(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから被着体であるワークの表面に所定量の液体材料を所望とする規定描画線形状に連続塗布描画する作業中において、所望とする規定描画線形状に関するパラメータの値に許容する範囲を設け、塗布した液体材料の描画形状に関する断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータを計測し、次回のワークの描画作業において、当該計測値が前記許容する範囲より大きい場合または小さい場合に、前記シリンジ内の液体材料の加圧量を予め入力したシフト圧力値の値分増減することで、当該計測値が所望とする規定描画線形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整する液体の塗布描画方法。
【請求項２】
液体材料を貯留するシリンジと、前記シリンジ内の液体材料を加圧または減圧する調圧手段と、前記シリンジに連通し先端に吐出口を具えるノズルと、前記ノズルと被着体であるワークとを相対的に移動する移動手段と、塗布された液体材料の形状に関する断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータを計測する計測手段と、当該パラメータの値の許容する範囲およびシフト圧力値を入力する入力手段と、これらの作動を制御する制御部とを具え、
前記制御部は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから被着体であるワークの表面に所定量の液体材料を所望とする規定描画線形状に連続塗布描画する作業中において、前記計測手段により前記パラメータを計測し、次回のワークの描画作業において、当該計測値が前記入力手段により入力した許容する範囲より大きい場合または小さい場合に、前記調圧手段による前記シリンジ内の液体材料の加圧量を予め入力したシフト圧力値の値分増減することで、当該計測値が所望とする規定描画線形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整することを特徴とする液体塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業の属する技術分野】
本発明は、被着体であるワークの表面に液体材料、たとえば、接着剤、ペースト状もしくはクリーム状の電子材料等を、ワークとノズルとを相対的に移動させて、所望する均一な幅のパターン形状に塗布する方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体材料を被着体であるワークの表面に、所望形状の描画パターンに形成させるには一般に、液体を吐出する吐出口を先端に具えたノズルを、被着体であるワークに対向させて配設し、前記ノズルに連通し液体を貯留するシリンジに適用する加圧力により、前記ノズルから液体を吐出させながら、点形状については前記ノズルおよび前記ワークを停止させて、点形状以外の形状については前記ノズルおよび前記ワークの少なくとも一方を相対的に移動させることにより行われている。
また、均一な形状に塗布するためには、塗布描画中の液体加圧力を一定に保つことおよびノズルとワークの相対移動速度を一定にすることが必要であり、安定して塗布描画を繰り返すには、ノズル先端の吐出口から吐出される液体の流速を、ひいては単位時間当たりの液体材料の吐出量を描画毎に一定にする必要があるとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液体材料、特に複合材料で構成された工業用液体材料は、液体材料それ自身の特性、たとえば粘弾性、流動性、および粘着性等が経時的に変化するために、液体に適用する圧力を一定となるよう制御しても、前記特性の経時変化に応じてノズル先端から吐出される液体の流速も変化することから、安定して塗布描画を繰り返すために、現実的には、一定した時間毎に設備を停止させて、描画形状の変化を測定しこれに応じて液体に適応する圧力を調整する試行錯誤的なテストを行って、塗布描画されたパターン形状を維持ないしは向上させることが必要であった。
【０００４】
さらには、液体材料自身が置かれた環境条件の履歴が異なると、前記特性にかかる経時変化の度合いも異なることもあり、同一の製造ロットで生産された液体材料においてもなお数十％のバラツキを有するため、品種毎の塗布パターンにかかる条件を画一的に定義付けることは不可能であり、液体材料の納入シリンジ毎の同様のテストもまた不可避であった。
【０００５】
このような設備の停止は、生産能力および作業能率を低下させる原因となり問題となっており、さらに、多品種少量生産におけるように段取り替えを頻繁に行う場合や、液体特性の変化が急峻な液体材料のように短時間毎に調整を必要とする場合には、特に深刻な問題となっていた。
【０００６】
本発明は、従来技術が抱えるこのような問題点に鑑みてなされたものであり、それの目的とするところは、シリンジ毎におよび定期的に、所望する塗布形状を形成させるための試行錯誤的なテストを繰り返す必要無しに、前記テストにかかる装置の停止を不用ならしめ、液体材料の定量吐出を簡易迅速に実現して、作業能率を大きく向上させることができる液体材料の吐出方法と、前記方法を具えた装置を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布描画する方法において、塗布した液体材料の描画形状に関するパラメータを計測し、当該計測値が所望とする規定描画形状に関するパラメータの許容する範囲の値に入るように調整する、好ましくは加圧力を調整することにより行う液体の塗布描画方法を要旨としている。
上記の所望とする規定描画形状が、点または線であり、その場合、本発明は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布描画する方法において、塗布した液体材料の点または線の形状に関するパラメータを計測し、当該計測値が所望とする点または線の形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整する、好ましくは加圧力を調整する液体の塗布描画方法である。
【０００８】
上記の所望とする規定描画形状に関するパラメータが、断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータであり、その場合、本発明は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布描画する方法において、塗布した液体材料の描画形状に関する、好ましくは点または線の形状に関する断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータを計測し、当該計測値が所望とする規定描画形状、好ましくは点または線の形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整する、好ましくは加圧力を調整する液体の塗布描画方法である。
【０００９】
所望とする規定描画形状に関するパラメータの値に許容する範囲を設け、当該計測値が、その許容する範囲より大きい場合または小さい場合に、当該許容する範囲に入るように調整するものであり、その場合、本発明は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布描画する方法において、塗布した液体材料の描画形状に関する、好ましくは点または線の形状に関するパラメータ、好ましくは断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータを計測し、その許容する範囲より大きい場合または小さい場合に、当該計測値が所望とする規定描画形状、好ましくは点または線の形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整する、好ましくは加圧力を調整する液体の塗布描画方法である。
【００１０】
上記の調整は一定の幅ずつ行い、さらに改めて塗布した描画形状に関するパラメータの計測を行い、当該計測値が当該許容する範囲に入るまで繰り返して調整するものであり、その場合、本発明は、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布描画する方法において、塗布した液体材料の描画形状に関する、好ましくは点または線の形状に関するパラメータ、好ましくは断面積、塗布幅、塗布高および塗布径からなる群から選ばれる一のパラメータを計測し、その許容する範囲より大きい場合または小さい場合に、当該計測値が所望とする規定描画形状、好ましくは点または線の形状に関する当該パラメータの許容する範囲の値に入るように調整し、その調整は一定の幅ずつ行い、さらに改めて塗布した描画形状に関するパラメータの計測を行い、当該計測値が当該許容する範囲に入るまで繰り返して調整する、好ましくは加圧力を調整する液体の塗布描画方法である。
【００１１】
また、本発明は、液体材料を貯留するシリンジと、前記シリンジ内の液体材料を加圧または減圧する調圧手段と、前記シリンジに連通し先端に吐出口を具えるノズルと、前記ノズルと前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、塗布された液体材料の形状に関するパラメータを計測する計測手段と、計測手段からの信号から適正圧力を算出する演算部とを具える液体塗布装置を要旨としている。
【００１２】
上記の形状に関するパラメータを計測する計測手段が、線幅、断面積、塗布高および／または塗布径の塗布形状を計測する計測手段であり、その場合、本発明は、液体材料を貯留するシリンジと、前記シリンジ内の液体材料を加圧または減圧する調圧手段と、前記シリンジに連通し先端に吐出口を具えるノズルと、前記ノズルと前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、塗布された液体材料の線幅、断面積、塗布高および／または塗布径の塗布形状を計測する計測手段と、計測手段からの信号から適正圧力を算出する演算部とを具える液体塗布装置である。
【００１３】
シフト圧力値を入力するシフト圧力入力手段を具えてなり、その場合、本発明は、その場合、本発明は、液体材料を貯留するシリンジと、前記シリンジ内の液体材料を加圧または減圧する調圧手段と、前記シリンジに連通し先端に吐出口を具えるノズルと、前記ノズルと前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、塗布された液体材料の形状に関するパラメータを計測する計測手段、好ましくは線幅、断面積、塗布高および／または塗布径の塗布形状を計測する計測手段と、計測手段からの信号から適正圧力を算出する演算部と、シフト圧力値を入力するシフト圧力入力手段とを具える液体塗布装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の好ましい態様は、所望とする規定塗布形状値に対し、規定塗布形状値を含む規定塗布形状範囲を設け、前記規定塗布形状範囲の上限を上限塗布形状値、前記規定塗布形状範囲の下限を下限塗布形状値として、規定塗布形状値に許容する幅を定め、塗布した描画形状を計測した塗布形状計測値が、上限塗布値より大きいまたは下限塗布値より小さい場合に、予め定めたシフト圧力値の値分を、上限塗布値より多い場合は低く、下限塗布値より少ない場合は高く任意の加圧力をシフトさせて、さらに改めて塗布した描画形状の計測を行い、塗布形状計測値が規定塗布形状範囲に入るまで繰り返して加圧力を調整する液体の塗布描画方法である。
より具体的には、シリンジ内の液体材料を加圧してシリンジに連通するノズルから所定量の液体材料を塗布するに当たって、任意の加圧力により液体材料を塗布した点または線の断面積または塗布幅または塗布高または塗布径を計測し、加圧力と断面積または塗布幅または塗布高または塗布径との比例関係に基づき、単位時間当たりの所要吐出量に対する加圧力を求める液体の塗布描画方法である。
【００１５】
本発明の装置の好ましい態様は、液体材料を貯留するシリンジと、前記シリンジ内の液体材料を加圧または減圧する調整手段と、前記シリンジに連通し先端に吐出口を具えるノズルと、前記ノズルと前記ワークとを相対的に移動する移動手段と、塗布された液体材料の線幅および断面積および塗布高および塗布径等の塗布形状を計測する計測手段と、計測手段からの信号から適正圧力を算出する演算部と、を具える液体塗布装置である。
【００１６】
描画形状は特に制限は無く、代表的な描画形状は、複数の線分で構成される図形である。ここで線分とは、描画線で構成する描画形状の線状体の部分を指している。描画形状が例えば図２の四角形である場合、４つの線分で構成される図形である。液体材料（ペースト）の描画線で描画形状を形成する手段は、ノズル、ペースト、ペーストを貯留する容器およびペースト供給手段からなり、ペーストを貯留する容器からのペーストをノズルから定量吐出する装置であって、本発明の方法を実現できるものであれば特に制限がない。
【００１７】
【作用】
本発明をその作用の観点から説明する（図４、５のフローチャート参照）。
塗布描画作業を開始する場合、またはシリンジ内の液体を使い果たし、液体材料が充填されたシリンジに交換する場合、所望する描画パターンを構成する描画線または点の規定塗布形状値、たとえば、塗布断面積、塗布径、塗布高、塗布幅に対し、実際にワーク表面上に液体材料を塗布したときの塗布形状値が前記規定塗布形状値となるよう調整する作業が必要となる。
【００１８】
この作業は、予め定めた任意の加圧力を液体に適用し、ノズル先端の吐出口とワーク表面との相対移動速度を、実際に所望形状を塗布描画する速度と等しくして、簡易な形状、具体的には線または点を描画する。
いかなる塗布パターンでも、これは点と線の組み合わせにより構成することができるから、所望する塗布パターンが複雑な形状でも、簡易な形状に置換して調整することが可能であり、ひいては簡易かつ迅速な調整が可能である。
【００１９】
この描画した線または点の任意の部分の塗布形状値を計測し、この塗布形状計測値が所望とする前記規定塗布形状値であるか比較し、前記塗布形状計測値と前記規定塗布形状値との関係から好適な加圧力を算出する。
また、塗布形状の計測は、好ましくは複数個所行い統計処理を施して好適な加圧力を算出することが望ましい。
【００２０】
塗布形状値と加圧力とは概ね比例関係にあるが、使用する液体の種類、塗布条件および環境条件によっては、微調整が必要である。
【００２１】
また、規定塗布形状値に対し、規定塗布形状値を中央として規定塗布形状範囲を設け、前記規定塗布形状範囲の上限を上限塗布形状値、前記規定塗布形状範囲の下限を下限塗布形状値として、規定塗布形状値に許容する幅を定め、前記と同様な簡易な形状の塗布を行ってこれを計測した塗布形状計測値が、上限塗布値より大きいまたは下限塗布値より小さい場合に、予め定めたシフト圧力値の値分を、上限塗布値より多い場合は低く、下限塗布値より少ない場合は高く任意の加圧力をシフトさせて、さらに描画を行い計測し、塗布形状計測値が規定塗布形状範囲に入るまで繰り返して好適な加圧力に調整する方法もある。
この方法は、前記微調整が不用であるため、前記塗布形状値と前記加圧力との関係が未知である場合には極めて有効である。
この方法においてもまた、塗布形状の計測は、好ましくは複数個所行い統計処理を施して塗布形状計測値が規定塗布形状範囲にあるか否かの判断を行うことが望ましい。
【００２２】
このようにして好適な加圧力を調整することで、塗布描画を行うまでの調整時間を短縮し、かつその作業を容易にすることができ、所望する形状を迅速に形成させることができる。
【００２３】
塗布描画作用を開始してからある時間を経過すると、前記液体材料自身の特性が変化するため描画形状に歪みまたは乱れが生じてくるから、一般的には、一のワークまたは規定枚数のワークを塗布描画した後に、塗布形状計測値を測定して良・不良判定が行われている。
本発明においては、この良・不良判定で測定した塗布形状計測値を利用して、好適な加圧力に調整することができるため、良・不良判定毎に調整が行えるから、描画形状の調整にかかる不要な装置の停止を不要ならしめ、継続かつ連続して良好な形状の塗布パターンを形成させることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、図面にもとづいて本発明の１実施例を説明するが、本発明の細部の構成は同実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
図１は、本発明の概観図であり、塗布装置の基台は、水平枠部２０と垂直枠部２１とを備えており、水平枠部２０にはワークテーブル２がＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に載置され、垂直枠部２１にはシリンジ１２等を保持する保持部２２が、高さ調節可能に支持されている。
【００２６】
図中２は被着体であるワーク１を載置するワークテーブル２であり、Ｘ軸モータ４の回転に連動して回転するＸ軸ボールネジ５を移動するＸ軸ナット３と接続され、このＸ軸ナット３はＸ軸モータ４の回転に比例してＸ軸方向に移動する。さらにＸ軸ナット３及びＸ軸ボールネジ５及びＸ軸モータ４で構成されたＸ軸ユニットが、Ｙ軸モータ８の回転に連動して回転するＹ軸ボールネジ９をＹ軸モータ８の回転に比例してＹ軸方向に移動するＹ軸ナット７に接続されている。このような機構により、ワークテーブル２はＸ軸方向及びＹ軸方向に自由に移動が可能である。
【００２７】
図中２２は先端に塗布ノズル２３を備え、密封可能なシリンジ１２を保持する保持部であり、シリンジ１２の側方部位には、ワーク１上に塗布した液体材料の状態を監視するカメラ１８及び該カメラで撮影した画像を処理する画像処理部１９が設けられており、画像処理部１９で処理された画像情報は制御部１５に送られる。
【００２８】
上記例では、塗布ノズル２３をシリンジ１２に一体的に設けた例を説明したが、塗布ノズル２３とシリンジ１２を別体にし、両者を継ぎ手を用いて接続分離可能にするとシリンジ１２を交換するだけで液体材料の補給ができ、また、保持部２２を上下方向（Ｚ軸方向）の位置調節可能に構成すると、塗布ノズル２３とワーク１の塗布面との間隔を調整でき、液体材料のより正確な塗布を行うことができ、さらに、画像処理部１９をカメラ１８と別体にして、垂直枠体２１外に設けカメラ１８から送られて来る画像信号を処理するように構成すると、それらの保守点検が容易になる。
【００２９】
本実施例においては、エア源１０から供給される高圧空気をディスペンサ１３で所望圧力に調圧し、エアチューブ１１を介して密閉型のシリンジ１２内に供給し、シリンジ１２内の液体材料の上面に作用させるべく構成されており、塗布描画時には、前記調圧され加圧空気が所望時間だけエアチューブ１１を介してシリンジ１２内の液体材料に作用して塗布ノズル２３より液体材料を吐出させる。
【００３０】
また、本発明の液体材料の塗布装置は、制御部１５、及び、規定塗布形状値入力手段１４、規定圧力入力手段１６及びシフト圧力入力手段１７からなる操作部を備えており、制御部１５は、後述の入力手段からの入力情報と画像処理部１９によって処理された画像情報とにもとづいて、シリンジ１２内に供給するエアの圧力を調整すべくディスペンサ１３を制御すると共に、所望の塗布形状を得るためにＸ軸モータ４及びＹ軸モータ８を制御するものであり、操作部を構成する、規定塗布形状値入力手段１４は所望とする塗布形状にかかる規定塗布形状値を入力し、規定圧力入力手段１６は規定塗布幅とするに好適な圧力値を入力し、シフト圧力入力手段１７はシフト圧力値を入力するものである。
【００３１】
次ぎに、上記のとおり構成された液体の塗布装置を用いた塗布方法について説明する。
液体材料を塗布描画する作業を始める場合、描画が設計されたまたは所望する形状とするために塗布形状調整作業を行う。
これは、技術者が試行錯誤的なテストを繰り返して、塗布描画を所望とする形状に調整していたが、本発明においては予め所望とする塗布形状にかかるパラメータを入力しておくことにより、自動的に行うことができる。
【００３２】
実施例２
塗布作業前の塗布形状（描画形状）の調整に関する作業の流れは、図４のフローチャート図に示すとおりである。
【００３３】
実施例３
塗布描画作業中の塗布形状（描画形状）の調整は、下記（１）または（２）の方法で行う（図５参照）。
（１）所望形状の塗布描画を行い、その後に形状計測を行う方法。
この計測を行っている間は描画は行わない。
（２）所望形状の塗布描画を行いながら、形状計測を同時に行う方法。
ノズルを中心として回転する回転機構に取り付けられた計測手段が、塗布描画作業を行っている間は、常にノズルの進行方向の直後に位置するように配置し、塗布直後の描画形状を計測する。この計測値を基に、次のワークの表面に塗布する描画作業に、この測定結果を反映させる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、所望する描画パターンの形状にかかる好適な液体加圧力を迅速かつ容易に調整することができ、さらには、連続したまたは長時間の塗布作業において、液体材料の性質の変化、特には粘度の変化が発生したところで、塗布形状を計測した値から好適な加圧力に常に補正可能であることから、塗布形状の調整にかかる装置の停止を不用ならしめ、さらには、調整作業が自動で行えることから技術者の調整が不要となり、技術者の技術力にかかるバラツキが排除され調整が安定して行うことができるうえ、安全に調整がおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概観図である。
【図２】塗布した液体材料の描画形状の一態様を示す図面である。
【図３】塗布した液体材料の描画形状の別の一態様を示す図面である。
【図４】塗布作業前の描画形状の調整に関する作業の流れを示すフローチャート図である。
【図５】塗布描画作業中の描画形状の調整に関する作業の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１  ワーク
２  ワークテーブル
１０  エア源
１１  エアチューブ
１２  シリンジ
１３  ディスペンサ
１４  規定塗布形状値入力手段
１５  制御部
１６  規定圧力入力手段
１７  シフト圧力入力手段
１８  カメラ
１９  画像処理部
２３  塗布ノズル
【図１】
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【図２】
0003877038.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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