JP2003126751A

JP2003126751A - ペースト塗布機

Info

Publication number: JP2003126751A
Application number: JP2001330130A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsui; 淳一松井; Fukuo Yoneda; 福男米田; Shigeru Ishida; 茂石田; Yukihiro Kawasumi; 幸宏川隅; Yoshiaki Tokuyasu; 良紀徳安
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-07

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の複数のノズルを有するプラズマディスプ
レイ用のペースト塗布機においては、ヘッド部の交換等
を行うとセンサの検出する基準位置とノズルの吐出口の
位置関係にずれが生じ、その補正をリブ位置を用いて行
っていたが、リブの表面は凹凸が大きく正確な補正は難
しかった。【解決手段】リブのないダミー基板を用いてペーストを
塗布して、ペーストの塗布基準位置とセンサの基準位置
とのずれを予め計測して、そのずれ量を機械的ずれ量と
して、予め記憶しておき、実基板にペーストを塗布する
構成としたペースト塗布機とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペースト塗布機に
係り、特に、複数の吐出ノズル（又は吐出口）を備えた
ペースト塗布機に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイの製造工程でＲ
光、Ｇ光、Ｂ光に発光する夫々の蛍光体（以下、これら
蛍光体を、夫々、Ｒ蛍光体、Ｇ蛍光体、Ｂ蛍光体とい
う）などの形成に用いるペースト塗布機として、特開平
１０−２７５４３号公報や特開平１０−２２３１３８号
公報で提案されているものがある。

【０００３】特開平１０−２７５４３号公報に記載のペ
ースト塗布機では、予め計測したノズル先端、基板間の
距離やノズル先端、リブ間の距離に倣ってノズルを上下
させながら、ノズル、基板間の相対位置関係を変化させ
ることにより、基板上に蛍光体のペーストパタ−ンを塗
布するようにしている。これらノズル先端、基板間の距
離やノズル先端、リブ間の距離の計測は、基板の表面や
リブ上に設定した３点で行なって、夫々毎に検出したこ
れら３点を通る仮想曲面を設定し、基板の表面上やリブ
上でそれに対応する仮想曲面に平行にノズルを移動させ
ることが記載されている。

【０００４】上記特開平１０−２２３１３８号公報に記
載のペースト塗布機では、基板上から任意の高さ位置に
ノズル先端を設定してノズルの先端から基板上にガイド
を垂らし、このガイドに蛍光体のペーストを滴らせて各
リブ間の基板上に塗布するようにしており、ノズル先
端、基板間の距離は格段調整していない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラズマデ
ィスプレイを構成する基板に設けられたリブ間の距離
は、１５０ミクロン程度と微細である。このため、これ
らリブ間に正確に蛍光体のペーストを塗布する必要があ
る。

【０００６】しかしながら、プラズマディスプレイは大
画面であって、その基板は液晶ディスプレイ用の基板よ
りも厚くなっており、表面が平坦なテーブルに載置した
場合、基板の表面は平坦にならず、波打っていることが
多い。このため、上記特開平１０−２７５４３号公報に
記載のように、３点で予め距離を計測する程度では、基
板の表面のうねりに追従させてノズル先端の高さ位置を
変化させ、ノズル先端、基板間の距離を一定に保つこと
はできない。そこで、計測点数を増加させることが考え
られる。しかし、計測点数を多くするとデータ量が増え
て、これを記憶するために大容量のメモリが必要とな
る。また、計測に要する時間が長くなって処理が面倒に
なる。

【０００７】なお、リブは基板上にガラスを焼成して形
成されるので、リブの表面の凹凸は激しく、リブ上を計
測点とすることはノズル先端、基板間の距離に正確に反
映させることができないので、倣い制御の基準としては
相応しくない。

【０００８】また、上記の特開平１０−２２３１３８号
公報に記載のペースト塗布機の場合は、基板の表面状態
に係わらず、ノズル先端、基板間の距離を大き目に設定
している。このため、塗布の始端や終端では、ペースト
の滴りを推し量る必要があって、ペーストの吐出開始や
終了の制御が難しく、所望形状にペーストを塗布できな
い恐れがあった。

【０００９】本発明は、以上のような点に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、所望の位置にペーストパ
ターンを高精度に形成できるペースト塗布機を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、複数のペースト収納筒の夫々に設けた
ノズルと、前記ノズルの吐出口に対向して基板を載置す
るテーブルと、前記基板と前記ノズルの吐出口との相対
位置関係を変化させる駆動機構と、前記吐出口からペー
ストを吐出するための圧力を前記ペースト収納筒に印加
する空圧制御系とを備え、ノズルを基板方向に移動させ
るシリンジ保持ベースに前記吐出口と基板との間の距離
計測を行う距離センサと、前記複数のノズルを保持する
ノズルホルダと、前記ノズルホルダを移動するノズル移
動機構とを設け、実基板にペーストを塗布する前に、前
記複数のノズルの内の１つのノズルの吐出口位置と前記
センサの計測位置を所定位置になるように前記ノズル移
動機構で調整その結果を記録しておきそれを実基板のペ
ースト塗布時に用いて制御する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明によるペースト塗布機の
一実施形態を示す斜視図である。図において、架台１上
には基板搬送コンベア２ａ、２ｂが設けられ、基板吸着
盤３と、θ軸移動テーブル４と、Ｙ軸移動テーブル５
ａ、５ｂと、Ｘ軸移動テーブル６とが設けて有る。ま
た、Ｘ軸移動テーブル６には、塗布ヘッド７がＸ軸方向
に移動できるように取り付けてある。更に架台１には、
制御部８と、空圧ユニット９と、モニタ１０と、キーボ
ード（操作パネル）１１とが設けてある。

【００１２】同図において、基板搬送コンベア２ａ、２
ｂは昇降手段を備えている。この昇降手段により、プラ
ズマディスプレイ製造用の基板ＫをＸ軸方向に搬送して
きて、基板吸着盤３上に降下することにより載置する。
また、塗布終了時に基板搬送コンベア２ａ、２ｂを上昇
させて、基板Ｋを受け取り、Ｘ軸方向に外部に搬送す
る。なお、図示を省略したが、基板Ｋ上には、Ｙ軸方向
に平行な複数のリブが形成されている。

【００１３】θ軸移動テーブル４は、基板吸着盤３をθ
軸を中心に回転させる。また、Ｙ軸移動テーブル５ａ、
５ｂは、Ｘ軸移動テーブル６をＹ軸方向に駆動させるも
のであり、サーボモータと支持剛性を確保するための案
内機構を備えている。

【００１４】塗布ヘッド７はＸ軸移動テーブル６に設け
られ、Ｘ軸移動テーブル６を駆動することによりＸ軸方
向に移動する。モニタ１０は運転状態の表示や画像入力
状態を映し出し、キーボード１１は運転データの入力や
装置の操作を行なうものである。

【００１５】架台１上には、図示しない位置決め用カメ
ラが２台設置されている。これにより、基板Ｋに写植さ
れた位置決めマーク位置を読み取る。その結果に基づい
て、θ軸移動テーブル４を駆動して基板Ｋの辺縁がＸＹ
各軸に平行にする。更に、基板Ｋの基板吸着盤３上にお
ける位置を確認する。なお、これらカメラが、塗布ヘッ
ド７の移動域と干渉する場合には、基板吸着盤３の下部
にカメラを設置し、基板吸着盤３を透過して位置決めマ
ークを検出し、画像処理して位置決めするようにしても
よい。

【００１６】図２に塗布ヘッド７の拡大斜視図を示す。
図において、Ｚ軸テーブルベース１２にＺ軸移動テーブ
ル１４がＺ軸モータ１３により移動可能に取付けて有
る。Ｚ軸移動テーブル１４はＺ軸モータ１３の正逆転運
動をＺ軸方向に変換するためのボールねじなどの機械要
素と案内機構が内蔵されている。更に、Ｚ軸移動テーブ
ル１４にはペースト収納筒であるシリンジ１６を保持す
るシリンジ保持ベース１５が設けてある。シリンジ保持
ベース１５は、Ｚ軸移動テーブル１４を駆動することに
より、Ｚ軸方向に移動する。

【００１７】また、シリンジ保持ベース１５には、夫々
Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体ペーストを収納したシリンジ１６
Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが取り付けて有る。各シリンジ１６
Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂにはエア供給口１７と、ペースト供
給口１８と、ペースト残量検知センサ１９ａ、１９ｂと
がペースト収納筒蓋２０に取り付けてある。更に、各シ
リンジ１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂはノズルホルダ２１に収
納されている。更にまた、シリンジ保持ベース１５に
は、高さセンサ２３や、積層した圧電素子を用いたノズ
ル駆動機構２５や、ノズル移動案内機構２６等が設けて
ある。

【００１８】また、図３で説明するペーストを吐出する
複数のノズル２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂが下部に配置さ
れ、シリンジ１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂからこれらノズル
へのペーストの配給管路を内蔵している。これらシリン
ジ１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには、夫々、エア供給口１７
と、ペースト供給口１８と、ペースト残量検知センサ１
９ａ、１９ｂ及びペースト収納筒蓋２０とが設けられて
いる。

【００１９】シリンジ１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのペース
トの残量がペースト残量検知センサ１９ａ、１９ｂで検
出される。残量が基準量よりも減少した場合には、後述
するペーストタンク４６からの配管のペースト供給口１
８を介してシリンジ１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂにペースト
が圧送される。また、ペーストの供給を行なわない場合
には、図示していないバルブにより、上記のペースト供
給経路が遮断されている。

【００２０】高さセンサ２３は、シリンジ保持ベース１
５に設けてある。また、ノズル駆動機構２５は、本実施
形態では積層した圧電素子から成り、シリンジ保持ベー
ス１５に設けられ、ノズルホルダ２１をＸ軸方向に微少
移動させる。移動案内機構２６はノズルホルダ２１を保
持すると共に、ノズル駆動機構２５によるノズルホルダ
２１のＸ方向の移動を案内するものである。そして、移
動案内機構２６はノズルホルダの清掃や交換のために、
取り外し易い構造となっている。なお、高さセンサ２３
の詳細については、後で詳細に説明する。

【００２１】図３に、基板Ｋ上に蛍光体ペーストを塗布
する過程の斜視図を示す。ノズルホルダ２１の下側に夫
々Ｒ、Ｇ、Ｂ蛍光体ペーストのノズル２７Ｒ、２７Ｇ、
２７Ｂが突出している。基板Ｋにはリブ２８が設けてあ
る。

【００２２】同図において、ノズルホルダ２１には、Ｒ
蛍光体ペーストのノズル２７ＲとＧ蛍光体ペーストのノ
ズル２７ＧとＢ蛍光体ペーストのノズル２７Ｂが、夫々
２個ずつ取り付けられている。図のようにノズル２７
Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ、２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂの順にＸ
軸方向に配置されている（以下では、これらノズル２７
Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂをまとめてノズル２７と総称す
る）。また、蛍光体ペーストが塗布される基板Ｋには、
リブ２８がＹ軸方向に平行に設けてある。ノズル２７
は、基板Ｋ上のリブとリブとの間に蛍光体ペーストを塗
布できるよう、リブ２８の長手方向に対して直交するよ
うに配列されている。

【００２３】すなわち、ノズル２７Ｒ、２７Ｇ、２７
Ｂ、２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂが、夫々基板Ｋ上の隣合う
リブ２８間に対向した状態で、このノズルホルダ２１を
取り付けたＸ軸移動テーブル６が、Ｙ軸移動テーブル５
ａ、５ｂ上をＹ軸方向に移動することで、これらノズル
２７がＹ軸方向に移動する。この移動中に、ノズル２７
Ｒの先端のペースト吐出口（図示せず）からシリンジ１
６ＲのＲ蛍光体ペーストＰ（Ｒ）が、ノズル２７Ｇの先
端ペースト吐出口からシリンジ１６ＧのＧ蛍光体ペース
トＰ（Ｇ）が、ノズル２７Ｂの先端のペースト吐出口か
らシリンジ１６ＢのＢ蛍光体ペーストＰ（Ｂ）が夫々吐
出される。

【００２４】そして、２つおきのリブ２８間にＲ蛍光体
ペーストＰ（Ｇ）が、それらの隣りのリブ２８間にＧ蛍
光体ペーストＰ（Ｇ）が、さらにそれらの隣りのリブ２
８間にＢ蛍光体ペーストＰ（Ｂ）が夫々塗布され、６個
のリブ２８間に同時に蛍光体ペーストが塗布される。リ
ブ２８間の塗布が終了すると、次に、Ｘ軸移動テーブル
６がＹ軸移動テーブル５ａ、５ｂ上をＹ軸方向にリブ２
８の６個分移動し、これらリブ２８間の上記の塗布動作
を行なう。

【００２５】このようにして、ノズルホルダ２１に６個
のノズル２７を取り付けた６孔式のノズルにより、６個
のリブ２８間のペースト塗布を同時に行なうことができ
る。なお、ノズル２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂを１個ずつ用
いた３孔式や、それ以外の３の倍数個を用いた方式とし
てもよい。また、３孔式や６孔式などのノズルの使用個
数が少ない場合には、夫々のノズル２７をノズルホルダ
２１に対して個別に着脱可能にしてもよい。しかし、取
り付け精度や取り付けの作業性を考慮すると、１つのブ
ロックに複数個の孔加工を施した多孔ノズル（例えば、
ノズルホルダ２１に複数のノズル２７を一体に固定して
取り付けた多孔ノズル）の使用が望まれる。

【００２６】蛍光体ペーストＰは、その発光色毎に粘度
やチクソ値などの物性値が異なる。このため、これらを
同時に高精度で塗布するためには、後述する空気圧力調
整機器をシリンジ１６毎に接続し、蛍光体ペーストの種
類（発光色の異なる蛍光体ペースト）に応じて吐出圧力
を調整するとよい。

【００２７】なお、上記構成は、プラズマディスプレイ
パネルでの蛍光体ペーストの塗布を例にしたが、単一ペ
ーストパターンを同一ピッチで複数形成するものにも適
用できる。

【００２８】ところで、反りのある厚い基板Ｋの場合
は、基板吸着盤３に吸着させて、全面に渡って表面を平
坦にしようとしても、部分的に吸着されるだけで、反り
が直らず、基板Ｋの表面にうねりがあることが多い。ま
た、基板Ｋが大型化するにつれて基板吸着盤３は大きな
ものとなり、基板吸着盤３の辺縁域が重みで湾曲するよ
うになる。従って、基板Ｋも基板吸着盤３に合わせて湾
曲し、また、基板吸着盤３からはみ出している基板Ｋの
辺縁域は、自重で垂れ下がるように湾曲する。

【００２９】一方、Ｘ軸移動テーブル６や塗布ヘッド７
は、基板Ｋの反りとは独立している。このため、ノズル
２７のペースト吐出口と基板Ｋの表面との間の間隔（距
離：即ち、ペースト吐出口と基板Ｋとの間の間隔）、す
なわち、基板Ｋの表面と平行な方向（Ｘ、Ｙ軸方向）で
の基板Ｋの表面に対するペースト吐出口の相対位置は、
基板Ｋのうねりや反りにより差が生じる。

【００３０】そこで、基板Ｋの表面と平行な方向でのノ
ズル２７のペースト吐出口と基板Ｋとの間の相対位置の
変化に応じて（この相対位置は、ペースト吐出口のＸ、
Ｙ軸方向への移動いう）、ペースト吐出口と基板Ｋとの
間の間隔を計測し、リアルタイムでペースト吐出口と基
板Ｋとの間の間隔を調整制御する。この制御の後は、計
測データを適宜に処分することで制御部８の負担を軽減
させる。

【００３１】図４は上記の計測を行なう図２の高さセン
サ２３の一具体例の説明図である。高さセンサ２３とし
ては、非接触三角測式センサ２９を用いている。本図に
おいて、図３と同一部品には同一符号を付けてある。

【００３２】同図において、非接触三角計測式センサ２
９は、半導体レーザを光源とし、三角測量によりペース
ト吐出口と基板Ｋとの間の間隔を計測する。すなわち、
内部に発光部と受光部とを備え、発光部からレーザ光
（検出光）Ｌ１を発光させ、このレーザ光Ｌ１を基板Ｋ
の表面上の計測点Ｓ１で反射させて受光部で受光するこ
とにより、測長を行なう。レーザ光Ｌ１の照射方向は、
リブ２８の長手方向と平行になるように設定している。

【００３３】この非接触三角計測式センサ２９でペース
ト吐出口と基板Ｋとの間の間隔を計測することで、基板
Ｋの表面のうねりや反りを検出する。そして、この検出
結果に基づいて、ノズル２７のペースト吐出口が基板Ｋ
の表面から予め決めた所望の間隔（距離）になるよう
に、Ｚ軸モータ１３をリアルタイムで制御する。

【００３４】なお、高さセンサ２３としては、三角計測
式センサに代えて、オートフォーカス式、画像計測式で
知られる光プローブ式や、超音波方式、磁気方式などの
センサを用いてもよい。

【００３５】図５にペーストの塗布状態の拡大図を示
す。なお、簡略化のために、本図では、１つのノズル２
７のペースト吐出口２７ａのみを示し、他のノズルのペ
ースト吐出口は点線で表わしている。

【００３６】ペースト吐出口２７ａは、理想的には、リ
ブ２８間の中央を表わす実線の移動線Ｒ上を高さセンサ
２３の計測点Ｓ１が通り高さ検出を行い、基板とペース
ト吐出口との高さが一定になるようペースト吐出口の高
さ制御を行うものである。しかし、ノズルホルダ２１を
清掃や交換のために取り外すと、次の取付けの際、ペー
スト吐出口２７ａは、図示せぬ固定ネジの締め付け具合
の違いや、移動案内機構２６のノズルホルダ２１との接
触部の磨耗等により、必ずしも元の理想的な位置にはな
らない。そのため、ペースト塗布移動の際、ノズル２７
をリブ間の中央に位置決めしても、図５に示すように、
高さセンサ２３の計測点Ｓ１は、リブ２８間の中央を表
わす実線の移動線Ｒを計測することができない。

【００３７】このノズルホルダの取り付けずれ量は、高
さセンサ２３の計測点Ｓ１とリブ２８間の中央を表わす
実線の移動線Ｒ上のずれとなる。このため、このずれが
大きくなると、高さセンサ２３はリブ２８上を計測して
しまい、基板とペースト吐出口２７ａとの高さが大きく
変化してしまうことになる。

【００３８】ところで、基板を上方から見たときの吐出
したペーストが末広りの形になる。また、単位移動距離
当たりのペーストの吐出量は一定である。しかし、高さ
センサの計側点がずれると、基板の表面方向での基板と
ノズルとの相対位置関係が変化するにつれて、ノズルを
相対移動方向に対して横から見たとき、塗布されたペー
ストは末広りになった分だけ薄くなり、場合によっては
薄くなりすぎてパターンが切れてしまうこともある。す
ると、ノズル側のペーストは浮いた状態になって収縮
し、所謂、線香花火の火玉状の溜りができあがって玉垂
れを起こす。すなわち、ペーストの切れた後にペースト
が存在しない空白部があるかと思うと、突如として基板
上にペーストの盛り上りが発生することになる。

【００３９】ＰＤＰでは、基板上にストライプ状の複数
の障壁（リブ）を設けて、障壁の間に赤、緑、青の蛍光
体塗料のペーストが交互に塗布している。そのため、パ
ターンが切れた箇所では、蛍光体ペーストが存在しない
ので発色しない。また、切れた後の盛り上がりは、リブ
を越えて溢流（オーバーフロー）し、隣の蛍光体と交じ
り合って忠実な発光色を得られなくなる。

【００４０】これを防止するためには、高さセンサ２３
の計測点Ｓ１が、ペースト吐出口２７ａが通るべきリブ
２８間の中央である理想的な移動線Ｒ上に調節する。こ
れにより、高さセンサ２３はリブ２８間の中央を計測
し、基板Ｋとペースト吐出口２７ａとの高さが一定にな
るようにペースト吐出口２７ａの高さを制御する。

【００４１】図６に本発明の制御系の一例の構成図を示
す。制御部８は、マイクロコンピュータユニット８ａ
と、画像入力部８ｂと、外部インタフェース部８ｃと、
駆動制御部８ｄとからなり、それらがデータ通信バス８
ｅで結ばれている。駆動制御部８ｄにはサーボモータ３
１〜３４と、エンコーダ３５〜３９と、ノズル駆動機構
２５のアクチュエータ５０とが接続されている。画像入
力部８ｂには、画像位置決め用カメラ４０ａ、４０ｂが
接続されている。外部インタフェース部８ｃには、正圧
源４１及び負圧源４２からの圧力を調整するための正圧
調整器４３と負圧調整器４４及びバルブユニット４５と
からなる空圧ユニット９と、プリンタ４８を備えた外部
パソコン４９と、キーボード１１とモニタ１０と、高さ
センサ２３等が接続されている。また、各シリンジ１６
Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂには蛍光体ペーストを収納したタン
クがバルブを介して接続されている。本図ではシリンジ
１６Ｇに接続したタンク４６とバルブ４７のみを示して
ある。

【００４２】同図において、サーボモータ３３、３４は
夫々Ｙ軸移動テ−ブル５ａ、５ｂを駆動するものであ
り、サーボモータ３２はＸ軸移動テーブル６を駆動する
もの、サーボモータ３１はθ軸移動テーブル４を駆動す
るものである。また、エンコーダ３５〜３９は夫々上記
各モータの位置を検出するものである。アクチュエータ
５０はノズル移動機構２５の駆動源（圧電素子）であ
り、さらに、外部パソコン４９やプリンタ４８は適宜に
接続されるものである。また、タンク４６には、Ｇ蛍光
体ペーストが貯蔵され、バルブ４７は、シリンジ１６Ｇ
に設けられたペースト残量検知センサ１９ａ、１９ｂ
（図２）の検出結果で開閉制御されるものである。

【００４３】なお、同図において、制御部８は、基板搬
送コンベア２ａ、２ｂの駆動制御系を含むが、ここでは
図示していない。さらに、マイクロコンピュータ８ａ
は、図示しないが、主演算部や運転処理プログラムを格
納したＲＯＭ、主演算部での処理結果の他、制御部８に
接続された各機器からの入力データや装置の運転条件デ
ータを格納するＲＡＭ、データをやりとりする入出力部
などを備えている。

【００４４】また、適宜に接続される外部パソコン４９
やキーボード１１、あるいは図示しないネットワークな
どから塗布形状データと塗布条件データなどの運転条件
データと、装置から転送されるプラズマディスプレイパ
ネルの生産枚数などの生産管理データなどが入力され
る。入力された各種データは、マイクロコンピュータ８
ａ内のＲＡＭから外部パソコン４９内のハードディスク
などの図示しない内部記憶媒体とフロッピディスクなど
の外部記憶媒体に記憶保管される。記憶保管されたデー
タのうち任意の情報が、操作者の指示によりプリンタ４
８で印刷できる。

【００４５】また、入力されたデータに基いて、各サー
ボモータ１３、３２、３３、３４が駆動され、基板Ｋに
対してノズル２７が、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に任意の距離を
移動する。なお、基板Ｋは負圧源４２から分配した負圧
によって基板吸着盤３に吸引吸着、若しくは冶具で固定
される。そして、その移動中、マイクロコンピュータ８
ａがバルブユニット４５を制御して、正圧源４１から正
圧調整器４３とバルブユニット４５とを介して、シリン
ジ１６に僅かな空気圧を印加する。この空気圧により、
ノズル２７のペースト吐出口２７ａから蛍光体ペースト
Ｐが吐出され、基板Ｋに所望のパターンを塗布する。

【００４６】このシリンジ保持ベース１５のＸ、Ｙ軸方
向への水平移動中、即ち、塗布動作中、高さセンサ２３
がノズル２７と基板Ｋとの間の距離を計測し、この計測
距離を常に一定に維持するようにＺ軸モータ１３を制御
する。

【００４７】図７にペースト塗布動作の一例のフローチ
ャートを示す。

【００４８】同図において、先ず、電源が投入され（ス
テップ１００）。次いで、装置の初期設定工程が実行さ
れる（ステップ２００）。この初期設定では、Ｙ軸移動
テーブル５ａ、５ｂ及びＸ軸移動テーブル６により、塗
布ヘッド７を設けたＺ軸テーブルベース１２をＸ軸方向
に移動させる。これにより、ノズル２７のペースト吐出
口が蛍光体ペーストの吐出開始位置（ペースト塗布開始
点）に位置付けられる。すなわち、ノズル２７をペース
トパターン描画の対象とする基板（実基板）Ｋ（図１）
上の予め決められた基準位置に位置決め（原点位置に設
定）する。

【００４９】さらに、各種データの設定が行われる。例
えば、この実基板Ｋに塗布する１以上のペーストパター
ン毎のデータ（ペーストパターンデータ）や実基板Ｋの
位置データである。また、実基板Ｋに実際にペーストを
塗布するときの、実基板Ｋとノズル２７との間の相対速
度（かかる相対速度を塗布速度というが、特に、この場
合の塗布速度を初期設定塗布速度という）や、実基板Ｋ
の表面からのノズル２７の高さ（これは、上記のノズル
２７、基板Ｋ間の距離に等しく、実基板Ｋの表面に描画
されるペーストパターンの高さを決めるものであるか
ら、以下、塗布高さというが、特に、この場合の塗布高
さを初期設定塗布高さという）である。さらに、ノズル
２７からのペースト吐出量を決めるシリンジ１６に印加
される圧力（この圧力を塗布圧力というが、特に、この
場合の塗布圧力を初期設定塗布圧力という）などのデー
タである。さらには、ぺースト吐出終了位置を示す位置
データや塗布したペーストパターンの計測位置データ等
である。これらのデータはキーボード１１から入力され
る。入力されたデータは先に説明したようにマイクロコ
ンピュータ８ａに内蔵されたＲＡＭに格納される。

【００５０】この初期設定動作（ステップ２００）が終
了すると、次に高さセンサ２３の計測点Ｓ１を、ペース
ト吐出口２７ａとの位置合わせ処理を行う（ステップ２
５０）。

【００５１】図８に位置合わせ処理の動作説明図を示
す。図８（ａ）は塗布したリブの形成されていないダミ
ー基板にＹ方向に塗布した状態を示している。図８
（ｂ）は図８（ａ）に示した計測開始ポイントＭ点から
ペーストパターンＰに向かう方向に高さセンサ２３の距
離出力を計測した際の計測例を示す。図８（ｂ）におい
てＸ軸は高さセンサ２３の計測位置、Ｙ軸は計測高さを
表している。また、同図で距離Ａは既知のペースト塗布
時のＸ軸位置から計測開始時のＭ点までのＸ軸移動テー
ブル６上に配置したＺ軸テーブルベース１２の移動距離
を示いている。また、距離Ｂは実際に計測した際のＭ点
から初めに検出されるペーストパターンの中央位置との
間の距離である。

【００５２】図９に、この位置合わせ処理の動作フロー
を示す。

【００５３】まず、リブの形成されていないダミー基板
Ｋ’をテーブル上に搭載し、（ステップ２５１）予め設
定しておいた塗布条件でＹ方向に一度塗布を行う（ステ
ップ２５２）。

【００５４】前述のようにリブがないために、塗布量が
多過ぎたり、塗布後時間が経過すると、ペーストが基板
上を濡れ広がり、隣り合うパターンが互いに侵食する
（重なり合う）。このため、後述するペーストパターン
の中央部の検出が出来なくなるため、塗布圧力を下げて
ペーストの塗布量を減らすと良い。

【００５５】次に、Ｚ軸テーブルベース１２をＸＹ方向
に移動させ、予め設定しておいた校正開始位置Ｍ点まで
移動させる（ステップ２５３）。なおこの時、ノズルホ
ルダのペースト吐出口２７ａと高さセンサ２３の計測点
Ｓ１が、理想的な移動線Ｒ上にあると仮定して移動す
る。しかし、実際にはノズルホルダ２１の取付け時にお
いてずれが発生しており、このため校正開始位置Ｍに対
してＭ’に移動されることになる。

【００５６】そこで、Ｍ’点を基点として、高さセンサ
２３の出力を読み取りながら（ステップ２５４）、高さ
センサ２３が塗布したペーストを横切るまで、予め設定
された量だけＸ軸方向にステップ移動させる（ステップ
２５５）。すなわち、ペーストパターンの中央が検出さ
れるまで（ステップ２５６）、ステップ移動を繰り返
す。

【００５７】ペーストパターンの中央の判定方法は、塗
布直後のペーストパターンはかまぼこ上になっているの
でその最高点を中央とする。そのため、中央を判定する
方法として、１つには、基板Ｋ上のゼロ点を検出し、ペ
ーストパターンを挟むゼロ点間の中央を取る方法があ
る。他の方法として、ペーストパターンを充分に跨ぎき
るところまで計測したデータを、微分処理して、その変
化点の大きい２点間の中央を求める方法がある。どの方
法によるかは、ペーストの塗布特性や、高さセンサ２３
の検出特性に応じて良好な中央検出方法を採用する。

【００５８】次にステップ２５７では図８に示したよう
に、実際に測定した距離Ａと、予め設定した距離Ｂ（理
想的に設置した距離）との差を求めることで、高さセン
サ２３の計測点Ｓ１とペースト吐出口２７ａとのずれ量
Ｄを求める（Ｄ＝Ａ−Ｂ）。

【００５９】次に、ノズル移動機構２５のアクチュエー
タ５０を動作させて、ずれ量Ｄ分だけノズルホルダ２１
を移動する（ステップ２５８）。これにより、ノズルの
ペースト吐出孔２７ａと高さセンサ２３の計測点Ｓ１が
理想的な移動線Ｒ上に位置するようなる。なお本実施例
ではノズルホルダ２１に取付けるノズル２７の位置は変
わらないものと仮定している。このため、ノズル２７位
置の補正においては、ノズルホルダ２１を移動するだけ
で良い。本発明は、このようにノズルホルダ２１を微少
移動可能なように専用のアクチュエータ５０を設けたも
のである。

【００６０】高さセンサ２３によるノズル２７の位置補
正（ステップ２５０）が終了すると、ダミー基板Ｋ’を
実基板Ｋに交換して、実基板Ｋを基板吸着盤３に搭載し
て吸着保持させる（ステップ３００）。

【００６１】この基板搭載動作では、図１において、基
板搬送コンベア２ａ、２ｂによって実基板Ｋが外部から
ｘ軸方向に基板吸着盤３の上方まで搬入され、図示しな
い昇降手段によってこれら基板搬送コンベア２ａ、２ｂ
を下降させることにより、実基板Ｋを基板吸着盤３上に
載置する。

【００６２】次に、実基板Ｋの予備位置決めを行なう
（ステップ４００）。

【００６３】この処理では、図１において、図示しない
位置決めチャックにより、実基板ＫのＸ、Ｙ軸方向の粗
い位置合わせが行なわれる。その後、基板吸着盤３に載
置された実基板Ｋの位置決め用マ−クを画像認識カメラ
４０ａ、４０ｂで撮影する。それを画像処理して実基板
Ｋのθ方向での傾きを検出する。この検出結果に応じ
て、θ方向の移動を行うサーボモータ３１を駆動して、
θ方向の傾きも補正してＸ、Ｙ軸方向に対する正確な位
置合せが行なわれる。

【００６４】次に、予め設定された塗布順序が１番目の
ペーストパターンデータから順番にペーストのパターン
塗布が行なわれる（ステップ５００）。図１０にパター
ン塗布処理のフローチャートを示す。

【００６５】同図において、先ず、塗布条件の設定を行
なわれる（ステップ５０１）。なお、マイクロコンピュ
ータ８ａに内蔵したＲＡＭには、塗布条件の設定のため
の記憶テーブルが設けてある。この記憶テーブルに、塗
布描画すべき第１番目のペーストパターンの塗布条件と
して、塗布速度や塗布圧力、塗布高さのように設定され
る。このような設定を最終番目のペーストパターンのも
のまで行なう。他に、塗布パターン移動データや開始点
座標や、終点座標や、サックバック圧力や、塗布終了後
のノズル上昇量等が設定される。これらの設定は、図７
のステップ２００で予め初期設定された諸データから塗
布に必要なものを選択し、それらを塗布条件としてＲＡ
Ｍの記憶テーブルに写し替えるものである。

【００６６】次に、設定された塗布開始位置にノズル２
７のペースト吐出口を位置付けるために、Ｙ軸移動テー
ブル５ａ、５ｂやＸ軸移動テーブル６を駆動する（ステ
ップ５０２）。更に、Ｚ軸テーブルベース１２を移動さ
せて描画（塗布）開始点上にノズル２７を移動させる。

【００６７】次に、Ｚ軸モータ１３により、ノズル２７
の高さの設定を行なう（ステップ５０３）。この設定さ
れる高さは、既にＲＡＭに記憶された塗布高さであり、
ノズル２７、実基板Ｋ間の距離がこの塗布高さに等しく
なるようにするものである。この高さは、高さセンサ２
３の計測結果によって確認される。

【００６８】以上の処理が終了すると、次に、マイクロ
コンピュータ８ａ内のＲＡＭに格納されているペースト
パターンデータに基いて、Ｙ軸移動テーブル５ａ、５ｂ
やＸ軸移動テーブル６が駆動される（ステップ５０
４）。これにより、ノズル２７のペースト吐出口２７ａ
が、実基板Ｋに対向した状態で、このペーストパターン
データに応じてＸ、Ｙ軸方向に移動する。

【００６９】また、図６において、正圧源４１からシリ
ンジ１６に正圧調整器４３によって、塗布圧力に調整さ
れた空気圧がバルブユニット４５を介して印加される。
これによって、ノズル２７のペースト吐出口２７ａから
ペーストが吐出し始める（ステップ５０５）。

【００７０】なお、ペーストが吐出する直前に、負圧源
４２からシリンジ１６に負圧調整器４４によってサック
バック圧力に調整された負圧をバルブユニット４５を介
してわずかな時間印加する。これによって、ノズル２７
のペースト吐出口２７ａに溜ったペーストをシリンジ１
６内に吸い込む。そのため、ペーストパターンの始端部
でペーストの溜りが生ずることなく、ペーストの塗布が
できる。

【００７１】この塗布描画動作の開始すると、マイクロ
コンピュータ８ａに、高さセンサ２３からノズル２７と
実基板Ｋとの間の距離の実測データを入力する。マイク
ロコンピュータ８ａは、入力されたデータに基づいて、
実基板Ｋの表面のうねりや反り量を求める。この求めた
値に応じて、Ｚ軸モータ１３を駆動することにより、実
基板Ｋの表面からノズル２７までの高さを略一定に保持
する（ステップ５０６）。

【００７２】従って、ノズル２７と実基板Ｋとの間の距
離を、前以って計測する必要がなくなり、プラズマディ
スプレイパネルの処理枚数（即ち、生産性）向上でき
る。また、計測データを記憶しておくためのメモリが不
要となる。また、ノズル２７の吐出口２７ａを実基板Ｋ
の表面に可能な限り近づけることもできる。さらに、ノ
ズル２７をうねりに追従させて一定の高さを保持でき、
高精度にペーストを塗布できる。

【００７３】次に、塗布すべきペーストパターンの終端
であるか否かの判断行う（ステップ５０７）。終端でな
ければ、再び実基板Ｋの表面のうねりの測定処理、即
ち、ステップ５０６の塗布高制御処理に戻り、一連の処
理を実行する。

【００７４】ペーストパターンの塗布終端に達すると、
正圧源からの空気圧の印加を停止しすることで、ペース
ト吐出を停止する（ステップ５０８）。そして、Ｚ軸モ
ータ１３を駆動して予め設定された上昇量分だけノズル
２７を上昇させる（ステップ５０９）。

【００７５】次に、先にＲＡＭに設定されたペーストパ
ターンのデータの全てが使い切ったか否かを判定する
（ステップ５１０）。全パターン終了時には、処理動作
を終了する（ステップ５１１）。まだ残りのデータがあ
る場合は、ステップ５０１に戻る。

【００７６】以上のようにして１つの実基板Ｋでのペー
ストパターンの塗布描画終了すると、図７において、基
板排出処理（ステップ６００）に進む。即ち、図１にお
いて、実基板Ｋの基板吸着盤３への吸着が解除され、基
板搬送コンベア２ａ、２ｂを上昇させて実基板Ｋをこれ
に載置する。その状態で基板搬送コンベア２ａ、２ｂを
Ｘ方向に移動させて、実基板Ｋを装置外に排出する。

【００７７】そして、以上の全工程が終了したか否かを
判定する（ステップ７００）。複数枚の実基板Ｋに同じ
ペーストパターンデータを用いてペーストパターンを塗
布描画する場合には、別の実基板Ｋに対して基板搭載処
理（ステップ３００）に戻り、以上説明した動作（処
理）が繰り返される。全ての実基板について処理が終了
すると、作業が全て終了とする（ステップ８００）。

【００７８】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、この実施形態のみに限定されるものではない。

【００７９】また、ノズルホルダのアクチュエータ５０
として圧電素子を用いることで説明したが、リニアモー
タを用いた構成としても可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予めノズル位置と高さセンサの位置を精度良く調整して
おくことができ、所望の位置にペーストパターンを高精
度にしかも高速に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるペースト塗布機の一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】塗布ヘッドの詳細を示す斜視図である。

【図３】基板Ｋ上に蛍光体ペーストを塗布する過程を示
す斜視図である。

【図４】非接触三角測式センサによるノズル、基板間の
間隔（距離）の計測動作の説明図である。

【図５】高さセンサよるノズルの位置制御方法を示す図
である。

【図６】本発明の制御系の一例のブロック図である。

【図７】ペースト塗布動作の一例のフローチャートであ
る。

【図８】本発明の位置合わせ処理動作の説明図である。

【図９】位置合わせ処理の一例を示すフローチャートで
ある。

【図１０】パターン塗布処理の一例を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１…架台、２ａ，２ｂ…コンベア、３…基板吸着板、５
ａ，５ｂ…Ｙ軸移動テーブル、６…Ｘ軸移動テーブル、
７…塗布ヘッド、８…制御部、１３…Ｚ軸モータ、１４
…Ｚ軸移動テーブル、１５…シリンジ保持ベース、１６
Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ…蛍光体ペーストのシリンジ、２１
…ノズル、２３…高さセンサ、２５…ノズル駆動機構、
２６ノズル移動案内機構、２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ…ノ
ズル、２７ａ…ペースト吐出口、２８…リブ、２９…非
接触三角計測式センサ、Ｋ…プラズマディスプレイパネ
ルの基板。

フロントページの続き (72)発明者石田茂東京都足立区中川四丁目13番17号株式会社日立インダストリイズ内 (72)発明者川隅幸宏東京都足立区中川四丁目13番17号株式会社日立インダストリイズ内 (72)発明者徳安良紀東京都足立区中川四丁目13番17号株式会社日立インダストリイズ内Ｆターム(参考） 4F041 AA02 AA05 AB01 BA04 BA22 4F042 AA02 AA06 AB00 BA08 CA01 CB02 CB03 DF01 DF11 5C028 FF06 5C040 GG09 JA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のペースト収納筒の夫々に設けたノズ
ルと、前記ノズルの吐出口に対向して基板を載置するテ
ーブルと、前記基板と前記ノズルの吐出口との相対位置
関係を変化させる駆動機構と、前記吐出口からペースト
を吐出するための圧力を前記ペースト収納筒に印加する
空圧制御系とを備えたペースト塗布機において、ノズルを基板方向に移動させるシリンジ保持ベースに前
記吐出口と基板との間の距離計測を行う距離センサと、
前記複数のノズルを保持するノズルホルダと、前記ノズ
ルホルダを移動するノズル移動機構とを設け、実基板に
ペーストを塗布する前に、前記複数のノズルの内の１つ
のノズルの吐出口位置と前記センサの計測位置を所定位
置になるように前記ノズル移動機構で調整することを特
徴とするペースト塗布機。
【請求項２】請求項１記載のペースト塗布機において、予めダミー基板上に前記吐出口から吐出したペーストパ
ターンを前記距離センサで計測し、ペーストパターン検
出位置からペースト吐出口と距離センサの計測点のずれ
量を求め、前記ずれ量を前記ノズル駆動機構で補正する
ことを特徴とするペースト塗布機。