(57)【要約】【課題】ワークをエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御可能とし、エネルギ線によりワークに高精度な処理を行えるようにした自律型のエネルギ線照射による処理装置および方法を提供する。【解決手段】位置決めカメラによって保持装置に保持されたワークの保持装置に対する位置ずれ量を検出し、制御装置は処理データを位置ずれ量だけ補正してステージ装置を作動させ、保持装置をエネルギ線照射装置に対して移動させるので、保持装置に保持されたワークがエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御され、ワークの正確な位置および範囲にエネルギ線を照射して高精度な処理を行うことができる。【選択図】  図１
2008140566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動平面内で互いに直角な第１軸、第２軸方向および前記移動平面と直角な第３軸方向に直線駆動可能に基台に装架されたテーブルと、該テーブルに前記第１軸または第２軸と平行な第４軸回りに回転駆動可能に支承された第１回転体と、該第１回転体に前記第４軸と直角な第５軸回りに回転駆動可能に支承された第２回転体とを備えたステージ装置と、
前記ステージ装置の前記第２回転体に装着され前記第５軸と直角な平面内でワークを保持する保持装置と、
前記基台に設けられ前記保持装置に対する前記ワークの位置ずれを検出するために前記保持装置に保持されたワークを撮影する位置決めカメラと、
前記基台に装着され前記保持装置に保持されたワークにエネルギ線を照射して処理を行うエネルギ線照射装置と、
前記ワークに前記エネルギ照射装置により照射作業を行うための制御データが入力装置から入力されるとともに、前記保持装置に保持されたワークが、位置決めカメラ、エネルギ線照射装置と対向するようにステージ装置を動作させる制御装置と、
を備えたことを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記基台に設けられ前記保持装置に保持されたワーク表面の定義点の位置情報を取得するためのワーク表面定義点検出装置および前記保持装置に保持されたワーク表面への前記エネルギ線照射装置による処理に関する情報を取得するために該ワークの表面を撮影する表面撮影カメラのうち少なくとも１つが前記基台に設けられていることを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ワーク表面定義点検出装置および前記表面撮影カメラのうち少なくとも１つと、前記位置決めカメラと、前記エネルギ線照射装置とが、前記基台に前記第１軸方向に配設されていることを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記エネルギ線照射装置がプラズマ照射装置であることを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記保持装置は電気絶縁した状態で前記ワークを保持し、前記ワークと前記プラズマ照射装置の電極との間にバイアス電圧の印加を可能とすることを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記ステージ装置と、前記プラズマ照射装置と、前記位置決めカメラと、ワーク表面定義点検出装置および表面撮影カメラのうち少なくとも１つとが、気密性を有するカバー内に収納され、該カバーの内部は、前記プラズマ照射装置のプラズマ発生ノズルを覆うフードの底部に連結されたパイプによって排気処理装置に連通されていることを特徴とするエネルギ線照射による処理装置。
【請求項７】
移動平面内で互いに直角な第１軸、第２軸方向および前記移動平面と直角な第３軸方向に直線駆動可能に基台に装架されたテーブルと、該テーブルに前記第１軸または第２軸と平行な第４軸回りに回転駆動可能に支承された第１回転体と、該第１回転体に前記第４軸と直角な第５軸回りに回転駆動可能に支承された第２回転体とを備えたステージ装置と、
前記ステージ装置の前記第２回転体に装着され前記第５軸と直角な平面内でワークを保持する保持装置と、
前記基台に設けられ前記保持装置に対する前記ワークの位置ずれを検出するために前記保持装置に保持されたワークを撮影する位置決めカメラと、
前記基台に設けられ前記保持装置に保持されたワーク表面への前記エネルギ線照射装置による処理に関する情報を取得するために該ワークの表面を撮影する表面撮影カメラと、
前記基台に装着され前記保持装置に保持されたワークにエネルギ線を照射して処理を行うエネルギ線照射装置と、を備え、
前記表面撮影カメラにより撮影された画像情報を処理することによって得られた情報に基づいて再照射が必要か否かを判断する判断工程と、
再照射が必要と判断された場合は、再照射部分の位置、面積、前記再照射部分の前記エネルギ線に対する相対速度、前記エネルギ線の照射強度および照射量から成る適正パラメータを選択するパラメータ選択工程と、
前記適正パラメータに基づいてエネルギ線照射を実施する再照射工程と、を含み、
前記判断工程で再照射が不要と判断されるまで、前記判断工程と、前記パラメータ選択工程と、前記再照射工程とを繰り返すことを特徴とするエネルギ線照射による処理方法。
【請求項８】
請求項７において、前記判断工程と、前記パラメータ選択工程と、前記再照射工程との繰返し作業を、前記ワークの表面性状に応じて設定された基準回数だけ繰り返した結果、照射効果が現れないものと前記判断工程で判断した場合は、前記繰返し作業を中止してエラー停止とする工程を含むことを特徴とするエネルギ線照射による処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ線照射装置から照射されるエネルギ線によってワーク表面にクリーニング、成膜、改質、エッチング、加工などの各種処理を行うエネルギ線照射装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動可能なテーブル上にワークを取り付け、Ｚ軸方向に移動可能な昇降台に、互いに直角な３軸線回りに回転可能リスト機構の基部を固定し、先端部に設けられたフランジにプラズマ照射装置が取り付けられたプラズマ処理装置が記載されている。このプラズマ処理装置では、ステージコントローラの制御により、プラズマ照射装置とワークとが、テーブル、昇降台によって直交３軸方向に相対移動されるとともに、リスト機構により相対回転されることにより、ワークの処理部位がプラズマ照射装置と対向されて所望相対移動され処理部位に必要な処理が施されるようになっている。
【０００３】
成型時に残る金型（ワーク）の汚れを除去する装置として、金型の全体像を撮像する第１ＣＣＤカメラが固定部に設置され、金型の処理領域を撮像する第２ＣＣＤカメラがフランジに取り付けられている。第１ＣＣＤカメラにより金型の全体像が撮像されて、この画像の画像解析によって汚れている領域が特定される。そして、第２ＣＣＤカメラにより汚れている領域の詳細な画像を撮像して、その領域において、プラズマ照射装置を走査、姿勢制御している。この動作により、その領域の汚れが、フッ素を含むガスプラズマから得られるフッ素ラジカルにより除去される。
【特許文献１】特開２００６−３０２６５２号公報（段落〔００４２〕〜〔００４９〕、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のプラズマ処理装置では、ワークの処理部位に必要な処理を行うためにワークとプラズマ照射装置とを相対移動させるためのプログラムをプラズマ処理装置から離れた場所で別途作成し、ステージコントローラに読み込ませる必要がある。この場合、テーブル上へのワークの取付け位置に誤差があると、プラズマ処理装置から離れた場所で別途作成したプログラムでは、プラズマ照射装置をワークに対して正確に走査、姿勢制御できない。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ワークをエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御可能とし、エネルギ線によりワークに高精度な処理を行えるようにした自律型のエネルギ線照射による処理装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、移動平面内で互いに直角な第１軸、第２軸方向および前記移動平面と直角な第３軸方向に直線駆動可能に基台に装架されたテーブルと、該テーブルに前記第１軸または第２軸と平行な第４軸回りに回転駆動可能に支承された第１回転体と、該第１回転体に前記第４軸と直角な第５軸回りに回転駆動可能に支承された第２回転体と、前記第２回転体に装着され前記第５軸と直角な平面内でワークを保持する保持装置とを備えたステージ装置と、前記基台に設けられ前記保持装置に対する前記ワークの位置ずれを検出するために前記保持装置に保持されたワークを撮影する位置決めカメラと、前記基台に装着され前記保持装置に保持されたワークにエネルギ線を照射して処理を行うエネルギ線照射装置と、前記ワークに前記エネルギ線照射装置により照射作業を行うための制御データが入力装置から入力されるともに、前記保持装置に保持されたワークが、位置決めカメラ、エネルギ線照射装置と対向するようにステージ装置を動作させる制御装置と、を備えたことである。
【０００７】
請求項２に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、請求項１において、前記基台に設けられ前記保持装置に保持されたワーク表面の定義点の位置情報を取得するためのワーク表面定義点検出装置および前記保持装置に保持されたワーク表面への前記エネルギ線照射装置による処理に関する情報を取得するために該ワークの表面を撮影する表面撮影カメラのうち少なくとも１つが前記基台に設けられていることである。
【０００８】
請求項３に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、請求項２において、前記ワーク表面定義点検出装置および前記表面撮影カメラのうち少なくとも１つと、前記位置決めカメラと、前記エネルギ線照射装置とが、前記基台に前記第１軸方向に配設されていることである。
【０００９】
請求項４に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記エネルギ線照射装置がプラズマ照射装置であることである。
【００１０】
請求項５に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、請求項４において、前記保持装置は電気絶縁した状態で前記ワークを保持し、前記ワークと前記プラズマ照射装置の電極との間にバイアス電圧の印加を可能とすることである。
【００１１】
請求項６に係るエネルギ線照射による処理装置の構成上の特徴は、請求項４又は５において、前記ステージ装置と、前記プラズマ照射装置と、前記位置決めカメラと、ワーク表面定義点検出装置および表面撮影カメラのうち少なくとも１つとが、気密性を有するカバー内に収納され、該カバーの内部は、前記プラズマ照射装置のプラズマ発生ノズルを覆うフードの底部に連結されたパイプによって排気処理装置に連通されていることである。
【００１２】
請求項７に係るエネルギ線照射による処理方法の構成上の特徴は、移動平面内で互いに直角な第１軸、第２軸方向および前記移動平面と直角な第３軸方向に直線駆動可能に基台に装架されたテーブルと、該テーブルに前記第１軸または第２軸と平行な第４軸回りに回転駆動可能に支承された第１回転体と、該第１回転体に前記第４軸と直角な第５軸回りに回転駆動可能に支承された第２回転体と、前記第２回転体に装着され前記第５軸と直角な平面内でワークを保持する保持装置とを備えたステージ装置と、前記基台に設けられ前記保持装置に対する前記ワークの位置ずれを検出するために前記保持装置に保持されたワークを撮影する位置決めカメラと、前記基台に設けられ前記保持装置に保持されたワーク表面への前記エネルギ線照射装置による処理に関する情報を取得するために該ワークの表面を撮影する表面撮影カメラと、前記基台に装着され前記保持装置に保持されたワークにエネルギ線を照射して処理を行うエネルギ線照射装置と、を備え、前記表面撮影カメラにより撮影された画像情報を処理することによって得られた情報に基づいて再照射が必要か否かを判断する判断工程と、再照射が必要と判断された場合は、再照射部分の位置、面積、前記再照射部分の前記エネルギ線に対する相対速度、前記エネルギ線の照射強度および照射量から成る適正パラメータを選択するパラメータ選択工程と、前記適正パラメータに基づいてエネルギ線照射を実施する再照射工程と、を含み、前記判断工程で再照射が不要と判断されるまで、前記判断工程と、前記パラメータ選択工程と、前記再照射工程とを繰り返すことである。
【００１３】
請求項８に係るエネルギ線照射による処理方法の構成上の特徴は、請求項７において、前記判断工程と、前記パラメータ選択工程と、前記再照射工程との繰返し作業を、前記ワークの表面性状に応じて設定された基準回数だけ繰り返した結果、照射効果が現れないものと前記判断工程で判断した場合は、前記繰返し作業を中止してエラー停止とする工程を含むことである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係るエネルギ線照射による処理装置では、位置決めカメラによって保持装置に保持されたワークの保持装置に対する位置ずれ量を検出し、制御装置は処理データを位置ずれ量だけ補正してステージ装置を作動させ、保持装置をエネルギ線照射装置に対して移動させるので、保持装置に保持されたワークがエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御され、ワークの正確な位置および範囲にエネルギ線を照射して高精度な処理を行うことができる。
【００１５】
請求項２に係るエネルギ線照射による処理装置においては、保持装置に保持されたワークの処理面の定義点の位置情報を取得するためのワーク表面定義点検出装置および保持装置に保持されたワーク表面へのエネルギ線照射装置による処理に関する情報を取得するために該ワークの表面を撮影する表面撮影カメラのうち少なくとも１つが基台に設けられている。
【００１６】
ワーク表面定義点検出装置が設けられた場合、ティーチングを行うために、原位置に位置する保持装置に保持された基準となるワークの保持装置に対する基準位置ずれ量が位置決めカメラで撮影されたワークの画像情報から検出される。ワークの処理面の定義点がワーク表面定義点検出装置と対向するようにステージ装置を作動させて保持装置を検出位置に位置決めし、検出位置情報を順次取得して制御装置の記憶装置に記憶させる。ティーチング終了後のワークについては、原位置に位置する保持装置に対する位置ずれ量が位置決めカメラで撮影されたワークの画像情報から検出される。ステージ装置によって保持装置が、今回の位置ずれ量と基準位置ずれ量との差だけ補正した複数の検出位置に順次位置決めされ、各検出位置において各定義点がワーク表面定義点検出装置によって検出される。各定義点が検出されたときのステージ装置の第１軸乃至第５軸の位置が複数の定義点の位置情報として取得される。複数の定義点の位置情報に基づいて処理面が定義され、該処理面をエネルギ線で処理する処理データが作成される。制御装置はこの処理データに基づいてステージ装置を作動させ、保持装置をエネルギ線照射装置に対して移動させるので、保持装置に保持されたワークがエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御され、ワークの正確な位置および領域にエネルギ線を照射して高精度な処理を行うことができる。
【００１７】
ワークの表面を撮影する表面撮影カメラが設けられた場合は、ティーチングを行うために、原位置に位置する保持装置に保持された基準となるワークの保持装置に対する基準位置ずれ量が、位置決めカメラで撮影されたワークの画像情報から検出される。保持装置に保持された基準ワークの表面の撮影したい箇所が、表面撮影カメラと対向するようにステージ装置を作動させて保持装置を表面撮影位置に位置決めし、そのときのステージ装置の第１軸乃至第５軸の位置が表面撮影位置情報として取得される。ティーチング終了後は、原位置に位置する保持装置に対するワークの位置ずれ量が位置決めカメラで撮影されたワークの画像情報から検出される。ステージ装置によって保持装置が、表面撮影位置情報を今回の位置ずれ量と基準位置ずれ量との差だけ補正した補正表面撮影位置情報に基づいて補正表面撮影位置に位置決めされる。補正表面撮影位置で表面撮影カメラによって撮影されたワーク表面の画像情報に基づいてエネルギ線照射装置による処理が必要な処理領域のデータが作成される。この処理領域データに基づいてエネルギ線照射装置から照射されるエネルギ線で処理領域を処理する処理データが作成される。制御装置はこの処理データに基づいてステージ装置を作動させ、保持装置をエネルギ線照射装置に対して移動させるので、保持装置に保持されたワークがエネルギ線照射装置に対して正確に位置制御され、ワークの正確な位置および領域にエネルギ線を照射して高精度な処理を行うことができる。
【００１８】
請求項３に係るエネルギ線照射による処理装置においては、ワーク表面処理点検出装置および表面撮影カメラのうち少なくとも１つと、位置決めカメラと、エネルギ線照射装置とが、基台に第１軸方向に配設されているので、ワークを保持する保持装置をステージ装置によって主として第１軸方向に移動させるだけで、ワークをワーク表面定義点検出装置および表面撮影カメラの少なくとも一方、位置決めカメラ、エネルギ線照射装置に操作性が良い状態で対向させることができ、装置を小型化することができる。
【００１９】
請求項４に係るエネルギ線照射による処理装置においては、エネルギ線照射装置がプラズマ照射装置であるので、物質の表面をクリーニング、改質、成膜、エッチング、加工等の種々の処理を行うことができる。
【００２０】
請求項５に係るエネルギ線照射による処理装置においては、保持装置は電気絶縁した状態でワークを保持し、ワークとプラズマ照射装置の電極との間にバイアス電圧の印加が可能である。バイアス電圧を印加した場合、プラズマを電極間からワークまで引き出すことができるので、イオンの効果を利用できるばかりでなく、ワークの直上でプラズマが生成されるため、中性ラジカルを多量に供給することができて処理能力を向上することができる。
【００２１】
請求項６に係るエネルギ線照射による処理装置によれば、ステージ装置と、プラズマ照射装置と、位置決めカメラと、ワーク表面定義点検出装置および表面撮影カメラのうち少なくとも１つとが、気密性を有するカバー内に収納されている。例えば、プラズマＣＶＭ（Chemical Vaporization Machining）法を用いてワークの表面をクリーニングするために、フッ素ラジカルをワークの表面原子と化学反応させて異物を揮発性のフッ化物に変えて蒸発させると、有害なフッ化水素が発生する。ステージ装置、プラズマ照射装置等は気密性を有するカバー内に収納され、該カバーの内部は、プラズマ照射装置のプラズマ発生ノズルを覆うフードの底部に連結されたパイプによって排気処理装置に連通されているので、発生したフッ化水素は、カバー内部に滞留することなくフードに案内されて排気処理装置に送出されて処理され、環境を汚染することがない。
【００２２】
請求項７に係るエネルギ線照射による処理方法においては、表面撮影カメラによって撮影された処理後のワーク表面の撮影箇所の画像情報を処理することによって得られた情報に基づいて再照射が必要か否かを判断し、再照射が必要と判断された場合は、再照射部分の位置、面積、再照射部分のエネルギ線に対する相対速度、エネルギ線の照射強度および照射量から成る適正パラメータを選択し、該適正パラメータに基づくエネルギ線照射を再照射が不要と判断されるまで、繰り返すので、エネルギ線によりワークに高精度な処理を行うことができる自律型のエネルギ線照射による処理方法を提供することができる。
【００２３】
請求項８に係るエネルギ線照射による処理方法においては、エネルギ線の再照射作業を基準回数だけ繰り返しても、照射効果が現れない場合は、繰返し作業を中止してエラー停止とするので、必要以上に繰り返し作業を行うことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るエネルギ線による処理装置および方法を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、エネルギ線による処理装置の一例であるプラズマ処理装置１０は、ステージ装置１１が基台１２上に装架されるとともに、ステージ装置１１の上方で水平方向に延在する横桁１４を備えた支持台１３がその３本の脚部１５で基台１２上に固定されている。横桁１４には、位置決めカメラ１６、ワーク表面定義点検出装置１７、表面撮影カメラ１８、プラズマ照射装置１９がＸ軸方向に固定されている。さらに、横桁１４には、プラズマ照射装置１９のプラズマ発生ノズル２０を覆うフード２１が固定され、フード２１の底部にはパイプによって後述する排気処理装置に連通さる一対の吸気口２２が開口している。
【００２５】
図２に示すように、ステージ装置１１は、移動平面内で互いに直角なＸ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）方向および移動平面と直角なＺ軸（第３軸）方向に直線駆動可能に基台１２に装架されたテーブルを有する。即ち、Ｘ軸テーブル２６は基台１２上に水平に固定されたガイド２７に第１軸方向に摺動可能に装架され、基台１２に固定されたＸ軸モータ２８で回転駆動されるボールねじによってＸ軸方向に移動される。Ｙ軸テーブル３０はＸ軸テーブル２６上に水平に固定されたガイド３１にＹ軸方向に摺動可能に装架され、Ｘ軸テーブル２６に固定されたＹ軸モータ３２で回転駆動されるボールねじによってＹ軸方向に移動される。Ｙ軸テーブル３０上にはコラム３４が立設され、コラム３４の正面に上下方向に固定されたガイドにＺ軸テーブル３６がＺ軸方向に摺動可能に装架され、コラム３４に固定されたＺ軸モータ３７で回転駆動されるボールねじによってＺ軸方向に移動される。
【００２６】
Ｚ軸テーブル３６には第１回転体３８がＸ軸と平行な第４軸回りに回転可能に支承され、Ｚ軸テーブル３６に固定されたθ１軸モータ３９により減速機構を介して回転駆動される。第１回転体３８には第２回転体４０が第４軸と直角な第５軸回りに回転可能に支承され、第１回転体３８に固定されたθ２軸モータ第４１により減速機構を介して回転駆動される。第２回転体４０の先端には５軸と直角な平面内でワークＷを保持する保持装置４３が装着されている。
【００２７】
図３に示すように、例えば、通常の三つ爪チャック４３が保持装置として第２回転体４０の先端面に固定されている。４５はプラズマ照射装置１９のプラズマを生成するための電極に交流電源を介して接続された被覆電線で、外部から第１回転３８の後端部内に導入され、第２回転体４０の回転を許容するように第２回転体４０をルーズに取り巻いた後に第２回転体４０の回転軸線に沿って配線され、先端部外周面から外方に導出されて三つ爪チャック４３の各爪４４の電極４６に接続されている。これにより、三つ爪チャック４３に電気的に絶縁した状態で把持したワークＷに電極４６を当接させることにより、ワークＷとプラズマ照射装置１９の電極との間にバイアス電圧を印加することができる。
【００２８】
図４、図７に示すように、制御装置４８の一部をなす画像処理装置４９は、原位置に位置決めされた三つ爪チャック４３に把持されたワークＷの三つ爪チャック４３に対する位置ずれ量を、位置決めカメラ１６によって撮影されたワークＷの画像データに基づいて検出する。平面光源４７の下方には、ワークＷが平面光源４７と干渉することを防止するための干渉検出センサ５０が設けられている。干渉検出センサ５０は光源とこれに対向する受光素子とから構成され、光源から発せられる光がワークＷによって遮られて受光素子に到達しないときにワークＷが平面光源４７異常接近したことを検知してステージ装置１１を異常停止させる。
【００２９】
図５に示すように、ワーク表面定義点検出装置１７は、先端にタッチプローブ５１が設けられた検出部５２と横桁１４に固定された基部５３を備え、処理データを作成するために、ワークＷの処理面の定義点を検出する時は、検出部５２が検出位置に下降される。ワーク表面の定義点が検出位置に下降された検出部５２のタッチプローブ５１と接触して微少量移動させるように、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を低速度で移動させる。タッチプローブ５１が微少量移動されて接触信号が送出されたときの三つ爪チャック４３の位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置が各軸用の位置検出装置、例えばリニアスケールによって検出され、第１、第２回転体３８，４０の回転位置が、例えばロータリエンコーダによって検出され、これら移動位置および回転位置がワークＷの処理面の定義点位置情報として制御装置４８の一部をなすモーションコントローラ５４の記憶装置に記憶される。モーションコントローラ５４は、ワークＷの処理面の複数の定義点位置情報に基づいて処理面を定義し、該処理面をプラズマ照射装置１９から照射されるプラズマによって処理する処理データを作成する。
【００３０】
検出部５２には、ワークＷが検出部５２の先端部と干渉することを防止するために干渉センサ５５の検知部５６がタッチプローブ５１を取り囲むように設けられている。検知部５６がワークＷに接触して振動すると、検知部５６に接続された振動検出センサは、ワークＷが検出部５２の先端に異常接近したことを検知してステージ装置１１を異常停止させる。検知部５６の直径は、プラズマ照射装置１９のプラズマ発生ノズル２０の直径とほぼ同じであるので、ワークＷが検知部５６に接触することなくタッチプローブ５１によって検出された定義点に基づいて作成された処理データにより、ワークＷをプラズマ発生ノズル２０に対して移動させても、ワークＷがプラズマ発生ノズル２０の先端部と干渉することはない。
【００３１】
図１に示すように、支持台１３の横桁１４に表面撮影カメラ１８がワーク表面定義点検出装置１７と隣接して固定されている。表面撮影カメラ１８の下方には、発光素子がリング状に配置されたリング光源５７が配置され、三つ爪チャック４３によって把持されてステージ装置１１により表面撮影カメラ１８と対向されたワークＷを照射する。例えば、撮影画像からワーク表面に付着した汚れを検出する場合、リング光源５７は、発生する光がワークＷの表面に付着した汚れを浮き出させるものを使用するとよい。ワークＷからの反射光はリング光源５７の中央穴を通過して表面撮影カメラ１８に入射し、ワークＷの撮影したい箇所が撮影される。ワーク表面定義点検出装置１７および表面撮影カメラ１８は、必ず両者を設ける必要はなく、少なくとも一方を横桁１４に取り付ければよい。
【００３２】
横桁１４には、プラズマ照射装置１９が表面撮影カメラ１８と隣接して取り付けられ、プラズマ照射装置１９の下端にはプラズマ発生ノズル２０が下方に向けて突設されている。プラズマ照射装置１９としては、例えば、特開２００６−３０２６５２号公報に記載されているものを使用する。このプラズマ照射装置１９は、図６に示すように、プラズマ材料ガスの通路６０が形成された絶縁体の分離部材５８の外側に一対の電極５９が対向して固定されている。一対の電極５９の各先端部は互いに接近する対向面に形成され、分離部材５８の先端部は一対の電極５９の対向面の両側面を閉鎖するように突出している。これにより、一対の電極５９の対向面と分離部材５８の突出部とによってプラズマ材料ガス流路６０の先端部が形成されている。一対の電極５９の各対向面には、幅および深さが０．５ｍｍの凹部６１が２個形成されている。一対の電極５９をプラズマ発生ユニット電源６２に接続して電圧を印加した状態で、ガス流路６０にプラズマ材料ガスを流すと、一対の電極５９のうち負電位が印加された側の凹部６１において、ホローカソード放電により放出された電子がガスに衝突してプラズマが高密度に発生する。この放電により発生したプラズマはガス流に乗って開口部から照射される。一対の電極５９の先端部分がプラズマ発生ノズル２０を構成している。前述のようにプラズマ照射装置１９の電極５９と三つ爪チャック４３に把持されたワークＷとを被覆電線４５で交流電源６４に接続して電圧を印加すると、プラズマをワークＷまで引き出すことができる。
【００３３】
プラズマ照射によってワークＷに親水化処理をするには、プラズマ材料ガスとして窒素、酸素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、大気の少なくとも１種からなるガスを用いるのが望ましい。プラズマ照射によってワークＷの表面のクリーニング、エッチング、加工等の処理を行うには、プラズマ材料ガスとしてフッ化炭素系（ＣｘＦｙ）、フッ化水素化炭素系（ＣｘＨｙＦｚ）のガスを用いるのが望ましい。
【００３４】
図７に示すように、基台１２、ステージ装置１１、支持台１３、位置決めカメラ１６、ワーク表面定義点検出装置１７、表面撮影カメラ１８、プラズマ照射装置１９およびフード２１は、気密性を有するカバー６５内に収納されて装置本体６６を構成している。プラズマ照射装置１９のプラズマ発生ノズル２０を覆うフード２１の底部に開口する一対の吸気口２２がパイプ６７に連結され、このパイプ６７が、カバー６５の外部で装置本体６６の背後に設置された排気処理装置６８に接続されている。
【００３５】
装置本体６６の背後には、プラズマ照射装置１９の一対の電極５９間に交流電圧を印加するためのプラズマ発生ユニット電源６２が設置されている。７０は装置本体６６の横に設置された制御箱で、制御装置４８を構成するモーションコントローラ５４、プログラマブルコントローラ７１、画像処理装置４９を収納し、前面に制御装置４８の操作画面７２が設けられている。さらに、各種プラズマ材料ガスを収納するガスボンベ７３が装置本体６６の背面の近傍に設置され、ガスボンベ７３はプラズマ照射装置１９のガス流路６０にパイプで連通される。
【００３６】
次に、上記のように構成したプラズマ処理装置１０によってセラミック製品を成型するための型７４をワークＷとしてクリーニングする場合について説明する。先ず、図８に示すティーチングを行うために、基準となる型７４を三つ爪チャック４３に爪４４で把持させる。ステージ装置１１をモーションコントローラ５４によって各個運転で作動させ、型７４の正面が位置決めカメラ１６と対向するように三つ爪チャック４３を原位置に位置決めし、この原位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置、及び第１、第２回転体３８，４０の回転位置をモーションコントローラ５４の記憶装置に原位置情報として記憶させる（Ｓ１）。位置決めカメラ１６によって型７４を撮影し（Ｓ２）、その画像情報を画像処理装置４９に取り込む。画像処理装置４９によって操作画面７２に表示された型７４の特徴部分、例えば、２個の穴を画像上で指定すると（図９参照）、画像処理装置４９はその明暗差で２個の穴を検出し、これら２個の穴の位置に基づいて位置決めカメラ１６のカメラ光軸に対する型７４の基準位置ずれ量、即ちＸ軸、Ｙ軸方向のずれ量およびＸ軸に対する傾き量を演算し（Ｓ３）、モーションコントローラ５４に送る。
【００３７】
ステージ装置１１をモーションコントローラ５４によって各個運転で作動させ、三つ爪チャック４３に保持された基準となる型７４の撮影したい正面全体の表面が表面撮影カメラ１８と対向するように、三つ爪チャック４３を表面撮影位置に位置決めし（Ｓ４）、この表面撮影位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置、及び第１、第２回転体３８，４０の回転位置を表面撮影位置情報としてモーションコントローラ５４の記憶装置に記憶させる（Ｓ５）。
【００３８】
なお、ワークＷが立体で複数の面の表面を撮影したい場合は、撮影したい各表面が表面撮影カメラ１８と順次対向するように、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を表面撮影位置に位置決めし、各表面撮影位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置、及び第１、第２回転体３８，４０の回転位置をモーションコントローラ５４の記憶装置に複数の表面撮影位置情報として記憶させるようにするとよい。
【００３９】
ティーチング終了後は、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、処理する型７４を三つ爪チャック４３に把持させて起動すると（Ｓ１１）、モーションコントローラ５４は、後述するクリーニングの繰返し回数Ｎを計数するカウンタをリセットする等の初期化を行い（Ｓ１２）、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を原位置に位置決めする（Ｓ１３）。プログラマブルコントローラ７１からの指令で、位置決めカメラ１６は型７４の正面を撮影し（Ｓ１４）、その画像情報を画像処理装置４９に送る。画像処理装置４９は、画像の明暗差で２個穴７７を検出し、２個の穴７７の位置に基づいて位置決めカメラ１６のカメラ光軸に対する型７４の位置ずれ量、即ちＸ軸、Ｙ軸方向のずれ量およびＸ軸に対する傾き量を演算し（Ｓ１５）、モーションコントローラ５４に送る。
【００４０】
モーションコントローラ５４は、ステージ装置１１を作動させて、今回の位置ずれ量と基準位置ずれ量との差だけ補正した補正表面撮影位置に三つ爪チャック４３を位置決めする（Ｓ１６）。プログラマブルコントローラ７１からの指令で、表面撮影カメラ１８は型７４正面の表面を撮影し（Ｓ１７）、その画像情報を画像処理装置４９に送る。画像処理装置４９は汚れ検出画像処理によって汚れを検出する。汚れの判定基準は、例えば、画像上で明暗の差が設定値以上の箇所の面積が設定値以上であれば汚れと判定するようにすればよい。画像処理装置４９は、表面撮影カメラ１８の光軸に対する汚れ領域の位置、面積等の汚れ領域データを作成し（Ｓ１８）、モーションコントローラ５４に送出する。モーションコントローラ５４は、汚れ領域位置データに基づいてクリーニングの要否を判定した後（Ｓ１９）、その結果をモーションコントローラ５４に送出する。モーションコントローラ５４は、否の場合は、三つ爪チャック４３を搬入出位置に移動させ（Ｓ２０）、要の場合は、プラズマ照射装置１９によるクリーニングデータを作成する（Ｓ２１）。
【００４１】
モーションコントローラ５４は、クリーニングデータに基づいてステージ装置１１を作動させ、プラズマ照射装置１９から照射されるプラズマを汚れ領域で走査させて汚れを除去する（Ｓ２２）。このとき使用されるプラズマ材料ガスはクリーニングに適したフッ化水素化炭素系（ＣｘＨｙＦｚ）のガスを用いる。これにより、クリーニング中にフッ化水素が発生するが、発生したフッ化水素は、フード２１から排気処理装置６８に吸引されて処理され、環境を汚染することはない。
【００４２】
モーションコントローラ５４はステージ装置１１を作動させ、クリーニングされた型を保持した三つ爪チャック４３を補正表面撮影位置に戻す（Ｓ２３）。表面撮影カメラ１８は、クリーニングされた型７４の正面の表面を撮影し（Ｓ２４）、その画像情報を画像処理装置４９に送る。画像処理装置４９は、汚れ検出画像処理によって汚れを検出し、表面撮影カメラ１８の光軸に対する汚れ領域の位置、面積等の汚れ領域データを作成し（Ｓ２５）、モーションコントローラ５４に送出する。
【００４３】
モーションコントローラ５４は、入力された汚れ領域データに基づいて再照射が必要か否かを判断する（Ｓ２６）。モーションコントローラ５４は、再照射が不要と判断した場合、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を搬入出位置に移動させ、型７４がチャックから外される（Ｓ２７）。
【００４４】
モーションコントローラ５４は再照射が必要と判断した場合、クリーニングの繰返し回数Ｎを示すカウンタに１を加算する（Ｓ２８）。装置は、再照射部分の位置、面積、再照射部分のプラズマに対する相対速度、プラズマの照射強度および照射量から成る適正パラメータを自動選択する（Ｓ２９）。
【００４５】
モーションコントローラ５４は、汚れ領域データおよび適正パラメータに基づいて再クリーニングデータを作成し（Ｓ３０）、ステージ装置１１を作動させて汚れ領域にプラズマを走査させて再クリーニングする（Ｓ３１）。制御装置４８は、再照射が不要と判断されるまで、ステップＳ２３〜Ｓ３１を繰り替えし、設定された基準回数Ｌだけ繰り返した結果、照射効果が現れないものと判断した場合は（Ｓ３２）、繰返し作業を中止してエラー停止とする（Ｓ３３）。基準回数Ｌは、ワークの表面性状、即ち、表面のクリーニング、改質、成膜、エッチングなどに応じて適切に設定する。
【００４６】
次に、プラズマ処理装置１０によってワークＷの処理面にエッチングを行う場合を説明する。先ず、ティーチングを行うために、基準となるワークＷを三つ爪チャック４３に爪４４で把持させる。ステージ装置１１をモーションコントローラ５４によって各個運転で作動させ、ワークＷが位置決めカメラ１６と対向するように三つ爪チャック４３を原位置に位置決めし、この原位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置、及び第１、第２回転体３８，４０の回転位置をモーションコントローラ５４の記憶装置に原位置情報として記憶させる。位置決めカメラ１６によってワークＷを撮影し、その画像情報を画像処理装置４９に取り込む。画像処理装置４９によって操作画面に表示されたワークＷの特徴部分、例えば、直角に交差する角部を映像上で指定すると、画像処理装置４９はその明暗差で角部を検出し、角部の位置に基づいて位置決めカメラ１６のカメラ光軸に対するワークＷの基準位置ずれ量、即ちＸ軸、Ｙ軸方向のずれ量およびＸ軸に対する傾き量を演算し、モーションコントローラ５４に送る。
【００４７】
ワーク表面定義点検出装置１７の検出部５２を検出位置に下降させる。ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を、ワークＷの処理面の複数の定義点が検出位置に下降された検出部５２のタッチプローブ５１の先端と対向する複数の検出位置に順次位置決めする。三つ爪チャック４３が順次位置決めされた各検出位置に対応するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸テーブル２６，３０，３６の移動位置、および第１、第２回転体３８，４０の回転位置は検出位置情報としてモーションコントローラ５４の記憶装置に記憶される。
【００４８】
ティーチング終了後に、エッチングするワークＷを三つ爪チャック４３に把持させて起動すると、モーションコントローラ５４は、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を原位置に位置決めする。位置決めカメラ１６はワークＷを撮影し、その画像情報を画像処理装置４９に送る。画像処理装置４９は、画像の角部を検出し、角部の位置に基づいて位置決めカメラ１６のカメラ光軸に対するワークＷの位置ずれ量を演算し、モーションコントローラ５４に送る。
【００４９】
モーションコントローラ５４は、ティーチングされた照射位置に位置ずれ量を加算し、処理面をプラズマ照射装置１９から照射されるプラズマの走査によってエッチングする処理データを作成する。モーションコントローラ５４は、処理データに基づいてステージ装置１１を作動させ、プラズマ照射装置１９から照射されるプラズマを処理面で走査させてエッチングする。このとき使用されるプラズマ材料ガスはクリーニングに適したものを用いる。
【００５０】
次に、プラズマ処理装置１０によってワークＷとしてコンタクトレンズを親水化処理する場合について説明する。この場合は、ワーク表面定義点検出装置１７、表面撮影カメラ１８を使用しないので、ティーチングを行う必要はない。複数のコンタクトレンズ７５が粘着性のあるシートにそれぞれ取り付けられた冶具７６（図１１参照）が、原位置に位置決めされた三つ爪チャック４３に位置ずれなく把持された場合に、プラズマ照射装置１９から照射されるプラズマが冶具７６に取り付けられた各コンタクトレンズ７５を走査して親水化処理を順次行うように、冶具７６を把持した三つ爪チャック４３をステージ装置１１によって移動させる基準処理データが予め作成されてモーションコントローラ５４に記憶されている。
【００５１】
複数のコンタクトレンズ７５が粘着性のある各シートに取り付けられた冶具７６を三つ爪チャック４３に把持させて起動すると、モーションコントローラ５４は、ステージ装置１１を作動させて三つ爪チャック４３を原位置に位置決めする。位置決めカメラ１６は冶具７６を撮影し、その画像情報を画像処理装置４９に送る。画像処理装置４９は、画像で検出された２個の基準マーク７８の位置に基づいて位置決めカメラ１６のカメラ光軸に対する冶具７６の位置ずれ量を演算し、モーションコントローラ５４に送る。モーションコントローラ５４は、ステージ装置１１を基準処理データを位置ずれ量だけ補正した補正処理データで作動させて、プラズマ照射装置１９から照射されるプラズマにより複数のコンタクトレンズ７５に親水化処理を順次行う。
【００５２】
上記実施の形態では、エネルギ線照射装置としてプラズマ照射装置を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、レーザ線照射装置、電子ビーム線照射装置等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】カバーを外した装置本体の斜視図。
【図２】ステージ装置の斜視図。
【図３】第１、第２回転体および三つ爪チャック部分の斜視図。
【図４】制御関係を示すブロック図。
【図５】ワーク表面定義点検出装置を示す図。
【図６】プラズマ照射装置の一例を示す図。
【図７】装置本体を示す斜視図。
【図８】クリーニング処理のティーチングのフローチャート。
【図９】型の画像を示す図。
【図１０Ａ】クリーニング処理のティーチング後のフローチャート前半。
【図１０Ｂ】クリーニング処理のティーチング後のフローチャート後半。
【図１１】コンタクトレンズの冶具を示す図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…プラズマ処理装置、１１…ステージ装置、１２…基台、１３…支持台、１４…横桁、１６…位置決めカメラ、１７…ワーク表面定義点検出装置、１８…表面撮影カメラ、１９…プラズマ照射装置、２０…プラズマ発生ノズル、２１…フード、２２…吸気口、２６…Ｘ軸テーブル、３０…Ｙ軸テーブル、３６…Ｚ軸テーブル、３８…第１回転体、４０…第２回転体、４３…三つ爪チャック（保持装置）、４５…被覆電線、４６…電極、４８…制御装置、４９…画像処理装置、５１…タッチプローブ、５４…モーションコントローラ、５９…電極、
６０…ガス流路、６１…凹部、６２…プラズマ発生ユニット電源、６４…交流電源、６５…カバー、６６…装置本体、６８…排気処理装置、７０…制御箱、７１…プログラマブルコントローラ、７２…操作画面、７３…ガスボンベ、７４…型、７５…コンタクトレンズ、７６…冶具、ワークＷ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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