(57)【要約】      （修正有）【課題】所望形状のガスケットを形成可能な塗布装置を提供する。【解決手段】塗布装置１００は、液剤を貯留するシリンジ１０と、シリンジ周辺の温度を測定する温度センサ４０と、液剤に付与される圧力を制御するコントローラ５０とを備える。コントローラは、液剤の熱伝達特性とシリンジ周辺温度の推移とに基づき、液剤の温度を推定する液剤温度推定部５２と、推定された液剤温度に基づいて、液剤に付与される圧力を設定する圧力設定部５３とを有する。【選択図】図１
2020179391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液剤を貯留するシリンジと、
前記シリンジ周辺のシリンジ周辺温度を測定する温度センサと、
前記液剤に付与される圧力を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記液剤の熱伝達特性と前記シリンジ周辺温度の推移とに基づき、前記液剤の液剤温度
を推定する液剤温度推定部と、
推定された前記液剤温度に基づいて、前記圧力を設定する圧力設定部と、
を有する、
塗布装置。
【請求項２】
前記圧力設定部は、前記液剤温度に基づいて、前記液剤の塗布量が一定になるように前
記圧力を設定する、
請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記液剤温度推定部は、ローパスフィルタに前記シリンジ周辺温度の推移波形を通過さ
せることによって、前記液剤温度を推定する、
請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記液剤温度推定部は、前記液剤の熱伝達特性を示す関数に前記シリンジ周辺温度の推
移を代入することによって、前記液剤温度を推定する、
請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記シリンジは、前記液剤を吐出するためのニードルを有し、
前記温度センサは、前記ニードルに近接又は接触する、
請求項１乃至４のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記液剤温度推定部によって推定された液剤温度を、前記シリンジ内における前記液剤の熱伝達特性の分布に基づき補正する液剤熱伝達特性補正部を有する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の塗布装置。
【請求項７】
液剤熱伝達特性補正部は、前記液剤の塗布量に応じて、前記推定された液剤温度を補正する、
請求項６に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、インクの粘度の経時変化を示す検量線を予め記憶する記憶手段と、予め設定された基準時からの経過時間を求め、その経過時間と粘度情報とに基づいて、現在のインクの粘度を推定する粘度推定手段と、液滴吐出ヘッドから吐出されるインクの液滴の吐出量を調整するインク吐出量調整手段とを備え、粘度推定手段によるインクの粘度の推定結果に基づいて、インク吐出量調整手段が作動して吐出量を調整することにより、インクの粘度変化による吐出量の誤差を少なくする液滴吐出装置が知られている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２８８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、シリンジ周辺温度が推移（すなわち、変動）する場合、吐出される液剤の温度
（以下、「液剤温度」という。）もシリンジ周辺温度に応じて推移するところ、シリンジ
周辺温度が液剤温度に反映されるまでには時間がかかるため、液剤温度はシリンジ周辺温
度から遅れて推移する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、シリンジ周辺温度の推移が考慮されてお
らず、使用時のシリンジ周辺温度に応じた検量線を用いて液剤粘度が推定されるため、シ
リンジ周辺温度が推移する場合には、液剤粘度を正確に推定することができない。よって
、液剤の塗布量を安定させるにも限界がある。
【０００６】
本開示の目的は、液剤の塗布量を安定させることのできる塗布装置を提供することであ
る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の例示的な塗布装置は、液剤を貯留するシリンジと、シリンジ周辺のシリンジ周辺温度を測定する温度センサと、液剤に付与される圧力を制御するコントローラとを備える。コントローラは、液剤の熱伝達特性とシリンジ周辺温度の推移とに基づき、液剤の液剤温度を推定する液剤温度推定部と、推定された液剤温度に基づいて、圧力を設定する圧力設定部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、液剤の塗布量を安定させることのできる塗布装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態に係る塗布装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、シリンジ周辺温度及び液剤温度それぞれの推移を示すグラフである。
【図３】図３は、圧力設定部における圧力設定方法を説明するためのグラフである。
【図４】図４は、本発明の変形例に係る塗布装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示の例示的な一実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。
【００１１】
（塗布装置１００）
図１は、塗布装置１００の構成例を示す模式図である。塗布装置１００は、気体の圧力を利用して、液剤を対象物Ｘａに塗布する。塗布装置１００は、例えばＦＩＰＧ（Formed in Place Gasket）及びＣＩＰＧ（Cured in Place Gasket）などの所望のガスケットを作製するために用いることができる。
【００１２】
図１に示すように、塗布装置１００は、シリンジ１０と、電空レギュレータ２０と、気
体供給路３０と、温度センサ４０と、コントローラ５０とを備える。
【００１３】
シリンジ１０は、液剤貯留部１１と、ニードル１２とを有する。液剤貯留部１１は、内
部に液剤を貯留する。ニードル１２は、液剤貯留部１１に取り付けられる。ニードル１２
は、筒状に形成される。ニードル１２の先端には、液剤を吐出するための吐出口が形成さ
れている
【００１４】
電空レギュレータ２０は、気体供給路３０を介して、シリンジ１０に接続される。電空
レギュレータ２０は、所定の圧力に調整された気体（例えば、空気）を液剤貯留部１１の
内部空間に供給する。これによって、液剤貯留部１１に貯留された液剤に圧力が付与され
て、液剤がニードル１２から吐出される。その結果、対象物Ｘａに液剤が塗布される。電
空レギュレータ２０は、コントローラ５０からの圧力指令によって駆動制御される。
【００１５】
気体供給路３０は、液剤貯留部１１の内部空間と電空レギュレータ２０とに連通する。
【００１６】
温度センサ４０は、シリンジ１０の周辺の温度（以下、「シリンジ周辺温度」と略称す
る。）を測定する。温度センサ４０は、シリンジ１０の周囲に配置されてもよいし、シリ
ンダ１０に直接取り付けられていてもよい。温度センサ４０は、シリンジ１０のうちニー
ドル１２に近接することが好ましく、ニードル１２に接触することがより好ましい。
【００１７】
このように、温度センサ４０がニードル１２の近くに配置されることで、温度センサ４０によって測定されるシリンジ周辺温度と、ニードル１２から吐出される液剤の温度（以下、「液剤温度」と略称する。）との温度差を小さくすることができる。温度センサ４０は、測定したシリンジ周辺温度をコントローラ５０に出力する。
【００１８】
コントローラ５０は、電空レギュレータ２０を駆動制御することによって、液剤貯留部
１１に貯留された液剤に付与される圧力を制御する。コントローラ５０は、図１に示すよ
うに、シリンジ周辺温度取得部５１と、液剤温度推定部５２と、圧力設定部５３とを有す
る。
【００１９】
シリンジ周辺温度取得部５１は、温度センサ４０からシリンジ周辺温度を取得する。シ
リンジ周辺温度取得部５１は、取得したシリンジ周辺温度を液剤温度推定部５２に出力す
る。
【００２０】
液剤温度推定部５２は、シリンジ周辺温度から液剤温度を推定する。
【００２１】
ここで、図２は、シリンジ周辺温度の推移（すなわち、変動）と、それに対応する液剤
温度の推移（すなわち、変動）との一例を示すグラフである。図２に示すように、シリン
ジ周辺温度が推移する場合、液剤温度もシリンジ周辺温度に応じて推移するところ、シリ
ンジ周辺温度が液剤温度に反映されるまでには時間がかかるため、液剤温度はシリンジ周
辺温度から遅れて推移する。
【００２２】
そこで、液剤温度推定部５２は、液剤の熱伝達特性とシリンジ周辺温度の推移とに基づ
いて、液剤温度を推定する。液剤の熱伝達特性とは、温度センサ４０によって測定された
シリンジ周辺温度が、ニードル１２から吐出される液剤の温度に反映されるまでの時間的
な遅れを示す指標である。液剤の熱伝達特性は、シリンジ周辺温度の推移に対する液剤温
度の推移の相関性を示す指標である。
【００２３】
液剤の熱伝達特性をシリンジ周辺温度に対して付与する手段は特に制限されないが、ロ
ーパスフィルタにシリンジ周辺温度の推移波形を通過させる手段、又は、液剤の熱伝達特
性を示す関数にシリンジ周辺温度の推移を代入する手段が好適である。
【００２４】
ローパスフィルタにシリンジ周辺温度の推移波形を通過させる手段では、液剤の熱伝達
特性(伝達時定数)に基づき特定のカットオフ周波数が設計されたローパスフィルタによっ
てシリンジ周辺温度の推移波形の高周波側をカットすることによって、シリンジ周辺温度
の推移波形液剤温度が推定される。ローパスフィルタとしては、コンデンサを有する周知
のローパスフィルタを用いることができる。シリンジ周辺温度の推移波形の高周波側をカ
ットする度合いは、塗布装置１００の構成（温度センサ４０の位置など）及び液剤の種類
に応じて設定することができ、予備実験にて決定しておくことが好ましい。
【００２５】
液剤の熱伝達特性を示す関数にシリンジ周辺温度の推移を代入する手段では、例えば下
記式（１）によって表される関数を用いることによって、液剤温度Ｙ[ｎ]を算出すること
ができる。
【００２６】
Ｙ[ｎ]＝ｂＹ[ｎ−１]＋ｃＸ[ｎ]＋ｄＸ[ｎ−１]    ・・・（１）
【００２７】
式（１）において、Ｘ[ｎ]は今回取得したシリンジ周辺温度であり、Ｘ[ｎ−１]は前回
取得したシリンジ周辺温度であり、Ｙ[ｎ−１]は前回算出した液剤推定温度である。式（
１）において、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１が成立し、かつ、ｃ＝ｄが成立する。係数ｂ、係数ｃ及び
係数ｄは、塗布装置１００の構成（温度センサ４０の位置など）及び液剤の種類に応じて
設定することができ、予備実験にて決定しておくことが好ましい。
【００２８】
式（１）において、ｎは２以上の整数である。なお、液剤温度Ｙ[１]を取得する場合（
すなわち、液剤温度Ｙ[ｎ]を初めて取得する場合）、液剤温度Ｙ[１]を算出する直前のシ
リンジ周辺温度をＸ[０]とし、かつ、Ｙ[０]＝Ｘ[０]と設定する。
【００２９】
液剤温度推定部５２は、推定した液剤温度を圧力設定部５３に出力する。
【００３０】
圧力設定部５３は、液剤温度推定部５２によって推定された液剤温度に基づいて、液剤
貯留部１１に貯留された液剤に付与される圧力を設定する。圧力設定部５３は、液剤温度
に基づいて、対象物Ｘａに対する液剤の塗布量が一定になるように圧力を設定することが
好ましい。
【００３１】
ここで、図３は、圧力設定部５３における圧力設定方法を説明するためのグラフである
。
【００３２】
図３では、２００ｋＰａから４００ｋＰａまで、５０ｋＰａごとにおける液剤温度と塗
布量との関係が示されている。圧力設定部５３は、液剤温度と塗布量との関係を示す関数
又はテーブルを所定の圧力ごとに記憶している。
【００３３】
図３に示す例では、時刻Ａ１において液剤温度推定部５２が推定した液剤温度はＴ１（
℃）であり、時刻Ａ２において液剤温度推定部５２が推定した液剤温度はＴ２（℃）であ
る。時刻Ａ２における液剤温度Ｔ２（℃）は、時刻Ａ１における液剤温度Ｔ１（℃）より
高い温度である。
【００３４】
例えば、塗布量をα（ｇ）で保持したい場合、時刻Ａ１では、液剤に付与される圧力を
３００ｋＰａに設定すればよいが、時刻Ａ２においても３００ｋＰａの圧力を液剤に付与
し続けると、塗布量α（ｇ）を保持することができない。これは、時刻Ａ２において液剤
温度が上昇して液剤の粘度が低下しているため、時刻Ａ１と同じ圧力を付与すると塗布量
が多くなりすぎるからである。そこで、圧力設定部５３は、時刻Ａ２において液剤に付与
される圧力を２５０ｋＰａに設定する。これにより、塗布量が一定に保持される。
【００３５】
このように、圧力設定部５３は、所定の圧力ごとに設定された液剤温度と塗布量との関
係を示す関数又はテーブルを参照することによって、液剤の塗布量が一定になるように圧
力を設定することができる。
【００３６】
なお、温度領域によっては、塗布量が圧力に応じて非線形に変化する場合がある。その
ため、温度領域ごとに適切な変換関数を設定することが好ましい。この場合、分段関数を
用いて、圧力を設定することがより好ましい。
【００３７】
（変形例１）
上記実施形態では、塗布装置１００は、シリンジ１０から対象物Ｘａに対して直接的に
液剤を塗布することとしたが、これに限られない。塗布装置１００は、シリンジ１０に接
続された吐出ヘッドを備えていてもよい。この場合、シリンジ１０から吐出ヘッドに液剤
が供給され、吐出ヘッドから対象物Ｘａに対して液剤が塗布される。吐出ヘッドとしては
、アクチュエータ（例えば、圧電素子）と、アクチュエータを駆動させるドライバと、液
剤を吐出するノズルとを有する周知のヘッドを用いることができる。
【００３８】
（変形例２）
また上記実施形態では、塗布装置１００は、塗布中に液剤の熱伝達特性(伝達時定数)が一様であることとしたが、これに限られない。図４に示すように、コントローラ５０は、液剤温度推定部５２によって推定された液剤温度を、シリンジ内における液剤の熱伝達特性の分布に基づき補正する液剤熱伝達特性補正部５４を有しても良い。液剤熱伝達特性補正部５４には、シリンジ内における液剤の熱伝達特性の分布に基づいた条件が設定される。液剤熱伝達特性補正部５４はその条件に基づいて、液剤の塗布中に液剤温度推定部５２によって推定された液剤温度を補正する。
【００３９】
より具体的には、液剤熱伝達特性補正部５４は液剤温度推定部５２と圧力設定部５３との間に位置し、補正処理を行う。この場合、液剤温度推定部５２は、推定した液剤温度を液剤熱伝達特性補正部５４に出力する。液剤熱伝達特性補正部５４は事前に設定された条件に基づき、入力された液剤温度に対して補正処理を行い、補正処理実行後の液剤温度（補正後液剤温度）を圧力設定部５３に出力する。
【００４０】
その後、圧力設定部５３は液剤熱伝達特性補正部５４による補正後液剤温度に基づいて、液剤貯留部１１に貯留された液剤に付与される圧力を設定する。圧力設定部５３は、補正後液剤温度に基づいて、対象物Ｘａに対する液剤の塗布量が一定になるように圧力を設定することができる。  
【００４１】
上記の構成によれば、シリンジ内において液剤の熱伝達特性の分布が生じる場合においても、液剤の熱伝達特性の分布を想定して補正された液剤温度が圧力設定部に入力されるため、より液剤の塗布量を安定させることができる。
【００４２】
液剤熱伝達特性補正部５４による液剤温度の補正処理の例としては、液剤熱伝達特性補正部５４は入力された液剤温度に対して、時間ｔをパラメータとする関数ｋ（ｔ）を係数として乗算し、補正後液剤温度として出力する。この場合、時間ｔをパラメータとする関数ｋ（ｔ）は塗布装置１００の構成（温度センサ４０の位置など）及び液剤の種類に応じて設定される。例えば、予備実験にて決定された条件が設定されてもよい。
【００４３】
シリンジ内において液剤の熱伝達特性の分布が生じる例としては、シリンジの形状により、シリンジの各部位の熱容量に差が生まれる場合が挙げられる。例えば図４に示すシリンジにおいては、シリンジのうちニードル１２から遠い円柱部１１ａはニードル１２に近い円錐部１１ｂより液剤への温度伝達が早い。すなわち、円錐部１１ｂ付近から円柱部１１ａへ向かうにつれて液剤温度が低くなるような温度勾配が生じる。
【００４４】
このようなシリンジにおいて、シリンジ周辺温度が液剤温度より高い動作環境で塗布を行う場合、前述のシリンジ形状による温度伝達の速度差に起因して、ニードル１２に近い円錐部１１ｂ付近の液剤温度より、シリンジのうちニードル１２から遠い円柱部１１ａ付近の液剤温度が低くなる。よって液剤の塗布が進むにつれて、より温度の低い液剤が徐々にニードル１２へ押し出されることになる。
【００４５】
ここで、液剤熱伝達特性補正部５４には、時間ｔが大きくなるにつれｋ（ｔ）が小さい値を取るように関数ｋ（ｔ）が設定されている。これにより、液剤熱伝達特性補正部５４は推定された液剤温度が徐々に低くするように補正処理を行うことが出来る。すなわち、温度の低い液剤が徐々にニードル１２へ押し出されることを反映するように、推定された液剤温度を補正することが可能となる。その後、圧力設定部５３は補正された液剤温度に基づき、圧力を設定する。
【００４６】
上記の構成によれば、シリンジの形状に起因して、シリンジ内の液剤温度に分布が生じる場合でも、温度センサ４０によって測定されるシリンジ周辺温度と、ニードル１２から吐出される液剤の温度との温度差を小さくし、より液剤の塗布量を安定させることができる。
【００４７】
なお、液剤熱伝達特性補正部５４による補正処理は上記に限られず、目的を達成できる範囲において、いかなる手段を用いてよい。例えば、液剤熱伝達特性補正部５４は入力された液剤温度に対して、液剤の塗布量ｌをパラメータとする関数ｋ（ｌ）を係数として乗算し、補正後液剤温度として出力してもよい。すなわち、液剤熱伝達特性補正部５４は、液剤の塗布量に応じて、推定された液剤温度を補正してもよい。この場合でも、液剤熱伝達特性補正部５４は温度の低い液剤が徐々にニードル１２へ押し出されることを反映するように、推定された液剤温度を補正することが可能となる。
【００４８】
なお、関数ｋ（ｌ）も同様に塗布装置１００の構成（温度センサ４０の位置など）及び液剤の種類に応じて設定され、予備実験にて決定された条件が設定されてもよい。
【００４９】
時間ｔをパラメータとする関数ｋ（ｔ）や、液剤の塗布量ｌをパラメータとする関数ｋ（ｌ）による補正処理は推定された液剤温度に対して係数として乗算することに限らない。目的に応じて、推定された液剤温度に関数ｋ（ｔ）や関数ｋ（ｌ）がパラメータとして反映されればよい。例えば、関数ｋ（ｔ）や関数ｋ（ｌ）と和や差を取ることで補正処理を行ってもよく、推定された液剤温度を底とする関数ｋ（ｔ）や関数ｋ（ｌ）の指数関数を求めることで補正処理を行ってもよい。
【００５０】
液剤の塗布量を算出する手段は特に制限されない。圧力設定部５３と液剤熱伝達特性補正部５４を連動させ、圧力指令値から単位時間当たりの塗布量を算出し塗布開始指令からの時間を計測する手段、又は、塗布装置１００に塗布量を経時的に検知する機構（図示しない）を設ける手段が好適である。ただし、これに限らず、塗布対象物一つあたりに対する塗布開始から塗布終了までの一連の動作の塗布量を事前に求めておき、一連の動作の回数と積をとることで液剤の塗布量を算出してもよい。
【００５１】
また、シリンジ内の液剤の温度勾配を考慮する場合、シリンジ又はシリンジ周辺に温度センサ４０を複数配置してもよい。この場合、シリンジ又はシリンジ周辺における複数個所の温度変化を実測する。そして、液剤温度推定部５２が備えるフィルタあるいは液剤の熱伝達特性を示す関数が複数個所の温度変化を反映するように設計する。これにより、さらに精度の高い液剤温度の推定方法が可能となる。あるいは、液剤熱伝達特性補正部５４が備える関数ｋ（ｔ）やｋ（ｌ）が複数個所の温度変化を反映するように設計してもよい。これにより、さらに精度の高い液剤温度の補正処理が可能となる。
【００５２】
なお、本変形例では、液剤温度推定部５２と液剤熱伝達特性補正部５４は異なる部位であるとしたが、液剤温度推定部５２が液剤熱伝達特性補正部５４を有してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０      シリンジ
１１      液剤貯留部
１１ａ    円柱部
１１ｂ    円錐部
１２      ニードル
２０      電空レギュレータ
３０      気体供給路
４０      温度センサ
５０      コントローラ
５１      シリンジ周辺温度取得部
５２      液剤温度推定部
５３      圧力設定部
５４      液剤熱伝達特性補正部
１００    塗布装置
【図１】
2020179391.tif 000003
【図２】
2020179391.tif 000004
【図３】
2020179391.tif 000005
【図４】
2020179391.tif 000006