(57)【要約】      （修正有）【課題】  弾性変形量の小さい材質からなるキャップ部材を用いてノズルを保護した場合であっても、ノズルを破損することなく安全にキャッピングを行うことができるインクジェット記録装置を実現する。【解決手段】  ガラス基板に対してインクを吐出するノズル４４と、インクの非吐出時にノズルを保護するキャップユニットと、インクの吐出時にはガラス基板の位置を検出すると共に、インクの非吐出時にはキャップユニットの位置を検出する位置検出センサと、位置検出センサの検出結果に基づいて、ノズルを移動させる駆動装置とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対してインクを吐出するインク吐出手段と、インクの非吐出時にインク吐出手段を保護する保護手段とを備えたインクジェット記録装置において、
インクの吐出時には記録媒体の位置を検出すると共に、インクの非吐出時には保護手段の位置を検出する位置検出手段と、
上記位置検出手段の検出結果に基づいて、インク吐出手段を移動させる移動手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
上記保護手段は、光を反射する反射手段を備えており、
上記位置検出手段は、記録媒体または反射手段に対して光を発光する発光手段と、記録媒体または反射手段からの反射光を受光する受光手段とを備え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記録装置。
【請求項３】
上記反射手段の光の反射率は、記録媒体の光の反射率と同じであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
上記反射手段は、記録媒体と同じ材質からなっていることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
上記反射手段は、保護手段にてインク吐出手段を保護した状態におけるインク吐出手段と反射手段との距離が、インクの吐出時におけるインク吐出手段と記録媒体との距離と同じになる位置に配置されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。より詳しくは、インクの非吐出時にインク吐出部分を保護部材によって保護する場合に、保護部材に対してインク吐出部分を正確に位置決めすることができるインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録装置の適用分野は、紙面印刷にとどまらず基板回路作製といった他の分野まで拡がってきている。特に薄型ディスプレイの作製分野では、液晶ディスプレイの配線やカラーフィルタ、有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬ素子をインクジェット記録装置にて作製する方法が注目されている。これは、インクジェット記録装置の使用条件が真空状態を必要としないことによる、高いコストパフォーマンスへの期待が大きいことも要因となっている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置は、その非使用時に、インクを吐出するインクジェットヘッドのノズルを長時間露出した状態にしておくと、インクが蒸発、乾燥、固着または増粘等することによって、その後の使用時におけるインクの吐出が適切に行われないことや、不可能になることがある。このため、一般に、インクジェット記録装置の非使用時においては、ノズルのインク吐出口はキャップによって覆われている。このキャップによるノズルの封止は、当然に密閉性が高い方が好ましい。このような、ノズルをキャップによって覆う技術は、例えば特許文献１ないし５に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、インクジェットヘッドのキャップ装置が記載されている。このキャップ装置は、弾性体よりなるキャップ部材の内部に形成された空室内に、剛性の大なる素材よりなる中子部材が嵌め込まれた構成を有している。これにより、インクジェットヘッドとキャップ部材との気密性を向上させている。
【０００５】
特許文献２には、インク吸引キャップが記載されている。このインク吸引キャップは、弾性材で形成されたキャップ内底部に内側高さより低い高さの弾性材で形成された押え部材が設けられており、印字休止時にノズルを押え部材で密閉することができるようになっている。
【０００６】
特許文献３には、噴射ノズルをキャッピングする細長いトラック形状のゴムキャップ部材を備え、該ゴムキャップ部材の円弧部の高さを直線部よりも高くしたインクジェット記録装置が記載されている。円弧部の高さを直線部よりも高くすることにより、ゴムキャップ面をヘッド面に圧接するバネ荷重を上げることなくヘッド面とゴムキャップ面との密着性を確保している。
【０００７】
特許文献４には、プリンタヘッド用キャップが記載されている。特許文献４では、キャップがプリンタヘッドのノズル面に接する部分を長辺部と短辺部とよりなる形状に構成し、精度の出しにくい長辺部を短辺部に比べて柔軟な構造とし、かつ、長辺部の高さを短辺部の高さに比べて高い構造としている。これにより、キャップとノズル面との密着性を維持している。
【０００８】
特許文献５には、記録ヘッドのノズル形成面に密着してノズル形成面を封止する弾性部材を有するキャッピング部材を備え、封止時の弾性部材の変位を規制するリブが形成されたヘッド吐出特性維持装置が記載されている。この構成とすることで、適当な押圧力でキャッピング部材の弾性部材における密着面の全周を均一に押し潰した後は、各リブの上面がノズル形成面に当接して密着面がそれ以上潰れないようにし、ノズル形成面を常に確実に封止している。
【特許文献１】特開平４−１４４６１号公報（平成４年(1992)１月２０日公開）
【特許文献２】特開平５−７７４３３号公報（平成５年(1993)３月３０日公開）
【特許文献３】特開平５−３１８７５２号公報（平成５年(1993)１２月３日公開）
【特許文献４】特開平６−１５５７５３号公報（平成６年(1994)６月３日公開）
【特許文献５】特開２００４−９５５８号公報（平成１６年(2004)１月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、インクジェット記録装置が基板回路作製といった生産装置へ応用されるに従い、多様な材料からなるインクが使用されるようになった。これに伴い、インク材料に対する溶媒が水やアルコールなどから、より溶解力の強い有機溶媒が使用されるようになった。その結果、インクジェット記録装置は耐薬品性能を有することが必要となり、ノズルのインク吐出口を覆うキャップは特にその必要がある。
【００１０】
ただし、インクジェット記録装置の非使用時には、インク吐出口を密閉する必要があるため、キャップは、インク吐出口面との接触を完全にするために弾性変形する必要がある。ところが、一般に上記耐薬品性と弾性とは相反する傾向がある。このため、多くの場合、キャップとしては、弾性性能を妥協して耐薬品性能のある材料が用いられている。
【００１１】
このような材料を用いた場合には、キャップの弾性変形が十分に行われないため、キャップがキャッピング位置に移動する場合の、インク吐出口面とキャップとの位置決めマージン（キャップとインク吐出口面とが最初に接触してから、インクジェットヘッドとキャップとの相対移動が停止するまでの距離）を大きくすると、ノズルが破損してしまう。これを回避するためには、上記位置決めマージンを小さくする必要がある。
【００１２】
このマージン量は、インクジェット記録装置の精度、特にインク吐出口の位置決め精度等に大きく影響される。しかしながら、インクジェットを行う基板の大型化に伴うインクジェット記録装置の大型化や複雑化によって、キャッピング時の位置決めの精度が悪化しており、その結果、ノズル破損の危険性が増大しているという問題点を有している。
【００１３】
例えば、上記特許文献１の構成では、中子部材に対して、キャップ部材が十分に低い剛性でなければならないものの、耐薬品性の優れたパーフロゴムをキャップ部材として使用している。このため、キャップ部材が十分に変形せず、中子部材で支える前に、インクジェットヘッドのノズル面が破損してしまう可能性がある。
【００１４】
また、特許文献２の構成では、インク吸引キャップとしてパーフロゴムといった弾性の低い材料を用いた場合には、押え部材がノズルに密着する前に、インク吸引キャップがノズル面を破損させてしまう可能性がある。
【００１５】
同様に、特許文献３の構成では、ゴムキャップ部材としてパーフロゴムといった弾性の低い材料を用いた場合には、直線部がヘッド面に密着する前に、円弧部がヘッド面を破損させてしまう可能性がある。また、特許文献４の構成では、キャップとしてパーフロゴムといった弾性の低い材料を用いた場合には、短辺部がノズル面に密着する前に、長辺部がノズル面を破損させてしまう可能性がある。さらに、特許文献５の構成では、キャッピング部材の弾性部材としてパーフロゴムといった弾性の低い材料を用いた場合には、リブ上面がノズル形成面に当接する前に、キャッピング部材の弾性部材がノズル形成面を破損させてしまう可能性がある。
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、インクジェットヘッドのノズルを保護するキャップ部材として、弾性変形量の小さい材質からなるキャップ部材を用いた場合であっても、ノズルを破損することなく安全にノズルを保護することができるインクジェット記録装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るインクジェット記録装置は、上記課題を解決するために、記録媒体に対してインクを吐出するインク吐出手段と、インクの非吐出時にインク吐出手段を保護する保護手段とを備えたインクジェット記録装置において、インクの吐出時には記録媒体の位置を検出すると共に、インクの非吐出時には保護手段の位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段の検出結果に基づいて、インク吐出手段を移動させる移動手段とを備えていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、インク吐出手段は、インク吐出時には記録媒体に対してインクを吐出する。これにより、記録媒体上に所定の画像等を形成することができる。また、インクの非吐出時には、インク吐出手段は保護手段によって保護されている。保護手段としては、例えばキャップ部材を用いることができる。このキャップ部材をインク吐出手段に被せて密閉することによりインク吐出手段を保護できる。これにより、インクの非吐出時であってもインクが蒸発、乾燥、固着または増粘等することを防止でき、その後のインクの吐出を適切に行うことが可能となる。
【００１９】
また、インクの吐出時には、位置検出手段が記録媒体のわずかな撓みやうねりといった形状の変化に伴う位置ずれを検出することが可能となる。このため、移動手段は、インク吐出手段を、記録媒体に対してインクを吐出するための適切な位置に移動させることができる。その結果、インク吐出手段は、記録媒体に対して常に適切なインクの吐出が可能となる。
【００２０】
一方、インクの非吐出時には、位置検出手段が保護手段の位置を検出することが可能となる。このため、移動手段は、インク吐出手段を保護手段にて保護する最適な位置に移動させることができる。
【００２１】
すなわち、インク吐出時のインク吐出手段の最適な位置と、インク非吐出時のインク吐出手段の最適な位置とが異なる場合であっても、いずれの場合においてもインク吐出手段を最適な位置に移動させることが可能となる。従って、インク吐出手段の移動を正確かつ確実に制御することができる。
【００２２】
これにより、保護手段が例えば弾性変形量の小さい材質からなる場合であっても、インクの非吐出時に、インク吐出手段が必要以上に保護手段と接触することを回避できるため、保護手段によってインク吐出手段を破損させることを防止することができる。その結果、正確かつ確実にインク吐出手段を保護するインクジェット記録装置とすることができる。
【００２３】
本発明に係るインクジェット記録装置では、上記保護手段は、光を反射する反射手段を備えており、上記位置検出手段は、記録媒体または反射手段に対して光を発光する発光手段と、記録媒体または反射手段からの反射光を受光する受光手段とを備えていることが好ましい。上記の構成によれば、記録媒体や保護手段の位置を検出する際に、光の反射を利用して位置を検出することが可能となる。その結果、記録媒体および保護手段の位置をより正確に検出することができる。
【００２４】
本発明に係るインクジェット記録装置では、上記反射手段の光の反射率は、記録媒体の光の反射率と同じであることが好ましい。上記の構成によれば、反射手段と記録媒体との光の反射率が同じであるため、位置の検出を容易かつ正確に行うことが可能となる。その結果、インク吐出手段の移動をより確実かつ正確に制御することができると共に、インクの非吐出時には保護手段によってインク吐出手段を破損させることを回避することができる。なお、「光の反射率が同じ」とは、反射手段の光の反射率が記録媒体の光の反射率と全く同一である場合、または、反射手段の光の反射率が、保護手段における反射手段以外の部分の光の反射率と比べて、記録媒体の光の反射率に近い値である場合、または、反射手段の光の反射率と記録媒体の光の反射率との差が１０％以内にある場合のことをいう。
【００２５】
本発明に係るインクジェット記録装置では、上記反射手段は、記録媒体と同じ材質からなっていることが好ましい。上記の構成によれば、反射手段と記録媒体とが同じ材質からなっているため、光の反射率を同じにすることが可能となる。従って、インク吐出手段が保護手段によって破損してしまうことを回避することができる。
【００２６】
本発明に係るインクジェット記録装置では、上記反射手段は、保護手段にてインク吐出手段を保護した状態におけるインク吐出手段と反射手段との距離が、インクの吐出時におけるインク吐出手段と記録媒体との距離と同じになる位置に配置されていることが好ましい。上記の構成によれば、位置検出手段は、インク吐出時における記録媒体の位置検出と、インクの非吐出時における反射手段の位置検出とを、略同じ高さ（距離）で行うことが可能となる。このため、インク吐出手段の保護時における、インク吐出手段の移動を容易かつ確実に行うことができ、インク吐出手段の保護を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るインクジェット記録装置は、以上のように、インクの吐出時には記録媒体の位置を検出すると共に、インクの非吐出時には保護手段の位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段の検出結果に基づいて、インク吐出手段を移動させる移動手段とを備えているので、保護手段によってインク吐出手段を破損させることを防止することができ、確実かつ正確にインク吐出手段を保護するインクジェット記録装置とすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の一形態について図１ないし図９に基づいて説明すると以下の通りである。本実施の形態では、本発明に係るインクジェット記録装置を搭載した、ＴＦＴ基板のリペア装置を一例に挙げて説明する。
【００２９】
図２は、本実施の形態に係るリペア装置１の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、リペア装置１は、ステージユニット１０、修正ユニット２１、インク吐出ユニット（インクジェット記録装置）３１、および制御部７１を備えている。
【００３０】
ステージユニット１０は、ステージ基台１１、基板ホルダ１２、第１リニアガイド１４、および定盤部１５を備えている。基板ホルダ１２、第１リニアガイド１４および定盤部１５はステージ基台１１上に配置されている。基板ホルダ１２は、リペア前の成膜工程を終えたＴＦＴ基板に用いられるガラス基板（記録媒体）１３を載置するためのものである。基板ホルダ１２には、複数の小さい孔が設けられていると共に、基板ホルダ１２よりもステージ基台１１側には減圧装置（図示せず）が設けられている。基板ホルダ１２上にガラス基板１３を載置して、減圧装置によって減圧することにより、ガラス基板１３は、上記複数の小さい孔を介して基板ホルダ１２に吸着固定される。これにより、ガラス基板１３をリペアする際（ガラス基板１３にインクを吐出する際）に、ガラス基板１３が動いて位置ずれが起きることを防止することができるようになっている。
【００３１】
第１リニアガイド１４は、定盤部１５の移動を案内するものである。第１リニアガイド１４は、一対の棒状の案内部材からなっており、各案内部材は、各々が平行な状態で基板ホルダ１２よりも端部側のステージ基台１１上に配置されている。
【００３２】
定盤部１５は、第１リニアガイド１４の各案内部材の長手方向（以下、Ｘ方向と称する）に直交する方向（以下、Ｙ方向と称する）に長い部材であって、第１リニアガイド１４と噛み合うように配置されている。定盤部１５は、第１リニアガイド１４の各案内部材に案内されながらＸ方向に移動するようになっている。
【００３３】
定盤部１５には、後述する修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１が取り付けられている。また、定盤部１５は、修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１が取り付けられている側の面（以下、取り付け面と称する）に第２リニアガイド１６を備えている。第２リニアガイド１６は、修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１の移動を案内するためのものである。第２リニアガイド１６は、一対の棒状の案内部材からなっている。各案内部材は、各々がＹ方向に平行な状態で定盤部１５の取り付け面上に配置されている。修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１は、一体となって取り付け面上を第２リニアガイド１６に沿ってＹ方向に移動するようになっている。
【００３４】
修正ユニット２１は、ガラス基板１２上の欠陥をレーザカットし、インク塗布および乾燥・焼成といった一連のプロセスを行うものである。修正ユニット２１は、第１の背面板２２、レーザカットユニット２３、および移動ステージ２６を備えている。また、インク吐出ユニット３１は、ガラス基板１２上への記録に用いられるインクを吐出するものである。インク吐出ユニット３１の詳細な構成は後述する。
【００３５】
第１の背面板２２は、レーザカットユニット２３およびインク吐出ユニット３１を定盤部１５に移動可能に取り付け・固定するものである。これら修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１は、第１の背面板２２上にＹ方向に並んで配置されている。レーザカットユニット２３は、高出力用レーザ２４および切断部観察用顕微鏡２５等を備えている。高出力用レーザ２４は、高出力レーザ光を照射して、基板ホルダ１２上のガラス基板１３を切断するものである。また、切断部観察用顕微鏡２５は、ガラス基板１３の切断部分を観察するための顕微鏡である。移動ステージ２６は、レーザカットユニット２３およびインク吐出ユニット３１を第２リニアガイド１６に直交する方向（ＸＹ平面に垂直な方向；以下、Ｚ方向と称する）に移動させるための案内部材である。
【００３６】
制御部７１は、リペア装置１全体の駆動を制御するものである。具体的には、定盤部１５、修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１の移動の制御や、修正ユニット２１やインク吐出ユニット３１の駆動の制御および判断を行うものである。制御部７１は、単一のコンピュータにて構成されていてもよく、複数のコンピュータを備えて各制御を個別に行う構成であってもよい。本実施の形態では、制御部７１はステージ基台１１から離れた位置に配置されており、ステージ基台１１、修正ユニット２１およびインク吐出ユニット３１とはケーブルを介して電気的に接続されている。
【００３７】
次に、インク吐出ユニット３１について図３を用いて説明する。図３は、インク吐出ユニット３１の概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、インク吐出ユニット３１は、第２の背面板３２、Ｚステージ（移動手段）３３、ＺＸ継手３４、Ｘステージ（移動手段）３５、ＸＹ継手３６、Ｙステージ（移動手段）３７、リペア部観察用光学系３８、放射温度計３９、放射温度計継手４０、第１ヘッド継手４１ａ、第２ヘッド継手４１ｂ、インクジェットユニット（インク吐出手段）４２、キャップユニット（保護手段）６０、キャッピングボックス６１、および底板６５等を備えている。
【００３８】
第２の背面板３２は、インク吐出ユニット３１全体を第１の背面板２２に固定するためのものである。Ｘステージ３５、Ｙステージ３７およびＺステージ３３は、各々、インクジェットユニット４２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるための案内部材である。ＺＸ継手３４はＺステージ３３およびＸステージ３５を接続するものであり、ＸＹ継手３６はＸステージ３５およびＹステージ３７を接続するものである。
【００３９】
リペア部観察用光学系３８は、ガラス基板１３のリペア部分（インク吐出部分）を観察するための光学系であり、顕微鏡等を有している。放射温度計３９は、リペア部分の温度を計測するものである。放射温度計３９は、放射温度計継手４０を介してＸＹ継手３６に接続・固定されている。
【００４０】
インクジェットユニット４２は、ガラス基板１３に対してインクを吐出するものである。インクジェットユニット４２は、第１ヘッド継手４１ａに取り付けられており、第２ヘッド継手４１ｂを介してＹステージ３７に接続されている。これにより、インクジェットユニット４２は、ＸＹＺの３方向に移動可能となっている。また、底板上にはキャッピングボックス６１が配設されており、キャッピングボックス６１上にはキャップユニット６０が配設されている。
【００４１】
次に、インクジェットユニット４２、キャップユニット６０およびその周辺部分について図４および図５を用いて説明する。図４は、インクジェットユニット４２、キャップユニット６０およびその周辺部分の概略構成を示す斜視図である。また、図５は、図４とは反対側から見たインクジェットユニット４２の概略構成を示す斜視図である。なお、説明を容易にするために、図４では図中の配管・配線・ケーブルガイド等を省略している。
【００４２】
図４および図５に示すように、インクジェットユニット４２は、インクジェットヘッド４３、ノズル４４、ヘッドドライバ４５、インクタンク４６、インク供給チューブ４７、およびインク温度調節装置４８を備えている。
【００４３】
インクジェットヘッド４３、ヘッドドライバ４５およびインクタンク４６は、第１ヘッド継手４１ａに取り付けられている。第１ヘッド継手４１ａは、第２の背面板３２と略平行な面（ＹＺ平面）を有しており、インクジェットヘッド４３およびヘッドドライバ４５は、第１ヘッド継手４１ａの第２の背面板２２とは反対側の面上に取り付けられている。インクタンク４６は、第１ヘッド継手４１ａの側面に取り付けられている。
【００４４】
インクジェットヘッド４３は、ヘッドドライバ４５よりも下側（ステージユニット１０側）に配置されている。また、インクジェットヘッド４３には、下向き（ステージユニット１０方向またはキャップユニット６０方向）にインクを吐出するノズル４４が設けられている。すなわち、インクジェットヘッド４３は、ステージユニット１０またはキャップユニット６０と対向するように配置されている。
【００４５】
ヘッドドライバ４５は、インクジェットヘッド４３を駆動制御するものである。なお、インクジェットヘッド４３とヘッドドライバ４５とは、図示しない配線によって電気的に接続されている。また、ヘッドドライバ４５は、図示しない配線によって制御部７１と電気的に接続されている。
【００４６】
インクタンク４６は、ガラス基板１３に吐出するための材料を溶かしたインク溶液を貯蔵したインクパックを有している。インクパック内のインク溶液は、インクタンク４６とノズル４４とを接続するインク供給チューブ４７を介してノズル４４へと供給される。また、インクタンク４６は、図示しない配線によって内部が加圧・減圧されている。これにより、インクタンク４６からノズル４４へのインクの流れが制御されている。
【００４７】
インク温度調節装置４８は、インク溶液の温度を調節するものである。インク温度調節装置は、インク供給チューブ４７に接するように配置されており、インクを加熱してインク溶液の温度を調節するようになっている。インク溶液は加熱によって粘度が低下するため、ノズル４４からの吐出が容易になる。
【００４８】
また、第１ヘッド継手４１ａには、インクタンク４６と反対側の側面に赤外ランプ５４が配設されている。赤外ランプ５４は、赤外線を照射してガラス基板１２上のリペア箇所のインクを乾燥・焼成させるものである。赤外ランプ５４は、照射する赤外線の光路が放射温度計３９の光路と重ならないように傾斜をつけて固定されている。赤外ランプ５４から照射される赤外線の焦点位置は、インク吐出時におけるガラス基板表面がなす平面と、ノズル位置を通るＺ−Ｙ平面とが交差する部分の直線上にある。
【００４９】
なお、第１ヘッド継手４１ａと赤外ランプ５４との間には、断熱板５３が配設されている。すなわち、赤外ランプ５４は、断熱板５３を介して第１ヘッド継手４１ａに取り付けられている。断熱板５３は、赤外ランプ５４から発せられる熱がノズル４４に伝わることを防止するものである。これにより、赤外ランプ５４の発熱によって、ノズル４４から吐出されるインクの着弾精度に影響を与えることがない。断熱板５３は、赤外ランプ５４側の熱伝導率の高い銅板と、ノズル４４側の熱伝導率の低いガラス系の板とを貼り合わせた構造を有している。赤外ランプ５４からノズル４４側へ向かう熱の大部分は、銅板を面方向に伝わり、断熱板５３の上方向から放熱される。
【００５０】
また、第１ヘッド継手４１ａには、位置検出センサ（位置検出手段）５１が取り付けられている。位置検出センサ５１は、第１ヘッド継手４１ａの、インクジェットヘッド４３とは反対側の面に取り付けられている。すなわち、位置検出センサ５１は、第１ヘッド継手４１ａを介してインクジェットヘッド４３と一体的に取り付けられている。
【００５１】
また、位置検出センサ５１は、底面部分（ガラス基板１３やキャップユニット６０と対向する面の部分）に発光部（発光手段）５１ａおよび受光部（受光手段）５１ｂを備えている。発光部５１ａとしては、例えば発光ダイオードを用いることができ、受光部５１ｂとしては、例えばフォトトランジスタを用いることができる。
【００５２】
発光部５１ａから照射された光は、反射対象面にて反射され受光部５１ｂに入射するようになっている。位置検出センサ５１は、受光部５１ｂにて受光した反射光の光量に基づいて、反射対象面の位置を検出することができるようになっている。例えば、反射対象面が近い側にあるときには、発光部５１ａから照射された光は光路５６ａを通り受光部５１ｂに入射する。反射対象面が遠い側にあるときには、発光部５１ａから照射された光は光路５６ｂを通り受光部５１ｂに入射する。以下では、反射対象面が近い側にある場合の反射対象面の位置と、反射対象面が遠い側にある場合の反射対象面の位置との距離（高さ方向の距離）の差を作動範囲Ｗ１と称する。
【００５３】
底板６５は、第２の背面板３２に固定されている。底板６５と第２の背面板４３とは、互いに略垂直な状態となっている。さらに、底板６５と第２の背面板３２とは、底板継手６６によって接続されている。これにより、底板６５と第２の背面板３２との固定を確実に行うことができる。底板上には、キャッピングボックス６１、キャップユニット６０、吐出確認センサ発光部６３ａ、吐出確認センサ受光部６３ｂ、キャッピング洗浄機構（図示せず）等が配設されている。
【００５４】
キャッピングボックス６１は、内部に廃液を貯蔵するタンクを有しているものであり、底板６５上に配置されている。また、キャッピングボックス６１上にはキャップユニット６０が搭載されている。キャップユニット６０は、インクジェットユニット４２の未動作時に、ノズル４４を保護するためのキャップ部材等が設けられている。このキャップユニット６０の詳細な構成については後述する。
【００５５】
吐出確認センサ発光部６３ａおよび吐出確認センサ受光部６３ｂは、インクジェットユニット４２にあるノズル４４からのインクの吐出を確認するものである。吐出確認センサ発光部６３ａおよび吐出確認センサ受光部６３ｂは、共にキャッピングボックス６１上に配置されており、キャップユニット６０を挟む位置に対向して配置されている。吐出確認センサ発光部６３ａから照射された光を、吐出確認センサ受光部６３ｂにて受光し、受光した光の強度の変化によってインクの吐出を確認するようになっている。
【００５６】
ここで、キャップユニット６０について、図６および図７を用いて具体的に説明する。図６は、キャップユニット６０の概略構成を示す斜視図である。図７は、キャップユニット６０を分解した状態の概略構成を示す斜視図である。
【００５７】
図６および図７に示すように、キャップユニット６０は、キャップゴム８３、キャップ土台８１、キャップゴム固定部材８６、ワイピングブレード８８、反射板ユニット９０を備えている。
【００５８】
キャップゴム８３は、ノズル４４を保護するためのキャップ部材である。キャップゴム８３は、キャップ土台８１上に載置され、キャップゴム固定部材８６によって押し付けられた状態で、ネジによってキャップ土台８１に固定されている。
【００５９】
キャップゴム８３は、キャップ唇８５および外壁８４を有している。キャップ唇８５は、ノズル４４を保護する際に、ノズル４４のインク吐出口部分（以下、ノズル面と称する）と接するようになっており、突出した部分が環状になった形状を有している。環状の突出部分がノズル面の外周側に接することによって、ノズル面を密閉状態にすることができる。これにより、ノズル４４が乾燥することを防止することができる。なお、このキャップゴム８３にてノズル４４を保護する（密閉状態にする）ことを、以下では「キャッピング」とも称する。
【００６０】
外壁８４とは、キャップゴム８３にてノズル４４をキャッピングする動作時に、ノズル４４に付着したインクがキャップゴム８３の外へ飛び散ることを防止するための囲いである。このため、外壁８４は、キャップ唇８５を囲むようにして一体で形成されている。
【００６１】
ワイピングブレード８８は、ノズル面がキャップゴム８３から離れたときに、ワイピングブレード８８とノズル面との親液性・撥液性の差を利用して、ノズル面に付着したインク液を取り除くものである。ワイピングブレード８８は、弾性部材からなっており、例えば板バネが用いられる。
【００６２】
本実施の形態においては、キャップゴム８３は、インク溶媒に対して耐薬品性を有するパーフロゴムを用いて形成されている。パーフロゴムはフッ素ゴムの一種であり、従来のキャップ部材に用いられるシリコン系ゴムと比較して弾性変形量が小さい材質であるものの、非常に高い耐薬品性を有する材質である。ただし、キャップゴム８３の材質としては、パーフロゴムに限定されるものではなく、高い耐薬品性を有する材質であればよい。このように、高い耐薬品性を有する材質であれば、シリコン系ゴムと比べて弾性変形量が小さい材質であっても用いることができる。
【００６３】
反射板ユニット９０は、キャップ土台８１上に載置されており、ネジによってキャップ土台８１に固定されている。反射板ユニット９０は、キャップゴム８３をノズル４４にキャッピングする際の、ノズル４４の高さ方向の位置決めに用いられる。図８は、反射板ユニット９０を分解した状態の概略構成を示す斜視図である。
【００６４】
図８に示すように、反射板ユニット９０は、反射板（反射手段）９３、反射板土台９１、押え板９２、ネジ９４・９５、ピン９６を備えている。反射板９３は、反射板土台９１上に載置されており、押え板９２によって押さえつけられた状態で、ネジ９５によって反射板土台９１に固定されている。また、反射板９３は、台形の形状を有しており、反射板土台９１に設けられた２本のピン９６に台形の斜辺が接するように配置されている。これにより、反射板９３の水平方向の位置が固定される。
【００６５】
なお、反射板９３は、キャッピング時における高さ位置を決める際の反射対象面となる。このため、反射板ユニット９０は、キャップゴム８３よりも第２の背面板３２側であって、ノズル４４をキャッピングする際に、位置検出センサ５１から出射された光の光軸上に反射板９３が存在する位置に配置される。加えて、キャッピング時におけるノズル面から反射板９３表面までの距離が、インク吐出時におけるノズル面からガラス基板１３までの距離と同じなる位置に反射板９３を配置することが好ましい。この場合、位置検出センサ５１は、インク吐出時のガラス基板１３面と、キャッピング時の反射板９３面とを略同じ高さ位置で検出することが可能となる。
【００６６】
また、反射板９３としては、位置検出センサ５１にて位置を検出することができるものであればよい。ただし、位置決めをより確実に行うためには、用いる反射板９３の光の反射率が、インクが吐出される基板の光の反射率と同じであることが好ましい。この場合、インクが吐出される基板と同じ材質からなる反射板９３を用いてもよい。例えば、ガラス基板にインクを吐出する場合には、反射板９３としては、このガラス基板のガラスと同じ組成を持つガラスからなる板を用いることができる。なお、上記「光の反射率が同じ」とは、反射板９３の光の反射率とインクが吐出される基板の光の反射率とが全く同じである場合、または、反射板９３の光の反射率が、キャップゴム８３の表面、キャップ土台８１の表面若しくはキャップゴム固定部材８６の表面の光の反射率と比べて、インクが吐出される基板の光の反射率に近い値である場合、または、反射板９３の光の反射率とインクが吐出される基板の光の反射率との差が１０％以内にある場合のことをいう。
【００６７】
ここで、ノズル４４にキャップゴム８３をキャッピングした状態における、ノズル４４とキャップゴム８３との相対位置関係について図１に基づいて説明する。図１は、キャッピング時におけるノズル４４およびキャップユニット６０の概略構成を示す断面図である。図１では、説明を分かり易くするために階段断面図としている。
【００６８】
図１に示すように、キャッピング時には、ノズル面がキャップ唇８５に接している。この場合のノズル面の高さ位置を点１０５とする。また、ノズル面と対向する位置には、板バネ状のワイピングブレード８８が近接した状態で配置されている。このため、ノズル面とワイピングブレード８８との隙間にはインクが充填されることとなる。これにより、ノズル面が乾燥することを防止することができる。
【００６９】
また、キャッピング時に反射板９３の位置を検出する際には、位置検出センサ５１から出射された光が反射板９３にて反射される。この場合の反射板９３表面の高さ位置を点１０４とする。上記の点１０５と点１０４との高さ位置の差は小さく、インク吐出時におけるノズル４４からガラス基板１３へのインク飛翔距離と略一致している。このため、後述するように、インク吐出時におけるノズル面からガラス基板１３表面までの距離と、キャッピング時におけるノズル面から反射板表面までの距離とは略同じになる。すなわち、インク吐出時におけるガラス基板１３表面と、キャッピング時における反射板９３表面とのノズル面に対する相対位置関係は略同じになる。
【００７０】
次に、インク吐出時およびキャッピング時におけるノズル面の位置決めを行う機構について図９に基づいて説明する。図９（ａ）はインク吐出時におけるリペア装置１の要部の概略構成を示す背面図である。図９（ｂ）はキャッピング時におけるリペア装置１の要部の概略構成を示す背面図である。ここで、ガラス基板１３表面から反射板９３表面までの距離をＷ２とする。図９（ａ）・（ｂ）に示すように、Ｗ２は位置検出センサ５１の作動範囲Ｗ１と比べて明らかに大きいことが分かる。
【００７１】
図９（ａ）・（ｂ）に示すように、インクジェットユニット４２は、インク吐出時にはガラス基板１３に近接した位置に移動し、キャッピング時にはキャップユニット６０に近接した位置に移動する。従って、図９（ａ）に示すように、インク吐出時においては、ガラス基板１３表面の高さ位置は、位置検出センサ５１の作動範囲Ｗ１内に入っており、キャップユニット６０に取り付けられた反射板９３表面の高さ位置は、作動範囲Ｗ１内に入っていない。一方、図９（ｂ）に示すように、キャッピング時においては、反射板９３表面の高さ位置は、作動範囲Ｗ１内に入るものの、ガラス基板１３表面の高さ位置は作動範囲Ｗ１内に入らない。
【００７２】
すなわち、インク吐出時およびキャッピング時のいずれの場合であっても、位置検出センサ５１の作動範囲Ｗ１内に、ガラス基板１３および反射板９３の両方が存在することはなく、いずれか一方のみが存在することとなる。従って、位置検出センサ５１は、インク吐出時にはガラス基板１３表面の高さ位置を検出することとなり、キャッピング時には反射板９３表面の高さ位置を検出することとなる。
【００７３】
インク吐出時およびキャッピング時のいずれの場合であっても、インクジェットユニット４２の移動はＸステージ３５、Ｙステージ３７およびＺステージ３３を移動させることにより行われる。特に、インクジェットユニット４２の高さ方向の位置調整はＺステージ３３を移動させることによって行われる。
【００７４】
この高さ位置の調整をより確実に行うためには、まず、Ｘステージ３５およびＹステージ３７を所定の位置に移動させた後に、Ｚステージ３３を移動させることが好ましい。このため、本実施の形態においては、インクジェットユニット４２をＸＹ平面上の所定の位置に移動させた状態で、Ｚステージ３３を移動させることにより高さ位置を調整する場合について説明する。
【００７５】
Ｚステージ３３は、制御部７１から送られた信号に基づいて一定量移動する。これにより、ノズル４４の大まかな高さ位置を決めることができる。なお、この移動は、例えばモータ等の駆動装置を用いて行うことができる。
【００７６】
インク吐出時においては、インクジェットユニット４２はガラス基板１３に対してインクを吐出する。このため、インクジェットユニット４２は、ノズル４４がガラス基板１３に近づいた位置に移動する。基板が大型のガラス基板１３である場合には、ガラス基板１３全体にうねりが生じている場合が多く、ノズル面とガラス基板１３との距離は必ずしも一定していない。
【００７７】
このため、位置検出センサ５１を用いてガラス基板１３表面の位置を検出する。位置検出センサ５１は、発光部５１ａからガラス基板１３に対して光を照射し、ガラス基板１３にて反射された反射光を受光部５１ｂで受光する。位置検出センサ５１は、この反射光の光量に基づいてガラス基板１３の位置を検出する。そして、この検出結果は、制御部７１に送られる。
【００７８】
なお、ガラス基板１３に光を照射してガラス基板１３の位置を検出する場合には、位置検出センサ５１は、ガラス基板１３表面にて反射した光と、ガラス基板１３を透過してガラス基板１３の下にある基板ホルダ１２にて反射した光とを受光する場合がある。この場合、位置検出センサ５１は、ガラス基板１３からの反射光と基板ホルダ１２からの反射光との２つの反射光に関する光量のピークを検出することとなる。
【００７９】
この際、ガラス基板１３からの反射光の光量よりも基板ホルダ１２からの反射光の光量の方が多い場合がある。この場合には、ガラス基板１３からの反射光のピークは、２番目に大きいピークとなるため、位置検出センサ５１は、この２番目に大きいピークの光量に基づいてガラス基板１３の正確な位置を検出する。すなわち、位置検出センサ５１は、単に反射光の光量に基づいてガラス基板１３の位置を検出するのではなく、反射光量の分布から適切なピークを判断し、このピークの光量に基づいてガラス基板１３の位置を検出するように設定されている。
【００８０】
制御部７１は、送られた検出結果に基づいて補正用の信号を生成してＺステージ３３へと送る。Ｚステージ３３は、制御部７１から送られた補正用の信号に基づいて一定量移動する。これにより、ノズル面とガラス基板１３表面との距離を一定に保つことができる。その結果、ガラス基板１３表面へのインクの着弾精度の悪化を回避することができる。
【００８１】
キャッピング時においても、インク吐出時と同様にしてノズル４４の高さ位置の微調整が行われる。すなわち、まず、インクジェットユニット４２がキャップユニット６０に近づいた位置に移動する。そして、位置検出センサ５１を用いて反射板９３の位置を検出する。この場合の位置検出も上記と同様にして行われる。具体的には、位置検出センサ５１の発光部５１ａから反射板９３に対して光が照射され、反射板９３にて反射された反射光を受光部５１ｂで受光する。位置検出センサ５１は、この反射光の光量に基づいて反射板９３の位置を検出する。
【００８２】
そして、検出結果は、制御部７１に送られる。制御部７１は、送られた検出結果に基づいてＺステージ３３移動用の信号を生成し、Ｚステージ３３へと送る。Ｚステージ３３は、制御部７１から送られた信号に基づいて一定量移動する。この場合、ノズル面がキャップゴム８３の上方側から下降し、キャップ唇８５に接した時点でＺステージ３３が停止するように制御される。
【００８３】
すなわち、キャッピング時においては、位置検出センサ５１が反射板９３の位置を検出することによって、キャップ唇８５の位置を検出する。そして、検出したキャップ唇８５の位置に応じた量だけインクジェットユニット４２を下降させることにより、ノズル面を最適な位置に移動させるようになっている。これにより、ノズル４４のキャッピングをより確実かつ正確に行うことが可能となり、ノズル面の乾燥を防止することができる。
【００８４】
なお、Ｚステージ３３を駆動させるモータがステッピングモータの場合には、脱調などが起こった場合に、制御部７１が認識しているＺステージ３３の高さ位置と、実際のＺステージ３３の高さ位置とが異なる場合がある。この場合、Ｚステージ３３を一回のみ一定量下降させることによって、ノズル４４のキャッピングを行うとすると、脱調が起こった後においては、必要以上にノズル面がキャップ唇８５に押し付けられてしまうことがある。キャップゴム８３の材質は、上述のように弾性変形量が小さいため、この場合にはノズル面が破損してしまう可能性がある。
【００８５】
なお、「脱調」とは、ステッピングモータの駆動を制御するモータドライバに入力されるパルス信号にステッピングモータが追従できなくなる現象のことである。例えば、モータドライバから「Ｚステージ３３を原点から＋３０ｍｍ移動させる」とする信号を送信したにも関わらず、ステッピングモータによって移動したＺステージ３３の移動距離が「原点から＋２９ｍｍ」となってしまう現象のことである。
【００８６】
このため、キャッピングの際には、インクジェットユニット４２を段階的に下降させることが好ましい。インクジェットユニット４２の段階的な下降とは、例えば、ノズル面がキャップ唇８５と接する手前の位置に移動した時点でＺステージ３３の下降を一旦停止し、再度位置検出を行った後にＺステージ３３を下降させるものである。これにより、例え脱調が起こった場合であっても、ノズル面がキャップ唇８５に必要以上に押し付けられることがなく、ノズル面の破損を防止できる。
【００８７】
インクジェットユニット４２の下降を一旦停止させる位置は、例えば、ノズル面がキャップ唇８５と接触する点よりも作動範囲Ｗ１の約１／４だけ上方の位置とすることができる。ノズル面がキャップ唇８５と接触する高さ位置は点１０５であり、Ｚステージ３３が一旦停止した時点ではノズル面とキャップ唇８５とは接触していない。
【００８８】
反射板９３表面の高さ位置である点１０４と、上記点１０５とはインク飛翔距離分だけ高さが異なるものの、実質的には同じ高さ位置にある。このため、ノズル面が点１０５より作動範囲Ｗ１の約１／４分高い位置にあったとしても、反射板９３表面は作動範囲Ｗ１の範囲内にある。従って、位置検出センサ５１は反射板９３表面の高さ位置を検出することができる。
【００８９】
反射板９３表面までの距離を再度検出した後には、その検出結果が制御部７１に送られる。制御部７１は、再度、位置微調整を行うための補正用の信号を生成し、Ｚステージ３３に送る。そして、Ｚステージ３３は、補正用の信号に基づいた量だけ移動（下降）する。これにより、ノズル面とキャップゴム８３との距離を一定に保つことが可能となり、ノズル面をキャップ唇８５に、より確実に接触させることができる。その結果、ノズル面が破損する危険を回避することができる。
【００９０】
なお、反射板９３とキャップゴム８３との間には、キャップ土台８１や反射板土台９１が存在するものの、いずれも非弾性部材からなっており、Ｘステージ３５、Ｙステージ３７およびＺステージ３３の移動等によって、反射板９３とキャップゴム８３との相対位置が変化することはない。
【００９１】
また、上記実施の形態においては、位置検出センサとして光の反射を利用したものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャップユニットの位置を検出できるものであればどのような位置検出センサであっても用いることができる。
【００９２】
特に、光の反射を利用する位置検出センサを使用し、キャップユニットに反射板を使用した場合では、キャッピングの際の位置決め時に検出される光量分布が、インク吐出の際の位置決め時に検出される光量分布と略同じになる。このため、位置決めセンサにおいては、検出された光量分布から判断される対象物との距離が、キャッピング時とインク塗布時とで同じ結果になり、そのため、それぞれの場合での位置決めを正確かつ安全に行うことが出来る。
【００９３】
なお、本発明は、液滴を吐出するヘッドと、ヘッド非使用時にノズル乾燥を防ぐためのキャッピング機構と、ヘッドを、被記録面に吐出する位置とキャッピングする位置とに往復させる移動手段とを有するインクジェット装置において、ヘッドと一体的に取り付けられ、被記録面との距離を測定する変位センサを設け、ヘッドが被記録面に液滴を吐出する位置を変位センサのゼロ点位置に調整した場合に、キャッピング状態で被記録面と略同一の反射率をもった検出用反射板を変位センサのゼロ点位置にくるように取り付け、吐出時で被記録面を、キャッピング時で検出用反射板を、変位センサにて略同じ高さで検出できるようにしたインクジェット装置と表現することもできる。また、このインクジェット装置においては、検出用反射板が被記録面と同一のものであってもよい。
【００９４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係るインクジェット記録装置を用いることによって、多様な材料からなるインクを用い、弾性変形量の小さい材料からなるキャップ部材を用いた場合であっても、インクの非吐出時にノズル等のインク吐出部材を安全に保護することができる。それゆえ、本発明のインクジェット記録装置は、紙面印刷のみならず基板回路作製等の種々の画像を形成する装置に特に好適に用いることができる。従って、本発明は、インクジェット記録装置に関する分野を始めとして、各種の電子・電気機器やその部品を製造する産業分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであり、ノズルおよびキャップユニットの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであり、リペア装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示すものであり、インク吐出ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の一形態を示すものであり、インクジェットユニット、キャップユニットおよびその周辺部分の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の一形態を示すものであり、インクジェットユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の一形態を示すものであり、キャップユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の一形態を示すものであり、キャップユニットを分解した状態の概略構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の一形態を示すものであり、反射板ユニットを分解した状態の概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の一形態を示すものであり、（ａ）はインク吐出時におけるリペア装置の要部の概略構成を示す背面図であり、（ｂ）はキャッピング時におけるリペア装置の要部の概略構成を示す背面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１３    ガラス基板（記録媒体）
３１    インク吐出ユニット（インクジェット記録装置）
３３    Ｚステージ（移動手段）
３５    Ｘステージ（移動手段）
３７    Ｙステージ（移動手段）
４２    インクジェットユニット（インク吐出手段）
５１    位置検出センサ（位置検出手段）
５１ａ  発光部（発光手段）
５１ｂ  受光部（受光手段）
６０    キャップユニット（保護手段）
９３    反射板（反射手段）
【図１】
2006062263.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006062263.tif 000006
【図５】
2006062263.tif 000007
【図６】
2006062263.tif 000008
【図７】
2006062263.tif 000009
【図８】
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【図９】
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