CN101850320A - 涂膜装置及涂膜装置的气泡检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于高精度地检测涂膜装置中的涂料内的气泡。涂膜装置包括：涂料槽(1)、涂料泵(2)、将由涂料泵(2)压力传送来的涂料朝着被涂膜部件(12)吐出的涂料嘴(3)、配管(11A～11E)、以及管子(14)。压力传感器(7)对配管(11C)内的涂料的压力进行检测。控制装置(8)根据压力传感器(7)所检测出的压力来检测涂料中的气泡。

Description

涂膜装置及涂膜装置的气泡检测方法

本申请是申请人于2008年1月24日提交的、申请号为“200810005171.8”的、发明名称为“涂膜装置及涂膜装置的气泡检测方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于在液晶显示器(liquid crystal display)、PDP(等离子显示板)等被涂膜部件的表面上利用涂料来形成涂膜的涂膜装置、以及该涂膜装置的气泡检测方法。

背景技术

在利用模具涂膜机(die coater)等涂膜装置在被涂膜部件的表面上涂膜涂料来形成涂膜时，若在涂料中混有气泡，则会因涂膜条件的变动而给涂膜造成影响，从而导致次废品的产生。以往，作为涂料中的气泡检测方法，除了目测确认外，还已知有利用激光(laser light)以光学方法来检测涂料中的气泡的方法(专利文献1)。

但是，涂料一般为高粘度，很难通过目测和光学方法来高精度地检测微小气泡。

专利文献1：日本专利特开2005-144376号公报

发明内容

本发明的课题在于高精度地检测涂料中的气泡。

本发明的第1形态提供一种涂膜装置，包括：储藏涂料的涂料槽；压力传送该涂料槽中的所述涂料的涂料泵(application liquid pump)；将由该涂料泵压力传送来的所述涂料朝着被涂膜部件吐出的涂料嘴(applicationnozzle)；以及连接所述涂料槽、所述涂料泵和所述涂料嘴的配管，其特征在于，包括：对所述配管内的所述涂料的压力进行检测的压力传感器(pressuresensor)；以及对所述涂料泵的动作进行控制并根据所述压力传感器所检测出的压力来检测所述涂料中的气泡的控制装置。

具体而言，所述控制装置预先对不存在气泡时从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起至所述配管内的所述涂料的压力达到预定的基准压力值为止的时间、即参照时间进行记忆，并对从输出所述吐出开始信号起至所述压力传感器所检测出的压力达到所述基准压力值为止的时间、即实际测量时间与所述参照时间进行比较，当所述实际测量时间超过所述参照时间时，判断为在所述涂料中存在气泡。

由于对使用压力传感器检所测出的压力而获得的实际测量时间与参照时间进行比较来检测气泡，因此与目测和光学方法相比，可高精度地检测微量的气泡。

更具体而言，所述基准压力值是不存在气泡时在对所述涂料泵输出了所述吐出开始信号后所述配管内的所述涂料的压力达到一定压力之前的上升中的压力值。

通过将上升中的压力设定成基准压力值，能可靠地对静止气泡和流动气泡双方进行检测。

作为代替方案，所述控制装置预先对不存在气泡时在从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起经过了预定的基准时间的时刻的所述配管内的所述涂料的压力、即参照压力值进行记忆，并对在从输出所述吐出开始信号起经过了所述基准时间的时刻利用所述压力传感器检测出的压力、即实测压力值与所述参照压力值进行比较，当所述实测压力值低于所述参照压力值时，判断为在所述涂料中存在气泡。

由于通过对压力传感器所检测出的实测压力值与参照压力值进行比较来检测气泡，因此与目测和光学方法相比，可高精度地检测气泡。

具体而言，所述基准时间设定成：当不存在气泡时，使得在对所述涂料泵输出所述吐出开始信号后经过了该基准时间的时刻，所述配管内的所述涂料的压力处于达到一定压力之前的上升中的状态。

通过这样设定基准时间，能可靠地对静止气泡和流动气泡双方进行检测。

所述压力传感器设置在所述配管上，所述压力传感器在所述配管上的位置相对于所述涂料泵更靠近所述涂料嘴，从而能更为可靠地检测流动气泡。

本发明的第2形态提供一种气泡检测方法，用于以下的涂膜装置中，该涂膜装置包括：储藏涂料的涂料槽；压力传送该涂料槽中的所述涂料的涂料泵；将由该涂料泵压力传送来的所述涂料朝着被涂膜部件吐出的涂料嘴；以及连接所述涂料槽、所述涂料泵和所述涂料嘴的配管，所述气泡检测方法对所述配管内的所述涂料中的气泡进行检测，其特征在于，设置有对所述配管内的所述涂料的压力进行检测的压力传感器，预先对不存在气泡时从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起至所述配管内的所述涂料的压力达到预定的基准压力值为止的时间、即参照时间进行记忆，并对从输出所述吐出开始信号起至所述压力传感器所检测出的压力达到所述基准压力值为止的时间、即实际测量时间与所述参照时间进行比较，当所述实际测量时间超过所述参照时间时，判断为在所述涂料中存在气泡。

本发明的第3形态提供一种气泡检测方法，用于以下的涂膜装置中，该涂膜装置包括：储藏涂料的涂料槽；压力传送该涂料槽中的所述涂料的涂料泵；将由该涂料泵压力传送来的所述涂料朝着被涂膜部件吐出的涂料嘴；以及连接所述涂料槽、所述涂料泵和所述涂料嘴的配管，所述气泡检测方法对所述配管内的所述涂料中的气泡进行检测，其特征在于，设置有对所述配管内的所述涂料的压力进行检测的压力传感器，预先对不存在气泡时在从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起经过了预定的基准时间的时刻的所述配管内的所述涂料的压力、即参照压力值进行记忆，并对在从输出所述吐出开始信号起经过了所述基准时间的时刻利用所述压力传感器检测出的压力、即实测压力值与所述参照压力值进行比较，当所述实测压力值低于所述参照压力值时，判断为在所述涂料中存在气泡。

采用本发明，由于根据压力传感器所检测出的配管中的涂料的压力来检测气泡，因此与目测和光学方法相比，能以更高的精度检测涂料中的气泡。

附图说明

图1是表示本发明的涂膜装置的示意图。

图2是表示在气泡未混入涂料中时压力与时间的关系的示意图。

图3是表示在静止气泡混入了涂料中时压力与时间的关系的示意图。

图4是表示在流动气泡混入了涂料中时压力与时间的关系的示意图。

图5是用于对第1实施形态的气泡检测方法进行说明的示意图。

图6是用于对第1实施形态的涂膜装置的动作进行说明的流程图。

图7是用于对第2实施形态的气泡检测方法进行说明的示意图。

图8是用于对第2实施形态的涂膜装置的动作进行说明的流程图。

(符号说明)

1 涂料槽

2 涂料泵

2a 缸体

2b 活塞

2c 驱动机构

3 涂料嘴

4 三通阀

4a～4c 端口

5 支撑台

6 压力泄放阀

7 压力传感器

8 控制装置

11A～11E 配管

12 被涂膜部件

13 涂膜

14 管子

PsD 基准压力值

Pref 参照压力值

Pme 实测压力值

Tsd 基准时间

Tref 参照时间

Tme 实际测量时间

具体实施方式

(第1实施形态)

图1是本实施形态的涂膜装置的概略说明图。该涂膜装置大致包括：涂料槽1、涂料泵2、涂料嘴3、三通阀4、支撑台5、压力泄放阀6、压力传感器7和控制装置8。

在涂料槽1中储藏有涂料，涂料槽1通过第一配管11A与三通阀4的端口(port)4a相连。作为涂料，例如可使用在玻璃基板上涂膜的PDP用玻璃浆液(glass paste for PDP)。但是，涂料并不局限于此，可根据被涂膜部件12的种类从以往公知的各种涂料中选择合适的涂料。

涂料泵2将涂料槽1中的涂料向涂料嘴3压力传送。涂料泵2包括：缸体(cylinder)2a、在缸体2a内部滑动的同时往复移动的活塞(piston)2b以及用于驱动该活塞2b的驱动机构2c。作为驱动机构2c，可使用直线电动机(linear motor)和伺服电动机(servomotor)。涂料泵2通过第二配管11B与三通阀4的端口4b相连。

涂料嘴3是公知结构的狭缝喷嘴(slit nozzle)，涂料嘴3在朝着载放在花岗岩制成的平台、即支撑台5上的PDP等被涂膜部件12吐出由涂料泵2压力传送来的涂料的同时进行移动，从而在被涂膜部件12上形成涂膜13。涂料嘴3利用未图示的升降装置和驱动装置进行升降和移动。涂料嘴3通过第三配管11C、与涂料嘴3的位置对应地挠曲的管子(tube)14和第四配管11D与三通阀4的端口4c相连。

压力泄放用的第五配管11E的一端从配管11C的途中分支。第五配管11E的另一端为开口端，向大气开放。在配管11E上设置有由常闭的开关型(ON/OFF type)电磁阀等构成的压力泄放阀6。

在配管11C的涂料嘴3侧，具体而言是在配管11C的配管11E的分支部位与涂料嘴3之间安装有用于对配管中的涂料的压力进行检测的公知结构的压力传感器7。通过将压力传感器7设置在配管11C的靠近涂料嘴3的部位上，能更为可靠地检测后述的流动气泡。

控制装置8对包括涂料泵2、涂料嘴3、三通阀4和压力泄放阀6在内的涂膜装置整体的动作进行控制。在从涂料槽1向涂料泵2吸引涂料时，使端口4a、4b连通，并使端口4c与其它的端口4a、4b遮断，利用驱动机构2c使活塞2b在缸体2a内朝着容积增大的方向移动。涂料槽1内的涂料经由配管11A、三通阀4和配管11B被吸引到涂料泵2内。在将涂料从涂料泵2向涂料嘴3压力传送时，使端口4b、4c连通，并使端口4a与其它的端口4b、4c遮断，利用驱动机构2c使活塞2b在缸体2a内朝着容积减小的方向移动。涂料从涂料泵2经由配管11B、三通阀4、第四配管11D、管子14和第三配管11C向涂料嘴3压力传送。被压力传送的涂料从涂料嘴3朝着被涂膜部件12吐出，从而涂膜成涂膜13。

下面对气泡检测的原理进行说明。

图2表示的是在三通阀4下游侧的配管11C、11D和管子14中不存在气泡时的压力曲线(在用涂料泵2实施压力传送动作时的时间与压力传感器7所检测出的压力之间的关系)。在图2中，来自涂料嘴3的单位时间内的涂料的吐出量(下面简称吐出量)按压力曲线L1、L2、L3、L4的顺序增加，涂料泵2的吐出压力也相应地升高。另外，在时刻tdis，从控制装置8对涂料泵2输出指示吐出动作开始的吐出开始信号，涂料泵2开始吐出动作。下面将输出吐出开始信号的时刻tdis称作“吐出开始时刻”。根据图2，压力曲线L1～L4的上升形态根据吐出量的不同而不同，但无论是压力曲线L1～L4中的哪条曲线，压力传感器7所检测出的压力最终都成为一定值。

下面，图3表示的是使气泡混入三通阀4与压力泄放阀6之间的配管11E中时的压力曲线。由于混入配管11E中的气泡不与涂料一起从涂料嘴3排出，因此是非流动性乃至静止气泡。下面将混入配管11E中的涂料内的气泡称作“静止气泡”。在图3中，压力曲线L1’表示的是没有混入静止气泡的场合。压力曲线L2’～L4’表示的是混入了静止气泡的场合，静止气泡的混入量按压力曲线L2’、L3’、L4’的顺序增加。来自涂料嘴3的单位时间内的涂料的吐出量对于所有的压力曲线L1’～L4’都相同。

由图3可以明确，无论有没有静止气泡，压力传感器7所检测出的压力最终都成为一定。但是，在混入了静止气泡时(压力曲线L2’～L4’)从吐出开始时刻tdis起至压力成为一定之前所需的时间T2’～T4’比不存在静止气泡时(压力曲线L1’)从吐出开始时刻tdis起至压力成为一定之前所需的时间T1’长。另外，静止气泡的混入量越多，即按压力曲线L2’、L3’、L4’的顺序达到一定压力之前所需的时间就越长。由此可知，可利用气泡的压缩性来进行静止气泡的自动检测。

图4表示的是使气泡混入三通阀4与涂料嘴3之间的配管11C、配管11D或管子14中的涂料内、由涂料泵2连续两次地实施吐出动作时的压力曲线。由于混入配管11C、配管11D或管子14内的气泡可与涂料一起从涂料嘴3排出，因此是具有流动性的气泡。下面，将混入配管11C、配管11D或管子14内的气泡称作“流动气泡”。在图4中，压力曲线L1”表示的是没有混入气泡的场合。压力曲线L2”、L3”表示的是混入了流动气泡的场合，压力曲线L2”是第一次吐出动作，压力曲线L3”是第二次吐出动作。来自涂料嘴3的单位时间内的涂料的吐出量对于所有的压力曲线L1”～L3”都相同。

由图4可以明确，无论有没有流动气泡，压力传感器7所检测出的压力最终都成为一定。但是，在混入了流动气泡时(压力曲线L2”、L3”)从吐出开始时刻tdis起至压力成为一定之前所需的时间T2”、T3”比不存在流动气泡时(压力曲线L1”)从吐出开始时刻tdis起至压力成为一定之前所需的时间T1”长。另外，通过第一次吐出动作，一定量的流动气泡与涂料一起从涂料嘴3排出，因此与第一次吐出动作时达到一定压力之前所需的时间T2”相比，第二次吐出动作时达到一定压力之前所需的时间T3”缩短。由此，与静止气泡时一样，可利用气泡的压缩性来进行流动气泡的自动检测。

在混入了静止气泡时和混入了流动气泡时，在涂料泵2的吐出动作下最终达到的压力的绝对值(绝对压力值)不同。因此，若在气泡检测时参照该绝对压力值，则很难高精度地对静止气泡和流动气泡双方进行检测。因此，在本发明中利用压力曲线的从吐出开始时刻tdis起至达到绝对压力值之前的压力上升中的区域来进行气泡检测。下面参照图5对气泡检测的方法进行说明。

在图5中，压力曲线Lsd表示的是静止气泡和流动气泡都没有混入的场合，压力曲线Lb表示的是静止气泡和流动气泡中至少有一方混入的场合。另外，在图5中，基准压力值Psd是预先设定的压力值。具体而言，基准压力值Psd是在不存在气泡时(压力曲线Lsd)对涂料泵2输出吐出开始信号(吐出开始时刻tdis)后配管11B～11E和管子14内的涂料的压力达到一定压力之前的上升中的压力值。使用压力传感器7预先对在不存在气泡时从吐出开始时刻tdis起至配管11B～11E和管子14内的涂料的压力达到基准压力值Psd为止的时间进行实测。该时间作为参照时间Tref预先记忆在控制装置8中。

实际中在用涂料泵2实施涂料向涂料嘴3的压力传送动作时，控制装置8对从吐出开始时刻tdis起至压力传感器7所检测出的压力达到基准压力值Psd为止的时间(实际测量时间Tme)进行检测。另外，在该实际测量时间Tme超过参照时间Tref时，即在与不存在气泡时相比压力上升较慢时，判断为在配管11B～11E和管子14中的至少一方的涂料内混入了气泡。

下面参照图6对本实施形态的涂膜装置的动作进行说明。在涂膜工序(步骤S6-1)中，首先涂料泵2吸引涂料槽1内的涂料。接着，将吐出开始信号输出给涂料泵2(步骤S6-2)，涂料泵2开始涂料的压力传送动作。在输出吐出开始信号(吐出开始时刻tdis)的同时，控制装置8开始计时和利用压力传感器7进行压力测定(步骤S6-3、S6-4)。计时和压力测定持续到压力传感器7的检测压力Pde达到基准压力Psd为止(步骤S6-5)。当检测压力Pde达到基准压力Psd时，控制装置8使计时和压力测定停止(步骤S6-6、S6-7)。计时停止时的时刻与吐出开始时刻tdis之差为实际测量时间Tme。控制装置8对实际测量时间Tme与基准时间Tref进行比较(步骤S6-8)。

在步骤S6-8中，在实际测量时间Tme超过基准时间Tref时，判断为为检测到气泡(静止气泡和流动气泡中的至少一方)(步骤S6-9)。此时，由于无法进行下一次的涂膜工序，因此实施自动抽气动作(S6-10)和涂膜条件下的空吐出(步骤S6-11)。另一方面，在步骤S6-8中，在实际测量时间Tme为基准时间Tref以下时，判断为没有检测到气泡(步骤S6-12)，并转到下一次的涂膜工序。

在步骤S6-10的自动抽气动作中，首先在使压力泄放阀6开放的状态下由涂料泵2实施压力传送动作，将配管11D中的静止气泡从配管11D的开口端排出。接着，在使压力泄放阀6回到闭阀状态后由涂料泵2实施压力传送动作，将配管11C中的流动气泡从涂料嘴3排出。在步骤S6-11的空吐出中，在没有被涂膜部件12的情况下由涂料泵2实施压力传送动作。反复进行步骤S6-10和步骤S6-11，直到在步骤S6-8中实际测量时间Tme成为基准时间Tref以下。

在本实施形态的涂膜装置中，由于通过对使用压力传感器7所检测出的压力而获得的实际测量时间Tme与参照时间Tref进行比较来检测气泡，因此与目测和光学方法相比，可高精度地检测微量的气泡。另外，由于参照时间Tref是由不存在气泡时的压力曲线的压力上升中的值、即基准压力值来确定的，因此能可靠地对静止气泡和流动气泡双方进行检测。

(第2实施形态)

本发明第2实施形态的涂膜装置与第1实施形态的不同之处在于控制装置8所实施的气泡检测方法。

参照图7对本实施形态的气泡检测方法进行说明。在图7中，压力曲线Lsd表示的是静止气泡和流动气泡都没有混入的场合，压力曲线Lb表示的是静止气泡和流动气泡中至少有一方混入的场合。另外，在图7中，基准时间Tsd是预先设定的时间。具体而言，基准时间Tsd设定成：当不存在气泡时(压力曲线Lsd)，使得在对涂料泵2输出吐出开始信号(吐出开始时刻tdis)后经过了该基准时间Tsd的时刻，配管11B～11E和管子14内的涂料的压力处于达到一定压力之前的上升中的状态。在不存在气泡时，利用压力传感器7预先对在从吐出开始时刻tdis起经过了基准时间Tsd的时刻的配管11B～11E和管子14内的涂料的压力进行测定，并将该压力作为参照压力值Pref预先记忆在控制装置8中。

在用涂料泵2实施涂料向涂料嘴3的压力传送动作时，控制装置8对在从吐出开始时刻tdis起经过了基准时间Tsd的时刻的压力进行实测。在该测定出的压力(实测压力值Pme)低于参照压力值Pref时，即在与不存在气泡时相比压力上升较慢时，判断为在配管11B～11E和管子14中的至少一方的涂料内混入了气泡。

下面参照图8对本实施形态的涂膜装置的动作进行说明。在涂膜工序(步骤S8-1)中，首先涂料泵2吸引涂料槽1内的涂料。接着，将吐出开始信号输出给涂料泵2(步骤S8-2)，涂料泵2开始涂料的压力传送动作。在输出吐出开始信号(吐出开始时刻tdis)的同时，控制装置8开始计时(步骤S8-3)。若从吐出开始时刻tdis起的经过时间Te达到基准时间Tsd(步骤S8-4)，则控制装置8利用压力传感器7进行压力测定(步骤S8-5)。在该步骤S8-5中测定出的压力为实测压力值Pme。另外，控制装置8停止计时(步骤S8-6)。接着，控制装置8对实测压力值Pme与参照压力值Pref进行比较(步骤S8-7)。

在步骤S8-7中，在实测压力值Pme低于基准压力值Pref时，判断为检测到气泡(静止气泡和流动气泡中的至少一方)(步骤S8-8)。此时，由于无法进行下一次的涂膜工序，因此实施自动抽气动作(S8-9)和涂膜条件下的空吐出(步骤S8-10)。另一方面，在步骤S8-7中，在实测压力值Pme为参照压力值Pref以上时，判断为没有检测到气泡(步骤S8-11)，并转到下一次的涂膜工序。

在本形态的涂膜装置中，由于通过对用压力传感器7测定出的实测压力值Pme与参照压力值Pref进行比较来检测气泡，因此与目测和光学方法相比，可高精度地检测微量的气泡。另外，由于参照压力值Pref是不存在气泡时的压力曲线的压力上升中的值，因此能可靠地对静止气泡和流动气泡双方进行检测。

第2实施形态的其它构成和作用与第1实施形态相同。

Claims (4)

1.一种涂膜装置，包括：

储藏涂料的涂料槽；

压力传送所述涂料槽中的所述涂料的涂料泵；

将由所述涂料泵压力传送来的所述涂料朝着被涂膜部件吐出的涂料嘴；以及

连接所述涂料槽、所述涂料泵和所述涂料嘴的配管，

其特征在于，包括：

压力传感器，该压力传感器对所述配管内的所述涂料的压力进行检测；以及

控制装置，该控制装置对所述涂料泵的动作进行控制，并根据所述压力传感器所检测出的压力来检测所述涂料中的气泡，

所述控制装置预先对参照压力值进行记忆，并对实测压力值与所述参照压力值进行比较，当所述实测压力值低于所述参照压力值时，判断为在所述涂料中存在气泡，

所述参照压力值是指不存在气泡时在从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起经过了预定的基准时间的时刻的所述配管内的所述涂料的压力，

所述实测压力值是指在从输出所述吐出开始信号起经过了所述基准时间的时刻利用所述压力传感器检测出的压力。

2.如权利要求1所述的涂膜装置，其特征在于，所述基准时间设定成：当不存在气泡时，使得在对所述涂料泵输出所述吐出开始信号后经过了所述基准时间的时刻，所述配管内的所述涂料的压力处于达到一定压力之前的上升中的状态。

3.如权利要求1所述的涂膜装置，其特征在于，所述压力传感器设置在所述配管上，且相对于所述涂料泵更靠近所述涂料嘴侧。

4.一种气泡检测方法，用于以下的涂膜装置中，该涂膜装置包括：储藏涂料的涂料槽；压力传送所述涂料槽中的所述涂料的涂料泵；将由所述涂料泵压力传送来的所述涂料朝着被涂膜部件吐出的涂料嘴；以及连接所述涂料槽、所述涂料泵和所述涂料嘴的配管，所述气泡检测方法对所述配管内的所述涂料中的气泡进行检测，其特征在于，

设置有对所述配管内的所述涂料的压力进行检测的压力传感器，

预先对参照压力值进行记忆，并对实测压力值与所述参照压力值进行比较，当所述实测压力值低于所述参照压力值时，判断为在所述涂料中存在气泡，

所述参照压力值是指不存在气泡时在从对所述涂料泵输出指示吐出动作开始的吐出开始信号起经过了预定的基准时间的时刻的所述配管内的所述涂料的压力，

所述实测压力值是指在从输出所述吐出开始信号起经过了所述基准时间的时刻利用所述压力传感器检测出的压力。

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