(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状のフィルムを巻き出して搬送する上流側のガイドロールと、巻き出された前記フィルムを吸着保持する吸着テーブルと、前記吸着テーブルに吸着保持された前記フィルム上に液状の塗布材を塗布する塗布ヘッドと、塗布材が塗布された前記フィルムを搬送してロール状に巻き取る下流側のガイドロールと、からなるインクジェット塗布装置において、
前記塗布ヘッドに隣接して撮像カメラを設置し、前記塗布ヘッドと前記撮像カメラは設置位置が一体となって塗布ヘッドユニット部を形成し、
前記塗布ヘッドユニット部は、前記吸着テーブルの上方において、３次元的に移動可能なＸＹＺ軸方向駆動手段によって移動され、
前記塗布ヘッドによる塗布対象エリア毎の塗布動作中に前記撮像カメラで次に塗布する塗布対象エリアを予め撮像し、当該予め撮像する塗布対象エリアの形状が前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面であり、
さらに、前記フィルムの塗布対象エリアには、その前後で且つ前記フィルムの幅方向の一方側と他方側に位置決め用マークが設けられ、
巻き出された前記フィルムを吸着保持した状態で、前記塗布対象エリアの前記前後に且つ前記フィルム幅方向の一方側と他方側に設けられた位置決めマークに対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムのＸ軸とＹ軸の吸着保持の全体の位置ずれ量を算出し、
前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面に対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムの長手方向の位置と前記フィルム上の塗布方向傾きについて当初設定された塗布対象エリアとのずれ量を算出し、
前記吸着保持の全体の位置ずれ量と、前記フィルムの長手方向位置及び前記フィルム上の塗布方向傾きのずれ量と、をともに補正して次の塗布対象エリアへ前記塗布ヘッドを移動させる
ことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項２】
ロール状のフィルムを巻き出して搬送する上流側のガイドロールと、巻き出された前記フィルムを吸着保持する吸着テーブルと、前記吸着テーブルに吸着保持された前記フィルム上に液状の塗布材を塗布する塗布ヘッドと、塗布材が塗布された前記フィルムを搬送してロール状に巻き取る下流側のガイドロールと、からなるインクジェット塗布装置の塗布方法において、
前記塗布ヘッドに隣接して撮像カメラを設置し、前記塗布ヘッドと前記撮像カメラは設置位置が一体となって塗布ヘッドユニット部を形成し、
前記塗布ヘッドユニット部は、前記吸着テーブルの上方において、３次元的に移動可能なＸＹＺ軸方向駆動手段によって移動され、
前記塗布ヘッドによる塗布対象エリア毎の塗布動作中に前記撮像カメラで次に塗布する塗布対象エリアを予め撮像し、当該予め撮像する塗布対象エリアの形状が前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面であり、
さらに、前記フィルムの塗布対象エリアには、その前後で且つ前記フィルムの幅方向の一方側と他方側に位置決め用マークが設けられ、
まず、巻き出された前記フィルムを吸着保持した状態で、前記塗布対象エリアの前記前後に且つ前記フィルム幅方向の一方側と他方側に設けられた位置決めマークに対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムのＸ軸とＹ軸の吸着保持の全体の位置ずれ量を算出し、
次いで、前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面に対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムの長手方向の位置と前記フィルム上の塗布方向傾きについて当初設定された塗布対象エリアとのずれ量を算出し、
前記吸着保持の全体の位置ずれ量と、前記フィルムの長手方向位置及び前記フィルム上の塗布方向傾きのずれ量と、をともに補正して次の塗布対象エリアへ前記塗布ヘッドを移動させる
ことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑な部材に対するインクジェット方式による液状材料の塗布において、撮像手段によって得たデータに画像処理を施すことで塗布すべき溝状の現状位置を算出し、次の塗布時に基準の位置とのずれ量を算出して塗布ヘッドの位置を補正移動することにより、精度良くインクジェット塗布する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式とは、気泡または圧電素子を利用したインクジェットヘッドから少量の液滴を高精度に吐出するものである。この液滴の高精度な吐出によって、対象とする部材に塗布する装置としたものが、インクジェット塗布装置である。高精細な塗布を実現できる装置として近年注目されてきており、紙への印刷に限らず、あらゆる産業分野でその適用可能性も探られており、既に実用化されているものもある。
【０００３】
従来、ヘッドの射出状態の違いによる影響を無くす為に、基板にパターン塗布を行ない、その塗布ドットの位置ズレをカメラで計測して移動量を算出し、ヘッドを、ＸＹθ方向に移動することにより、目標位置により近づくように補正を行ない、これにより、塗布ドット毎の位置バラツキを軽減して、均一でムラのない高品質なパネルを製造できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット塗布において塗布位置の精度を決める要素としては、大きく分けて二つある。第一点は、インクジェット塗布ヘッドのノズル孔からの液滴の射出方向による塗布ドット毎の位置バラツキである。第二点は、インクジェット塗布ヘッドのノズル孔が塗布すべき対象物の塗布位置にどの程度合致しているかということである。
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、第１点に対しては解決できるが、第２点に対しては対象とする部材の種類によっては十分に解決できない部分もある。
【０００７】
以下では、塗布対象とする部材は、フレキシブルな積層フィルムであって、そのフィルム表面に長い溝状になったパターンが予め形成されている（以下では、この溝状パターンをスクライブという）。かかるスクライブはレーザ光などで形成されるものであるが、フレキシブルな材料であるため、レーザ光の照射位置誤差が発生する。
【０００８】
また、塗布する箇所に位置決めした後に、一定間隔に設けた位置決め用のマークをカメラで撮像して認識し、塗布対象とする部材の位置決め状態を計測する手法も考えられる。しかし、塗布工程よりも前の工程でフィルムの加熱，冷却が行なわれるため、積層フィルムに膨張，収縮が発生し、位置決め用のマークの位置ずれが発生し、インクジェット方式の塗布ヘッドのノズル孔の位置が塗布すべき目標位置がずれてしまう問題が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、フレキシブルな積層フィルムの表面の塗布すべき目標位置を補正して、インクジェット塗布ヘッドのノズル孔から正しい位置に液滴を射出することで、フィルムへの塗布品質を高めることができるようにしたインクジェット塗布装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ロール状のフィルムを巻き出して搬送する上流側のガイドロールと、巻き出された前記フィルムを吸着保持する吸着テーブルと、前記吸着テーブルに吸着保持された前記フィルム上に液状の塗布材を塗布する塗布ヘッドと、塗布材が塗布された前記フィルムを搬送してロール状に巻き取る下流側のガイドロールと、からなるインクジェット塗布装置において、
前記塗布ヘッドに隣接して撮像カメラを設置し、前記塗布ヘッドと前記撮像カメラは設置位置が一体となって塗布ヘッドユニット部を形成し、前記塗布ヘッドユニット部は、前記吸着テーブルの上方において、３次元的に移動可能なＸＹＺ軸方向駆動手段によって移動され、前記塗布ヘッドによる塗布対象エリア毎の塗布動作中に前記撮像カメラで次に塗布する塗布対象エリアを予め撮像し、当該予め撮像する塗布対象エリアの形状が前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面であり、さらに、前記フィルムの塗布対象エリアには、その前後で且つ前記フィルムの幅方向の一方側と他方側に位置決め用マークが設けられ、巻き出された前記フィルムを吸着保持した状態で、前記塗布対象エリアの前記前後に且つ前記フィルム幅方向の一方側と他方側に設けられた位置決めマークに対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムのＸ軸とＹ軸の吸着保持の全体の位置ずれ量を算出し、前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面に対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムの長手方向の位置と前記フィルム上の塗布方向傾きについて当初設定された塗布対象エリアとのずれ量を算出し、前記吸着保持の全体の位置ずれ量と、前記フィルムの長手方向位置及び前記フィルム上の塗布方向傾きのずれ量と、をともに補正して次の塗布対象エリアへ前記塗布ヘッドを移動させることを特徴とする。
【００１１】
また、ロール状のフィルムを巻き出して搬送する上流側のガイドロールと、巻き出された前記フィルムを吸着保持する吸着テーブルと、前記吸着テーブルに吸着保持された前記フィルム上に液状の塗布材を塗布する塗布ヘッドと、塗布材が塗布された前記フィルムを搬送してロール状に巻き取る下流側のガイドロールと、からなるインクジェット塗布装置の塗布方法において、
前記塗布ヘッドに隣接して撮像カメラを設置し、前記塗布ヘッドと前記撮像カメラは設置位置が一体となって塗布ヘッドユニット部を形成し、前記塗布ヘッドユニット部は、前記吸着テーブルの上方において、３次元的に移動可能なＸＹＺ軸方向駆動手段によって移動され、前記塗布ヘッドによる塗布対象エリア毎の塗布動作中に前記撮像カメラで次に塗布する塗布対象エリアを予め撮像し、当該予め撮像する塗布対象エリアの形状が前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面であり、さらに、前記フィルムの塗布対象エリアには、その前後で且つ前記フィルムの幅方向の一方側と他方側に位置決め用マークが設けられ、まず、巻き出された前記フィルムを吸着保持した状態で、前記塗布対象エリアの前記前後に且つ前記フィルム幅方向の一方側と他方側に設けられた位置決めマークに対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムのＸ軸とＹ軸の吸着保持の全体の位置ずれ量を算出し、次いで、前記フイルムの幅方向に形成された線状の溝形状断面に対して、前記撮像カメラによる撮像結果を画像処理手段で処理することによって、前記フィルムの長手方向の位置と前記フィルム上の塗布方向傾きについて当初設定された塗布対象エリアとのずれ量を算出し、前記吸着保持の全体の位置ずれ量と、前記フィルムの長手方向位置及び前記フィルム上の塗布方向傾きのずれ量と、をともに補正して次の塗布対象エリアへ前記塗布ヘッドを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルム表面の塗布すべき目標位置を直接計測して補正し、インクジェット塗布ヘッドのノズル孔から正しい位置に液滴を射出することにより、フィルムの塗布品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるインクジェット塗布装置及び方法の第１の実施形態での概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す塗布ヘッドの設置状況を上方から見た図である。
【図３】図１におけるフィルムを拡大して示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態での塗布位置補正の制御部のブロック図である。
【図５】図１に示す塗布位置補正の一具体例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す第１の実施形態での塗布位置補正の一具体例を示す概略斜視図である。
【図７】図１に示す塗布位置補正での撮像画像の一具体例を示す図である。
【図８】図７に示す塗布位置補正のための撮像画像を用いた計測方法の一具体例を示す図である。
【図９】図７に示す塗布位置補正のための撮像画像を用いた計測方法の他の具体例を示す図である。
【図１０】本発明によるインクジェット塗布装置及び方法の第２の実施形態における塗布位置補正の一具体例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す塗布位置の補正処理の一連の流れ一具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
なお、以下に説明する実施形態では、非シリコン系の半導体材料（例えば、ＣＩＧＳ薄膜）が施された太陽電池用のフィルムを塗布対象の一例として、このフィルム上にインクジェット方式の塗布ヘッドで電極材や絶縁材を塗布することにより、電極や絶縁膜などの膜形成を行なうようにするものとする。なお、ＣＩＧＳ薄膜は、Ｃｕ（銅），Ｉｎ（インジウム），Ｇａ（ガリウム），Ｓｅ（セレン）から成る半導体材料の薄膜であって、「ＣＩＧＳ」はこれら素材の頭文字を配列したものである。
【００１８】
図１は本発明によるインクジェット塗布装置及び方法の第１の実施形態の概略構成を示す斜視図であって、１は太陽電池用の積層フィルム（以下、単に、フィルムという）、２は巻出側フィルムロール、３は巻取側フィルムロール、４，５はガイドロール、６，７は昇降ガイドロール、８，９は吸着バー、１０は吸着テーブル、１１は巻出側軸モータ、１２は巻取側軸モータ、１３，１４はフィルム押えバー、１５は塗布ヘッド、１６は巻出部、１７は塗布部、１８は巻取部、１９は撮影カメラである。
【００１９】
また、図２は図１における塗布部１７の構成を具体的に示す平面図であって、２０はＸ軸駆動手段、２１はＺ軸駆動手段、２２はＹ軸駆動手段、２３はＹ軸ガントリ、２４はＹ軸ステージであり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２０】
さらに、図３は図１におけるフィルム１の構成の一具体例を示す斜視図であって、２５はポリイミドフィルム層、２６はＣＩＧＳ薄膜層、２７はバッファ層、２８は透明電極層、２９はスクライブである。
【００２１】
図１において、Ｘ軸方向に空間が巻出部１６と塗布部１７と巻取部１８とに区分されており、巻出部１６には、巻出側軸モータ１１によって回転駆動される巻出側フィルムロール２や上流側のガイドロール４，昇降ガイドロール６，吸着バー８がＸ軸方向に順次配列されて設けられ、巻取部１８には、下流側の吸着バー９，昇降ガイドロール７，ガイドロール５及び巻取側軸モータ１２によって回転駆動される巻取側フィルムロール３がＸ軸方向に順次配列されて設けられている。また、塗布部１７には、吸着テーブル１０や塗布ヘッド１５，フィルム押えバー１３、１４が設けられている。吸着バー８，９や吸着テーブル１０は、真空ポンプを真空源として、真空パルブ３０（図４）でフィルム１の吸着固定や固定解除を行なう。
【００２２】
巻出部１６において、巻出側フィルムロール２には、塗布部１７で電極材や絶縁材の塗布対象となるフィルム１がロール状に巻き付けられている。また、このフィルム１は、この巻出側フィルムロール２から巻き出されて塗布部１７を通り、巻取部１８で巻取側フィルムロール３に巻き取られている。ここで、フィルム１の長さ方向がＸ軸方向、その幅方向がＹ軸方向、その面に垂直な方向がＺ軸方向である。
【００２３】
塗布部１７では、フィルム１が吸着テーブル１０によって真空吸着されて位置固定される。
【００２４】
また、図２に示すように、インクジェット式の塗布ヘッド１５はＺ軸駆動手段２１によって高さを個別に変えられる。このＺ軸駆動手段２１を備えた塗布ヘッド１５は、撮影カメラ１９と隣接固定して組み込まれ、一体となってヘッドユニット部を形成している。この塗布ヘッド１５と撮影カメラ１９との組は、さらにＸ軸駆動手段２０によってＸ軸方向に移動でき、他の塗布ヘッド１５と撮影カメラ１９との組（カメラユニット部）との相対位置を変えながら位置ずれの補正が可能である。
【００２５】
このカメラユニット部を形成する塗布ヘッド１５と撮影カメラ１９との組は、１組みであってもよいが、処理速度を向上させるには、複数組にする。ここでは、４組としており、これら４組は共通のＹ軸ガントリ２３に固定され、Ｙ軸ステージ２４に沿って、フィルム１の塗布するスクライブ２９（図３）の長手方向に平行なＹ軸方向に動作する。Ｙ軸ガントリ２３とＹ軸ステージ２４から成るＹ軸駆動手段２２は、サーボモータでボールネジを介して駆動してもよいし、リニアモータで駆動してもよい。
【００２６】
このようにＹ軸ガントリ２３に固定されたインクジェット式の塗布ヘッド１５により、液状の電極材や絶縁材など（以下、これらをまとめて「塗布材」という）がフィルム１上に塗布されて電極や絶縁膜を形成していく。
【００２７】
図１に戻って、塗布部１７でフィルム１の所定の塗布対象エリアでの塗布材の塗布が終了すると、巻出側フィルムロール２からフィルム１が巻き出され、また、巻取側フィルムロール３にこのフィルム１が巻き取られ、次々に連続したフィルム１に塗布を繰り返していく。
【００２８】
なお、塗布対象エリアとは、塗布部１７でフィルム１上に１つの塗布ヘッド１５が塗布すべきエリアを有ものであって、図２に示すように、複数の塗布ヘッド１５が用いられる場合には、塗布部１７で夫々の塗布ヘッド１５毎に塗布対象エリアが設定されることになる。
【００２９】
このフィルム１の次の塗布対象エリア（次に夫々の塗布ヘッド１５が塗布する塗布対象エリア）が塗布部１７で塗布材の塗布ができる位置に配置できるように、フィルム１が巻出側フィルムロール２側から巻取側フィルムロール３側に搬送されるが、このときには、巻出部１６において、巻出側軸モータ１１によって回転駆動される巻出側フィルムロール２から巻き出されたフィルム１は、ガイドローラ４と昇降ガイドローラ６とによって支持されるが、このとき、昇降ガイドローラ６が吸着テーブル１０の吸着面よりも高い位置に上昇しており、また、巻出部１６では、フィルム１が昇降ガイドローラ７とガイトローラ５とで支持されて巻取側フィルムロール３に巻き取られるが、このとき、昇降ガイドローラ７が吸着テーブル１０の吸着面よりも高い位置に上昇しており、これにより、フィルム１は、吸着バー８，９や吸着テーブル１０に接触することなく、Ｘ軸方向に移動する。
【００３０】
このように、フィルム１が巻出部１６側から巻取部１８側に移送されるときには、昇降ガイドローラ６，７によってフィルム１が持ち上げられ、これにより、フィルム１が吸着テーブル１０に接触することなく搬送されて、フィルム１の裏面に擦り傷が付くのを防止できるようにしている。
【００３１】
このようにして、フィルム１が昇降ガイドローラ６，７によって吸着バー８，９や吸着テーブル１０に接触しない状態で搬送され、フィルム１での次の塗布対象エリアが塗布部１７に達すると、フィルム１の搬送が終了し、この塗布対象エリアの塗布部１７でのＸ軸方向の位置決めがなされる。なお、この位置決めは、まず、巻取側フィルムロール３の巻取量を監視して、粗く位置調整する。
【００３２】
また、巻取側軸モータ１２にブレーキを掛けてフィルム１の巻取部１８側を固定した状態にする。そして、これとともに、巻出側軸モータ１１をフィルム１の巻き出しの回転方向とは逆回転方向にトルクを掛けた状態にすることで、フィルム１に一定の張力を付加した状態にする。
【００３３】
これにより、フィルム１の搬送が終了しても、このフィルム１は、その長手方向（即ち、それが搬送されるＸ軸方向）にテンションが掛った状態に保持されることになり、フィルム１に弛みが生じない。
【００３４】
かかる状態で、塗布部１７では、昇降ガイドロール６，７が降下し、これによってフィルム１の下面を吸着保持する吸着バー８，９により、フィルム１は吸着テーブル１０に吸着保持される。
【００３５】
ここで、図３に示すように、フィルム１はポリイミドフィルム層２５，ＣＩＧＳ薄膜層２６，バッファ層２７及び透明電極層２８が順に積層された複数層の積層フィルムの構成をなしており、全体の厚さも同じく数１０μｍ〜１００μｍ程度である。かかるフィルム１の表面側に溝状の窪み部であるスクライブ２９が設けられ、このスクライブ２９に塗布材が塗布されて電極や絶縁膜が形成される。ＣＩＧＳ薄膜層２６の膜厚は、数１０μｍ〜１００μｍ程度の薄い膜状であり、このＣＩＧＳ薄膜層２６が実質的な発電を行なう部分である。
【００３６】
そして、スクライブ２９は、透明電極層２８及びバッファ層２７が溝状になったものと、透明電極層２８、バッファ層２７に加えてＣＩＧＳ薄膜層２６まで含んで溝状になったものの２種類がある。溝状の凹部に材料をインクジェット塗布することで、スクライブ２９は層内の導通や層間の導通をとっていくものである。大まかには、スクライブ２９の溝幅は数１０μｍ〜１００μｍ程度であり、深さは数μｍ〜１０μｍ程度である。
【００３７】
図１に戻って、塗布ヘッド１５は夫々、ＸＹ軸平面内での移動動作とＺ軸方向（高さ方向）の移動動作が可能であり、夫々の塗布ヘッド１５の下面には、フィルム１に向いたノズル孔が２５０個程度設けられており、ピエゾ駆動によって各ノズル孔から塗布材の液滴が押し出されてフィルム１上に点状で射出する。Ｘ軸駆動手段２０やＹ軸駆動手段２２（図２）によって塗布ヘッド１５のノズルがＸＹ軸平面内で移動して個別に塗布材を射出することにより、フィルム１の塗布面にあらゆるパターンで塗布材を精細に塗布することが可能となる。
【００３８】
このようにして、塗布部１７でフィルム１上の所定の塗布対象エリアでの塗布材の塗布が終了すると、巻出側フィルムロール２からフィルム１の巻き出しと巻取取側フィルムロール３へのフィルム１の巻き取りとが行なわれ、塗布部１７で次々に連続したフィルム１上の各塗布対象エリアに対して塗布ヘッド１５により塗布を繰り返していく。
【００３９】
図４は図１における塗布位置補正の機能を持つインクジェット塗布装置の制御部の一構成例を示すブロック図であって、３０は真空バルブ、３１はレギュレータ、３２はバルブユニット、３３はエアシンリンダ、３４はＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、３５はハードディスク、３６は制御ユニット、３６ａはマイクロコンピュータ、３６ｂはデータ通信バス、３６ｃは外部インターフェース、３６ｄは塗布ヘッドコントローラ、３６ｅは画像処理コントローラ、３６ｆはモータコントローラ、３７はモニタ、３８はキーボード、３６ｇｘはＸ軸ドライバ、３６ｇｙはＹ軸ドライバ、３６ｇｚはＺ軸ドライバであり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００４０】
同図において、制御ユニット３６は、マイクロコンピュータ３６ａと外部インターフェース３６ｃと塗布ヘッドコントローラ３６ｄと画像処理コントローラ３６ｅとモータコントローラ３６ｆとがデータ通信バス３６ｂで接続された構成をなしている。
【００４１】
制御ユニット３６は、外部インターフェース３６ｃを介して、エアシリンダ３３などのエア駆動機器及び巻出側軸モータ１１，巻取側軸モータ１２や他のロール用モータを駆動制御し、また、吸着バー８，９（図１）や吸着テーブル１０（図１）でフィルム１を真空吸着する際の真空源となる真空ポンプからの切り替えを行なう真空バルブ３０も制御する。塗布ヘッドコントローラ３６ｄは、制御ユニット３６の制御を基に、塗布ヘッド１５の各ノズル孔からの塗布材料の射出の有無やタイミングを制御する。画像処理コントローラ３６ｅは、制御ユニット３６の制御を基に、スクライブ２９（図３）や後述の位置決めマーク３８ａ、３８ｂ（図１０，図１１）を撮影カメラ１９で撮像してその視野内での位置を画像処理によって算出するものである。モータコントローラ３６ｆは、制御ユニット３６の制御を基に、塗布ヘッド１５に取り付けられたＸ軸駆動モータのＸ軸ドライバ３６ｇｘやＹ軸駆動モータのＹ軸ドライバ３６ｇｙ，Ｚ軸駆動モータのＺ軸ドライバ３６ｚｈを夫々駆動制御する。
【００４２】
塗布位置のずれ量補正やフィルム吸着固定位置のずれ量補正では、ズレ量は画像処理コントローラ３６ｅで算出され、その結果をマイクロコンピュータ３６ａで換算して、モータコントローラ３６ｆでの各モータの移動量に反映させる処理を行なう。そうして、塗布ヘッドコントローラ３６ｄで、塗布ヘッド１５のノズルから塗布材料を射出してフィルム１に塗布する。
【００４３】
図５は図１に示す塗布ヘッド１５によるフィルム１上の塗布対象エリアへの塗布材の塗布処理の一連の流れの一具体例を示すフローチャートである。以下では、１つの塗布ヘッドについて説明するが、複数の塗布ヘッドが使用される場合、他の塗布ヘッドについても同様である。
【００４４】
同図において、全体の処理の流れは、ステップ１１０からステップ１３０までは一連の動作の初回に一度だけ実行し、ステップ１４０で判定処理を行ない、その判定結果に応じて、ステップ１９０で終了する処理、または、ステップ１５０からステップ１８０までを繰り返す処理となる。
【００４５】
ステップ１１０では、塗布ヘッド１５の横に取り付けた撮影カメラ１９でフィルム１上の塗布対象エリアのスクライブ２９を移動撮像する。ここで、この塗布対象エリア全体を一度に塗布できない場合には、かかる塗布対象エリアを複数のエリアに分割し（以下、かかるエリアを部分エリアという）、夫々の部分エリアを順番に塗布していく。以下では、塗布対象エリアがかかる部分エリア毎に塗布されるものとする。従って、撮像カメラ１９による撮像は、塗布対象エリアでの部分エリアに対して行なわれる。
【００４６】
ステップ１２０では、撮像した画像を画像処理し、撮影カメラ１９の視野中心からのずれ量をもとに塗布時の補正値を算出する。ステップ１３０では、本来塗布すべき位置に補正値を反映して目標位置のＸ座標，Ｙ座標を加算または減算し、塗布対象エリア上に正確に塗布ヘッド１５を移動させる。
【００４７】
ステップ１４０では、１つの塗布対象エリア全体の塗布が完了したか否かの判断を行ない、塗布が完了でなければ、次に説明するステップ１５０からステップ１８０までの塗布動作を各部分エリア毎に繰り返し、この塗布動作を繰り返し行なった後、１つの塗布対象エリア全体の塗布が完了であれば、ステップ１９０で塗布処理の終了となる。
【００４８】
塗布対象エリア全体（即ち、この塗布対象エリアの全ての部分エリア）の塗布が完了でなければ、ステップ１５０で１つの部分エリアでの塗布動作を行なう。そして、この塗布動作と同時に、ステップ１６０において、塗布ヘッド１５の横に取り付けた撮影カメラ１９でフィルム１上の同じ塗布対象エリアでの次の部分エリア上のスクライブ２９を移動撮像する。次に、ステップ１７０で、この塗布動作中に撮像した画像を画像処理し、撮影カメラ１９の視野中心からのずれ量をもとにこの次の部分エリアで塗布するときの補正値を算出する。最後に、ステップ１８０で、本来の塗布すべき位置に先の補正値を加味し、次の部分エリア上に塗布ヘッド１５を移動させる。以上により、塗布位置のずれ量が補正された状態で、順次の部分エリアでの塗布が可能となる。
【００４９】
なお、ここで、部分エリアは複数本のスクライブ２９を含むものであり、その数は通常数本（５本程度）とする。つまり、１０本程度をグループとして扱い、このスクライブ２９の１つのグループが１つの部分エリアに含まれるものであり、現在の塗布動作中に次の１グループ（即ち、次の部分エリア）の補正値を先取りして計測することになる。
【００５０】
図６は以上の処理動作を具体的に示す斜視図であって、３９ａ〜３９ｃは撮像部、４０ａ，４０ｂは塗布部であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００５１】
同図において、撮像部３９ａ〜３９ｃ，４０ａ，４０ｂは夫々、塗布ヘッド１５に対する塗布対象エリアでの１つの部分エリアに相当するおおきさのエリアであって、撮像部３９ａ〜３９ｃは撮像カメラ１９による撮像の対象となるエリアであり、塗布部４０ａ，４０ｂは塗布ヘッド１５による塗布の対象となるエリアである。なお、ここでは、５本のスクライブ２９を１グループとし、各部分エリアで１グループ分ずつのスクライブ２９が含まれているものとする。
【００５２】
図６（ａ）は図５のステップ１１０からステップ１３０までの処理動作を示すものであって、塗布対象エリアの最初の部分エリアが撮像部３９ａとなるものである。
【００５３】
この撮像部３９ａにおいて、塗布ヘッド１５の横に設置した撮影カメラ１９でもって、最初の部分エリアでのスクライブ２９を撮像し、その位置を求める。この撮像は、撮影カメラ１９を、塗布ヘッド１５とともに、Ｙ軸方向に移動させることによって行なわれる。
【００５４】
この撮像が終了し、次に、この最初の部分エリアで塗布を行なうために、塗布ヘッド１５を最初に塗布対象となる部分エリアの方向（Ｘ軸方向）に移動させるが、この移動中、撮影カメラ１９で撮像した撮像部３９ａとしての最初の部分エリアでのスクライブ２９の撮像データを画像処理して、最初に塗布予定の部分エリア（即ち、撮像部３９ａとなった部分エリア）のスクライブ２９の位置の補正値を算出し、この最初に塗布対象となる部分エリアで塗布を行なう際の塗布ヘッド１５の移動中の位置の補正する補正データを求める。
【００５５】
塗布ヘッド１５がＸ軸方向に移動して、撮像部３９ａにあった最初の部分エリアを塗布開始する位置に達すると、図６（ｂ）に示すように、この最初の部分エリアが塗布部４０ａとなり、２番目の部分エリアが次の撮像部３９ｂとなる。かかる状態で塗布ヘッド１５による塗布動作（図５のステップ１５０）を始めると、この塗布ヘッド１５がＹ軸方向へ移動して塗布が行なわれるが、これとともに、上記のようにして得られた補正データにより、塗布ヘッド１５のＸ軸方向の位置が調整され、これにより、塗布ヘッド１５はこの最初の部分エリアのスクライブ２９に沿って正しく塗布することになる。
【００５６】
また、撮像部３９ｂにおいて、撮影カメラ１９で撮像部３９ｂとしての２番目の部分エリアでのスクライブ２９を撮像してその位置を求める。そして、この塗布部４０ａでの最初の部分エリアの塗布動作が終了し、塗布ヘッド１５をこの２番目の部分エリアの方向（Ｘ軸方向）に移動させるが、その移動中、先に撮像部３９ｂで撮影カメラ１９で撮像した撮像データを画像処理して、次に塗布予定の２番目の部分エリアのスクライブ２９の位置の補正値を算出し、この２番目の部分エリアで塗布を行なう際に移動する塗布ヘッド１５の移動中の位置を補正する補正データを求める。かかる処理は、図５のステップ１６０からステップ１８０に該当する。
【００５７】
塗布ヘッド１５が次に塗布予定の２番目の部分エリアに達すると、図６（ｃ）に示すように、２番目の部分エリアが塗布部４１ｂとなり、さらに次の塗布対象となる３番目の部分エリアが撮像部３９ｃとなる。そして、この２番目の部分エリアでの塗布動作では、塗布ヘッド１５がＹ方向に移動して塗布が行なわれるが、上記のようにして得られた補正データにより、塗布ヘッド１５のＸ軸方向の位置が調整され、これにより、塗布ヘッド１５はこの２番目の部分エリアのスクライブ２９に沿って正しく塗布することになる。
【００５８】
以下、かかる一連の動作が各部分エリア毎に繰り返され、同じ塗布対象エリアでの全てのグループでの塗布が完了すれば、終了（図５のステップ１９０）となる。
【００５９】
次に、図５のステップ１２０，ステップ１７０でのずれ量の算出方法を図６（ｂ）及び図７〜図９を用いて説明する。この例では、特に、フィルム１の伸縮や位置決めの影響でＸ方向のずれ量が顕著となることから、Ｘ方向の補正を示す。
【００６０】
ここでは、図６（ｂ）のＹ2位置でスクライブ２９を撮像した場合で説明する。線状となっているスクライブ２９でのＹ方向の撮像位置は任意に設定できる。図８の例では、スクライブ２９の中間点から算出するものである。この中間点は、図６（ｂ）に示すように、塗布開始予定位置Ｙ1からΔＹ12だけ離れた位置となる。
【００６１】
図７はこのようにして撮影カメラ１９で撮像した画像を示す図であって、４１はカメラ視野である。
【００６２】
同図において、この例では、断面が溝形状の３本のスクライブ２９が撮影されている。スクライブ２９の位置の算出にあたっては、撮影カメラ１９のカメラ視野４１内の中央部にウィンドウを設定し、左右と明るさが変化する点の位置を抽出して白部と黒部の境界を算出してもよい。あるいは、図８に示すように、閾値を設定して二値化処理によって、黒物体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４とスクライブ２９である白物体Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に分けてもよい。
【００６３】
図８において、中間位置の白物体Ｗ２に着目して、カメラ視野４１のＹ方向の中間となるＬＨ線との交点を点Ｎ2とする。カメラ視野４１のＸ方向，Ｙ方向の中間点はＬＨ線とカメラ視野４１のＸ方向の中間となるＬＶ線との交点である点Ｃ（即ち、カメラ視野４１の中心点）であって、中心点Ｃと点Ｎ2との間のＸ方向の距離はΔＸ2である。中心点Ｃは設計上での白物体Ｗ２、即ち、スクライブ２９の位置であり、Ｘ方向の距離ΔＸ2がフィルム１のＸ方向のずれ量である。また、スクライブ２９は直線であるから、ＬＨ線と平行な仮想線とスクライブ２９との交点を求め、スクライブ２９上のこの交点と点Ｎ2との位置関係から、ＬＶ線に対する白物体Ｗ２の傾き角Δθ2を算出することができる。
【００６４】
図６（ｂ）から、スクライブ２９でのＹ2位置でのずれ量ΔＸ2と傾き角Δθ2が算出できるので、塗布開始予定位置Ｙ1のＸ方向のずれ量は、
ΔＸ2 ＋ ΔＹ12・ｔａｎ（Δθ2）
として算出でき、この値を基に位置Ｙ1でのＸ方向ずれ量を補正することができる。
【００６５】
また、スクライブ２９での塗布終了予定位置Ｙ3のＸ方向ずれ量は、
ΔＸ2 ＋ ΔＹ23・ｔａｎ（Δθ2）
として算出でき（但し、ΔＹ23はＹ2位置から塗布終了予定位置Ｙ3までの距離）、同様に、この値から位置Ｙ3でのＸ方向ずれ量を補正できる。他の途中の点におけるＸ方向ずれ量も同様に計算でき、その位置ずれを補正することができる。位置Ｙ１，Ｙ３が夫々塗布開始予定位置，塗布終了予定位置でない場合には、さらに、位置Ｙ1と位置Ｙ3との外側も同様に補正できるようになる。
【００６６】
図８に示す例よりもさらにずれ量の算出精度を良くする他の方法を、図９で説明する。但し、図９において、４１ａ，４１ｂはカメラ視野であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００６７】
この方法は、スクライブ２９の中間点１点ではなく、その上方と下方の２点から補正値を算出するものであり、図６（ｂ）では、位置Ｙ1と位置Ｙ3の２点である。
【００６８】
図９において、スクライブ２９の塗布開始予定位置側の１つの位置をＹ1，塗布終了予定位置側の１つの位置をＹ3とし、カメラ視野４１ａは位置補正前の撮像カメラ１９で位置Ｙ1が中心点Ｃとなるように撮像したときのカメラ視野であり、カメラ視野４１ｂは位置補正前の撮像カメラ１９で位置Ｙ3が中心点Ｃとなるように撮像したときのカメラ視野である。位置Ｙ3での撮像は、位置Ｙ1で撮像を終了したカメラ部１９をＹ軸方向に位置Ｙ3まで移動させて行なわれるものである。ここで、フィルム１の伸縮や位置決めの影響でＸ軸方向のずれ量が顕著であることから、カメラ視野４１ａ，４１ｂでの位置Ｙ1，Ｙ3は視野の中心点からＸ軸方向にずれることになる。なお、図９においては、その左側にカメラ視野４１ａ，４１ｂを夫々拡大して示している。
【００６９】
撮影カメラ１９で撮像したカメラ視野４１ａ，４１ｂ夫々において、その画像から中間の白物体Ｗ2（スクライブ２９）に着目して、撮影カメラ１９のカメラ視野４１ａ，４１ｂ夫々内のＹ方向の中間となるＬＨ線とこの白物体Ｗ2の位置Ｙ1，Ｙ3側の交点を夫々点Ｎ1，Ｎ3とし、これらカメラ視野４１ａ，４１ｂの中心点Ｃから点Ｎ1，Ｎ3までのＸ方向の距離を夫々ΔＸ1，ΔＸ3とする。中心点Ｃは設計上でのスクライブ２９の中心位置であるから、距離ΔＸ1，ΔＸ3がフィルム１の夫々の点でのＸ方向のずれ量となる。撮影カメラ１９での撮像時に、位置Ｙ1と位置Ｙ3との２点間の距離である（ΔＹ12＋ΔＹ23）の値は決まっていることから、ずれ量ΔＸ1，ΔＸ3を基にした位置Ｘ1，Ｘ3の位置も算出可能であり、塗布対象となるスクライブ２９のＹ軸方向に対する傾き角Δθ13も算出することができる。
【００７０】
同様にして、位置Ｙ1と位置Ｙ3との間の各位置でのＸ方向のずれ量を補正できるようになる。さらに、位置Ｙ1と位置Ｙ3の外側も、仮想線を想定して計算、補正することができるようになる。
【００７１】
図８に示すＹ2位置１点で撮像した結果から傾き角Δθ2を求める場合には、撮影カメラ１９の視野内のＹ方向で数ｍｍであるの対して、図９に示す位置Ｙ1と位置Ｙ3との２点を撮像する場合には、これら２点間の距離が圧倒的に大きいことから、傾き値ΔθΙ3の精度が格段に向上する。
【００７２】
図１０は本発明によるインクジェット塗布装置及び方法の第２の実施形態における塗布状態を示す斜視図であって、４２ａ，４２ｂは位置決めマークであり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００７３】
同図において、フィルム１の各塗布対象エリア毎に、その一方側に位置決めマーク４２ａが、その他方側に位置決めマーク４２ｂが夫々設けられており、これを撮影カメラ１９で撮影し、画像処理によって、塗布部に固定したフィルム１の全体の固定位置を把握する。これにより、フィルム１を巻き出した状態のずれ量が把握できるため、次に撮影カメラ１９でスクライブ２９を撮影するときに、カメラ視野のより中心よりにスクライブ２９を撮影できることで、カメラ分解能も大きくでき、より正確な塗布位置への位置決めが可能となる。
【００７４】
図１１はこのときの処理手順を示すフローチャートであって、図５に対応するステップには、同一の符号をつけて重複する説明を省略する。
【００７５】
同図において、図５に示した第１の実施形態における処理の流れとの違いは、処理の最初のステップとして、塗布ヘッドに取り付けた撮像カメラ１９でフィルム１上の塗布対象エリアの前後に設けられた位置決めマーク４２ａ，４２ｂを撮像し、画像処理を行なってフィルム１全体のＸ軸方向の位置ずれ量を算出するステップ１０５の処理を追加したことである。このステップ１０５の処理により、第１の目的としては、Ｙ方向のずれ量を補正するものであって、位置決めマーク４２ａ，４２ｂの位置からスクライブ２９の端部のＹ方向の位置ずれを算出する。フィルム１内では、位置決めマーク４２ａ，４２ｂの位置とスクライブ２９の位置との相対的な位置関係がほぼ一定であることを利用している。第２の目的としては、Ｘ方向のずれ量を補正するものである。これは、フィルム１の塗布部１７（図２）での塗布対象エリアのＸ軸方向のずれ量が得られるものであり、同じ塗布対象エリアでの各部分エリアでのＸ軸方向のずれ量を補正するのに用いるものである。
【００７６】
即ち、図５でのステップ１３０に代わってステップ１３５の処理が行なわれるが、このステップ１３５において、同じ塗布対象エリアでの最初の部分エリアに対して、ステッ１２０，１３０の処理によって得られた補正値にステップ１０５で得られた位置ずれ量を加味して、塗布ヘッド１５の位置ずれを補正するものである。具体的には、塗布対象エリアで塗布動作を行なう場合、まず、ステップ１０５で得られたフィルム１全体のＸ方向の補正値を基に、塗布ヘッド１５を正しく塗布対象エリアの位置に移動させ、この塗布対象エリアで塗布を行なうときに、その各部分エリアで図６（ｂ），図８で得られた補正値や図９で得られた補正値を基に、塗布ヘッド１５をスクライブ２９に沿って移動させるものである。
【００７７】
同様にして、同じ塗布対象エリアの２番目以降の部分エリアに対しても、図５に示すステップ１８０に代わってステップ１８５の処理が行なわれるものであって、このステップ１８５においても、ステッ１６０，１７０の処理によって得られた補正値にステップ１０５で得られた位置ずれ量を加味して、塗布ヘッド１５の位置ずれを補正するものである。
【００７８】
以上のように、スクライブ２９の位置を撮像して、次に塗布すべき部分エリアのスクライブ２９の位置ずれに対して、これを補正するように塗布ヘッド１５の位置を補正することにより、インクジェット塗布ヘッドのノズル孔から正しい位置に液滴を射出できるようになり、フィルムの塗布品質が向上するが、これに加えて、フィルム全体の位置ずれを加味して補正することにより、塗布品質はさらに向上する。
【符号の説明】
【００７９】
１  フィルム
２  巻出側フィルムロール
３  巻取側フィルムロール
４，５  ガイドロール
６，７  昇降ガイドロール
８，９  吸着バー
１０  吸着テーブル
１１  巻出側軸モータ
１２  巻取側軸モータ
１３，１４  フィルム押えバー
１５  塗布ヘッド
１６  巻出部
１７  塗布部
１８  巻取部
１９  撮影カメラ
２０  Ｘ軸駆動手段
２１  Ｚ軸駆動手段
２２  Ｙ軸駆動手段
２３  Ｙ軸ガントリ
２４  Ｙ軸ステージ
２５  ポリイミドフィルム層
２６  ＣＩＧＳ薄膜層
２７  バッファ層
２８  透明電極層
２９  スクライブ
３０  真空バルブ
３１  レギュレータ
３２  バルブユニット
３３  エアシンリンダ
３４  ＵＳＢメモリ
３５  ハードディスク
３６  制御ユニット
３６ａ  マイクロコンピュータ
３６ｂ  データ通信バス
３６ｃ  外部インターフェース
３６ｄ  塗布ヘッドコントローラ
３６ｅ  画像処理コントローラ
３６ｆ  モータコントローラ
３７  モニタ
３８  キーボード
３６ｇｘ  Ｘ軸ドライバ
３６ｇｙ  Ｙ軸ドライバ
３６ｇｚ  Ｚ軸ドライバ
３７  モニタ
３８  キーボード
３９ａ〜３９ｃ  撮像部
４０ａ，４０ｂ  塗布部
４１，４１ａ，４１ｂ  カメラ視野
【図１】
0005587616.tif 000002
【図２】
0005587616.tif 000003
【図３】
0005587616.tif 000004
【図４】
0005587616.tif 000005
【図５】
0005587616.tif 000006
【図６】
0005587616.tif 000007
【図７】
0005587616.tif 000008
【図８】
0005587616.tif 000009
【図９】
0005587616.tif 000010
【図１０】
0005587616.tif 000011
【図１１】
0005587616.tif 000012