(57)【要約】【課題】複数のインクジェットヘッドを省スペースで所定位置に位置決めが可能で、インクジェットヘッド交換が必要な際に短時間で交換が可能であるインクジェットヘッド位置決め装置を提供する。【解決手段】複数のインクジェットヘッドを所定位置に位置固定する位置決め装置であって，インクジェットヘッドの高さを調整する高さ調整プレートと、前記高さプレートを載置するモジュールプレートと、前記モジュールプレートの位置を微調整するＸθ微調整ユニットが固定されるメインプレートを具備することを特徴とするインクジェットヘッド位置決め装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインクジェットヘッドを所定位置に位置固定する位置決め装置であって，インクジェットヘッドの高さを調整する高さ調整プレートと、前記高さプレートを載置するモジュールプレートと、前記モジュールプレートの位置を微調整するＸθ微調整ユニットが固定されるメインプレートを具備することを特徴とするインクジェットヘッド位置決め装置。
【請求項２】
前記モジュールプレートの裏面に埋め込まれた２点の基準マークを前記モジュールプレート裏面側に搭載したカメラで読み取り、前記メインプレート上に固定されるXθ微調整ユニットを調整することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド位置決め装置。
【請求項３】
前記Xθ微調整ユニットに設けられた嵌合ピンに嵌め込み可能で複数のインクジェットヘッドが搭載可能なモジュールプレートを有することを特徴とする請求項１から２記載のインクジェットヘッド位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの色パターン等を形成するのに用いるインクジェット塗工装置に搭載するインクジェットヘッド位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶デイスプレイなどに用いられるカラーフィルタ（以下ＣＦ）の製造方法は従来からフォトリソグラフィーによる方法（以下フォトリソ方式）が一般的であった。この方式では感光性レジストを角型のガラス基板に塗工し、露光、現像、乾燥の工程を複数回繰り返すことで、一定の格子状カラーパターンを得ることができる。しかしながら、近年基板の大型化が進むと共に、パネル価格の下落に伴ってＣＦのコストダウン要求も更に
厳しくなってきている。従って次世代の２ｍ角を超えるようなサイズＣＦ製造ラインをフォトリソ方式で構築する場合、装置自体のコストが現ライン以上に高くなるとともにサイズアップ゜によるフットプリントの拡大によって建屋にかかるコストも嵩んでしまい、イニシャルコストの大幅なアップが予想される。また、現像される余分なインクの増加や現像液等の材料使用量の増加によりランニングコストも更に上がることが予想され、前述したコストダウンン要求を満たすことは困難である。
【０００３】
そこでフォトリソ方式に代わる新しいＣＦ製造方法の一つとしてインクジェット方式が注目されている。この方法では、インクジェットヘッドを用いてブラックマトリックス（ＢＭ）パターンに直接カラーパターンを複数色同時塗工していくため、フォトリソ方式で必要であった露光、現像等の工程を削減できるため、フットプリントを大幅に削減することが可能となる。また塗工材料も必要最小量であり、更にフォトリソ方式で必要であった現像液等が不要となるため、ランニングコストも削減することが可能である。
【０００４】
前記インクジェット方式においてインクを吐出する為のインクジェットヘッドは基板の大型化、生産性向上の為のタクトアップ、カラーフィルタの高精細化が進むにしたがって装置に搭載するヘッドが密集しかつ複数配列されるようになった。この為複数配列されたインクジェットヘッドユニットが大型化し、装置のフットプリントも増大することとなった。また高密度な配線、配管によりユニット内は煩雑化し、メインテナンス性を下げる要因にもなっていた。
【０００５】
インクジェットヘッドユニットの組立方法としては以下の２種類に大別される。
【０００６】
第一の方法は複数のインクジェットヘッドを外段取りで専用の組立装置を用いて位置固定を行って塗工装置に搭載する方法である。この場合は外段取りのインクジェットヘッド位置固定が前提である。不吐出などの吐出不良によってインクジェットヘッドが１個でも交換が必要になった場合でも塗工装置から複数のインクジェットヘッドが搭載された部分を外す必要があり、着脱・交換に時間を要し、稼働率を下げる原因となっていた。上記方法でインクジェットヘッドが複数搭載された部分の予備を用意していれば交換の作業時間を省くことができるが、交換されたヘッド以外の正常なインクジェットヘッドは保管が難しい。インクジェットヘッドのノズル内の液を完全に抜くことは不可能な為、ノズル内の微量な残留液が乾燥によって詰まって不吐出となる為、再利用することができない。例えばインクジェットヘッドが２０個搭載されており、そのうちの１個が不吐出などで交換が必要になった場合でも他１９個のヘッド再利用することができず、ＮＧとなってしまう。
【０００７】
他の方法は上記問題を考慮し、インクジェットヘッド個々に位置決め固定ユニットを設けることによって、塗工装置からインクジェットヘッドユニットを外すことなく、インク
ジェットヘッドの交換作業と位置決め固定を行う方法である。この場合はインクジェットヘッド個々に位置決め調整ユニットをもうけているため、ユニットのスペースが必要でインクジェットヘッドの相互間隔が広がってしまい、インクジェットヘッドユニットの大型化、装置のフットプリントも増大し、コストも高くなってしまうという課題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は係る従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、複数のインクジェットヘッドを省スペースで所定位置に位置決めが可能で、インクジェットヘッド交換が必要な際に短時間で交換が可能であるインクジェットヘッド位置決め装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、複数のインクジェットヘッドを所定位置に位置固定する位置決め装置であって，インクジェットヘッドの高さを調整する高さ調整プレートと、前記高さプレートを載置するモジュールプレートと、前記モジュールプレートの位置を微調整するＸθ微調整ユニットが固定されるメインプレートを具備することを特徴とするインクジェットヘッド位置決め装置である。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、前記モジュールプレートの裏面に埋め込まれた２点の基準マークを前記モジュールプレート裏面側に搭載したカメラで読み取り、前記メインプレート上に固定されるＸθ微調整ユニットを調整することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド位置決め装置である。
【００１１】
本発明の請求項３に係る発明は、前記Ｘθ微調整ユニットに設けられた嵌合ピンに嵌め込み可能で複数のインクジェットヘッドが搭載可能なモジュールプレートを有することを特徴とする請求項１から２記載のインクジェットヘッド位置決め装置である。
【発明の効果】
【００１２】
搭載する複数のインクジェットヘッドに対して少なくとも２個以上の単位で微調整ユニットを持つことでインクジェットヘッドユニットの省スペース化とコストダウンを図ることが可能となる。またインクジェットヘッド交換が必要になった際でも塗工機上で位置調整作業が行えるので交換作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態について、インクジェットヘッドの位置固定から塗工装置搭載までを図面を用いて順に説明する。本発明では６個のインクジェットヘッド単位でモジュール化し、２つのモジュールすなわち１２個のインクジェットヘッドの塗工機に搭載するための位置決め装置である。
【００１４】
図１はインクジェットヘッドをモジュールプレートに位置固定する方法を示す説明図で、図２はＸθ微調整ユニットのＸ軸方向の調整方法を示す上面図で、図３はＸθ微調整ユニットのθ方向の調整方法を示す上面図で、図４はＸθ微調整ユニットの側面図で、図５はメインプレートに搭載されたＸθ微調整ユニット、モジュールプレート、高さプレートを示す上面図である。
【００１５】
先ず、モジュールプレート２を開口のあるステージに固定する。モジュールプレート２上面には高さ調整プレート３が設けられ、４点のネジ調整により予め高さ調整を行う。高さ調整プレート３にはインクジェットヘッド１の仮置き位置を出すためにピン２１を配置する。
【００１６】
インクジェットヘッド１に長溝が切られており、位置決め固定されるインクジェットヘッド１を仮置きする。モジュールプレート２に埋め込まれた２点の基準マーク１１と平行に配置された２個のカメラ１０をモジュールプレート裏面側に搭載し、インクジェットヘッドの端−端のノズル穴が観察できるようになっている。モジュールプレート裏面側から基準マークを読取り、仮想座標を設定する。座標データはカメラ駆動側に伝送されるようになっている。インクジェットヘッド１が位置固定されるべき座標は予め入力されて、インクジェットヘッド１の位置固定完了後にカメラは順次、指定位置移動する。インクジェットヘッド１が位置固定されるべき座標にカメラ１０が移動すると、インクジェットヘッド１の端−端のノズル穴を認識し、塗工方向と直交方向Ｘと２点の基準マークで認識された軸と平行となるようにθ（傾き）の調整を行う。
【００１７】
インクジェットヘッド１の固定位置調整は塗工方向と直交方向に駆動するＸ軸スライダ４、Ｘ軸スライダ４に取り付けられたＹ軸スライダ５によって位置移動を行い、Ｙ軸スライダ５に取り付けられた回転モータ６によってモジュールプレート２とのθ（傾き）を調整する。インクジェットヘッド１はクランプシリンダ８にて把持され、高さ調整プレート３への押当ては上下シリンダ７にて行う。上下シリンダ７の先に取り付けられた圧縮バネにより、θ調整時にも適正な押当力を高さ調整プレート面に与える構造なっている。これにより高さ調整プレート３とインクジェットヘッド１の高さ方向の浮きを防止する。
【００１８】
ノズル穴を認識してＸ方向とθ方向が所定の位置に位置決めされた後、デイスペンサ９によって接着剤塗布を行い、インクジェットヘッド１と高さ調整プレート３が固定される。Ｙ（塗工）方向は固定位置座標データを保存していれば吐出タイミングにて変更可能な為、厳密な位置合わせを行う必要はない。モジュールプレート内のインクジェットヘッド１は全て上記同じ方法を繰り返して位置固定を行う。
【００１９】
次にメインプレート１９に固定されたＸθ微調整ユニットについて説明する。Ｘθ微調整ユニットは塗工方向と直交方向であるＸ方向の調整機構上にθ機構を搭載している。図２に示すようにモータとギアを介して接続された偏芯ローラ１５をブロック１４に一定の力で押し当てておくことによりＸ移動枠１３を案内ガイド２３によりＸ方向に微動することができる。
【００２０】
図３に示すＸ移動枠１３のすべり案内２４上に構成されたθ調整ユニットはモータに接続された偏芯ローラ１８をθ移動枠１６に固定されているピン１７に引っ張りバネ２５で一定の力で押し当てることによりθ回転軸２２を中心に回転が可能である。なおＸ移動枠のスベリ案内２４上のθ移動枠１６は上下方向の拘束力が無いため、θ移動枠上部からθ移動枠に向かって押当のスプリング（図示せず）を設けている。
【００２１】
前記Ｘθ微調整機能に複数のインクジェットヘッド１が固定されたモジュールプレート２を搭載する。メインプレート１９に搭載されたＸθ微調整ユニットと複数のインクジェットヘッド１が位置固定されたモジュールプレート２はメインプレート１９上の塗工方向と直交方向にもうけられた２点の基準マーク２０に対してモジュールプレート２が理想位置に配置されるようにＸθ微調整ユニットで調整を行い、位置決めが完了する。
【００２２】
ジュールプレート２のピン穴はθ移動枠１６のピンに合うように設けられており嵌め合うことによりモジュールプレートがＸθ方向の移動が可能となり、複数個のインクジェットヘッドが搭載されたモジュールプレートの位置決めを可能とする。
【００２３】
ヘッド交換が必要な場合はメインプレート１９を塗工機から降ろす必要がなく、該当するモジュールプレート単位での交換となり、予備のモジュールプレートを準備していれば
モジュールプレートの交換とＸθ微調整で装置の停止が短時間で行うことができ、他のヘッドのノズル近傍の乾燥進行などのダメージも少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】モジュールプレートへの位置固定方法を示す説明図である。
【図２】Ｘθ微調整ユニットのＸ軸方向の調整方法を示す上面図である。
【図３】Ｘθ微調整ユニットのθ軸方向の調整方法を示す上面図である。
【図４】Ｘθ微調整ユニットの側面図である。
【図５】メインプレート上に搭載されたＸθ調整ユニット、モジュールプレート、高さ調        整プレートを示す上面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・インクジェットヘッド
２・・・モジュールプレート
３・・・高さ調整プレート
４・・・Ｘ軸スライダ
５・・・Ｙ軸スライダ
６・・・回転モータ
７・・・上下シリンダ
８・・・クランプシリンダ
９・・・ディスペンサ
１０・・・カメラ
１１・・・基準マーク
１３・・・Ｘ移動枠
１４・・・ブロック
１５・・・偏芯ローラ
１６・・・θ移動枠
１７・・・ピン
１８・・・偏芯ローラ
１９・・・メインプレート
２０・・・基準マーク
２１・・・ピン
２２・・・θ回転軸
２３・・・案内ガイド
２４・・・スベリ案内
２５・・・引っ張りバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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