JP2009274335A - キャリブレーション治具 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像カメラから見て裏面側に校正マークがあっても、撮像カメラのキャリブレーションを精度良く行うことができるキャリブレーション治具を提供すること。
【解決手段】光軸に直交する撮像面の位置が異なる対向配置されたマスク認識カメラ93a、着弾認識カメラ93bおよびヘッド認識カメラ65aを、相互にキャリブレーションするためのキャリブレーション治具Cであって、2つの撮像面の離間寸法分の厚みを有して板状に形成され、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bをキャリブレーションするための基準マークCaが、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93b側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成され、ヘッド認識カメラ65aをキャリブレーションするためのヘッド校正マークCbが、ヘッド認識カメラ65aから見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されたものである。
【選択図】図6
【解決手段】光軸に直交する撮像面の位置が異なる対向配置されたマスク認識カメラ93a、着弾認識カメラ93bおよびヘッド認識カメラ65aを、相互にキャリブレーションするためのキャリブレーション治具Cであって、2つの撮像面の離間寸法分の厚みを有して板状に形成され、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bをキャリブレーションするための基準マークCaが、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93b側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成され、ヘッド認識カメラ65aをキャリブレーションするためのヘッド校正マークCbが、ヘッド認識カメラ65aから見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されたものである。
【選択図】図6
Description
本発明は、光軸に直交する撮像面の位置が異なる対向配置された第1撮像カメラおよび第2撮像カメラを、相互にキャリブレーションするためのキャリブレーション治具に関するものである。
従来、この種のキャリブレーション治具(チップ支持テーブル)として、XY方向に移動可能なボンディングステージに装着され、その一方の面(上面)にキャリブレーション用基準マークを有するもが知られている(特許文献1参照)。このキャリブレーション治具を用いたキャリブレーション方法は、上下に位置する基板用カメラおよびチップ用カメラをキャリブレーションするものであり、まず、ボンディングステージにより、基板用カメラの下方にキャリブレーション治具を臨ませ、キャリブレーション用基準マークを画像認識する。そして、ボンディングステージにより、チップ用カメラの上方にキャリブレーション治具を臨ませ、キャリブレーション用基準マークを画像認識する。そして、これらの認識結果に基づいて両カメラのキャリブレーションを行うものである。
特開2001−174215号公報
しかしながら、このような従来のキャリブレーション治具では、一方の面(上面)にキャリブレーション用基準マークが設けられており、下のチップ用カメラは、キャリブレーション治具を透過したキャリブレーション用基準マークの反射光を撮像することになる。このため、キャリブレーション治具に僅かな傾きが生じている場合や、カメラの光軸に僅かな傾きが生じている場合には、キャリブレーション治具の下面で屈折した、キャリブレーション用基準マークの反射光を撮像することになり、キャリブレーションを正確に行うことができないという問題があった。
本発明は、撮像カメラから見て裏面側に校正マークがあっても、撮像カメラのキャリブレーションを精度良く行うことができるキャリブレーション治具を提供することをその課題としている。
本発明のキャリブレーション治具は、光軸に直交する撮像面の位置が異なる対向配置された第1撮像カメラおよび第2撮像カメラを、相互にキャリブレーションするためのキャリブレーション治具であって、2つの撮像面の離間寸法分の厚みを有して板状に形成され、第1撮像カメラをキャリブレーションするための第1校正マークが、第1撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成され、第2撮像カメラをキャリブレーションするための第2校正マークが、第2撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、第1校正マークおよび第2校正マークは、それぞれ第1撮像カメラおよび第2撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されている。このため、第1撮像カメラおよび第2撮像カメラは、それぞれの校正マークを、二重円(内円および外円)の内円として画像認識することになる。すなわち、各撮像カメラは、自身から見て裏面に位置する校正マークを撮像するものの、校正マークの反射光はキャリブレーション治具を透過することがないため、撮像に際し治具による屈折の影響を受けることがない。したがって、各撮像カメラは、キャリブレーション治具の各校正マークを精度良く位置認識することができ、そのキャリブレーションを精度良く行うことができる。
この場合、石英ガラスで構成されていることが、好ましい。
この構成によれば、キャリブレーション治具自身は、周囲の温度変化によってほとんど熱膨張および熱収縮しないため、キャリブレーション環境に関わらず、各撮像カメラを精度良くキャリブレーションすることができる。
この場合、第1撮像カメラは、同一平面内で相互にキャリブレーションされた複数台の第1カメラで構成され、且つ第2撮像カメラは、複数台の第2カメラで構成されており、複数台の第1カメラのうちの2台の第1カメラにより撮像され、キャリブレーション基準となる2つの第1校正マークと、複数台の第2カメラにより撮像され、複数台の第2カメラをキャリブレーションするための複数の第2校正マークと、が形成されていることが、好ましい。
この構成によれば、2台の第1カメラにより2つの第1校正マークをそれぞれ画像認識することによりキャリブレーション治具の位置(第2校正マークの位置)を特定し、この位置認されたキャリブレーション治具の複数の第2校正マークをそれぞれ複数台の第2カメラにより画像認識することで、2台の第1カメラと複数台の第2カメラとを相互にキャリブレーションすることができる。
この場合、複数台の第2カメラは、2台の第1カメラの配列方向と同一配列方向となる2台の第2カメラで構成されており、2つの第1校正マークと2つの第2校正マークとは、直線状に位置し且つ交互に配置されていることが、好ましい。
この構成によれば、2つの第1校正マークと2つの第2校正マークとが、直線状に並ぶため、キャリブレーション治具自身をコンパクトに形成することができると共に、校正マークを簡単に且つ精度良く形成することができる。また、基準となる2つの第1校正マークの並び(配列)と2つの第2校正マークの並びとが、配列方向においてオーバーラップするため、2台の第1カメラと複数台の第2カメラとを相互に精度良くキャリブレーションすることができる。
この場合、第1撮像カメラは、機能液滴吐出ヘッドから検査ベースに検査吐出された機能液の着弾ドットを認識するものであり、第2撮像カメラは、検査吐出に際し機能液滴吐出ヘッドをアライメントするために、キャリッジに搭載した機能液滴吐出ヘッドの位置を認識するものであり、厚みが、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と検査ベースの表面との間のギャップに相当することが、好ましい。
この構成によれば、第2撮像カメラは、機能液滴吐出ヘッドの位置を認識する距離でキャリブレーションされる。したがって、機能液滴吐出ヘッドを認識する際に、光軸方向への移動を必要とせず、高精度に機能液滴吐出ヘッドを認識することができる。
また、第1撮像カメラは、着弾ドットを撮像する距離でキャリブレーションされる。よって、第2撮像カメラにより機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッドを簡単にキャリブレーションすることができると共に、着弾ドットの位置を認識する第1撮像カメラを正確にキャリブレーションすることができる。
また、第1撮像カメラは、着弾ドットを撮像する距離でキャリブレーションされる。よって、第2撮像カメラにより機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッドを簡単にキャリブレーションすることができると共に、着弾ドットの位置を認識する第1撮像カメラを正確にキャリブレーションすることができる。
この場合、撮像カメラのキャリブレーションを行うキャリブレーション治具であって、撮像カメラが位置する側の面に対し反対側の面に設けられた校正マークが、撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、撮像カメラは、校正マークを二重円の内円として認識する。すなわち、撮像カメラは、自身から見て裏面に位置する校正マークを撮像するものの、校正マークの反射光は治具を透過することがないため、撮像に際し治具による屈折の影響を受けることがない。したがって、撮像カメラは、キャリブレーション治具の各校正マークを精度良く位置認識することができ、そのキャリブレーションを精度良く行うことができる。
以下、添付した図面を参照して、本実施形態に係るキャリブレーション治具を搭載した吐出検査装置について説明する。この吐出検査装置は、カラーフィルタなどを製造する描画装置に搭載する前に、機能液を用いて機能液滴吐出ヘッド(吐出ノズル)の吐出性能を検査するものである。具体的には、複数の機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに組み込んだ状態で、各機能液滴吐出ヘッドから機能液を検査吐出させ、その着弾位置や飛行曲がり等の吐出性能を検査する。まず、吐出検査装置の説明に先立ち、検査対象となるヘッドユニットについて説明する。
図1に示すように、ヘッドユニット1は、キャリッジ2と、キャリッジ2に搭載した12個の機能液滴吐出ヘッド3と、を備えている。12個の機能液滴吐出ヘッド3は、キャリッジ2に対して、6個ずつ左右(Y軸方向)に二分され、6個の機能液滴吐出ヘッド3から成る各ヘッド群は、R・G・Bの配色および階段状の配置において同一の配列パターンで配設されている。
キャリッジ2は、12個の機能液滴吐出ヘッド3を取り付けるための12個の装着開口4が形成された本体プレート5と、本体プレート5の下面に突設され、ヘッドユニット1を位置決めするための基準となる一対の基準ピン100(図8参照)と、本体プレート5の両短辺部分に取り付けた左右一対のプレート支持部材6と、一対のプレート支持部材6の上端部に掛け渡され、後述する吐出検査装置31の第1メインキャリッジ43(図3参照)に取り付けられるヘッド取付けプレート7と、を有している。なお、本体プレート5に対し12個の機能液滴吐出ヘッド3は、上記の一対の基準ピン100を基準としてアライメントされた状態で組みつけられている。また、一対の基準ピン100の先端は、機能液滴吐出ヘッド3のノズル面17と同一平面上に位置するように形成されている。
また、本体プレート5上には、機能液滴吐出ヘッド3に接続される圧力調整弁付きの左右一対の配管接続アッセンブリ8が設けられ、各配管接続アッセンブリ8は、吐出検査装置31の機能液供給ユニット45(いずれも図3参照)に配管接続されている。また、ヘッド取付けプレート7の内側には、機能液滴吐出ヘッド3に接続される中間基板付きの配線接続アッセンブリ(図示省略)が設けられ、各配線接続アッセンブリは、後述する吐出検査装置31の制御コンピュータ(図示省略)に配線接続されている。
図2に示すように、機能液滴吐出ヘッド3は、いわゆる2連のインクジェットヘッドであり、2連の接続針14を有する機能液導入部11と、機能液導入部11に連なる2連のヘッド基板12と、ヘッド基板12の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体13と、を備えている(図2(a)参照)。
機能液導入部11は、一対の接続針14を有しており、上記の配管接続アッセンブリ8を介して機能液供給ユニット45(図3参照)から機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体13は、ピエゾ素子等で構成される2連のポンプ部15と、複数の吐出ノズル19が形成されたノズル面17を有するノズルプレート16と、を有している。ノズルプレート16のノズル面17に形成された多数(複数)の吐出ノズル19は、相互に平行且つ半ノズルピッチ分、位置ズレして列設された2列のノズル列(A列およびB列)18を構成しており、各ノズル列18は、等ピッチで並べた180個の吐出ノズル19で構成されている(図2(b)参照)。なお、180個の吐出ノズル19のうち、列端部の各10個の吐出ノズル19は、実際の描画では使用しないダミーノズルとなり、ダミーノズルに挟まれた吐出ノズル19は、有効ノズルとなる。
ヘッド基板12には、2連のコネクタ20が設けられており、各コネクタ20はフレキシブルフラットケーブル(図示省略)を介して、上記の配線接続アッセンブリ(制御コンピュータ)に接続されている。そして、この制御コンピュータから出力された駆動波形が各コネクタ20を介して各ポンプ部15(圧電素子)に印加されることで、各吐出ノズル19から機能液が吐出される。
次に、図3および図4を参照して、ヘッドユニット1単位で機能液滴吐出ヘッド3(吐出ノズル19)の吐出性能を検査する吐出検査装置31について説明する。吐出検査装置31は、機台32と、機台32上に設けた石定盤33と、石定盤33上の全域に広く載置され、ヘッドユニット1を搭載した描画検査装置34と、機能液滴吐出ヘッド3の機能維持・回復を行うメンテナンスユニット(フラッシング装置、ワイピング装置および吸引装置)35と、上記したヘッドユニット1を描画検査装置34に供給する給材装置36と、メンテナンスユニット35および給材装置36を支持する共通架台37と、を備えており、チャンバ装置(図示省略)内に収容されている。また、吐出検査装置31には、装置全体を統括制御する制御コンピュータが接続されており、制御コンピュータは、チャンバ装置の外に配置されている。吐出検査装置31は、給材装置36により給材されたヘッドユニット1を描画検査装置34に搭載すると共に、搭載したヘッドユニット1(機能液滴吐出ヘッド3)の吐出検査をすべく、メンテナンスユニット35により機能液滴吐出ヘッド3の機能維持・回復を行いながら機能液を検査吐出させ、検査吐出した機能液の着弾位置や飛行曲がりなどを検査する。
図3に示すように、描画検査装置34は、石定盤33上に載置され、Y軸方向の移動軸を構成するY軸テーブル41と、Y軸テーブル41を跨いで設置され、X軸方向の移動軸を構成するX軸テーブル42と、X軸テーブル42上をスライド自在に移動すると共に、ヘッドユニット1を着脱自在に垂設する第1メインキャリッジ43と、X軸テーブル42上をスライド自在に移動する第2メインキャリッジ46に搭載され、主にマスク認識カメラ(第1カメラ)93aおよび着弾認識カメラ(第1カメラ)93bからなるカメラユニット(第1撮像カメラ)44と、を備えている。なお、ヘッドユニット1は、Y軸方向が主走査方向となる姿勢でX軸テーブル42に搭載されている。
また、描画検査装置34は、第1メインキャリッジ43に搭載され、ヘッドユニット1に機能液を供給する機能液供給ユニット45と、Y軸テーブル41上においてY軸方向に並べて搭載したアライメントマスクMおよび検査シート(検査ベース)Bと、Y軸テーブル41に固定した2台(一対)のアンダーカメラ(第2カメラ)65a,65aから成るヘッド認識カメラ(第2撮像カメラ)65と、上記したカメラユニット44やヘッド認識カメラ65のキャリブレーションに用いるキャリブレーション治具Cと、を備えている。この描画検査装置34において、X軸テーブル42およびY軸テーブル41が交わる領域が処理エリアとなっており、この処理エリアにおいて、カメラユニット44およびヘッド認識カメラ65のキャリブレーションを行うと共に、機能液滴吐出ヘッド3により機能液を検査吐出してその検査を行うようにしている(詳細は後述する)。
X軸テーブル42は、一対の走行レール上を走査するX軸リニアモータを有しており、ヘッドユニット1を搭載した第1メインキャリッジ43と、カメラユニット44を搭載した第2メインキャリッジ46と、を個別にX軸方向にスライド移動させる。また、X軸テーブル42は、石定盤33上に立設した4本の柱に支持されており、Y軸テーブル41を跨いでメンテナンスユニット35の上方に臨む位置まで延在している。これにより、第1メインキャリッジ43に搭載したヘッドユニット1は、メンテナンスユニット35の直上部に位置するメンテナンスエリアおよび上記の処理エリアの間で、適宜移動され、また第2メインキャリッジ46に搭載したカメラユニット44を、処理エリアおよび処理エリアを挟んでメンテナンスエリアと反対側に位置する待機エリアの間で、適宜移動される。
第1メインキャリッジ43は、一対の走行レールに掛け渡されたキャリッジフレーム94に、Z軸テーブル95(図3参照)およびθテーブルを組み込んで構成されており、θテーブルの下側で、ヘッドユニット1を着脱自在に保持している。同様に、第2メインキャリッジ46は、一対の走行レールに掛け渡された第2キャリッジフレーム102に、ブラケットを組み込んで構成されており、このブラケットの下側で、カメラユニット44を着脱自在に保持している。この場合、ヘッドユニット1のX軸方向の移動軌跡は、図3の一対の走行レールの左寄りに位置し、カメラユニット44のX軸方向の移動軌跡は、図3の一対の走行レールの右寄りに位置している。そして、ヘッドユニット1の移動軌跡とカメラユニット44の移動軌跡とは、中央においてその一部がY軸方向にオーバーラップしている。
カメラユニット44は、1台のマスク認識カメラ93aと、2台(一対)の着弾認識カメラ93bと、これらを下向きに一体に保持するカメラ支持フレーム101と、から構成されている。カメラ支持フレーム101は、略直角三角形に形成されており、上記のブラケットを介して、第2キャリッジフレーム102に水平に保持されている。カメラ支持フレーム101の頂側の隅部にはマスク認識カメラ93aが保持され、底辺側の両隅部には一対の着弾認識カメラ93bが保持されている。すなわち、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bのうちの1台(図7の左側のもの)は、カメラ支持フレーム101のY軸方向に並ぶように配設されており、2台の着弾認識カメラ93bはX軸方向に並ぶようにそれぞれ配設されている(図7参照)。また、各カメラ93a,93bは、マイクロヘッド等の微調整機構(図示省略)によりX、YおよびZ軸方向にそれぞれ微調整することが可能となっている。なお、特に図示しないが、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bによる撮像時の照明は、落射照明が採用されている。
図4に示すように、Y軸テーブル41は、下Y軸テーブル53と、下Y軸テーブル53上に配設された上Y軸テーブル54と、で構成されている。下Y軸テーブル53は、主に後述するアライメントマスクMおよび検査シートBを微少移動させるときに用いられ、上Y軸テーブル54は、主にアライメントマスクMおよび検査シートBを大きく移動させるとき、例えばこれらの交換やメンテナンスのときに用いられる。また、下Y軸テーブル53は、ヘッド認識カメラ65を移動させるときに用いられる。
下Y軸テーブル53は、Y軸方向に延在するよう石定盤33上に直接支持された左右一対のテーブル台61と、一対のテーブル台61上に設けられ、Y軸方向に延びる一対の第1ガイドレール62と、一方のテーブル台61上に設けられたY軸リニアモータ63と、Y軸リニアモータ63により第1ガイドレール62上をスライド自在に移動する第1スライダ64と、を備えている。そして、下Y軸テーブル53上には、左右の中間位置に、Y軸方向に並ぶようにして一対のアンダーカメラ65a,65a(ヘッド認識カメラ65)が搭載されている。
ヘッド認識カメラ65を構成する一対のアンダーカメラ65a,65aは、検査吐出のために検査シートBの直上部に臨んだヘッドユニットにおける一対の基準ピン100を、それぞれの視野に同時に取り込み得る位置に上向きに固定されている。この場合、ヘッド認識カメラ65(一対のアンダーカメラ65a,65a)は、キャリブレーション治具Cによってキャリブレーションされ、また検査吐出に先立って行うヘッドユニット1のアライメントのために、上記の一対の基準ピン100を位置認識する。なお、各アンダーカメラ65aは、マイクロヘッド等の微調整機構(図示省略)によりX、YおよびZ軸方向にそれぞれ微調整することが可能となっている。
上Y軸テーブル54は、第1スライダ64上に設けられ、Y軸方向に延びる一対の第2ガイドレール71と、一対の第2ガイドレール71の外側に設けられたY軸ロッドレスシリンダ72と、Y軸ロッドレスシリンダ72により第2ガイドレール71上をスライド自在に移動する板状の第2スライダ73と、を備えている。また、第2スライダ73には、一対のアンダーカメラ65a,65a用の2つの覗き穴103が形成されている。
第2スライダ73上には、各種基準となるマークが形成されたアライメントマスクMを保持したアライメントテーブル74と、機能液滴吐出ヘッド3により吐出される機能液の着弾面を構成する検査シートBを吸着固定する検査テーブル76と、がY軸方向に隣接して配置されている。また、第2スライダ73上には、検査テーブル76の両サイドに支持するようにして、検査シートBを検査テーブル76上に供給するシート供給装置75が配設されている。この場合、アライメントテーブル74および検査テーブル76は、アライメントマスクMの表面および検査シートBの表面が同一平面内(面一)に位置するように配設されている。そして、検査吐出のために検査シートBの直上部に移動したヘッドユニット1は、その各機能液滴吐出ヘッド3のノズル面17が、図外の描画装置で描画を行なうときと同一のワークギャップ(ペーパーギャップ)を存して臨むようになっている。
図5に示すように、アライメントマスクMは、透明な石英ガラスで板状に構成され、マスク認識カメラ93aのキャリブレーション基準となるマスク認識マークMaと、一対の着弾認識カメラ93bのキャリブレーション基準となる2つの着弾認識マークMbと、ヘッドユニット1の1のヘッド群の配列パターンに対応し、片側6個の機能液滴吐出ヘッド3のノズル列(A列およびB列)18の位置、すなわち6個の機能液滴吐出ヘッド3から吐出された機能液の着弾位置の基準となるマスクパターンMcと、を有している。
マスク認識マークMaはアライメントマスクMの図示左上の隅部に形成されており、着弾認識マークMbはアライメントマスクMの図示左下および右下の両隅部に形成されている。そして、上記のカメラ支持フレーム101に下向きに保持されたマスク認識カメラ93aおよび一対の着弾認識カメラ93bは、キャリブレーションのためにアライメントマスクMに臨んだ状態で、それぞれマスク認識マークMaおよび一対の着弾認識マークMbを同時に視野内に取り込み得るようになっている(図7(a)参照)。また同時に、マスク認識カメラ93aおよび一対の着弾認識カメラ93bは、平面内におけるマスクパターンMcおよび後述する2つの着弾パターンBaの位置関係と同一の位置関係となるように配設されている。
検査シートBは、ポリプロピレンなどで長尺に形成され、シート供給装置75により、検査テーブル76上に繰り出されて使用され、その使用済み部分はシート供給装置75に巻き取られる。シート供給装置75は、検査シートBを繰り出す繰出しリール付の繰出しユニット82と、検査シートBを巻き取る巻取りリール付の巻取りユニット83とから成り、検査シートBに対し、繰出しユニット82によりテンションを付与しつつ巻取りユニット83を駆動して巻き取りを行う(図4参照)。そして、検査テーブル76上に繰り出され検査シートBは、検査テーブル76により吸着保持される。なお、検査シートBを巻き取るときには、検査テーブル76による吸着を加圧に切り替えて、検査シートBを僅かに浮上させることが好ましい。
詳細は後述するが、本実施形態では、マスク認識カメラ93aによりマスクパターンMcを位置認識する動作に並行して、一対の着弾認識カメラ93bによりヘッドユニット1の着弾結果である2つの着弾パターンBaを位置認識する。このため、検査シートBには、12個の機能液滴吐出ヘッド3の2つの配列パターンに対応する2つの着弾パターンBaが描画される一方、アライメントマスクMには、一方の配列パターンに対応する1つのマスクパターンMcが形成されている。なお、検査シートBの無駄な消費を抑制するため、複数のヘッドユニット1の2つの着弾パターンBaを位置ズレさせつつ複数組み分、描画してから、検査シートBのタクト送りを行うようにしてもよい。かかる場合には、アライメントマスクMにも複数組分のマスクパターンMcを位置ズレさせて形成しておく。
図6に示すように、キャリブレーション治具Cは、石英ガラスで長方形の板状に形成されており、機能液滴吐出ヘッド3のノズル面17と検査シートBの表面との間のギャップ、すなわち上記のワークギャップに相当する板厚を有している(図8(c)および同図(d)参照)。キャリブレーション治具Cの裏面には、Y軸方向に並ぶマスク認識カメラ93aおよび一方の着弾認識カメラ93bをキャリブレーションする2つの基準マーク(第1校正マーク)Caがそれぞれ形成され、表面には、Y軸方向に並ぶ一対のアンダーカメラ65a,65aをキャリブレーションする2つのヘッド校正マーク(第2校正マーク)Cbがそれぞれ形成されている。基準マークCaは、マスク認識カメラ93aおよび一方の着弾認識カメラ93bから見て先細りに形成されたテーパー状の貫通孔の先端としてそれぞれ形成されている。同様に、ヘッド校正マークCbは、各アンダーカメラ65aから見て先細りに形成されたテーパー状の貫通孔の先端としてそれぞれ形成されている。
実施形態のキャリブレーション治具Cは、その長手方向をY軸方向に略合致させ、アライメントマスクMおよび検査シートB間に渡すように設置され使用される。また、キャリブレーションの精度を高めるため、X軸テーブル42および下Y軸テーブル53を駆動し、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bと、一対のアンダーカメラ65a,65aとを直線上に位置させ、且つマスク認識カメラ93a、一方のアンダーカメラ65a、着弾認識カメラ93b、他方のアンダーカメラ65aの順に並ぶようにしている。このため、2つの基準マークCaおよび2つのヘッド校正マークCbは、キャリブレーション治具Cの長辺方向に交互に、且つ直線的に配列されている。
この場合、既にアライメントマスクMによりキャリブレーションされているマスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bにより、表面側から2つの基準マークCaを位置認識してキャリブレーション治具Cを位置決めし、さらに一対のアンダーカメラ65a,65aにより、裏側から2つのヘッド校正マークCbを位置認識して、ヘッド認識カメラ65(一対のアンダーカメラ65a,65a)のキャリブレーションを行う。一方、キャリブレーション治具Cにおいて、基準マークCaが形成されている裏面の位置は、これが接するアライメントマスクMの表面の位置と高さ方向において合致し、ヘッド校正マークCbが形成されている表面の位置は、上記したキャリッジ2を一対の基準ピン100の位置、すなわち機能液滴吐出ヘッド3のノズル面17の位置と、高さ方向において合致している。
これにより、マスク認識カメラ93aや2つの着弾認識カメラ93bがアライメントマスクMおよび検査シートBを撮像する高さ位置でキャリブレーションされることに加え、ヘッド認識カメラ65(一対のアンダーカメラ65a,65a)が、機能液滴吐出ヘッド3をアライメントする高さ位置でキャリブレーションされる。したがって、機能液滴吐出ヘッド3の検査に供するマスク認識カメラ93a、2つの着弾認識カメラ93bおよび2つのアンダーカメラ65a,65aを、高い精度でキャリブレーションすることができる。なお、各マークを構成するテーパー状の貫通孔は、各カメラの視野および解像度を考慮した大きさとし、キャリブレーション自身は、データ上の処理となる。
次に、図7ないし図10を参照して、吐出検査装置31を用いた吐出性能の検査方法について説明する。先ず、カメラユニット44をアライメントマスクMの直上に移動させて、マスク認識カメラ93aおよび2つの着弾認識カメラ93bにより、マスク認識マークMaおよび2つの着弾認識マークMbを、それぞれ画像認識する。すなわち、マスク認識カメラ93aおよび2つの着弾認識カメラ93bのキャリブレーションを行う(図7(a)参照)。
次に、カメラユニット44およびヘッド認識カメラ65を直線状のキャリブレーション位置に移動させた後、ヘッド校正マークCbが検査テーブル76(検査シートB)に重ならないように、キャリブレーション治具CをアライメントマスクMと検査シートBに橋渡しするように載置する。実際には、該当するカメラの画像をモニターしながら、キャリブレーション治具Cを合わせこむようにする。その後、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bにより、基準マークCaを画像認識すると共に、ヘッド認識カメラ65で、ヘッド校正マークCbを画像認識する。この認識結果は、制御コンピュータにより画像処理されてそれぞれの位置認識が行われ、データ上においてカメラユニット44とヘッド認識カメラ65との相互のキャリブレーションが実施される(図7(b)参照)。
一連のキャリブレーションが終了したら、カメラユニット44に代えて、ヘッドユニット1を検査シートB上(検査位置)に移動する。ここで、ヘッド認識カメラ65(一対のアンダーカメラ65a,65a)により、ヘッドユニット1の一対の基準ピン100を画像認識する(図8(c)参照)。この認識結果は、制御コンピュータにより画像処理されてそれぞれの位置認識が行われ、データ上において、或るいは一部物理的にヘッドユニット1のアライメントを実施する。その後、全機能液滴吐出ヘッド3の全吐出ノズル19から機能液を検査吐出する。
検査吐出後、ヘッドユニット1に代えて、再度カメラユニット44を処理エリアに移動する。そして、マスク認識カメラ93aによりアライメントマスクMのマスクパターンMcを位置認識すると共に、着弾認識カメラ93bにより検査シートBの2つの着弾パターンBaを位置認識する(図8(d)参照)。ここで、マスク認識カメラ93aおよび着弾認識カメラ93bは、カメラ支持フレーム101に対して相互に位置決めされているため、同様の軌跡を描きながらマスクパターンMcおよび着弾パターンBaを、複数個のドット単位で移動しながら位置認識する。
具体的には、図9に示すように、先ず、アライメントマスクMの図示下側に位置した機能液滴吐出ヘッド3の上側のノズル列(A列)18にあたる基準着弾位置Dを、図示左側から図示右側へ移動して位置認識(撮像)する(実際には、着弾基準位置8個単位)。図示右側まで移動しきった後、図示下側へ移動し、下側のノズル列(B列)18にあたる基準着弾位置Dを図示右側から図示左側へ移動して位置認識する。今度は、その上側に位置した基準着弾位置Dを同様に位置認識し、これを6回繰り返すことで、マスク認識カメラ93aにより、アライメントマスクMの全てのマスクパターンMcを位置認識する。
そして、制御コンピュータにおいて、マスクパターンMcおよび着弾パターンBaを比較して、吐出ノズル19の吐出検査(性能評価)を行う。具体的には、図10に示すように、マスクパターンMcと上記した1の着弾パターンBaとを比較して、基準着弾位置Dと着弾パターンBaを構成する着弾ドットdとが一致した場合(図10(a)参照)、機能液を吐出した吐出ノズル19は、基準着弾位置Dに正常に吐出している判断される。一方、吐出した機能液が、基準着弾位置Dから外れている場合(図10(b)参照)には飛行曲がりと判断され、着弾ドットdが小さい場合や円形でない場合(図10(c)参照)には不良吐出と判断され、さらに着弾ドットdが無い場合には不吐出と判断される。なお、図示のものでは、判断しやすいように基準着弾位置Dを着弾ドットdよりひと回り大きな円で示している。そして、マスクパターンMcと他方の着弾パターンBaとを同様に比較して吐出性能の検査を行う。
以上の構成によれば、キャリブレーション治具Cを用いたキャリブレーションにおいて、マスク認識カメラ93a、着弾認識カメラ93bおよびヘッド認識カメラ65は、基準マークCaおよびヘッド校正マークCbを、二重円の内円として画像認識することになる。すなわち、各カメラ93a,93bおよび65は、自身から見て裏面に位置する校正マークを精度良く位置認識することができ、キャリブレーション治具Cの屈折の影響を一切受けることがない。したがって、各カメラのキャリブレーションを精度良く行うことができる。
なお、アンダーカメラ65a,65aは、石定盤33に対して固定的に設けられていてもよい。この場合、キャリブレーション治具Cは、さらにY軸方向に対して縦長に形成される。また、この場合の各カメラのキャリブレーションにおいて、各カメラは、マスク認識カメラ93a、着弾認識カメラ93b、一方のアンダーカメラ65a、他方のアンダーカメラ65aの順に並んでキャリブレーションされる(図示省略)。すなわち、このキャリブレーション治具Cでは、2つのヘッド校正マークCbの手前に2つの基準マークCaが形成されることになる。
1…ヘッドユニット 2…キャリッジ 3…機能液滴吐出ヘッド 17…ノズル面 31…描画検査装置 41…Y軸テーブル 42…X軸テーブル 65…ヘッド認識カメラ 65a…アンダーカメラ 93a…マスク認識カメラ 93b…着弾認識カメラ 101…カメラ支持フレーム B…検査シート C…キャリブレーション治具 Ca…基準マーク Cb…ヘッド校正マーク M…アライメントマスク Ma…マスク認識マーク Mb…着弾認識マーク
Claims (6)
- 光軸に直交する撮像面の位置が異なる対向配置された第1撮像カメラおよび第2撮像カメラを、相互にキャリブレーションするためのキャリブレーション治具であって、
前記2つの撮像面の離間寸法分の厚みを有して板状に形成され、
前記第1撮像カメラをキャリブレーションするための第1校正マークが、前記第1撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成され、
前記第2撮像カメラをキャリブレーションするための第2校正マークが、前記第2撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されていることを特徴とするキャリブレーション治具。 - 石英ガラスで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のキャリブレーション治具。
- 前記第1撮像カメラは、同一平面内で相互にキャリブレーションされた複数台の第1カメラで構成され、且つ前記第2撮像カメラは、複数台の第2カメラで構成されており、
前記複数台の第1カメラのうちの2台の第1カメラにより撮像され、キャリブレーション基準となる2つの前記第1校正マークと、
前記複数台の第2カメラにより撮像され、前記複数台の第2カメラをキャリブレーションするための複数の前記第2校正マークと、が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のキャリブレーション治具。 - 前記複数台の第2カメラは、前記2台の第1カメラの配列方向と同一配列方向となる2台の第2カメラで構成されており、
2つの前記第1校正マークと2つの前記第2校正マークとは、直線状に位置し且つ交互に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のキャリブレーション治具。 - 前記第1撮像カメラは、機能液滴吐出ヘッドから検査ベースに検査吐出された機能液の着弾ドットを認識するものであり、前記第2撮像カメラは、前記検査吐出に際し前記機能液滴吐出ヘッドをアライメントするために、キャリッジに搭載した前記機能液滴吐出ヘッドの位置を認識するものであり、
前記厚みが、前記機能液滴吐出ヘッドのノズル面と前記検査ベースの表面との間のギャップに相当することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のキャリブレーション治具。 - 撮像カメラのキャリブレーションを行うキャリブレーション治具であって、
前記撮像カメラが位置する側の面に対し反対側の面に設けられた校正マークが、前記撮像カメラ側から見て先細りに形成されたテーパー貫通孔の先端で構成されていることを特徴とするキャリブレーション治具。
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2008
- 2008-05-15 JP JP2008127951A patent/JP2009274335A/ja active Pending
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