(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドを用いて、大面積の基板に塗布行う装置において、変形量の大きな基板が塗布ユニットに送り込まれるとヘッドを損傷する場合が発生する。【解決手段】基板を連続して搬送しながらインクの塗布を行う塗布装置において、上下に移動可能にインク塗布ヘッドを基板の幅方向に複数設けて、該ヘッドを水平方向に移動することなく、基板上にインクを塗布する塗布ユニット部の基板搬送方向長さよりも基板間隔を長くして搬送するように制御する構成とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入した基板の位置合わせを行った後に、搬送ベルト上に該基板を載置し、前記搬送ベルトを所定速度で駆動した状態で塗布ユニット部で移動する基板上にインクの塗布を行う塗布方法において、
前記搬送ベルト上に複数枚の基板を載せて塗布を行う場合に、搬送ベルト上流側で異常基板を検出する基板検出部を設け、前記基板検出部が異常基板を検出したときに、前記塗布ユニット部で正常基板に塗布を実行している場合は、前記正常基板の塗布が終了してから前記搬送ベルト停止し、前記異常基板が前記塗布ユニットに侵入しない間隔を開けて、基板搬送するように制御することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
請求項１記載の塗布方法において、前記基板間隔を前記塗布ユニットの長さより大きく設定したことを特徴とする塗布方法。
【請求項３】
基板を搬入するローダ機構部と、基板の位置を合わせる位置決め部と、搬送ベルト上を移動する基板面上に複数の異なる色のインクで塗装を施す塗布ユニット部と、塗装を施された基板を装置外に搬出するアンローダ部と前記各部を制御する制御部からなる塗布装置において、
前記搬送ベルトの塗布ユニット部上流側の長さを塗布する基板の長さより大きく設定し、前記搬送ベルト上流端部側に異常基板を検出する基板検出部を設け、前記搬送ベルト上に載置される基板間隔が前記塗布ユニットの長さより長くなるよう載置することを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
基板を搬入するローダ機構部と、基板の位置を合わせる位置決め部と、搬送ベルト上を移動する基板面上に複数の異なる色のインクで塗装を施す塗布ユニット部と、塗装を施された基板を装置外に搬出するアンローダ部と前記各部を制御する制御部からなる塗布装置において、
前記位置決め部を構成する搬送機構と、前記搬送ベルトとは別々の駆動部を備え、前記位置決め部の上流側に異常基板を検出する基板検出部を設け、前記基板検出部が異常基板を検出したときに前記位置決め部の駆動を停止し前記搬送ベルトは駆動状態を維持して塗布中の基板の塗布を続行できる構成としたことを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドを用いて、基板上に所定領域に異なる色のインクを塗布する塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドを用いた塗布装置として、特開平９−１０５９３９号公報に記載のように、液晶表示素子の配向膜を形成するための装置が開示されている。この装置は、配向膜を形成する基板をステージ上に固定して、該ステージを固定レール上を移動させ、途中に設けた複数のレーザフォーカス変位計で基板表面の凹凸を測定し、変位計設置位置より所定距離はなして設けてあるインクジェット噴射装置の高さを前記変位計の測定結果に基づいて調整し、インクジェット噴射装置位置に移動してきた基板に配向膜形成溶液を吐出して配向膜を形成するように構成してある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１０５９３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の装置は液晶パネルの配向膜を形成するもので、基板の大きさも小さく、基板表面も平坦で高精度に形成されている。
【０００５】
ところで、近年基板面積も大きな長さ９００ｍｍ以上で、幅方向も２５０ｍｍ以上で厚さ２０ｍｍ以上で、基板表面も凹凸の大きな大型基板に、インクジェットヘッドを用いて複数色のインクを自動的に所定精度で塗布する装置の要求がある。また、基板の精度も上記従来の基板に比べて良くなく、基板の反り等のある場合もある。また、インクジェットヘッドを用いてインクを塗布する場合、基板とヘッドの吐出孔との距離をあまり大きくすると、インクジェットヘッドを用いて所定の精度で加飾する効果が発揮できなくなる。また、基板を載せたテーブルをＸＹ方向に移動して基板上にインクを塗布する方法では作業時間もかかることになる。そのため、インクジェットヘッドと基板間の距離を所定の距離保ち、塗布を高速に行うためには、基板の幅に合わせて複数の塗布ヘッドを設けて基板を一方向に移動させながら塗布する方法もある。しかしこの場合、異常基板が搬送ラインに供給されると、その異常基板を取り除くため搬送ラインを停止させて取り除くことになる。そのため、同じライン上に塗布途中の基板があると、搬送ラインが停止する事で、塗布途中の基板に塗布ムラが発生し、塗布途中の基板も不良品となる場合が発生する。
【０００６】
そこで、本発明では、基板の厚さ及び変形による、基板の搬送面からの距離が所定量を越える基板を、不良基板として検出すると共に、塗布ユニット部に該不良基板が搬入されないように、防止する防止機構を設けた搬送系を備えた塗布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】
上記目的を達成するために、搬入した基板の位置合わせを行った後に、搬送ベルト上に該基板を載置し、搬送ベルトを所定速度で駆動した状態で塗布ユニット部で移動する基板上にインクの塗布を行う場合に、搬送ベルト上に複数枚の基板を載せて塗布を行う場合に、搬送ベルト上流側で異常基板を検出する基板検出部を設け、基板検出部が異常基板を検出したときに、塗布ユニット部で正常基板に塗布を実行している場合は、正常基板の塗布が終了してから搬送ベルト停止し、異常基板が塗布ユニットに侵入しない間隔を開けて、基板搬送するように制御することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の塗布装置の全体構成を図１に示す。
【０００９】
図のおいて本装置は大きく５つの部分からなる。すなわち基板（基材）を搬入するローダ機構部２と、基板の位置を合わせる位置決め部３と、基板面上に塗装を施す塗布ユニット部６と、塗装を施された基板を装置外に搬出するアンローダ部１１と、前記装置の各部駆動機構等を制御するため操作パネル１３を備えた制御部１４から構成されている。
【００１０】
基板１は、搬送面側（搬送するローラまたはベルトに接触する面側）が所定の精度の機械加工が施されている。また、基板１は、搬送方向に対して直角方向の一方側端面（厚さ方向）が所定の精度（例えば±０．５ｍｍ程度）で機械加工が施されている。基板１の厚さは２０〜３０ｍｍであり、基板表面には複数の塗布領域が形成され、塗布領域間を深さ１０ｍｍ程度の溝で区分している。基板１の位置合わせは、この機械加工された一方側端面を基準にして行われる。なお、塗布ユニット部６には、基板の幅方向の全領域にインクが塗布できるように、色毎に複数の塗布ヘッドが配置されている。制御部１４は、機械加工された基板端面を基準として、各塗布ヘッド、および塗布ヘッドに設けられている複数の吐出口を選択してインクの吐出する制御を行っている。
【００１１】
ローダ機構部２は、インクを塗布する基板１を搬入するため、複数の搬入ローラ１Ｒより構成され、少なくとも１つ以上の搬入ローラ１Ｒに駆動機構が設けてある。ローダ機構部２に載置された基板１は、位置決め部３の搬送ローラ４Ｒ（ローラコンベアという場合もある）上に移動される。
【００１２】
位置決め部３は、基板を搬送する搬送機構としては複数の搬送ローラ４Ｒが設けてあり、その上部に位置決め用の位置決めガイド４ａ、４ｂが設けた構成としてある。複数の搬送ローラ４Ｒのうち少なくとも１つ以上の搬送ローラ４Ｒには駆動機構が設けてある。この駆動機構は制御部１４の指令に基づいて制御される。位置決め用のガイドの一方は固定の位置決めガイド４ａ（以後、固定ガイドと称する）であり、他方は固定ガイド４ａ側に移動可能な可動できる位置決めガイド４ｂ（以後、可動ガイドと称する）である。
【００１３】
なお本実施例では基板搬送機構として搬送ローラ４Ｒを用いることで説明したが、搬送ベルトとしてもよいことは言うまでもない。なお搬送ベルトした場合、ベルトは基板を横方向に移動し易いように、基板に対して摩擦抵抗の小さな材質のものを用いた方が良い。
【００１４】
位置決め部３では、可動ガイド４ｂに駆動力を作用させて、基板１の機械加工されている側端面部を、固定ガイド４ａ側に押し付けることで基板１を位置決めする。位置決めされた基板１は位置決め部３の搬送ローラ４Ｒから塗付ユニット部６を通る搬送ベルト１２に、位置決めされた姿勢を保ち移載される。この搬送ベルト１２は、図示していないが１つ以上の駆動機構を備え、駆動機構を制御することで塗布速度を制御するようになっている。なお、基板１が、位置決め部３から塗布ユニット部６側に移動するとき、ローラコンベア４Ｒからベルトコンベア１２（搬送ベルトという場合もある）に乗り移るが、その時の速度差がほとんど生じないように、搬送ローラ４Ｒと搬送ベルト１２の駆動機構を制御して速度調整する。
【００１５】
位置決めされた基板１は、位置決め部３のローラコンベア４Ｒから塗布ユニット部６を通過するベルトコンベア１２上に移動する。なお、ローラコンベア４Ｒからベルトコンベア１２に基板１が乗り移るときに、基板１の位置がずれないように位置決めガイド４ａ、４ｂをベルトコンベア１２上まで延伸して設けてある。
【００１６】
塗布ユニット部６は、イエロー用ヘッド群（Ｙ）７、マゼンタ用ヘッド群（Ｍ）８、シアン用ヘッド群（Ｃ）９、ブラック用ヘッド群（Ｋ）１０からなる４色分の塗布ヘッドユニットと、各ヘッドにそれぞれの色のインクを供給するため、それぞれの色のインクボトル７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂと図示していない供給用の配管等からなるインク供給部と、ヘッドの保守を行うヘッド保守機構部５からなる。
【００１７】
基板１は、この塗布ユニット部６を搬送ベルト１２上に載置された状態で、所定の速度で移動する。その時、指定された塗布ヘッドから基板上の所望の箇所に、所望の色のインクを塗布することで塗装が施される。塗装された基板１は、塗布ニット部６を出てアンローダ機構部１１に送られ、そこより次の工程に移動される。これらの移動機構及びヘッドの制御を行う制御部１４は、制御装置を格納した制御盤と操作パネル１３とから構成されている。制御条件の設定等は操作パネル１３を用いて行われる。
【００１８】
次に、本発明の基板搬送制御方法について図２を用いて説明する。図２は、搬送ベルト１２上に２枚の基板が所定の間隔を開けて搭載されて、インク塗布を行っている状態を示してる。
【００１９】
図２に示すように、搬送ベルト１２上流側には基板の進入及び基板の状態を検出する基板検出部５０が設けてある。図２では、基板検出部５０には、基板の厚み方向の変形量（基板表面の変形量）を計測する、反射型の高さセンサが示してある。この基板厚みセンサとしては透過型のセンサを用いてもよい。また、この基板検出部５０の設置位置は、搬送ベルト１２上ではなく基板位置決め部３側に設けても良い。
【００２０】
制御部１４には、基板検出部５０からの信号により、基板の変形量を求め、基板の変形が基準値よりも大きい場合に異常基板と判断する判断機能を備えている。また２枚の基板距離を制御する機能も備えている。
【００２１】
ところで、制御部１４が異常基板を検出した場合、その異常基板が塗布ユニット部６内に進入すると、異常基板の高さ方向の変形が塗布ユニット内の塗布ヘッドの高さ制御の限界を越え、塗布ヘッドが基板に接触して損傷する。また、基板が塗布ユニットの構成部品に衝突して、大きな振動が発生し、高精度に位置決めされた各種部品の位置がずれて、その後の塗布精度が低下する等の問題が発生する。そのため、搬送ベルト１２を緊急停止し、その異常基板を取り除く作業を行う。
【００２２】
しかし、塗布する基板間の間隔を狭く設定すると、異常基板を検出しても、塗布ユニット部６内において正常基板が塗布している状態である場合は、搬送ベルト１２を緊急停止すると、正常基板も緊急停止され、正常基板は塗布ムラが発生して塗布不良となってしまう。そのため、異常基板を検出しても、正常基板の塗布が完了するまでは搬送ベルト１２を停止せずに、正常基板の塗布が完了した時点で異常基板が塗布ユニット内に進入しない間隔になるように、基板間隔を制御する必要がある。
【００２３】
この基板間隔の設定方法としては、図２に示すように、基板の長さをＬ、基板間距離ｄ、基板検査部から塗布ユニット部入口までの距離をＤ塗布ユニット部の長さをＷとすると、Ｄ＞Ｌ、ｄ＞Ｗの条件を満足するように制御する必要がある。すなわち基板間隔を塗布ユニット部の長さより長く設定すれば、異常基板が塗布ユニット部に侵入することを防ぐことが可能となると共に、正常基板の塗布が完了するまで搬送ベルトを停止する必要がなくなる。
【００２４】
この場合のタイムチャート図３に示す。
【００２５】
図３のにおいて、搬送用ベルト１２は駆動状態で基板１ａへ▲１▼で塗布を開始している。その後、▲２▼で基板１ｂが基板検査部５０に進入し検査を開始する。その基板▲２▼の検査中に異常基板であることを検出（▲３▼）した。通常は、破線で示すようこの時点で搬送ベルトの駆動を停止するが、先に述べたように、基板間隔ｄが塗布ユニット部の長さがＷより大きく開けてあれば、基板１ａの塗布が完了する（▲４▼）まで搬送ベルト１２を駆動し、その時点で、搬送ベルト１２の駆動を停止する。このように搬送ベルトを駆動制御することで無駄な塗布基板の発生を防止することができる。
【００２６】
図４には、本発明の他の実施例を示す。図４では基板検出部５０（図の矢示部）を基盤の位置決め部３の最も上流側に設けたものである。本図における基板間隔は、安全性を考慮して先ほどの塗布ユニットの長さＷに対して基板間隔ｄをｄ＞Ｗの関係を満足するように設けている。ところで、位置決め部３の長さを基板長さＬより大きく取れ、塗布ユニット部６の入口から上流側の搬送ベルト１２の長さ（搬入部の長さ）を短く設定できる場合は、位置決め部３で異常基板を検出し、位置決め部の搬送ローラを停止することで異常基板のみを排出することができる。すなわち、不良基板が搬送ベルト１２に移載される前に停止させることができる。なお、この場合塗布ユニット部で正常基板上にインクを塗布していても搬送ベルトを停止する必要がなくなり、正常基板にインクを塗布中に異常基板の排出作業を行うことができ、基板間隔も塗布ユニット入口側の搬送ベルト長さ（搬送ベルトの搬入部長さ）より長く設定してあれば良く、搬入部を短く設定することで作業時間の短縮を図ることができる。但し搬入部の長さをあまり短くすると、位置決め部から搬送ベルトへの基板の受け渡しがうまくいかず位置ずれを生ずる恐れがあるため、できれば基板間隔を基板長さの半分以上の長さに設定すると良い。
【００２７】
以上の構成とすることで、基板に大きな変形があっても、塗布ヘッドを損傷することがなく、装置のメンテナンスの回数を低減することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明では基準値を越える厚さ、又は変形した基板が塗布ユニット部に進入することを防止する、基板停止機構を２重に設けた構成とした。このため基板が基準値を越える厚さのものであったり、変形等により見かけ状、搬送路面からの高さが基準値を越える場合に、基板表面とインクジェットヘッドのインク吐出口が接触することで吐出孔を損傷して、基板の所定の位置に所定量のインクの吐出ができなくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の全体概略構成を示す図である。
【図２】本発明の基板間隔を設定方法を説明する図である。
【図３】図２の基板塗布動作のタイムチャートである。
【図４】本発明の他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１…基板、２…ローダ機構部、３…位置決め部、４ａ、４ｂ…位置決めガイド、５…ヘッド保守機構部、６…塗布ユニット部、７…イエロー用ヘッド、８…マゼンタ用ヘッド、９…シアン用ヘッド、１０…ブラック用ヘッド、１１…アンローダ部、１２…搬送ベルト、５０…基板検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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