KR101561336B1 - 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

기판 상의 이물의 검출 감도가 높고, 다이 헤드의 가속시에도 오검출하지 않는 코팅 장치를 제공한다.
다이 헤드(1)의 진행 방향 전방에 하단이 판재(2)에 근접하도록 배치되고, 하단이 다이 헤드(1)측으로 이동하도록 요동 가능한 검출 부재(6)와, 검출 부재(6)에 맞닿아서 검출 부재(6)의 하단이 다이 헤드(1)와 반대측으로 이동하는 요동을 방지하는 스토퍼(7)와, 검출 부재(6)의 요동을 검출하는 요동 센서(8)와, 검출 부재(6)를 스토퍼(7)에 압압 가능한 가속시 가세 부재(9)와, 다이 헤드(1)의 가속시에 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)에 압접하는 압접 장치(10)를 갖는다.

Description

코팅 장치{COATING DEVICE}

본 발명은 코팅 장치에 관한 것이다.

기판에 대하여 코팅 다이 헤드(die head)를 이동하여, 기판에 액체를 도포하는 코팅 장치에 있어서, 기판 상에 이물이 존재하면, 다이 헤드와 기판의 사이에 끼여서, 다이 헤드를 파손하거나, 도막에 결함을 발생한다. 이 때문에, 특허문헌 1 내지 5에 기재되어 있는 바와 같이, 다이 헤드의 전방에 배치되어, 다이 헤드보다 먼저 이물과 접촉함으로써 요동을 발생해서, 이물을 검출하는 검지 부재를 설치하는 경우가 있다. 그러한 코팅 장치에서는 검지 부재의 요동량이 어느 한도를 초과했을 때, 이물이 존재하고 있다고 인식해서 비상 정지하여, 이물의 끼임에 의한 다이 헤드의 손상을 방지한다.

이러한 검지 부재는, 이물 외에도 다이 헤드의 가감속시에 작용하는 관성력에 의해서도 요동한다. 따라서 다이 헤드의 가속에 의한 요동을 이물에 의한 요동으로 오검출하지 않도록 검지 부재의 요동량의 역치를 큰 값으로 설정할 필요가 있어, 이물의 검출 감도를 충분히 높게 할 수 없다는 문제가 있었다.

다이 헤드의 가감속시의 오검출의 방지와, 정속(定速) 코팅시의 검출 감도의 향상을 양립하기 위해서, 다이 헤드의 가감속시에만, 이물에 의한 검지 부재의 요동을 판별하기 위한 역치를 크게 설정하는 것이 고려된다. 그러나, 통상의 시퀀스 제어에 있어서, 동작 도중에 역치를 변경하면, 제어의 1사이클만큼, 이물을 검출할 수 없는 시간이 발생할 가능성이 있다. 그러한 이물 검출의 누락은 코팅 장치에 중대한 손상을 초래할 가능성이 있어, 바람직하지 않다.

일본국 특개 2006-224089호 공보 일본국 특개 2009-61395호 공보 일본국 특개 2008-151603호 공보 일본국 특개 2010-227787호 공보 일본국 특개 2010-232326호 공보

상기 문제점을 감안하여 본 발명은 판재 상의 이물의 검출 감도가 높고, 다이 헤드의 가속시에도 오검출을 하지 않는 코팅 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 코팅 장치는, 다이 헤드를 이동해서 판재에 코팅하는 코팅 장치에 있어서, 상기 다이 헤드의 진행 방향 전방에 하단이 상기 판재에 근접하도록 배치되고, 하단이 상기 다이 헤드측으로 이동하도록 요동 가능한 검출 부재와, 상기 검출 부재에 맞닿아서, 상기 검출 부재의 하단이 상기 다이 헤드와 반대측으로 이동하는 요동을 방지하는 스토퍼와, 상기 검출 부재의 요동을 검출하는 요동 센서와, 상기 검출 부재를 상기 스토퍼에 압압 가능한 가속시 가세 부재와, 상기 다이 헤드의 가속시에 상기 가속시 가세 부재를 상기 검출 부재에 압접하는 압접 장치를 갖는 것으로 한다.

이 구성에 의하면, 다이 헤드의 가속시에는, 검출 부재의 요동을 기계적인 가세력에 의해 억제하여, 이물의 검출 감도를 낮게 하고, 오검출을 방지함과 더불어, 다이 헤드의 정속 이동시에는 검출 부재의 자유로운 요동을 허용함으로써 검출 감도를 높일 수 있다. 또한, 다이 헤드의 가속시와 정속 이동시에 검출 역치가 바뀌지 않으므로, 제어의 누락이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 코팅 장치에 있어서, 상기 압접 장치는 상기 다이 헤드의 가속 종료 후, 미리 설정한 지연 시간이 경과하고 나서 상기 가속시 가세 부재를 상기 검출 부재로부터 이격해도 좋다.

이 구성에 의하면, 다이 헤드 등의 관성이나 탄성에 의해 발생하는 다이 헤드의 속도 지연이나 오버슈트(overshoot)에 의한 검출 부재의 회전을 제어하여 이물로 오검출하지 않는다.

또한, 본 발명의 코팅 장치에 있어서, 상기 요동 센서는 상기 검출 부재의 요동을 연속량으로서 검출해도 좋다.

이 구성에 의하면, 이물 검출 감도의 조정이 용이하다.

또한 본 발명의 코팅 장치는 상기 검출 부재를 상기 스토퍼를 향해서 항상 가세하는 상시 가세 부재를 가지고 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 요동 센서의 반력을 상쇄하여 이물 검출 감도를 높일 수 있다.

또한 본 발명의 코팅 장치에 있어서, 상기 검출 부재는 그 무게중심 위치에서 요동할 수 있도록 회전운동이 자유롭게 지지되어 있어도 좋다.

이 구성에 의하면, 관성 모멘트가 작아지므로, 이물 검출 감도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태인 코팅 장치의 개략도.
도 2는 도 1의 코팅 장치의 다이 헤드 가속시를 나타내는 개략도.

이제부터 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 및 2에, 본 발명의 하나의 실시형태의 코팅 장치의 개요를 나타낸다. 이 코팅 장치는 화살표 A방향으로 수평 이동하는 다이 헤드(1)에 의해서, 도시하지 않은(다른 구성 요소를 보기 쉽게 하기 위해서 생략) 정반(定盤) 상에 탑재한 판재(2)에 도료(P)를 도포하는 것이다. 다이 헤드(1)는 판재(2)의 폭 방향으로 연신하고 하단에 도료(P)를 토출하기 위한 노즐이 폭 방향으로 연신하여 개구(開口)하고 있다.

또한, 본 코팅 장치는, 다이 헤드(1)를 유지하는 이동 가능한 프레임(3)을 구비하고 있다. 프레임(3)은, 판재(2) 위에 연신하는 빔부(3a)와, 판재(2)의 폭 방향의 양쪽 외측에 직립하는 각부(脚部)(3b)로 이루어진다. 각부(3b)는 각각 판재(2)의 길이 방향으로 연신하는 레일(4)을 따라 이동 가능한 리니어 모터(5)에 의해서 지지되고 있다.

또한 프레임(3)은 다이 헤드(1)의 전방에 요동 가능하게 배치된 검출 부재(6)와, 검출 부재(6)의 요동을 규제하는 스토퍼(7)와, 검출 부재(6)의 요동량을 검출하는 요동 센서(8)와, 검출 부재(6)를 스토퍼(7)를 향해서 가세하는 가속시 가세 부재(9)를 지지하는 실린더(압접 장치)(10)와, 검출 부재(6)를 스토퍼(7)를 향해서 가세하는 상시 가세 부재(11)를 지지하는 고정 부재(12)를 유지한다.

검출 부재(6)는, 적어도 다이 헤드(1)의 노즐과 동일한 길이(판재(2)의 폭 방향의 길이)를 가지는 판 형상의 부재이다. 그리고, 검출 부재(6)는 그 하단과 판재(2)의 간격이 다이 헤드(1)와 판재(2)의 간격보다 작아지도록, 수평한 지축(13)에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되고 있다. 지축(13)은 검출 부재(6)의 무게중심 위치를 관통한다.

스토퍼(7)는 검출 부재(6)가 수직인 상태에서, 지축(13)보다 상방(上方)에서, 검출 부재(6)의 스토퍼(7)측의 면에 맞닿도록 배치되어 있다. 이에 따라, 스토퍼(7)는 검출 부재(6)의 하단이 다이 헤드(1)와 반대쪽으로 이동하는 요동을 방지한다.

요동 센서(8)는 스프링력에 의해 돌출해서 검출 부재(6)에 접촉하는 접촉자(8a)를 가지고, 검출 부재(6)의 요동에 따른 접촉자(8a)의 변위를 연속량(연속해서 변화하는 값)으로서 검출하는 센서이다. 상시 가세 부재(11)는 검출 부재(6)가 스토퍼(7)에 맞닿아 있는 상태에서 요동 센서(8)의 접촉자(8a)의 검출 부재(6)에 대한 압접력을 상쇄하는 스프링력을 갖는다.

실린더(10)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 신장함으로써 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)에 압압하고, 도 1에 나타낸 바와 같이 단축함으로써 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)로부터 이격시킨다.

또한, 본 코팅 장치는 리니어 모터(5)의 이동을 제어하는 서보 컨트롤러(14)와, 서보 컨트롤러(14)에 동작 지시를 하는 메인 컨트롤러(15)를 갖는다. 또한 메인 컨트롤러(15)는 요동 센서(8)의 검출 신호가 입력되어 실린더(10)의 신축을 제어한다.

메인 컨트롤러(15)는 요동 센서(8)의 검출값이 미리 설정한 역치 이상이 되었을 경우, 검출 부재(6)가 판재(2) 상의 이물 또는 아래에 있는 이물에 의해 솟아오른 판재(2)와 접촉하고, 이에 따라 검출 부재(6)가 회전되었다고 판단한다. 이 경우, 이물이나 판재(2)와의 접촉에 의해 다이 헤드(1)가 손상되지 않도록 코팅을 비상 정지한다. 요동 센서(8)에 있어서의 역치는 프로세스마다 최적의 값으로 조절한다.

코팅 개시시에 다이 헤드(1)를 가속하면, 검출 부재(6)에는 자신의 관성력에 의해 회전력이 작용한다. 물론 검출 부재(6)를 무게중심에서 회전운동이 자유롭게 지지함으로써, 관성에 의한 회전력은 가능한 한 작게 해야 하지만, 회전력이 전혀 작용하지 않도록 하는 것은 곤란하다. 그러므로, 본 코팅 장치에서는 프레임(3)의 가속시에는 가속시 가세 부재(9)에 의해 검출 부재(6)의 요동을 제어함으로써, 이물의 검출 감도를 저하시킨다.

상세히 설명하면, 본 코팅 장치에서 판재(2)에 코팅할 경우, 우선, 다이 헤드(1) 및 검출 부재(6)가 판재(2)의 외측에 위치하도록, 프레임(3)을 이동 방향 A의 최상류에 배치한다. 그리고, 실린더(10)를 신장해서, 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)에 압압한다. 그 후, 리니어 모터(5)를 시동하여, 다이 헤드(1)가 판재(2)에 도료(P)를 도포해야 할 범위의 전단(前端)에 도달할 때까지 일정한 가속도로 프로세스마다 미리 설정한 코팅 속도까지 가속한다. 서보 컨트롤러(14)가 리니어 모터(5)의 속도가 소정의 코팅 속도에 도달했음을 확인한 후, 프로세스마다 미리 설정한 지연 시간이 경과하는 것을 기다려 실린더(10)를 수축하고, 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)로부터 이격시킨다.

검출 부재(6)의 하단이 다이 헤드(1)로부터 이격하는 방향의 회전은 스토퍼(7)에 의해 방지되고 있다. 그리고, 가속시에는 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)에 압압함으로써, 검출 부재(6)의 하단이 다이 헤드(1)에 접근하는 방향의 회전도 억제된다. 이에 따라, 가속시의 검출 부재(6)의 관성 모멘트의 불균형에 의한 회전이 요동 센서(8)에 있어서의 역치를 초과하는 큰 변위를 발생시키지 않는다. 물론 가속시 가세 부재(9)의 스프링력은 실제로 이물이 있을 경우에는, 요동 센서(8)에 의해 역치를 초과하는 변위가 검출될 수 있는 검출 부재(6)의 요동을 허용하는 정도여야 한다.

또한, 리니어 모터(5)가 가속을 종료하고, 일정 속도로의 이동을 개시해도, 프레임(3)이나 각 부재의 관성이나 탄성력 등에 의해 지축(13)의 속도는 리니어 모터(5)의 속도에 대한 지연이나, 오버슈트 및 언더슈트(undershoot)를 수반할 경우가 많다. 이 때문에, 메인 컨트롤러(15)는 리니어 모터(5)가 코팅 속도에 도달했음을 확인한 후, 다시 실제의 지축(13)의 속도가 거의 일정해지면 예측되는 지연 시간이 경과하는 것을 기다린 후, 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)로부터 이격시킨다. 또한 지연 시간이 경과한 후, 다이 헤드(1)가 도료(P)의 도포를 개시하도록 리니어 모터(5)의 가속도 등을 설정하는 것이 바람직하다.

검출 부재(6)에는 프레임(3)을 감속할 때에도, 관성에 의한 회전력이 작용한다. 그러나, 통상 다이 헤드(1)를 판재(2) 위에 정지시키는 일은 없기 때문에, 검출 부재(6)가 판재(2)의 외측에 도달하고 나서 프레임(3)을 감속해서 정지하면, 이미 검출 부재(6)의 요동에 의해서 이물을 검출할 필요가 없다. 단, 판재(2) 상에서 다이 헤드(1)를 정지하면, 감속시에도 실린더(10)를 신장해서 가속시 가세 부재(9)를 검출 부재(6)에 압접하여 검출 부재(6)의 요동을 억제하는 것이 바람직하다.

상기 실시형태에 있어서, 가속시 가세 부재(9)와 상시 가세 부재(11)를 일체화해도 좋다. 예를 들면, 정상시에는 하나의 스프링을 약간 압축한 상태로 검출 부재(6)에 맞닿게 해서, 요동 센서(8)의 스프링력과 균형을 이루게 하고, 가속시에는 동일한 스프링을 크게 압축한 상태로 검출 부재(6)에 맞닿게 해서 관성에 의한 검출 부재(6)의 회전을 제어한다.

또한 요동 센서(8)가 검출 부재(6)에 회전력을 작용하지 않는 비접촉식 등이면, 상시 가세 부재(11)는 검출 부재(6)를 직립 상태로 복귀시키는 최소한도의 복원력을 발휘할 수 있으면 좋다. 지축(13)을 검출 부재(6)의 무게중심으로부터 편심시킴으로써, 요동 센서(8)의 스프링력과 균형을 이루어 검출 부재(6)를 직립 상태로 복원하는 회전력을 작용시켜서, 상시 가세 부재(11)를 생략해도 좋다.

또한 본 발명은 고정된 다이 헤드에 대하여 판재를 지지하는 정반을 이동시키는 코팅 장치에도 적용할 수 있다

1…다이 헤드
2…판재
3…프레임
4…레일
5…리니어 모터
6…검출 부재
7…스토퍼
8…요동 센서
9…가속시 가세 부재
10…실린더(압접 장치)
11…상시 가세 부재
12…고정 부재
13…지축
14…서보 컨트롤러
15…메인 컨트롤러
P…도료

Claims (5)

1. 다이 헤드를 이동해서 판재에 코팅하는 코팅 장치에 있어서,
   상기 다이 헤드의 진행 방향 전방에 하단이 상기 판재에 근접하도록 배치되고, 하단이 상기 다이 헤드측으로 이동하도록 요동 가능한 검출 부재와,
   상기 검출 부재에 맞닿아서 상기 검출 부재의 하단이 상기 다이 헤드와 반대측으로 이동하는 요동을 방지하는 스토퍼와,
   상기 검출 부재의 요동을 검출하는 요동 센서와,
   상기 검출 부재를 상기 스토퍼에 압압 가능한 가속시 가세 부재와,
   상기 다이 헤드의 가속시에 상기 가속시 가세 부재를 상기 검출 부재에 압접하는 압접 장치를 가지고,
   상기 압접 장치는 상기 다이 헤드의 가속 종료 후, 미리 설정한 지연 시간이 경과하고 나서, 상기 가속시 가세 부재를 상기 검출 부재로부터 이격하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
2. 다이 헤드를 이동해서 판재에 코팅하는 코팅 장치에 있어서,
   상기 다이 헤드의 진행 방향 전방에 하단이 상기 판재에 근접하도록 배치되고, 하단이 상기 다이 헤드측으로 이동하도록 요동 가능한 검출 부재와,
   상기 검출 부재에 맞닿아서 상기 검출 부재의 하단이 상기 다이 헤드와 반대측으로 이동하는 요동을 방지하는 스토퍼와,
   상기 검출 부재의 요동을 검출하는 요동 센서와,
   상기 검출 부재를 상기 스토퍼에 압압 가능한 가속시 가세 부재와,
   상기 다이 헤드의 가속시에 상기 가속시 가세 부재를 상기 검출 부재에 압접하는 압접 장치와,
   상기 검출 부재를 상기 스토퍼를 향해서 항상 가세하는 상시 가세 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 요동 센서는 상기 검출 부재의 요동을 연속량으로서 검출하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 검출 부재는, 그 무게중심 위치에서 요동할 수 있도록 회전운동이 자유롭게 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 검출 부재는, 그 무게중심 위치에서 요동할 수 있도록 회전운동이 자유롭게 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.

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