(57)【要約】【課題】生産効率を高めたマーキング装置を提供する。【解決手段】収納容器に収納された複数のワークに対してマークを描画するマーク描画部と、前記収納容器に収納された前記ワークの画像を取得する画像取得部と、前記収納容器に収納された複数の前記ワークのうち、選択された少なくとも２つの前記ワークの画像を取得させ、取得された前記２つのワークの前記画像に基づいて、前記２つのワークの第１位置情報をそれぞれ算出し、算出された前記２つのワークの前記第１位置情報に基づいて、選択された前記２つのワーク以外の前記ワークの第２位置情報を算出し、算出された前記第１及び第２位置情報に基づいて、前記ワークにマークを描画する描画データを生成し、生成された前記描画データに基づいて、前記ワークに前記マークを描画させる制御部と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器に収納された複数のワークに対してマークを描画するマーク描画部と、
前記収納容器に収納された前記ワークの画像を取得する画像取得部と、
前記収納容器に収納された複数の前記ワークのうち、選択された少なくとも２つの前記ワークの画像を取得させ、取得された前記２つのワークの前記画像に基づいて、前記２つのワークの第１位置情報をそれぞれ算出し、算出された前記２つのワークの前記第１位置情報に基づいて、選択された前記２つのワーク以外の前記ワークの第２位置情報を算出し、算出された前記第１及び第２位置情報に基づいて、前記ワークにマークを描画する描画データを生成し、生成された前記描画データに基づいて、前記ワークに前記マークを描画させる制御部と、を備えたことを特徴とするマーキング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマーキング装置において、
前記制御部では、
矩形の前記収納容器に収納された複数のワークのうち、前記収納容器の対角に対応する前記収納容器の端部に収納された前記２つのワークの前記画像を取得させることを特徴とするマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ワーク検出位置でのワーク位置情報を検出する位置情報検出手段と、ワーク捺印位置にてワークに捺印するレーザーマーカーと、ワークがワーク検出位置からワーク捺印位置に搬送される間に、位置情報に基づいてレーザーマーカー側を制御する制御手段と、を備えた捺印装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２６２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記捺印装置において、例えば、トレイ等の収納容器に収納された複数のワークに捺印する場合には、全てのワークに対して位置情報を取得する必要があるため、作業時間がかかり、生産効率が低下してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるマーキング装置は、収納容器に収納された複数のワークに対してマークを描画するマーク描画部と、前記収納容器に収納された前記ワークの画像を取得する画像取得部と、前記収納容器に収納された複数の前記ワークのうち、選択された少なくとも２つの前記ワークの画像を取得させ、取得された前記２つのワークの前記画像に基づいて、前記２つのワークの第１位置情報をそれぞれ算出し、算出された前記２つのワークの前記第１位置情報に基づいて、選択された前記２つのワーク以外の前記ワークの第２位置情報を算出し、算出された前記第１及び第２位置情報に基づいて、前記ワークにマークを描画する描画データを生成し、生成された前記描画データに基づいて、前記ワークに前記マークを描画させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、まず、複数のワークの中から、例えば、選択された２つのワークの画像が取得される。そして、取得された画像に基づいて、当該ワークの第１位置情報が算出される。そして、算出された第１位置情報に基づいて、選択されたワーク以外のワークの第２位置情報が算出される。そして、算出されたこれらの第１及び第２位置情報に基づいて描画データが生成され、生成された描画データに基づいてワークにマークが描画される。このように、複数のワークの中から選択されたワークの第１位置情報に基づいて、他のワークの第２位置情報が算出されるため、全てのワークの画像を取得する必要が無い。従って、ワークの画像の取得にかかる時間が短縮され、生産効率を高めることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるマーキング装置の前記制御部では、矩形の前記収納容器に収納された複数のワークのうち、前記収納容器の対角に対応する前記収納容器の端部に収納された前記２つのワークの前記画像を取得させることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、選択された２つのワークにおける互いの距離が比較的離れているため、ワークの位置ずれ等の傾向をワークの位置情報の算出の際に反映させることができる。これにより、より正確にワークの位置情報を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マーキング装置の構成を示す模式図。
【図２】キャリッジユニットの構成を示す説明図。
【図３】マーキング装置の制御方法を示すフローチャート。
【図４】ワークの画像取得方法を示す説明図。
【図５】位置情報の算出方法を示す説明図。
【図６】描画データの生成方法を示す説明図。
【図７】マーキング装置の動作を示す動作図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００１２】
まず、マーキング装置の構成について説明する。マーキング装置は、ワークの表面に文字や記号等のマークを形成する装置であり、収納容器に収納された複数のワークに対してマークを描画するマーク描画部と、収納容器に収納されたワークの画像を取得する画像取得部と、収納容器に収納された複数のワークのうちから選択された少なくとも２つのワークの画像を取得させ、選択された前記２つのワークの画像に基づいて、２つのワークの第１位置情報をそれぞれ算出し、算出された２つのワークの第１位置情報に基づいて、選択された２つのワーク以外のワークの第２位置情報を算出し、算出された第１及び第２位置情報に基づいて、ワークにマークを描画する描画データを生成し、生成された描画データに基づいて、ワークにマークを描画させる制御部を備えたものである。以下、具体的に説明する。
【００１３】
図１は、マーキング装置の構成を示し、図１（ａ）は、マーキング装置全体の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、吐出ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、マーキング装置１は、ヘッド機構部２と、ワーク搬送機構部３と、保守装置部５と、制御部７を備えている。本実施形態のヘッド機構部２は、マーク描画部としての吐出ヘッド２０を有している。また、マーキング装置１は、図示しない機能液供給部や、吐出検査装置部等を備えている。そして、制御部７は、各種演算を実行するとともに、上記した各機構部等を総括的に制御するものである。
【００１５】
ヘッド機構部２は、ヘッド移動部としてのキャリッジユニット２２と、キャリッジ走査機構６２を備えている。キャリッジユニット２２は、吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１と、紫外線を照射する紫外線照射部２７と、画像取得部５０とを備えている。キャリッジ走査機構６２は、キャリッジユニット２２が吊設されたキャリッジ枠４５を備え、キャリッジ枠４５をＸ軸方向に移動させることで、キャリッジユニット２２をＸ軸方向に移動させることができる。
【００１６】
キャリッジ走査機構６２は、支持柱４３と、支持梁４４と、ガイド部４６と、駆動モーター４７と、駆動プーリー４７ａと、従動プーリー４７ｂと、ベルト４２ａと、キャリッジ枠４５と、エンコーダー４８と、を備えている。支持梁４４は、２つの支持柱４３に掛け渡されるように設けられ、Ｘ軸方向に延在している。ガイド部４６は、支持梁４４に固定されており、Ｘ軸方向に延在している。駆動モーター４７は、支持梁４４のＸ軸方向における一方の端近くで、支持梁４４に固定されている。駆動モーター４７の出力軸には、駆動プーリー４７ａが固定されており、駆動プーリー４７ａが、駆動モーター４７によって回動駆動される。従動プーリー４７ｂは、支持梁４４のＸ軸方向における、駆動モーター４７が固定された端と反対側の端近くで、支持梁４４に、回動可能に固定されている。従動プーリー４７ｂの回動軸の軸方向は、駆動プーリー４７ａの回動軸（駆動モーター４７の出力軸）の軸方向と、略平行である。ベルト４２ａは、駆動プーリー４７ａと従動プーリー４７ｂとの間に掛け渡されており、駆動プーリー４７ａが回動することによって、駆動される。ベルト４２ａは、ガイド部４６と並行してＸ軸方向に延在している。エンコーダー４８は、支持梁４４に固定されており、ガイド部４６と略平行にＸ軸方向に延在している。
【００１７】
ベルト４２ａには、キャリッジ枠４５が固定されている。キャリッジ枠４５は、ガイド部４６に、Ｘ軸方向に摺動自在に係合している。キャリッジ枠４５は、駆動モーター４７によってベルト４２ａが駆動させられることによって、ガイド部４６に沿ってＸ軸方向に駆動される。キャリッジ枠４５のＸ軸方向の位置は、エンコーダー４８によって検出される。キャリッジ枠４５を、キャリッジ走査機構６２によってＸ軸方向に移動させることで、キャリッジ枠４５に吊設されたヘッドユニット２１が有する吐出ヘッド２０を、Ｘ軸方向に自在に移動させることができる。また、移動した任意の位置に保持することができる。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５を備えている。ノズル基板２５には、多数のノズル２４が略一直線状に並んだノズル列２４Ａが、２列形成されている。ノズル２４から機能液を液滴として吐出し、対向する位置にあるワークなどに着弾させることで、当該位置に機能液を配置する。ノズル列２４Ａは、吐出ヘッド２０がマーキング装置１に装着された状態で、図１（ａ）に示したＹ軸方向に延在している。ノズル列２４Ａにおいてノズル２４は等間隔のノズルピッチで並んでおり、２列のノズル列２４Ａ間で、ノズル２４の位置がＹ軸方向に半ノズルピッチずれている。これにより、吐出ヘッド２０としては、Ｙ軸方向に半ノズルピッチ間隔で機能液の液滴を配置することができる。
【００１９】
また、図１（ａ）に示すように、ワーク搬送機構部３は、ワーク載置台３１と、スライド台３１ａと、ワーク移動機構３３と、を備えている。ワーク移動機構３３は、Ｙ軸ガイド３５とＹ軸リニアモーター（図示省略）と、を備えている。Ｙ軸ガイド３５は、２つの支持柱４３の間で、支持梁４４の下方に配設されており、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に略平行に延在している。スライド台３１ａは、Ｙ軸方向に摺動自在に、Ｙ軸ガイド３５に支持されている。Ｙ軸リニアモーターは、Ｙ軸ガイド３５と略平行に配設されており、スライド台３１ａは、Ｙ軸リニアモーターによって、Ｙ軸方向に移動させられる。また、移動した任意の位置に保持させられる。ワーク載置台３１は、図示省略した媒体回動機構によって、Ｙ軸方向及びＸ軸方向と直交するＺ軸方向に平行な軸まわりの方向に回動可能に、スライド台３１ａの上に固定されて、支持されている。
【００２０】
ワーク移動機構３３によって、スライド台３１ａをＹ軸方向に移動させることで、スライド台３１ａに固定されて支持されたワーク載置台３１を、Ｙ軸方向に自在に移動させることができる。また、移動した任意の位置に保持することができる。すなわち、ワーク載置台３１に保持されたワークＷなどを、Ｙ軸方向に自在に移動させることができる。また、移動した任意の位置に保持することができる。
【００２１】
ヘッド機構部２において、キャリッジ枠４５に吊設されたヘッドユニット２１が有する吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５を下側に向けて、保持されている。ワーク載置台３１に保持されたワークＷなどを、Ｙ軸方向の吐出ヘッド２０が対向可能な位置まで移動して停止し、上方にある吐出ヘッド２０（ヘッドユニット２１）のＸ軸方向の移動に同調して、機能液を液滴として吐出する。Ｙ軸方向に移動するワークＷなどと、Ｘ軸方向に移動する吐出ヘッド２０とを相対的に制御することにより、ワークＷなどの上の任意の位置に液滴を着弾させることで、所望する平面形状の描画を実施することが可能である。キャリッジユニット２２において、ヘッドユニット２１のＸ軸方向の両側には、紫外線硬化型機能液を硬化させるための紫外線照射部２７が、１つずつ配設されている。紫外線硬化型の機能液を用いて描画した画像を、紫外線照射部２７を用いて硬化させることができる。
【００２２】
制御部７は、吐出ヘッド２０や、紫外線照射部２７や、キャリッジ走査機構６２の駆動モーター４７や、ワーク移動機構３３のＹ軸リニアモーターなどと、電気的に接続されている。そして、制御部７から制御信号が送られ、吐出ヘッド２０や、紫外線照射部２７や、駆動モーター４７や、Ｙ軸リニアモーターなどが稼動するように構成されている。
【００２３】
保守装置部５は、各種保守装置を備えている。保守装置は、吐出ヘッド２０の各種の保守を実施する装置である。吐出ヘッド２０の保守を実施する際には、ヘッドユニット２１（吐出ヘッド２０）が、キャリッジ走査機構６２を用いて保守装置部５に臨む位置に移動させられ、保守作業が実施される。
【００２４】
次に、キャリッジユニットの構成について説明する。図２は、キャリッジユニットの構成を示す説明図である。キャリッジユニット２２は、吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１と、紫外線を照射する紫外線照射部２７と、画像取得部５０を備えている。ヘッドユニット２１のＸ軸方向の両側には、紫外線硬化型機能液を硬化させるための紫外線照射部２７が、１つずつ配設されている。紫外線硬化型の機能液を用いて描画した画像を、紫外線照射部２７を用いて硬化させることができる。さらにその一方端に、画像取得部５０が配設されている。画像取得部５０は、例えば、カメラやスキャナー等である。そして、キャリッジユニット２２をＸ軸方向に移動させることで、ワーク載置台３１に載置されるワークＷの画像を取得することができる。
【００２５】
次に、マーキング装置の制御方法について説明する。図３は、マーキング装置の制御方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、上記マーキング装置１を用いて矩形の収納容器８０に収納された複数のワークＷ（例えば、半導体装置）に対してマークを描画する場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
ステップＳ１では、収納容器８０に収納された複数のワークＷのうちから選択された少なくとも２つのワークＷの画像を取得させる。図４は、ワークの画像取得方法を示す説明図である。図４に示すように、本実施形態では、矩形の収納容器８０に複数のワークＷが収納されている。なお、収納容器８０には複数の凹部８０ａが形成されており、各凹部８０ａにワークＷが収納される。そして、ワークＷが収納された収納容器８０をワーク載置台３１に載置し、ワーク搬送機構部３を駆動させ、ワーク載置台３１上に載置された収納容器８０（ワークＷ）を所定の位置（ワークＷの画像を取得する位置）まで移動させる。
【００２７】
次いで、キャリッジユニット２２をＸ軸方向に移動させるとともに、画像取得部５０を駆動させ、図４に示すように、矩形の収納容器８０に収納された複数のワークＷのうち、収納容器８０の対角に対応する収納容器８０の端部に収納された２つのワークＷ１，Ｗ２の画像を取得させる。本実施形態では、図４に示すように、例えば、Ｘ軸方向を「行」とし、Ｙ軸方向を「列」とした場合、Ｉ行及びＪ列（３行及び５列）の収納容器８０に収納されたワークＷのうち、１行目及び１列目（１，１）のワークＷ１とＩ行目及びＪ列目（Ｉ，Ｊ）のワークＷ２の画像を取得させる。
【００２８】
次いで、ステップＳ２では、取得された２つのワークＷ１，Ｗ２の画像に基づいて、２つのワークＷ１，Ｗ２の第１位置情報をそれぞれ算出する。図５は、位置情報の算出方法を示す説明図である。本実施形態では、図５に示すように、１行目及び１列目（１，１）のワークＷ１における対角頂点２点の座標位置を算出する。具体的には、１行目及び１列目（１，１）のワークＷ１における頂点座標（ＸＬ11，ＹＬ11），（ＸＲ11，ＹＲ11）を画像処理により算出する。同様にして、Ｉ行目及びＪ列目（Ｉ，Ｊ）のワークＷ２における対角頂点２点の座標位置を算出する。具体的には、Ｉ行目及びＪ列目（Ｉ，Ｊ）のワークＷ２における頂点座標（ＸＬJJ，ＹＬIJ），（ＸＲIJ，ＹＲIJ）を算出する。
【００２９】
次いで、ステップＳ３では、算出された２つのワークＷ１，Ｗ２の第１位置情報に基づいて、選択された２つのワークＷ１，Ｗ２以外の他のワークＷの第２位置情報を算出する。本実施形態では、既に算出された第１位置情報に基づいて、以下の計算式から第２位置情報を算出する。すなわち、ワークＷ１とワークＷ２から得られる座標間の線型性を用いて、他のワークＷの各頂点座標を予測算出する。例えば、図５に示すように、ｍ行目及びｎ列目（ｍ，ｎ）のワークＷの頂点座標（ＸＬmn，ＹＬmn），（ＸＲmn，ＹＲmn）は、以下の計算式から求められる。
ＸＬmn＝｛（｜ＸＬIJ−ＸＬ11｜）／（Ｊ−１）｝×（ｎ−１）
ＹＬmn＝｛（｜ＹＬIJ−ＹＬ11｜）／（Ｉ−１）｝×（ｍ−１）
ＸＲmn＝｛（｜ＸＲIJ−ＸＲ11｜）／（Ｊ−１）｝×（ｎ−１）
ＹＲmn＝｛（｜ＹＲIJ−ＹＲ11｜）／（Ｉ−１）｝×（ｍ−１）
【００３０】
ステップＳ４では、算出された第１及び第２位置情報に基づいて、ワークＷにマークを描画する描画データを生成する。図６は、描画データの生成方法を示す説明図である。まず、理想のワーク配置（ワークＷの位置ずれがない状態）に対するワークＷのＸ及びＹ方向の補正値を演算する。具体的には、図６（ａ）に示すように、既に算出された各ワークＷにおける対角線上の２点の座標（ＸＬmn，ＹＬmn）及び（ＸＲmn，ＹＲmn）に基づいて、理想のワークＷの配置位置からの位置誤差Ｘoffset、Ｙoffsetを算出する。ワークＷの中心座標を（ＣＸ，ＣＹ）とすると以下の計算式から求められる。
ＣＸreal＝（ＸＲmn＋ＸＬmn）／２
ＣＹreal＝（ＹＲmn＋ＹＬmn）／２
Ｘoffset＝ＣＸreal＋ＣＸtrue
Ｙoffset＝ＣＹreal＋ＣＹtrue
【００３１】
さらに、理想のワーク配置（ワークＷの位置ずれがない状態）に対するワークＷのθ方向の補正値を演算する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、回転誤差θoffsetを算出する。ワークＷの横幅をWidth、縦幅をHeightとすると以下の計算式から求められる。
θreal＝tan-1（（ＸＲmn−ＸＬmn） ／ （ＹＲmn−ＹＬmn））θoffset
θtrue＝tan-1（（Width） ／ （Height））
θoffset＝θreal−θtrue
【００３２】
そして、算出された各ワークＷの補正値（Ｘoffset，Ｙoffset，θoffset）に基づいて、各ワークＷの画像位置が補正された描画データを生成する。
【００３３】
ステップＳ５では、生成された描画データに基づいて、各ワークＷにマークを描画させる。図７は、マーキング装置の動作を示す動作図である。図７（ａ）に示すように、生成された描画データに基づいて、ヘッドユニット２１を駆動させ、ワークＷに対して、吐出ヘッド２０から機能液を液滴として吐出させ、ワークＷに機能液を塗布させる。なお、液滴を吐出する際に、紫外線照射部２７を駆動させ、塗布された機能液に対して紫外線を照射させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、ワークＷ上に塗布された機能液が硬化され、マークのパターン７０が形成される。なお、この後、形成されたマークのパターン７０の状態に応じて、ワークＷに対して加熱処理等を行ってもよい。そして、図７（ｃ）に示す理想のワーク配置に形成されるマークのパターン６９と同様に、図７（ｄ）に示すように、例えば、ワークＷが理想のワーク配置から位置ずれしている場合であっても、位置補正された描画データに基づいて描画されるため、ワークＷに対して位置ずれのないマークのパターン７０が形成される。
【００３４】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３５】
収納容器８０に収納された複数のワークＷの中から、選択された２つのワークＷ１およびＷ２の画像が取得される。そして、取得された画像に基づいて、ワークＷ１，Ｗ２の第１位置情報が算出される。そして、算出された第１位置情報に基づいて、選択されたワークＷ１，Ｗ２以外のワークＷの第２位置情報が算出される。そして、算出されたこれらの第１及び第２位置情報に基づいて描画データが生成され、生成された描画データに基づいて各ワークＷにマークが描画される。このように、複数のワークＷの中から選択されたワークＷ１，Ｗ２の第１位置情報に基づいて、他のワークＷの第２位置情報が算出されるため、全てのワークＷの画像を取得する必要が無い。従って、ワークＷの画像の取得にかかる時間が短縮され、生産効率を高めることができる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３７】
（変形例１）上記実施形態では、マーク描画部として吐出ヘッド２０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、ワークＷにレーザーを照射してワークＷの表面にマークを形成するレーザー照射ヘッドとしてもよい。このようにしても上記同様の効果を得ることができる。
【００３８】
（変形例２）上記実施形態では、収納容器８０に収納された複数のワークＷのうち、２つのワークＷ１，Ｗ２を選択し、第１位置情報を算出したが、これに限定されない。例えば、３つ以上のワークＷを選択してもよい。この場合、ワークＷの形態、生産処理状況等を考慮して、選択するワークＷの数を設定すればよい。このようにすれば、さらに補正精度を高めることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…マーキング装置、７…制御部、２０…吐出ヘッド、２１…ヘッドユニット、２２…キャリッジユニット、２４…吐出ノズル、２７…紫外線照射部、５０…画像取得部、６２…キャリッジ走査機構、７０…パターン、８０…収納容器、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…ワーク。
【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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