JP2010102600A - サーボシステムの停止制御方法、停止制御装置およびこれを機能液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボシステムの現在位置がインポジション幅に入ったか否かに関係なく、次動作に移行することのできるサーボシステムの停止制御方法等を提供する。
【解決手段】シーケンスコントローラ８０からの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅１０２に停止させるサーボシステムの停止制御方法であって、移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、インポジション幅１０２を設定するインポジション幅設定工程と、設定したインポジション幅１０２を通過する減衰振動動作の通過回数を設定する通過回数設定工程と、通過回数をカウントする通過回数カウント工程１１２と、カウントした通過回数が、設定した通過回数になったときに、シーケンスコントローラ８０に停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程１１３と、を備えた。
【選択図】図６

Description

本発明は、シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置に停止させるサーボシステムの停止制御方法、停止制御装置およびこれを備えた機能液滴吐出装置に関する。

従来、第１モータの位置偏差が、予め設定された第１インポジション幅以内になった時に第２モータの次動作の指令信号を分配させ、第１モータの位置偏差が、予め設定した第２インポジション幅以内になるまで第２モータの指令信号の出力を遅延させ、第１モータの位置偏差が第２インポジション幅に入ったら遅延させていた指令信号を第２モータのサーボアンプに出力する位置制御方法が知られている（特許文献１参照）。
この位置制御方法では、第１モータの位置制御の次動作として第２モータの位置制御を行う際に、第２モータの動作の指令信号を、実際の動作タイミングよりも早く分配させ貯め込むことで、第２インポジション幅に入ったら直ちに出力し次動作に移行することができるようになっている。すなわち、第１モータによる軸動作（Ｘ軸）と、第２モータによる軸動作（Ｚ軸）との動作開始に係る待ち時間を短縮可能となっている。
特開２００２−２７８６３０号公報

このような位置制御方法では、第１モータによるＸ軸動作の停止が、一連の停止制御を開始してから、一定時間内に第２インポジション幅以内で停止することを前提にしている。かかるタイマーによる停止制御では、軸動作の停止応答の過渡状態における減衰振動動作が変化した際に、その変化に気づかず、次動作開始の遅れや、第２インポジション幅以内に入っていない状態で次動作開始が行われる等の問題があった。

本発明は、軸動作（移動対象物）の停止応答の過渡状態における減衰振動動作の変化に対応でき、遅滞なく次動作に移行することのできるサーボシステムの停止制御方法、停止制御装置およびこれを備えた機能液滴吐出装置を提供することを課題とする。

本発明のサーボシステムの停止制御方法は、シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御方法であって、移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、インポジション幅を設定するインポジション幅設定工程と、設定したインポジション幅を通過する減衰振動動作の通過回数を設定する通過回数設定工程と、通過回数をカウントする通過回数カウント工程と、カウントした通過回数が、設定した通過回数になったときに、シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明のサーボシステムの停止制御装置は、シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御装置であって、移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、インポジション幅を設定するインポジション幅設定手段と、設定したインポジション幅を通過する減衰振動動作の通過回数を設定する通過回数設定手段と、通過回数をカウントする通過回数カウント手段と、カウントした通過回数が、設定した通過回数になったときに、シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、減衰振動動作が、設定したインポジション幅を、設定した通過回数だけ通過したことで移動対象物の停止動作完了とみなすことができる。この場、適切なインポジション幅および適切な通過回数は、予め実験的に求めておく。また、設定した通過回数以内に、設定したインポジション幅に入っていない場合、減衰振動動作（減衰率）が変化したものと認識することができる。これにより、例えば、移動対象物を移動させる駆動装置（モータ等）の経時的な特性変化等による、減衰振動動作（減衰率）の変化を把握することが容易になるため、インポジション幅と通過回数との関係を、特性変化に応じて設定変更することができる。

これらの場合、インポジション幅および通過回数は、移動対象物の移動動作毎に設定可能に構成されていることが好ましい。

この構成によれば、例えば、高精度設定や高速設定等、複数通りの停止動作設定ができるため、移動対象物の移動パターンに応じて、目標位置への位置決め精度や位置決めにかかる時間の長短を考慮した設定を行うことができる。すなわち、時間をかけても高精度な位置決めを行いたい場合には、狭いインポジション幅および多くの通過回数を設定し、他方、位置決め精度よりも停止時間の短縮を行いたい場合には、広いインポジション幅および少ない通過回数を設定する。これにより、任意の時間および精度で移動対象物の停止制御を行うことができ、各種移動パターンに対する停止制御の適正化を図ることができる。

この場合、移動対象物の停止応答における制御ゲインを設定する制御ゲイン設定工程を、更に備えることが好ましい。

また、この場合、移動対象物の停止応答における制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段を、更に備えたことが好ましい。

これらの構成によれば、移動対象物の停止応答感度を任意に設定することができる。これにより、移動対象物の減衰振動動作の特性を任意に変更することができる。

また、他のサーボシステムの停止制御方法は、シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御方法であって、移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、停止動作完了のタイミングを減衰振動動作の振動回数で設定する振動回数設定工程と、減衰振動動作の振動回数をカウントする振動回数カウント工程と、カウントした振動回数が設定した振動回数になったときに、シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程と、を備えたことを特徴とする。

さらに、他のサーボシステムの停止制御装置は、シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御装置であって、移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、停止動作完了のタイミングを減衰振動動作の振動回数で設定する振動回数設定手段と、減衰振動動作の振動回数をカウントする振動回数カウント手段と、カウントした振動回数が設定した振動回数になったときに、シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力手段と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、減衰振動動作の振動回数をカウントするのみで移動対象物の停止動作完了とみなすことができる。例えば、移動対象物の減衰振動に現れる、正／逆（＋／−）移動が切り替わった点（転換点）に基づき、停止制御を開始してから第１番目の転換点をゼロとし、第２番目以降の転換点を１ずつと数えて振動回数カウントアップして行く。ただし、転換点と転換点との時間を考慮し、所定の時間内に生じた転換点のみ有効にカウントする。なお、停止動作完了とみなせる振動回数は、予め実験的に求めておく。
また、設定した振動回数の大小により、目標位置への位置決め精度の高低を設定することができる。すなわち、時間をかけても高精度な位置決めを行いたい場合には、多くの振動回数を設定し、他方、短時間で所定の精度で位置決めを行いたい場合には、少ない振動回数を設定する。これにより、任意の時間および精度で移動対象物の停止制御を行うことができ、各種移動パターンに対する停止制御の適正化を図ることができる。

この場合、移動対象物が複数の移動軸によりそれぞれ移動自在に構成されると共に、複数の移動軸が複数のサーボシステムにより駆動され、各サーボシステムが、それぞれインポジション幅設定手段、通過回数設定手段、通過回数カウント手段および完了信号出力手段を備えることが好ましい。

この構成によれば、各移動軸のサーボシステムに対し、それぞれ個別のパラメータ（インポジション幅や通過回数等）を設定することができるため、各々の移動軸を個別に制御することができる。これにより、各移動軸の移動特性に応じた位置決め等の停止制御を行うことができる。

本発明の機能液滴吐出装置は、ワークがセットされたセットステージを移動させてワークのアライメントを行った後、セットステージを介してワークを移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させてワークに描画を行う機能液滴吐出装置であって、セットステージを支持すると共にセットステージをθ軸方向に移動自在に構成したθ軸テーブル本体、およびθ軸テーブル本体を駆動するθ軸サーボシステムから成るθ軸移動テーブルと、θ軸テーブル本体を支持すると共にθ軸テーブル本体を介してセットステージをＹ軸方向に移動自在に構成したＹ軸テーブル本体、およびＹ軸テーブル本体を駆動するＹ軸サーボシステムから成るＹ軸移動テーブルと、Ｙ軸テーブル本体を支持すると共にθ軸テーブル本体およびＹ軸テーブル本体を介してセットステージをＸ軸方向に移動自在に構成したＸ軸テーブル本体、およびＸ軸テーブル本体を駆動するＸ軸サーボシステムから成るＸ軸移動テーブルと、θ軸サーボシステム、Ｙ軸サーボシステムおよびＸ軸サーボシステムを統括制御するシーケンスコントローラと、セットステージを移動対象物とし、θ軸テーブル本体、Ｙ軸テーブル本体およびＸ軸テーブル本体を複数の移動軸とし、θ軸サーボシステム、Ｙ軸サーボシステムおよびＸ軸サーボシステムを複数のサーボシステムとする、上記したサーボシステムの停止制御装置と、を備えたことを特徴とする。

この場合、停止制御装置は、ワークのアライメントを行うときには、θ軸サーボシステム、Ｙ軸サーボシステムおよびＸ軸サーボシステムを駆動し、ワークに描画を行なうときには、Ｘ軸サーボシステムのみを駆動することが好ましい。

これらの構成によれば、各移動軸（Ｘ・Ｙ・θ）のサーボシステムに対し、それぞれ個別に停止制御を行うことができる。これにより、ワークを任意の位置に精度良く位置決めすることができる。
また、例えば、アライメント処理時には高精度設定、描画処理時には高速設定に設定する等、２通りの停止動作設定ができるため、アライメント処理と描画処理とで、個別に適正な停止動作制御を行うことができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明のサーボシステムの停止制御装置を適用した液滴吐出装置について説明する（第１実施形態）。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を成膜するものである。

図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、Ｘ軸支持ベース２１（石定盤）上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸メインテーブル２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸メインテーブル２を跨ぐように架け渡された一対のＹ軸支持ベース３ａ上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸メインテーブル３と、Ｙ軸メインテーブル３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド３１が搭載された１３個のキャリッジユニット４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ５と、チャンバ５を貫通して機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給する機能液供給装置６と、装置全体を統括制御する制御装置７８と、を備えている。チャンバ５の側壁の一部には、機能液供給装置６の主体を為すメインタンク６ａ等を収納するためのタンクキャビネット５０が設けられている。液滴吐出装置１は、Ｘ軸メインテーブル２およびＹ軸メインテーブル３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド３１を吐出駆動させることにより、機能液供給装置６から供給された機能液を吐出させ、ワークＷに所定の描画パターンが描画される。

また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット１５、吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７、吐出性能検査ユニット１８から成るメンテナンス装置７が設けられており、各ユニットを機能液滴吐出ヘッド３１の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド３１の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸メインテーブル２とＹ軸メインテーブル３とが交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませてワークＷの描画を行い、Ｙ軸メインテーブル３とメンテナンス装置７（吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７）が交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド３１の機能維持・機能回復を行う。

フラッシングユニット１５は、描画前フラッシングユニット１５ａと定期フラッシングユニット１５ｂとから成り、描画前フラッシングユニット１５ａは描画処理直前に機能液滴吐出ヘッド３１からの捨て吐出を受け、定期フラッシングユニット１５ｂはワークＷの載せ替え時等の非描画処理時に行われる機能液滴吐出ヘッド３１の捨て吐出を受ける。吸引ユニット１６は、１３台のキャップユニット１６０を有し、各機能液滴吐出ヘッド３１の吐出ノズル３７から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット１７は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド３１のノズル面を拭取る。吐出性能検査ユニット１８は、機能液滴吐出ヘッド３１からの吐出の有無および飛行曲りを検査すると共に、機能液滴の着弾ドットの直径から吐出量（重量）を測定する。

Ｙ軸メインテーブル３は、１３個のキャリッジユニット４をそれぞれ吊設した１３個のブリッジプレート３ｂと、１３個のブリッジプレート３ｂを両持ちで支持する１３組のＹ軸メインスライダ（図示省略）と、一対のＹ軸支持ベース３ａ上に設置され、ブリッジプレート３ｂをＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸メインリニアモータ（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸メインテーブル３は、各キャリッジユニット４を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド３１を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド３１を吸引ユニット１６およびワイピングユニット１７に臨ませる。この場合、各キャリッジユニット４を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１３個のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能である。

各キャリッジユニット４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド３１と、１２個の機能液滴吐出ヘッド３１を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート４ａから成るヘッドユニット４ｂと、を備えている（図４（ａ）参照）。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニット４ｂをθ補正（θ回転）可能に支持するθ回転機構４ｃと、θ回転機構４ｃを介して、ヘッドユニット４ｂをブリッジプレート３ｂに支持させる吊設部材４ｄと、を備えている。加えて、各キャリッジユニット４は、その上部にサブタンク６ｂが配設されており（実際には、ブリッジプレート３ｂ上に配設）、このサブタンク６ｂから自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁（図示省略）を介して各機能液滴吐出ヘッド３１に機能液が供給されるようになっている。

図４（ｂ）に示すように、機能液滴吐出ヘッド３１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３５を有する機能液導入部３２と、ヘッド基板３３を介して機能液導入部３２の下方に連なり機能液滴を吐出するヘッド本体３４と、を備えている。そして、ヘッド本体３４のノズルプレート３６には、多数の吐出ノズル３７が、相互に平行、且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設されている。

ここで、図２および図３を参照して、上記したＸ軸メインテーブル２について詳細に説明する。Ｘ軸メインテーブル２は、ワークＷを吸着セットするセットステージ２２と、セットステージ２２をθ軸方向に移動自在に支持するθ軸移動テーブル２３と、セットステージ２２をＹ軸方向に移動自在に支持するＹ軸サブテーブル２４と、セットステージ２２をＸ軸方向に移動自在に支持するＸ軸サブテーブル２５と、定期フラッシングユニット１５ｂおよび吐出性能検査ユニット１８をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸保守スライダ２６と、から構成されている。

図５に示すように、セットステージ２２は、厚板状の石定盤で構成され、平面視略正方形に形成されており、その表面には、ワークＷを吸引するための吸引溝２７が複数形成されている。各吸引溝２７には、エジェクタ等の吸引手段（図示省略）に連なる吸引孔（図示省略）が貫通形成されており、この吸引溝２７を介して、ワークＷに十分な吸引力を作用させることができるようになっている。
また、セットステージ２２は、描画前フラッシングユニット１５ａを支持しており、セットステージ２２のＹ軸方向と平行な一対の辺には、描画直前に描画のために移動を開始した機能液滴吐出ヘッド３１からの捨て吐出（描画前フラッシング）を受ける一対の描画前フラッシングボックス１５ｃが添設されている。

なお、図２における図示上側の位置が、ワークＷのアライメント位置（給除材位置）となっており、未処理のワークＷをセットステージ２２に給材するときや、処理済のワークＷを除材するときには、セットステージ２２をこの位置まで移動させるようになっている。そして、図外のロボットアームにより、セットステージ２２に対するワークＷの給除材が行われる。また、図３における符号１２は、ワークＷの位置認識を行うためのワークアライメントカメラ１２であり、ワークアライメントカメラ１２の撮像結果に基づいて、θ軸移動リニアモータ４５，Ｙ軸サブリニアモータ５５およびＸ軸移動リニアモータ６５（いずれも後述）を駆動し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向の補正が行われる（アライメント処理）。

θ軸移動テーブル２３は、セットステージ２２を支持すると共にセットステージ２２をθ軸方向に移動自在に構成したθ軸テーブル本体４１と、θ軸テーブル本体４１を駆動するθ軸サーボシステム４２と、から構成されている。θ軸テーブル本体４１は、セットステージ２２を支持するθ軸可動部材４３と、θ軸可動部材４３を回動自在に支持するθ軸ベース部材４４と、から構成されている。

θ軸サーボシステム４２は、θ軸可動部材４３とθ軸ベース部材４４との間に配設され、θ軸可動部材４３を回動させるθ軸移動リニアモータ４５と、θ軸移動リニアモータ４５の駆動トルクを制御するθ軸サーボドライバ４６と、θ軸移動リニアモータ４５と対称位置に組み込まれたθ軸エンコーダ４７と、から構成されている（図６参照）。

Ｙ軸サブテーブル２４（Ｙ軸移動テーブル）は、θ軸テーブル本体４１を支持すると共にθ軸テーブル本体４１を介してセットステージ２２をＹ軸方向に移動自在に構成したＹ軸テーブル本体５１と、Ｙ軸テーブル本体５１を駆動するＹ軸サーボシステム５２と、から構成されている。Ｙ軸テーブル本体５１は、θ軸ベース部材４４を支持するＹ軸可動部材５３と、Ｙ軸可動部材５３をＹ軸方向に移動自在に支持するＹ軸ベース部材５４と、から構成されている。

Ｙ軸サーボシステム５２は、Ｙ軸可動部材５３とＹ軸ベース部材５４との間に配設され、Ｙ軸可動部材５３をＹ軸方向に移動させるＹ軸サブリニアモータ５５と、Ｙ軸サブリニアモータ５５の駆動トルクを制御するＹ軸サーボドライバ５６と、Ｙ軸サブリニアモータ５５と並行位置に組み込まれたＹ軸エンコーダ５７と、から構成されている（図６参照）。

Ｘ軸サブテーブル２５（Ｘ軸移動テーブル）は、Ｙ軸テーブル本体５１を支持すると共にθ軸テーブル本体４１およびＹ軸テーブル本体５１を介してセットステージ２２をＸ軸方向に移動自在に構成したＸ軸テーブル本体６１と、Ｘ軸テーブル本体６１を駆動するＸ軸サーボシステム６２と、から構成されている。Ｘ軸テーブル本体６１は、Ｙ軸ベース部材５４を支持するＸ軸可動部材６３と、Ｘ軸可動部材６３をＸ軸方向に移動自在に支持するＸ軸ベース部材６４と、から構成されている。

Ｘ軸サーボシステム６２は、Ｘ軸可動部材６３とＸ軸ベース部材６４との間に配設され、Ｘ軸可動部材６３をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動リニアモータ６５と、Ｘ軸移動リニアモータ６５の駆動トルクを制御するＸ軸サーボドライバ６６と、Ｘ軸移動リニアモータ６５と並行位置に組み込まれたＸ軸エンコーダ６７と、から構成されている（図６参照）。

なお、θ軸エンコーダ４７、Ｙ軸エンコーダ５７およびＸ軸エンコーダ６７は、それぞれ、ガラススケールと、ガラススケールを読み取るセンサ（いずれも図示省略）からの信号により駆動制御されるようになっている。

次に、図６を参照して、液滴吐出装置１の主制御系について説明する。液滴吐出装置１は、ヘッドユニット４ｂ（機能液滴吐出ヘッド３１）を有する液滴吐出部７１と、Ｘ軸メインテーブル２を有し、ワークＷを各軸方向（Ｘ・Ｙ・θ）へ移動させるためのワーク移動部７２と、Ｙ軸メインテーブル３を有し、ヘッドユニット４ｂをＹ軸方向へ移動させるヘッド移動部７３と、メンテナンス装置７の各ユニットを有するメンテナンス部７４と、機能液供給装置６を有し、機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給する機能液供給部７５と、各種センサを有し、各種検出を行う検出部７６と、各部を駆動制御する各種ドライバを有する駆動部７７と、各部に接続され、液滴吐出装置１全体の制御を行う制御部（制御装置７８）と、を備えている。

制御部（制御装置７８）は、アライメント処理時や描画処理時の動作手順を制御するシーケンスコントローラ８０と、シーケンスコントローラ８０からの動作指示を受け、各リニアモータ４５，５５，６５の位置決め制御を統括する停止制御装置９０と、から構成されている。

ここで、各リニアモータ４５，５５，６５の位置決めとは、ワークＷをセットしたセットステージ２２を停止目標位置１０１との偏差であるインポジション幅１０２内へ移動させ、停止動作完了となることを指す。この位置決めの精度は、液滴吐出装置１で実施する処理の種類により異なり、例えば、アライメント処理時には、非常に高い位置決め精度が必要であるが、描画処理時には、アライメント処理時ほどの高い位置決め精度を必要としていない。一般的に、高精度な位置決め制御を行うと停止動作完了までに時間がかかるため、各種処理に応じて位置決め精度を変更することで、位置決め動作に伴う時間を適正化する必要性がある。そこで、本実施形態に係る制御装置７８では、位置決め精度に関わる設定値（パラメータ）を、ユーザがシーケンスコントローラ８０から任意に変更することができるようになっている。

シーケンスコントローラ８０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており、キーボード等の入力手段を用いてユーザからの各種パラメータの入力を受けると共に、モニタ等の出力手段により液滴吐出装置１の状態をユーザに提示する（図１参照）。
シーケンスコントローラ８０には、各手段を接続するためのインタフェース８１と、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるＲＡＭ８２と、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ８３と、ワークＷに所定の描画パターンを描画するための描画データや、各手段からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するハードディスク８４と、ＲＯＭ８３やハードディスク８４に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するＣＰＵ８６と、これらを互いに接続するバス８５と、が備えられている。

そして、シーケンスコントローラ８０は、各手段からの各種データを、インタフェース８１を介して入力すると共に、ハードディスク８４に記憶された（または、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等により順次読み出される）プログラムに従ってＣＰＵ８６に演算処理させ、その処理結果を、駆動部７７（各種ドライバ）を介して各手段に出力する。これにより、装置全体が制御され、液滴吐出装置１の各種処理が行われる。

停止制御装置９０は、シーケンスコントローラ８０のインタフェース８１を介して接続され、シーケンスコントローラ８０からの指令によりセットステージ２２の停止目標位置１０１への位置決めを行う。この位置決めは、θ軸エンコーダ４７、Ｙ軸エンコーダ５７およびＸ軸エンコーダ６７からの情報を基に、ヘッド移動ドライバ７９、θ軸サーボドライバ４６、Ｙ軸サーボドライバ５６およびＸ軸サーボドライバ６６を制御して、Ｙ軸メインリニアモータ（Ｙ軸メインテーブル３）、θ軸移動リニアモータ４５、Ｙ軸サブリニアモータ５５およびＸ軸移動リニアモータ６５を駆動制御（フルクローズ制御）する。なお、各リニアモータ４５，５５，６５の駆動制御は、３軸（Ｘ・Ｙ・θ）を同時に駆動してもよいし、１軸ずつ個別に駆動してもよい。

停止制御装置９０は、各サーボドライバ４６，５６，６６および各エンコーダ４７，５７，６７を接続するための停止制御インタフェース９１と、シーケンスコントローラ８０から入力された各種パラメータを一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用される停止制御ＲＡＭ９２と、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶する停止制御ＲＯＭ９３と、停止制御ＲＯＭ９３に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理する停止制御ＣＰＵ９４と、これらを互いに接続する停止制御バス９５と、が備えられている。

図７（ａ）に示すように、停止制御ＲＡＭ９２には、セットステージ２２の停止目標位置１０１と、セットステージ２２の停止応答の過渡状態における減衰振動動作の停止目標位置１０１との偏差であるインポジション幅１０２と、設定したインポジション幅１０２を通過する減衰振動動作の通過回数値１０３と、セットステージ２２の停止応答における制御ゲイン１０４と、通過回数をカウントした値を保持するカウンタ１０５と、が一時的に記憶保持される。なお、本実施形態では、θ軸サーボドライバ４６、Ｙ軸サーボドライバ５６およびＸ軸サーボドライバ６６に対する制御用のパラメータのみを設定しているが、ヘッドユニット４ｂをＹ軸方向へ移動させるヘッド移動部７３（ヘッド移動ドライバ７９）に対する制御用のパラメータを設定してもかまわない。

本実施形態では、各パラメータ（カウンタ１０５を除く）を、それぞれ異なる２通りのパラメータを設定することができるようになっている。これにより、例えば、高精度設定（パラメータ（１））と高速設定（パラメータ（２））との２通りの停止動作設定ができるため、移動対象物の移動パターンに応じて、目標位置への位置決め精度や位置決めにかかる時間の高低を設定することができる。なお、各パラメータの設定可能な数は、任意であり、これらの各パラメータは、ユーザがシーケンスコントローラ８０のキーボード等の入力手段を用いて任意の値を入力する。また、請求項にいう「インポジション幅設定手段」、「通過回数設定手段」および「制御ゲイン設定手段」とは、停止制御ＲＡＭ９２を指す。

なお、図７（ｂ）に示すように、各移動軸（Ｘ・Ｙ・θ）に対し、個別のパラメータを設定するようにしてもよい。各サーボシステム４２，５２，６２に対し、それぞれ個別のパラメータ（インポジション幅１０２や通過回数値１０３等）を設定することができるため、各サーボシステム４２，５２，６２を個別に制御することができる。これにより、各移動軸の移動特性に応じた位置決めを行うことができる。

停止応答の過渡状態における減衰振動動作時には、各リニアモータ４５，５５，６５（セットステージ２２）の位置は、停止目標位置１０１を中心として、正／負（＋／−）の両方向に振動しており、インポジション幅１０２は、停止目標位置１０１を中心とした正または負の位置偏差の絶対値を設定する。
通過回数値１０３には、停止動作完了（現在位置がインポジション幅１０２以内に入った）とみなすことのできる通過回数を設定する。インポジション幅１０２の通過とは、セットステージ２２の現在位置が、設定したインポジション幅１０２の正／負を越えた（通過）場合をいい、これを１回と数えて、カウンタ１０５に加算（インクリメント）して行く。
また、制御ゲイン１０４を設定することで、セットステージ２２（ワークＷ）の停止応答感度を任意に設定することができため、減衰振動動作の特性を任意に変更することができる。
なお、適切なインポジション幅１０２および適切な通過回数値１０３は、予め実験的に求めておく。

停止制御ＲＯＭ９３には、プログラムやデータ等が記憶されており、これらのプログラム等に従い、停止制御ＣＰＵ９４は、設定したインポジション幅１０２の通過回数のカウント処理や、シーケンスコントローラ８０への停止動作完了信号を出力等、各種の演算処理を行う。なお、請求項にいう、「通過回数カウント手段」および「完了信号出力手段」とは、停止制御ＲＯＭ９３に記憶されたプログラム等を指す。

ここで、図８を参照して、２つ（高精度設定および高速設定）のパラメータ設定例について説明する。この例では、高精度設定のパラメータとして、インポジション幅１０２を１．５μｍ、通過回数値１０３を１６回、と設定し、他方、高速設定のパラメータとして、インポジション幅１０２を３．５μｍ、通過回数値１０３を２回、と設定した。この場合、高精度設定では、カウンタ１０５の値が通過回数値１０３（１６回）と同値になった場合に、停止動作完了信号が発せられる（図８（ａ）参照）。同様に、高速設定では、カウンタ１０５の値が２回となった場合に、停止動作完了信号が発せられる（図８（ｂ）参照）。この例では、高精度設定時では、約２０ｍｓｅｃで停止動作完了となり、高速設定時には、約５ｍｓｅｃで停止動作完了となる。このように、減衰振動動作が、設定したインポジション幅１０２を、設定した通過回数値１０３だけ通過したことでセットステージ２２の停止動作完了とみなすことができる。

以上のように、セットステージ２２の移動パターン（高精度設定や高速設定等）に応じて、目標位置への位置決め精度の高低を設定することができる。すなわち、設定したインポジション幅１０２および通過回数値１０３の大小により、目標位置への位置決め精度の高低を設定することができる。すなわち、時間をかけても高精度な位置決めを行いたい場合には、狭いインポジション幅１０２および多くの通過回数値１０３を設定し、他方、短時間で所定の精度で位置決めを行いたい場合には、広いインポジション幅１０２および少ない通過回数値１０３を設定する。これにより、任意の時間および精度で移動対象物の停止制御を行うことができ、各リニアモータ４５，５５，６５の位置決め動作に伴う時間を適正化することができる。

上記の例では、セットステージ２２は、設定した通過回数内でインポジション幅１０２内に入っているが、設定した通過回数値１０３に達することなくインポジション幅１０２内に入った場合には、停止制御装置９０からシーケンスコントローラ８０に対し停止動作完了信号が出力される。設定した通過回数値１０３に達することなく停止動作完了の通知がなされた場合、インポジション幅１０２に対して、通過回数値１０３が大きすぎる、つまり、設定時から減衰振動動作（減衰率）が変化したものと認識することができる。これにより、例えば、ワークＷを移動させる各サーボシステム４２，５２，６２の経時的な特性変化等による、減衰振動動作（減衰率）の変化を把握することが容易になるため、インポジション幅１０２と通過回数値１０３との関係を、特性変化に応じて見直し、設定変更することができる。
同様に、通過回数値１０３に達した時にインポジション幅１０２内に入っていない場合にも、ユーザはその状態を把握することができるため、インポジション幅１０２および通過回数値１０３の設定を見直し、設定変更することができる。
なお、上記の例では、設定した通過回数になると共に、インポジション幅１０２内にも入っているが、この場合は、通過回数値１０３だけ通過したことを基にして停止動作完了信号が発せられる。

次に、図９を参照して、停止制御装置９０を用いた各サーボシステム４２，５２，６２の停止制御方法について説明する。ここでは、例として、未処理のワークＷをセットステージ２２に導入した後、アライメント処理を経て、ワークＷに対する機能液滴吐出ヘッド３１による描画処理に至る一連の動作について説明する。
この停止制御方法は、各パラメータを入力（設定）するパラメータ設定工程１１１と、減衰振動動作時の位置がインポジション幅１０２を通過した回数をカウントする通過回数カウント工程１１２と、シーケンスコントローラ８０に対し停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程１１３と、に大別される。

先ず、ユーザは、インポジション幅１０２、通過回数値１０３および制御ゲイン１０４の入力（設定）を行う（パラメータ設定工程１１１）。本実施形態では、アライメント処理用のパラメータ（高精度設定）と、描画処理用のパラメータ（高速設定）と、２種類の異なる動作特性の設定を行っている。具体的には、高精度設定として、インポジション幅１０２＝１μｍ、通過回数値１０３＝１００回、制御ゲイン１０４＝低、を設定し、他方、高速設定として、インポジション幅１０２＝１０μｍ、通過回数値１０３＝１回、制御ゲイン１０４＝高、を設定している。つまり、上述したように、描画処理時と比べて、アライメント処理時には、非常に高い位置決め精度が必要であり、且つ微小な移動距離で足りるため、インポジション幅１０２を狭く、通過回数値１０３を多く且つ制御ゲイン１０４を低く設定している。このように、２通りの停止動作設定ができるため、アライメント処理と描画処理とで、個別に適正な停止動作制御を行うことができる。なお、請求項にいう「インポジション幅設定工程」、「通過回数設定工程」および「制御ゲイン設定工程」とは、パラメータ設定工程１１１を指す。

各種パラメータの設定が終了すると、ワークＷがセットステージ２２上に給材され、シーケンスコントローラ８０は、ワークアライメントカメラ１２の撮像結果に基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向の位置補正量を算出する。
そして、シーケンスコントローラ８０から停止制御装置９０にアライメント処理用（高精度設定）の各パラメータが送信されると共に、アライメント処理の指令がなされる。停止制御装置９０は、算出された位置補正量に応じて、各サーボドライバ４６，５６，６６を介して各リニアモータ４５，５５，６５を駆動する（アライメント処理）。そして、アライメント処理用の各パラメータに基づき、減衰振動している各リニアモータ４５，５５，６５の上述した通過回数をカウントする（通過回数カウント工程１１２）。

カウンタ１０５の値が、設定した通過回数値１０３と同値になった場合（または、設定した通過回数値１０３に達することなく停止動作完了の通知があった場合）に、アライメント処理が終了したとみなし、停止制御装置９０からシーケンスコントローラ８０に対し停止動作完了信号が出力される（完了信号出力工程１１３）。

そして、カウンタ１０５がリセットされ、シーケンスコントローラ８０から停止制御装置９０に描画処理用（高速設定）の各パラメータが送られると共に、その他、各手段に描画処理の指令がなされる。停止制御装置９０は、今度は描画処理用の各パラメータに基づき、アライメント処理時と同様に、Ｘ軸サーボドライバ６６を介してＸ軸移動リニアモータ６５を駆動し、ワークＷの往動および復動の停止位置を制御する（図２において下方が往動、上方が復動）。なお、描画処理時には、Ｘ軸サーボシステム６２のみが駆動制御される。
一連の描画処理が終了するとアライメント位置（給除材位置）においてワークＷが除材される。

以上の構成によれば、減衰振動動作が、設定したインポジション幅１０２を、設定した通過回数だけ通過したことでセットステージ２２の停止動作完了とみなすことができる。また、設定した通過回数以内に、設定したインポジション幅１０２に入っていない場合、減衰振動動作（減衰率）が変化したものと認識することができ、インポジション幅１０２と通過回数との関係を、特性変化に応じて設定変更することができる。さらに、設定したインポジション幅１０２および通過回数値１０３の大小により、目標位置への位置決め精度の高低を設定することができ、位置決め動作に伴う時間を適正化することができる。

次に、第２実施形態に係る停止制御装置９０について説明する。なお、以下、第１実施形態の停止制御装置９０と異なる構成についてのみ説明する。

図１０（ａ）に示すように、第２実施形態では、第１実施形態の停止制御ＲＡＭ９２において、インポジション幅１０２の設定を省略し、且つ通過回数値１０３に代えてセットステージ２２の停止応答の過渡状態における減衰振動動作の振動回数値１０９を設定するようになっている。また、カウンタ１０５は、カウントした振動回数を保持する。

振動回数は、例えば、各サーボドライバ４６，５６，６６から取得した各リニアモータ４５，５５，６５の減衰振動に現れる、正／逆（＋／−）移動が切り替わった点（転換点）に基づき、停止制御を開始してから第１番目の転換点をゼロとし、第２番目以降の転換点を１ずつと数えてカウンタ１０５をインクリメントして行く（図１０（ｂ）のＡおよびＢ）。ただし、転換点と転換点との時間を考慮し、所定の時間内に生じた転換点のみ有効にカウントする。なお、停止動作完了とみなせる振動回数は、予め実験的に求めておく。また、請求項にいう「振動回数設定手段」とは、停止制御ＲＡＭ９２を指す。

第２実施形態では、減衰振動動作の振動回数をカウントするプログラム（請求項にいう「振動回数カウント手段」）が停止制御ＲＯＭ９３に記憶されており、設定した各パラメータに基づき、減衰振動している各リニアモータ４５，５５，６５の振動回数をカウントして行く（振動回数カウント工程）。また、減衰振動動作の振動回数をカウントし、カウンタ１０５の値が、設定した振動回数値１０９に達した場合に、セットステージ２２の停止動作完了とみなして、停止動作完了信号をシーケンスコントローラ８０に返す。なお、請求項にいう「振動回数設定工程」および「制御ゲイン設定工程」とは、パラメータ設定工程１１１を指す。

以上の構成によれば、減衰振動動作の振動回数をカウントするのみでセットステージ２２の停止動作完了とみなすことができる。また、設定した振動回数の大小により、目標位置への位置決め精度の高低を設定することができ、各サーボシステム４２，５２，６２の位置決め動作に伴う時間を適正化することができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の側面図である。 機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図（ａ）および機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図（ｂ）である。 吸着テーブルの外観斜視図である。 液滴吐出装置の主制御系について説明したブロック図である。 停止制御装置の停止制御ＲＡＭの概念図である。 パラメータ設定例についての説明図である。 各サーボシステムの停止制御方法のフローチャートである。 第２実施形態に係る停止制御装置の停止制御ＲＡＭの概念図（ａ）および減衰振動の転換点の説明図（ｂ）である。

符号の説明

１：液滴吐出装置、２２：セットステージ、２３：θ軸移動テーブル、２４：Ｙ軸サブテーブル、２５：Ｘ軸サブテーブル、３１：機能液滴吐出ヘッド、４１：θ軸テーブル本体、４２：θ軸サーボシステム、４５：θ軸移動リニアモータ、５１：Ｙ軸テーブル本体、５２：Ｙ軸サーボシステム、５５：Ｙ軸サブリニアモータ、６１：Ｘ軸テーブル本体、６２：Ｘ軸サーボシステム、６５：Ｘ軸移動リニアモータ、８０：シーケンスコントローラ、９０：停止制御装置、９２：停止制御ＲＡＭ、１０２：インポジション幅、１０３：通過回数値、１０４：制御ゲイン、Ｗ：ワーク

Claims (11)

1. シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御方法であって、
   前記移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、前記インポジション幅を設定するインポジション幅設定工程と、
   設定した前記インポジション幅を通過する前記減衰振動動作の通過回数を設定する通過回数設定工程と、
   前記通過回数をカウントする通過回数カウント工程と、
   カウントした前記通過回数が、設定した前記通過回数になったときに、前記シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程と、を備えたことを特徴とするサーボシステムの停止制御方法。
2. 前記インポジション幅および前記通過回数は、前記移動対象物の移動動作毎に設定可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーボシステムの停止制御方法。
3. 前記移動対象物の前記停止応答における制御ゲインを設定する制御ゲイン設定工程を、更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のサーボシステムの停止制御方法。
4. シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御方法であって、
   前記移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、停止動作完了のタイミングを前記減衰振動動作の振動回数で設定する振動回数設定工程と、
   前記減衰振動動作の前記振動回数をカウントする振動回数カウント工程と、
   カウントした前記振動回数が設定した前記振動回数になったときに、前記シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力工程と、を備えたことを特徴とするサーボシステムの停止制御方法。
5. シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御装置であって、
   前記移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、前記インポジション幅を設定するインポジション幅設定手段と、
   設定したインポジション幅を通過する前記減衰振動動作の通過回数を設定する通過回数設定手段と、
   前記通過回数をカウントする通過回数カウント手段と、
   カウントした前記通過回数が、設定した前記通過回数になったときに、前記シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力手段と、を備えたことを特徴とするサーボシステムの停止制御装置。
6. 前記インポジション幅および前記通過回数は、前記移動対象物の移動動作毎に設定可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のサーボシステムの停止制御装置。
7. 前記移動対象物の前記停止応答における制御ゲインを設定する制御ゲイン設定手段を、更に備えたことを特徴とする請求項５または６に記載のサーボシステムの停止制御装置。
8. シーケンスコントローラからの指令により、移動対象物を、目標位置での偏差であるインポジション幅内に停止させるサーボシステムの停止制御装置であって、
   前記移動対象物の停止応答の過渡状態における減衰振動動作に対し、停止動作完了のタイミングを前記減衰振動動作の振動回数で設定する振動回数設定手段と、
   前記減衰振動動作の前記振動回数をカウントする振動回数カウント手段と、
   カウントした前記振動回数が設定した前記振動回数になったときに、前記シーケンスコントローラに停止動作完了信号を出力する完了信号出力手段と、を備えたことを特徴とするサーボシステムの停止制御装置。
9. 前記移動対象物が複数の移動軸によりそれぞれ移動自在に構成されると共に、前記複数の移動軸が複数の前記サーボシステムにより駆動され、
   前記各サーボシステムが、それぞれ前記インポジション幅設定手段、前記通過回数設定手段、前記通過回数カウント手段および前記完了信号出力手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載のサーボシステムの停止制御装置。
10. ワークがセットされたセットステージを移動させて前記ワークのアライメントを行った後、前記セットステージを介して前記ワークを移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて前記ワークに描画を行う機能液滴吐出装置であって、
    前記セットステージを支持すると共に前記セットステージをθ軸方向に移動自在に構成したθ軸テーブル本体、および前記θ軸テーブル本体を駆動するθ軸サーボシステムから成るθ軸移動テーブルと、
    前記θ軸テーブル本体を支持すると共に前記θ軸テーブル本体を介して前記セットステージをＹ軸方向に移動自在に構成したＹ軸テーブル本体、および前記Ｙ軸テーブル本体を駆動するＹ軸サーボシステムから成るＹ軸移動テーブルと、
    前記Ｙ軸テーブル本体を支持すると共に前記θ軸テーブル本体および前記Ｙ軸テーブル本体を介して前記セットステージをＸ軸方向に移動自在に構成したＸ軸テーブル本体、および前記Ｘ軸テーブル本体を駆動するＸ軸サーボシステムから成るＸ軸移動テーブルと、
    前記θ軸サーボシステム、前記Ｙ軸サーボシステムおよび前記Ｘ軸サーボシステムを統括制御するシーケンスコントローラと、
    前記セットステージを前記移動対象物とし、前記θ軸テーブル本体、前記Ｙ軸テーブル本体および前記Ｘ軸テーブル本体を前記複数の移動軸とし、前記θ軸サーボシステム、前記Ｙ軸サーボシステムおよび前記Ｘ軸サーボシステムを前記複数のサーボシステムとする、請求項９に記載のサーボシステムの停止制御装置と、を備えたことを特徴とする機能液滴吐出装置。
11. 前記ワークのアライメントを行うときには、前記θ軸サーボシステム、前記Ｙ軸サーボシステムおよび前記Ｘ軸サーボシステムを駆動し、
    前記ワークに描画を行なうときには、前記Ｘ軸サーボシステムのみを駆動することを特徴とする請求項１０に記載の機能液滴吐出装置。

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