(57)【要約】      （修正有）【課題】テーブル移動タイプあるいはガントリータイプの移動装置において、テーブルあるいはガントリーの移動制御をおこない精度を高める制御方法およびそれを用いた塗布装置を提供する。【解決手段】近年製品として、代表となる液晶パネルのサイズが逐次大型化し且つコストの低減化要求も強くなり、材料のガラス板そのもののサイズが逐次大型化して来た。その大型化したガラス板への塗布工程において、テーブル移動タイプだけでなくガントリータイプの塗布装置が発展して来た。テーブル移動装置あるいはガントリー移動装置に関する塗布ムラを回避する方法として、該テーブルあるいはガントリーの移動に際し加速度フィードバック制御方式を用いテーブルあるいはガントリーの速度、偏差ムラを最小化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたガントリータイプの塗布装置において、ガントリーの移動に際し加速度フィードバック制御方式を用いて制御することを特徴とするガントリータイプの塗布装置の制御方法。
【請求項２】
横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたテーブル移動タイプの塗布装置において、テーブルの移動に際し加速度フィードバック制御方式を用いて制御することを特徴とするテーブル移動タイプの塗布装置の制御方法。
【請求項３】
横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたガントリータイプの塗布装置において、ガントリーの移動に際し加速度フィードバック制御方式を用いて制御することを特徴とするガントリータイプの塗布装置。
【請求項４】
横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたテーブル移動タイプの塗布装置において、テーブルの移動に際し加速度フィードバック制御方式を用いて制御することを特徴とするテーブル移動タイプの塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたガントリータイプおよび／またはテーブル移動タイプの塗布装置の制御方法およびその塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガントリータイプ精密テーブルは近年大型化されつつある材料のガラス板が使用されるフラットパネルディスプレーの分野において、検査や樹脂塗布等に使用される。例えば、液晶用塗布装置を例にとると、液晶パネルを製造する際、レジストなどを塗布し、露光、現像を繰り返す工程において該ガラス板の上にコーティング樹脂を塗布するために、今までは対象となるガラス板サイズが比較的小さかった為、例えば、第五世代（ガラス板サイズ約１１００ｍｍｘ１３００ｍｍ）くらいまではガラス板そのものを回転させて、樹脂を均一に塗布するいわゆるスピンコーター方式が主流であった。
【０００３】
近年製品としての液晶パネルのサイズが大型化し且つコストの低減化要求も強くなり、その材料のガラス板そのもののサイズが逐次大型化して来た。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４４２６７公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記理由により、材料のガラス板そのもののサイズが逐次大型化して来た。その為、材料のガラス板を回転させて樹脂を均一に塗布する手法の採用が難しくなった。ガラス板サイズの大型化に伴なって、前記の様に装置が大型化し、第六世代（ガラス板サイズが約１５００ｍｍｘ１８５０ｍｍ）くらいからは、ガラス板をテーブルの上に固定し、ガラス板に樹脂を塗布するスリットダイを搭載し、ガントリーを移動させながら塗布するガントリー移動タイプのテーブルを用いた装置が提唱されてきた。
【０００６】
図１にある、横木と左右の支柱、脚で構成されたガントリータイプの塗布装置において、従来は左右各々にリニアーサーボモータを設けて個々に別々のコントローラーを用いて駆動する速度フィードバック制御方式が採用されていた。各々の軸の制御方式を図２に示す。
【０００７】
図２に示す制御方式では、各軸の指令速度を積分したものに対して、その値から各軸の現在位置座標を減じたものにＫＰ（位置ループゲイン）を乗じる。その値に各軸の指令速度をフィード・フォワード入力として加え、さらに現在速度を減じたものにＫＶ（速度ループゲイン）を乗じた値をサーボモーターの伝達関数Ｇｍ（ｓ）への入力としていた。
【０００８】
図２に示す様に、その入力に対してサーボモーターの伝達関数Ｇｍ（ｓ）の特性を加味したものが、サーボモーターの出力となりガントリーの各軸を駆動させる。
【０００９】
ところで、図４や図５において、定速度に達して塗布している時に速度偏差や左右の脚の偏差が大きいと、図１０に示す様に、大型化傾向にある材料のガラス板２０の塗布エリア２１に塗布した場合、筋状の塗布ムラ２２となり塗布品質は上がらない。又、図６に示されるように外乱が入った場合もその影響が大きいと同じく塗布品質は上がらない。
【００１０】
速度偏差や左右の脚の偏差を小さくしたり、外乱に対する影響を少なくするために加速度補償方式を採用することが考えられるが、加速度を精度良く推定できないと、加速度補償ゲインを高くすることが出来ず、その効果を充分に確認することはできない。また、加速度を精度よく検出できる機器は一般的に高価で産業用には摘要が難しいという問題がある。リニアスケールからの信号を用いて加速度を推定した場合、精度を上げて、ノイズの除去を適切に行なわないと、加速度補償ゲインを高くすることが出来ないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明では、横木で連動された個々に独立の左右の支柱、脚から構成されたガントリータイプの塗布装置において、図３に示す様に、ガントリーの移動に際し、加速度補償制御方式を用いることを提案している。
【００１２】
ガントリーの左右それぞれの支柱の中心速度において、指令速度からの速度の偏差を左右脚速度偏差と云い、また、左右それぞれの支柱の中心座標の差を左右偏差と云い、高分解能を具備したリニアスケールを用いて、適切なフィルターを用いて的確にノイズ除去を行い、加速度補償ゲインを高く設定することにより、左右脚速度偏差や左右偏差を抑制することが可能となる。また、外乱に対する影響も少なくすることができ、塗布の品質を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、ワークのガラス板の寸法がある寸法以下の場合においては、請求項１に記載の発明とは異なり、塗布時にガントリーを移動するのでは無く、テーブルを移動する機構の塗布装置においても、テーブルの移動に際し、加速度補償制御方式を用いることを提案し、塗布装置テーブル上のガラス板に塗布する際に品質を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明による制御方法である加速度補償制御方式による制御方法を用いた塗布装置であり、ガントリーの左右の支柱の速度偏差や位置偏差を小さくすることができ、又、外乱に強くすることが可能で、塗布装置テーブル上のガラス板に塗布する際に塗布品質を向上させることができる塗布装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明による制御方法を用いることを特徴とするものであり、塗布時にガントリーを移動するのでは無く、テーブルを移動する機構の塗布装置においてテーブルの移動に際し、加速度補償制御方式による制御方法を用いた塗布装置であり、テーブルの速度偏差を抑えることができ、塗布装置テーブル上のガラス板に塗布する際に塗布品質を向上させることができる塗布装置である。ここでいうテーブルの速度偏差とはテーブルの中心座標の指令速度と実際のテーブルの中心座標の移動速度の差をさす。
【発明の効果】
【００１６】
近年製品として、代表となる液晶パネルのサイズが逐次大型化し且つコストの低減化要求も強くなり、材料のガラス板そのもののサイズが逐次大型化して来た。その大型化したガラス板への塗布工程において、ガントリータイプの塗布装置が発展して来たが、その塗布品質を向上させるために、加速度補償制御方式を用いてそのガントリーの速度偏差や左右の脚の偏差を小さくすることができ、かつ、外乱に対する影響を少なくすることができた。ここでいうガントリーの速度偏差とはガントリーの中心座標の指令速度と実際のガントリー移動速度の差をさし、ガントリーの中心座標の速度は左右の支柱の中心座標の速度を加えて２で除したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ガントリータイプ塗布装置１の外観を図１に示す。その装置の概要は、石を素材とするテーブル１１の上に図示していないがワークのガラス板２０を固定する。ガラス板２０の両サイドには石製のレール１０が配置され、レール１０の上をエアーベアリング７によって支えられた門型のガントリー２が前後に移動する。ガントリー２の上にはスリットダイ３が搭載され、スリットダイ３からコーティング樹脂が吐出される。ガントリー２の移動には、固定子、可動子からなるリニアサーボモータ８，９が用いられ、リニアサーボモータ８，９は左右個々独立に配置されている。
【００１８】
また、リニアサーボモータ８，９に並列してリニアスケール６が配置され、現在のガントリー２の脚５の位置を光学的に検出する為に用いられている。リニアスケール信号はコントローラのカウンター回路に入力されている。
【００１９】
次に、該塗布装置におけるガントリー２の左右の脚５は、一般的なガントリーとは異なり、その上の支柱４より上の部分とは固定ではなく、自在に回転する構造になっている。この様な構造を採用することにより、左右の脚５の位置が個々に指令位置と不一致が生じてきた場合でも補正が可能となり、指令位置に近づけることが可能となっている。
【００２０】
コーティング樹脂をガラス板２０に均一に塗布する際の塗布品質の向上には、左右脚５の速度偏差や左右脚５の位置偏差は小さければ小さいほど良いし、また外乱に対しても影響の少ない方が望ましい。本願では、加速度補償制御方式を用いてこれらの目的を達成している。
【００２１】
次に、加速度補償制御方式について示す。加速度補償制御方式の特徴を図３に示す。ここでは、ｍ１＝ｍ２＝ｍ、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄとしている。
また、
Ｖｉ（ｓ）＝ｓＸｉ（ｓ）
ｄ３ｉ（ｓ）＝βｓ２Ｘｊ（ｓ）＋ｋ（Ｘｊ（ｓ）−Ｘｉ（ｓ））／ｌ２
但し、ｉ＝１のときはｊ＝２であり，ｉ＝２のときはｊ＝１とする。
ｄ３ｉ（ｓ）は横木のヨー運動と左右偏差により、第ｉ脚に加わる力であるが、
ｄ１ｉ（ｓ）やｄ２ｉ（ｓ）と同様に入力外乱とみなすこととする。
Ｇｍ（ｓ）はモータの伝達関数であるが、その静的ゲインはｍ＋αとなるよう
スケーリングされている。ＫｐとＫｖはそれぞれ位置と速度の補償ゲインであ
る。
すなわち、図２に示す速度フィードバック制御方式に加速度補償信号の処理を加えたもので加速度補償のゲインＫａや加速度補償の積算時間Ｔａが主要なパラメータである。Ｈは加速度補償を行っても速度制御系における制御対象の静的ゲインが加速度補償を行わなかった場合のそれと同じになる様に挿入された係数であり、
Ｐ補償のときは（１＋Ｋａ）／Ｋａ、ＰＩ補償の場合は１とする。Ｗ１（ｓ）は速度推定用，Ｗ２（ｓ）とＷ３（ｓ）は加速度推定用のローパス一次フィルターである。Ｖｒｅｆ（ｓ）は速度目標を表わす。
【００２２】
加速度補償では加速度を位置信号を２回微分して求めるが、加速度の推定の精度を向上させるためには位置情報の検出に精度の良いリニアスケールを採用することが重要で、本発明の場合は０．０２μｍの分解能を持ったものを採用している。
【００２３】
更に位置信号は、時間軸方向には時間ディスクリート分割ノイズや値方向には量子化ノイズを含んでいるために、これらを除去するためのフィルターの役割が大きい。
図３においては、Ｗ２（ｓ）とＷ３（ｓ）の一次ローパス・フィルターがこの目的に使用されている。Ｗ２（ｓ）やＷ３（ｓ）の位置が適切でないと、又Ｗ２（ｓ）やＷ３（ｓ）のカットオフ周波数の値が適切でないと加速度補償制御方式は上手く機能しない。
【実施例１】
【００２４】
上述のガントリータイプ塗布装置１の制御方法としての加速度補償制御方式による効果を示す為に、加速度補償制御を行わない事例を図４に示す。この時の速度偏差は、±０．０２％となっている。
【００２５】
同じく図５に於いて加速度補償制御を行わなかった場合、左右の脚５の偏差は０．７μｍとなっている。
【００２６】
同じく図６において加速度補償制御を行なわなかった場合、入力外乱に対する速度の乱れは０．４３６ｍｍ／ｓｅｃとなっている。
【００２７】
これらに対して加速度補償制御方式を行なった場合は図７より速度偏差は±０．０１３％まで改善された。
【００２８】
同じく図８において加速度補償制御を行なった場合は、左右の脚５の偏差は０．３μｍまで改善された。
【００２９】
同じく図９において加速度補償制御を行なった場合、入力外乱に対する速度の乱れは０．２２ｍｍ／ｓｅｃまで改善された。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上記実施例に記載の結果に示す様に、ガントリータイプの精密テーブルにおいて速度偏差や左右の脚の偏差をより少なくし、外乱に対する影響を少なくするには加速度補償制御が有効である。
【００３１】
加速度補償制御方式を用いることにより、塗布ムラが軽減されより品質の高い塗布が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ガントリータイプ塗布装置の概略図。
【図２】速度フィードバック制御方式について説明する図。
【図３】加速度補償制御方式を説明する図。
【図４】加速度補償制御を行なわない場合のガントリー中心の速度偏差。
【図５】加速度補償制御を行なわない場合の左右脚の偏差。
【図６】加速度補償制御を行なわない場合の入力外乱に対する速度。
【図７】加速度補償制御を行った場合のガントリー中心の速度偏差。
【図８】加速度補償制御を行った場合の左右脚の偏差。
【図９】加速度補償制御を行った場合の入力外乱に対する速度。
【図１０】速度ムラや外乱を起因とする塗布ムラを表す図。
【符号の説明】
【００３３】
１  ガントリータイプ塗布装置
２  ガントリー
３  スリットダイ
４  支柱
５  脚
６  リニアスケール
７  エアーベアリング
８  リニアサーボモータ（固定子）
９  リニアサーボモータ（可動子）
１０  レール
１１  テーブル
１２  横木
２０  ガラス板
２１  塗布エリア
２２  筋状の塗布ムラ
【図１】
2008142705.tif 000003
【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１０】
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