JPH07163927A - ディスペンサ及びこれを備えた自動塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル吐出口と被塗布面との相対距離を一定
に維持すること。 【構成】 液状材料を収容したバレル２０の下端にノズ
ル２１が取り付けられ、加圧力によって材料をワーク７
の被塗布面上に塗布可能とされている。このノズル２１
の先端領域を支持する芯出し駒４０には、被塗布面上を
転動可能なボール５１を備えたクリアランス補正具２２
が設けられている。ボール５１の下端はノズル吐出口よ
り僅かに下方に位置決めされてノズル吐出口と被塗布面
との相対距離が設定される。ワーク７の表面高さ位置に
変化が生じた時は、クリアランス補正具２２に加わる上
下方向への力に追従して当該クリアランス補正具２２と
共にノズルが移動し、常に前記相対距離を一定に保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスペンサ及びこれを
備えた自動塗布装置に係り、更に詳しくは、ワーク平面
精度のバラツキを補正しつつ、安定した液状材料の塗布
を行うことのできるディスペンサ及びこれを備えた自動
塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、液晶ガラスとして用
いられるベースガラス板上にシール剤を塗布する場合、
シール剤の塗布位置が予め形成されたスクリーンを形成
しておき、このスクリーンをベースガラス板に重ね合せ
てシール剤を印刷するという手法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスクリーンを用いたシール剤の印刷方式では、シー
ル剤を印刷すべき領域を予め打ち抜いて形成されたスク
リーンの採用が不可避であり、前述のような液晶用ベー
スガラス板をシール剤の塗布対象とした場合には、液晶
用印刷パターンが異なる毎に別途のスクリーンを複数種
用意しなければならず、結果としてコスト上昇をもたら
す他、汎用性にも欠けるという不都合があった。

【０００４】しかも、スクリーンを用いてシール剤を印
刷する作業態様においては、シール剤印刷領域以外のス
クリーン表面にも一定量のシール剤の塗布が必要であ
り、これに起因したシール剤の無駄な消費を招来する。

【０００５】そこで、近時飛躍的に普及したロボット
に、シール剤等の液状材料が吐出可能なディスペンサを
支持させておき、このディスペンサにおけるノズル吐出
口を被塗布面に沿ってティーチング動作させ、これによ
り、以後の塗布を自動的に行うことのできる自動塗布装
置が知られている。

【０００６】しかしながら、塗布対象物が前述のような
液晶用ベースガラス板の場合、極細のビート形状に塗布
が要求されるという特質を有するため、自動塗布装置を
そのまま用いても良好な状態で連続的もしくは断続的な
塗布を行うことができない。これは、塗布対象物の被塗
布面を精密に加工しても、微視的に見た場合には、ミク
ロンオーダでの平面精度のバラツキが依然として存在す
ることに起因する。

【０００７】これを図９に基づいて更に詳述すると、例
えば、設定板厚Ｔ１が０．７mmとして加工されたベース
ガラス板７０の上面に、幅０．１〜１mm、厚さ０．００
１〜２mmのビート形状にシール剤を連続的に塗布しよう
とした場合を仮定する。この場合、地点Ｂにおいては、
ノズル７１の吐出口７２とベースガラス板７０表面との
間の相対距離が適性に設定されている限り、前述のビー
ト形状を有するシール剤の塗布が可能となる。しかし、
ベースガラス板７０表面における加工精度上の不可避的
なバラツキにより、地点Ｃにおいては、板厚Ｔ２がＴ１
より大きくなるため、吐出口７０とベースガラス板７０
の表面との相対距離が狭くなり、シール剤の塗布が困難
になり、場合によっては、ベースガラス板７０の表面又
はノズル７１の損傷をも惹起せしめることとなる。

【０００８】この一方、地点Ａにおいては、その板厚Ｔ
３が板厚Ｔ１より小さくなっているため、いわゆるビー
ト切れが生じ、連続的なシール剤の塗布ができなくな
り、ひいては、貼り合わされる他方のベースガラス板と
の間のシール効果を有効に確保できない不都合も招くこ
ととなる。

【０００９】

【発明の目的】ここに、本発明の目的は、液晶用ベース
ガラス板等の塗布対象物に液状材料を自動塗布するに際
し、ノズル吐出口と被塗布面との相対距離を一定に保つ
ことができ、被塗布面の表面精度にバラツキが存在して
いても、被塗布面に対してノズル吐出口を相対変位させ
て前記バラツキを補正することができ、これによって、
適性なビート形状を有する液状材料の塗布を可能とする
ディスペンサを提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、前記ディスペンサを
自動塗布装置に装着するとともに、予めティーチングさ
れた移動軌跡に沿ってノズルを移動させ、塗布作業全体
としての効率を高め、かつ、安定したビート形状にて液
状材料の塗布を行うことができる自動塗布装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、塗布面に沿って液状材料が吐出可能に設
けられたノズルを有するディスペンサにおいて、前記ノ
ズル２１の近傍に、当該ノズルの吐出口と前記被塗布面
との相対距離を一定に保持するクリアランス補正具２２
を併設する、という構成を採っている。

【００１２】前記ノズルは、上下方向に移動可能とされ
た芯出し駒の一部を貫通して延び、この芯出し駒におけ
るノズル隣設位置に前記クリアランス補正具が保持され
ている。

【００１３】前記クリアランス補正具は、芯出し駒内に
装着される保持筒と、当該保持筒内に収容されたボール
とを有し、このボールは前記ノズルの吐出口が被塗布面
に所定距離離れた状態で被塗布面に常時接触可能に付勢
されている。

【００１４】また、本発明における自動塗布装置は、液
状材料が塗布されるワークを支持するテーブルと、前記
ワークの被塗布面に沿って移動可能なロボットと、この
ロボットに装着されるとともに、前記液状材料を吐出可
能なディスペンサとを備えた自動塗布装置において、前
記ディスペンサは、液状材料を収容するバレルと、この
バレルに連結されて液状材料を連続的もしくは断続的に
吐出可能なノズルとを有し、このノズル近傍にノズル吐
出口と前記被塗布面との相対距離を一定に保持するクリ
アランス補正具を併設する、という構成を採っている。

【００１５】

【作用】被塗布面に液状材料を塗布するに場合、前記ク
リアランス補正具を介してノズルの吐出口と被塗布面と
の相対距離を予め設定しておく。この設定後、被塗布面
に沿ってノズルを移動させながら吐出口から材料を吐出
することにより、所定のビート形状に材料の塗布が行わ
れることとなる。被塗布面の表面精度のバラツキによっ
て、設定された前述の相対距離に変化が生じた時は、前
記クリアランス補正具によって変化が直ちに補正され、
ノズル吐出口と被塗布面との適性な相対距離が維持さ
れ、以後も継続的に安定したビート形状を有する塗布が
可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。

【００１７】図１には自動塗布装置の正面図が示され、
図２にはその平面図が示されている。これらの図におい
て、自動塗布装置１は、基本的には同等の構造を採用し
たシール剤塗布ステーション２とクロス剤塗布ステーシ
ョン３とを備えている。これらの各ステーション２，３
は、フレーム４に横架されたベース５上に配置され、そ
れぞれベース５に設けられた精密送りテーブル６と、こ
の精密送りテーブル６に載置されるワークとしての液晶
用ベースガラス板７に沿って移動可能なロボット８と、
このロボット８に支持されて液状材料を連続的もしくは
断続的に吐出するディスペンサ１０をそれぞれ備えて構
成されている。

【００１８】前記シール剤塗布ステーション２は、一対
の液晶用ベースガラス板７間にシール剤を連続的に塗布
するための装置であり、クロス剤塗布ステーション３は
各ベースガラス板７における図示省略した電極間に銀ペ
ーストを断続的に塗布するための装置である。ここで、
本実施例で採用されるシール剤としては、エポキシ樹
脂、紫外線硬化性樹脂、及びシリコーン樹脂等が例示さ
れる。

【００１９】シール剤塗布ステーション２及びクロス剤
塗布ステーションは、図１に示されるように、独立的に
設けられたコントローラ１１，１２により個々に制御さ
れるようになっており、これらのコントローラ１１，１
２は、図２に示されるように制御盤１３を介してシーケ
ンス制御される。

【００２０】ロボット８は、図１に示されるように、Ｘ
軸機構１５、Ｙ軸移動機構１６、Ｚ軸移動機構１７及び
これらの移動機構１６〜１７を各軸方向に沿って駆動す
る図示省略した送りねじ軸装置等を備えて構成されてい
る。なお、図２中、符号１５Ａ，１６Ａは、Ｘ，Ｙ移動
機構１５，１６の移動テーブルに接続されたフラットケ
ーブルを示す。

【００２１】シール剤塗布ステーション２側のＺ軸移動
機構１７にはθ軸移動機構も装備され、当該ステーショ
ン２におけるディスペンサ１０は、直交４軸方向移動型
として構成されている。ここで、θ軸への移動機構を設
けたのは、後述するクリアランス補正具の一部を構成す
るボールが、ベースガラス板７に設けられる各種の数字
又は記号を浮き上がらせるための印刷面を避けて転動す
ることができるようにするためである。

【００２２】一方、クロス剤塗布ステーション３におけ
るディスペンサ１０は、前述のように、各電極間の電気
的導通処理用として断続的に銀ペーストを塗布するもの
であり、本実施例においてはθ軸への移動機構は特に設
けられていないが、必要に応じてこれを併設することは
勿論可能である。

【００２３】前記各ステーション２，３におけるディス
ペンサ１０は、支持形態が異なるが構造的には実質的に
同一であり、図３及び図４にその具体的な構造が示され
ている。すなわち、ディスペンサ１０は、所定量の液状
材料が充填されたバレル２０と、このバレル２０の下端
側に装着されて前記材料を吐出するノズル２１と、この
ノズル２１の近傍位置である真横に配置されたクリアラ
ンス補正具２２とを備えて構成されている。

【００２４】バレル２０は、図示省略した空気源に接続
されて加圧可能となっており、この加圧力によって材料
の吐出が行われる。本実施例においては、予め材料が充
填された使い切りタイプのバレル２０が採用されるが、
このバレル２０に適宜な供給口を設けて外部材料タンク
より定期的な材料供給を行う方式としてもよい。このバ
レル２０は、支持ブロック２５及び固定用ボルト２５Ａ
を介して垂直方向に固定的に支持されており、支持ブロ
ック２５は、図示省略したθ軸への取付けステー２６に
設けられた一対のガイドロッド２７，２７に遊挿されて
いる。

【００２５】また、ガイドロッド２７にはクランク形状
を有する移動体２８が遊挿されている。この移動体２８
は図３に示されるように、垂下ブロック部２９と、当該
垂下ブロック部２９の下端においてベースガラス板７と
平行な方向に固定された略円盤状のノズル支持ブロック
３０とにより構成されている。移動体２８は、取付けス
テー２６との間に介装されたコイルバネ３１によって下
方に付勢される一方、前記支持ブロック２５はガイドロ
ッド２７の下部バネ受け３３との間に介装されたコイル
バネ３５によって上方へ付勢されており、支持ブロック
２５と移動体２８はガイドロッド２７上で中立位置に保
持され、一体的にガイドロッド２７の軸方向へ移動可能
とされている。

【００２６】前記ノズル支持ブロック３０は、図５及び
図６に示されるように、芯出し駒４０を備えており、こ
の芯出し駒４０にはノズル２１が挿通される穴４１と、
クリアランス補正具２２を保持するための穴４３がそれ
ぞれ設けられている。芯出し駒４０には、その周方向１
２０度間隔で挿通される芯出しネジ４５（図３参照）に
よって位置調整可能となっており、これにより、前記穴
４１に挿通されるノズル２１が図示省略したθ軸と同軸
線上に位置決めできるようになっている。

【００２７】前記クリアランス補正具２２は、図６に拡
大して示されるように、略円筒形状を有する保持筒５０
と、この保持筒５０の下端側に収容されて、外周面の一
部が保持筒５０の下端より僅かに下方に位置するボール
５１と、このボール５１の上部に配置されて当該ボール
５１のスムースな転動を許容する軸受ボール５２と、軸
受ボール５２の上部に配置されたワッシャ５３と、当該
ワッシャ５３と所定間隔を隔てたキャップ５４との間に
介装されたコイルバネ５５とを備えて構成されている。
従って、前記ボール５１は、コイルバネ５５で下方に付
勢されてベースガラス板７の被塗布面に接しながら転動
可能とされている。このクリアランス補正具２２は、前
記芯出し駒４０へ傾斜した状態で保持され、ノズル２１
の吐出口との位置的接近が図られている。また、ボール
５１の最下端はノズル２１の吐出口よりも僅かに下方に
位置するように設定されており、ノズル２１の吐出口と
被塗布面との間の相対距離が一定に保持できるようにな
っている。因みに、本実施例においては、ノズル２１の
吐出口と被塗布面との相対距離は、約２０μｍに設定し
て塗布が行われるようになっている。

【００２８】ノズル２１の吐出口とベースガラス板７の
被塗布面との相対距離設定は、図２に示されるように、
精密送りテーブル６の側部に配置された調整治具６０を
用いて行うことができるようになっている。この調整治
具６０は、図７及び図８に示されるように、本体ブロッ
ク６１と、この本体ブロック６１の穴６２内に収容され
た昇降ブロック６３と、これら本体ブロック６１及び昇
降ブロック６３の下面側に配置されたベースブロック６
４と、前記昇降ブロック６３の略中心位置に装着された
マイクロメータ６５とにより構成されている。マイクロ
メータ６５のスピンドル６６先端は、前記ベースブロッ
ク６４に当接されており、このマイクロメータ６５のシ
ンブル６７を回動操作することによってスピンドル６５
を進退させ、この進退移動を介して昇降ブロック６３の
昇降が行われる。

【００２９】前記相対距離の設定は、ノズル２１の吐出
口を昇降ブロック６３の上面に当接させる一方、クリア
ランス補正具２２のボール５１を本体ブロック６１の上
面に当接させておき、この状態でマイクロメータ６５の
シンブル６７を回動操作して昇降ブロック６３を設定距
離分上昇させればよい。この際、バレル２０は、支持ブ
ロック２５に設けられた固定用ボルト２５Ａを予め弛め
ておくことで上昇可能なっており、前述の距離が確保さ
れた段階で再度固定用ボルト２５Ａを締め付けることに
より、バレル２０、ひいてはノズル２１を所定位置にて
固定することができる。なお、図７において、符号６９
は昇降ブロック６３の垂直に案内するためのガイドピン
を示す。

【００３０】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３１】シール剤塗布ステーション２において、塗
布対象であるベースガラス板７を精密送りテーブル６に
載置しておき、これを図２に示される実線位置に設定す
る。これと前後してノズル２１の吐出口と被塗布面との
間の相対距離を前記調整治具６０によって設定してお
く、ついで、クリアランス補正具２２のボール５１をベ
ースガラス板７の表面上で転動させながらノズル２１の
吐出口を予め設計されている被塗布面に沿って手動移動
させる。この移動軌跡は、前述のコントローラ１１に逐
次記憶され、以後の自動塗布を可能とする。ティーチン
グ動作に際し、前記ボール５１がベースガラス板７に設
けられた印刷面上を転動するような場合、取付けステー
２６をθ方向に旋回させれば当該印刷面上を避けてボー
ル５１の転動が可能となり、以後の自動塗布動作におい
てボール５１が印刷面上を転動することはない。

【００３２】自動塗布を行う時は、コントローラ１１か
らの制御信号に基づいてロボット８が駆動され、ティー
チングされた移動軌跡に沿って、ノズル２１の吐出口が
被塗布面上をトレースすることとなる。この塗布に際
し、バレル２０への加圧空気供給圧は、予め設定された
ビート形状となる圧力に設定される。

【００３３】自動塗布動作が進行する過程において、ベ
ースガラス板７の板厚が基準板厚に対してミクロンオー
ダで減少した場合には、ノズル２１及びクリアランス補
正具２２を保持する芯出し駒４０が移動体２８と一体的
になっているため、それらの自重とコイルバネ３１の付
勢力でベースガラス板７の表面に倣って常に追従するこ
ととなる。従って、ノズル２１の吐出口とベースガラス
板７との相対距離は常に一定に維持され、ビート形状が
一定したシール剤の塗布が可能となる。

【００３４】一方、ベースガラス板７の板厚が基準板厚
に対して大となる場合には、クリアランス補正具２２に
対して上昇力が作用するから、このクリアランス補正具
２２と共に芯出し駒４０に保持されるノズル２１にも上
昇力が作用することとなる。この上昇力は移動体２８全
体に伝達され、当該移動体２８はコイルバネ３１の付勢
力に抗して上昇が許容される一方、バレル２０を支持す
る支持ブロック２５もコイルバネ３５によって上方へ付
勢されているので、移動体２８と共に上昇が許容され、
設定された前述の相対距離の変化を回避可能となる。

【００３５】従って、このような実施例によれば、ノズ
ル２１の吐出口は、クリアランス補正具２２によって被
塗布面との間の相対距離を一定に維持可能となるから、
ベースガラス板７のように、表面の精密加工が要求され
るものにあっても、微視的に見た場合の表面精度のバラ
ツキによって生ずるビート切れ、あるいは、塗布動作不
能等の従来の不都合が改善できるという効果がある。

【００３６】また、自動塗布によれば、ティーチングし
た後のノズル移動軌跡を一定に確保できるので、シール
精度の均質化が図れ、最終製品としての品質を良好に維
持することが可能となる。

【００３７】さらに、自動塗布によれば、従来のスクリ
ーン印刷方式によるシール剤の印刷に比べて無駄な材料
消費をすることが全くない。この場合、スクリーンの使
用が前提とならないため、当該スクリーン形成費用も一
切不要となる。

【００３８】また、シール剤塗布ステーション２のロボ
ット８においては、θ軸移動機構も装備するものとした
から、クリアランス補正具２２がベースガラス板７の印
刷面を避けて被塗布面上にノズルを沿わせることが可能
となり、印刷面にいかなる損傷をも発生させることがな
い。

【００３９】なお、前記実施例におけるノズル２１の吐
出口と被塗布面との相対距離は、約２０μｍであると示
したが、かかる距離は、塗布される樹脂材料の種別、目
的やワークとの相関関係によって任意に決定されるもの
であり、発明の本質的要件ではない。

【００４０】また、クリアランス調整を行うための調整
治具６０は、テーブル６の側部に配置する場合の他、デ
ィスペンサ１０内に適宜組込んで一体化させる構造も採
用可能である。

【００４１】さらに、図示例においては、クリアランス
補正具２２は、ノズル支持ブロック３０内の芯出し駒４
０に傾斜して支持する態様を示したが、このクリアラン
ス補正具２２は垂直方向に向けても差し支えない。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され、か
つ、作用するので、これによると、ノズル吐出口と被塗
布面との相対距離を一定に保つことができ、被塗布面の
表面精度にバラツキが存在していても、被塗布面に対し
てノズル吐出口を相対変位させて前記バラツキを補償す
ることができ、これによって、適性なビート形状を有す
る液状材料の塗布が可能になり、さらに、塗布作業全体
としての効率を高めつつ安定したビート形状にて液状材
料の塗布を行うことができるという、従来にない優れた
効果を奏するディスペンサ及びこれを備えた自動塗布装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る自動塗布装置の全体構成を示す
正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】ディスペンサの支持状態を示す側面図である。

【図４】図３のＡ矢視正面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図６】クリアランス補正具の拡大断面図である。

【図７】前記実施例における調整治具の断面図である。

【図８】調整治具の平面図である。

【図９】自動塗布における問題点を説明するための概略
説明図である。

【符号の説明】

１ 自動塗布装置 １０ ディスペンサ ２０ バレル ２１ ノズル ２２ クリアランス補正具 ４０ 芯出し駒 ５０ 保持筒 ５０ ボール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗布面に沿って液状材料が吐出可能に
   設けられたノズルを有するディスペンサにおいて、前記
   ノズル（２１）の近傍に、当該ノズルの吐出口と前記被
   塗布面との相対距離を一定に保持するクリアランス補正
   具（２２）を併設したことを特徴とするディスペンサ。
2. 【請求項２】 前記ノズル（２１）は、上下方向に移動
   可能とされた芯出し駒（４０）の一部を貫通して延び、
   この芯出し駒（４０）におけるノズル隣設位置に前記ク
   リアランス補正具（２２）が保持されていることを特徴
   とする請求項１記載のディスペンサ。
3. 【請求項３】 前記クリアランス補正具（２２）は、前
   記芯出し駒（４０）内に装着される保持筒（５０）と、
   当該保持筒（５０）内に収容されたボール（５１）とを
   有し、このボール（５１）は前記ノズル（２１）の吐出
   口が被塗布面に所定距離離れた状態で被塗布面に常時接
   触可能に付勢されていることを特徴とする請求項２記載
   のディスペンサ。
4. 【請求項４】 液状材料が塗布されるワークを支持する
   テーブルと、前記ワークの被塗布面に沿って移動可能な
   ロボットと、このロボットに装着されるとともに、前記
   液状材料を吐出可能なディスペンサとを備えた自動塗布
   装置において、前記ディスペンサ（１０）は、液状材料
   を収容するバレル（２０）と、このバレル（２０）に連
   結されて液状材料を連続的もしくは断続的に吐出可能な
   ノズル（２１）とを有し、このノズル近傍にはノズル吐
   出口と前記被塗布面との相対距離を一定に保持するクリ
   アランス補正具（２２）が併設されていることを特徴と
   する自動塗布装置。