾領域は、副走査方向に延伸し、主走査方向に複数並べて配置されていてもよい。
前記第1の工程〜前記第4の工程は、主走査方向に延伸し、副走査方向に複数並べて設定される走査ライン毎に行われてもよい。
複数の前記走査ラインは、前記補正量が算出された第1の走査ラインと、前記補正量が算出されていない第2の走査ラインとを有し、前記第4の工程において、前記第1の走査ラインの前記補正量を補間して、前記第2の走査ラインの前記補正量を算出してもよい。
また別な観点による本発明によれば、前記液滴吐出方法を液滴吐出装置によって実行させるように、当該液滴吐出装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
本発明によれば、液滴吐出装置における各部材の温度変化や経時変化といった要因によりワークの位置ずれが生じ、或いはワークテーブルを改行する際にワークの位置ずれが生じても、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドの相対位置を適切に補正し、当該液滴吐出ヘッドからワークへの液滴の着弾精度を向上させることができる。
本実施の形態にかかる液滴吐出装置の構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかる液滴吐出装置の構成の概略を示す平面図である。 制御部の構成の概略を模式的に示す説明図である。 基準ワークの構成の概略を示す説明図である。 基準マーク、ターゲット及び液滴の位置関係を示す説明図である。 補正器においてパルス信号を変換する様子を示す説明図である。 基準ワークに対する描画動作を行う様子を示す平面視における説明図であり、(a)は第1の描画動作を示し、(b)は第2の描画動作を示し、(c)は第3の描画動作を示している。 基準ワークに対する描画動作を行う様子を示す側面視における説明図であり、(a)は第1の描画動作を示し、(b)は第2の描画動作を示し、(c)は第3の描画動作を示している。 ワークに対する描画動作を行う様子を示す平面視における説明図であり、(a)は第1の描画動作を示し、(b)は第2の描画動作を示し、(c)は第3の描画動作を示している。 基準データを補間する様子を示す表の一例である。 他の実施の形態にかかる制御部の構成の概略を模式的に示す説明図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
<液滴吐出装置の構成>
先ず、本実施の形態に係る液滴吐出装置の構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、液滴吐出装置1の構成の概略を示す側面図である。図2は、液滴吐出装置1の構成の概略を示す平面図である。なお、以下においては、ワークWの主走査方向をY軸方向、主走査方向に直交する副走査方向をX軸方向、Y軸方向及びX軸方向に直交する鉛直方向をZ軸方向、Z軸方向回りの回転方向をθ方向とする。
液滴吐出装置1は、主走査方向(Y軸方向)に延在して、ワークWを主走査方向に移動させるY軸ステージ10と、Y軸ステージ10を跨ぐように架け渡され、副走査方向(X軸方向)に延在する一対のX軸ステージ11、11とを有している。Y軸ステージ10の上面には、一対のY軸ガイドレール12、12がY軸方向に延伸して設けられ、各Y軸ガイドレール12には、Y軸リニアモータ13が設けられている。各X軸ステージ11の上面には、X軸ガイドレール14がX軸方向に延伸して設けられ、当該X軸ガイドレール14には、X軸リニアモータ15が設けられている。なお、以下の説明では、Y軸ステージ10上において、X軸ステージ11よりY軸負方向側のエリアを搬入出エリアA1といい、一対のX軸ステージ11、11間のエリアを処理エリアA2といい、X軸ステージ11よりY軸正方向側のエリアを待機エリアA3という。
Y軸リニアモータ13には、当該Y軸リニアモータ13の位置を測定するY軸リニアスケール16が設けられている。Y軸リニアスケール16からは、Y軸リニアモータ13の位置を示すエンコーダパルス(パルス信号)が出力される。なお、Y軸リニアモータ13の位置とは、Y軸リニアモータ13の可動子の位置を意味する。
Y軸ステージ10上には、ワークテーブル20が設けられている。一対のX軸ステージ11、11には、キャリッジユニット30と撮像ユニット40が設けられている。
ワークテーブル20は、例えば真空吸着テーブルであり、ワークWを吸着して載置する。ワークテーブル20は、当該ワークテーブル20の下面側に設けられたテーブル移動機構21によって、X軸方向に移動自在であると共にθ方向に回転自在に支持されている。ワークテーブル20とテーブル移動機構21は、テーブル移動機構21の下面側に設けられたY軸スライダ22に支持されている。Y軸スライダ22は、Y軸ガイドレール12に取り付けられ、Y軸リニアモータ13によってY軸方向に移動自在に構成されている。したがって、ワークWを載置した状態でワークテーブル20をY軸スライダ22によってY軸ガイドレール12に沿ってY軸方向に移動させることで、ワークWをY軸方向に移動させることができる。なお、本実施の形態では、テーブル移動機構21がワークテーブル20をX軸方向に移動させ、且つθ方向に回転させていたが、ワークテーブル20をX軸方向に移動させる機構とθ方向に回転させる機構はそれぞれ別であってもよい。
テーブル移動機構21には、当該テーブル移動機構21のX軸方向の位置を測定するX軸リニアスケール23と、テーブル移動機構21のθ方向の位置を測定するロータリエンコーダ24とが設けられている。X軸リニアスケール23とロータリエンコーダ24からは、それぞれテーブル移動機構21(ワークテーブル20)のX軸方向の位置とθ方向の位置を示すエンコーダパルス(パルス信号)が出力される。
なお、搬入出エリアA1におけるワークテーブル20の上方には、ワークテーブル20上のワークWを撮像するワークアライメントカメラ(図示せず)が設けられている。そして、ワークアライメントカメラで撮像された画像に基づいて、Y軸スライダ22及びテーブル移動機構21により、ワークテーブル20に載置されたワークWのY軸方向、X軸方向及びθ方向の位置が必要に応じて補正される。これにより、ワークWがアライメントされて所定の初期位置に設定される。
キャリッジユニット30は、X軸ステージ11において、複数、例えば10個設けられている。各キャリッジユニット30は、キャリッジプレート31と、キャリッジ保持機構32と、キャリッジ33と、液滴吐出ヘッド34とを有している。キャリッジ保持機構32は、キャリッジプレート31の下面の中央部に設けられ、当該キャリッジ保持機構32の下端部にキャリッジ33が着脱自在に取り付けられている。
キャリッジプレート31は、X軸ガイドレール14に取り付けられ、X軸リニアモータ15によってX軸方向に移動自在になっている。なお、複数のキャリッジプレート31を一体としてX軸方向に移動させることも可能である。
キャリッジ33には、モータ(図示せず)が取り付けられている。このモータにより、キャリッジ33はX軸方向及びθ方向に移動自在に構成されている。本実施の形態では、Y軸リニアモータ13、テーブル移動機構21及びキャリッジ33が、本発明の移動機構を構成している。なお、キャリッジ33のX軸方向及びθ方向の移動は、例えばキャリッジ保持機構32によって行われてもよい。
キャリッジ33の下面には、複数の液滴吐出ヘッド34がY軸方向及びX軸方向に並べて設けられている。本実施の形態では、例えばY軸方向に6個、X軸方向に2個、すなわち合計12個の液滴吐出ヘッド34が設けられている。液滴吐出ヘッド34の下面、すなわちノズル面には複数の吐出ノズル(図示せず)が形成されている。そして、当該吐出ノズルからは、液滴吐出ヘッド34直下の液滴吐出位置に対して機能液の液滴が吐出されるようになっている。
撮像ユニット40は、キャリッジ33(液滴吐出ヘッド34)を挟んでY軸方向に対向して設けられた第1の撮像部41と第2の撮像部42を有している。第1の撮像部41及び第2の撮像部42としては、例えばCCDカメラが用いられ、ワークテーブル20の移動中、停止中、ワーク処理中(液滴吐出中)のいずれにおいても、当該ワークテーブル20に載置されたワークWを撮像することができる。第1の撮像部41は、キャリッジ33に対してY軸負方向側に配置されており、第2の撮像部42は、キャリッジ33に対してY軸正方向側に配置されている。なお、撮像ユニット40はX軸方向に移動可能に構成されていてもよい。
第1の撮像部41は、一対のX軸ステージ11、11のうち、Y軸負方向側のX軸ステージ11の側面に設けられたベース43に支持されている。そして、第1の撮像部41の直下にワークテーブル20が案内された際、第1の撮像部41は、所定の周期でワークテーブル20上に載置されたワークWを撮像する。
第2の撮像部42は、一対のX軸ステージ11、11のうち、Y軸正方向側のX軸ステージ11の側面に設けられたベース44に支持されている。そして、第2の撮像部42の直下にワークテーブル20が案内された際、第2の撮像部42は、ワークテーブル20上に載置されたワークWを撮像することにより、ワークWの上面に着弾した液滴を撮像することができる。取得された撮像画像は、後述する制御部150の補正量算出器160に入力される。
<制御部>
以上の液滴吐出装置1には、制御部150が設けられている。制御部150は、例えばコンピュータであり、データ格納部(図示せず)を有している。データ格納部には、例えばワークWに吐出される液滴を制御し、当該ワークWに所定のパターンを描画するための描画データ(ビットマップデータ)などが格納されている。また、制御部150は、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、液滴吐出装置1における各種処理を制御するプログラムなどが格納されている。
なお、前記データや前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部150にインストールされたものであってもよい。
また、制御部150は、図3に示すように第2の撮像部42で取得された撮像画像を処理して当該撮像画像から各種補正量を算出する補正量算出器160と、ワークテーブル20の位置(Y軸リニアモータ13及びテーブル移動機構21の位置)を補正する補正器161と、Y軸リニアモータ13及びテーブル移動機構21の移動を制御する第1のモーションコントローラ162(モーションドライバ)と、キャリッジ33の移動を制御する第2のモーションコントローラ163と、液滴吐出ヘッド34の吐出タイミングを制御するインクジェットコントローラ164と、を有している。
(補正量算出器)
補正量算出器160は、第2の撮像部42で取得された撮像画像に基づいて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置の補正量、及び液滴吐出ヘッド34における液滴吐出タイミングの補正量を算出する。そして、補正量を算出するにあたっては、量産のための製品用のワークWではなく、図4に示す基準ワークWfが用いられる。
ここで、基準ワークWfの構成について説明する。基準ワークWfの上面には、液滴吐出ヘッド34からの液滴が着弾する着弾領域E1〜E3が形成されている。第1の着弾領域E1はY軸負方向側に形成され、第2の着弾領域E2はY軸方向中央に形成され、第3の着弾領域E3はY軸正方向側に形成されている。
なお、着弾領域Eの数は本実施の形態に限定されないが、2つ以上必要となる。後述するように、補正量算出器160では、着弾領域Eにおける液滴の位置ずれ量を用いて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置の補正量、及び液滴吐出ヘッド34における液滴吐出タイミングの補正量を算出する。すなわち、基準ワークWfの少なくともY軸方向、X軸方向及びθ方向の位置情報が必要であるため、着弾領域Eも2つ以上必要となる。そこで、本実施の形態の基準ワークWfの上面には、3つの着弾領域E1〜E3が形成されている。なお、着弾領域Eは2つであってもよいし、もちろん基準ワークWfの全面に液滴を着弾させてもよい。
各着弾領域E1〜E3には、複数の基準マーク100が形成されている。基準00は、X軸方向に所定ピッチで並べて配置され、且つY軸方向に複数列に配置されている。また、図5に示すように各基準マーク100の近傍には、液滴吐出ヘッド34からの液滴Dの着弾目標位置であるターゲット101が設定されている。ここで、液滴吐出ヘッド34から基準マーク100にむけて液滴Dを吐出すると、第2の撮像部42でワークWを撮像する際、基準マーク100と液滴Dが重なり判別することが困難となる。そこで、液滴Dのターゲット101は、基準マーク100から少し離れて設定されている。なお、本実施の形態において基準マーク100とターゲット101との距離は微小であり、本発明において基準マーク100の位置はターゲット101の位置と略同一であるとする。
基準マーク100は、例えばインクジェット方式の描図方法などを用いてワークWの上面に描図されている。なお、図4及び図5では、基準マーク100として略十字形のマークを描図しているが、基準マーク100の形状は本実施の形態の内容に限定されるものではなく、例えば円形や三角形であってもよく、識別可能なものであれば任意に設定できる。
補正量算出器160は、図5に示した撮像画像に基づいて、基準ワークWfのターゲット101の位置と、基準ワークWfに着弾した液滴Dの位置との位置ずれ量を検出する。位置ずれ量は、Y軸成分としてΔYが検出され、X軸成分としてΔXが検出される。
補正量算出器160では、これら位置ずれ量ΔY、ΔXに基づいて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置の補正量、及び液滴吐出ヘッド34における液滴吐出タイミングの補正量を算出する。具体的には、次のステップQ1〜Q4の4段階で補正量を算出する。
先ず、位置ずれ量ΔY、ΔXに基づいて、ワークテーブル20のθ方向の位置の補正量とX軸方向の位置の補正量を算出する(ステップQ1)。算出された補正量は、補正器161に出力される。なお、以下の説明において、ステップQ1で算出される補正量を、テーブル姿勢補正量という。
次に、ステップQ1のテーブル姿勢補正量がワークテーブル20に反映された状態で、位置ずれ量ΔY、ΔXに基づいて、液滴吐出ヘッド34のθ方向の位置の補正量とX軸方向の位置の補正量を算出する(ステップQ2)。算出された補正量は、第2のモーションコントローラ163に出力される。なお、以下の説明において、ステップQ2で算出される補正量を、ヘッド位置補正量という。
次に、ステップQ2のヘッド位置補正量が液滴吐出ヘッド34に反映された状態で、位置ずれ量ΔY、ΔXに基づいて、ワークテーブル20のY軸方向の位置の補正量を算出する(ステップQ3)。算出された補正量は、補正器161に出力される。なお、以下の説明において、ステップQ3で算出される補正量を、テーブルY軸位置補正量という。
最後に、ステップQ3のテーブルY軸位置補正量がワークテーブル20に反映された状態で、位置ずれ量ΔY、ΔXに基づいて、液滴吐出ヘッド34における液滴Dの吐出タイミングを補正する(ステップQ4)。算出された補正量は、インクジェットコントローラ164に出力される。なお、以下の説明において、ステップQ4で算出される補正量を、吐出タイミング補正量という。
(補正器)
補正器161は、補正量算出器160からの補正量に基づいて、Y軸リニアスケール16からのパルス信号を、Y軸リニアモータ13の実位置になるように変換する。また、補正器161は、補正量算出器160からの補正量に基づいて、X軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ24からのパルス信号をそれぞれ、ワークテーブル20の実姿勢になるように変換する。具体的には、以下のステップS1〜S3を行う。
先ず、補正器161では、Y軸リニアスケール16からのパルス信号を受信してカウントし、Y軸リニアモータ13の現在位置を把握する。また、後述するステップS3においてパルス信号を変換するために、Y軸リニアスケール16からのパルス信号の形状(パルス形状)を解析しておく(ステップS1)。ステップS1において、補正器161では、X軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ24からのパルス信号も受信する。
次に、補正器161では、補正量算出器160からのテーブル姿勢補正量(ワークテーブル20のθ方向及びX軸方向の位置の補正量)とテーブルY軸位置補正量(ワークテーブル20のY軸方向の位置の補正量)を受信する(ステップS2)。
次に、補正器161では、ステップS1で解析したパルス形状と、ステップS2で受信したテーブルY軸位置補正量とに基づいて、Y軸リニアスケール16から受信したパルス信号を、Y軸リニアモータ13の実位置になるように変換する。図6は、パルス信号を変換する様子を示し、左図はY軸リニアスケール16からのパルス信号を示し、右図は変換後、第1のモーションコントローラ162に出力するパルス信号を示している。例えば図6(a)に示すようにパルスを挿入し、図6(b)に示すようにパルスを削除して、パルスの数を変更するか、或いは図6(c)に示すようにパルスピッチを伸ばし、図6(d)に示すようにパルスピッチを縮めて、パルスピッチを変更する。そして、このようにパルスの数とパルスピッチが変更されたパルス信号は、第1のモーションコントローラ162に出力される(ステップS3)。
このようにステップS3において変換されたパルス信号は、インクジェットコントローラ164にも出力される。インクジェットコントローラ164は、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御するものであって、Y軸リニアモータ13の位置に基づいて液滴の吐出タイミングが設定されている。本実施の形態では、補正器161から出力されたパルス信号がインクジェットコントローラ164に出力されることで、液滴吐出ヘッド34から適切なタイミングで液滴を吐出することができる。
また、ステップS3において、補正器161では、ステップS2で受信したテーブル姿勢補正量に基づいて、X軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ2からのパルス信号をそれぞれ、ワークテーブル20の実姿勢になるように変換する。変換されたパルス信号は、第1のモーションコントローラ162に出力される。
なお、Y軸リニアモータ13が高速で移動する場合、リアルタイムで補正量を算出する補正器161は、高速信号処理が必要となる。このため、補正器161は、ASIC(特定アプリケーション向け集積回路)やフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)で機能実装するのが好ましい。
(第1のモーションコントローラ)
第1のモーションコントローラ162は、補正器161から受信したテーブルY軸位置補正量に基づき、Y軸リニアスケール16からのパルス信号を変換したパルス信号に基づいて、Y軸リニアモータ13に対して指令信号(パルス列)を出力して、Y軸リニアモータ13(ワークテーブル20)の移動を制御する。また、第1のモーションコントローラ162は、補正器161から受信したテーブル姿勢補正量に基づき、X軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ2からのパルス信号をそれぞれ変換したパルス信号に基づいて、テーブル移動機構21に対して指令信号(パルス列)を出力して、テーブル移動機構21の移動を制御する。そして、ワークテーブル20のY軸方向、X軸方向、θ方向の位置が補正される。なお、第1のモーションコントローラ162は、Y軸、X軸、θ等に関するパルス信号を受信して、フルクローズ制御を構成している。
(第2のモーションコントローラ)
第2のモーションコントローラ163は、補正量算出器160からのヘッド位置補正量に基づいて、キャリッジ33のX軸方向及びθ方向の移動を制御する。そして、液滴吐出ヘッド34のθ方向及びX軸方向の位置が補正される。
(インクジェットコントローラ)
インクジェットコントローラ164は、補正器161から受信したY軸方向のパルス信号(変換後のパルス信号)に基づいて、液滴吐出ヘッド34に対して指令信号(パルス列)を出力して、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御する。また、インクジェットコントローラ164は、補正量算出器160からの吐出タイミング補正量に基づいて、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御する。
<液滴吐出装置におけるワーク処理>
次に、以上のように構成された液滴吐出装置1を用いて行われるワーク処理について説明する。本実施の形態では、製品ワークWに対する通常の処理を行うに先だって、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量を算出するために基準ワークWfに対して所定の処理を行う。
(基準ワークに対する処理)
先ず、基準ワークWfに所定の処理を行う。搬入出エリアA1にワークテーブル20を配置し、搬送機構(図示せず)により液滴吐出装置1に搬入された基準ワークWfが当該ワークテーブル20に載置される。続いて、ワークアライメントカメラによってワークテーブル20上の基準ワークWfが撮像される。そして、当該撮像された画像に基づいて、テーブル移動機構21により、ワークテーブル20に載置された基準ワークWfのX軸方向及びθ方向の位置が補正され、基準ワークWfのアライメントが行われる(ステップT1)。
その後、Y軸リニアモータ13によって、ワークテーブル20をY軸方向に往復動させると共に、X軸方向に移動(改行)させて、基準ワークWfの着弾領域E1〜E3が描画される。本実施の形態では、X軸方向に2回改行する場合であって、すなわちワークテーブル20が、Y軸方向(主走査方向)に延伸する3本の走査ラインを移動する場合について説明する。また、本実施の形態では、図7に示すように複数の液滴吐出ヘッド34のうち、2つの液滴吐出ヘッド34を用いる場合について説明する。なお、この際の液滴吐出ヘッド34、当該液滴吐出ヘッド34から吐出される液滴の着弾位置、ワークテーブル20の改行、往復軌跡等情報は予め登録されており、これに従って描画動作行われる。
先ず、図7(a)及び図8(a)に示すようにY軸リニアモータ13により、第1の走査ラインL1に沿って、ワークテーブル20を搬入出エリアA1から待機エリアA3に移動させながら(Y軸正方向)、第1の描画動作(往道パス)を行う。第1の走査ラインL1は、ワークテーブル20のX軸方向中心線Cを通るラインである。この際、処理エリアA2では、液滴吐出ヘッド34の下方に移動した基準ワークWfに対して、当該液滴吐出ヘッド34から液滴を吐出する。そうすると、基準ワークWfにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT2)。具体的には、着弾領域E1〜E3のそれぞれにおいて、基準マーク100の近傍にあるターゲット101に向けて、液滴吐出ヘッド34から液滴が吐出される。そして、第1の走査ラインL1において、着弾領域E1〜E3が描画される。
次に、図7(b)及び図8(b)に示すようにテーブル移動機構21により、ワークテーブル20をX軸正方向に1キャリッジ分、移動(改行)させる。続けて、Y軸リニアモータ13により、第2の走査ラインL2に沿って、ワークテーブル20を待機エリアA3から搬入出エリアA1に移動させながら(Y軸負方向)、第2の描画動作(復道パス)を行う。すなわち、第2の走査ラインL2は、ワークテーブル20のX軸方向中心線CよりX軸正方向を通るラインである。この際、処理エリアA2では、液滴吐出ヘッド34の下方に移動した基準ワークWfに対して、当該液滴吐出ヘッド34から液滴を吐出する。そうすると、基準ワークWfにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT3)。具体的には、着弾領域E1〜E3のそれぞれにおいて、基準マーク100の近傍にあるターゲット101に向けて、液滴吐出ヘッド34から液滴が吐出される。そして、第2の走査ラインL2において、着弾領域E1〜E3が描画される。
次に、図7(c)及び図8(c)に示すようにテーブル移動機構21により、ワークテーブル20をX軸負方向に2キャリッジ分、移動(改行)させる。続けて、Y軸リニアモータ13により、第3の走査ラインL3に沿って、ワークテーブル20を搬入出エリアA1から待機エリアA3に移動させながら(Y軸正方向)、第3の描画動作(往道パス)を行う。すなわち、第3の走査ラインL3は、ワークテーブル20のX軸方向中心線CよりX軸負方向を通るラインである。この際、処理エリアA2では、液滴吐出ヘッド34の下方に移動した基準ワークWfに対して、当該液滴吐出ヘッド34から液滴を吐出する。そうすると、基準ワークWfにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT4)。具体的には、着弾領域E1〜E3のそれぞれにおいて、基準マーク100の近傍にあるターゲット101に向けて、液滴吐出ヘッド34から液滴が吐出される。そして、第3の走査ラインL3において、着弾領域E1〜E3が描画される。
ステップT4では、第2の撮像部42において、基準ワークWfの全面を撮像し、当該基準ワークWfの上面に着弾した液滴を撮像する。取得された撮像画像は、補正量算出器160に入力される。補正量算出器160は、上述したステップQ1〜Q4を行い、第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3のそれぞれに対して、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量を算出する。以下、第1の走査ラインL1に対するこれら4つの補正量を第1の補正量といい、第2の走査ラインL2に対するこれら4つの補正量を第2の補正量といい、第3の走査ラインL3に対するこれら4つの補正量を第3の補正量という。
こうして、ステップT2〜T4の描画動作により、着弾領域E1〜E3に対して描画が行われると共に、第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3のそれぞれに対して第1の補正量〜第3の補正量が算出される。
そして、第3の描画動作後、待機エリアA3にあるワークテーブル20を搬入出エリアA1に移動させ、基準ワークWfは液滴吐出装置1から搬出される。この際、処理エリアA2では、液滴吐出ヘッド34から基準ワークWfに液滴は吐出されない。
(製品用ワークに対する処理)
次に、製品用のワークWに所定の処理を行う。当該ワークWの処理においては、先ず、搬入出エリアA1において、ワークテーブル20に載置されたワークWのX軸方向及びθ方向の位置が補正され、ワークWのアライメントが行われる(ステップT5)。このステップT5は、上述したステップT1と同様である。
その後、図9(a)に示すように第1の走査ラインL1に沿って、ワークテーブル20を搬入出エリアA1から待機エリアA3に移動させながら、第1の描画動作を行う。そして、ワークWにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT6)。
ステップT6では、ワークテーブル20をY軸方向に移動させる際、Y軸リニアスケール16によってY軸リニアモータ13の位置を測定する。Y軸リニアスケール16におけるパルス信号は、補正器161に出力される。また、X軸リニアスケール23とロータリエンコーダ24によって、それぞれテーブル移動機構21のX軸方向の位置とθ方向の位置も測定し、これらX軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ24からのパルス信号も、補正器161に出力される。
補正器161では、Y軸リニアスケール16からのパルス信号と、ステップT4で算された第1の補正量を用いて、上述したステップS1〜S3を行う。そして、第1の補正量(第1のテーブルY軸位置補正量)に基づいて変換したパルス信号が、補正器161から第1のモーションコントローラ162とインクジェットコントローラ164に出力される。また、第1の補正量(第1のテーブル姿勢補正量)に基づいて変換したパルス信号も、補正器161から第1のモーションコントローラ162に出力される。
第1のモーションコントローラ162は、補正器161から受信したY軸方向のパルス信号(変換後のパルス信号)に基づいて、Y軸リニアモータ13に対して指令信号(パルス列)を出力し、当該Y軸リニアモータ13の位置を補正する。例えば目標位置が1000mmで+1μm(伸び側)ずれていた場合は、999.999mm分のパルスを受信したところで、第1のモーションコントローラ162へは1000mm位置のパルスを出力する。
また、第1のモーションコントローラ162は、補正器161から受信したX軸方向及びθ方向のパルス信号(変換後のパルス信号)に基づいて、テーブル移動機構21に対して指令信号(パルス列)を出力して、テーブル移動機構21の移動を制御する。そして、ワークテーブル20の姿勢が補正される。
また、ステップT6において、第2のモーションコントローラ163は、ステップT4で算された第1の補正量(第1のヘッド位置補正量)に基づいて、キャリッジ33の移動を制御する。そして、液滴吐出ヘッド34のθ方向及びX軸方向の位置が補正される。
さらに、ステップT6において、インクジェットコントローラ164は、補正器161から受信したパルス信号に基づいて、液滴吐出ヘッド34に対して指令信号(パルス列)を出力して、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御する。また、インクジェットコントローラ164は、ステップT4で算された第1の補正量(第1の吐出タイミング補正量)に基づいて、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御する。そして、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングが補正される。
次に、図9(b)に示すようにワークテーブル20をX軸正方向に1キャリッジ分、移動(改行)させ、続けて第2の走査ラインL2に沿って、ワークテーブル20を待機エリアA3から搬入出エリアA1に移動させながら、第2の描画動作を行う。そして、ワークWにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT7)。
ステップT7においてもステップT6と同様に、ステップT4で算された第2の補正量を用いて、ワークテーブル20のY軸方向、X軸方向並びにθ方向の位置、液滴吐出ヘッド34のX軸方向並びにθ方向の位置、及び液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングが補正される。
次に、図9(c)に示すようにワークテーブル20をX軸負方向に2キャリッジ分、移動(改行)させ、続けて第3の走査ラインL3に沿って、ワークテーブル20を搬入出エリアA1から待機エリアA3に移動させながら、第3の描画動作を行う。そして、ワークWにおいて、液滴吐出ヘッド34に対応する位置に描画される(ステップT8)。
ステップT8においてもステップT6と同様に、ステップT4で算された第3の補正量を用いて、ワークテーブル20のY軸方向、X軸方向並びにθ方向の位置、液滴吐出ヘッド34のX軸方向並びにθ方向の位置、及び液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングが補正される。
こうして、ステップT6〜T8の描画動作により、ワーク全面に対して描画が行われる。
そして、ワークテーブル20が搬入出エリアA1に移動すると、描画処理が終了したワークWが液滴吐出装置1から搬出される。続いて、次のワークWが液滴吐出装置1に搬入される。次いで、上述したステップT5のワークWのアライメントが行われ、引き続きステップT6〜T8が行われる。
以上のように各ワークWに対してステップT5〜T8が行われ、一連のワーク処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、液滴吐出装置1における各部材の温度変化や経時変化といった要因によりワークWの位置ずれが生じても、算出された第1の補正量〜第3の補正量に基づいて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置を適切に補正することができる。このため、液滴吐出ヘッドとワークを高精度に位置合わせすることができる。また、第1の補正量〜第3の補正量に基づいて、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングも適切に補正することができる。したがって、液滴吐出ヘッド34からワークWへの液滴の吐出精度(着弾精度)を向上させることができる。
また、第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3のそれぞれに対して第1の補正量〜第3の補正量を作成し、すなわちワークWの全面に対して、補正量を算出する。このため、ワークテーブル20を改行する際にワークWの位置ずれが生じても、これら第1の補正量〜第3の補正量を用いて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置を適切に補正することができ、また液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングも適切に補正することができる。したがって、液滴吐出ヘッド34からワークWへの液滴の吐出精度(着弾精度)をさらに高くすることができる。
ここで、例えば第1の補正量のみを算出し、他の第2の走査ラインL2と第3の走査ラインL3に対して第1の補正量を用いることも可能である。しかしながら、かかる場合、改行した第2の走査ラインL2と第3の走査ラインL3において、第1の補正量が適切でない場合があり、液滴吐出ヘッド34からワークWへの液滴の吐出位置がずれるおそれがある。この点、本実施の形態のようにすべての走査ラインL1〜L3のそれぞれに対して第1の補正量〜第3の補正量を用いることで、より適切にワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置を適切に補正することができる。
<他の実施の形態>
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
以上の実施の形態では、ステップT2〜T4を行い、第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3において着弾領域E1〜E3に描画を行った後、ステップT4において、第2の撮像部42の基準ワークWfの撮像画像に基づいて、第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3のそれぞれに対して第1の補正量〜第3の補正量を算出した。この点、各ステップT2〜T4において第1の補正量〜第3の補正量をそれぞれ算出してもよい。
かかる場合、ステップT2において、第1の描画動作(往道パス)を行い、第1の走査ラインL1の着弾領域E1〜E3を描画した後、第2の撮像部42において、基準ワークWfを撮像し、当該基準ワークWfの上面に着弾した液滴を撮像する。取得された撮像画像は、補正量算出器160に入力される。補正量算出器160は、上述したステップQ1〜Q4を行い、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量、すなわち第1の補正量を算出する。
また、ステップT3において、第2の描画動作(復道パス)を行い、第2の走査ラインL2の着弾領域E1〜E3を描画した後、第1の撮像部41において、基準ワークWfを撮像し、当該基準ワークWfの上面に着弾した液滴を撮像する。取得された撮像画像は、補正量算出器160に入力される。補正量算出器160は、上述したステップQ1〜Q4を行い、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量、すなわち第2の補正量を算出する。
また、ステップT4において、第3の描画動作(往道パス)を行い、第3の走査ラインL3の着弾領域E1〜E3を描画した後、第2の撮像部42において、基準ワークWfを撮像し、当該基準ワークWfの上面に着弾した液滴を撮像する。取得された撮像画像は、補正量算出器160に入力される。補正量算出器160は、上述したステップQ1〜Q4を行い、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量、すなわち第3の補正量を算出する。
本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、第1の補正量〜第3の補正量に基づいて、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置を適切に補正し、液滴吐出ヘッド34からワークWへの液滴の吐出精度(着弾精度)を向上させることができる。
以上の実施の形態では、ワークテーブル20が3本の走査ラインL1〜L3に沿って移動し、ワークW(基準ワークWf)の全面に描画が行われる場合について説明したが、走査ラインの本数はこれに限定されない。
また、以上の実施の形態では、すべての走査ラインL1〜L3のそれぞれに対して第1の補正量〜第3の補正量を算出していたが、複数の走査ラインのうち、一部の走査ラインに対して補正量を作成し、当該補正量を補間することで、その他の走査ラインに対して補正量を算出してもよい。
例えば図10に示すようにワークテーブル20を5本の走査ラインL1〜L5に沿って移動させて、基準ワークWfの全面に描画を行う場合において、例えば第1の走査ラインL1〜第3の走査ラインL3に対して第1の補正量〜第3の補正量を算出し、第4の走査ラインL4〜第5の走査ラインL5に対しては補正量を算出しない場合を例に説明する。なお、第1の補正量〜第3の補正量は、上述したステップT2〜T4を行って作成される。また、以下の説明において、第1の補正量〜第3の補正量を基準データという場合がある。
図10において、第1の走査ラインL1(改行0mm)はワークテーブル20のX軸方向中心線Cであって、第2の走査ラインL2と第4の走査ラインL4(改行プラスmm)は中心線CよりX軸正方向の走査ラインであって、第3の走査ラインL3と第5の走査ラインL5(改行マイナスmm)は中心線CよりX軸正方向の走査ラインである。また、図10に示した例は、ワークテーブル20のY軸方向位置の補正量の一例を示しているが、他にもテーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、吐出タイミング補正量が算出される。
そして、第4の走査ラインL4に対する第4の補正量は、第1の補正量と第2の補正量を2次元補間して算出される。また、第5の走査ラインL5に対する第5の補正量は、第1の補正量と第3の補正量を2次元補間して算出される。なお、第4の補正量と第5の補正量を作成するにあたっての補間方法は2次元補間に限定されない。例えば多次元補間してもよい。
ここで改行のパターンは複数あり、すべての走査ラインに対してステップT2〜T4を行うのは複雑で煩雑な作業である。本実施の形態では、一部の走査ラインL1〜L3に対してステップT2〜T4を行い基準データを取得し、その他の走査ラインL4〜L5に対しては基準データを補間することで補正量を算出することができる。したがって、煩雑な作業を行うことなく、ワークWの全面に対して、補正量を算出することができる。
以上の実施の形態では、制御部150は図3に示したように補正器161を用いた構成を有していたが、これに限定されない。例えば図11に示すように制御部150は、補正量算出器160、第1のモーションコントローラ162、第2のモーションコントローラ163、インクジェットコントローラ164に加えて、第2のモーションコントローラ163からのパルス信号を逆変換するエンコーダ逆変換器170を有している。なお、本実施の形態の制御部150では、補正器161を省略している。
かかる場合、第1のモーションコントローラ162において、上述したステップS1〜S3を行う。すなわち、Y軸リニアスケール16からのパルス信号と、補正量算出器160からのテーブルY軸位置補正量とに基づき、Y軸リニアスケール16から受信したパルス信号を変換する。また、X軸リニアスケール23からのパルス信号とロータリエンコーダ24からのパルス信号と、補正量算出器160からのテーブル姿勢補正量とに基づき、X軸リニアスケール23から受信したパルス信号とロータリエンコーダ24から受信したパルス信号をそれぞれ変換する。
第1のモーションコントローラ162は、上述したY軸方向のパルス信号(変換後のパルス信号)に基づいて、Y軸リニアモータ13に対して指令信号(パルス列)を出力し、当該Y軸リニアモータ13の位置を補正する。例えば目標位置が1000mmで+1μm(伸び側)ずれていた場合は、999.999mmに移動するようにY軸リニアモータ13に指令し、実位置が1000mmになるように補正する。
また、第1のモーションコントローラ162は、上述したX軸方向及びθ方向のパルス信号(変換後のパルス信号)に基づいて、テーブル移動機構21に対して指令信号(パルス列)を出力して、テーブル移動機構21の移動も制御する。
一方、第1のモーションコントローラ162で変換されたY軸方向のパルス信号は、エンコーダ逆変換器170にも出力される。エンコーダ逆変換器170では、逆変換テーブルを用いて、第1のモーションコントローラ162からのパルス信号を逆変換して、インクジェットコントローラ164に出力する。すなわち、第1のモーションコントローラ162からのパルス信号はY軸リニアモータ13の位置を補正するが、このパルス信号をY軸リニアスケール16からのパルス信号に逆変換する。
ここで、Y軸リニアモータ13の位置が999.999mmに補正されても、液滴吐出ヘッド34の吐出タイミングは目標位置1000mmのままである。そこで、エンコーダ逆変換器170では、第1のモーションコントローラ162からの999.999mmを示すパルス信号を、1000mmを示すパルス信号に逆変換する。そして、エンコーダ逆変換器170からインクジェットコントローラ164に、1000mmを示すパルス信号が出力され、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングが制御される。
なお、インクジェットコントローラ164は、補正量算出器160からの吐出タイミング補正量に基づいて、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングを制御する。
また、第2のモーションコントローラ163は、補正量算出器160からのヘッド位置補正量に基づいて、キャリッジ33の移動を制御する。
こうして、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の相対位置を適切に補正し、液滴吐出ヘッド34における液滴の吐出タイミングも適切に補正することができる。そして、本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受することができる。
以上の実施の形態では、ワークテーブル20をY軸方向に移動させていたが、液滴吐出ヘッド34をY軸方向に移動させてもよい。また、ワークテーブル20と液滴吐出ヘッド34の両方をY軸方向に移動させてもよい。いずれの場合においても、補正量算出器160は、上述したステップQ1〜Q4を行い、テーブル姿勢補正量、ヘッド位置補正量、テーブルY軸位置補正量及び吐出タイミング補正量を算出する。
また、以上の実施の形態では、ワークテーブル20をX軸方向に移動させて改行していたが、液滴吐出ヘッド34をX軸方向に移動させてもよい。X軸方向に液滴吐出ヘッド34を移動させる場合は、X軸リニアモータ15を用いてもよい。
<液滴吐出装置の適用例>
以上のように構成された液滴吐出装置1は、例えば特開2017−13011号公報に記載された、有機発光ダイオードの有機EL層を形成する基板処理システムに適用される。具体的に液滴吐出装置1は、ワークWとしてのガラス基板上に正孔注入層を形成するための有機材料を塗布する塗布装置、ガラス基板(正孔注入層)上に正孔輸送層を形成するための有機材料を塗布する塗布装置、ガラス基板(正孔輸送層)上に発光層を形成するための有機材料を塗布する塗布装置に適用される。なお、基板処理システムにおいて、有機発光ダイオードの正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を形成する他に、電子輸送層と電子注入層も形成する場合、液滴吐出装置1は、これら電子輸送層と電子注入層の塗布処理にも適用できる。
また、液滴吐出装置1は、上述のように有機発光ダイオードの有機EL層を形成する際に適用するほか、例えばカラーフィルタ、液晶表示装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)等の電気光学装置(フラットパネルディスプレイ:FPD)を製造する際にも適用してもよいし、或いは金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成、及び光拡散体形成等を製造する際にも適用してもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1 液滴吐出装置
10 Y軸ステージ
11 X軸ステージ
12 Y軸ガイドレール
13 Y軸リニアモータ
14 X軸ガイドレール
15 X軸リニアモータ
16 Y軸リニアスケール
20 ワークテーブル
21 テーブル移動機構
22 Y軸スライダ
23 X軸リニアスケール
24 ロータリエンコーダ
30 キャリッジユニット
33 キャリッジ
34 液滴吐出ヘッド
40 撮像ユニット
41 第1の撮像部
42 第2の撮像部
100 基準マーク
101 ターゲット
150 制御部
160 補正量算出器
161 補正器
162 第1のモーションコントローラ
163 第2のモーションコントローラ
164 インクジェットコントローラ
170 エンコーダ逆変換器
D 液滴
E1〜E3 着弾領域
L1〜L5 走査ライン
W ワーク
Wf 基準ワーク

Claims (12)

  1. ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出装置であって、
    前記ワークを載置するワークテーブルと、
    前記ワークテーブルに載置された前記ワークに液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
    前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドを、主走査方向、主走査方向に直交する副走査方向及び回転方向に相対的に移動させる移動機構と、
    主走査方向における前記液滴吐出ヘッドの下流側に設けられ、前記ワークの撮像画像を取得する撮像部と、
    前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドの相対位置の補正量を算出し、当該補正量に基づいて前記移動機構を制御する制御部と、を有し、
    前記ワークは、前記補正量を算出する際に用いられ、上面に複数の基準マークが形成された基準ワークを含み、
    前記制御部は、
    前記基準マークに向けて前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を着弾させた後、前記撮像部において前記基準ワークの撮像画像を取得し、
    前記撮像画像に基づいて、前記基準マークの位置と前記液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出し、
    前記位置ずれ量に基づいて前記補正量を算出することを特徴とする、液滴吐出装置。
  2. 前記制御部は、
    前記ワークテーブルの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記液滴吐出ヘッドの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記ワークテーブルの主走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出タイミングの補正量を算出することを特徴とする、請求項1に記載の液滴吐出装置。
  3. 前記基準ワークの上面には、複数の前記基準マークを含み、当該基準マークに向けて液滴が着弾する着弾領域が形成され、
    前記着弾領域は、副走査方向に延伸し、主走査方向に複数並べて配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液滴吐出装置。
  4. 前記制御部は、主走査方向に延伸し、副走査方向に複数並べて設定される走査ライン毎に、前記補正量を算出することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  5. 複数の前記走査ラインは、前記補正量が算出された第1の走査ラインと、前記補正量が算出されていない第2の走査ラインとを有し、
    前記制御部は、前記第1の走査ラインの前記補正量を補間して、前記第2の走査ラインの前記補正量を算出することを特徴とする、請求項4に記載の液滴吐出装置。
  6. 液滴吐出装置を用いて、ワークに機能液の液滴を吐出して描画する液滴吐出方法であって、
    前記液滴吐出装置は、
    前記ワークを載置するワークテーブルと、
    前記ワークテーブルに載置された前記ワークに液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
    前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドを、主走査方向、主走査方向に直交する副走査方向及び回転方向に相対的に移動させる移動機構と、
    主走査方向における前記液滴吐出ヘッドの下流側に設けられ、前記ワークの撮像画像を取得する撮像部と、を有し、
    前記ワークは、上面に複数の基準マークが形成された基準ワークを含み、
    前記液滴吐出方法は、
    前記基準マークに向けて前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴を着弾させる第1の工程と、
    その後、前記撮像部において前記基準ワークの撮像画像を取得する第2の工程と、
    その後、前記撮像画像に基づいて、前記基準マークの位置と前記液滴の着弾位置の位置ずれ量を検出する第3の工程と、
    その後、前記位置ずれ量に基づいて、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドの相対位置の補正量を算出し、当該補正量に基づいて前記移動機構を制御する第4の工程と、を有することを特徴とする、液滴吐出方法。
  7. 前記第4の工程において、
    前記ワークテーブルの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記液滴吐出ヘッドの回転方向の位置と副走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記ワークテーブルの主走査方向の位置の補正量を算出し、
    その後、前記液滴吐出ヘッドにおける液滴吐出タイミングの補正量を算出することを特徴とする、請求項6に記載の液滴吐出方法。
  8. 前記基準ワークの上面には、複数の前記基準マークを含み、当該基準マークに向けて液滴が着弾する着弾領域が形成され、
    前記着弾領域は、副走査方向に延伸し、主走査方向に複数並べて配置されていることを特徴とする、請求項6又は7に記載の液滴吐出方法。
  9. 前記第1の工程〜前記第4の工程は、主走査方向に延伸し、副走査方向に複数並べて設定される走査ライン毎に行われることを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一項に記載の液滴吐出方法。
  10. 複数の前記走査ラインは、前記補正量が算出された第1の走査ラインと、前記補正量が算出されていない第2の走査ラインとを有し、
    前記第4の工程において、前記第1の走査ラインの前記補正量を補間して、前記第2の走査ラインの前記補正量を算出することを特徴とする、請求項9に記載の液滴吐出方法。
  11. 請求項6〜10のいずれか一項に記載の液滴吐出方法を液滴吐出装置によって実行させるように、当該液滴吐出装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
  12. 請求項11に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
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