JP2012000553A - Apparatus and method for inkjet coating - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平滑な部材へのインクジェット方式による塗布材料の塗布に係り、特に、均一な塗布を安定して行なう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に関する。 The present invention relates to application of a coating material to a smooth member by an inkjet method, and more particularly, to an inkjet coating apparatus and method capable of stably performing uniform coating.
インクジェット方式とは、塗布ヘッドとしての気泡または圧電素子を利用したインクジェット塗布ヘッドから塗布材料としてのインク液滴を少量ずつ高精度に吐出する方式である。このインク液滴の高精度な吐出によって塗布対象とする部材にインク液滴を塗布する処理を装置化したものが、インクジェット塗布装置である。これは、インクの高精細な塗布を実現できる装置として近年注目されており、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が探られており、既に実用化されているものもある。 The ink jet method is a method in which ink droplets as a coating material are ejected little by little with high accuracy from an ink jet coating head using bubbles or a piezoelectric element as a coating head. An ink jet coating apparatus is a device that applies a process for applying ink droplets to a member to be coated by highly accurate ejection of the ink droplets. This has attracted attention in recent years as an apparatus that can realize high-definition ink application, and is not limited to printing on paper. is there.
塗布ヘッドの下面先端には、複数のノズルが所定のピッチで設けられ、このノズルのピッチによって塗布材料である液滴の吐出間隔が決まる。幸いにして、希望する液滴の塗布間隔がノズルピッチより大きい場合には、吐出するノズルを選択することによって目的を達成することができる。しかしながら、逆に、希望する液滴の塗布間隔がノズルピッチより小さい場合には、時間的な無駄を小さくするのに塗布ヘッドの動作に何らかの工夫が必要であり、この工夫としては、従来、いくつかの提案がなされている。 A plurality of nozzles are provided at a predetermined pitch at the tip of the lower surface of the coating head, and a discharge interval of droplets that are coating materials is determined by the pitch of the nozzles. Fortunately, if the desired droplet application interval is greater than the nozzle pitch, the objective can be achieved by selecting the nozzle to eject. On the contrary, if the desired droplet application interval is smaller than the nozzle pitch, some device is necessary for the operation of the application head to reduce time waste. Some suggestions have been made.
その一例として、例えば、等間隔に同じ複数個ずつノズル孔が設けられた複数のノズルモジュールを平行に配置された塗布ヘッドを用い、かかる複数のノズルモジュールを塗布基板の移動方向(y方向)に対して傾けるとともに、これらノズルモジュールをそのノズル孔の配列方向にずらすことにより、これらノズルモジュールの全てのノズル孔の塗布基板の移動方向に垂直な方向(y)方向での間隔を変更させることができるようにし、かつ、基板を回転可能として、基板への塗布画像が複数の異なる方向の画像からなるものであっても、いずれも同じy方向に塗布が行なわれ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)。 As an example, for example, using a coating head in which a plurality of nozzle modules each having the same plurality of nozzle holes provided at equal intervals is arranged in parallel, the plurality of nozzle modules are arranged in the moving direction (y direction) of the coating substrate. By tilting the nozzle module and shifting the nozzle modules in the arrangement direction of the nozzle holes, the intervals in the direction (y) perpendicular to the moving direction of the coating substrate of all the nozzle holes of the nozzle modules can be changed. A technique has been proposed in which the substrate can be rotated and the coating image on the substrate can be applied in the same y direction even if the coating image is composed of images in a plurality of different directions. (For example, refer to Patent Document 1).
この特許文献1に記載の技術では、塗布画像をそのエッジを表わすエッジ画像とその内部の内部画像とに区分し、まず、エッジ画像の塗布(エッジ塗布)を行ない、塗布したエッジ画像を乾燥させた後、内部画像の塗布(内部塗布)を行なうものであるが、エッジ画像に対しては、全てのノズルモジュールのノズル孔でのy軸方向に隣り合う2つのノズル孔を用いて隣接した走査線に沿ってエッジ塗布が行なわれ、内部塗布は必要な全てのノズル孔を用いて行なわれる。 In the technique described in Patent Document 1, an application image is divided into an edge image representing the edge and an internal image inside the image. First, application of the edge image (edge application) is performed, and the applied edge image is dried. After that, the internal image is applied (internal application). For the edge image, adjacent scanning is performed using two nozzle holes adjacent in the y-axis direction in the nozzle holes of all nozzle modules. Edge coating is performed along the lines, and internal coating is performed using all necessary nozzle holes.
このように、エッジ塗布では、Y方向に隣り合う2つのノズル孔を用いるものであるから、1つのノズル孔を用いてエッジ塗布を行なうよりも、1つのノズル孔からの液滴の吐出量を少なくすることができ、塗布線幅を狭くすることができて、塗布されたエッジ画像の乾燥を速くできて濡れ拡がりを抑えることができるものであり、内部塗布される液滴は乾燥されてエッジ画像に連結してこのエッジ画像の外側に拡がることはない、というものである。 As described above, in edge coating, two nozzle holes adjacent in the Y direction are used, so that the amount of liquid droplets discharged from one nozzle hole is smaller than in edge coating using one nozzle hole. The coating line width can be reduced, the applied edge image can be dried quickly, and wetting and spreading can be suppressed. It is connected to the image and does not spread outside the edge image.
また、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板とTFT基板との間隔を保つために、カラーフィルタ基板にスペーサが設けられるが、このスペーサを溶媒に溶解したインクをインクジェットヘッドからカラーフィルタ基板に塗布するようにした技術が紹介されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in order to keep the distance between the color filter substrate and the TFT substrate of the liquid crystal display panel, a spacer is provided on the color filter substrate. Ink dissolved in the solvent is applied from the inkjet head to the color filter substrate. Have been introduced (see, for example, Patent Document 2).
この特許文献2に記載の技術によると、インクジェットヘッドには、複数のノズルが所定のピッチで設けられており、また、カラーフィルタ基板での上記インクの塗布位置は、カラーフィルタ基板上のブラックマトリクス上に設定されており、ノズルのピッチがインクの塗布位置のピッチよりも小さいものであって、ノズルのピッチをインクの塗布位置のピッチに合わせることができるようにするために、インクジェットヘッドを回転させてノズルの配列方向を変化させ、かつカラー基板をインクジェットヘッドの回転方向とは逆方向に回転させることができるようにしている。 According to the technique described in Patent Document 2, the inkjet head is provided with a plurality of nozzles at a predetermined pitch, and the ink application position on the color filter substrate is the black matrix on the color filter substrate. The inkjet head is rotated so that the nozzle pitch is smaller than the pitch of the ink application position and the nozzle pitch can be adjusted to the pitch of the ink application position. Thus, the arrangement direction of the nozzles is changed, and the color substrate can be rotated in the direction opposite to the rotation direction of the inkjet head.
さらに、液晶セルのカラーフィルタ基板上の所定の位置に、アレイ基板との間に所定のスペースを設けるためのスペーサ粒子を形成するために、インクジェット方式を用いた技術が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, in order to form spacer particles for providing a predetermined space between the array substrate and a predetermined position on the color filter substrate of the liquid crystal cell, a technique using an ink jet method has been proposed (for example, (See Patent Document 3).
この特許文献3に記載の技術によると、スペーサ粒子が分散媒に分散されたスペーサ粒子分散液がインクジェット方式によってカラーフィルタ基板上の所定の位置(ブラックマトリクスの位置)に吐出されるのであるが、スペーサ粒子分散液として、水及び低沸点アルコール系溶媒が用いられ、吐出後、常温で減圧乾燥させ、さらに、カラーフィルタ基板を加熱して溶媒を揮発させて、スペーサ粒子を所定の位置(カラーフィルタ基板のブラックマトリクス上の位置)に固着させるものである。これは、塗布した後に一旦減圧させ、さらに、次の工程として加熱乾燥させる塗布方法である。 According to the technique described in Patent Document 3, a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed in a dispersion medium is discharged to a predetermined position (a position of a black matrix) on a color filter substrate by an inkjet method. As the spacer particle dispersion, water and a low-boiling alcohol solvent are used. After discharging, the solution is dried under reduced pressure at room temperature. Further, the color filter substrate is heated to volatilize the solvent, and the spacer particles are placed in a predetermined position (color filter). It is fixed to a position on the black matrix of the substrate. This is a coating method in which the pressure is reduced once after coating, and then dried by heating as the next step.
上記特許文献1〜3に記載の技術のように、これまでは、インクジェット塗布における高い塗布位置精度や膜厚の均一性を求める上では、目標とする塗布間隔と塗布ヘッドのノズルピッチとの相対的な位置関係が、特に、着目されていた。これは、XY平面内においる位置関係であって、2次元的なものである。 As in the techniques described in Patent Documents 1 to 3, in the past, in order to obtain high coating position accuracy and film thickness uniformity in inkjet coating, the relative relationship between the target coating interval and the nozzle pitch of the coating head. The particular positional relationship has attracted particular attention. This is a positional relationship in the XY plane and is two-dimensional.
しかしながら、インクジェット方式の塗布を様々な分野で活用していく上では、塗布材の粘度や表面張力などの塗布材の物性や、塗布する対象物の表面状態の影響、さらには、基板やフィルムなどの塗布対象物の大型化などによっても、塗布対象物と塗布ヘッドのノズルとの間隔の管理も重要であることがわかってきた。XY平面内のみの塗布位置管理だけでは、高精度で均一な塗布を行なうことが難しくなりつつある。 However, when using inkjet coating in various fields, the physical properties of the coating material, such as the viscosity and surface tension of the coating material, the effect of the surface condition of the object to be coated, and the substrate, film, etc. It has been found that the management of the distance between the coating object and the nozzle of the coating head is also important due to the increase in the size of the coating object. It is becoming difficult to perform highly accurate and uniform application only by managing the application position only in the XY plane.
即ち、塗布対象物と塗布ヘッドのノズルとの間隔が大きすぎると、ノズルからの塗布材の液滴の吐出方向性の精度に誤差が生じ、これによって着弾位置ずれが発生する。逆に、塗布対象物と塗布ヘッドのノズルとの間隔が小さすぎると、大型化した塗布対象物でうねりによる起伏が生ずることから、面積が広い塗布対象物の一部で突出した箇所が生ずることになる、この箇所で塗布ヘッドが塗布対象物に衝突してしまう恐れがある。 That is, if the distance between the coating object and the nozzle of the coating head is too large, an error occurs in the accuracy of the direction of ejection of droplets of the coating material from the nozzle, thereby causing a landing position shift. Conversely, if the distance between the coating object and the nozzle of the coating head is too small, undulation will occur due to the swell of the enlarged coating object, and there will be a part that protrudes in a part of the coating object with a large area. The coating head may collide with the coating object at this location.
また、インクジェット塗布では、塗布材を無駄なく効率良く使用できる利点があるが、一方で1回当りの吐出量が微量であることから、あるいは塗布位置の間隔をさらに縮めてさらに精細な塗布が求められることから、複数回の塗布動作を行なう必要もある。このとき、複数回の塗布のうちで先に付着した塗布材の塗布対象物上での広がりを如何に抑制するかが問題となる。 In addition, ink jet coating has an advantage that the coating material can be used efficiently without waste, but on the other hand, since the discharge amount per one time is a very small amount, or by further reducing the interval between the coating positions, further fine coating is required. Therefore, it is necessary to perform a plurality of coating operations. At this time, it becomes a problem how to suppress the spread of the coating material that has previously adhered among the plurality of coatings on the coating object.
具体的な数値例を挙げると、液晶パネルのガラス基板での多面取りでは、表示性能への配慮から、他の面との塗布干渉があってはならず、外周パターンの直線性で大よそ±0.1mm以下〜±0.5mm以下の広がりが要求される。また、高さ方向では、塗布後に凹凸が大よそ0.1mm以下〜0.3mm以下でなければ、液晶パネルの表示性能が問題となる。 To give specific numerical examples, in the case of multiple chamfering on a glass substrate of a liquid crystal panel, there should be no coating interference with other surfaces from the consideration of display performance, and the linearity of the outer peripheral pattern is roughly ± A spread of 0.1 mm or less to ± 0.5 mm or less is required. Further, in the height direction, the display performance of the liquid crystal panel becomes a problem unless the unevenness is about 0.1 mm to 0.3 mm after application.
このように、塗布後の塗布材の幅方向や高さ方向の広がりのばらつきを抑制することが極めて重要である。 Thus, it is extremely important to suppress variation in the spread in the width direction and height direction of the coating material after coating.
本発明の目的は、かかる問題を解消し、幅,高さ方向に高精度で均一な塗布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。 An object of the present invention is to provide an ink jet coating apparatus and method capable of solving such problems and performing uniform coating with high accuracy in the width and height directions.
上記目的を達成するために、本発明は、複数の塗布ヘッドを個別に回転可能にする手段を設けたことで、搬送方向に対して基板やフィルムなどの塗布対象物を搬送方向に対して傾けるように回転可能にする手段を備えている。さらに、複数の塗布ヘッドの高さ方向位置を調整可能にするZ軸移動手段を設けている。さらにまた、塗布対象物を塗布動作と同時期に加熱する手段を設けている。 In order to achieve the above object, the present invention provides means for individually rotating a plurality of coating heads, so that a coating object such as a substrate or a film is tilted with respect to the transport direction with respect to the transport direction. Means for enabling rotation. Furthermore, Z-axis moving means is provided that makes it possible to adjust the height direction position of the plurality of coating heads. Furthermore, means for heating the application object at the same time as the application operation is provided.
本発明によれば、XY平面内のみならず高さ方向となるZ軸移動手段を設けることで3次元的な位置管理を行なうことができ、また、塗布対象物を加熱しながら塗布することで、高精度で均一な塗布が可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform three-dimensional position management by providing a Z-axis moving means that is not only in the XY plane but also in the height direction, and by applying the coating object while heating it. High-precision and uniform application is possible.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下に説明する実施形態は、塗布対象としてフラット・パネル・ディスプレイに用いられるガラス基板に対して液晶分子の並び方を制御するためのラビングをしたポリイミドの薄膜や電気泳動方式などを応用したフレキシブル・ディスプレイと呼ばれるしなやかに曲がる電子ペーパなど、多種多様な用途がある。この実施形態では、フィルム状のフレキシブルな部材を塗布対象物とする一例とするものであり、例えば、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ものとする。インクジェット方式によると、版作成経費が削減できることや塗布材料の効率的な使用が可能というメリットがあり、インクジェット方式による塗布の採用が拡大しつつある。なお、CIGS薄膜は、Cu(銅),In(インジウム),Ga(ガリウム)及び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並べたものである。 The embodiment described below is a flexible application of a polyimide thin film or an electrophoretic method that has been rubbed to control the alignment of liquid crystal molecules on a glass substrate used in a flat panel display as a coating target. -There are a wide variety of applications such as flexible electronic paper called displays. In this embodiment, a film-like flexible member is used as an example of an object to be coated. For example, an ink jet method is used on a solar cell film on which a non-silicon-based semiconductor material (for example, a CIGS thin film) is applied. A film such as an electrode or an insulating film is formed by applying an electrode material or an insulating material with this coating head. According to the ink jet method, there are merits that the cost for preparing the plate can be reduced and the coating material can be used efficiently, and the application of the ink jet method is being expanded. The CIGS thin film is a thin film of a semiconductor material made of Cu (copper), In (indium), Ga (gallium), and Se (selenium), and “CIGS” is an acronym for these materials. .
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一実施形態での概略構成を示す斜視図であって、1は太陽電池用積層フィルム(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は撮像カメラ、20aは微動Z軸駆動手段、21はθ軸駆動手段、22はラバーヒータ、23はローラ用ヒータである。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration in one embodiment of an inkjet coating apparatus and method according to the present invention, wherein 1 is a laminated film for solar cells (hereinafter simply referred to as a film), 2 is an unwinding side film roll, 3 is a take-up film roll, 4 and 5 are guide rolls, 6 and 7 are elevating guide rolls, 8 and 9 are suction bars, 10 is a suction table, 11 is a take-out side shaft motor, and 12 is a take-up side shaft motor. , 13, 14 are film pressing bars, 15 is a coating head, 16 is an unwinding portion, 17 is a coating portion, 18 is a winding portion, 19 is an imaging camera, 20a is a fine Z-axis driving means, and 21 is a θ-axis driving means. , 22 are rubber heaters, and 23 is a roller heater.
同図において、フィルム1の長手方向(移動方向)をX軸方向として、このX軸方向に沿う空間が巻出部16と塗布部17と巻取部18とに区分されている。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軸方向に順次配列して設けられ、巻取部18には、下流側の吸着バー9や昇降ガイドロール7,ガイドロール5,巻取側フィルムロール3がX軸方向に順次配列して設けられている。
In this figure, the longitudinal direction (moving direction) of the film 1 is the X-axis direction, and the space along the X-axis direction is divided into an unwinding
なお、ここでは、塗布部17の直後に巻取部18が設置されているものとするが、塗布部17と巻取部18との間に減圧部や乾燥部を設け、これらによってフィルム1への塗布直後にフィルム1に付着した塗布材(図示せず)の溶媒を蒸発させる区間を設けてもよい。
Here, it is assumed that the winding
巻出部16では、巻出側フィルムロール2に塗布部17で電極材や絶縁材の塗布対象となる帯状のフィルム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。巻出側フィルムロール2には、ローラ用ヒータ23が加熱手段として内蔵しており、これにより、20〜80℃の温度範囲で塗布部17へ巻き出すフィルム1を事前加熱できるようにしている。
In the unwinding
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が設けられており、フィルム1が吸着テーブル10上に真空吸着によって位置固定される。塗布ヘッド15には、撮影カメラ19や微動Z軸駆動手段20a,θ軸駆動手段21などが設けられてヘッド部をなしている。吸着テーブル10がフィルム1の下面に吸着された状態にあるとき、フィルム1の両側辺側がカールすることによって吸着テーブル10の表面から迫り上がることがあるが、この迫り上がった両側辺側の部分をフィルム押えバー13,14が上側から吸着テーブル10を押し付けるようにしている。これにより、フィルム1のカールが矯正される。吸着テーブル10やフィルム押えバー13,14の吸着動作は、真空ポンプを真空源として、真空バルブで行なわれるものであって、フィルム1の吸着固定や固定解除が行なわれる。
The
吸着テーブル10の下面には、ラバーヒータ22が貼り付けられており、これにより、フィルム1への塗布の動作中も含めて常時吸着テーブル10全体が50〜100℃の温度範囲で加熱され、これに伴い、この吸着テーブル10に吸着されたフィルム1も加熱される。このように、この塗布中の加熱により、塗布ヘッド15の吐出ノズル(図示せず)から吐出されてフィルム1に付着した塗布材は短時間でその溶媒が蒸発し、フィルム1上の塗布材の濡れ広がりを抑制することができる。
A
ところで、上記のように、巻出側フィルムロール2に内蔵されたローラ用ヒータ23により、フィムル1が巻出側フィルムロール2に巻き取られている状態で20〜80℃の温度範囲で事前に加熱されているが、これにより、巻出側フィルムロール2から吸着テーブル10にフィルタ1が加熱された状態で搬送されてくることになるから、このフィルム1をその塗布開始時から加熱状態にあるようにすることができ、フィルム1が吸着テーブル10に吸着されると直ちに塗布動作を開始しても、このフィルム1上に塗布された塗布材の濡れ広がりを抑制することができる。また、フィルム1は、吸着テーブル10上に搬送されたときには、既にローラ用ヒータ23によって加熱されてある程度軟らかくなっているので、フィルム押えバー13,14によるフィルム1の吸着テーブル10の表面への抑え込みも円滑に行なわれることになる。
By the way, as described above, the
なお、巻出側フィルムロール2でのローラ用ヒータ23の設定温度は、ラバーヒータ22での設定温度よりも低くくするか、同程度にしておく方が、フィルム1の変形や位置決め精度の面から有効であるが、これに限るものではない。
It is to be noted that the set temperature of the
図2は図1における塗布ヘッド15及びその設置状態の一具体例を示す斜視図であって、20a1は微動駆動部、20a2はZ軸保持板、20bcはZ軸保持プレート、24はX軸駆動手段、25はレーザ距離計、26は塗布材、27はヘッド部、28はガントリであり、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。
2 is a perspective view showing a specific example of the
同図において、フィルム1が移動するX軸方向に細長い保持プレート20bc上に図示しないヘッド部保持板が固定され、このヘッド部保持基板上にヘッド部27が載置されている。なお、保持プレート20bcは、後述する個別Z軸駆動手段と共通Z軸駆動手段とを構成するものである。
In the figure, a head part holding plate (not shown) is fixed on a holding plate 20bc elongated in the X-axis direction in which the film 1 moves, and a
また、微動Z軸駆動手段20aは、微動Z軸駆動部20a1とZ軸保持板20a2とからなっている。
Furthermore, fine movement Z-axis driving means 20a is composed of a fine movement Z-
このヘッド部27は、塗布ヘッド15や微動Z軸駆動手段20a,θ軸駆動手段21,X軸駆動手段24,レーザ距離計25などから構成されているものであって、レーザ距離計25は塗布ヘッド15に取り付けられ、塗布ヘッド15は微動Z軸駆動手段20aの微動Z軸駆動手段20a1によってZ軸方向(吸着テーブル10の表面に垂直な方向)に微動駆動されるZ軸保持板20a2に取り付けられている。従って、微動Z軸駆動部20a1の駆動により、塗布ヘッド15とレーザ距離計25とがZ軸方向に微動、即ち、吸着テーブル10に吸着されたフィルム1の面に対して上下方向に微動する。
The
また、θ軸駆動手段21は、塗布ヘッド15やレーザ距離計25,微動Z軸駆動手段20aの上側に設けられており、これらをθ軸方向に回転させることにより、X軸方向に対するヘッド15の向きを変化させる。
The θ-axis driving means 21 is provided above the
また、X軸駆動手段24は、ヘッド部27が取り付けられた図示しないヘッド部保持板上で、塗布ヘッド15やレーザ距離計25,微動Z軸駆動手段20a,撮影カメラ19をX軸方向に移動させるものであって、これにより、塗布ヘッド15のX軸方向の位置が調整される。
The
ガントリ28は、後述するように、後述するY軸駆動手段を構成しており、ガントリ28がY軸方向に移動するとともに、保持プレート20bcもY軸方向に移動し、これにより、塗布ヘッド15が吸着テーブル10上に吸着されたフィルム1に対してY軸方向に移動する。
As will be described later, the
なお、保持プレート20bcは、後述するように、微動Z軸駆動手段20aとは異なるZ軸駆動手段(個別Z軸駆動手段と共通Z軸駆動手段)を構成して、Z軸方向に移動することができ、この保持プレート20bcのZ軸方向の移動によっても、ヘッド部27がZ軸方向に移動して塗布ヘッド15が上下動する。
As will be described later, the holding plate 20bc constitutes Z-axis driving means (individual Z-axis driving means and common Z-axis driving means) different from the fine movement Z-axis driving means 20a and moves in the Z-axis direction. Even when the holding plate 20bc moves in the Z-axis direction, the
撮像カメラ19は、吸着テーブル10上に吸着されたフィルム1に設けられた基準位置を示すマーク(図示せず)を撮影するものであり、この撮影結果を基に、フィルム1の位置調整がなされる。
The
なお、塗布ヘッド15の下端面(吸着テーブル10上に吸着されたフィルム1の面に対向する面)には、吐出ノズル(図示せず)が設けられており、吸着テーブル10上に吸着されたフィルム1への塗布に際しては、かかる吐出ノズルから塗布材26が吐出されてこのフィルム1上に塗布される。
Note that a discharge nozzle (not shown) is provided on the lower end surface of the coating head 15 (the surface facing the surface of the film 1 sucked on the suction table 10), and is sucked onto the suction table 10. When applying to the film 1, the
図3はこの塗布ヘッド15に設けられた複数のノズルの配列の一具体例を示す図であって、15aは塗布ヘッド15の下端面、15bは吐出ノズルである。
FIG. 3 is a view showing a specific example of an arrangement of a plurality of nozzles provided in the
同図において、塗布ヘッド15の下端面15aは細長い形状を成しており、かかる下端面15aに、その長手方向に沿って、複数の吐出ノズル15bが一列に配列されて設けられている。この塗布ヘッド15の下端面15aの長手方向は、塗布ヘッド15がθ軸駆動手段21で回転駆動されない状態(初期回転状態)にあるときのX軸方向に沿う方向である。θ軸駆動手段21によって塗布ヘッド15が回転すると、吐出ノズル15bの配列方向は、その回転量に応じた角度だけX軸方向に対して傾くことになる。
In the figure, a
図4は図1に示す実施形態の全体構成を上方から見た平面図であって、20bは個別Z軸駆動手段、20b1は個別Z軸駆動部、20cは共通Z軸駆動手段、20c1は共通Z軸駆動部、20c2はガイド、29a,29bはリニアレール、30はY軸駆動部であり、図1,図2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。 4 is a plan view of the overall configuration of the embodiment shown in FIG. 1 as viewed from above, in which 20b is an individual Z-axis drive means, 20b 1 is an individual Z-axis drive section, 20c is a common Z-axis drive means, and 20c 1 Is a common Z-axis drive unit, 20c 2 is a guide, 29a and 29b are linear rails, and 30 is a Y-axis drive unit, and the same reference numerals are given to portions corresponding to FIGS. .
同図において、塗布部17には、インクジェット式の塗布ヘッド15が複数個、ここでは、8個設けられており、夫々の塗布ヘッド15は、上記のように、微動Z軸駆動手段20aにより、個々に上下動可能にしている。これら塗布ヘッド15は4個を1つのグループとし、ここでは、2つのグループが設けられている。但し、3以上のグループであってもよい。
In the same figure, the
そして、吸着テーブル10を横切る方向(Y軸方向)に平行な2つのリニアレール29a,29bを跨いでガントリ28が架設されており、また、これらリニアレール29a,29b間に4個のZ軸保持プレート20bcがX軸方向に互いに平行に、かつ互いに所定の間隔を空けて設けられている。
A
かかる4個のZ軸保持プレート20bcにおいて、最もガントリ28側から順に1番目,2番目,3番目,4番目のZ軸保持プレート20bcとし、かつリニアレール31a側のグループを第1のグループ、リニアレール31b側のグループを第2のグループとすると、1番目のZ軸保持プレート20bc上には、第1,第2のグループの1つずつの塗布ヘッド15が第1の所定の間隔で配置され、2番目のZ軸保持プレート20bc上には、第1,第2のグループの他の1つずつの塗布ヘッド15が同じ第1の所定の間隔で、かつ1番目のZ軸保持プレート20bc上に配置された塗布ヘッド15とはX軸方向に第2の所定間隔で配置され、3番目のZ軸保持プレート20bc上には、第1,第2のグループのさらに他の1つずつの塗布ヘッド15が同じ第1の所定の間隔で、かつ2番目のZ軸保持プレート20bc上に配置された塗布ヘッド15とは同じX軸方向に第2の所定間隔で配置され、さらに、4番目のZ軸保持プレート20bc上には、第1,第2のグループの残りの1つずつの塗布ヘッド15が同じ第1の所定の間隔で、かつ3番目のZ軸保持プレート20bc上に配置された塗布ヘッド15とは同じX軸方向に第2の所定間隔で配置される。
In the four Z-axis holding plates 20bc, the first, second, third, and fourth Z-axis holding plates 20bc are sequentially arranged from the
これにより、これに8個の塗布ヘッド15のX軸方向に見た配列では、夫々の塗布ヘッド15は互いにX軸方向に位置がずらされて配置されることになるが、これら塗布ヘッド15のX軸方向の間隔が等しくなるように、上記第1,第2の所定間隔が設定される。さらに具体的には、各塗布ヘッド15は、図3に示したように、直線状に配列された複数個の吐出ノズル15bを備えているが、8個の全ての塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の位置が全て等間隔となるように、上記の第1,第2の所定間隔が設定されるものである。
Accordingly, in the arrangement of the eight coating heads 15 as viewed in the X-axis direction, the respective coating heads 15 are arranged with their positions shifted in the X-axis direction. The first and second predetermined intervals are set so that the intervals in the X-axis direction are equal. More specifically, as shown in FIG. 3, each coating
なお、Z軸保持プレート20bc間には所定の間隔が設けられており、各塗布ヘッド15は、図2に示すように、微動Z軸駆動手段20aのZ軸保持板20a2に保持されていることにより、塗布ヘッド15の下端面15aの吐出ノズル15bの配列の全体が直接フィルム1の面に対向している。
A predetermined interval is provided between the Z-axis holding plates 20bc, and each
ガントリ28のリニアレール31a側には、共通Z軸駆動手段20cを形成する共通Z軸駆動部20c1が取り付けられており、この共通Z軸駆動部20c1に4個の個別Z軸駆動手段20bを形成する4個の個別Z軸駆動部20b1が取り付けられている。そして、これら4個の個別Z軸駆動部20b1夫々にZ軸保持プレート20bcが取り付けられている。これらZ軸保持プレート20bcのリニアレール31b側の端部は、ガイド20c2によって支持されている。
A common Z-
そこで、Z軸保持プレート20bcは、共通Z軸駆動部20c1などとともに、共通Z軸駆動手段20cを構成し、また、個別Z軸駆動部20b1などとともに、個別Z軸駆動手段20bを構成する。そして、共通Z軸駆動部20c1の駆動により、全てのZ軸保持プレート20bcが同時に同じ距離だけZ軸方向に上下動することになり、これにより、全ての塗布ヘッド15が同時に同じ距離だけZ軸方向に上下動する。また、4個の個別Z軸駆動部20b1のいずれかの駆動により、その個別Z軸駆動部20b1に取り付けられているZ軸保持プレート20bcがZ軸方向に上下動することになり、これにより、そのZ軸保持プレート20bcに取り付けられている第1,第2のグループの1つずつの塗布ヘッド15が同時に同じ距離だけZ軸方向に上下動する。
Therefore, Z-axis holding plate 20bc, together with such common Z-
なお、図2において、塗布ヘッド15に設けられている微動Z軸駆動部20a1が駆動すると、この塗布ヘッド15のみがZ軸方向に上下動する。
In FIG. 2, when the fine movement Z-
このように、この実施形態では、Z軸駆動手段として微動Z軸駆動手段20aと個別Z軸駆動手段20bと共通Z軸駆動手段20cとが設けられ、これにより、指定される1つの塗布ヘッド15だけを上下動させることができるし、指定されるZ軸保持プレート20bcに設けられている2つの塗布ヘッド15を同時に同じ距離だけ上下動させることができるし、全ての塗布ヘッド15を同時に同じ距離だけ上下動させることができるものであり、フィルム1での塗布時の状況に応じていずれかのZ軸方向の駆動を選択して行なわせることができる。
Thus, in this embodiment, the fine movement Z-axis drive means 20a, the individual Z-axis drive means 20b, and the common Z-axis drive means 20c are provided as the Z-axis drive means, whereby one designated
ここで、吸着テーブル10に吸着されたフィルム1で塗布動作が行なわれるときには、レーザ距離計25(図2)がこのフィルム1の表面と塗布ヘッド15の吐出ノズル15b(図3)との距離を光学的に非接触で計測し、そのフィルム1,吐出ノズル15b間の距離が所定の距離となるように、微動Z軸駆動手段20aが駆動動作を行なって塗布ヘッド15をZ軸方向に移動させてそのフィルム1,吐出ノズル15b間の距離を調整するが、フィルム1,吐出ノズル15b間の距離が微動Z軸駆動手段20aの駆動動作で調整できる範囲を越え、調整しきれない場合には、次に、個別Z軸駆動手段20bが駆動動作を開始し、フィルム1,吐出ノズル15b間の距離を調整する。この場合、駆動対象となったZ軸保持プレート20bc上の一方の塗布ヘッド15でフィルム1,吐出ノズル15b間の距離が調整できても、他方の塗布ヘッド15でフィルム1,吐出ノズル15b間の距離が所定の距離からずれている場合には、微動Z軸駆動手段20aが駆動動作を行なってその塗布ヘッド15のフィルム1,吐出ノズル15b間の距離を調整する。
Here, when the coating operation is performed on the film 1 sucked on the suction table 10, the laser distance meter 25 (FIG. 2) determines the distance between the surface of the film 1 and the
個別Z軸駆動手段20bの駆動動作によっても、フィルム1,吐出ノズル15b間の距離を調整できない塗布ヘッド15が存在する場合には、共通Z軸駆動手段20cが駆動動作を行なうことになるが、この共通Z軸駆動手段20cは、また、吸着テーブル10にフィルム1が吸着されて塗布動作を開始する際に、塗布ヘッド15のフィルム1,吐出ノズル15b間の距離を初期設定するためにも用いられる。
When there is a
図5は図2における塗布ヘッド15のZ軸方向駆動の具体例を示す図であって、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。
FIG. 5 is a diagram showing a specific example of driving of the
同図において、フィルム1には、その幅方向(Y軸方向)に見て、フィルム1のカールなどによる段差d1、事前に回路などが形成されていることによる段差d2の凸部、段差d3の凹部が生じているものとする。ここで、d1>d2,d3とし、フィルム1と塗布ヘッド15の吐出ノズル15bとの間の規定の距離をDとする。
In the figure, the film 1 has a step d 1 due to the curl of the film 1 as viewed in the width direction (Y-axis direction), a convex portion of the step d 2 due to a circuit or the like being formed in advance, a step It is assumed that a concave portion d 3 is generated. Here, d 1 > d 2 , d 3, and D is a specified distance between the film 1 and the
上記のように、微動Z軸駆動手段20aは夫々の塗布ヘッド15の機械的な取り付け誤差を吸収し、見かけ上の塗布ヘッド15の取り付け誤差を無くすものであるが、さらに、フィルム1上に事前に形成された回路などの存在によって、フィルム1上に段差d2の凸部や段差d3の凹部が存在する場合もあり、かかる凹,凸部でもフィルム1と塗布ヘッド15の吐出ノズルとの間の距離が規定の距離Dとなるようにするのが微動Z軸駆動手段20aである。
As described above, the fine movement Z-axis driving means 20a absorbs mechanical attachment errors of the respective coating heads 15 and eliminates apparent mounting errors of the coating heads 15; Depending on the presence of the circuit formed on the film 1, there may be a convex portion of the step d 2 and a concave portion of the step d 3 on the film 1, and the film 1 and the discharge nozzle of the
また、フィルム1には、幅方向にカールが発生する場合がある。上記のフィルム押えバー13,14でフィルム1の両側辺部を押さえることにより、フィルム1のかかるカールは矯正されるものの、図示するように、段差d1でフィルム1の両側辺部が上側に膨らんでうねりが発生する場合がある。このうねりは、フィルム1の幅方向で発生しやすいものの、フィルム1の長手方向では発生しにくく、かつ微動Z軸駆動手段20aでは、対応できない場合が多いので、個別Z軸駆動手段20bにより、このフィルム1の主に幅方向のうねりによってフィルム1と塗布ヘッド15の吐出ノズル15bとの間の距離がばらつかないように、このうねりに沿ってX軸方向に配列された2つの塗布ヘッド15、即ち、同じZ軸保持プレート20bcに取り付けられている2つの塗布ヘッド15の吐出ノズル15bとフィルム1との間の距離を、規定の距離をDとなるように、調整するものである。
Further, the film 1 may be curled in the width direction. Although the curl of the film 1 is corrected by pressing both sides of the film 1 with the film press bars 13 and 14, the sides of the film 1 bulge upward at the step d 1 as shown in the figure. May cause swells. Although this undulation is likely to occur in the width direction of the film 1, it is difficult to occur in the longitudinal direction of the film 1 and the fine movement Z-axis driving means 20a often cannot cope with this, so the individual Z-axis driving means 20b Two coating heads 15 arranged in the X-axis direction along this undulation so that the distance between the film 1 and the
なお、このうねりが微動Z軸駆動手段20aの駆動で対応できる場合でも、このようなうねりでは、同じZ軸保持プレート20bcでレーザ距離計25の計測結果がほぼ同じとなることもあり、このような場合には、個別Z軸駆動手段20bでこれら塗布ヘッド15を同時にZ軸方向に移動させるようにすることもできる。
Even if this swell can be dealt with by driving the fine movement Z-axis driving means 20a, the measurement result of the
段取り替えでフィルム1の厚さが変更となった場合、あるいはノズル詰まり防止のために捨て打ちと称する動作を行なう場合などのメンテナンス的な動作において、全ての塗布ヘッド15を一括して上下動させる場合には、共通Z軸駆動手段20cによるZ軸方向の駆動が行なわれる。 In a maintenance operation such as when the thickness of the film 1 is changed due to changeover or when an operation called discarding is performed to prevent nozzle clogging, all the coating heads 15 are moved up and down collectively. In this case, driving in the Z-axis direction is performed by the common Z-axis driving means 20c.
なお、以上の各Z軸駆動手段20a〜20cの役割は主たるものであって、これに限定されるものではなく、目的を多少変えてこれら3種類のZ軸駆動手段を活用することもできる。 The role of each of the above Z-axis driving means 20a to 20c is main, and is not limited to this, and the three types of Z-axis driving means can be utilized with slightly different purposes.
図4に戻って、リニアレール29a,29bには、ガントリ28をY軸方向に移動させるためのY軸駆動手段30が設けられている。このY軸駆動手段30の駆動により、ガントリ28がY軸方向に移動し、これに伴って個別Z軸駆動手段20bと共通Z軸駆動手段20cとがY軸方向に移動し、全てのZ軸保持プレート20bcが互いの間隔を保ってY軸方向に移動する。従って、これにより、全ての塗布ヘッド15が同時に同じ速度でY軸方向に移動する。
Returning to FIG. 4, the
フィルム1での塗布がなされないときには、塗布ヘッド15は、その吐出ノズル15b(図3)の配列方向がX軸方向に平行となるような状態に設定されるが、フィルム1上での塗布材26(図2)の塗布状況に応じては、吐出ノズル15bの配列方向を変更させることが必要な場合がある。このような場合には、図2に示すθ軸駆動手段21により、塗布ヘッド15を回転させる。
When application on the film 1 is not performed, the
図6はかかる状態を示す平面図であって、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。 FIG. 6 is a plan view showing such a state, in which parts corresponding to those in the previous drawings are given the same reference numerals and redundant description is omitted.
同図において、θ軸駆動手段21の駆動により、塗布ヘッド15が角度αだけ回転させたものであって、これら塗布ヘッド15の吐出ノズル15bの配列方向は、X軸方向に対して角度αだけずれた状態になっている。このように、塗布ヘッド15を角度αだけ回転させると、その吐出ノズル15bのX軸方向に沿う間隔は、cosα倍となって縮小される。従って、かかる塗布ヘッド15の複数の吐出ノズル15bでY軸方向に同時に塗布を行なうと、塗布ヘッド15を回転される前の状態のときよりも、これら吐出ノズル15bの塗布軌跡の間隔がcosα倍に狭くなり、より狭い軌跡間隔で塗布する場合にこれを利用できることになる。
In the figure, the
また、図4に示すように、各塗布ヘッド15がX軸方向に平行な状態(即ち、α=0度であって、図3に示した塗布ヘッド15での吐出ノズル15bの配設方向がX軸に平行な方向)にあるときには、これら塗布ヘッド15の端部がX軸方向で一部重なった状態にあり、これにより、第1,第2のグループの全ての塗布ヘッドでの全ての吐出ノズル15bはそのX軸方向の間隔が全て等しい間隔となっている。例えば、図3に示すように、吐出ノズル15bのその配列方向の間隔(以下、配列間隔という)をPとすると、図4に示す状態では、ある塗布ヘッド15の右端(あるいは左端)の吐出ノズル15bとこの塗布ヘッド15の右側(あるいは左側)に配置される他の塗布ヘッド15の左端(あるいは右端)の吐出ノズル15bとの間のX軸方向の間隔も、塗布ヘッド15内の吐出ノズル15bの間隔に等しく、間隔Pとするものである。
Further, as shown in FIG. 4, each coating
また、図6に示すように、夫々の塗布ヘッド15を角度αだけ回転させた場合も同様であって、塗布ヘッド15内の吐出ノズル15bの間隔はP・cosαとなるが、このような場合でも、ある塗布ヘッド15の右端(あるいは左端)の吐出ノズル15bとこの塗布ヘッド15の右側(あるいは左側)に配置される他の塗布ヘッド15の左端(あるいは右端)の吐出ノズル15bとの間のX軸方向の間隔も、P・cosαとなるようにする。これは、塗布ヘッド15の回転とともに、塗布ヘッド15を、X軸駆動手段24(図2)の駆動により、X軸方向で互いに近づくように、X軸方向に移動させることによって達成されるものである。
Further, as shown in FIG. 6, the same applies when the respective coating heads 15 are rotated by an angle α, and the interval between the
塗布ヘッド15で吸着テーブル10に吸着されたフィルム1の領域内に塗布材26(図2)を塗布する場合、複数の塗布ヘッド15を用いて同時に塗布を行なう場合がある。このような場合、この領域での夫々の吐出ノズル15bによる塗布軌跡の間隔を狭くすることにより、全体として均一な塗布が可能となるが、かかる塗布軌跡の間隔が塗布ヘッド15で吐出ノズル15bのその配列方向の間隔Pよりも狭くしなければならない場合もあり、このような場合、図6に示すように、各塗布ヘッド15を回転させて吐出ノズル15bのX軸方向の間隔を所望とする塗布軌跡の間隔に合わせるものである。
When applying the coating material 26 (FIG. 2) in the region of the film 1 sucked on the suction table 10 by the
なお、θ軸駆動手段21(図2)による塗布ヘッド15の回転可能範囲が設定されており、この回転可能範囲内で塗布ヘッド15が回転しても、塗布ヘッド15の下端面15aでの吐出ノズル15bの配列は、全体としてZ軸保持プレート20bc間に位置し、直接フィルム1の面に対向している。
In addition, the rotatable range of the
図7はこのように塗布軌跡が塗布ヘッド15での吐出ノズル15bの配列方向の間隔Pよりも狭くする場合の塗布ヘッド15の状態を示す図であって、同図(a)は吸着テーブル10上のフィルム1の一部を示す平面図、同図(b)は同図(a)におけるAの部分と各塗布ヘッド15での吐出ノズル15bとの関係を拡大して示す平面図であり、31は塗布エリア、32はエッジ部、33は塗布軌跡である。なお、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。
FIG. 7 is a diagram showing the state of the
同図(a)において、フィルム1には、塗布図17(図1)でそれが吸着テーブル10に位置決めされると、所定個数の矩形状の塗布エリア31が設定され、夫々毎に、まず、所定の塗布ヘッド15を用いてその矩形枠状のエッジ部32に塗布材26が塗布され(このエッジ部32の塗布材26は、ラバーヒータ22(図1)によって加熱されて固着される)、次いで、夫々の塗布エリア31でエッジ部32の内部に塗布材26が塗布される。このように、矩形枠状のエッジ部32を形成する場合には、このエッジ部32のY軸方向に沿う部分では、Y軸駆動手段30により、塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、特定の塗布ヘッド15の特定の吐出ノズル15bで塗布材26が塗布される。
In FIG. 2A, when the film 1 is positioned on the suction table 10 in the application FIG. 17 (FIG. 1), a predetermined number of
また、エッジ部32のX軸方向に沿う部分では、次のように、塗布が行なわれる。即ち、各塗布ヘッド15は、異なるZ軸保持プレート20bc上に配置されているため、順次Y軸方向にその位置がずれている。このため、各塗布ヘッド15をY軸方向に移動させると、各塗布ヘッド15は異なるタイミングで順番にエッジ部32のX軸方向に沿う部分に到達することになる。そこで、このエッジ部32のX軸方向に沿う部分に到達した塗布ヘッド15の吐出ヘッド15bから塗布材26を吐出することにより、エッジ部32のX軸方向に沿う部分が各塗布ヘッド15によって順番に塗布されることになり、塗布材26が塗布されたX軸方向のエッジ部32が形成される。
Moreover, in the part along the X-axis direction of the
ところで、図7(b)で説明するように、塗布エリア31内では、夫々の塗布ヘッド15でY軸方向に塗布が行なわれる図、このY軸方向に沿う塗布軌跡33の間隔に各塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向に沿う間隔を一致させるためには、各塗布ヘッド15を所定角度αだけ回転させた状態にする。このような場合には、同じ塗布ヘッド15であっても、その吐出ノズル15bの配列方向がX軸方向に対して角度αだけ傾いていることになるから、塗布ヘッド15をY軸方向に移動させた場合、同じ塗布ヘッド15の各吐出ノズル15bがエッジ部32のX軸方向に沿う部分に一致するタイミングが異なることになる。そこで、このように、塗布ヘッド15を角度αだけ傾いた状態にあるときには、かかる塗布ヘッド15でのエッジ部32のX軸方向に沿う部分に一致した吐出ノズル15bが塗布材26を吐出するようにする。これにより、各塗布ヘッド15でそこに配列されている複数の吐出ヘッド15bが順番にエッジ部32のX軸方向に沿う部分上に塗布材26を吐出することになる。
By the way, as will be described with reference to FIG. 7B, in the
このようにして、塗布ヘッド15の吐出ノズル15bの配列がX軸方向に対して傾いた状態にあっても、エッジ部32のX軸方向に沿う部分に沿って塗布材26が塗布されることになる。
Thus, even when the arrangement of the
次に、このエッジ部32内の塗布材26の塗布について、図7(b)により説明する。
Next, application of the
このエッジ部32内では、Y軸方向に平行な塗布軌跡33に沿って均一に塗布が行なわれるものとする。この場合、これら塗布軌跡33の間隔をQとし、複数の塗布ヘッド15を用いてエッジ部32内を同時に塗布するものとすると、夫々の塗布ヘッド15の吐出ノズル15bの配列間隔Pが塗布軌跡33の間隔Qよりも大きいとすると、各塗布ヘッド15を、そのθ軸駆動手段21により、Q=P・cosαを満足する角度αだけ回転させ、かつ、上記のように、これら塗布ヘッド15の全体にわたって吐出ノズル15bの間隔が均一に塗布軌跡33の間隔Qに等しくなるように、X軸駆動手段24により、夫々の塗布ヘッド15のX軸方向の位置を調整する。
In the
各塗布ヘッド15でかかる状態を設定することにより、複数の塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、かつこれら塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのうち、塗布エリア31のX軸方向の幅に含まれる吐出ノズル15bにより、塗布エリア31内の全ての塗布軌跡33に沿って同時に塗布材26を塗布することができる。従って、塗布ヘッド15のY軸方向の1回の移動で塗布エリア31の塗布を行なうことができる。この場合、勿論、各塗布ヘッド15がY軸方向に対して傾いているから、その傾きに応じて各塗布ヘッド15の各吐出ノズル15bの塗布開始タイミングや塗布終了タイミングを異ならせることはいうまでもない。1回の移動で塗布エリア31全体の塗布ができない場合には、フィルム1をY軸方向に変位させ、塗布ヘッド15を1回目とはY軸の反対方向に移動させればよい。
By setting such a state with each
また、塗布ヘッド15をその回転可能範囲の最大限まで回転させても、吐出ノズル15bのX軸方向の間隔が塗布軌跡33の間隔Qにならない場合には、さらに、塗布ヘッド15のX軸方向の位置を調整して隣りどおしの塗布ヘッド15が一部でY軸方向で重なるようにし、かつ重なりあった2つの塗布ヘッド15の一方の塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の間隔内に他方の塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の位置があるようにすることにより、これら塗布ヘッド15全体の吐出ノズル15bのX軸方向の間隔を小さくすることができ、これにより、間隔の狭い塗布軌跡33に塗布ヘッド15の夫々の吐出ノズル15bを合わせることができる。但し、この場合には、塗布ヘッド15の1回のY軸方向の移動によって同時に塗布される領域の幅が小さくなり、塗布ヘッド15の2回以上のY軸方向の移動の繰り返しが必要となる。
Further, if the interval of the
従来では、塗布対象物の種類によっては、図7に示すように、塗布ヘッド15の吐出ノズル15bによる塗布軌跡の間隔を小さくして塗布する必要がある場合、Y軸方向の移動によって塗布を行なうと、次に、塗布ヘッド15をX軸方向に移動させて次の塗布開始位置とし、この位置から再び塗布ヘッド15をY軸方向に移動させて塗布エリアでの塗布を行なうことが既に提案されているが、処理時間が数倍となって非効率的である。
Conventionally, depending on the type of application object, as shown in FIG. 7, when it is necessary to apply with a small application locus by the
これに対して、この実施形態では、θ軸駆動手段21によって塗布ヘッド15の回転させてX軸方向に対して傾けることにより、塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の間隔を変化させることができ、これにより、かかる間隔を塗布エリア31での塗布軌跡33の間隔と等しくすることができて、複数の吐出ノズル15bを、さらにまた、複数の塗布ヘッド15の複数の吐出ノズル15bを同時に塗布動作を用いることができ、塗布作業効率が大幅に向上することになる。
On the other hand, in this embodiment, the interval between the
ここで、上記の微動Z軸駆動手段20aや個別Z軸駆動手段20b,共通Z軸駆動手段20c,X軸駆動手段24,Y軸駆動手段30,θ軸駆動手段21については、この実施形態では、全てその駆動源をサーボモータとし、ボールネジなどの動力伝達手段を介してリニアガイドによって直線動作を行なうものとするものであるが、ボールネジの潤滑剤飛散による空気清浄度合いの低下を防ぐ必要がある場合には、これらの駆動源をリニアモータとしてもよい。 In this embodiment, the fine Z-axis driving means 20a, the individual Z-axis driving means 20b, the common Z-axis driving means 20c, the X-axis driving means 24, the Y-axis driving means 30, and the θ-axis driving means 21 are used in this embodiment. The drive source is a servo motor, and linear operation is performed by a linear guide via power transmission means such as a ball screw. However, it is necessary to prevent a decrease in the degree of air cleanliness due to the scattering of lubricant from the ball screw. In this case, these drive sources may be linear motors.
また、この実施形態においては、フィルム1の吸着テーブル10での位置決めの手段として、フィルム1のX軸方向の位置決めをする巻出部16,巻取部18とでのフィルムロール2,3や昇降ガイドバー6,7などの各手段をフィルム1のX軸駆動手段を備え、さらに、塗布ヘッド15のフィルム1に対する位置決め手段として、X軸駆動手段24,Y軸駆動手段30,θ軸駆動手段21及びZ軸駆動手段20a〜20cを備え、フィルム1に対して塗布ヘッド15をX,Y,Z軸の3軸方向に調整するものである。そして、Z軸駆動手段としては、Z軸駆動手段20a〜20cの3種の手段を設け、塗布ヘッド15のフィルム1に対するZ軸方向の位置に応じてかかるZ軸駆動手段20a〜20cのいずれかが作動するものである。
Further, in this embodiment, as means for positioning the film 1 on the suction table 10, the film rolls 2, 3 are moved up and down with the unwinding
図8は図1に示す実施形態でのインクジェット塗布の制御部の一具体例を示すブロック図であって、34は制御ユニット、34aはマイクロコンピュータ、34bは外部インターフェース、34cは塗布ヘッドコントローラ、34dは画像処理コントローラ、34eはモータコントローラ、34fはデータ通信バス、35はUSB(Universal Serial Bus)メモリ、36はハードディスク、37はモニタ、38はキーボード、39は真空ポンプ、40は真空バルブ部、41はエアシリンダ、42はバルブユニット、43はレギュレータ、44XはX軸ドライバ、44YはY軸ドライバ、44θはθ軸ドライバ、44Za〜44ZcはZ軸ドライバである。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific example of the control unit for inkjet application in the embodiment shown in FIG. 1, wherein 34 is a control unit, 34a is a microcomputer, 34b is an external interface, 34c is an application head controller, 34d. Is an image processing controller, 34e is a motor controller, 34f is a data communication bus, 35 is a USB (Universal Serial Bus) memory, 36 is a hard disk, 37 is a monitor, 38 is a keyboard, 39 is a vacuum pump, 40 is a vacuum valve unit, 41 Is an air cylinder, 42 is a valve unit, 43 is a regulator, 44X is an X-axis driver, 44Y is a Y-axis driver, 44θ is a θ-axis driver, and 44Za to 44Zc are Z-axis drivers.
同図において、制御ユニット34は、マイクロコンピュータ34aと、これにデータ通信バス34fを介して接続された外部インターフェース34bと塗布ヘッドコントローラ34cと画像処理コントローラ34dとモータコントローラ34eとから構成されており、データ通信バス34fに接続された各部を、マイクロコンピュータ34aの管理のもとに、制御する。
In the figure, the
また、マイクロコンピュータ34aの外部メモリとしてのUSBメモリ35やハードディスク36,データ表示出力部としてのモニタ37,操作部としてのキーボード38が、外部インターフェース34bを介して、制御ユニット34に接続している。
Further, a USB memory 35 and a hard disk 36 as an external memory of the
外部インターフェース34bには、さらに、レギュレータ43やバルブユニット42,エアシリンダ41などのエア駆動機器、巻出側軸モータ11や巻取側軸モータ12、他のロール用モータが接続され、マイクロコンピュータ34aの制御のもとに、これらが駆動制御される。また、吸着バー8,9や吸着テーブル10でフィルム1を真空吸着するための真空源となる真空ポンプ39やこれからの切り替えを行なう真空バルブ部40が外部インターフェース34bに接続され、さらにまた、フィルム1の加熱を行なうラバーヒータ22やローラ用ヒータ23も外部インターフェース34bに接続され、マイクロコンピュータ34aの制御のもとに駆動、あるいは、ON・OFF制御される。
The
塗布ヘッドコントローラ34cは、マイクロコンピュータ34aの制御のもとに、塗布ヘッド15の各吐出ノズル15b毎の塗布材26(図2)の吐出の有無やタイミングを制御している。
The application head controller 34c controls whether or not the application material 26 (FIG. 2) is discharged for each
画像処理コントローラ34dは、マイクロコンピュータ34aの制御のもとに、フィルム1に施された位置決めマークなどを撮像する撮像カメラ19の視野内位置を、この撮像カメラ19の出力を画像処理によって算出するものである。
The
モータコントローラ34eは、マイクロコンピュータ34aの制御のもとに、塗布ヘッド15に取り付けられたX軸駆動手段24(図2)のX軸駆動モータを駆動するX軸ドライバ44XやY軸駆動手段25のリニアモータあるいは駆動モータを駆動するY軸ドライバ44Y,θ軸駆動手段24のθ軸駆動モータを駆動するθ軸ドライバ44θを駆動制御する。さらに、微動Z軸駆動手段20cのZ軸ドライバ44Zaや個別Z軸駆動手段20bのZ軸ドライバ44Zb,共通Z軸駆動手段20cのZ軸ドライバ44Zcが、同様にして、モータコントローラ34eによって駆動制御される。
The
レーザ距離計25や撮像カメラ19と一体に移動する塗布ヘッド15のXYθ軸方向及びZ軸方向の移動制御は、モータコントローラ34eを介してマイクロコンピュータ34aが行なっており、このため、塗布ヘッド15の現在位置と次の移動目標位置を把握している。さらに、マイクロコンピュータ34aは、動作シーケンスの管理から、レーザ距離計25による計測動作のタイミングや塗布ヘッド15の各吐出ノズル15b毎の塗布材26の吐出タイミングも把握管理している。
The movement control of the
図9は、図7に示すように、塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の間隔を塗布軌跡31の間隔Qに等しくしてフィルム1上に塗布する際の動作の流れの一具体例を示すフローチャートである。以下、前出図面を参照して説明する。
FIG. 9 shows a specific example of the flow of operation when coating the film 1 with the interval in the X-axis direction of the
まず、巻出フィルムロール2内のローラ用ヒータ23及び吸着テーブルと一体となったラバーヒータ22を作動させて、加熱を開始する(ステップ101)。次いで、フィルム1を吸着テーブル10の位置で停止させて、その仮位置決めをする(ステップ102)。選択指定した塗布ヘッド15の撮像カメラ19でフィルム1上のマーク位置を撮像し、画像処理によって仮位置決め状態のフィルム1と塗布ヘッド15が取り付けられたガントリ28との相対的な位置ずれ量を算出する(ステップ103)。算出したこの相対的な位置ずれ量に基づいて、X軸駆動手段24の移動と塗布ヘッド15の各吐出ノズル15b毎の塗布開始点位置と塗布終了点位置とを算出する(ステップ104)。
First, the
次に、Y軸駆動手段25で全ての塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、最終的に塗布すべき塗布パターンのうちエッジ部32となる外周パターンを塗布する(ステップ105)。この外周パターンは塗布エリア31の外周部であって、図7では、ロの字状になっている。ここで、フィルム1は巻出フィルム側ロール2内のローラ用ヒータ23によって事前加熱されており、さらに、吸着テーブルと一体となったラバーヒータ22によってさらに確実に、あるいはこの事前過熱よりも高い温度で加熱されることから、フィルム1のロの字状の外周部に塗布された塗布材26では、短時間で溶媒が蒸発して乾燥することになり、エッジ部32が精度良く形成されることになる。
Next, all the coating heads 15 are moved in the Y-axis direction by the Y-axis driving means 25, and the outer peripheral pattern that becomes the
次に、塗布エリア31の内部のパターンをより繊細な吐出ノズル15bのピッチQで塗布する。
Next, the pattern inside the
即ち、θ軸駆動手段21で各塗布ヘッド15を回転移動させ、その回転角度αはX軸への投影ピッチが目標値Qとなるようにする(ステップ106)。この状態で、Y軸駆動手段25により、全ての塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、各塗布軌跡33に沿って同時に塗布する(ステップ107)。
That is, each coating
ここで、θ軸駆動手段21で各塗布ヘッド15を、図6に示すように、回転移動させることにより、X軸方向の塗布間隔、即ち、各塗布ヘッド15の吐出ノズル15bのX軸方向の間隔を小さくすることができるものであるが、さらに、X軸方向の塗布間隔を小さくしたい場合には、ピッチずらし塗布が必要か否かの判断を行なった上で(ステップ108)、さらに、塗布間隔を小さくした塗布が必要であれば(ステップ108の“Y”)、X軸駆動手段24でX軸方向にピッチをずらし、Y軸駆動手段25で全ての塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、夫々の吐出ノズル15bで夫々の塗布軌跡33に沿って塗布し、内部パターンを描画する(ステップ109)。
Here, by rotating each
また、Y軸方向の塗布間隔を小さくして塗布したい場合には(ステップ108の“N”)、ピッチずらし塗布が必要か否かの判断を行なった上で(ステップ110)、さらに、間隔を小さくした塗布が必要であれば(ステップの“Y”)、Y軸方向にピッチをずらし、Y軸方向の塗布開始点を変更した後に、Y軸駆動手段25で全ての塗布ヘッド15をY軸方向に移動させ、内部パターンを塗布する(ステップ111)。 Further, when it is desired to apply by reducing the application interval in the Y-axis direction ("N" in step 108), it is determined whether or not application with a shifted pitch is necessary (step 110), and the interval is further increased. If small coating is required (“Y” in step), the pitch is shifted in the Y-axis direction and the coating start point in the Y-axis direction is changed. Then, the internal pattern is applied (step 111).
ピッチずらし塗布がすべて完了したかの判断し、完了していれば(ステップ112の“Y”)、θ軸駆動手段21によって全ての各塗布ヘッド15を上記とは逆方向に回転させて元の状態(即ち、図4に示す状態)に戻し(ステップ113)、ローラ用ヒータ23及びラバーヒータ22の作動を止めて(ステップ114)、動作を終了する。
It is determined whether all of the pitch-shifting applications have been completed. If completed (“Y” in step 112), all the application heads 15 are rotated in the opposite direction by the θ-axis drive means 21 to restore the original. Returning to the state (ie, the state shown in FIG. 4) (step 113), the operation of the
ピッチずらし塗布が全て完了していなければ(ステップ112の“N”)、再度判定(ステップ108)から動作を繰り返す。 If all pitch shifting applications are not completed (“N” in step 112), the operation is repeated from the determination (step 108) again.
ここで、Y軸駆動手段25の駆動に伴うY軸方向の移動による塗布回数は、半ピッチずらしであれば、当初の塗布と1回の繰り返し塗布と計2回の塗布となり、1/4ピッチずらした塗布であれば、当初の塗布と3回の繰り返し塗布との計4回で塗布となる。このずらし量をX軸方向とY軸方向で各々決めることができるようにしている。 Here, if the number of times of application by movement in the Y-axis direction accompanying the drive of the Y-axis drive means 25 is shifted by a half pitch, the initial application, one application repeatedly, and two applications in total, a quarter pitch. If the application is shifted, the application is performed four times in total, that is, the initial application and the repeated application three times. This shift amount can be determined in each of the X-axis direction and the Y-axis direction.
以上のように、この実施形態では、XY平面内のみならず、高さ方向の移動を行なうZ軸駆動手段を設けることにより、3次元的な位置管理を行なうことができ、さらにまた、塗布対象物を塗布動作と同時に加熱することができ、これにより、高精度で均一な塗布ができるようになる。 As described above, in this embodiment, not only in the XY plane, but also by providing a Z-axis driving means that moves in the height direction, three-dimensional position management can be performed, and furthermore, the application target The object can be heated at the same time as the coating operation, which enables uniform coating with high accuracy.
1 太陽電池用積層フィルム
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
15a 塗布ヘッドの下端面
15b 吐出ノズル
16 巻出部
17 塗布部
18 巻取部
19 撮像カメラ
20a 微動Z軸駆動手段
20a1 微動Z軸駆動部
20a2 Z軸保持板
20b 個別Z軸駆動手段
20b1 個別Z軸駆動部
20c 共通Z軸駆動手段
20c1 共通Z軸駆動部
20c2 ガイド
20bc Z軸保持プレート
21 θ軸駆動手段
22 ラバーヒータ
23 ローラ用ヒータ
24 X軸駆動手段
25 レーザ距離計
26 塗布材
27 ヘッド部
28 ガントリ
29a,29b リニアレール
30 Y軸駆動手段
31 塗布エリア
32 エッジ部
33 塗布軌跡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated film for solar cells 2 Unwinding side film roll 3 Winding side film roll 4,5
Claims (10)
該X軸駆動手段により、該複数の塗布ヘッド毎に個別に、該塗布ヘッドと該第1のZ軸駆動手段とがともにX軸方向に移動し、
さらに、θ軸駆動手段により、該X軸駆動手段が該塗布ヘッドと該第1のZ軸駆動手段とに一体となって回転する
ことを特徴とするインクジェット塗布装置。 An adsorption table for adsorbing and holding an object to be applied, a plurality of application heads for applying an application material from an inkjet nozzle onto the surface of the application object adsorbed and held on the adsorption table, and the application head A gantry structure that moves in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, which is the conveyance direction of the application object, at a position above the object, and an X-axis that individually moves the application head in the X-axis direction Driving means, first Z-axis driving means for individually moving the coating head in the Z-axis direction perpendicular to the horizontal plane, and θ-axis driving for individually moving the coating head in the θ-axis direction parallel to the horizontal plane An inkjet coating apparatus in which the coating head is movable in space in the XYZθ axis direction.
The X-axis driving unit moves the coating head and the first Z-axis driving unit in the X-axis direction individually for each of the plurality of coating heads.
Further, the X-axis driving unit is rotated integrally with the coating head and the first Z-axis driving unit by the θ-axis driving unit.
前記塗布対象物は、帯状のフィルムであって、
前記吸着テーブルへの前記塗布対象物の搬送手段は、前記塗布対象物を巻き出して搬送する上流側のフィルムロールと、該上流側のフィルムロールと前記吸着テーブルを挟んだ位置で該塗布対象物を巻き取って搬送する下流側のフィルムロールとから構成されていることを特徴とするインクジェット塗布装置。 The inkjet coating apparatus according to claim 1, wherein
The application object is a band-shaped film,
The means for transporting the application object to the suction table includes an upstream film roll for unwinding and transporting the application object, and the application object at a position sandwiching the upstream film roll and the suction table. An inkjet coating apparatus comprising a downstream film roll that winds and conveys the film.
前記複数の塗布ヘッドは夫々、X軸方向に順次配列された所定個数ずつの前記塗布ヘッドがグループをなして、各グループでは、夫々の前記塗布ヘッドがY軸方向に異なる位置に配置されているとともに、各グループの1つずつの前記塗布ヘッドのY軸方向の位置は同じ位置であって、
各グルーブのY軸方向の位置が同じ1つずつの前記塗布ヘッドからなる塗布ヘッドの組毎に、Z軸方向に移動させる第2のZ軸駆動手段を備え、
ガントリ構造体によって全ての該塗布ヘッドを同時にY軸方向に移動させる構成としたことを特徴とするインクジェット塗布装置。 The inkjet coating apparatus according to claim 2,
Each of the plurality of coating heads has a predetermined number of coating heads sequentially arranged in the X-axis direction to form a group, and in each group, the coating heads are arranged at different positions in the Y-axis direction. In addition, the position in the Y-axis direction of each coating head of each group is the same position,
A second Z-axis driving means for moving the groove in the Z-axis direction for each set of coating heads composed of the coating heads having the same position in the Y-axis direction of each groove;
An inkjet coating apparatus characterized in that all of the coating heads are simultaneously moved in the Y-axis direction by a gantry structure.
前記複数の塗布ヘッドは夫々、X軸方向に順次配列された所定個数ずつの前記塗布ヘッドがグループをなして、各グループでは、夫々の前記塗布ヘッドがY軸方向に異なる位置に配置されているとともに、各グループの1つずつの前記塗布ヘッドのY軸方向の位置は同じ位置であって、
各グルーブのY軸方向の位置が同じ1つずつの前記塗布ヘッドからなる塗布ヘッドの組毎に、Z軸方向に移動させる第2のZ軸駆動手段を備え、
さらに、全ての該第2のZ軸駆動手段をZ軸方向に移動させる第3のZ軸駆動手段を備え、
ガントリ構造体によって全ての該塗布ヘッドを同時にY軸方向に移動させる構成としたことを特徴とするインクジェット塗布装置。 The inkjet coating apparatus according to claim 2,
Each of the plurality of coating heads has a predetermined number of coating heads sequentially arranged in the X-axis direction to form a group, and in each group, the coating heads are arranged at different positions in the Y-axis direction. In addition, the position in the Y-axis direction of each coating head of each group is the same position,
A second Z-axis driving means for moving the groove in the Z-axis direction for each set of coating heads composed of the coating heads having the same position in the Y-axis direction of each groove;
Furthermore, it comprises third Z-axis drive means for moving all the second Z-axis drive means in the Z-axis direction,
An inkjet coating apparatus characterized in that all of the coating heads are simultaneously moved in the Y-axis direction by a gantry structure.
前記塗布対象物を吸着保持する前記吸着テーブルに、前記吸着テーブルに吸着された前記塗布対象物を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とするインクジェット塗布装置。 The inkjet coating apparatus according to claim 2,
An inkjet coating apparatus, wherein the suction table for sucking and holding the coating object is provided with heating means for heating the coating object sucked on the suction table.
前記フィルムロールに、前記フィルムロールに巻き付けられている前記塗布対象物を予熱する加熱手段を設けたことを特徴とするインクジェット塗布装置。 The inkjet coating apparatus according to claim 5,
An inkjet coating apparatus, wherein the film roll is provided with heating means for preheating the object to be coated that is wound around the film roll.
該X軸駆動手段により、該複数の塗布ヘッド毎に個別に、該塗布ヘッドと該第1のZ軸駆動手段がともに、X軸方向に移動し、
さらに、θ軸駆動手段により、該X軸駆動手段がさらに該塗布ヘッドと該第1のZ軸駆動手段と一体となって回転することにより、X軸方向またはY軸方向に投影したときの該塗布ヘッドの吐出ノズルの間隔を小さくして塗布材を塗布することを特徴とするインクジェット塗布方法。 An upstream film roll that unwinds and conveys the coating object that is a belt-shaped film wound in a roll shape, a suction table that sucks and holds the wound coating object, and a position sandwiching the suction table A film roll on the downstream side that winds up and conveys the coating object, and a plurality of coating heads that apply the coating material while discharging the coating material from an inkjet nozzle onto the surface of the coating object that is sucked and held on the suction table; A gantry structure that moves the coating head in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, which is the transport direction of the coating object, at a position above the coating object, and the coating head in the X-axis direction. X-axis driving means for individually moving the coating head, first Z-axis driving means for individually moving the coating head in the Z-axis direction perpendicular to the horizontal plane, and the coating head individually parallel to the horizontal plane And a θ-axis driving means for moving the θ-axis direction, coating head is an ink jet coating method for an ink jet coating apparatus to be movable within the space XYZθ axis,
The X-axis driving unit moves the coating head and the first Z-axis driving unit in the X-axis direction individually for each of the plurality of coating heads.
Further, when the X-axis driving means is further rotated integrally with the coating head and the first Z-axis driving means by the θ-axis driving means, the X-axis driving means is projected in the X-axis direction or the Y-axis direction. An inkjet coating method, wherein a coating material is applied with a small interval between discharge nozzles of a coating head.
前記塗布ヘッドによる第1回目の塗布は、前記塗布対象物への塗布材の塗布パターンのうちの外周部を塗布するものであり、
第2回目〜第2回目以降の塗布は、該塗布パターンのうち外周部に囲まれた内部を塗布するものであり、塗布領域を複数分割して塗布することを特徴とするインクジェット塗布方法。 The inkjet coating method according to claim 7,
The first application by the application head is to apply the outer periphery of the application pattern of the application material to the application object,
The application from the second time to the second and subsequent times applies the inside surrounded by the outer periphery of the application pattern, and the application region is divided into a plurality of areas and applied.
前記吸着テーブルに吸着された前記塗布対象物を加熱し、加熱しながら前記塗布対象物に塗布することを特徴とするインクジェット塗布方法。 The inkjet coating method according to claim 7,
An inkjet coating method, wherein the coating object adsorbed on the suction table is heated and applied to the coating object while being heated.
前記フィルムロールに巻き付けられている前記塗布対象物を加熱手段で予熱することを特徴とするインクジェット塗布方法。 The inkjet coating method according to claim 7,
An inkjet coating method, wherein the coating object wound around the film roll is preheated by a heating means.
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