(57)【要約】【課題】  インクの乾燥を容易に管理し得るインクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムを提供する。【解決手段】  インクジェット塗布装置１において、液滴を噴射するためのノズル５０が設けられたインクジェットヘッドのノズル５０から液滴を噴射させて塗布対象３０に液滴を塗布する塗布部３と、液滴が塗布された塗布対象３０を塗布部３から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥部６とを備える。またインクジェット塗布システムにおいて、塗布対象３０に液滴を塗布する塗布装置１と、塗布対象３０を塗布装置１から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室６と、塗布対象３０を塗布装置１から乾燥室６に搬送する搬送ロボット８とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドの前記ノズルから前記液滴を噴射させて塗布対象に前記液滴を塗布する塗布部と、
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布部から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、前記塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥部と、
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項２】
前記排出経路のうち、少なくとも前記塗布部と前記乾燥部との間を外気から遮蔽する遮蔽カバーを備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗布装置。
【請求項３】
前記乾燥部は、前記塗布対象を排出する直線状の前記排出経路上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗布装置。
【請求項４】
前記乾燥部は、前記塗布部から前記塗布対象を排出する排出機構に隣接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗布装置。
【請求項５】
液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドの前記ノズルから前記液滴を噴射させて塗布対象に前記液滴を塗布する塗布装置と、
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布装置から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、前記塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室と、
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布装置から前記乾燥室に搬送する搬送ロボットと、
を備えることを特徴とするインクジェット塗布システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの液滴を噴射させて塗布対象に塗布するインクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等においては、その表示装置として液晶ディスプレイが用いられている。この液晶ディスプレイの製造工程においては、ノズルから微小な液滴を噴射するようになされたいわゆるインクジェット塗布装置（特許文献１参照）を用いて、透明基板上にR（赤）、G（緑）、B（青）の各色のインクを順次塗布することにより、これら各色のドットが順次配列されてなるカラーフィルタを作成するようになされている。
【０００３】
カラーフィルタの周囲には、バックライトからの光を遮光するための遮光領域が設けられている。このような遮光領域においては、例えば黒色のインクを領域内の全面に塗布することにより、表示領域の周囲においてバックライトからの不要な光を遮光するようになされている。
【０００４】
カラーフィルタに各色のドットを塗布する場合やカラーフィルタの遮光領域に黒色のインクを塗布する場合には、インクジェット塗布装置が用いられている。インクジェット塗布装置においては、インクを噴射するためのノズルが複数設けられたインクジェットヘッドと塗布対象である基板とを相対的に移動させながらインクの塗布位置においてインクを噴射させるようになされている。
【特許文献１】特開２００４−１１１０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット塗布装置においては、塗布部においてインクが塗布されたカラーフィルタ等の基板を排出経路を介してカセットステーションと呼ばれる基板収納部に収納した後、乾燥工程に係る乾燥装置に搬送するようになされている。
【０００６】
このようにインクジェット塗布装置においては、塗布部から乾燥装置に至る移動経路上に基板収納部が配置されており、この基板収納部に塗布済みの基板を一時保管するようになされていることにより、塗布部においてインクが塗布された後、乾燥工程に至るまでの時間が長くなる。
【０００７】
塗布部においてインクが塗布された基板は、乾燥工程に至るまでの間においては外気に触れた状態となっており、この間にインクの自然乾燥が徐々に進み、乾燥装置によるインク乾燥処理の管理を難しくしていた。
【０００８】
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インクの乾燥を容易に管理し得るインクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布装置において、液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドのノズルから液滴を噴射させて塗布対象に液滴を塗布する塗布部と、液滴が塗布された塗布対象を塗布部から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥部とを備えることである。
【００１０】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布システムにおいて、液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドのノズルから液滴を噴射させて塗布対象に液滴を塗布する塗布装置と、液滴が塗布された塗布対象を塗布装置から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室と、液滴が塗布された塗布対象を塗布装置から乾燥室に搬送する搬送ロボットとを備えることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムにおいてインクの乾燥を容易に管理することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット塗布装置１は、ノズルからインクの液滴を噴射するインクジェットヘッド４２を用いて塗布対象である基板３０にインクを塗布する塗布部３と、塗布部３に対して基板３０を導入すると共に、塗布済みの基板３０を排出する導入排出部４と、導入排出部４と基板３０を一時保管する基板収納部５との間の基板３０の排出経路に配置され、インク液滴を塗布した基板３０を乾燥させる乾燥部（乾燥室）６とを備えている。またインクジェット塗布システムは、インクジェット塗布装置１と、液滴が塗布された基板３０をインクジェット塗布装置１から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、基板３０上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室（乾燥部６）と、液滴が塗布された基板３０をインクジェット塗布装置１から乾燥室に搬送する搬送ロボット８とを備えている。
【００１４】
基板収納部５は、複数の基板３０を収納する収納棚を有し、各収納棚にインク塗布前の基板３０を収納した状態でインク塗布の前工程に係る装置からインクジェット塗布装置１に対する基板３０の搬入搬出部であるカセットステーション７に搬送される。またインク塗布及び乾燥後の基板３０を収納した状態でインク塗布及び乾燥後の後工程に係る装置に搬送される。
【００１５】
搬送ロボット８は、基板収納部５と乾燥装置５との間に配置され、ロボット本体１０に回動可能に支持されたリンク１２と、このリンク１２の先端部に回動可能に支持されたリンク１３と、このリンク１３の先端に回動可能に支持された搬送アーム１１とを有し、リンク１２、１３及びアーム１１を回動させることによって搬送アーム１１を種々の方向に向けて移動させることができると共に、リンク１２は、ロボット本体１０に上下動可能に支持されていることにより、リンク１３を介して搬送アーム１１を上下動させることができる。
【００１６】
搬送ロボット８は、搬送アーム１１を回動させると共に上下動させることにより、基板収納部５からインク塗布前の基板３０を取り出して乾燥部６に導入し、また乾燥部６からインク塗布及び乾燥後の基板３０を取り出して基板収納部５に収納する。
【００１７】
乾燥部６は、搬送ロボット８側の側面と導入排出部４側の側面とにそれぞれゲート機構１５、１６が設けられており、ゲート機構１６を開くことにより、搬送ロボット８によってインク塗布前の基板３０をゲート機構１６を介して乾燥部６の内部に導入することができ、また乾燥部６の内部からインク塗布及び乾燥後の基板３０を搬送ロボット８によって取り出すことができる。
【００１８】
また乾燥部６は、ゲート機構１５を開くことにより、導入排出部４に対してインク塗布前の基板３０を送り出すことができ、また導入排出部４からインク塗布及び乾燥後の基板３０を受け入れることができる。
【００１９】
乾燥部６においては、インク塗布前の基板３０に対しては乾燥処理を施すことなく搬送機構７０（図３）によりインクジェット塗布装置１の導入排出部４に送り出し、インク塗布後の基板３０に対しては乾燥処理を施した後、搬送ロボット８によって基板収納部５に排出するようになされている。
【００２０】
図２に示すように、乾燥部６は、内部を外気から遮蔽する真空チャンバー５１と、この真空チャンバー５１の内部を真空状態にする真空ポンプ５２と、この真空チャンバー５１の対向する２つの側面において、基板３０の出し入れ口１５Ａ、１６Ａのゲート１５Ｂ、１６Ｂを開閉するゲート機構１５、１６とを備える。真空チャンバー５１の内部の底面には搬入された基板３０を下方から支持しながら持ち上げるリフトアップ機構５３が設けられている。このリフトアップ機構５３においては、モータ等を駆動源として上下動する複数の支持ピン５４が設けられ、真空チャンバー５１内に導入された基板３０を下方から支持するようになされている。
【００２１】
ゲート機構１５、１６、リフトアップ機構５３及び真空ポンプ５２は、制御部２により制御され、搬送ロボット８の搬送アーム１１によってインク塗布前の基板３０が真空チャンバー５１内に導入される際にゲート１６Ａを開く。搬送ロボット８は、ゲート１６Ｂが開いた出し入れ口１６Ａを介して搬送アーム１１により基板３０を真空チャンバー５１内に導入する。このときリフトアップ機構５３は、各支持ピン５４を上方に移動させて基板３０を下方から支持する。基板３０が支持ピン５４上に載置されると、搬送アーム１１は出し入れ口１６Ａから真空チャンバー５１の外部に退避する。
【００２２】
インクジェット塗布装置１においては、乾燥部６と導入排出部４との間で基板３０を受け渡す搬送機構７０が設けられている。この搬送機構７０においては、上方から柱形状の吊り下げ部材７２によって搬送アーム７１が支持されており、制御部２の制御によって駆動制御される駆動機構（図示せず）により、吊り下げ部材７２を矢印Ｘ方向に進退移動させると共に矢印Ｚ方向に上下動させることができる。
【００２３】
この搬送機構７０の搬送アーム７１によって乾燥装置６と導入排出部４との間で基板３０を受け渡すことができる。すなわち、真空チャンバー５１内において支持ピン５４によりインク塗布前の基板３０が支持されると、制御部２によってゲート１５Ｂが開かれ、このゲート１５Ｂが開いた出し入れ口１５Ａを介して搬送アーム７１が真空チャンバー５１内に挿入される。この搬送アーム７１によって基板３０を下方から持ち上げて出し入れ口１５Ａから取り出す。搬送機構７０は、搬送アーム７１にインク塗布前の基板３０を載せた状態で搬送アーム７１を降下させることにより、基板３０を導入排出部４に移動させる。
【００２４】
導入排出部４は、乾燥部６から搬送機構７０により送り出された基板３０を塗布部３に導入すると共に、塗布部３０においてインク液滴が塗布された基板３０を搬送機構７０を介して乾燥部６に排出するものであり、この導入排出部４においては、架台２上に設けられたガイドテーブル２２が設けられており、このガイドテーブル２２上にＸ方向にガイドレール（図示せず）が延設されている。ガイドレールにはＸ方向移動テーブル２３の下側面に設けられたガイド突起部（図示せず）が係合されており、これによりＸ方向移動テーブル２３は、ガイドテーブル２２上をガイドレールにガイドされてＸ方向に移動可能に支持されている。
【００２５】
Ｘ方向移動テーブル２３上には、Ｙ方向に移動可能に支持されたＹ方向移動テーブル（図示せず）を介して基板保持テーブル２４が支持されており、この基板保持テーブル２４は、例えば真空吸着により基板を保持するようになされている。また基板保持テーブル２４の上面部には、基板保持テーブル２４に載置された基板３０を下方から支持しながら持ち上げるリフトアップ機構７５が設けられている。このリフトアップ機構７５においては、モータ等を駆動源として上下動する複数の支持ピン７６が設けられ、基板保持テーブル２４上の基板３０を下方から支持するようになされている。
【００２６】
Ｘ方向移動テーブル２３及びＹ方向移動テーブルは、モータ等を駆動源とした駆動機構によって制御部２の制御により移動する。
【００２７】
導入排出部４のＸ方向移動テーブル２３は、図３に示すように、搬送機構７０によって基板保持テーブル２４上に載置されて基板保持テーブル２４に吸着されたインク塗布前の基板３０を、乾燥部６側からインクジェットヘッド４２の下方に移動させることができ、またインクジェットヘッド４２によってインク液滴が塗布された基板３０を、インクジェットヘッド４２の下方（図１）から乾燥部６側に移動させることができる。
【００２８】
図３に示すように、Ｘ方向移動テーブル２３が乾燥部６側に移動した状態において、搬送機構７０（図２）により乾燥部６からインク塗布前の基板３０が基板保持テーブル２４上に載置されると、制御部２は、Ｘ方向移動テーブル２３を塗布部３に移動させることにより、図１に示すように、基板保持テーブル２４上に保持された基板３０を、インクジェットヘッド４２の下方に移動させることができる。
【００２９】
基板３０がインクジェットヘッド４２の下方に移動した状態において、制御部２は、予め設定されている塗布位置を表すデータに基づいてインクジェットヘッド４２と基板３０との相対位置を移動制御しながら、インクジェットヘッド４２からインク液滴を噴射させる。これにより基板３０には、インク液滴が塗布される。
【００３０】
インク液滴の塗布が終了すると、制御部２は、Ｘ方向移動テーブル２３を乾燥部６側に移動させ、リフトアップ機構７５により基板３０を持ち上げた後、搬送機構７０により基板３０を下方から保持させて乾燥部６の真空チャンバー５１内に送り込む。この際、ゲート機構１５のゲート１５Ｂを開くと共に、真空チャンバー５１内のリフトアップ機構５３の支持ピン５４を上昇させる。
【００３１】
真空チャンバー５１内の支持ピン５４にインク塗布済みの基板３０が載置されると、制御部２は、支持ピン５４を降下させて真空チャンバー５１内の底面部に基板３０を載置する。この状態において、制御部２は、ゲート１５Ｂ、１６Ｂを閉じることにより、真空チャンバー５１内を外気から遮蔽し、真空ポンプを動作させることにより、真空チャンバー５１内を真空状態とする。これにより基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥が促進される。
【００３２】
制御部２は、真空チャンバー５１内を予め設定された一定時間真空状態とした後、支持ピン５４を上昇させると共にゲート１６Ｂを開いて、出し入れ口１６Ａから搬送ロボット８の搬送アーム１１を真空チャンバー５１内に挿入し、基板３０を下方から保持する。基板３０を保持した搬送アーム１１は、基板３０を真空チャンバー５１から取り出して基板収納部５に排出する。
【００３３】
次に、インクジェット塗布装置１の塗布部３及び導入排出部４を外気から遮蔽する遮蔽カバーについて説明する。図１に示すように、インクジェット塗布装置１においては、塗布部３及び導入排出部４が遮蔽カバー１８によって覆われており、外気から遮蔽されている。遮蔽カバー１８の内部には、送気管１９を介してインクの溶媒ガスが供給されており、これにより遮蔽カバー１８の内部の塗布部３及び導入排出部４は、溶媒雰囲気に保たれている。
【００３４】
遮蔽カバー１８の乾燥部６側の側面には、乾燥部６のゲート１５の出し入れ口１５Ａに連通する導入排出口（図示せず）が形成されており、この導入排出口を介して乾燥部６と導入排出部４との間で基板３０を搬送するようになされている。
【００３５】
遮蔽カバー１８によって塗布部３及び導入排出部４が遮蔽されたインクジェット塗布装置１においては、塗布部３においてインク液滴が塗布された基板３０は、この塗布部３から導入排出部４に移動されて乾燥部６に排出されるまでの間、インク液滴の溶媒雰囲気内に置かれることになり、基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥を抑制することができる。塗布されたインク液滴の乾燥が抑制された基板３０は、導入排出部４に隣接する乾燥部６に送られて乾燥処理される。これにより基板３０に塗布されたインク液滴は、乾燥が抑制された状態から、乾燥部６によって乾燥処理される。
【００３６】
以上説明したインクジェット塗布装置１において、制御部２は、図４に示す処理手順に従って基板３０に対するインク液滴の塗布を実行する。すなわち、インク塗布前の基板３０が収納された基板収納部５がカセットステージ７に搬入されると、制御部２は、ステップＳ１１において、搬送ロボット８によって基板収納部５からインク塗布前の基板３０を取り出して（図５）、乾燥装置６に導入し（図６）、搬送機構７０によって乾燥部６からインク塗布前の基板３０を導入排出部４の基板保持テーブル２４上に移動させる（図７）。そして制御部２は、基板保持テーブル２４によってインク塗布前の基板３０を吸着保持した後、Ｘ方向移動テーブル２３を塗布部３に移動する（図８）。これにより、インクジェットヘッド４２によって基板３０にインク液滴を塗布し得る状態となる。
【００３７】
制御部２は、ステップＳ１２に移って、基板保持テーブル２４をＸ方向及びＹ方向に移動させながら、インクジェットヘッド４２からインク液滴を噴射させることにより、基板３０上にインク液滴を塗布する。
【００３８】
基板３０に対するインク液滴の塗布が完了すると、制御部２は、ステップＳ１３に移って、Ｘ方向移動テーブル２３を乾燥部６側に移動させた後、搬送機構７０によってインク塗布後の基板３０を乾燥部６に受け渡す（図９）。
【００３９】
そして制御部２は、ステップＳ１４に移って、乾燥部６によりインク塗布後の基板３０を乾燥させる。乾燥部６による基板３０の乾燥処理が完了すると、制御部２は、ステップＳ１５に移って、搬送ロボット８によって乾燥部６から乾燥済みの基板３０を取り出して（図１０）、基板収納部５に排出する（図１１）。
【００４０】
制御部２は、ステップＳ１６に移って、基板収納部５に収納されているすべての基板３０に対するインク液滴の塗布が完了したか否かを判断する。このインクジェット塗布装置１においては、制御部２は、塗布が完了した基板３０の数をカウントすると共に、このカウント数が基板収納部５に収納されている基板３０の数と一致したとき、すべての基板３０に対するインク液滴の塗布が完了したと判断する。すべての基板３０に対する塗布が完了していないとき、制御部２は、ステップＳ１６において否定結果を得ることにより、上述のステップＳ１１に戻って、基板収納部５に収納されているインク塗布前の基板３０に対して、同様の処理を実行する。これに対してすべての基板３０に対する塗布処理が完了したとき、制御部２は、ステップＳ１６において肯定結果を得ることにより、この処理手順を終了する。
【００４１】
このようにして、本実施の形態に係るインクジェット塗布装置１においては、インク塗布後の基板３０の排出経路上に乾燥部６を設けていることにより、インク液滴の塗布が完了した基板３０は、基板収納部５に収納される前に、塗布部３から導入排出部４を介して乾燥部６に受け渡される。すなわちインク液滴の塗布が完了した基板３０は、塗布されたインクの乾燥が進む前に直ちに乾燥部６に排出されることになる。これにより自然乾燥による不確定な乾燥を抑制しつつ乾燥部６による管理された乾燥処理を施すことができ、その分、塗布されたインクの乾燥を乾燥部６の乾燥処理により容易に管理することが可能となる。
【００４２】
また塗布部３及び導入排出部４が遮蔽カバー１８によって遮蔽されていることにより、塗布部３においてインク液滴が塗布された基板３０は、この塗布部３から導入排出部４に移動されて乾燥部６に排出されるまでの間、インク液滴の溶媒雰囲気内に置かれることになる。これにより、基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制される。このように乾燥部６に排出されるまでの間、基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制されることにより、自然乾燥による不確定な乾燥を抑制しつつ乾燥部６による管理された乾燥処理を施すことができ、その分、塗布されたインクの乾燥を乾燥部６の乾燥処理により容易に管理することが可能となる。
【００４３】
また導入排出部４に隣接した位置において、導入排出部４から基板３０を直線状に排出する経路上に乾燥部６を配置したことにより、インク塗布後の基板３０を直ちに乾燥部６に排出することができる。
【００４４】
上述の実施形態においては、乾燥部６と導入排出部４との間の基板３０の搬送手段として搬送アーム７１を用いた場合について述べたが、これに代えて、例えばベルト上に基板３０を載せて搬送する機構等、種々の搬送機構を用いることができる。
【００４５】
またインクジェット塗布装置１の塗布部３及び導入排出部４を遮蔽カバー１８によって遮蔽するようにしたが、少なくとも導入排出部４が遮蔽カバー１８によって覆われていればよく、例えば導入排出部４のみを覆う遮蔽カバーを設ける構成、又はインクジェット塗布装置１が設置される環境全体を溶媒雰囲気に保つ構成を適用することができる。
【００４６】
またインク塗布前の基板３０を基板収納部５から導入する導入経路と、インク塗布後の基板３０を乾燥部６を介して基板収納部５に排出する経路とを同一経路としたが、導入経路と排出経路とを異なる経路とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット塗布装置を示す斜視図である。
【図２】図１のインクジェット塗布装置の乾燥部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るインクジェット塗布装置を示す斜視図である。
【図４】図１のインクジェット塗布装置の塗布処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図６】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図７】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図８】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図９】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図１０】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【図１１】図１のインクジェット塗布装置の基板の導入排出手順を示す略線図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…インクジェット塗布装置、２…制御部、３…塗布部、４…導入排出部、５…基板収納部、６…乾燥部、７…カセットステーション、８…搬送ロボット、１８…遮蔽カバー、２１…架台、２２…ガイドステージ、２３…Ｘ方向移動ステージ、２４…基板保持テーブル、４２…インクジェットヘッド。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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