(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着材が配置された透光性を有するスクリーン基板に、透光性の微小体を配列するための微小体の配列装置であり、
透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に透光性の微小体を供給する微小体供給手段と、
透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に供給された各透光性の微小体を、ほぼ所定の高さに整列させるスキージからなる整列手段と、
ほぼ所定の高さに整列された各透光性の微小体を押圧して、透光性を有するスクリーン基板における微小体の高さを所定の高さにする微小体を押圧するローラを有する配置手段と、
透光性の微小体を吹き飛ばす高圧流体供給源と、吹き飛ばされた透光性の微小体を吸引する吸引手段とを備えた除去手段と、
を備えることを特徴とする微小体の配列装置。
【請求項２】
透光性の微小体は、球状のガラスビーズである請求項１に記載の微小体の配列装置。
【請求項３】
移動手段を備え、該移動手段が、透光性を有するスクリーン基板を、微小体供給手段及び整列手段及び配置手段及び除去手段に対して移動する請求項１に記載の微小体の配列装置。
【請求項４】
微小体供給手段は、透光性を有するスクリーン基板の一方端付近に多数の微小体を一度に供給し、そして整列手段がこれらの透光性の微小体を透光性を有するスクリーン基板の全体にならしていく請求項１に記載の微小体の配列装置。
【請求項５】
透光性を有するスクリーン基板は、プラスチックまたはガラスからなる請求項１に記載の微小体の配列装置。
【請求項６】
粘着材は透光性の両面粘着テープである請求項１に記載の微小体の配列装置。
【請求項７】
粘着材の厚みは透光性の微小体の厚みより小さい請求項１に記載の微小体の配列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、粘着材の配置された透光性を有するスクリーン基板に対して、多数の透光性の微小体を配列するための微小体の配列装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学ガラスプレート上に粘着材を配置して、このガラスプレート上に光学部品であるビーズを充填して配列する場合には、作業者が手袋をして作業者の手でビーズを粘着材に押し付けながらビーズを隙間なく配列するようにしている。そしてプレート上に配列されたビーズは、作業者が目視でその配列状態をチェックしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビーズの配列状態を作業者が目視でチェックしているので、作業者によってはビーズの配列状態が必ずしも一定でないという問題がある。特にビーズの基板における高さを均一にすることがなかなか難しいという問題があり、ビーズの配列を自動化したいという要求がある。
そこで本発明は上記課題を解消するためになされたものであり、粘着材が配置された透光性を有するスクリーン基板に対して、多数の透光性の微小体の高さ方向を隙間なく均一にして配列することができる微小体の配列装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明にあっては、粘着材が配置された透光性を有するスクリーン基板に、透光性の微小体を配列するための微小体の配列装置であり、透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に透光性の微小体を供給する微小体供給手段と、透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に供給された各透光性の微小体を、ほぼ所定の高さに整列させるスキージからなる整列手段と、ほぼ所定の高さに整列された各透光性の微小体を押圧して、透光性を有するスクリーン基板における微小体の高さを所定の高さにする微小体を押圧するローラを有する配置手段と、透光性の微小体を吹き飛ばす高圧流体供給源と、吹き飛ばされた透光性の微小体を吸引する吸引手段とを備えた除去手段と、を備えることにより、達成される。
【０００５】
本発明では、粘着材が配置された透光性を有するスクリーン基板に対して透光性の微小体を配列する際に、微小体供給手段が透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に微小体を供給する。整列手段は、供給された各微小体を透光性を有するスクリーン基板の粘着材上にほぼ所定の高さで整列させる。そして配置手段が、ほぼ所定の高さに整列された各微小体を押圧して、各微小体の高さを所定の高さにすることができる。
これにより、透光性を有するスクリーン基板の粘着材の上には、多数の透光性の微小体が透光性を有するスクリーン基板に対して所定の高さで均一に配列できる。
本発明において、除去手段を用いることにより、配置手段により透光性を有するスクリーン基板に粘着材上に配置された微小体以外の残った微小体を、透光性を有するスクリーン基板から確実に除去することができる。微小体供給手段、整列手段、配置手段そして除去手段に対しては、移動手段が透光性を有するスクリーン基板を移動するようになっている。この透光性を有するスクリーン基板の移動により、上述した微小体の整列処理及び配置処理を行なうことができる。
また本発明では、微小体供給部が透光性を有するスクリーン基板の一方端付近に多数の透光性の微小体を一度に供給して、そして整列手段がこれらの微小体を透光性を有するスクリーン基板全体にわたってならしていくようになっている。これにより、透光性の微小体を透光性を有するスクリーン基板の粘着材上に隙間なく配列することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００７】
図１は、本発明の微小体の配列装置の全体を示す正面図であり、図２は図１の微小体の配列装置の平面図であって、図３は図１の微小体の配列装置の側面図である。
図１乃至図３における微小体の配列装置の構造を簡単に説明すると、微小体の配列装置は、本体１０、微小体供給源（微小体供給手段）２０、整列手段３０、配置手段４０、などを備えている。
【０００８】
さらに詳しく説明すると、この微小体の配列装置は、本体１０、微小体供給手段２０、整列手段３０、配置手段４０の他に、除去手段５０、移動手段６０、及び移動テーブル７０を備えている。
図１乃至図３の本体１０は、上述した各要素を保持するための枠体であり、床Ｆ上を移動するためのキャスター１０ａや移動を固定するためのストッパー１０ｂなどを備えている。
微小体供給手段２０、整列手段３０、配置手段４０、除去手段５０及び移動手段６０は、本体１０の高さ方向の中間位置に順次配置されている。
【０００９】
図４は、図１に示す微小体供給手段２０、整列手段３０、配置手段４０、除去手段５０などの付近を拡大して示している。
図４、図２及び図１において、微小体供給手段２０は、図５と図６で示すようなビーズＢを供給する役割を有しており、微小体供給手段２０は、ビーズ収容部２１とノズル２２などを有している。ビーズ収容部２１内に収容された多数のビーズＢはノズル２２を介して、移動テーブル７０の上の基板７１の上の粘着材７２に対して供給するようになっている。この微小体供給手段２０が多数のビーズＢを供給する場合には、好ましくは図７のようにビーズＢの一定のボリュームを有する集団ＢＢを、基板７１の粘着材７２の上において一度に供給する。この場合に、ビーズの集団ＢＢは、図４の基板７１の一端部側（供給部側）７１ａにおいて供給するようになっている。
【００１０】
整列手段３０は、図４と図８の好ましくはスクリーン印刷などで用いられるようないわゆるスキージ３１を有している。この整列手段３０はノズル２２の下流側（移動テーブル７０の移動の下流側）に配置されている。整列手段３０のスキージ３１は、そのスキージ３１の高さを調整する高さ調整手段３２により、矢印Ｚ方向に高さを調整することができる。このスキージ３１を矢印Ｚ方向に高さを調整することにより、ビーズＢのビーズ層ＢＬを厚みＷでほぼ均一にすることができる。
【００１１】
図４の配置手段４０は、上下動手段４１と加圧ローラ４２を備えており、上下手段４１の作動により、加圧ローラ４２を矢印Ｚ方向に（上下方向）に移動して位置決めすることができる。加圧ローラ４２は、図８のように、ほぼ厚みＷに設定されたビーズ層ＢＬに対して矢印Ｚ２の方向に加圧することにより、ビーズ層ＢＬを、所定の厚みＷ１（Ｗ１＜Ｗ）に強制的に設定して配列させる。
次に、図４の除去手段５０は、バキューム源５１、高圧流体供給源５２、吸引管５３などを備えている。この吸引管５３は、移動テーブル７０に対してほぼ垂直に向いており、バキューム源５１に接続されている。高圧流体供給源５２のノズル５５は、吸引管５３のラッパ状部分５４の途中において斜め下向きにに挿入して配置されている。
高圧流体供給源５２は、図８において配置手段４０の加圧ローラ４２によりビーズ層ＢＬを形成したビーズＢ以外の残ったビーズＢを、高圧エアで吹き飛ばすためのものである。そして吹き飛ばされた残りのビーズＢは、バキューム源５１を作動することにより、吸引管５３を介して外部に矢印Ｚ１方向に吸引して除去することができる。
【００１２】
図１乃至図３の移動手段６０は、図１の移動テーブル７０を矢印Ｘ方向（左方向）に所定のスピードで移動するための装置である。移動手段６０のモータ６１は、プーリ６２，６３を介して電動ベルト６４の一端側を駆動するようになっている。電動ベルト５０の他端側は別のプーリ６５に取付けられている。モータ６１が作動すると、電動ベルト５４に取付けられた支持部材６６が矢印Ｘ方向に移動するので、この各支持部６６に取付けられた移動テーブル７０が矢印Ｘ方向に所定のスピードで移動する。
【００１３】
次に、図４の基板７１について説明する。
基板７１は、例えばプラスチックやガラスなどの透光性を有するスクリーン基板である。この基板７１の上には、図５と図８に示すような粘着材７２が全面的に配置されている。この粘着材７２は、透光性（透過度）の高い両面粘着テープであり、この粘着材７２は、基板７１の上に一方の粘着面が張り付けられている。粘着材７２の他方の粘着面は、図５のように各ビーズＢの外周面を粘着する部分である。粘着材７２は、例えばアクリル系などの透過度の高い両面粘着テープを採用することができる。
【００１４】
図５と図８のビーズＢは、微小球状体のビーズであり、例えばその直径は数十μｍのガラスビーズである。
なお、図３に示すように、微小体供給手段２０は、好ましくは本体１０の奥行方向Ｄ方向に沿って、複数個配置されているのが好ましい。また図１の加圧ローラ４２は、好ましくは図２の奥行方向Ｄに沿って複数個配列されている。そして除去手段５０は、やはり奥行方向Ｄ方向に沿って設けられている。これらの微小体供給手段２０、整列手段３０、配置手段４０および除去手段５０は、移動テープ７０の上に乗っている基板７１の幅（奥行方向Ｄに沿った幅）の大きさに対応した大きさを有している。
【００１５】
次に、上述した微小体の配列装置の動作について説明する。
微小体の配列装置の動作は、光指向性のないスクリーンを製造する場合を例に挙げて説明する。
まず基板７１には、図８と図１のように一方の面（上面）に粘着材７２が配置されている。この基板７１の裏面を図４のように移動テーブル７０の上に乗せ、移動テーブル７０の吸引固定手段７４により基板７１は移動テーブル７０に対して例えばバキューム吸引でしっかりと固定する。
【００１６】
次に、この粘着材７２の上にビーズを配列していく作業を行なう。
まず微小体供給手段２０、ノズル２２は、移動テーブル７０の上の基板７１の一端部側７１ａに位置されている。この様子を図７に示している。従ってビーズの集団ＢＢは、基板７１の粘着材７２の上であってしかも基板７１の一端部側７１ａ側に集団化した状態で供給される。
そして図４の移動テーブル７０は、移動手段６０の作動により、矢印Ｘ方向に所定の速度で移動を開始する。これにより、図８のように整列手段３０のスキージ３１は、ビーズの集団ＢＢをならしながらほぼ厚みＷのビーズ層ＢＬを粘着材７２の上に順次形成していく。つまりスキージ７１が固定側であり、移動テーブル７０と基板７１は矢印Ｘ方向に移動していくことから、ほぼ一定の厚みＷのビーズ層ＢＬは形成されている。
【００１７】
この状態では、ビーズ層ＢＬの厚みＷが正確には均一ではないので、次の加圧ローラ４２を用いて均一化していく。
つまり図８の配列手段４０の加圧ローラ４２が、ビーズ層ＢＬの各ビーズＢを矢印Ｚ２の方向に加圧する。これによりビーズ層ＢＬは厚みＷ１（Ｗ１＜Ｗ）に均一化されている。
そして加圧ローラ４２を通ったビーズ層ＢＬは、図４の除去手段５０の高圧流体供給源５２が高圧エアを粘着材７２上のビーズＢ側に吹き付けるので、粘着材７２に付着していない余剰のビーズＢが基板７１から吹き飛ばさる。そしてバキューム源５１が作動しているので、吸引管７３を介してこの残ったビーズＢが吸引され所定の収容部に収容されることになる。
【００１８】
以上説明したように、基板７１の図７の一端部側７１ａ側には、微小体供給手段２０からのビーズの集団ＢＢが供給され、そしてこのビーズの集団ＢＢが図８のようにスキージ３１でならされて、ほぼ一定の厚みＷでビーズ層ＢＬを粘着材７２の上に形成していく。
しかし、このままではビーズ層ＢＬの厚みＷが均一化しにくいので、加圧ローラ４２がさらにビーズ層ＢＬを加圧することで、均一な厚みＷ１のビーズ層ＢＬを形成する。このように基板７１の一端部側７１ａ側から他端部側７１ｂ（図４参照）にまで相対的にスキージ３１を移動しながらビーズを一定の高さで粘着材７２に対して積層していく。本発明の実施の形態がこの方式を採用しているのは、もし基板７１の粘着材７２の全面に一度にビーズを供給する方式を採用すると、粘着材７２におえけるビーズの隙間のない配列が不可能となるからである。従って本発明の実施の形態では、上述したように、ビーズの集団ＢＢが基板７１の一端部側７１ａにまず形成されるのである。
【００１９】
図８のように各ビーズＢは、スキージ３１により基板７１の上面から例えば０．２乃至０．５ｍｍ程度の厚みＷで積層されるのが望ましい。そしてこのビーズ層ＢＬが加圧ローラ４２によりさらに厚みが均一化されることになる。加圧ローラ４２のビーズ層ＢＬの圧着作業は、好ましくはビーズ層ＢＬに対して数回繰り返すのが好ましい。加圧ローラ４２で圧着されたビーズで、一層のビーズ層ＢＬを形成するには余分なビーズＢが上述した様な高圧流体供給源５２により吹き飛ばされてかつバキューム源５１で外部に排出される。
【００２０】
以上のようにして作られた基板７１、粘着材７２及び整列された多数のビーズＢからなるスクリーンＳは、図５のようにさらに被覆材７６で被覆される。このようにして作られたスクリーンＳは、例えば図９のようないわゆるリアプロジェクタ用のスクリーンとして用いることができる。
このリアプロジェクタは、投光部１００を備え、この投光部１００からの映像情報を含む光１１０は、ミラー１２０とミラー１３０で反射されて、スクリーンＳ上に投影される。投影された情報はビーズＢの作用により、光指向性のない状態で映し出すことができる。
またスクリーンＳは、図１０に示すようなリアプロジェクタ２００の映像情報の投影用のスクリーンとしても用いることができる。
【００２１】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、粘着材（粘着層）は、粘着剤を直接塗布することで形成できるし、あるいは紫外線硬化型の樹脂を塗布して、照射する紫外線量をコントロールすることで、紫外線硬化型の樹脂を半硬化状態にして形成することももちろんできる。
【００２２】
また余分なビーズは、基板全体を反転（ひっくり返す）ことにより排除することももちろん可能である。
またスクリーンＳは、上述したリアプロジェクタのスクリーンの外に、他の種類のフラットディスプレイの画面として使用するも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、粘着材が配置された透光性を有するスクリーン基板に対して、多数の透光性の微小体の高さ方向を均一に隙間なく配列することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微小体の配列装置の全体を示す正面図。
【図２】微小体の配列装置の平面図。
【図３】微小体の配列装置の側面図。
【図４】図１の微小体配列装置の中心部分を拡大して示す図。
【図５】作成しようとスクリーンの一例を示す断面図。
【図６】基板の粘着材に対してビーズを配置した例を示す平面図。
【図７】ノズルから基板の一端部側に供給されたビーズの集団の一例を示す図。
【図８】ビーズの集団をスキージによりほぼ均一化しかつ加圧ローラでその配列を均一化していく状態を示す図。
【図９】本発明の微小体の配列装置で得られるスクリーンを用いたリアプロジェクタの一例を示す図。
【図１０】本発明の微小体の配列装置で得られるスクリーンを用いたリアプロジェクタの別の例を示す図。
【符号の説明】
２０ 微小体供給手段
３０ 整列手段
３１ スキージ
４０ 配置手段
５０ 除去手段
６０ 移動手段
７０ 移動テーブル
７１ 基板（対象物）
７２ 粘着材
４２ 加圧ローラ
Ｂ ビーズ（透光性の微小体）
ＢＢ ビーズの集団
ＢＬ ビーズ層
Ｗ 厚み
Ｗ１ 所定の厚み
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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