TWI446972B - Ink jet applicator and method - Google Patents

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TWI446972B
TWI446972B TW100101434A TW100101434A TWI446972B TW I446972 B TWI446972 B TW I446972B TW 100101434 A TW100101434 A TW 100101434A TW 100101434 A TW100101434 A TW 100101434A TW I446972 B TWI446972 B TW I446972B
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Junichi Matsui
Yoshitsugu Miyamoto
Katsuyoshi Watanabe
Hideo Nakamura
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Hitachi Ltd
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Description

噴墨塗抹裝置及方法
本發明係關於一種精確度良好的噴墨塗抹裝置及方法，其係在藉由噴墨方式對平滑構件塗抹液狀材料時，以在藉由攝像手段所得的資料施行圖像處理的方式，算出應塗抹的溝狀之現狀位置，並於下一塗抹時算出與基準位置之偏離量，藉由修正移動塗抹頭的位置，進行精確度良好的噴墨塗抹。
噴墨方式係從利用氣泡或壓電元件的噴墨頭以高精確度噴出少量液滴的方式。利用高精確度地噴出該液滴以塗抹於做為對象之構件的裝置，即為噴墨塗抹裝置。近年來，能實現高精細塗抹的裝置逐漸受到矚目，不僅是對紙的印刷，也尋求其對於各種產業領域之可適用性，亦有已實用化者。
以往，已提出一種技術，其係為了消除因頭部的射出狀態不同所造成的影響，而在基板上進行圖案塗抹，利用照相機計測其塗抹點之位置偏差來算出移動量，藉由使頭部朝XYθ方向移動來進行修正，使該頭部更接近目標位置，藉此，減少各塗抹點的位置偏差而能製造均勻而無不均之高品質面板(例如，參照專利文獻1)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-95690號公報
在噴墨塗抹時，做為決定塗抹位置精確度的要素，大致分為兩點。第一點是根據來自噴墨塗抹頭的噴嘴孔之液滴的射出方向所致之各塗抹點的位置偏差。第二點是噴墨塗抹頭的噴嘴孔與應塗抹對象物的塗抹位置之一致的程度。
專利文獻1記載的技術能解決第1點，但對於第2點，根據做為對象之構件的種類而仍有未能充分解決的部分。
以下，做為塗抹對象之構件為撓性積層薄膜，其薄膜表面預先形成有呈長溝狀之圖案(以下將該溝狀圖案稱為劃溝(Scribe))。該劃溝係利用雷射光等所形成者，由於是撓性材料，所以產生雷射光照射位置誤差。
又，亦可考慮在定位於塗抹部位之後，利用照相機拍攝以一定間隔設置的定位用標記並進行辨識，計測做為塗抹對象之構件的定位狀態之手法。但是，由於在比塗抹製程更前面的製程中進行薄膜加熱、冷卻，所以積層薄膜產生膨脹、收縮，定位用標記產生位置偏差，而產生噴墨方式的塗抹頭之噴嘴孔的位置偏離應塗抹的目標位置之問題。
本發明之目的在於提供一種噴墨塗抹裝置及方法，其能消除該問題，藉由修正撓性積層薄膜的表面之應塗抹目標的位置，從噴墨塗抹頭的噴嘴孔將液滴射出至正確位置，而提高對薄膜之塗抹品質。
為了達成上述目的，本發明係一種噴墨塗抹裝置，係由將輥狀薄膜捲出並加以搬運的上游側導輥、及用於吸附保持經捲出之薄膜的吸附台、及在吸附台所吸附保持著的薄膜上塗抹液狀塗抹材之塗抹頭、以及搬運塗抹有塗抹材的薄膜並加以捲繞成輥狀之下游側導輥所構成，其特徵為：鄰接著塗抹頭設置攝影照相機，塗抹頭和攝影照相機係設置位置成為一體而形成塗抹頭單元部，塗抹頭單元部係於該吸附台上方藉由可三維方式移動的XYZ軸方向驅動手段而移動，在塗抹頭的塗抹動作中，藉由攝影照相機預先拍攝下一塗抹位置，藉由利用圖像處理手段處理攝影照相機的拍攝結果來修正與當初設定的塗抹位置之偏離量，並使塗抹頭移動到下一塗抹位置。
又，其特徵為：塗抹頭單元部為複數組，XYZ軸方向驅動手段係將成為薄膜的寬度方向之Y軸方向予以共通化，讓全部的塗抹頭單元部進行動作，而針對成為薄膜的長度方向之X軸方向和成為高度方向之Z軸方向，各塗抹頭單元部可個別地移動。
進一步，其特徵為：在薄膜的塗抹位置設置有定位用標記，於吸附保持著經捲出之薄膜的狀態，藉由攝影照相 機拍攝定位用標記，且一起修正薄膜的吸附保持的位置偏離量，並使塗抹頭移動到下一塗抹位置。
又進一步，其特徵為：利用攝影照相機預先拍攝的塗抹位置形狀為線狀的溝形剖面。
根據本發明，係藉由直接計測並修正薄膜表面的應塗抹目標的位置，從噴墨塗抹頭的噴嘴孔將液滴射出至正確位置，而提高薄膜的塗抹品質。
以下，使用圖式說明本發明之實施形態。
此外，以下說明之實施形態係將經施加非矽系半導體材料(例如CIGS薄膜)的太陽電池用薄膜當作塗抹對象之一例，藉由在該薄膜上利用噴墨方式的塗抹頭塗抹電極材或絕緣材，進行電極或絕緣膜等之膜形成。而且，CIGS薄膜係由Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)所構成的半導體材料薄膜，「CIGS」係將該等素材的第一個英文字母排列而成者。
第1圖係顯示本發明之噴墨塗抹裝置及方法的第1實施形態之概略構成立體圖。1為太陽電池用積層薄膜(以下簡稱為薄膜)，2為捲出側薄膜輥，3為捲繞側薄膜輥，4、5為導輥，6、7為升降導輥，8、9為吸附棒，10為吸附台，11為捲出側軸馬達，12為捲繞側軸馬達，13、14為薄膜按壓棒，15為塗抹頭，16為捲出部，17為塗抹部，18為捲繞部，19為攝影照相機。
又，第2圖係具體地顯示第1圖中的塗抹部17之構成的俯視圖。20為X軸驅動手段，21為Z軸驅動手段，22為Y軸驅動手段，23為Y軸台架，24為Y軸台面，在對應第1圖的部分加上同一符號而省略重複說明。
進一步，第3圖係顯示第1圖中的薄膜1之構成的一具體例之立體圖。25為聚醯亞胺薄膜層，26為CIGS薄膜層，27為緩衝層，28為透明電極層，29為劃溝。
第1圖中，空間係朝X軸方向被區分成捲出部16、塗抹部17以及捲繞部19。捲出部16係朝X軸方向依序排列設置有藉由捲出側軸馬達11而被旋轉驅動之捲出側薄膜輥2、上游側之導輥4、升降導輥6、吸附棒8。捲繞部18係朝X軸方向依序排列設置有下游側之吸附棒9、升降導輥7、藉由導輥5及捲繞側軸馬達12而被旋轉驅動之捲繞側薄膜輥3。又，塗抹部17設置有吸附台10、塗抹頭15、薄膜按壓棒13、14。吸附棒8、9和吸附台10係將真空泵當作真空源，利用真空閥30(第4圖)進行薄膜1之吸附固定或固定解除。
在捲出部16，將塗抹部17之做為電極材或絕緣材的塗抹對象之薄膜1以輥狀捲附於捲出側薄膜輥2。又，該薄膜1係從該捲出側薄膜輥2被捲出且通過塗抹部17，在捲繞部18被捲繞在捲繞側薄膜輥3。此處，薄膜1的長度方向為X軸方向，其寬度方向為Y軸方向，垂直於其面之方向為Z軸方向。
塗抹部17係藉由吸附台10將薄膜1真空吸附並且固定位置。
又，如第2圖所示，噴墨式的塗抹頭15可藉由Z軸驅動手段21個別地改變高度。組入具備該Z軸驅動手段21的塗抹頭15並與攝影照相機19鄰接固定，成為一體而形成頭單元部。該塗抹頭15和攝影照相機19之組，可進一步藉由X軸驅動手段20而朝X軸方向移動，一面改變與其他的塗抹頭15和攝影照相機19之組(照相機單元部)的相對位置一面修正位置偏差。
形成該照相機單元部的塗抹頭15和攝影照相機19之組亦可以是1組，但為了使處理速度提高，以複數組為佳。此處採用4組，4組被固定於共通的Y軸台架23，沿著Y軸台面24，在薄膜1的進行塗抹的劃溝29(第3圖)的長度方向，朝平行的Y軸方向進行動作。由Y軸台架23和Y軸台面24構成的Y軸驅動手段22，可藉由伺服馬達透過滾珠螺桿進行驅動，亦可藉由線性馬達進行驅動。
如此地藉由固定在Y軸台架23的噴墨式之塗抹頭15，將液狀電極材或絕緣材等(以下彙總該等而稱之「塗抹材」)塗抹於薄膜1上，進行形成電極或絕緣膜。
回到第1圖，在塗抹部17，於薄膜1的預定塗抹對象區，塗抹材的塗抹結束時，由捲出側薄膜輥2捲出薄膜1，且將該薄膜1捲繞在捲繞側薄膜輥3，接連地在連續的薄膜1反複塗抹。
此外，塗抹對象區係指在塗抹部17，1個塗抹頭15在薄膜1上具有應塗抹的區域者。又，如第2圖所示，於使用複數個塗抹頭15的情形，係於塗抹部17依各個塗抹頭15而設定塗抹對象區。
將薄膜1從捲出側薄膜輥2側朝捲繞側薄膜輥3側進行搬運，使該薄膜1的下一塗抹對象區(各個塗抹頭15接著要進行塗抹的塗抹對象區)位於如塗抹部17之能進行塗抹材之塗抹的位置。此時，在捲出部16，從藉由捲出側軸馬達11而被旋轉驅動的捲出側薄膜輥2所捲出之薄膜1，係藉由導輥4和升降導輥6支持。此時，升降導輥6上升至比吸附台10的吸附面還高之位置。又，在捲出部16，薄膜1被升降導輥7和導輥5支持著，且被捲繞至捲繞側薄膜輥3。此時，升降導輥7上升至比吸附台10的吸附面還高之位置。因此，薄膜1可於不接觸在吸附棒8、9或吸附台10的情形下朝X軸方向移動。
如此地，設計成當薄膜1被從捲出部16側朝捲繞部18側那一方移送時，薄膜1被升降導輥6、7抬起，藉此使薄膜1於不接觸在吸附台10的情形下被搬運，而可防止薄膜1的背面擦傷。
如此地，薄膜1係藉由升降導輥6、7而於不接觸在吸附棒8、9或吸附台10的狀態下進行搬運，當薄膜1的下一塗抹對象區到達塗抹部17時，薄膜1的搬運結束，且該塗抹對象區在塗抹部17的X軸方向之定位完成。此外，該定位首先進行監視捲繞側薄膜輥3之捲繞量，予以粗略的位置調整。
接著，在捲繞側軸馬達12掛上制動器使薄膜1的捲繞部18側成為固定狀態。而且，與此同時地，以在捲出側軸馬達11使朝與薄膜1的捲出之旋轉方向為逆旋轉的方向成為施加有轉矩之狀態的方式，使薄膜成為附加有一定張力之狀態。
藉此，即使薄膜1的搬運結束，該薄膜1仍然呈保持著在其長度方向(亦即，其係被搬運的X軸方向)繼續施加有張力的狀態，因此薄膜1不會產生鬆弛。
於該狀態下，在塗抹部17，升降導輥6、7下降，藉此利用吸附保持薄膜1的下面之吸附棒8、9，將薄膜1吸附保持在吸附台10。
此處，如第3圖所示，薄膜1形成依序積層有聚醯亞胺薄膜層25、CIGS薄膜層26、緩衝層27及透明電極層28之複數層積層薄膜的構成，全體的厚度亦同樣地為大約數10μm~100μm。在該薄膜1的表面側設有溝狀的凹陷部亦即劃溝29，在該劃溝29塗抹塗抹材以形成電極或絕緣膜。CIGS薄膜層26的膜厚為大約數10μm~100μm的薄膜狀，該CIGS薄膜層26為進行實質發電的部分。
而且，劃溝29有兩種，一種是透明電極層28及緩衝層27形成為溝狀者，另一種是除了透明電極層28、緩衝層27以外還包含至CIGS薄膜層26皆形成為溝狀者。藉由在溝狀的凹部予以噴墨塗抹材料，使劃溝29成為取得層內導通或層間導通者。大致上，劃溝29的溝寬為大約數10μm~100μm，深度為大約數μm~10μm。
回到第1圖，各個塗抹頭15可在XY軸平面內移動動作和在Z軸方向(高度方向)移動動作，各個塗抹頭15的下面設有大約250個朝向薄膜1的噴嘴孔，藉由壓電驅動而從各噴嘴孔壓出塗抹材液滴，以點狀射出至薄膜1上。藉由X軸驅動手段20或Y軸驅動手段22(第2圖)使塗抹頭15的噴嘴在XY軸平面內移動且個別地射出塗抹材，藉此可在薄膜1的塗抹面以所有的圖案精細地塗抹塗抹材。
如此地，在塗抹部17，對於薄膜1上的預定塗抹對象區塗抹塗抹材結束後，進行從捲出側薄膜輥2捲出薄膜1和將薄膜1捲繞至捲繞側薄膜輥3。在塗抹部17，接連地對連續的薄膜1上之各塗抹對象區，反複進行利用塗抹頭15之塗抹。
第4圖係顯示第1圖中具有塗抹位置修正功能的噴墨塗抹裝置之控制部的一構成例之方塊圖。30為真空閥，31為調節器，32為閥單元，33為汽缸，34為USB(Universal Serial Bus)記憶體，35為硬碟，36為控制單元，36a為微電腦，36b為資料通訊匯流排，36c為外部介面，36d為塗抹頭控制器，36e為圖像處理控制器，36f為馬達控制器，37為監視器，38為鍵盤，36gx為X軸驅動器，36gy為Y軸驅動器，36gz為Z軸驅動器，對於與前述圖式相對應的部分附加同一符號而省略重複說明。
該圖中，控制單元36係形成藉由資料通訊匯流排36b連接微電腦36a、外部介面36c、塗抹頭控制器36d、圖像處理控制器36e以及馬達控制器36f之構成。
控制單元36係透過外部介面36c，驅動控制汽缸33等氣動驅動機器及捲出側軸馬達11、捲繞側軸馬達12或其他的輥用馬達。而且，亦控制真空閥30，該真空閥30係進行來自真空泵的切換，該真空泵係於藉由吸附棒8、9(第1圖)或吸附台10(第1圖)真空吸附薄膜1時當作真空源。塗抹頭控制器36d係根據控制單元36之控制，而控制來自塗抹頭15的各噴嘴孔之有無塗抹材料射出或時序。圖像處理控制器36e係根據控制單元36之控制，藉由攝影照相機19拍攝劃溝29(第3圖)或後述定位標記38a、38b(第10圖、第11圖)，藉由圖像處理算出劃溝29或定位標記38a、38b在視野內之位置。馬達控制器36f係根據控制單元36之控制，分別驅動控制安裝在塗抹頭15的X軸驅動馬達之X軸驅動器36gx、Y軸驅動馬達之Y軸驅動器36gy或Z軸驅動馬達之Z軸驅動器36zh。
進行塗抹位置之偏離量修正或薄膜吸附固定位置之偏離量修正時，偏離量係藉由圖像處理控制器36e算出，且藉由微電腦36a換算其結果，進行藉由馬達控制器36f之反映在各馬達移動量之處理。然後，藉由塗抹頭控制器36d而從塗抹頭15的噴嘴射出塗抹材料且塗抹在薄膜1。
第5圖係顯示第1圖所示之藉由塗抹頭15對薄膜1上的塗抹對象區進行塗抹材之塗抹處理的一連串流程之一具體例的流程圖。以下，針對1個塗抹頭進行說明，但使用複數個塗抹頭時，關於其他塗抹頭亦同樣。
該圖中，全體處理流程係：從步驟110至步驟130為一連串動作的第一次且僅實行一次，在步驟140進行判定處理。對應其判定結果，在步驟190進行結束處理，或將步驟150至步驟180進行反複處理。
在步驟110，藉由安裝在塗抹頭15旁邊的攝影照相機19，移動拍攝薄膜1上的塗抹對象區之劃溝29。此處，若無法一次塗抹該塗抹對象區全體時，則將該塗抹對象區分割成複數區域(以下，稱該區域為局部區域)，依序進行塗抹各個局部區域。以下，將塗抹對象區當作在各該局部區域進行塗抹。因而，藉由攝影照相機19之拍攝係針對塗抹對象區的局部區域進行。
在步驟120，將已拍攝之圖像進行圖像處理，以偏離攝影照相機19的視野中心之偏離量為基準，算出塗抹時的修正值。在步驟130，將修正值反映於本來應塗抹的位置，加算或減算目標位置之X座標、Y座標，在塗抹對象區上使塗抹頭15正確地移動。
在步驟140，進行判斷是否已完成1個塗抹對象區全體的塗抹，若塗抹未完成，則將以下說明的步驟150至步驟180的塗抹動作，在各局部區域反複進行。反複進行該塗抹動作之後，若完成1個塗抹對象區全體的塗抹，則在步驟190當作結束塗抹處理。
若未完成塗抹對象區全體(亦即，該塗抹對象區所有的局部區域)的塗抹，則在步驟150進行在1個局部區域之塗抹動作。而且，與該塗抹動作同時地，在步驟160，藉由安裝在塗抹頭15旁邊的攝影照相機19，在薄膜1上相同的塗抹對象區移動拍攝下一局部區域上的劃溝29。接著，在步驟170，將在該塗抹動作中已拍攝的圖像進行圖像處理，以偏離攝影照相機19的視野中心之偏離量為基準，算出在該下一局部區域進行塗抹時的修正值。最後，在步驟180，將上述修正值加在本來應塗抹的位置，在下一局部區域上移動塗抹頭15。根據以上所述，可於塗抹位置的偏離量已修正之狀態下，依序在局部區域進行塗抹。
此外，在此處，局部區域係包含複數條劃溝29，其數量通常當作數條(大約5條)。亦即，將大約10條當坐群組處理，該劃溝29的1個群組係包含在1個局部區域，在現在的塗抹動作中先取得次下一群組(亦即，下一局部區域)的修正值來進行計測。
第6圖係具體地顯示以上的處理動作之立體圖。39a~39c為攝像部，40a、40b為塗抹部，對於與前述圖式相對應的部分附加同一符號而省略重複說明。
該圖中，各個攝像部39a~39c、塗抹部40a、40b係相當於相對於塗抹頭15的塗抹對象區中的1個局部區域之大小的區域，攝像部39a~39c係成為攝影照相機19拍攝的對象區域，塗抹部40a、40b係成為塗抹頭15塗抹的對象區域。此外，在此處係將5條劃溝29當作1群組，且設定成在各局部區域各包含1群組份的劃溝29。
第6(a)圖係顯示第5圖的步驟110至步驟130之處理動作者，塗抹對象區的最先的局部區域成為攝像部39a。
在該攝像部39a，藉由設置在塗抹頭15旁邊的攝影照相機19，拍攝最先的局部區域中的劃溝29，求出其位置。該攝像係藉由使攝影照相機19與塗抹頭15一起朝Y軸方向移動來進行。
該攝像結束，接著為了在該最先的局部區域進行塗抹，而使塗抹頭15朝最先成為塗抹對象的局部區域之方向(X軸方向)移動，但將做為在該移動中已藉由攝影照相機19拍攝的攝像部39a亦即最先的局部區域中的劃溝29之攝像資料，進行圖像處理，算出最先預定塗抹的局部區域(亦即，已成為攝像部39a之局部區域)之劃溝29的位置之修正值。亦即，求出在該最先成為塗抹對象的局部區域進行塗抹時的將塗抹頭15定位時的修正資料。
塗抹頭15朝X軸方向移動，到達開始塗抹位於攝像部39a的最先的局部區域之位置時，如第6(b)圖所示，該最先的局部區域成為塗抹部40a，第2個局部區域成為下一攝像部39b。於該狀態下開始塗抹頭15的塗抹動作(第5圖的步驟150)時，該塗抹頭15朝Y軸方向移動且進行塗抹。與此同時地，根據如上述所取得之修正資料，調整塗抹頭15的X軸方向之位置，藉此，塗抹頭15沿著該最先的局部區域之劃溝29，正確地進行塗抹。
又，在攝像部39b，藉由攝影照相機19拍攝當作攝像部39b的第2個局部區域之劃溝29並求出其位置。接著，結束在該塗抹部40a的最先的局部區域之塗抹動作後，使塗抹頭15朝該第2個局部區域的方向(X軸方向)移動。其移動中，將先前在攝像部39b藉由攝影照相機19拍攝的攝像資料進行圖像處理，算出下一預定塗抹的第2個局部區域之劃溝29的位置之修正值。求出用於修正在該第2個局部區域進行塗抹時進行移動的塗抹頭15的移動中位置之修正資料。該處理相當於第5圖的步驟160至步驟180。
塗抹頭15到達下一預定塗抹的第2個局部區域時，如第6(c)圖所示，第2個局部區域成為塗抹部41b，當作再下一塗抹對象的第3個局部區域成為攝像部39c。而且，在該第2個局部區域的塗抹動作中，塗抹頭15係朝Y方向移動且進行塗抹，但根據如上述所取得的修正資料，調整塗抹頭15的X軸方向之位置，藉此，塗抹頭15沿著該第2個局部區域之劃溝29，正確地進行塗抹。
以下，在各局部區域反複進行該一連串動作，在相同的塗抹對象區之所有的群組之塗抹完成後，即結束(第5圖的步驟190)。
接著，利用第6(b)圖及第7圖~第9圖說明第5圖的步驟120、步驟170之偏離量的算出方法。本例中，特別因為薄膜1的伸縮或定位之影響而使X方向的偏離量顯著，因此進行X方向之修正。
此處，說明在第6(b)圖的Y2 位置拍攝到劃溝29之情形。可任意設定呈線狀之劃溝29中的Y方向之攝像位置。第8圖之例係從劃溝29的中間點算出者。如第6(b)圖所示，該中間點為從預定開始塗抹之位置Y1 僅偏離△Y12 之位置。
第7圖係顯示如此地藉由攝影照相機19拍攝到的圖像之圖，41為照相機視野。
該圖中，本例係拍攝有剖視為溝形狀的3條劃溝29。於算出劃溝29的位置時，亦可將攝影照相機19的照相機視野41內的中央部設定為窗，抽出左右和亮度變化點的位置且算出白部和黑部之交界。或者，如第8圖所示，亦可設定臨界值且藉由二值化處理，區分成黑物體B1、B2、B3、B4、和劃溝29亦即白物體W1、W2、W3。
第8圖中，著眼於中間位置之白物體W2，將與成為照相機視野41的Y方向中間之LH線的交點當作點N2 。照相機視野41的X方向、Y方向中間點係LH線和成為照相機視野41的X方向中間之LV線的交點亦即點C(亦即，照相機視野41的中心點)。中心點C和點N2 之間的X方向之距離為△X2 。中心點C為設計上之白物體W2，亦即劃溝29之位置，X方向之距離△X2 為薄膜1的X方向之偏離量。又，劃溝29為直線，因此求出LH線和平行的假想線和劃溝29之交點，可從劃溝29上的該交點和點N2 之位置關係，算出白物體W2對LV線之傾斜角△θ2 。
從第6(b)圖，可算出劃溝29中的在Y2 位置之偏離量△X2 和傾斜角△θ2 。預定開始塗抹之位置Y1 的X方向之偏離量可當作，
△X2 +△Y12 ‧tan(△θ2 )
予以算出。可將該值當作基準來修正在位置Y1 的X方向偏離量。
又，在劃溝29的預定結束塗抹之位置Y3 的X方向偏離量可當作，
X2 +△Y23 ‧tan(△θ2 )
予以算出(但是，△Y23 為從Y2 位置至預定結束塗抹之位置Y3 之距離)。同樣地，可根據該值修正在位置Y3 的X方向偏離量。亦可同樣地計算其他中途點中的X方向偏離量，而可修正位置偏差。於位置Y1 、Y3 不是各個預定開始塗抹之位置、預定結束塗抹之位置之情形下，進一步亦可同樣地修正位置Y1 和位置Y3 之外側。
第9圖說明比第8圖所示之例以更良好的精確度算出偏離量的另一方法。但是在第9圖中，41a、41b為照相機視野，對於與前述圖式相對應的部分附加同一符號而省略重複說明。
該方法不是算出劃溝29的中間點一點，而根據其上方和下方的兩點來算出修正值，在第6(b)圖中為位置Y1 和位置Y3 這兩點。
第9圖中，將劃溝29的預定開始塗抹之位置側的一個位置當作Y1 ，將預定結束塗抹之位置側的一個位置當作Y3 ，照相機視野41a為位置修正前藉由攝影照相機19以位置Y1 成為中心點C的方式拍攝時的照相機視野。照相機視野41b為位置修正前藉由攝影照相機19以位置Y3 成為中心點C的方式拍攝時的照相機視野。在位置Y3 之攝像係使在位置Y1 結束攝像的照相機部19朝Y軸方向移動至位置Y3 來進行。此處，由於薄膜1的伸縮或定位的影響而使X軸方向之偏離量顯著，因此在照相機視野41a、41b的位置Y1 、Y3 係從視野中心點朝X軸方向偏離。此外，第9圖中，在其左側分別放大顯示照相機視野41a、41b。
在經攝影照相機19攝像的各照相機視野41a、41b中，著眼於其圖像中間的白物體W2 (劃溝29)，將成為攝影照相機19的各照相機視野41a、41b內的Y方向之中間的LH線和該白物體W2 的位置Y1 、Y3 側之交點當作各點N1 、N3 ，將該等照相機視野41a、41b的中心點C至點N1 、N3 的X方向之距離當作各△X1 、△X3 。由於中心點C為設計上的劃溝29之中心位置，因此距離△X1 、△X3 成為在薄膜1的各個點的X方向之偏離量。藉由攝影照相機19攝像時，位置Y1 和位置Y3 兩點間的距離亦即(△Y12 +△Y23 )之值為既定。根據該情形，亦可算出以偏離量△X1 、△X3 為基準的位置X1 、X3 之位置，且亦可算出相對於成為塗抹對象之劃溝29的Y軸方向之傾斜角△θ13 。
同樣地，可修正在位置Y1 和位置Y3 之間的各位置的X方向之偏離量。進一步，位置Y1 和位置Y3 的外側亦可設定假想線來進行計算、修正。
於根據以第8圖所示之Y2 位置一點拍攝的結果來求出傾斜角△θ2 之情形，相對於在攝影照相機19的視野內之Y方向為數mm，於拍攝第9圖所示之位置Y1 和位置Y3 這兩點之情形，該等兩點間的距離壓倒性地較大，因此傾斜值△θ13 的精確度格外地提高。
第10圖係顯示本發明之噴墨塗抹裝置及方法的第2實施形態中的塗抹狀態之立體圖。42a、42b為定位標記，對於與第1圖相對應的部分附加同一符號而省略重複說明。
該圖中，在薄膜1的各塗抹對象區，分別在其一側設有定位標記42a，在其另一側設有定位表記42b。藉由攝影照相機19拍攝上述情形，且藉由圖像處理，掌握固定於塗抹部的薄膜1全體之固定位置。藉此，可掌握捲出薄膜1的狀態之偏離量。因此，接著藉由攝影照相機19拍攝劃溝29時，可從照相機視野的更中心來拍攝劃溝29，因此可使照相機分解能較大，而能定位於更正確的塗抹位置。
第11圖係顯示此時的處理順序之流程圖，對於與第5圖相對應的步驟附加同一符號而省略重複說明。
該圖中，與第5圖所示之第1實施形態中的處理流程不同之處，係最早的處理步驟為藉由裝設在塗抹頭的攝影照相機19拍攝設置在薄膜1上的塗抹對象區之前後的定位標記42a、42b，且進行圖像處理並追加步驟105之處理，該步驟105之處理係算出該薄膜1全體的X軸方向之位置偏離量。藉由該步驟105之處理，做為第1目的，係修正Y方向之偏離量，根據定位標記42a、42b之位置算出劃溝29端部的Y方向之位置偏差。將薄膜1內，定位標記42a、42b之位置和劃溝29之位置的相對位置關係為大致一定這種情形加以利用。做為第2目的，係修正X方向之偏離量。這是用於取得在薄膜1的塗抹部17(第2圖)之塗抹對象區的X軸方向之偏離量，用於修正在相同的塗抹對象區之各局部區域的X軸方向之偏離量。
亦即，取代在第5圖的步驟130而進行步驟135之處理。在該步驟135，對於在相同的塗抹對象區之最先的局部區域，對於藉由步驟120、130之處理所取得之修正值，添加在步驟105取得之位置偏離量，修正塗抹頭15之位置偏差。具體的而言，在塗抹對象區進行塗抹動作時，首先係以在步驟105取得的薄膜1全體的X方向之修正值為基準，使塗抹頭15正確地移動至塗抹對象區之位置。在該塗抹對象區進行塗抹時，在其各局部區域以第6(b)圖、第8圖中取得之修正值或第9圖中取得之修正值為基準，使塗抹頭15沿著劃溝29進行移動。
同樣地，對於相同的塗抹對象區的第2個以後之局部區域，亦取代第5圖所示之步驟180而進行步驟185之處理。在該步驟185，亦將在步驟105取得之位置偏離量添加於藉由步驟160、170之處理所取得之修正值，修正塗抹頭15之位置偏差。
如以上所述，拍攝劃溝29之位置，對於下一應塗抹的局部區域之劃溝29的位置偏差，藉由修正塗抹頭15之位置來修正該位置偏差，使液滴從噴墨塗抹頭的噴嘴孔射出至正確位置。藉此，提高薄膜的塗抹品質，此外還藉由添加薄膜全體之位置偏差來進行修正，進一步提高塗抹品質。
1．．．薄膜
2．．．捲出側薄膜輥
3．．．捲繞側薄膜輥
4、5．．．導輥
6、7．．．升降導輥
8、9．．．吸附棒
10．．．吸附台
11．．．捲出側軸馬達
12．．．捲繞側軸馬達
13、14．．．薄膜按壓棒
15．．．塗抹頭
16．．．捲出部
17．．．塗抹部
18．．．捲繞部
19．．．攝影照相機
20．．．X軸驅動手段
21．．．Z軸驅動手段
22．．．Y軸驅動手段
23．．．Y軸台架
24．．．Y軸台面
25．．．聚醯亞胺薄膜層
26．．．CIGS薄膜層
27．．．緩衝層
28．．．透明電極層
29．．．劃線
30．．．真空閥
31．．．調節器
32．．．閥單元
33．．．汽缸
34．．．USB記憶體
35．．．硬碟
36．．．控制單元
36a．．．微電腦
36b．．．資料通訊匯流排
36c．．．外部介面
36d．．．塗抹頭控制器
36e．．．圖像處理控制器
36f．．．馬達控制器
37．．．監視器
38．．．鍵盤
36gx．．．X軸驅動器
36gy．．．Y軸驅動器
36gz．．．Z軸驅動器
39a~39c．．．攝像部
40a、40b．．．塗抹部
41、41a、41b．．．照相機視野
第1圖係顯示本發明之噴墨塗抹裝置及方法在第1實施形態中的概略構成之立體圖。
第2圖係從上方看第1圖所示之塗抹頭的設置狀況之圖。
第3圖係將第1圖中的薄膜放大顯示之圖。
第4圖係第1圖所示之第1實施形態中的塗抹位置修正之控制部的方塊圖。
第5圖係顯示第1圖所示之塗抹位置修正的一具體例之流程圖。
第6圖係顯示第1圖所示之第1實施形態中的塗抹位置修正之一具體例的概略立體圖。
第7圖係顯示第1圖所示之塗抹位置修正時的攝像圖像之一具體例之圖。
第8圖係顯示利用第7圖所示之塗抹位置修正用的攝像圖像之計測方法的一具體例之圖。
第9圖係顯示利用第7圖所示之塗抹位置修正用的攝像圖像之計測方法的另一具體例之圖。
第10圖係顯示本發明之噴墨塗抹裝置及方法的第2實施形態中的塗抹位置修正之一具體例之立體圖。
第11圖係顯示第10圖所示之塗抹位置的修正處理的一連串流程之一具體例的流程圖。
1．．．薄膜
2．．．捲出側薄膜輥
3．．．捲繞側薄膜輥
4、5．．．導輥
6、7．．．升降導輥
8、9．．．吸附棒
10．．．吸附台
11．．．捲出側軸馬達
12．．．捲繞側軸馬達
13、14．．．薄膜按壓棒
15．．．塗抹頭
16．．．捲出部
17．．．塗抹部
18．．．捲繞部
19．．．攝影照相機

Claims (6)

  1. 一種噴墨塗抹裝置，係由將輥狀薄膜捲出並加以搬運的上游側導輥、及用於吸附保持經捲出之該薄膜的吸附台、及在該吸附台所吸附保持著的該薄膜上塗抹液狀塗抹材之塗抹頭、以及搬運塗抹有塗抹材的該薄膜並加以捲繞成輥狀之下游側導輥所構成，其特徴為：鄰接著該塗抹頭設置攝影照相機，該塗抹頭和該攝影照相機係設置位置成為一體而形成塗抹頭單元部，該塗抹頭單元部係於該吸附台上方藉由可三維方式移動的XYZ軸方向驅動手段而被移動，在該塗抹頭的塗抹動作中，利用該攝影照相機預先拍攝下一塗抹位置，藉由利用圖像處理手段處理該攝影照相機的拍攝結果來修正與當初設定的塗抹位置之偏差量，並使該塗抹頭移動到下一塗抹位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之噴墨塗抹裝置，其中，前述塗抹頭單元部為複數組，前述XYZ軸方向驅動手段係將成為前述薄膜的寬度方向之Y軸方向予以共通化，讓全部的塗抹頭單元部進行動作，而針對成為前述薄膜的長度方向之X軸方向和成為高度方向之Z軸方向，各塗抹頭單元部可個別地移動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨塗抹裝置，其中，前述薄膜的塗抹位置設置有定位用標記，於吸附保持著經捲出之前述薄膜的狀態，藉由前述攝 影照相機拍攝該定位用標記，且一起修正該薄膜的吸附保持的位置偏差量，並使該塗抹頭移動到下一塗抹位置。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之噴墨塗抹裝置，其中，利用前述攝影照相機預先拍攝的塗抹位置形狀為線狀的溝形剖面。
  5. 一種噴墨塗抹方法，其特徵為：針對噴墨塗抹裝置，該噴墨塗抹裝置係由將輥狀薄膜捲出並加以搬運的上游側導輥、及用於吸附保持經捲出之該薄膜的吸附台、及對該吸附台所吸附保持著的該薄膜上塗抹液狀塗抹材之塗抹頭、以及搬運塗抹有塗抹材的該薄膜並加以捲繞成輥狀之下游側導輥所構成，鄰接著該塗抹頭設置攝影照相機，該塗抹頭和該攝影照相機係設置位置成為一體而形成塗抹頭單元部，該塗抹頭單元部係於該吸附台上方藉由可三維方式移動的XYZ軸方向驅動手段而被移動，該XYZ軸方向驅動手段係將成為該薄膜的寬度方向之Y軸方向予以共通化，讓全部的塗抹頭單元部進行動作，而針對成為該薄膜的長度方向之X軸方向和成為高度方向之Z軸方向，各該塗抹頭單元部可個別地移動，該薄膜的塗抹位置設置有定位用標記，於吸附保持著經捲出之該薄膜的狀態，藉由利用圖像處理手段處理該攝影照相機拍攝該定位用標記的結果來算出該薄膜的吸附保持的位置偏差量， 進一步，在該塗抹頭的塗抹動作中，利用該攝影照相機預先拍攝下一塗抹位置，藉由利用圖像處理手段處理該攝影照相機的拍攝結果來算出與當初設定的塗抹位置之偏差量，一起修正前述吸附保持的位置偏差量和前述塗抹位置偏差量，並使該塗抹頭移動到下一塗抹位置。
  6. 如申請專利範圍第5項之噴墨塗抹方法，其中，算出與前述經設定之塗抹位置的偏差量係根據前述薄膜的長度方向位置和前述薄膜上的塗抹方向傾斜值而算出。
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