JP2016137416A - 液滴吐出装置、着滴精度検査装置、及び、着滴精度検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塗布装置1は、液体を吐出するノズル5a、5bを有するヘッド部を備えており、ノズル5aから2液性接着剤の第1液、ノズル5bから第2液を吐出する。これら吐出された第1液と第2液は、空中で混合して混合液滴15となり、塗布面に塗布される。第1液と第2液は、混合してから着滴するため、塗布面に良好な接着面を形成することができる。また、第1液、第2液は、単独では硬化しないのでノズルの目詰まりも防ぐことができる。塗布装置1は、第1液と第2液を空中で衝突させて混合するために、吐出条件を個別に調節できるようになっている。
【選択図】図1
Description
このような技術には、ヘッドのノズルからインクの代わりに接着剤を吐出して接着面を形成するものがある。
この技術は、2液混合型の接着剤をそれぞれ別のノズルから吐出して紙面上で2液を反応させることにより接着面を形成する。
(2)請求項2に記載の発明では、前記調節手段は、前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段のうちの少なくとも一方の吐出条件を変更することにより前記軌道を調節することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置を提供する。
(3)請求項3に記載の発明では、前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段は、斜め下方に液滴を吐出し、前記混合液滴の軌道は、鉛直下方向であることを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の液滴吐出装置を提供する。
(4)請求項4に記載の発明では、前記第1の液滴と前記第2の液滴は、それぞれ、2液混合接着剤の第1溶液と第2溶液であることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の液滴吐出装置を提供する。
(5)請求項5に記載の発明では、請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の液滴吐出装置の着滴精度を検査する着滴精度検査装置であって、前記衝突によって混合した第1の液滴と第2の液滴の混合液滴を、複数回の衝突に渡って撮影する撮影手段と、前記撮影した各混合液滴の画像によって、前記混合液滴ごとの着滴位置を取得する着滴位置取得手段と、前記取得した各混合液滴の着滴位置の統計に基づいて、前記着滴位置の目標点に対する精度を取得する精度取得手段と、前記取得した精度を出力する出力手段と、を具備したことを特徴とする着滴精度検査装置を提供する。
(6)請求項6に記載の発明では、前記撮影手段は、前記衝突する混合液滴ごとに撮影することを特徴とする請求項5に記載の着滴精度検査装置を提供する。
(7)請求項7に記載の発明では、目標点が設定された平面部材を備え、前記撮影手段は、前記混合液滴の着滴位置の前記目標点からのずれを撮影することを特徴とする請求項5、又は請求項6に記載の着滴精度検査装置を提供する。
(8)請求項8に記載の発明では、前記混合液滴の軌道に対する、前記平面部材の平面方向の位置を、所定の量だけ相対移動させる移動手段を備え、前記移動手段は、前記混合液滴の着滴ごとに相対移動を行うことで、前記平面部材上の目標点を変更することを特徴とする請求項7に記載の着滴精度検査装置を提供する。
(9)請求項9に記載の発明では、前記平面部材は、液滴の陰影が透過する透過部材で構成されるとともに、水平に配設され、前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段は、前記平面部材の上方に配設されて、前記混合液滴を前記平面部材に対して鉛直下方に着滴させ、前記撮影手段は、前記平面部材の下方に配設され、前記平面部材に着滴した混合液滴の陰影を、前記平面部材の裏側から撮影することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の着滴精度検査装置を提供する。
(10)請求項10に記載の発明では、第1のノズルから第1の液滴を吐出する第1の液滴吐出ステップと、第2のノズルから第2の液滴を吐出し、前記吐出した第1の液滴と空中で衝突させる第2の液滴吐出ステップと、前記衝突によって混合した前記第1の液滴と前記第2の液滴の混合液滴を、複数回の衝突に渡って撮影する撮影手ステップと、前記撮影した各混合液滴の画像によって、前記混合液滴ごとの着滴位置を取得する着滴位置取得ステップと、前記取得した各混合液滴の着滴位置の統計に基づいて、前記着滴位置の目標点に対する精度を取得する精度取得ステップと、前記取得した精度を出力する出力ステップと、を含むことを特徴とする着滴精度検査方法を提供する。
塗布装置1(図1(b))は、液体を吐出するノズル5a、5bを有するヘッド部を備えており、ノズル5aから2液性接着剤の第1液、ノズル5bから第2液を吐出する。これら吐出された第1液と第2液は、空中で混合して混合液滴15となり、塗布面に塗布される。
第1液と第2液は、混合してから着滴するため、塗布面に良好な接着面を形成することができる。また、第1液、第2液は、単独では硬化しないのでノズルの目詰まりも防ぐことができる。
更に、塗布装置1は、製品への塗布に先立ってガラス板8に混合液滴15を試射し、その着滴画像からノズル5a、5bの検査と、混合液滴15の精度を評価することができる。
図1(a)は、塗布装置1の全体的な構成を示した図である。
塗布装置1は、2液性接着剤の第1液と第2液を個別に吐出(射出)して空中で混合し、これにより形成された混合液滴を塗布対象に塗布する装置である。
塗布装置1は、塗布対象である製品に液滴(接着剤)を塗布する塗布モードと、製品への塗布に先立って液滴の着滴精度を評価する検査モードを有している。
塗布装置1は、塗布モードで動作することにより液滴吐出装置として機能し、検査モードで動作することにより着滴精度検査装置として機能する。
以下では、図1〜図6を用いて塗布装置1の構成と検査モードを用いた調節方法について説明し、図7を用いて塗布モードを用いた製品への塗布例について説明する。
また、ノズル固定部7a、7b、ノズル5a、5bを特に区別しない場合は、単にノズル固定部7、ノズル5と記す。英小文字で区別される他の構成要素も同様とする。
筐体4の上面には、適当な位置を原点とし、鉛直上方にz軸、水平長手方向にx軸、水平短手方向にy軸が右手系を形成するように設定可能となっており、xy平面内で数値制御により移動する塗布対象xyテーブル6が設置されている。
図の例では、基板などの製品に接着剤を塗布する前に、ノズル5a、5bの精度を評価するためのガラス板8(スライドガラス)が塗布対象として設置されている。
当該ガラス板8でノズル5a、5bをテストした後、製品に接着剤が塗布される。接着剤が塗布された製品には、後工程で部品などが貼り付けられる。
ノズル5a、5bは、同一のzx平面内で所定角度の下方(−z方向)の方向に互いに向き合うように配置されている。所定角度は、ノズル5a、5bから吐出される液滴の衝突角度が30〜60度、好ましくは45度となる角度である。
これらx、y、z軸方向の移動、及びθ方向の回転により、ノズル5a、5bの位置や角度が調節可能である。
これらの調節は、ねじ機構によって微調整ができるようになっており、作業者が液滴観察カメラ9で液滴を観察しながら手作業で行う。
第1液、第2液は、衝突して混合されることで化学反応が始まり、塗布面に接着面を形成する。
第1液と第2液の衝突角度は、第1液と第2液が良好に混合するという条件と、混合後の液滴が塗布面に良好に飛行するという条件を満たす角度であり、上記の通り30〜60度、好適には45度である。
ノズル5から液滴が吐出しやすいように主剤や硬化剤に軟化剤を混入して液体の粘度を下げてもよい。
このように両液の混合比に基づく量にてノズル5a、5bから液滴を吐出して混合することにより、2液性接着剤の硬化反応を適切に行わせることができる。
このため、ノズル5a、5bに第1液、第2液が残っていても硬化せず、ノズルの目詰まりを防ぐことができる。
本実施形態では、記憶装置に記憶したドライバプログラムやアプリケーションプログラムをCPUで実行して、液滴観察カメラ9によって撮影した画像の表示、塗布対象xyテーブル6の数値制御、ノズル5a、5bによる液滴吐出の制御、着滴撮影カメラ10によるガラス板8上の液滴の撮影、着滴撮影カメラ10で撮影した画像の解析、及び着滴位置の統計処理、製品への接着剤の塗布などを行う。
CPUは、これらの機能を組み合わせることにより、塗布装置1を塗布モードや検査モードで動作させる。
RAMは、読み書きが可能なメモリであって、CPUが動作する際のワーキングメモリを提供する。
記憶装置は、ハードディスクやEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの記憶媒体を用いて構成されており、コンピュータ3を動作させるプログラムや、撮影した画像データ、統計処理結果などを記憶する。
モニタ画面には、操作画面のほか、液滴観察カメラ9や着滴撮影カメラ10による画像や、後述の統計処理の結果などの情報が表示され、作業者は、これに対してキーボードやマウスから必要な操作を入力したり、ノズル5a、5bの精度を確認したりすることができる。
スピーカは、例えば、検査の開始・終了などを音声にて作業者に通知し、プリンタは検査結果をプリントアウトする。
ノズル5a、5bは、それぞれノズル固定部7a、7bによって同程度の高さ(z座標値)に向かい合って保持され、その軸線は、塗布対象xyテーブル6に対して垂直な同一平面内で下方を向くように設置されている。即ち、ノズル5a、5bは、概略鏡像の位置に設置されている。
吐出された液滴14a、14bは、ノズル5aとノズル5bの軸線の交点付近の空中で衝突して混合し、一塊の混合液滴15となって下方の面に入射する。
このように、液滴14a、14b、及び混合液滴15の軌道(軌跡、飛跡)は破線で示したようにY字型となる。
そして、ノズル5a、5bは、斜め下方に液滴14a、14bを吐出し、混合液滴15の軌道は、鉛直下方向となっている。
作業者は、液滴観察カメラ9を用いて液滴14a、14b、及び混合液滴15を観察し、適量の液滴14a、14bが空中で衝突するように、及び、混合液滴15が鉛直下方に入射するように、ノズル5a、5bの位置や角度、液滴14a、14bの吐出量、吐出タイミング、吐出速度といった吐出条件をノズル5ごとに個別に調節する。
このように、塗布装置1は、ノズル5aと、ノズル5bのうちの少なくとも一方の吐出条件を変更することにより混合液滴15の軌道を調節する調節手段を備えている。
塗布装置1の運用においては、まず、塗布対象xyテーブル6にガラス板8を設置してこれに混合液滴15を着滴させてテストした後(検査モード)、その結果を基に調節を行ってから製品に混合液滴15を塗布する(塗布モード)。この図は検査モードに対応しており塗布対象xyテーブル6にはガラス板8が設置されている。
ここで、ガラス板8は、混合液滴15の陰影が透過する透過部材で構成され、水平に配設された平面部材として機能している。
図示しないが、塗布対象xyテーブル6には、製造ラインを流れる製品に連続して接着剤を塗布するために、塗布対象xyテーブル6に塗布前の製品を供給する機構と、塗布後の製品を搬出する機構が設けられている。
検査モードでは、これら製品を供給・搬出する機構を停止して、図のようにガラス板8を塗布対象xyテーブル6に設置し、検査を行う。
このため、混合液滴15や混合液滴15から蒸発した液滴溶剤が隙間から着滴撮影カメラ10の側の空間に入り込まず、良好な画像を撮影することができる。
また、このような構造とすることにより、着滴撮影カメラ10による撮影系とノズル5a、5bによる吐出系の機械的な干渉を防ぎつつ塗布装置1を小型化することができる。
着滴撮影カメラ10は、撮影方向(カメラレンズの中心線方向)にある対象の像を光学系でCCD(Charge−Coupled Device)などで形成された撮像面に結像し、これをデジタルデータに変換する。
塗布装置1は、製品に混合液滴15を塗布する前に着滴検査を行うことができ、着滴精度検査装置としての機能を有している。
本実施の形態では、着滴の目標点をノズル5a、5bの先端の中間点の直下とし、着滴撮影カメラ10を移動して、着滴撮影カメラ10の光軸(レンズの中心線)を当該中間点の直下に移動させると、着滴撮影カメラ10のレンズの中心の真上の点が混合液滴15の着滴目標点となる。このときの着滴撮影カメラ10の位置から、当該目標点のxy座標値が得られる。
着滴位置のばらつきを統計的に評価するためには、混合液滴15をガラス板8に複数回着滴させることが必要であり、このため、コンピュータ3は、混合液滴15がガラス板8に着滴するたびに塗布対象xyテーブル6を所定量移動させて未着滴の次の目標点が混合液滴15の直下に位置するようにする。
また、第1の液滴吐出手段、及び第2の液滴吐出手段として機能するノズル5a、5bは、ガラス板8の上方に配設されて、混合液滴15をガラス板8に対して鉛直下方に着滴させている。
更に、撮影手段として機能する着滴撮影カメラ10は、ガラス板8の下方に配設され、ガラス板8に着滴した混合液滴15の陰影をガラス板8の裏側から撮影している。
本実施の形態では、混合液滴15をテスト用に塗布する塗布面をガラス板8で構成したが、一般に透明性と耐溶剤性を有する材料で構成することができる。
テスト用の塗布面を構成する材料には、無機材料としては、ガラス板8が好ましく、有機材料としては、ポリエステルフィルム、ポリプロレンフィルムなどの透明な樹脂フィルムを好適に用いることができる。
この場合、塗布面の引張強度を確保すると共に、着滴した混合液滴15の接触角を最適化するため、異なる種類のフィルムをラミネートしたものを用いることもできる。
ノズル5の内部には混合液滴15となる液体(ここでは、第1液、又は第2液)を供給する導管33が吐出方向と同軸に配設されている。
導管33の一端側は、吐出口を構成する開口部となっており、他端側は、液体を蓄えるタンクにつながっている。
なお、ピエゾ素子31は、一例であって、液体を吐出させる動作を行う素子として発熱素子や静電アクチュエータなどを用いることもできる。
加熱温度は、室温より高く、液体が熱によって劣化しはじめる温度より低い温度である。
液滴14a、14bは、ノズル5a、5bから断続的に吐出されるため、混合液滴15も断続的なドットとなって塗布面に入射する。
図では18カ所に混合液滴15が着滴しているが、後述するように吐出精度を統計処理するため、混合液滴15は、多いほど(100カ所以上が望ましい)よい。
座標作成用マーカ35は、着滴撮影カメラ10に対するガラス板8の相対位置を計算するための基準位置を示している。
塗布装置1は、着滴撮影カメラ10をカメラxyテーブル11で移動して座標作成用マーカ35を認識させて上記相対位置を計算し、当該相対位置に基づいてノズル5と塗布面(ガラス板8)の位置関係を表すxyz座標系を設定する。
なお、ガラス板8上に破線36、37を予め印刷したものが利用可能な場合は、これを用いてもよい。
塗布対象xyテーブル6は、これら基準線の交点が目標点に置かれるように(即ち、ノズル5a、5bの先端の中間点直下に位置するように)ガラス板8を移動させる。
これにより、ガラス板8上に統計データをとるためのサンプルとしての混合液滴15が複数個形成される。
このように、塗布装置1は、ガラス板8上で着滴したドットが重ならないように混合液滴15を吐出し、個々の混合液滴15ごとに着滴位置を撮影している。
このように、コンピュータ3は、着滴撮影カメラ10で作成された画像データを受信し、これに基づいて着滴状態(着弾状態)を解析する。
コンピュータ3は、混合液滴15の画像から混合液滴15の重心点41を求め、破線36と破線37の交点(目標点)42からのx軸方向のずれΔxとy軸方向のずれΔyを計算する。
また、塗布装置1は、目標点が設定された平面部材としてのガラス板8を備え、撮影手段としての着滴撮影カメラ10は、混合液滴15の着滴位置の目標点からのずれを撮影している。
また、ガラス板8は、透明であるため、着滴する直前の混合液滴15をガラス板8の裏面から撮影し、これによって着滴精度を評価することも可能である。
この場合、着滴直前に混合液滴15の画像を取り込むため、着滴時の衝撃や塗布面の濡れ性などのために着滴後に混合液滴15が広がったとしても、これらの影響のない画像を得ることができる。
図3(a)は、ノズル5a、5bのz座標を一定に保ったまま液滴14a、14bを吐出した場合における混合液滴15の着滴位置のx軸方向のばらつきの分布を示したグラフである。
このグラフは、横軸にΔX、縦軸に当該ΔXとなったサンプル数(度数)をプロットしたものである。なお、図では、わかりやすくするために度数を曲線で表してある。
分散をσの自乗とすると、1σ、2σ、3σは、それぞれ混合液滴15が68.27%、±2σ、99.73%と含まれる範囲である。
コンピュータ3は、ノズル5a、5bの計測時のz座標とともに、これらの値を出力する。
そのため、ノズル5a、5bを−ΔX、−ΔY方向に移動すれば(オフセットすれば)、混合液滴15の着滴中心位置を目標点に一致させることができる。
ところが、近づきすぎると、液滴14a、14bの衝突点が塗布対象である基板などに干渉する可能性がある。
そのため、液滴14a、14bの衝突点が塗布対象からなるべく離れ、かつ、実用上問題のないσとなる最適なノズル5a、5bの高さ(z座標値)が探索される。
そして、σの値が所定の設定値の範囲にあれば(例えば、3σがDの範囲にあれば)、作業者は、製品に塗布可能であると判断する。
図4は、混合液滴15が着滴するごとにこれを撮影して計測する場合の検査方法を説明するためのフローチャートである。
着滴撮影カメラ10の画像にはカメラの中心を示す十字を表示され、作業者は、座標作成用マーカ35と十字が一致させて、その時の着滴撮影カメラ10の座標値からガラス板8の座標作成用マーカ35の位置を特定する。これを3箇所の座標作成用マーカ35に対して行う。
コンピュータ3は、当該特定した座標作成用マーカ35の位置から、ガラス板8に対してxyz座標系を設定する。
なお、液滴14a、14bの吐出の調節によって、衝突点がノズル5a、5bの先端の中間点からずれている場合があるが、統計処理結果に基づいてノズル5a、5bのxy座標を−ΔX、−ΔYだけオフセットするのでずれていてもよい。
なお、以上のノズル調整、ガラス板8の座標設定、目標点の座標設定は、作業者が行ったが、画像処理によってコンピュータ3が自動で行ってもよい。
すると、塗布装置1は、以下の処理を検査プログラムに従って行う。
まず、塗布装置1は、ノズル5の先端からガラス板8の表面までの距離が初期値となるようにz軸を数値制御してノズル5の高さを設定する(ステップ5)。
吐出した混合液滴15は、目標点付近に着滴し、ガラス板8の表面に混合液滴15のドットを形成する。
すると、塗布装置1は、着滴撮影カメラ10を駆動してガラス板8の表面に着滴した混合液滴15を裏面から撮影し、混合液滴15の画像データをコンピュータ3に送信する(ステップ20)。
この計算は、混合液滴15の画像を画像処理して混合液滴15の重心点を計算し、このxy座標値を着滴位置とする。
そして、コンピュータ3は、先に計算した目標点の座標値と着滴位置の差分を計算し、これを誤差として記憶する。
所定量は、隣接する破線36の間隔、又は隣接する破線37の間隔であり、所定方向は、破線36の方向(x軸方向)、又は破線37の方向(y軸方向)である。
これにより、ガラス板8の未使用の領域が次の目標点としてノズル5a、5bの直下に供給される。このように、塗布装置1は、一筆書きの順番で隣接する格子点を目標点とする。
所定回数に満たない場合(ステップ35;N)、コンピュータ3は、ステップ15に戻り、検査を続行する。
このように、塗布装置1は、塗布対象xyテーブル6でガラス板8を一定量平面移動させ、再度誤差を求めることにより、繰り返しによるばらつきを求めることができる。
一方、所定回数に達した場合(ステップ35;Y)、コンピュータ3は、各混合液滴15の誤差を集計して統計計算を行い、モニタ画面やプリンタなどの出力装置に出力する(ステップ40)。これにより、ノズル5の当該z座標値における統計データが得られる。
これは、例えば、0.1mmずつ合計1mmまでz座標値を増やすなどと予め作業者が設定しておくか、あるいは作業者が手動で行う。
必要がある場合は、この間にガラス板8を手動、又は自動にて交換する。
一方、他のz座標値で計測しない場合(ステップ45;N)、コンピュータ3は、処理を終了する。
以上の検査により、ノズル5の先端から目的位置(目標位置)までの距離に応じたノズル5の着滴精度を統計的に得ることができる。
図4と同じ処理には同じステップ番号を付し、説明を省略する。
ステップ5、15は、先の説明と同じである。
次に、この方法では、コンピュータ3は、ステップ15の後、撮影と着滴位置の計算は行わずに、ステップ30に移行して、ガラス板8の移動と混合液滴15の吐出を所定回数行う。
コンピュータ3は、画像に写った座標作成用マーカ35の位置を基準にして各目標点の位置を計算する。
次に、コンピュータ3は、撮影された混合液滴15の個々について着滴位置を計算し、更に、目標点からの誤差を計算する(ステップ105)。
また、ガラス板8の裏側から全体を一度に撮影して辺部領域の画像が歪む場合は、これを補正する機能を備えて測定精度を高めることができる。
そして、接着剤塗布領域を規定する塗布データをコンピュータ3にセットし、コンピュータ3は、これに基づいて当該対象物の塗布面に混合液滴15を吐出して接着面を形成する。
図6(a)は、筐体4の上部にカメラxyテーブル11と着滴撮影カメラ10を設けた例である。
ノズル5a、5bは、ノズル固定部7により斜め下方に向けられており、ノズル固定部7a、7bとカメラxyテーブル11、及び塗布対象xyテーブル6は、それぞれ筐体4の上面と下面に設けられている。
そして、着滴撮影カメラ10は、ガラス板8の上面に着滴した混合液滴15を撮影する。
この構成では、筐体4の内部にノズル5a、5bや着滴撮影カメラ10が格納されるため、小型化が図れるほか、気流により混合液滴15が偏向するのを防ぐことができる。
ノズル5a、5bは、ノズル固定部7a、7bにより斜め上方に向けられており、ノズル固定部7a、7bとカメラxyテーブル11、及び塗布対象xyテーブル6は、それぞれ筐体4の下面と上面に設けられている。
着滴撮影カメラ10は、鉛直上方を向いており、撮影方向にガラス板8の目標点が位置するようになっている。
そして、着滴撮影カメラ10は、ガラス板8の下面に着滴した混合液滴15を撮影する。
ノズル固定部7a、7bとカメラxyテーブル11、及び塗布対象xyテーブル6は、それぞれ筐体4の対向する側面に設けられている。
着滴撮影カメラ10は、水平を向いており、撮影方向にガラス板8の目標点が位置するようになっている。
そして、着滴撮影カメラ10は、ガラス板8の表面に着滴した混合液滴15を撮影する。
この例では、ノズル5a、5bを上下方向に配置したが、水平方向に配置してガラス板8にノズル5a、5bを吐出するように構成することもできる。
図7(a)に示したように、塗布モードでは、基板などの製品を設置するための治工具である設置台50が塗布対象xyテーブル6に取り付けられる。これは、作業者が手作業で行ってもよいし、自動で行ってもよい。
設置台50は、塗布対象xyテーブル6の開口部に嵌合する突起が下面に形成されており、当該突起を塗布対象xyテーブル6の開口部に嵌め込むことにより、塗布対象xyテーブル6に対する位置が定まると共に、塗布対象xyテーブル6と一体となって移動する。
図の例では、設置台50の上面の所定位置に形成された凹部に塗布対象の製品60bが塗布面を上にして挿入されている。
このため、塗布装置1は、数値制御により、混合液滴15を製品60bの所望の位置に塗布することができる。
そのため、塗布装置1には、−ΔXと−ΔYがオフセット値として設定され(手動又は自動、何れでもよい)、塗布装置1は、当該オフセット値でオフセットした(ずらした)値にてx軸、y軸方向の数値制御を行う。
これにより、混合液滴15の着滴位置のずれが補正された状態で製品60bに混合液滴15を塗布することができ、狙った位置に正確に接着剤を塗布することができる。
これらの装置により、未塗布の製品60aの供給、塗布対象の製品60bへの混合液滴15の塗布、塗布済みの製品60cの搬出が連続して行われ、塗布装置1は、一連の工程を行う製造ラインの構成装置として動作する。
塗布装置1は、複数の混合液滴15aを縦横に隣接するように塗布し、これによって塗布面上に一層目の混合液滴15aの配列が形成される。
図に示したように、着滴した混合液滴15aは、円形のドットとなるため、隣接する混合液滴15aとの間に隙間が生じる。
このように、2層目の混合液滴15bを塗布することにより、接着面全体に隙間無く混合液滴15による接着剤の塗布膜を形成することができる。
また、窪み部45のほか、部品と部品の間を混合液滴15で埋めて接着することもできる。
このように、2液混合型の接着剤が塗布面上で十分混合できない箇所であっても、混合液滴15を塗布することができる。
上に説明した塗布装置1では、塗布装置1に塗布モードと検査モードを備え、1台の装置に液滴吐出装置としての機能と着滴精度検査装置としての機能を備えたが、本変形例では、別々の装置とする。
検査部71の構成は、塗布装置1の検査モードにおける構成と同様であり、ガラス板8に吐出した液滴を着滴撮影カメラ10で撮影して統計処理するようになっている。
図示しないが、塗布部72の上流工程側には、混合液滴15を塗布する前の製品60を供給する供給装置が備えられ、下流工程側には、混合液滴15を塗布した後の製品60を搬出する搬出装置が備えられている。
そして、塗布部72は、−ΔX、−ΔYだけオフセットして数値制御し、当該調節後のノズル5によって混合液滴15を塗布する。
例えば、塗布装置1は、ノズル5a、5bからなるヘッド部を固定して塗布面を移動する所謂ライン塗布装置で構成したが、ヘッド部をX、Y、Z方向に移動させるように構成することもできる。
これにより第1液と第2液は任意の2液とすることができ、例えば、第1液と第2液を空中において所定角度で衝突させ、これによってできた混合液滴15によって3次元プリンタのように基板上にスペーサを形成したり、配線パターンや絶縁性の塗布膜を形成したりなど種々の装置に適用することができる。
これにより、塗布装置1の側で、不適切な大きさの接着面の形成を防止し、最低限の接着強度を確保できる大きさに接着面を形成することができる。
更に、本実施の形態では、混合液滴15を鉛直方向に入射したが、液滴14a、14bの運動量を加減して斜め下方に入射することも可能である。
(1)ノズル5aから第1液を所定方向に吐出し、ノズル5bから第1液と混合することにより硬化促進性を有する第2液を吐出して、両者を空中で衝突させて混合させることができる装置、及び方法を提供することができる。
(2)第1液と第2液が空中で混合してから塗布面に塗布されるため、塗布面上で混合するタイプのものでは困難であった窪み部などへも良好に混合した液滴を塗布することができる。
(3)ノズル内で第1液、第2液を混合してから吐出しても窪み部に混合した液滴を塗布することが可能であるが、この場合、ノズル内で第1液と第2液が混合するため、混合液が硬化して目詰まりが生じる。これに対し、塗布装置1は、空中で混合するため、ノズル内で第1液と第2液が混合することがなく、液滴硬化による目詰まりを防止することができる。
(4)塗布データにより、混合液滴15を塗布する領域の形状や大きさを任意に設定できるため、ユーザは、塗布面上の任意の位置に自由に接着面を形成することができる。
この場合、任意の塗布領域を特定する画像データをアプリケーションなどによって作成し、これを解像度変換などの処理を行って塗布データに変換し、塗布装置1のドライバに対して出力する。塗布装置1は、当該塗布データに従って混合液滴15を塗布する。
(5)ガラス板8を用いてノズル5a、5bから液滴14a、14bを試射して吐出状態を確認するため、製品に塗布する前にノズル5の液滴吐出状態が良好な状態であるか否かを検査することができる。また、当該検査では、ノズル5a、5bからの吐出を繰り返して行うため、1回吐出しただけでは検出することが困難なノズル5の軽微な吐出不良を精度良く検出することができるほか、統計処理が可能となり、混合液滴15の着滴位置のずれを確実に検査することができる。
(6)一般に、接着剤は粘性が高いため、通常のインクジェットヘッドと同様のヘッドから射出しようとするとノズルの目詰まりやノズル内での固化などの問題が生じる。塗布装置1は、粘性の低い第1液、第2液の状態で吐出することができる。
(7)表面で第1液と第2液の混合が困難な被塗布面上で2液を十分に混合でき、接着が可能な封止塗布を行うことができる。
(8)ノズル5a、5bの位置や角度が独立して調節できる。これにより最適な角度で液滴14a、14bを衝突させることにより、混合具合(混合状態)が良好で進行方向の安定した混合液滴15を生成することができる。
(9)液滴14a、14bの容量を独立に調節できるため、最適な混合比で接着剤の主剤と硬化剤を過不足無く反応させることができる。
(10)塗布装置1は、1のノズルから第1液を吐出し、1のノズルとは異なる他のノズルから第2液を吐出して両者を衝突・混合させて塗布面に着弾させることができる。これにより、塗布面に第1液と第2液の混合した液滴のドットが形成される。
3 コンピュータ
4 筐体
5a、5b ノズル
6 塗布対象xyテーブル
7a、7b ノズル固定部
8 ガラス板
9 液滴観察カメラ
10 着滴撮影カメラ
11 カメラxyテーブル
14a、14b 液滴
15 混合液滴
31 ピエゾ素子
32 ヒータ
33 導管
35 座標作成用マーカ
36、37 破線
41 重心点
42 目標点
44 平面部
45 窪み部
46 曲底面凹部
47 段差部
48 凸部
50 設置台
60a、60b、60c 製品
71 検査部
72 塗布部
Claims (10)
- 第1のノズルから第1の液滴を吐出する第1の液滴吐出手段と、
第2のノズルから第2の液滴を吐出し、前記吐出した第1の液滴と空中で衝突させる第2の液滴吐出手段と、
前記衝突によって混合した第1の液滴と第2の液滴の混合液滴の軌道を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記調節手段は、前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段のうちの少なくとも一方の吐出条件を変更することにより前記軌道を調節することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段は、斜め下方に液滴を吐出し、前記混合液滴の軌道は、鉛直下方向であることを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の液滴と前記第2の液滴は、それぞれ、2液混合接着剤の第1溶液と第2溶液であることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の液滴吐出装置。
- 請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の液滴吐出装置の着滴精度を検査する着滴精度検査装置であって、
前記衝突によって混合した第1の液滴と第2の液滴の混合液滴を、複数回の衝突に渡って撮影する撮影手段と、
前記撮影した各混合液滴の画像によって、前記混合液滴ごとの着滴位置を取得する着滴位置取得手段と、
前記取得した各混合液滴の着滴位置の統計に基づいて、前記着滴位置の目標点に対する精度を取得する精度取得手段と、
前記取得した精度を出力する出力手段と、
を具備したことを特徴とする着滴精度検査装置。 - 前記撮影手段は、前記衝突する混合液滴ごとに撮影することを特徴とする請求項5に記載の着滴精度検査装置。
- 目標点が設定された平面部材を備え、
前記撮影手段は、前記混合液滴の着滴位置の前記目標点からのずれを撮影することを特徴とする請求項5、又は請求項6に記載の着滴精度検査装置。 - 前記混合液滴の軌道に対する、前記平面部材の平面方向の位置を、所定の量だけ相対移動させる移動手段を備え、
前記移動手段は、前記混合液滴の着滴ごとに相対移動を行うことで、前記平面部材上の目標点を変更することを特徴とする請求項7に記載の着滴精度検査装置。 - 前記平面部材は、液滴の陰影が透過する透過部材で構成されるとともに、水平に配設され、
前記第1の液滴吐出手段と、前記第2の液滴吐出手段は、前記平面部材の上方に配設されて、前記混合液滴を前記平面部材に対して鉛直下方に着滴させ、
前記撮影手段は、前記平面部材の下方に配設され、前記平面部材に着滴した混合液滴の陰影を、前記平面部材の裏側から撮影することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の着滴精度検査装置。 - 第1のノズルから第1の液滴を吐出する第1の液滴吐出ステップと、
第2のノズルから第2の液滴を吐出し、前記吐出した第1の液滴と空中で衝突させる第2の液滴吐出ステップと、
前記衝突によって混合した前記第1の液滴と前記第2の液滴の混合液滴を、複数回の衝突に渡って撮影する撮影手ステップと、
前記撮影した各混合液滴の画像によって、前記混合液滴ごとの着滴位置を取得する着滴位置取得ステップと、
前記取得した各混合液滴の着滴位置の統計に基づいて、前記着滴位置の目標点に対する精度を取得する精度取得ステップと、
前記取得した精度を出力する出力ステップと、
を含むことを特徴とする着滴精度検査方法。
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