JP2774785B2

JP2774785B2 - 液体塗布方法

Info

Publication number: JP2774785B2
Application number: JP7257496A
Authority: JP
Inventors: 和正生島
Original assignee: Musashi Engineering Inc
Current assignee: Musashi Engineering Inc
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2015-10-04
Also published as: JPH0999268A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液体塗布ノズルの高
さをコントロールしながらワーク表面に液体を塗布する
方法に関するものであり、液状, ペースト状, クリーム
状等を呈する電子材料, 接着剤その他の液体材料の、プ
リント基板, セラミック板, ガラス板などからなるワー
クへの、それ自身の反り、うねり等の他、そこへの既配
設物、既存塗膜等に影響されることのない定常塗布を可
能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】液体塗布ノズルから吐出した液体材料
を、ワーク表面に連続的に、もしくは間欠的に定常塗布
するに際し、ワークに反り等があって、塗布ノズルの先
端とワーク表面との間隔が変化すると、塗布液量, 塗布
形状等が不安定になることから、特開平２−52742 号公
報に開示されているように、塗布ノズルの先端とワーク
表面との間隔を所定の範囲内に調整しながら液体材料を
塗布することが提案されている。ところが、この提案技
術では、ワーク表面上に、既配設物、既存塗膜等がある
場合には、塗布ノズルの高さが、ワーク表面ではなく、
既配設物等の表面を基準として調整されることになっ
て、塗布液量、塗布形状等に変動が生じることから、特
開平６−114313号公報に開示されているように、既配設
物等に対するセンサ計測値が閾値を越えている間は、塗
布ノズルの高さを、計測値が閾値を超える直前の値に保
持する液体塗布方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、後者の従来
技術は、センサの現実の計測値のフィードバック制御に
よって塗布ノズルの高さコントロールが行われるもので
あるため、近年の作業速度の高速化の要請の下で、ワー
クと塗布ノズルとの相対速度を高めた場合には、そのフ
ィードバック制御のタイムラグその他に起因して、例え
ば、塗布ノズルが既配設物の中腹位置に達して初めて、
ノズル高さの閾値制御が行われることになり、その結果
として、ノズルがワーク表面に対して不必要に上昇する
ことになる等の不都合があった。そしてこのことは、相
対速度を一層高めた場合により重大であり、相対速度の
増加につれて、ワークの反り等と、既配設物等との判別
が次第に困難になるという問題もあった。この一方にお
いて、上記従来技術をもってワーク表面に多数の不連続
な液体塗布を行う場合には、各塗布位置毎の間欠的な高
さ計測を行い、その計測結果に基づいて塗布ノズルの高
さをフィードバック制御することが必要になるため、作
業能率の向上には自ずから限界があった。

【０００４】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点を解決することを課題として検討した結果なされ
たものであり、この発明の目的は、ワークそれ自身の反
り、うねり等に対して、高い精度をもって対処し得るこ
とはもちろん、ワーク表面に、既配設物, 既存塗膜等が
ある場合には、液体塗布ノズルの昇降変位を、既配設物
等の存在位置にて、タイムラグなしに正確に中断するこ
とで、高速作業においてなお塗布液量, 塗布形状等の変
動を十分に防止することができる液体塗布方法および、
多数個所への液体の不連続塗布に際し、とくには高さ計
測効率を高めて、作業能率を大きく向上させることがで
きる液体塗布方法を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の液体塗布方法
は、ワーク表面に液体を塗布するに際し、とくに、予め
プログラムした、液体塗布ノズルの、水平面内での、ワ
ークに対する相対移動軌跡中の少なくとも、既知の一個
所、いいかえれば、既配設物等が存在する個所で、そこ
を液体塗布ノズルが通過し終えるまでの間、これもまた
予めのプログラム入力に基づく制御手段からの信号によ
って、高さセンサによる計測を中断してアクチュエータ
を不作動状態とし、そして、その特定個所を通過後は、
信号の反転その他によって、高さ計測を再開し、アクチ
ュエータを再作動させるものである。

【０００６】また、この発明の他の液体塗布方法は、と
くに、ワーク表面を複数の液体塗布領域に区画し、それ
らの各液体塗布領域への液体の塗布に先立って、その液
体塗布領域内の複数個所で、液体塗布ノズルの、ワーク
表面からの高さを計測するとともに、その計測結果の平
均値に基づいて液体塗布ノズルの高さを補正し、そし
て、その補正後のノズル高さを維持したまま、その液体
塗布領域の全ての液体塗布を行うものである。

【０００７】

【０００８】

【作用】この発明の前者の方法によれば、液体塗布ノズ
ルの相対移動軌跡をプログラムする時点においてはすで
に、その軌跡中のどの位置に、どの程度の距離にわたっ
て既配設物等が存在するかが明らかであるので、そのよ
うな各個所にては、センサによる高さ計測を中断する旨
を、これも予めプログラムすることにより、液体塗布ノ
ズルとワークとの相対速度のいかんにかかわらず、その
塗布ノズルが、既配設物等の存在域に達すると、塗布ノ
ズルの昇降運動が確実に停止されることになる。そし
て、その塗布ノズルの、ワーク表面からの高さは、それ
が既配設物等の存在域を通過するまでの間、昇降運動の
停止時のままに維持されるので、ワーク表面、ひいて
は、既配設物等の表面に対する液体材料の塗布は、塗布
速度のいかんにかかわらず、液体塗布ノズルの、ワーク
表面に対する不要な昇降変位なしに行われることにな
る。従って、ワークそれ自身の反り、うねり等に対して
は、塗布ノズルを高い精度をもって昇降変位させて、塗
布液量, 塗布形状等を十分定常ならしめ得ることはもち
ろん、塗布ノズルが既配設物等の中腹位置に達するま
で、その塗布ノズルの高さ調整が行われることになる従
来技術に比し、ワーク表面に、それらの既設配設物等が
存在しないかの如くに液体塗布を行うことで、所期した
とおりの量, 形状等に対して常に正確な液体塗布を行う
ことができる。

【０００９】また、この発明の後者の方法では、各液体
塗布領域内の、既配設物等の存在しない代表的な複数個
所で、液体塗布ノズルの、ワーク表面からの高さを計測
し、そして、その計測結果の平均値に基づいて塗布ノズ
ルの高さを補正して、その補正後の状態を維持したま
ま、液体塗布領域内の全ての位置に液体材料を塗布する
ことにより、とくには、多数の不連続な液体塗布を行う
場合に、各塗布位置ごとに、塗布ノズルの高さ計測およ
び高さ調整のそれぞれを行う従来技術に比して、液体塗
布作業の作業能率を大きく向上させて、作業を十分に高
速化することができる。しかもここでは、塗布領域内の
二個所以上の位置にて高さ計測を行って、それらの平均
値に基づいてノズル高さを補正することで、高さ精度を
一層向上させることができる。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明の実施装置を示す略線正面
図であり、図中１は基部フレームを示す。ここではこの
基部フレーム１にＹ軸アクチュエータ２を取付け、この
Ｙ軸アクチュエータ２によって、基部フレーム上に配設
したＹ軸ベース３を、紙面と直交する方向に駆動可能な
らしめるとともに、そのＹ軸ベース３に装着したＸ軸ア
クチュエータ４により、Ｙ軸ベース上に配設したＸ軸ベ
ース５を図の左右方向に駆動可能ならしめる。ここで、
Ｘ軸ベース上には、たとえば板状をなすワークＷを、負
圧吸着, 磁気吸着, クランプなどによって位置決め載置
可能ならしめる。

【００１３】またここでは、Ｚ軸フレーム６にＺ軸アク
チュエータ７、たとえばパルスモータを取付け、このパ
ルスモータによって、Ｚ軸ベース８、ひいては、そこに
シリンジ９とともに取付けた液体塗布ノズル10の、所要
に応じた昇降変位を可能ならしめる。なお、Ｚ軸ベース
８、図に示すところではシリンジ９に、塗布ノズル10と
ともに昇降変位する高さセンサ11を取付け、この高さセ
ンサ11によって、塗布ノズル10の先端の、ワークＷの表
面からの高さを、好ましくは、塗布ノズル10に幾分先行
する位置で計測する。すなわち、塗布ノズル10の昇降制
御の若干のタイムラグを考慮するならば、そのノズル10
に幾分先行する位置で計測を行うことで、タイムラグの
影響を有効に吸収することができる。

【００１４】ところで、各アクチュエータ２, ４, ７
は、制御手段12に接続され、そこからの指令に基づい
て、所定の速度で、所定時間作動され、また、高さセン
サ11は、これもまた制御手段12に接続されて、そこへ高
さの計測結果を入力するとともに、そこから高さ計測の
中断および再開信号を受ける。

【００１５】図２は、他の実施装置を例示する略線正面
図であり、この例は、Ｚ軸フレーム６に、二個づつの、
Ｚ軸アクチュエータ7a, 7b、Ｚ軸ベース8a, 8bおよびシ
リンジ9a, 9bを取付けることにより、それらのシリンジ
9a, 9bに設けたそれぞれの液体塗布ノズル10a, 10bおよ
び高さセンサ11a, 11bの、相互に独立した作動を可能ら
しめたものであり、ここでもまた、それぞれのアクチュ
エータ２, ４, 7a, 7bおよび高さセンサ11a, 11bを、制
御手段12に接続する。

【００１６】図３は、以上に述べた装置の制御手段12、
なかでもＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7bの作動制御部13
の作用を示すブロック線図である。ここで、この制御手
段12には、液体塗布ノズル10, 10a, 10bの相対移動軌跡
の他、その移動軌跡中の、既配設物等の急峻な凹凸部の
存在個所が予めプログラムされており、これにより、Ｙ
軸アクチュエータ２およびＸ軸アクチュエータ４のそれ
ぞれは、制御手段12からの指令に基づき、Ｙ軸ベース３
およびＸ軸ベース５のそれぞれ、ひいては、Ｘ軸ベース
上のワークＷを、水平面内で、プログラムされた移動軌
跡に従って変位させ、また、作動制御部13は、塗布ノズ
ル10, 10a, 10bの相対移動中に、それが、プログラムさ
れた既配設物等の存在個所に達したときに、高さセンサ
11, 11a, 11bに計測中断信号を出力し、この結果とし
て、Ｚ軸アクチュエータ７, 7a, 7bを不作動状態とし
て、液体塗布ノズル10, 10a, 10bの高さを、既配設物等
の存在個所に達する以前の高さに維持する。この一方
で、作動制御部13は、塗布ノズル10, 10a, 10bが、プロ
グラムされた既配設物等の存在個所を通過したときに、
高させンサ11, 11a, 11bに計測再開信号を出力し、その
後は、高さセンサ11, 11a, 11bからの計測結果に基づい
て、Ｚ軸アクチュエータ７, 7a, 7bの作動を制御する。

【００１７】なお、ここにおける作動制御は、たとえ
ば、液体の塗布幅、塗布量などの条件に従って決定され
る、液体塗布ノズル10, 10a, 10bの、ワーク表面からの
高さを基準値とし、高さセンサ11, 11a, 11bによる計測
結果がその基準値, より正確には、その基準値を中心と
する一定領域より大きいか、小さいかを作動制御部13に
て判定し、ワークＷの反り、うねりなどに起因して、そ
の判定結果が大小いずれかの側に偏っている場合には、
作動制御部13からＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7bに補正
信号を出力してＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7bの作動を
もたらし、これによって、液体塗布ノズル１０, 10a, 1
0bの高さを、基準値に一致もしくは近接させることによ
り行い、この結果として、液体の十分定常な塗布が実現
される。

【００１８】図４は、このことを、ワークＷの表面に、
予めプログラムされた軌跡14に従って液体を塗布する場
合について示す平面図であり、図５は、その場合のフロ
ーチャートである。なお、図４中15は、軌跡14中に存在
する既配設物を示す。

【００１９】ここでたとえば、図中の点16a から点16b
まで右廻りに塗布を行うときには、液体塗布ノズル10,
10a, 10bを点16a 上に下降させる。この場合において、
塗布ノズル10, 10a, 10bが高さの制御範囲内に入ると、
高さセンサ11, 11a, 11bの計測結果が作動制御部13へ入
力され、作動制御部13はその計測結果に応じた補正信号
をＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7bに出力して、そのアク
チュエータ７, 7a, 7bを作動させ、これによって、塗布
ノズル10, 10a, 10bを、基準高さもしくはその近傍にも
たらす。その後は、液体塗布ノズル10, 10a, 10bからの
液体の塗布と、その塗布ノズル10, 10a, 10bの、ワーク
Ｗに対する相対移動とを開始して、塗布ノズル10, 10a,
10bを、高さセンサ11, 11a, 11bの作動下で、軌跡14上
に移動させる。そして、その塗布ノズル10, 10a, 10b
が、既配設物15の手前位置16c に達した時に、入力プロ
グラムに基づいて、作動制御部13から高さセンサ11, 11
a, 11bへ、計測中断信号が出力され、それらのセンサ1
1, 11a, 11bは高さ計測を中断する。従って、この中断
後は、作動制御部13からＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7b
への補正信号の出力はなく、塗布ノズル10, 10a, 10bの
高さは、高さ計測の中断時のままに維持される。

【００２０】このようにしてノズル高さを一定に維持さ
れたまま塗布ノズル10, 10a, 10bが相対移動して、それ
が既配設物15の通過点16d に達すると、作動制御部13か
ら高さセンサ11, 11a, 11bへ計測再開信号が出力され、
それ以後は、高さセンサ11,11a, 11bの計測結果に応じ
て作動計測部13からＺ軸アクチュエータ７, 7a, 7bへ補
正信号が出力されて、ノズル高さの修正が行われ、そし
て、塗布ノズル10, 10a, 10bが点16b に達すると、液体
の塗布の停止と、塗布ノズル10, 10a, 10bの元位置への
上昇とが行われて一連の塗布作業が終了する。

【００２１】以上のようにして液体を塗布する場合に
は、塗布ノズル10, 10a, 10bの相対移動速度のいかんに
かかわらず、既配設物15の存在部分では、塗布ノズル1
0, 10a,10bの昇降変位を、タイムラグなしに正確に停止
することができるので、センサの計測結果に基づいてノ
ズル高さをフィードバック制御する従来技術に比して、
塗布量, 形状等につき、はるかにすぐれた精度をもたら
すことができる。

【００２２】図６は、液体の他の塗布方法を例示する平
面図である。ここでは、はじめに、ワークＷの表面に複
数の液体塗布領域21〜26を区画し、次いで、高さセンサ
11, 11a, 11bの作用下で、各塗布領域内、図ではそのほ
ぼ中央部に位置する代表計測点21a 〜26a の各点で、塗
布ノズル10, 10a, 10bの、ワーク表面からの高さを計測
するとともに、作動制御部13により、それらの計測結果
に基づき、代表計測点21a 〜26a に対するノズル高さの
補正値、たとえば、塗布ノズル10, 10a, 10bの基準下降
量に対する増減量を演算し、そして記憶する。しかる後
は、上昇姿勢とした塗布ノズル10, 10a, 10bを、領域21
内の塗布点21b へ、代表計測点21a に対する補正値を考
慮して下降させて、その塗布点21b に対する液体の塗布
を行い、続いて、そのノズル10, 10a, 10bを上昇させ
る。以後は、領域21内の他の全ての塗布点21c 〜21i に
対し、同様の下降、塗布および上昇を順次に繰返す。

【００２３】ところで、この場合のノズル下降量は、全
ての塗布点21b 〜21i において、予め設定した基準下降
量に対して代表計測点21a についての補正増減量を加算
もしくは減算した一定値となる。このようにして一の領
域21内での塗布を終了した後は、隣接する領域22内の塗
布点22ｂへ、代表計測点22ａに対する補正値を考慮して
ノズルを下降させて塗布を行い、このことを他の全ての
塗布点22ｃ〜22ｉについて繰返し、これらのことを、他
の全ての領域23〜26にて行うことによって一連の塗布作
業を終了する。なお、上述したところでは、全ての代表
計測点21a 〜26a の高さ計測および、補正値演算を予め
行った後に塗布作業を開始することとしたが、各領域毎
に、高さ計測等と塗布作業とを順次に行うこともでき
る。

【００２４】以上のようにして液体の塗布を行う場合に
は、各点毎の高さ計測および高さ補正が不要となること
から、作業能率を大きく向上させることができる。とこ
ろで、このような液体塗布に当たっては、各領域内の複
数個所で、塗布ノズルのワーク表面からの高さを計測す
るとともに、それらの計測結果の平均値に基づいてノズ
ル高さの補正を行うことによって高さ精度をより一層高
めることができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明の第１の方法によれば、高さ計
測の中断位置情報を予めプログラム入力しておくことに
より、液体塗布ノズルの相対移動速度の大小にかかわら
ず、既配設物等に対するノズル高さを、タイムラグ、閾
値等の影響なしに高い精度をもって確実に制御すること
ができ、これにより、ワーク表面に既設配設物等が存在
しないかの如くの塗布作業を行って、液体の塗布量, 形
状等を高い精度でコントロールすることができる。ま
た、第２の方法によれば、複数の液体塗布領域の各々
の、代表的なノズル高さを計測するだけで足りるので、
作業能率を大きく向上させることができる。なお、この
後者の方法においては、塗布領域内の二個所以上の位置
で高さ制御を行うことによって、仕上がり精度をより一
層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施装置を例示する略線正面図であ
る。

【図２】この発明の他の実施装置を例示する略線正面図
である。

【図３】制御手段の作用を示すブロック線図である。

【図４】発明方法の説明図である。

【図５】図４に示す方法のフローチャートである。

【図６】他の発明方法の説明図である。

【符号の説明】

１基部フレーム２Ｙ軸アクチュエータ３Ｙ軸ベース４Ｘ軸アクチュエータ５Ｘ軸ベース６Ｚ軸フレーム７, 7a, 7b Ｚ軸アクチュエータ８, 8a, 8b Ｚ軸ベース９, 9a, 9b シリンジ 10, 10a, 10b 液体塗布ノズル 11, 11a, 11b 高さセンサ 12 制御手段 13 作動制御部 14 軌跡 15 既配設物 16a, 16b 点 16c 手前位置 16d 通過点 21〜26 液体塗布領域 21a 〜26a 代表計測点 21b 〜21i 塗布点Ｗワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０５Ｄ 7/24 ３０１Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０１Ｐ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 1/26 B05C 5/00 B05D 7/00,7/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを位置決め載置する、水平面内で
変位可能なテーブルおよび、このテーブルに対して昇降
変位される液体塗布ノズルと、液体塗布ノズルの先端か
らワーク表面までの距離を計測する高さセンサおよび、
高さセンサの計測結果に基づいて、液体塗布ノズルの昇
降変位信号を出力する制御手段と、この制御手段からの
信号に応じて液体塗布ノズルを昇降変位させるアクチュ
エータとを具える液体塗布装置をもって、ワーク表面に
液体を塗布するに際し、液体塗布ノズルの、予め設定した、ワークに対する、水
平面内での相対移動軌跡中の少なくとも、既知の一個所
で、そこを液体塗布ノズルが通過するまでの間、予めの
入力に基づく制御手段からの信号によって、高さセンサ
による計測を中断して、アクチュエータを不作動状態と
することを特徴とする液体塗布方法。
【請求項２】ワークを位置決め載置する、水平面内で
変位可能なテーブルおよび、このテーブルに対して昇降
変位される液体塗布ノズルと、液体塗布ノズルの先端か
らワーク表面までの距離を計測する高さセンサおよび、
高さセンサの計測結果に基づいて、液体塗布ノズルの昇
降変位信号を出力する制御手段と、この制御手段からの
信号に応じて液体塗布ノズルを昇降変位させるアクチュ
エータとを具える液体塗布装置をもって、ワーク表面に
液体を塗布するに際し、ワーク表面を複数の液体塗布領域に区画し、各液体塗布
領域への液体の塗布に先立って、その液体塗布領域内の
複数個所で、液体塗布ノズルの、ワーク表面からの高さ
を計測するとともに、その計測結果の平均値に基づいて
液体塗布ノズルの高さを補正し、この補正後の液体塗布
ノズル高さを維持したまま、その液体塗布領域内での液
体塗布を行うことを特徴とする液体塗布方法。