JP2000301048A - 微小体の配列方法及び微小体の配列装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘着材が配置された対象物に対して、多数の
微小体を高さ方向を均一に隙間なく高い効率で配列する
ことができる微小体の配列装置及び配列方法を提供する
こと。 【解決手段】 粘着材７２が配置された対象物７１に、
微小体Ｂを配列するための微小体の配列装置であり、対
象物７１の粘着材７２上に微小体Ｂを供給する微小体供
給手段２３と、この供給された各微小体Ｂを、ほぼ所定
の高さに整列させる作用をなし、前記供給手段２３と一
体的に設けられた整列手段３０と、ほぼ所定の高さＷに
整列された各微小体Ｂを押圧して、各微小体の対象物７
１に対する所定の高さＷ１に配置させる配置手段４０と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘着材の配置され
た対象物に対して、多数の微小体を配列するための配列
装置と配列方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リアプロジェクタなどに用いられるスク
リーン（後述する）用の基板は、光学ガラスプレート
（ガラス基板）上に粘着材を介して多数のガラスビーズ
を配列した構造を有する。このようなスクリーン用基板
の製造工程では、作業者が手袋をはめたままビーズを粘
着材に押し付けて隙間なく配列するようにしている。そ
して、その配列状態の良否のチェックは、各作業者が目
視に基づいて行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなチ
ェック方法では、作業者間でチェックの結果にバラツキ
が生じ易く、ビーズの配列状態を常に一定に維持するこ
とが難しい。特に、ビーズを光学ガラスプレート上に均
一な高さに配列することが困難であった。従って従来か
らビーズの配列工程を自動化したいという要求が強まっ
ていた。

【０００４】このような要求に応えるべく、最近、粘着
材を配列（ここでは被覆）したガラスプレートの端部近
辺に、供給手段から必要分のガラスビーズを一度に供給
し、それを、この供給手段とは別個に配したスキージに
より粘着面に均一に配列しようとする、方法が提案され
ている。

【０００５】しかし、このような方法では、枚葉処理
（ガラスプレートを１枚ずつ処理すること）となるた
め、生産性に劣る問題がある。

【０００６】本発明は上記事情を改善するためになされ
たもので、その目的は、粘着材の配置された対象物に対
して、多数の微小体を高さを揃えて隙間なく均一にしか
も効率的に配列することができる、微小体の配列方法と
微小体の配列装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の微小体の
配列方法は、粘着材が配置された対象物に微小体を配列
するための微小体の配列方法において、前記対象物の前
記粘着材上に微小体供給手段により前記微小体を供給す
る工程と、前記微小体供給手段と一体的に設けられた整
列手段により、前記供給された各微小体をほぼ所定の高
さに整列させる工程と、この整列された各微小体を配置
手段により押圧して前記対象物における微小体の高さを
所定の高さにする工程とを有することを特徴とするもの
である。

【０００８】また、本発明の微小体の配列装置は、粘着
材が配置された対象物に微小体を配列するための微小体
の配列装置において、対象物の粘着材上に微小体を供給
する微小体供給手段と、この供給された各微小体をほぼ
所定の高さに整列させる作用をなし、前記微小体供給手
段と一体的に設けられた整列手段と、この整列された各
微小体を押圧して前記対象物における微小体の高さを所
定の高さにする配置手段とを有することを特徴とするも
のである。

【０００９】本発明では、粘着材が配置された対象物に
対して、その粘着材に微小体を配列する際に、微小体供
給手段が上記粘着材上に微小体を供給し、また整列手段
は、前記供給手段と一体化されており、供給された各微
小体をスキージなどにより対象物の粘着材上にほぼ所定
の高さで整列させるものである。そして、押圧ロールな
どの配置手段が、このほぼ所定の高さに整列された各微
小体を押圧して、各微小体の高さを均一に所定の高さに
する。

【００１０】本発明によれば、前記供給手段と前記整列
手段とが一体化しているので、前記供給手段が対象物に
対し多数の微小体が連続的に供給されるように貯留部か
ら所定量ずつ、供給することができ、これと同時に、前
記整列手段が、これらの微小体を対象物全体にわたって
平らにならしているようになっている。このため、微小
体を対象物の粘着材上に隙間なく高い効率でほぼ均一な
高さに配列することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明においては、前記対象物に
対し前記微小体供給手段及び前記配列手段を相対移動可
能にし、前記配列手段を前記配置手段の上流側に設ける
のがよい。

【００１２】また、整列手段として、前記微小体供給手
段と一体的に設けられたスキージを用いることや、前記
微小体供給手段は、前記微小体を蓄積する貯留部と、こ
の貯留部から前記微小体を前記粘着材上に順次供給する
供給部とを有し、この供給部に前記整列手段が配設され
ていることがよい。

【００１３】また、前記微小体供給手段は前記対象物に
対し多数の微小体を連続的に供給し、前記整列手段がこ
れらの微小体を対象物の全体にならしていくことがよ
い。

【００１４】また、前記微小体の供給量が制御されるよ
うに、前記整列手段を位置調整されるのがよい。

【００１５】前記配置手段は、前記微小体を押圧するロ
ーラーを有し、また、前記配置手段により前記粘着材上
に配置された前記微小体以外のうち、不要な微小体を対
象物から除去する除去手段を備えるのがよい。

【００１６】前記対象物を、前記微小体供給手段、前記
整列手段、前記配置手段及び前記除去手段に対して移動
させるための移動手段を備えるのがよい。

【００１７】前記除去手段は、不要な微小体を吹き飛ば
す高圧流体供給源と、吹き飛ばされた微小体を吸引する
吸引手段とを備えるのがよい。

【００１８】前記微小体は、微小球状体のビーズであ
り、前記対象物は透光性の基板であり、前記粘着材は透
光性であるのがよい。

【００１９】なお、本発明において、後述するスクリー
ン用の上記透光性基板（平面型レンズ）の形状は、主と
して平坦な平板状のものであるが、幾分曲面状を呈して
いてもよく、これらを総じて「平面型」とする。また、
上記粘着材や微小体等は、透明であるが、目的とする光
の大部分を透過し得るものであれば、必ずしも完全な透
明体でなくてもよく、「透明」という用語をいわゆる半
透明程度までの透明度を含めた意味で用いる。また、上
記の「微小球状体」とは、少なくとも光入射側の相当部
分が球面状をなし、レンズ作用を奏するものを称し、完
全な球体でなくてもよい。

【００２０】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２１】図１は、本実施の形態の配列装置を概略的
に示す断面図、図２はその要部を示す断面図、図３は同
配列装置の全体を示す正面図であり、図４は図３の配列
装置の平面図であって、図５は図３の配列装置の側面図
である。

【００２２】はじめに、図３〜図５について、微小体の
配列装置の構造を概略的に説明すると、これは構成要素
として枠体１０、微小体の供給源２０、供給手段２３、
整列手段３０、配置手段４０、除去手段５０、移動手段
６０などを備えている。

【００２３】枠体１０は、上述した残りの各要素を保持
するためのものであり、床Ｆ上を移動するためのキャス
ター１ａや移動を固定するためのストッパー１０ｂなど
を備えている。そして各構成要素は、枠体１０の高さ方
向の中間位置に順次配置されている。

【００２４】図６は図３に示す微小体供給源２０、微小
体供給手段２３、整列手段３０、配置手段４０、除去手
段５０などの付近を拡大して示している。

【００２５】図６、図４及び図３において、微小体の供
給手段２３は、供給源２０から図７と図８で示すような
ビーズＢを基板７１上に供給する役割を有しており、微
小体供給源２０は、ビーズ収容部２１とノズル２２など
を有している。ビーズ収容部２１内に収容された多数の
ビーズＢはノズル２２を介して、微小体供給手段２３の
貯留部２３ａに貯えられ、さらにそこから供給部２３ｂ
を介して移動テーブル７０の上の基板７１の上の粘着材
７２に供給するようになっている。この微小体供給手段
２３には下記のように、整列手段３０が一体に取付けら
れている。

【００２６】整列手段３０は、好ましくはスクリーン印
刷などで用いられるようないわゆるスキージ部３１を有
している。この整列手段３０は微小体供給手段２３の下
流側（移動テーブル７０の移動方向に沿う下流側）にこ
れと一体化して配置されている。スキージ部３１は、ギ
ャップ調整ネジなどの高さ調整手段３２により、矢印Ｚ
方向に高さを調整することができる。このスキージ部３
１を矢印方向に高さを調整することにより、ビーズＢの
ビーズ層ＢＬを厚みＷでほぼ均一にすることができる。
このことは、後述する貯留部によってビーズ供給量を制
御できるため、一層確実に実現できる。なお、この実施
形態では、ビーズ層の厚みは、たとえば０．２〜０．５
ｍｍ程度である。

【００２７】整列手段３０の下流には、配置手段４０が
設けられている。これは、上下運動手段４１と加圧ロー
ラ４２を備えており、上下動手段４１の作動により、加
圧ローラ４２を矢印Ｚ方向に（上下方向）に移動して位
置決めすることができる。加圧ローラ４２は、整列手段
３０で、ほぼ厚みＷに設定されたビーズ層ＢＬを矢印Ｚ
２の方向に加圧し、ビーズ層ＢＬをＷから所定の厚みＷ
１（Ｗ１＜Ｗ）に強制的に設定して配列させる。この加
圧ローラ４２による加圧は、数回繰返すことが好まし
い。

【００２８】除去手段５０は、配置手段４０の直ぐ下流
に設けられ、バキューム源５１、高圧流体供給源５２、
吸引管５３などを備えている。この吸引管５３は、移動
テーブル７０に対してほぼ垂直に向いており、バキュー
ム源５１に接続されている。高圧流体供給源５２のノズ
ル５５は、吸引管５３のラッパ状部分５４の途中におい
て斜め下向きに挿入して配置されている。

【００２９】高圧流体供給源５２は、ビーズ層形成に不
必要だった余分のビーズ、すなわち配置手段４０の加圧
ローラ４２によりビーズ層ＢＬを形成したビーズＢ以外
の残ったビーズＢを、高圧エアで吹き飛ばすためのもの
である。吹き飛ばされたビーズＢは、バキューム源５１
を作動すれは、吸引管５３を介して外部に（矢印Ｚ１方
向に）除去することができる。

【００３０】移動手段６０は、移動テーブル７０を矢印
Ｘ方向（左方向）に所定のスピードで移動するための装
置である。そのモータ６１は、プーリ６２、６３を介し
て電動ベルト６４の一端側を駆動するようになってい
る。電動ベルト５０の他端側は別のプーリ６５に取付け
られている。モータ６１が作動すると、電動ベルト６４
に取付けられた支持部材６６が矢印Ｘ方向に所定のスピ
ードで移動する。

【００３１】次に、図１及び図２について基板７１を説
明する。基板７１は、透光性を有するスクリーン基板
で、例えばプラスチックやガラスなどでできている。こ
の基板７１の上には、粘着材７２が全面的に配置されて
いる。この粘着材７２の層は、透光性（透明度）の高い
樹脂層であり、その一方の粘着面が、基板７１の表面に
張り付けられ、他方の粘着面は、大気中に露出してビー
ズＢを粘着する部分となっている。この粘着材７２とし
ては、例えばアクリル系など透過度の高い両面粘着テー
プが好ましい。またＵＶ（紫外線）硬化型の粘接着剤も
好ましい。

【００３２】ビーズＢは、微小球状体のビーズであり、
例えば直径数十μｍのガラスビーズである。

【００３３】なお、微小体の供給源２０は、図４及び図
５に示すように枠体１０の奥行Ｄ方向に沿って、複数個
配置されているのが好ましい。また、加圧ローラ４２
も、図４の奥行方向Ｄに沿って複数個配列されているの
が好ましい。さらに、除去手段５０も、やはり奥行方向
Ｄ方向に沿って設けられていることが好ましい。これら
の各構成要素は、移動テーブル７０に載置された基板７
１の幅（奥行方向Ｄに沿った幅）の大きさに対応した大
きさを有している。

【００３４】次に、上述した微小体の配列装置の動作に
ついて説明する。微小体の配列装置の動作は、光指向性
のないスクリーンを製造する場合を例に挙げて説明す
る。

【００３５】まず、図１に示すように、基板７１の上面
に透明粘着材７２を配置（ここでは被覆）する。この基
板７１は裏面が図６のように移動テーブル７０の上に乗
せられ、吸引固定手段７４により移動テーブル７０に対
し例えばバキューム吸引でしっかりと固定される。

【００３６】次に、この粘着材７２の上にビーズを配列
する。まず、微小体の供給源２０からノズル２２を通し
て供給手段２３の貯留部２３ａにビーズを供給し、これ
を貯める。次に、このビーズは、供給手段２３の貯留部
２３ａの絞られた下端部（即ち、供給部２３ｂ）から所
定量ずつ基板７１上の粘着材７２の表面に供給され、粘
着材７２に自重により押しつけられる。

【００３７】これと同時に、供給手段２３と一体的に設
けられた整列手段３０のスキージ部３１によって、ビー
ズ層の厚みが制御される。すなわち、移動テーブル７０
は、移動手段６０が作動して、矢印Ｘ方向に所定の速度
で移動を開始すると、整列手段３０のスキージ部３１
は、ビーズＢの集合体を基板７１上にならしながらほぼ
厚みＷのビーズ層ＢＬを粘着材７２の上に順次形成して
いく。つまりスキージ部３１が固定側であり、移動テー
ブル７０と基板７１は矢印Ｘ方向に移動していくので、
ビーズ層ＢＬはほぼ一定の厚みに形成されていく。この
とき、ビーズＢは貯留部２３ａから僅かずつ供給され、
これをスキージ３１によってならしていくので、目詰ま
りなしに目的とする厚みＷに連続的にスキージングが可
能となる。

【００３８】ただし、この時点では、ビーズ層ＢＬの厚
みＷが正確には均一ではないので、次の加圧ローラ４２
を用いて均一化していく。つまり、配列手段４０の加圧
ローラ４２が、ビーズ層ＢＬの各ビーズＢを矢印Ｚ２の
方向に加圧する。これによりビーズ層ＢＬは厚みＷ１
（Ｗ１＜Ｗ）に均一化されている。

【００３９】なお、加圧ローラ４２を通過させたら、ビ
ーズ層ＢＬを有する基板７１を、除去工程に送って余分
なビーズを除去する。たとえば図示するように除去手段
５０の高圧流体供給源５２から高圧エアを粘着材７２上
のビーズＢ側に吹き付けてそこに付着していない余剰の
ビーズＢを基板７１から吹き飛ばすのがよい。吹き飛ば
したビーズはバキューム源５１を作動し、吸引管７３を
介して所定の収容部に吸引収容させればよい。

【００４０】以上のようにして作られた、基板７１と粘
着材７２と整列された多数のビーズＢとからなるスクリ
ーン用の基板Ｓは、図７のようにさらに被覆材７６及び
黒色遮光材７７で被覆される。このようにして作られた
基板Ｓは、図示省略したフレネルレンズを光入射側に配
することにより例えば図９のようないわゆるリアプロジ
ェクタ用のスクリーンとして用いることができる。

【００４１】このリアプロジェクタは、投光部１００を
備え、そこからの映像情報を含む光１１０は、ミラー１
２０とミラー１３０で反射されて、スクリーンＳ上に投
影される。投影された情報はビーズＢの作用により、光
指向性のない状態で映し出すことができる。

【００４２】またスクリーンＳは、図１０に示すような
リアプロジェクタ２００の映像情報の投影用のスクリー
ンとしても用いることができる。

【００４３】以上に明らかなように、この実施形態では
粘着材を配された基板に対して、供給手段を通してビー
ズが連続的に供給され、この供給されたビーズは供給手
段と一体化した整列手段３０によって、粘着材上に均一
にならされていくので、ほぼ一定の厚みのビーズ層ＢＬ
を粘着材の上に効果的に形成することができる。しかも
下流側に加圧ローラなどの配置手段を設けたので、ビー
ズ層を均一な厚みに形成することができる。本発明の実
施の形態が上記方式を採用しているのは、もし基板７１
の粘着材７２の全面に一度にビーズを供給する方式を採
用すると、粘着材７２におけるビーズの隙間のない配列
が不可能となるからである。また、本発明によれば、微
小体供給手段に対し、微小体供給源より適宜ビーズ材料
を補充できるので、ビーズの充填を連続的に行うことが
でき、長尺の基板やエンドレスの透明フィルム基材に対
しても安定した配列が可能となる。

【００４４】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではない。例えば、粘着材は基体上に直接塗布してもよ
いし、あるいは紫外線硬化型の樹脂を塗布して、照射す
る紫外線量をコントロールすることにより、紫外線硬化
型の樹脂を半硬化状態にすることもできる。

【００４５】また余分なビーズは、基板全体を反転（ひ
っくり返す）して排除することも可能である。またスク
リーン基板Ｓは、上述したリアプロジェクタのスクリー
ン用の外に、他の種類のフラットディスプレイ用の画面
として使用するも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上に明らかなように、本発明によれば
粘着材が配置された対象物に、微小体を配列するために
前記対象物の前記粘着材上に前記微小体を供給する微小
体供給手段と、この供給された微小体をほぼ所定の高さ
に整列させる作用をなし、前記微小体供給手段と一体的
に設けられた整列手段と、この整列された各微小体を押
圧して前記対象物における微小体の高さを所定の高さに
する配置手段とを用いるので、多数の微小体を連続的に
高い効率で隙間なく均一な高さに配列することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微小体の配列装置を示す断面図であ
る。

【図２】同、配列装置の要部を示す断面図である。

【図３】同、配列装置の全体を示す正面図である。

【図４】同、配列装置の平面図である。

【図５】同、配列装置の側面図である。

【図６】同、配列装置の中心部分を拡大して示す図であ
る。

【図７】本発明により製造されるスクリーンの一例を示
す断面図である。

【図８】基板の粘着材に対してビーズを配置した例を示
す平面図である。

【図９】本発明の微小体の配列装置で得られるスクリー
ンを用いたリアプロジェクタの一例を示す図である。

【図１０】本発明の微小体の配列装置で得られるスクリ
ーンを用いたリアプロジェクタの別の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

２０…微小体の供給源、２３…微小体の供給手段、２３
ａ…貯留部、２３ｂ…供給部、３０…微小体の整列手
段、３１…スキージ部、４０…微小体の配置手段、４２
…加圧ローラ、５０…余分なビーズの除去手段、６０…
移動手段、７０…移動テーブル、７１…基板（対象物）
７２…粘着材、Ｂ…ビーズ、ＢＬ…ビーズ層、Ｗ…ビー
ズ層の厚み、Ｗ１…ビーズ層の所定の厚み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 寛隆 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4F042 AA02 AB03 CC03 CC09 DD06 EC03

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着材が配置された対象物に、微小体を
   配列するための微小体の配列方法において、 前記対象物の前記粘着材上に微小体供給手段により前記
   微小体を供給する工程と、 前記微小体供給手段と一体的に設けられた整列手段によ
   り、前記の供給された各微小体をほぼ所定の高さに整列
   させる工程と、 この整列された各微小体を配置手段により押圧して前記
   対象物における微小体の高さを所定の高さにする工程と
   を有することを特徴とする微小体の配列方法。
2. 【請求項２】 前記対象物に対し前記微小体供給手段及
   び前記配列手段を相対移動可能にする、請求項１に記載
   の微小体の配列方法。
3. 【請求項３】 前記整列手段を前記配置手段の上流側に
   設ける、請求項２に記載の微小体の配列方法。
4. 【請求項４】 前記整列手段として、前記微小体供給手
   段と一体的に設けられたスキージを用いる、請求項１に
   記載の微小体の配列方法。
5. 【請求項５】 前記微小体供給手段に、前記微小体を蓄
   積する貯留部と、この貯留部から前記微小体を前記粘着
   材上に順次供給する供給部とを有せしめ、この供給部に
   前記整列手段を配設する、請求項１に記載の微小体の配
   列方法。
6. 【請求項６】 前記微小体供給手段によって前記対象物
   に対し多数の微小体を連続的に供給し、前記整列手段に
   よってこれらの微小体を対象物の全体にならしていく、
   請求項１に記載の微小体の配列方法。
7. 【請求項７】 前記微小体の供給量が制御されるよう
   に、前記整列手段を位置調整する、請求項１に記載の微
   小体の配列方法。
8. 【請求項８】 前記配置手段に、前記微小体を押圧する
   ローラーを有せしめる、請求項１に記載の微小体の配列
   方法。
9. 【請求項９】 前記配置手段により前記粘着材上に配置
   された前記微小体以外のうち、不要な微小体を対象物か
   ら除去する、請求項１に記載の微小体の配列方法。
10. 【請求項１０】 前記対象物を、前記微小体供給手段、
    前記整列手段、前記配置手段及び前記除去手段に対して
    移動させる、請求項９に記載の微小体の配列方法。
11. 【請求項１１】 前記除去手段に、不要な微小体を吹き
    飛ばす高圧流体供給源と、吹き飛ばされた微小体を吸引
    する吸引手段とを備える、請求項９に記載の微小体の配
    列方法。
12. 【請求項１２】 前記微小体として微小球状体のビーズ
    を用いる、請求項１に記載の微小体の配列方法。
13. 【請求項１３】 前記対象物として透光性の基板を用
    い、前記粘着材を透光性とする、請求項１に記載の微小
    体の配列方法。
14. 【請求項１４】 粘着材が配置された対象物に、微小体
    を配列するための微小体の配列装置において、 前記対象物の前記粘着材上に前記微小体を供給する微小
    体供給手段と、 この供給された各微小体をほぼ所定の高さに整列させる
    作用をなし、前記微小体供給手段と一体的に設けられた
    整列手段と、 この整列された各微小体を押圧して前記対象物における
    微小体の高さを所定の高さにする配置手段とを有するこ
    とを特徴とする微小体の配列装置。
15. 【請求項１５】 前記対象物に対し相対移動が可能であ
    る、請求項１４に記載の微小体の配列装置。
16. 【請求項１６】 前記整列手段が前記配置手段の上流側
    に設けられている、請求項１５に記載の微小体の配列装
    置。
17. 【請求項１７】 前記整列手段は、前記微小体供給手段
    と一体的に設けられたスキージである、請求項１４に記
    載の微小体の配列装置。
18. 【請求項１８】 前記微小体供給手段は、前記微小体を
    蓄積する貯留部と、この貯留部から前記微小体を前記粘
    着材上に順次供給する供給部とを有し、この供給部に前
    記整列手段が配設されている、請求項１４に記載の微小
    体の配列装置。
19. 【請求項１９】 前記微小体供給手段は前記対象物に対
    し多数の微小体を連続的に供給し、前記整列手段がこれ
    らの微小体を対象物の全体にならしていく、請求項１４
    に記載の微小体の配列装置。
20. 【請求項２０】 前記微小体の供給量が制御されるよう
    に、前記整列手段が位置調整される、請求項１４に記載
    の微小体の配列装置。
21. 【請求項２１】 前記配置手段は、前記微小体を押圧す
    るローラーを有する、請求項１４に記載の微小体の配列
    装置。
22. 【請求項２２】 前記配置手段により前記粘着材上に配
    置された前記微小体以外のうち、不要な微小体を対象物
    から除去する除去手段を備える、請求項１４に記載の微
    小体の配列装置。
23. 【請求項２３】 前記対象物を、前記微小体供給手段、
    前記整列手段、前記配置手段及び前記除去手段に対して
    移動させるための移動手段を備える、請求項２２に記載
    の微小体の配列装置。
24. 【請求項２４】 前記除去手段は、不要な微小体を吹き
    飛ばす高圧流体供給源と、吹き飛ばされた微小体を吸引
    する吸引手段とを備える、請求項２２に記載の微小体の
    配列装置。
25. 【請求項２５】 前記微小体は、微小球状体のビーズで
    ある、請求項２２に記載の微小体の配列装置。
26. 【請求項２６】 前記対象物は透光性の基板であり、前
    記粘着材は透光性である、請求項２２に記載の微小体の
    配列装置。