KR102471901B1 - 액적 토출 장치, 액적 토출 방법 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

액적 토출 장치, 액적 토출 방법 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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아키라 아키노
와타루 요시토미
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치에 있어서, 액적 토출 헤드에 대한 워크 테이블의 상대 위치를 적절히 보정한다.
[해결수단] 액적 토출 장치는, 워크(W)를 배치하는 워크 테이블(20)과, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드(34)와, 워크 테이블(20)을 주주사 방향으로 이동시키는 Y축 리니어 모터(13)와, 주주사 방향으로 연신하고, 부주사 방향으로 복수개 나란히 설정되는 주사 라인을 따라서 워크 테이블(20)을 이동시키면서, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)의 위치를 검출하고, 상기 검출 결과를 이용하여, Y축 리니어 모터(13)의 위치와 워크 테이블(20)의 위치의 보정량과의 상관을 나타내는 보정 테이블을 작성하는 제어부(150)를 갖는다.

Description

액적 토출 장치, 액적 토출 방법 및 컴퓨터 기억 매체{DROPLET EJECTING APPARATUS, DROPLET EJECTING METHOD, AND COMPUTER STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치, 상기 액적 토출 장치를 이용한 액적 토출 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
종래, 기능액을 사용하여 워크에 묘화를 행하는 장치로서, 상기 기능액을 액적으로 하여 토출하는 잉크젯 방식의 액적 토출 장치가 알려져 있다. 액적 토출 장치는, 예컨대 유기 EL 장치, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치) 등의 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이 : FPD)를 제조할 때 등 널리 이용되고 있다.
예컨대 특허문헌 1에 기재된 액적 토출 장치는, 기능액의 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드(액적 토출 헤드)와, 워크를 탑재하는 워크 스테이지(워크 테이블)와, 안내용의 한쌍의 지지 베이스가 연신하는 방향(주주사 방향)을 따라서 워크 테이블을 이동시키는 이동 기구(리니어 모터)를 구비하고 있다. 그리고, 워크 테이블에 의해 액적 토출 헤드에 대하여 워크를 상대적으로 이동시키면서, 액적 토출 헤드로부터 워크 상에 미리 형성된 뱅크에 대하여 기능액을 토출함으로써, 워크에 대한 묘화가 행해진다.
또한, 액적 토출 장치에서의 묘화 동작에서는, 워크를 주주사 방향(Y축 정방향)으로 이동시키면서 제1 묘화 동작(왕도(往道) 패스)을 행한다. 그 후, 워크 테이블을 주주사 방향에 직교하는 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시키고, 또한 워크를 주주사 방향(Y축 부방향)으로 이동시키면서, 제2 묘화 동작(복도(復道) 패스)을 행한다. 그리고, 다시 워크 테이블을 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시키고, 또한 워크를 주주사 방향(Y축 정방향)으로 이동시키면서, 제3 묘화 동작(왕도 패스)을 행한다. 이러한 묘화 동작에 의해 워크 전체면에 대하여 묘화가 행해진다.
또, 이하의 설명에 있어서, 이와 같이 제1 묘화 동작∼제3 묘화 동작을 행할 때, 워크 테이블을 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시키는 동작을 「행바꿈」이라고 하는 경우가 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2010-198028호 공보
그러나, 워크 테이블을 행바꿈했을 때에, 상기 워크 테이블의 자세, 무게 중심, 직진성이 변하는 등의 요인에 의해, 액적 토출 헤드와 워크 상의 뱅크의 위치 관계가 변화하는 경우가 있다. 이러한 워크 테이블의 자세의 변화, 무게 중심의 변화, 직진성의 변화는, 예컨대 행바꿈할 때의 이동 기구의 기계적인 정밀도나, 워크 테이블이 이동하는 스테이지의 비평탄성 등에 의해 생길 수 있다.
또한 최근, 액적 토출 장치로 제조되는 텔레비젼 등의 제품은, 대형이며 매우 정밀한 것(예컨대 4K, 8K)이 주류를 이루고 있고, 워크의 대형화에 대응하기 위해 액적 토출 장치도 대형화하고 있다. 이 때문에, 전술한 요인에 의한 액적 토출 헤드와 뱅크의 위치 어긋남, 즉, 액적 토출 헤드로부터 토출된 액적이 워크 상의 뱅크에 착탄할 때의 위치 어긋남을 무시할 수 없는 상황이 되어 있다. 더구나, 픽셀 사이즈의 영향으로, 그 위치 어긋남의 허용 범위도 예컨대 ±2 ㎛ 이하로 작아지고 있다.
따라서, 액적 토출 장치와 같이 정밀 제어가 필요한 스테이지에 있어서는, 환경 변화에 강인하게 대응할 수 있는 워크 테이블의 위치 보정의 기술이 요구되고 있다. 그러나 현상황에서는, 이러한 정밀 스테이지에 있어서, 워크 테이블의 위치를 적절하게 보정하기에는 이르지 않았다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치에 있어서, 액적 토출 헤드에 대한 워크 테이블의 상대 위치를 적절히 보정하여, 상기 액적 토출 헤드와 워크를 정밀하게 위치 맞춤하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치로서, 상기 워크를 배치하는 워크 테이블과, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와, 상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를, 주주사 방향, 및 주주사 방향에 직교하는 부주사 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 주주사 방향으로 연신하고, 부주사 방향으로 복수개 나란히 설정되는 주사 라인을 따라서, 상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크의 위치, 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출하고, 상기 검출 결과에 기초하여, 상기 이동 기구의 위치와, 상기 워크 테이블의 위치의 보정량과의 상관을 나타내는 보정 테이블을 작성하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 워크 테이블을 행바꿈할 때에 액적 토출 헤드에 대한 워크의 위치 어긋남이 생기더라도, 액적 토출 헤드에 대한 워크 테이블의 상대 위치를 적절히 보정하여, 상기 액적 토출 헤드와 워크를 정밀하게 위치 맞춤할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 관한 액적 토출 장치의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 실시형태에 관한 액적 토출 장치의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다.
도 3은 워크 상에 뱅크와 기준 마크가 형성된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 제어부의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는 보정 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 보정기에 있어서 펄스 신호를 변환하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 7은 워크에 대한 묘화 동작을 행하는 모습을 나타내는 평면에서 볼 때의 설명도이며, (a)는 제1 묘화 동작을 나타내고, (b)는 제2 묘화 동작을 나타내고, (c)는 제3 묘화 동작을 나타내고 있다.
도 8은 워크에 대한 묘화 동작을 행하는 모습을 나타내는 측면에서 볼 때의 설명도이며, (a)는 제1 묘화 동작을 나타내고, (b)는 제2 묘화 동작을 나타내고, (c)는 제3 묘화 동작을 나타내고 있다.
도 9는 기준 보정 테이블을 보간하는 모습을 나타내는 표의 일례이다.
도 10은 다른 실시형태에 있어서 기준 워크 상에 기준 마크가 형성된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 11은 다른 실시형태에 관한 제어부의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관해 설명한다. 또, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<액적 토출 장치의 구성>
우선, 본 실시형태에 관한 액적 토출 장치의 구성에 관해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은, 액적 토출 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다. 도 2는, 액적 토출 장치(1)의 구성의 개략을 나타내는 평면도이다. 또, 이하에 있어서는, 워크(W)의 주주사 방향을 Y축 방향, 주주사 방향에 직교하는 부주사 방향을 X축 방향, Y축 방향 및 X축 방향에 직교하는 수직 방향을 Z축 방향, Z축 방향 둘레의 회전 방향을 θ 방향으로 한다.
또한, 본 실시형태에서 이용되는 워크(W)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이 구획벽인 뱅크(100)가 형성된다. 뱅크(100)는, 예컨대 포토리소그래피 처리나 에칭 처리 등을 행함으로써 미리 정해진 패턴으로 패터닝된다. 뱅크(100)에는, 대략 직사각형의 개구부(101)가 행방향(Y축 방향)과 열방향(X축 방향)으로 미리 정해진 피치로 복수개 나란히 형성되어 있다. 이 개구부(101)의 내부는, 액적 토출 장치(1)에 의해 토출된 액적이 착탄하는 착탄 영역이 된다. 또, 뱅크(100)에는, 예컨대 감광성 폴리이미드 수지가 이용된다.
워크(W)의 단부에는, 기준 마크(102)가 Y축 방향을 따라서 개구부(101)와 동일한 피치로 복수 형성되어 있다. 기준 마크(102)는, 예컨대 잉크젯 방식의 묘화 방법 등을 이용하여 워크(W)의 상면에 그려져 있다. 또, 도 3에서는, 기준 마크(102)로서 대략 십자형 마크를 그리고 있지만, 기준 마크(102)의 형상은 본 실시형태의 내용에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 원형이나 삼각형이어도 좋고, 식별 가능한 것이라면 임의로 설정할 수 있다. 또한, 도 3에서는 워크(W)의 X축 부방향측의 단부에 기준 마크(102)가 형성된 상태를 그리고 있지만, 기준 마크(102)는 워크(W)의 X축 정방향측의 단부에 형성되어 있어도 좋다.
또, 본 실시형태에서의 워크(W)는, 양산을 위한 제품용의 워크(W)에 더하여, 후술하는 보정 테이블을 작성하기 위한 기준 워크(Wf)도 포함한다. 그리고, 기준 워크(Wf)에는 기준 마크(102)가 형성되어 있지만, 제품용의 워크(W)에서의 기준 마크(102)의 형성 유무는 임의이며, 생략해도 좋다.
액적 토출 장치(1)는, 주주사 방향(Y축 방향)으로 연장되어, 워크(W)를 주주사 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지(10)와, Y축 스테이지(10)를 걸치도록 건너지르고, 부주사 방향(X축 방향)으로 연장된 한쌍의 X축 스테이지(11, 11)를 갖고 있다. Y축 스테이지(10)의 상면에는 한쌍의 Y축 가이드 레일(12, 12)이 Y축 방향으로 연신하여 설치되고, 각 Y축 가이드 레일(12)에는 Y축 리니어 모터(13)가 설치되어 있다. 각 X축 스테이지(11)의 상면에는 X축 가이드 레일(14)이 X축 방향으로 연신하여 설치되고, 상기 X축 가이드 레일(14)에는 X축 리니어 모터(15)가 설치되어 있다. 또, 이하의 설명에서는, Y축 스테이지(10) 상에 있어서, X축 스테이지(11)보다 Y축 부방향측의 영역을 반입 반출 영역(A1)이라고 하고, 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 사이의 영역을 처리 영역(A2)이라고 하고, X축 스테이지(11)보다 Y축 정방향측의 영역을 대기 영역(A3)이라고 한다.
Y축 리니어 모터(13)에는, 상기 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 측정하는 Y축 리니어 스케일(16)이 설치되어 있다. Y축 리니어 스케일(16)로부터는, Y축 리니어 모터(13)의 위치를 나타내는 인코더 펄스(펄스 신호)가 출력된다. 또, Y축 리니어 모터(13)의 위치란, Y축 리니어 모터(13)의 가동자의 위치를 의미한다.
Y축 스테이지(10) 상에는 워크 테이블(20)이 설치되어 있다. 한쌍의 X축 스테이지(11, 11)에는 캐리지 유닛(30)과 촬상 유닛(40)이 설치되어 있다.
워크 테이블(20)은 예컨대 진공 흡착 테이블이며, 워크(W)를 흡착하여 배치한다. 워크 테이블(20)은, 상기 워크 테이블(20)의 하면측에 설치된 테이블 이동 기구(21)에 의해, X축 방향으로 이동 가능함과 함께 θ 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 워크 테이블(20)과 테이블 이동 기구(21)는, 테이블 이동 기구(21)의 하면측에 설치된 Y축 슬라이더(22)에 지지되어 있다. Y축 슬라이더(22)는, Y축 가이드 레일(12)에 부착되고, Y축 리니어 모터(13)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 워크(W)를 배치한 상태로 워크 테이블(20)을 Y축 슬라이더(22)에 의해 Y축 가이드 레일(12)을 따라서 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 워크(W)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 테이블 이동 기구(21)가 워크 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시키고, 또한 θ 방향으로 회전시켰지만, 워크 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시키는 기구와 θ 방향으로 회전시키는 기구는 각각 별개이어도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, Y축 리니어 모터(13)와 테이블 이동 기구(21)가 본 발명의 이동 기구를 구성하고 있다.
테이블 이동 기구(21)에는, 상기 테이블 이동 기구(21)의 X축 방향의 위치를 측정하는 X축 리니어 스케일(23)과, 테이블 이동 기구(21)의 θ 방향의 위치를 측정하는 로터리 인코더(24)가 설치되어 있다. X축 리니어 스케일(23)과 로터리 인코더(24)로부터는, 각각 테이블 이동 기구(21)(워크 테이블(20))의 X축 방향의 위치와 θ 방향의 위치를 나타내는 인코더 펄스(펄스 신호)가 출력된다.
또, 반입 반출 영역(A1)에서의 워크 테이블(20)의 상측에는, 워크 테이블(20) 상의 워크(W)를 촬상하는 워크 얼라인먼트 카메라(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 그리고, 워크 얼라인먼트 카메라로 촬상된 화상에 기초하여, Y축 슬라이더(22) 및 테이블 이동 기구(21)에 의해, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)의 Y축 방향, X축 방향 및 θ 방향의 위치가 필요에 따라서 보정된다. 이에 따라, 워크(W)가 얼라인먼트되어 미리 정해진 초기 위치로 설정된다.
캐리지 유닛(30)은, X축 스테이지(11)에 있어서 복수, 예컨대 10개 설치되어 있다. 각 캐리지 유닛(30)은, 캐리지 플레이트(31)와, 캐리지 유지 기구(32)와, 캐리지(33)와, 액적 토출 헤드(34)를 갖고 있다. 캐리지 유지 기구(32)는, 캐리지 플레이트(31)의 하면의 중앙부에 설치되고, 상기 캐리지 유지 기구(32)의 하단부에 캐리지(33)가 착탈 가능하게 부착되어 있다.
캐리지 플레이트(31)는, X축 가이드 레일(14)에 부착되고, X축 리니어 모터(15)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또, 복수의 캐리지 플레이트(31)를 일체로서 X축 방향으로 이동시키는 것도 가능하다.
캐리지(33)에는 모터(도시하지 않음)가 부착되어 있다. 이 모터에 의해, 캐리지(33)는 X축 방향 및 θ 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또, 캐리지(33)의 X축 방향 및 θ 방향의 이동은, 예컨대 캐리지 유지 기구(32)에 의해 행해져도 좋다.
캐리지(33)의 하면에는, 복수의 액적 토출 헤드(34)가 Y축 방향 및 X축 방향으로 나란히 설치되어 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대 Y축 방향으로 6개, X축 방향으로 2개, 즉 합계 12개의 액적 토출 헤드(34)가 설치되어 있다. 액적 토출 헤드(34)의 하면, 즉 노즐면에는 복수의 토출 노즐(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 토출 노즐로부터는, 액적 토출 헤드(34) 바로 아래의 액적 토출 위치에 대하여 기능액의 액적이 토출되도록 되어 있다.
촬상 유닛(40)은, Y축 리니어 모터(13)에 의해 워크 테이블(20)을 Y축 방향으로 이동시켰을 때의, 워크(W) 상의 기준 마크(102)의 궤적과, 평면에서 볼 때 대략 중복되는 위치에 배치된다. 구체적으로는, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이, X축 방향의 부방향측의 아래로부터 2번째의 캐리지 플레이트(31a)의 배치가, 워크(W)를 Y축 방향으로 이동시켰을 때의 기준 마크(102)의 궤적과 대략 중복된 경우, 촬상 유닛(40)은 캐리지 플레이트(31a)에 설치된다. 또, 촬상 유닛(40)은 X축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
촬상 유닛(40)은, 캐리지(33)(액적 토출 헤드(34))를 사이에 두고 Y축 방향에 대향하여 설치된 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)를 갖고 있다. 제1 촬상부(41) 및 제2 촬상부(42)로는, 예컨대 CCD 카메라가 이용되며, 워크 테이블(20)의 이동중, 정지중, 워크 처리중(액적 토출중)의 어디에서도, 상기 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)를 촬상할 수 있다. 제1 촬상부(41)는, 캐리지(33)에 대하여 Y축 부방향측에 배치되어 있고, 제2 촬상부(42)는, 캐리지(33)에 대하여 Y축 정방향측에 배치되어 있다.
제1 촬상부(41)는, 워크(W)에 형성된 기준 마크(102)를 촬상한다. 제1 촬상부(41)는, 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 중, Y축 부방향측의 X축 스테이지(11)의 측면에 설치된 베이스(43)에 지지되어 있다. 그리고, 워크(W)가 반입 반출 영역(A1)으로부터 처리 영역(A2)을 향해 이동하고, 제1 촬상부(41)의 바로 아래에 워크 테이블(20)이 안내되었을 때, 제1 촬상부(41)는, 미리 정해진 주기로 워크 테이블(20) 상에 배치된 워크(W)를 촬상한다. 취득된 촬상 화상은, 후술하는 제어부(150)의 검출기(160)에 입력된다. 또, 제1 촬상부(41)에 의한 촬상의 타이밍은, 예컨대 후술하는 보정기(161)로부터 출력되는 변환후의 펄스 신호에 기초하여 결정되어도 좋고, 또는 워크 처리전에 미리 설정되어 있어도 좋다.
제2 촬상부(42)는, 한쌍의 X축 스테이지(11, 11) 중, Y축 정방향측의 X축 스테이지(11)의 측면에 설치된 베이스(44)에 지지되어 있다. 그리고, 제2 촬상부(42)의 바로 아래에 워크 테이블(20)이 안내되었을 때, 제2 촬상부(42)는, 워크 테이블(20) 상에 배치된 워크(W)를 촬상함으로써, 워크(W)의 상면에 착탄한 액적을 촬상할 수 있다.
또, 워크 테이블(20)의 왕도 패스(Y축 정방향)에서는, 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)에서의 워크(W)의 촬상 화상은 전술한 바와 같아지지만, 워크 테이블(20)의 복도 패스(Y축 부방향)에서는, 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)에서의 촬상 화상은 그 반대가 된다.
<제어부>
이상의 액적 토출 장치(1)에는 제어부(150)가 설치되어 있다. 제어부(150)는, 예컨대 컴퓨터이며, 데이터 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 데이터 저장부에는, 예컨대 워크(W)에 토출되는 액적을 제어하여, 상기 워크(W)에 미리 정해진 패턴을 묘화하기 위한 묘화 데이터(비트맵 데이터) 등이 저장되어 있다. 또한, 제어부(150)는, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 액적 토출 장치(1)에서의 각종 처리를 제어하는 프로그램 등이 저장되어 있다.
또, 상기 데이터나 상기 프로그램은, 예컨대 컴퓨터 판독 가능한 하드디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체로부터 제어부(150)에 인스톨된 것이어도 좋다.
제어부(150)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 제1 촬상부(41)(또는 제2 촬상부(42))에서 취득된 촬상 화상을 처리하여 상기 촬상 화상으로부터 기준 마크(102)의 위치를 검출하는 검출기(160)와, 워크 테이블(20)의 위치(Y축 리니어 모터(13) 및 테이블 이동 기구(21)의 위치)를 보정하는 보정기(161)와, Y축 리니어 모터(13) 및 테이블 이동 기구(21)의 이동을 제어하는 모션 컨트롤러(162)(모션 드라이버)와, 액적 토출 헤드(34)의 토출 타이밍을 제어하는 잉크젯 컨트롤러(163)를 갖고 있다.
(검출기)
검출기(160)에서의 기준 마크(102)의 위치(중심 위치)의 검출 방법은 임의이지만, 예컨대 일본 특허 공개 제2017-13011호 공보에 기재된 방법을 이용할 수 있다. 그리고, 검출기는, 복수의 기준 마크(102)의 위치를 검출함으로써 워크(W)의 위치를 검출한다. 또한, 제1 촬상부(41)는 액적 토출 헤드(34)가 부착되는 X축 스테이지(11)에 설치되기 때문에, 검출기(160)에서는 액적 토출 헤드(34)에 대한 워크(W)의 위치를 검출한다. 또, 제1 촬상부(41)에서 취득된 촬상 화상은, Y축 성분, X축 성분 및 θ 성분을 포함하고 있고, 검출기(160)에서 검출되는 워크(W)의 위치도 Y축 방향 위치, X축 방향 위치 및 θ 방향 위치를 포함하고 있다.
또, 검출기(160)에서는, 검출된 워크(W)의 위치에 기초하여, 워크(W)의 목표 위치로부터의 위치 어긋남량을 더 산출해도 좋다. 이 워크(W)의 위치 어긋남량의 산출 방법은 임의이지만, 예컨대 일본 특허 공개 제2017-13011호 공보에 기재된 방법을 이용할 수 있다. 즉, 상기 방법을 이용하여, Y축 리니어 스케일(16)에서 측정된 Y축 리니어 모터(13)의 위치에 기초하여 워크(W)의 목표 위치를 추정한다. 그리고, 산출된 워크(W)의 목표 위치와 검출기(160)에서 검출된 워크(W)의 위치를 비교하여 위치 어긋남량을 산출한다. 또, 워크(W)의 위치 어긋남량은, Y축 방향 위치, Y축 방향 피치, Y축 방향 Yaw, Y축 방향 위치 기준의 X축 방향 위치, Y축 방향 위치 기준의 θ 방향 위치를 포함하고 있다.
또한, 검출기(160)에서는, 전술한 바와 같이 산출된 워크(W)의 위치 어긋남량에 기초하여, 도 5에 나타내는 보정 테이블을 더 작성해도 좋다. 이 보정 테이블은, Y축 리니어 모터(13)의 1 스트로크, 예컨대 100 mm 피치마다, 상기 Y축 리니어 모터(13)의 위치에 대하여, 워크(W)의 Y축 방향의 위치 어긋남량을 플롯하여 작성된다. 이 워크(W)의 위치 어긋남량은, 워크(W)의 위치의 보정량, 즉 워크 테이블(20)의 위치의 보정량을 나타내고 있다. 따라서, 보정 테이블은, 그 횡축이 Y축 리니어 모터(13)의 위치이자, 종축이 워크 테이블(20)의 위치인 보정량이며, Y축 리니어 스케일(16)에서 측정된 Y축 리니어 모터(13)의 위치에 있어서, 상기 워크 테이블(20)의 위치를 얼마만큼 이동시키면 좋은지를 나타내고 있다. 또, 도 5에 나타낸 보정 테이블은, 워크 테이블(20)의 Y축 방향 위치의 보정량의 일례를 나타내고 있지만, 그 밖에도 Y축 방향 피치, Y축 방향 Yaw, Y축 방향 위치 기준의 X축 방향 위치, Y축 방향 위치 기준의 θ 방향 위치의 각각에 대하여 보정 테이블이 작성된다. 따라서, Y축 방향으로는 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 보정하고, X축 방향 및 θ 방향으로는 테이블 이동 기구(21)의 위치를 보정함으로써, 워크 테이블(20)의 자세를 보정할 수 있다. 또한, 도 5에 나타내는 보정 테이블은, 플롯을 2차 보간한 것이지만, 다차원 보간해도 좋다.
이상과 같이 검출기(160)에서는, 워크(W)의 위치, 워크(W)의 위치 어긋남량, 또는 보정 테이블 중의 어느 것이 산출된다. 그리고, 검출기(160)에서의 검출 결과의 신호는 보정기(161)에 출력된다. 또, 검출기(160)로부터 보정기(161)에, 워크(W)의 위치 또는 워크(W)의 위치 어긋남량이 출력되는 경우에는, 보정기(161)에 있어서 보정 테이블이 작성된다.
또, 상기 설명에 있어서는, 검출기(160)는 제1 촬상부(41)의 촬상 화상을 이용하여 워크(W)의 위치를 검출했지만, 이것은, 워크 테이블(20)(Y축 리니어 모터(13))이 반입 반출 영역(A1)으로부터 처리 영역(A2)으로 이동하는 경우(왕도 패스)이다. 한편, 워크 테이블(20)이 대기 영역(A3)으로부터 처리 영역(A2)으로 이동하는 경우(복도 패스), 검출기(160)는 제2 촬상부(42)의 촬상 화상을 이용하여 워크(W)의 위치를 검출한다.
또한, 검출기(160)에서는, CCD 카메라인 제1 촬상부(41)에서 취득된 촬상 화상에 기초하여 워크(W)의 위치를 검출했지만, 예컨대 레이저 간섭계(도시하지 않음) 또는 레이저 변위계(도시하지 않음)를 이용하여 워크(W)의 위치를 검출해도 좋다. 레이저 간섭계 또는 레이저 변위계를 이용하는 경우, 액적 토출 헤드(34)와, 워크 테이블(20) 또는 워크(W)에 레이저를 조사하고, 액적 토출 헤드(34)에 대한 워크(W)의 위치를 검출한다. 이러한 경우, 예컨대 1열의 측장기(測長器)(레이저 간섭계 또는 레이저 변위계)로 워크(W)를 워크(W)의 위치를 측정하는 경우, 상기 워크(W)의 위치로서 Y축 방향 위치가 검출되고, 예컨대 2열의 측장기를 이용하는 경우 Y축 방향 위치 및 θ 방향 위치가 검출된다.
(보정기)
보정기(161)는, Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호와, 검출기(160)로부터의 신호에 기초하여, 보정 테이블을 이용하여 워크 테이블(20)의 위치의 보정량을 산출한다. 그리고, 이 보정량을 모션 컨트롤러(162)에 피드백한다. 구체적으로는, 이하의 단계 S1∼S3을 행한다.
우선, 보정기(161)에서는, Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호를 수신하여 카운트하고, Y축 리니어 모터(13)의 현재 위치를 파악한다. 또한, 후술하는 단계 S3에 있어서 펄스 신호를 변환하기 위해, Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호의 형상(펄스 형상)을 해석해 둔다(단계 S1). 단계 S1에 있어서, 보정기(161)에서는, X축 리니어 스케일(23)로부터의 펄스 신호와 로터리 인코더(24)로부터의 펄스 신호도 수신한다.
다음으로, 보정기(161)에서는, 검출기(160)로부터의 검출 결과의 신호를 수신한다. 검출기(160)로부터의 신호는, 전술한 바와 같이 워크(W)의 위치, 워크(W)의 위치 어긋남량 또는 보정 테이블 중의 어느 것이다. 또한, 검출기(160)로부터의 신호가 워크(W)의 위치 또는 워크(W)의 위치 어긋남량인 경우, 보정기(161)에 있어서 보정 테이블이 작성된다. 그리고, 단계 S1에서 파악한 Y축 리니어 모터(13)의 위치에 기초하여, 보정 테이블을 이용하여 워크 테이블(20)의 위치의 보정량을 산출한다. 구체적으로는, 보정 테이블을 2차원 보간 또는 다차원 보간한다. 또, 도 5에 나타낸 보정 테이블은 2차원 보간한 것이다. 이 보정량의 산출은, Y축 리니어 모터(13)(워크 테이블(20))의 이동중에 행해지며, 시시각각 변화하는 Y축 리니어 모터(13)의 위치에 대응하여 보정량이 산출된다. 따라서, 보정기(161)에서는, 실시간으로 현재 위치에서의 워크 테이블(20)의 위치의 보정량을 산출한다(단계 S2).
다음으로, 보정기(161)에서는, 단계 S1에서 해석한 펄스 형상과, 단계 S2에서 산출한 워크 테이블(20)의 Y축 방향의 보정량에 기초하여, Y축 리니어 스케일(16)로부터 수신한 펄스 신호를 변환한다. 도 6은, 펄스 신호를 변환하는 모습을 나타내고, 좌측 도면은 Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호를 나타내고, 우측 도면은 변환후 모션 컨트롤러(162)에 출력하는 펄스 신호를 나타내고 있다. 예컨대 복수의 기준 마크(102)의 위치가, 펄스 신호에 대하여 전체적으로 어긋나 있는 경우, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 펄스를 삽입하거나, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 펄스를 삭제한다. 또한, 예컨대 복수의 기준 마크(102)의 위치로부터 워크(W)가 신축하고 있는 경우에 있어서, 펄스 신호에 기울기를 부여하고자 하는 경우, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이 펄스 피치를 신장하거나, 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같이 펄스 피치를 단축한다. 그리고, 이와 같이 변환된 펄스 신호는, 모션 컨트롤러(162)에 출력된다(단계 S3).
이와 같이 단계 S3에 있어서 변환된 펄스 신호는, 잉크젯 컨트롤러(163)에도 출력된다. 잉크젯 컨트롤러(163)는, 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍을 제어하는 것이며, Y축 리니어 모터(13)의 위치에 기초하여 액적의 토출 타이밍이 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 보정기(161)로부터 출력된 펄스 신호가 잉크젯 컨트롤러(163)에 출력됨으로써, 액적 토출 헤드(34)로부터 적절한 타이밍에 액적을 토출할 수 있다.
또, 단계 S3에 있어서, 보정기(161)에서는, 단계 S2에서 산출한 워크 테이블(20)의 X축 방향 및 θ 방향의 보정량에 기초하여, X축 리니어 스케일(23)로부터의 펄스 신호와 로터리 인코더(24)로부터의 펄스 신호를 각각 변환한다. 변환된 펄스 신호는 모션 컨트롤러(162)에 출력된다.
또한, Y축 리니어 모터(13)가 고속으로 이동하는 경우, 실시간으로 보정량을 산출하는 보정기(161)는 고속 신호 처리가 필요해진다. 이 때문에, 보정기(161)는, ASIC(특정 애플리케이션용 집적 회로)나 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)로 기능 실장하는 것이 바람직하다.
(모션 컨트롤러)
모션 컨트롤러(162)는, 보정기(161)로부터 수신한 Y축 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, Y축 리니어 모터(13)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하여, Y축 리니어 모터(13)(워크 테이블(20))의 이동을 제어한다. 또한, 모션 컨트롤러(162)는, 보정기(161)로부터 수신한 X축 방향 및 θ 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, 테이블 이동 기구(21)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하여, 테이블 이동 기구(21)의 이동을 제어한다. 또, 모션 컨트롤러(162)는, Y축, X축, θ 등에 관한 펄스 신호를 수신하여 풀클로즈 제어를 구성하고 있다.
(잉크젯 컨트롤러)
잉크젯 컨트롤러(163)는, 보정기(161)로부터 수신한 Y축 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, 액적 토출 헤드(34)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하여, 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍을 제어한다.
<액적 토출 장치에서의 워크 처리>
다음으로, 이상과 같이 구성된 액적 토출 장치(1)를 이용하여 행해지는 워크 처리에 관해 설명한다. 본 실시형태에서는, 제품 워크(W)에 대한 통상의 처리를 행하는 것에 앞서, 보정 테이블을 작성하기 위해 기준 워크(Wf)에 대하여 미리 정해진 처리를 행한다.
(기준 워크에 대한 처리)
우선, 기준 워크(Wf)에 미리 정해진 처리를 행한다. 반입 반출 영역(A1)에 워크 테이블(20)을 배치하고, 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 액적 토출 장치(1)에 반입된 기준 워크(Wf)가 상기 워크 테이블(20)에 배치된다. 계속해서, 워크 얼라인먼트 카메라에 의해 워크 테이블(20) 상의 기준 워크(Wf)가 촬상된다. 그리고, 상기 촬상된 화상에 기초하여, 테이블 이동 기구(21)에 의해, 워크 테이블(20)에 배치된 기준 워크(Wf)의 X축 방향 및 θ 방향의 위치가 보정되어, 기준 워크(Wf)의 얼라인먼트가 행해진다(단계 T1).
그 후, Y축 리니어 모터(13)에 의해, 워크 테이블(20)을 Y축 방향으로 왕복 운동시킴과 함께, X축 방향으로 이동(행바꿈)시켜, 기준 워크(Wf)에 전체면이 묘화된다. 본 실시형태에서는, X축 방향으로 2회 행바꿈하는 경우, 즉 워크 테이블(20)이, Y축 방향(주주사 방향)으로 연신하는 3개의 주사 라인을 이동하는 경우에 관해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이 복수의 액적 토출 헤드(34) 중, 2개의 액적 토출 헤드(34)를 이용하는 경우에 관해 설명한다.
우선, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 Y축 리니어 모터(13)에 의해, 제1 주사 라인(L1)을 따라서, 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로부터 대기 영역(A3)으로 이동시키면서(Y축 정방향), 제1 묘화 동작(왕도 패스)을 행한다. 제1 주사 라인(L1)은, 워크 테이블(20)의 X축 방향 중심선(C)을 통과하는 라인이다. 이 때, 처리 영역(A2)에서는, 액적 토출 헤드(34)의 하측으로 이동한 기준 워크(Wf)에 대하여, 상기 액적 토출 헤드(34)로부터 액적을 토출한다. 그렇게 하면, 기준 워크(Wf)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T2).
여기서, 단계 T2에서는, 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로부터 처리 영역(A2)으로 이동시킬 때, 즉 처리 영역(A2)에서 액적 토출 헤드(34)로부터 기준 워크(Wf)에 액적을 토출하기 전에, Y축 리니어 스케일(16)에 의해 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 실시간으로 측정한다. Y축 리니어 스케일(16)에서의 펄스 신호는 보정기(161)에 출력된다. 또한, X축 리니어 스케일(23)과 로터리 인코더(24)에 의해, 각각 테이블 이동 기구(21)의 X축 방향의 위치와 θ 방향의 위치도 측정하고, 이들 X축 리니어 스케일(23)로부터의 펄스 신호와 로터리 인코더(24)로부터의 펄스 신호도 보정기(161)에 출력된다.
한편 이 때, 제1 촬상부(41)에 있어서, 미리 정해진 주기로 워크 테이블(20) 상에 배치된 기준 워크(Wf)를 촬상하고, 검출기(160)에 있어서 기준 워크(Wf)의 위치를 검출한다. 검출기(160)에서의 검출 결과의 신호는 보정기(161)에 출력된다. 그리고, 보정기(161)에 있어서 보정 테이블이 작성된다. 또, 보정 테이블은 검출기(160)로 작성되어도 좋다. 이하, 제1 주사 라인(L1)에 대하여 작성되는 보정 테이블을 제1 기준 보정 테이블이라고 한다.
다음으로, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이 테이블 이동 기구(21)에 의해, 워크 테이블(20)을 X축 정방향으로 1 캐리지만큼 이동(행바꿈)시킨다. 계속해서, Y축 리니어 모터(13)에 의해, 제2 주사 라인(L2)을 따라서, 워크 테이블(20)을 대기 영역(A3)으로부터 반입 반출 영역(A1)으로 이동시키면서(Y축 부방향) 제2 묘화 동작(복도 패스)을 행한다. 즉, 제2 주사 라인(L2)은, 워크 테이블(20)의 X축 방향 중심선(C)보다 X축 정방향을 통과하는 라인이다. 이 때, 처리 영역(A2)에서는, 액적 토출 헤드(34)의 하측으로 이동한 기준 워크(Wf)에 대하여, 상기 액적 토출 헤드(34)로부터 액적을 토출한다. 그렇게 하면, 기준 워크(Wf)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T3).
이 단계 T3에 있어서도, 단계 T2와 마찬가지로 보정기(161) 또는 검출기(160)에 있어서 보정 테이블을 작성한다. 또, 이 단계 T3에 있어서 워크 테이블(20)을 대기 영역(A3)으로부터 처리 영역(A2)으로 이동시킬 때에는, 검출기(160)는 제2 촬상부(42)의 촬상 화상을 이용하여 워크(W)의 위치를 검출한다. 이하, 제2 주사 라인(L2)에 대하여 작성되는 보정 테이블을 제2 기준 보정 테이블이라고 한다.
다음으로, 도 7의 (c) 및 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 테이블 이동 기구(21)에 의해, 워크 테이블(20)을 X축 부방향으로 2 캐리지만큼 이동(행바꿈)시킨다. 계속해서, Y축 리니어 모터(13)에 의해, 제3 주사 라인(L3)을 따라서, 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로부터 대기 영역(A3)으로 이동시키면서(Y축 정방향), 제3 묘화 동작(왕도 패스)을 행한다. 즉, 제3 주사 라인(L3)은, 워크 테이블(20)의 X축 방향 중심선(C)보다 X축 부방향을 통과하는 라인이다. 이 때, 처리 영역(A2)에서는, 액적 토출 헤드(34)의 하측으로 이동한 기준 워크(Wf)에 대하여, 상기 액적 토출 헤드(34)로부터 액적을 토출한다. 그렇게 하면, 기준 워크(Wf)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T4). 이 단계 T4에 있어서도, 단계 T2와 마찬가지로 보정기(161) 또는 검출기(160)에 있어서 보정 테이블을 작성한다. 이하, 제3 주사 라인(L3)에 대하여 작성되는 보정 테이블을 제3 기준 보정 테이블이라고 한다.
이렇게 하여, 단계 T2∼T4의 묘화 동작에 의해, 워크 전체면에 대하여 묘화가 행해짐과 함께, 제1 주사 라인(L1)∼제3 주사 라인(L3)의 각각에 대하여 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블이 작성된다.
그리고, 제3 묘화 동작후, 대기 영역(A3)에 있는 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로 이동시키고, 기준 워크(Wf)는 액적 토출 장치(1)로부터 반출된다. 이 때, 처리 영역(A2)에서는, 액적 토출 헤드(34)로부터 기준 워크(Wf)에 액적은 토출되지 않는다.
(제품용 워크에 대한 처리)
다음으로, 제품용의 워크(W)에 미리 정해진 처리를 행한다. 상기 워크(W)의 처리에 있어서는, 우선, 반입 반출 영역(A1)에 있어서, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)의 X축 방향 및 θ 방향의 위치가 보정되어, 워크(W)의 얼라인먼트가 행해진다(단계 T5). 이 단계 T5는 전술한 단계 T1과 동일하다.
그 후, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이 제1 주사 라인(L1)을 따라서, 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로부터 대기 영역(A3)으로 이동시키면서 제1 묘화 동작을 행한다. 그리고, 워크(W)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T6). 이 단계 T6은 전술한 단계 T2와 동일하다.
단계 T6에 있어서도, 단계 T2와 마찬가지로 Y축 리니어 스케일(16)에 의해 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 실시간으로 측정한다. Y축 리니어 스케일(16)에서의 펄스 신호는 보정기(161)에 출력된다. 또한, X축 리니어 스케일(23)과 로터리 인코더(24)에 의해, 각각 테이블 이동 기구(21)의 X축 방향의 위치와 θ 방향의 위치도 측정하고, 이들 X축 리니어 스케일(23)로부터의 펄스 신호와 로터리 인코더(24)로부터의 펄스 신호도, 보정기(161)에 출력된다.
보정기(161)에서는, 전술한 단계 S1∼S3을 행한다. 단, 전술한 단계 S2에서는 검출기(160)로부터의 신호를 이용하여 보정 테이블을 작성했지만, 여기서는 검출기(160)로부터의 신호를 이용하지 않고, 단계 T2에서 산출한 제1 기준 보정 테이블을 이용한다. 그리고, 워크 테이블(20)의 위치의 보정량을 산출하고, 상기 보정량에 기초하여 변환한 펄스 신호를, 보정기(161)로부터 모션 컨트롤러(162)에 출력한다. 또한, 그 중 Y축 방향의 펄스 신호는, 잉크젯 컨트롤러(163)에도 출력된다.
또, 단계 T6에서는, 제1 촬상부(41)에서 워크(W)를 촬상하고, 검출기(160)에 있어서 워크(W)의 위치를 검출하고, 검출기(160) 또는 보정기(161)에 있어서 보정 테이블을 작성해도 좋다. 이러한 경우, 제1 기준 보정 테이블을 베이스 테이블로 하고, 이 검출기(160) 또는 보정기(161)에서 작성된 보정 테이블을 겹쳐도 좋다.
모션 컨트롤러(162)는, 보정기(161)로부터 수신한 Y축 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, Y축 리니어 모터(13)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하고, 상기 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 보정한다. 예컨대 목표 위치가 1000 mm에서 +1 ㎛(신장측) 어긋난 경우는, 999.999 mm만큼의 펄스를 수신했다 하더라도, 모션 컨트롤러(162)에는 1000 mm 위치의 펄스를 출력한다.
또한, 모션 컨트롤러(162)는, 보정기(161)로부터 수신한 X축 방향 및 θ 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, 테이블 이동 기구(21)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하여, 테이블 이동 기구(21)의 이동을 제어한다.
한편, 잉크젯 컨트롤러(163)도, 액적 토출 헤드(34)에 대하여 지령 신호를 출력하고, 상기 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍을 제어한다. 이렇게 하여, 액적 토출 헤드(34)에 대하여, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)가 적절한 위치에 배치된다.
다음으로, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이 워크 테이블(20)을 X축 정방향으로 1 캐리지만큼 이동(행바꿈)시키고, 계속해서 제2 주사 라인(L2)을 따라서, 워크 테이블(20)을 대기 영역(A3)으로부터 반입 반출 영역(A1)으로 이동시키면서 제2 묘화 동작을 행한다. 그리고, 워크(W)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T7). 또, 이 단계 T7은 전술한 단계 T3과 동일하다. 또한, 이 때, 단계 T6과 동일한 방법으로, 제2 기준 보정 테이블을 이용하여 워크 테이블(20)의 위치가 보정되어, 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍이 제어된다.
다음으로, 도 7의 (c) 및 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이 워크 테이블(20)을 X축 부방향으로 2 캐리지만큼 이동(행바꿈)시키고, 계속해서 제3 주사 라인(L3)을 따라서, 워크 테이블(20)을 반입 반출 영역(A1)으로부터 대기 영역(A3)으로 이동시키면서 제3 묘화 동작을 행한다. 그리고, 워크(W)에 있어서, 액적 토출 헤드(34)에 대응하는 위치에 묘화된다(단계 T8). 또, 이 단계 T8은 전술한 단계 T4와 동일하다. 또한, 이 때 단계 T6과 동일한 방법으로, 제3 기준 보정 테이블을 이용하여 워크 테이블(20)의 위치가 보정되어, 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍이 제어된다.
이렇게 하여, 단계 T6∼T8의 묘화 동작에 의해, 워크 전체면에 대하여 묘화가 행해진다.
그리고, 워크 테이블(20)이 반입 반출 영역(A1)으로 이동하면, 묘화 처리가 종료한 워크(W)가 액적 토출 장치(1)로부터 반출된다. 계속해서, 다음 워크(W)가 액적 토출 장치(1)에 반입된다. 이어서, 전술한 단계 T5의 워크(W)의 얼라인먼트가 행해지고, 계속해서 단계 T6∼T8이 행해진다.
이상과 같이 각 워크(W)에 대하여 단계 T5∼T8이 행해지고, 일련의 워크 처리가 종료한다.
이상의 실시형태에 의하면, 제1 주사 라인(L1)∼제3 주사 라인(L3)의 각각에 대하여 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블을 작성하고, 즉 워크(W)의 전체면에 대하여 기준 보정 테이블을 작성한다. 이 때문에, 워크 테이블(20)을 행바꿈할 때에 워크(W)의 위치 어긋남이 생기더라도, 이들 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블을 이용하여, 워크 테이블(20)의 위치를 적절히 보정할 수 있다. 따라서, 액적 토출 헤드(34)와 워크(W)를 정밀하게 위치 맞춤할 수 있어, 액적 토출 헤드(34)로부터 워크(W)로의 액적의 토출 정밀도(착탄 정밀도)를 높게 할 수 있다.
여기서, 예컨대 제1 기준 보정 테이블만을 취득하고, 다른 제2 주사 라인(L2)과 제3 주사 라인(L3)에 대하여 제1 기준 보정 테이블을 적용하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 경우, 행바꿈한 제2 주사 라인(L2)과 제3 주사 라인(L3)에 있어서, 제1 기준 보정 테이블에서는 적절한 보정량을 산출할 수 없는 경우가 있고, 액적 토출 헤드(34)로부터 워크(W)로의 액적의 토출 위치가 어긋날 우려가 있다. 이러한 점에서, 본 실시형태와 같이 모든 제1 주사 라인(L1)∼제3 주사 라인(L3)의 각각에 대하여 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블을 이용함으로써, 보다 적절하게 워크 테이블(20)의 위치를 보정할 수 있다.
<다른 실시형태>
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 관해 설명한다.
이상의 실시형태에서는, 워크 테이블(20)이 3개의 주사 라인(L1∼L3)을 따라서 이동하여, 워크(W)(기준 워크(Wf))의 전체면에 묘화가 행해지는 경우에 관해 설명했지만, 주사 라인의 갯수는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 이상의 실시형태에서는, 모든 주사 라인(L1∼L3)의 각각에 대하여 기준 보정 테이블을 작성했지만, 복수의 주사 라인 중, 일부의 주사 라인에 대하여 기준 보정 테이블을 작성하고, 상기 기준 보정 테이블을 보간함으로써, 그 밖의 주사 라인에 대하여 기준 보정 테이블을 작성해도 좋다.
예컨대 도 9에 나타낸 바와 같이 워크 테이블(20)을 5개의 주사 라인(L1∼L5)을 따라서 이동시켜, 기준 워크(Wf)의 전체면에 묘화를 행하는 경우에 있어서, 예컨대 제1 주사 라인(L1)∼제3 주사 라인(L3)에 대하여 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블을 작성하고, 제4 주사 라인(L4)∼제5 주사 라인(L5)에 대해서는 보정 테이블을 작성하지 않는 경우를 예로 설명한다. 또, 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블은, 전술한 단계 T2∼T4를 행하여 작성된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 기준 보정 테이블∼제3 기준 보정 테이블을 총칭하여 기준 데이터라고 하는 경우가 있다.
도 9에 있어서, 제1 주사 라인(L1)(행바꿈 0 mm)은 워크 테이블(20)의 X축 방향 중심선(C)이며, 제2 주사 라인(L2)과 제4 주사 라인(L4)(행바꿈 플러스 mm)은 중심선(C)보다 X축 정방향의 주사 라인이며, 제3 주사 라인(L3)과 제5 주사 라인(L5)(행바꿈 마이너스 mm)은 중심선(C)보다 X축 정방향의 주사 라인이다. 또한, 도 9에 나타낸 보정 테이블은, 워크 테이블(20)의 Y축 방향 위치의 보정량의 일례를 나타내고 있지만, 그 밖에도 Y축 방향 피치, Y축 방향 Yaw, Y축 방향 위치 기준의 X축 방향 위치, Y축 방향 위치 기준의 θ 방향 위치의 각각에 대하여 보정 테이블이 작성된다.
그리고, 제4 주사 라인(L4)에 대한 제4 기준 보정 테이블은, 제1 기준 보정 테이블과 제2 기준 보정 테이블을 2차원 보간하여 작성된다. 또한, 제5 주사 라인(L5)에 대한 제5 기준 보정 테이블은, 제1 기준 보정 테이블과 제3 기준 보정 테이블을 2차원 보간하여 작성된다. 또, 제4 기준 보정 테이블과 제5 기준 보정 테이블을 작성함에 있어서의 보간 방법은 2차원 보간에 한정되지 않는다. 예컨대 다차원 보간해도 좋다.
여기서 행바꿈의 패턴은 복수 있어, 모든 주사 라인에 대하여 단계 T2∼T4를 행하는 것은 복잡하고 번잡한 작업이다. 본 실시형태에서는, 일부의 주사 라인(L1∼L3)에 대하여 단계 T2∼T4를 행하여 기준 데이터를 취득하고, 그 밖의 주사 라인(L4∼L5)에 대해서는 기준 데이터를 보간함으로써 기준 보정 테이블을 취득할 수 있다. 따라서, 번잡한 작업을 행하지 않고, 워크(W)의 전체면에 대하여 기준 보정 테이블을 작성할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 기준 워크(Wf)를 이용하여 기준 보정 테이블을 작성했지만, 기준 보정 테이블을 작성하기 위한 측정 대상은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 도 3에 나타낸 구성의 제품용의 워크(W)를 이용해도 좋다. 이러한 경우, 단계 T6∼T8을 행할 때, 단계 S1∼S3을 행하여 기준 보정 테이블을 작성한다.
또한, 도 10에 나타내는 기준 워크(Wf)를 이용하여 기준 보정 테이블을 작성해도 좋다. 기준 워크(Wf)에는, 예컨대 기준 마크(102)가 주주사 방향(Y축 방향)을 따라서 복수개 나란히 형성되고, 또한 부주사 방향(X축 방향)으로 3행으로 나란히 형성되어 있다. 이 기준 마크(102)의 X축 방향의 수는, 주사 라인(L1∼L3)의 수와 동일하다. 이러한 경우, 기준 마크(102)가 항상 제1 촬상부(41) 또는 제2 촬상부(42)의 바로 아래에 위치하기 때문에, 검출기(160)에 있어서, 기준 워크(Wf)의 위치를 보다 적절히 검출할 수 있다.
또, 기준 워크(Wf)에는, 기준 마크(102)가 주주사 방향(Y축 방향)을 따라서 복수개 나란히 형성되고, 또한 부주사 방향(X축 방향)으로 1행으로 형성되어 있어도 좋다. 그리고, 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)는, 각각 X축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)를 이동시키는 기구는 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 X축 방향으로 주사축을 갖는 액츄에이터가 이용된다. 이러한 경우에 있어서도, 제1 촬상부(41) 또는 제2 촬상부(42)를 X축 방향으로 이동시킴으로써, 기준 마크(102)를 항상 제1 촬상부(41) 또는 제2 촬상부(42)의 바로 아래에 위치시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 기준 마크(102)가 주주사 방향(Y축 방향)을 따라서 복수개 나란히 형성되고, 또한 부주사 방향(X축 방향)으로 1행으로 형성되어 있는 경우, 제1 촬상부(41)와 제2 촬상부(42)는, 각각 X축 방향으로 복수, 예컨대 3개 나란히 배치되어 있어도 좋다. 이러한 경우에 있어서도, 기준 마크(102)를 항상 제1 촬상부(41) 또는 제2 촬상부(42)의 바로 아래에 위치시킬 수 있다.
또한, 상기 기준 워크(Wf) 또는 워크(W) 대신에, 기준 마크(102)가 형성된 워크 테이블(20)을 이용하여 기준 보정 테이블을 작성해도 좋다. 이러한 경우, 예컨대 액적 토출 장치(1)의 메인터넌스시에, 워크(W)를 탑재하지 않은 상태의 워크 테이블(20)을 이용하여 기준 보정 테이블을 작성할 수 있어 효율이 좋다. 이 워크 테이블(20)을 이용하는 경우에 있어서도, 상기 워크 테이블(20)의 상면에는, 도 10에 나타낸 바와 같이 기준 마크(102)가 주주사 방향(Y축 방향)을 따라서 복수개 나란히 형성되고, 또한 부주사 방향(X축 방향)으로 복수개 나란히 형성되어 있어도 좋다.
이상의 실시형태에서는, 제어부(150)는 도 4에 나타낸 바와 같이 보정기(161)를 이용한 구성을 갖고 있었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 도 11에 나타낸 바와 같이 제어부(150)는, 검출기(160), 모션 컨트롤러(162), 잉크젯 컨트롤러(163)에 더하여, 모션 컨트롤러(162)로부터의 펄스 신호를 역변환하는 인코더 역변환기(170)를 갖고 있다. 또, 본 실시형태의 제어부(150)에서는 보정기(161)를 생략하고 있다.
이러한 경우, 검출기(160)에서 검출되는 워크(W)의 위치에 기초하여, 상기 검출기(160) 또는 모션 컨트롤러(162)에 있어서 보정 테이블(기준 보정 테이블)을 작성한다. 그리고, 모션 컨트롤러(162)에 있어서, 전술한 단계 S1∼S3을 행한다. 즉, Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호와, 검출기(160)로부터의 신호에 기초하여, 보정 테이블(기준 보정 테이블)을 이용하여 워크 테이블(20)의 Y축 방향의 보정량을 산출하고, 또한 Y축 리니어 스케일(16)로부터 수신한 펄스 신호를 변환한다. 또한, 워크 테이블(20)의 X축 방향 및 θ 방향의 보정량을 산출하고, 또한 X축 리니어 스케일(23)로부터의 펄스 신호와 로터리 인코더(24)로부터의 펄스 신호를 각각 변환한다.
모션 컨트롤러(162)는, 전술한 Y축 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, Y축 리니어 모터(13)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하고, 상기 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 보정한다. 예컨대 목표 위치가 1000 mm에서 +1 ㎛(신장측) 어긋난 경우는, 999.999 mm로 이동하도록 Y축 리니어 모터(13)에 지령하고, 실제 위치가 1000 mm이 되도록 보정한다.
또한, 모션 컨트롤러(162)는, 전술한 X축 방향 및 θ 방향의 펄스 신호(변환후의 펄스 신호)에 기초하여, 테이블 이동 기구(21)에 대하여 지령 신호(펄스열)를 출력하여, 테이블 이동 기구(21)의 이동을 제어한다.
한편, 모션 컨트롤러(162)에서 변환된 Y축 방향의 펄스 신호는, 인코더 역변환기(170)에도 출력된다. 인코더 역변환기(170)에서는, 역변환 테이블을 이용하여, 모션 컨트롤러(162)로부터의 펄스 신호를 역변환하여 잉크젯 컨트롤러(163)에 출력한다. 즉, 모션 컨트롤러(162)로부터의 펄스 신호는 Y축 리니어 모터(13)의 위치를 보정하지만, 이 펄스 신호를 Y축 리니어 스케일(16)로부터의 펄스 신호로 역변환한다.
여기서, Y축 리니어 모터(13)의 위치가 999.999 mm로 보정되더라도, 액적 토출 헤드(34)의 토출 타이밍은 목표 위치 1000 mm 그대로이다. 따라서, 인코더 역변환기(170)에서는, 모션 컨트롤러(162)로부터의 999.999 mm를 나타내는 펄스 신호를, 1000 mm를 나타내는 펄스 신호로 역변환한다. 그리고, 인코더 역변환기(170)로부터 잉크젯 컨트롤러(163)에, 1000 mm를 나타내는 펄스 신호가 출력되고, 액적 토출 헤드(34)에서의 액적의 토출 타이밍이 제어된다.
이렇게 하여, 액적 토출 헤드(34)에 대하여, 워크 테이블(20)에 배치된 워크(W)가 적절한 위치에 배치된다. 그리고, 본 실시형태에 있어서도 상기 실시형태와 동일한 효과를 누릴 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 워크 테이블(20)을 Y축 방향으로 이동시켰지만, 액적 토출 헤드(34)를 Y축 방향으로 이동시켜도 좋다. 이러한 경우, 보정기(161)는, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키는 Y축 리니어 모터(도시하지 않음)의 위치를 보정한다.
또한, 워크 테이블(20)과 액적 토출 헤드(34)를 모두 Y축 방향으로 이동시켜도 좋다. 이러한 경우, 보정기(161)는, 워크 테이블(20)을 이동시키는 Y축 리니어 모터(13)의 위치와, 액적 토출 헤드(34)를 이동시키는 Y축 리니어 모터의(도시하지 않음) 위치를 보정한다.
또한, 워크 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시켜 행바꿈했지만, 액적 토출 헤드(34)를 X축 방향으로 이동시켜도 좋다. X축 방향으로 액적 토출 헤드(34)를 이동시키는 경우는, X축 리니어 모터(15)를 이용해도 좋다.
<액적 토출 장치의 적용예>
이상과 같이 구성된 액적 토출 장치(1)는, 예컨대 일본 특허 공개 제2017-13011호 공보에 기재된, 유기 발광 다이오드의 유기 EL층을 형성하는 기판 처리 시스템에 적용된다. 구체적으로 액적 토출 장치(1)는, 워크(W)로서의 유리 기판 상에 정공 주입층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치, 유리 기판(정공 주입층) 상에 정공 수송층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치, 유리 기판(정공 수송층) 상에 발광층을 형성하기 위한 유기 재료를 도포하는 도포 장치에 적용된다. 또, 기판 처리 시스템에 있어서, 유기 발광 다이오드의 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층을 형성하는 것 외에, 전자 수송층과 전자 주입층도 형성하는 경우, 액적 토출 장치(1)는, 이들 전자 수송층과 전자 주입층의 도포 처리에도 적용할 수 있다.
또한, 액적 토출 장치(1)는, 전술한 바와 같이 유기 발광 다이오드의 유기 EL층을 형성할 때에 적용하는 것 외에, 예컨대 컬러 필터, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치) 등의 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이 : FPD)를 제조할 때에도 적용해도 좋고, 또는 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광확산체 형성 등을 제조할 때에도 적용해도 좋다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 관해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허청구범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 이를 수 있는 것은 분명하며, 이들에 관해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.
1 : 액적 토출 장치 10 : Y축 스테이지
11 : X축 스테이지 12 : Y축 가이드 레일
13 : Y축 리니어 모터 14 : X축 가이드 레일
15 : X축 리니어 모터 16 : Y축 리니어 스케일
20 : 워크 테이블 21 : 테이블 이동 기구
22 : Y축 슬라이더 23 : X축 리니어 스케일
24 : 로터리 인코더 30 : 캐리지 유닛
33 : 캐리지 34 : 액적 토출 헤드
40 : 촬상 유닛 41 : 제1 촬상부
42 : 제2 촬상부 100 : 뱅크
101 : 개구부 102 : 기준 마크
150 : 제어부 160 : 검출기
161 : 보정기 162 : 모션 컨트롤러
163 : 잉크젯 컨트롤러 170 : 인코더 역변환기
L1∼L5 : 주사 라인 W : 워크
Wf : 기준 워크

Claims (13)

  1. 워크에 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 장치로서,
    상기 워크를 배치하는 워크 테이블과,
    상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드와,
    상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를, 주주사 방향, 및 주주사 방향에 직교하는 부주사 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
    주주사 방향으로 연신(延伸)하고, 부주사 방향으로 나란히 설정되는 복수개 주사 라인 중 제1 주사 라인, 제2 주사 라인 및 제3 주사 라인을 따라서, 상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크의 위치, 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출하고, 상기 검출 결과에 기초하여, 상기 제1 주사 라인, 상기 제2주사 라인 및 상기 제3 주사 라인에 있어서의 상기 이동 기구의 위치와, 상기 워크 테이블의 위치의 보정량과의 상관을 각각 나타내는 제1 기준 보정 테이블, 제2 기준 보정 테이블 및 제3 기준 보정 테이블을 작성하고, 상기 제1 기준 보정 테이블과 상기 제2 기준 보정 테이블을 보간하여 상기 복수개 주사 라인 중 제4 주사 라인에 대한 제4 기준 보정 테이블을 작성하고, 상기 제1 기준 보정 테이블과 상기 제3 기준 보정 테이블을 보간하여 상기 복수개 주사 라인 중 제5 주사 라인에 대한 제5 기준 보정 테이블을 작성하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 워크의 위치 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출할 때, 상기 워크 또는 워크 테이블에 미리 형성된 기준 마크의 위치를 이용하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기준 마크는, 주주사 방향으로 복수개 나란히 형성되고, 또한, 부주사 방향으로 1개가 형성되어 있거나 또는 복수개가 나란히 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크 또는 상기 워크 테이블의 촬상 화상을 취득하는 촬상부를 더 가지며,
    상기 촬상부는 부주사 방향으로 이동 가능하게 구성되고,
    상기 제어부는, 상기 촬상부에서 취득된 촬상 화상에 기초하여, 상기 워크의 위치 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  5. 워크 테이블에 배치된 워크에 대하여, 액적 토출 헤드로부터 기능액의 액적을 토출하여 묘화하는 액적 토출 방법으로서,
    이동 기구에 의해, 주주사 방향으로 연신하고, 주주사 방향에 직교하는 부주사 방향으로 나란히 설정되는 복수개 주사 라인 중 제1 주사 라인, 제2 주사 라인 및 제3 주사 라인을 따라서, 상기 워크 테이블과 상기 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 제1 공정과,
    상기 제1 공정에 있어서, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크의 위치, 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정에서의 검출 결과에 기초하여, 상기 제1 주사 라인, 상기 제2 주사 라인 및 상기 제3 주사 라인에 있어서의 상기 이동 기구의 위치와, 상기 워크 테이블의 위치의 보정량과의 상관을 각각 나타내는 제1 기준 보정 테이블, 제2 기준 보정 테이블 및 제3 기준 보정 테이블을 작성하고, 상기 제1 기준 보정 테이블과 상기 제2 기준 보정 테이블을 보간하여 상기 복수개 주사 라인 중 제4 주사 라인에 대한 제4 기준 보정 테이블을 작성하고, 상기 제1 기준 보정 테이블과 상기 제3 기준 보정 테이블을 보간하여 상기 복수개 주사 라인 중 제5 주사 라인에 대한 제5 기준 보정 테이블을 작성하는 제3 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 공정에 있어서, 상기 워크 또는 상기 워크 테이블에 미리 형성된 기준 마크의 위치를 이용하여, 상기 워크의 위치 또는 워크 테이블의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기준 마크는, 주주사 방향으로 복수개 나란히 형성되고, 또한, 부주사 방향으로 1개가 형성되어 있거나 또는 복수개가 나란히 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 공정에 있어서, 촬상부에 의해, 상기 워크 테이블에 배치된 상기 워크 또는 상기 워크 테이블의 촬상 화상을 취득하고, 상기 촬상 화상에 기초하여, 상기 워크의 위치 또는 상기 워크 테이블의 위치를 검출하고,
    상기 촬상부는 부주사 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 액적 토출 방법을 액적 토출 장치에 의해 실행시키도록, 상기 액적 토출 장치의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
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