(57)【要約】【課題】調整する機構や制御が簡単で、ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときにおいても適用できるインクジェット塗布装置を提供する。【解決手段】ノズル孔が等間隔で一直線上に配列するインクジェットヘッドにおける前記配列の全長をノズル配列全長とするとき、前記インクジェットヘッドの複数個を配列することで実質的なノズル配列全長を拡大するようにした配列ヘッドユニットを具備するインクジェット塗布装置であって、前記配列ヘッドユニットの複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔のすべてが前記一直線上に配列し、かつ前記インクジェットヘッドの配列間隔が前記ノズル配列全長の２以上の整数倍であるようにしたインクジェット塗布装置。【選択図】　図１
2004090336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔がノズル孔間隔Ｂで一直線上に配列するインクジェットヘッドにおける前記配列の全長をノズル配列全長Ａとするとき、前記インクジェットヘッドの複数個を配列することで実質的なノズル配列全長を拡大するようにした配列ヘッドユニットを具備するインクジェット塗布装置であって、前記配列ヘッドユニットの複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔のすべてが前記一直線上に配列し、かつ前記インクジェットヘッドの配列間隔が前記ノズル配列全長Ａと前記ノズル孔間隔Ｂの和の２以上の整数倍（ｎ倍）であることを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの複数個を具備し、その複数個の配列ヘッドユニットは互いに異なる一直線上に互いのノズル孔が配列し、かつ前記インクジェットヘッドの配列における前記ノズル孔の存在しない部分を前記互いのノズル孔で補間するように配列することを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度を調節する角度調節手段を具備することを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの前記ノズル孔の配列方向における位置を調節する位置調節手段を具備することを特徴とするインクジェット塗布装置。
【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塗布装置の技術分野に属する。特に、インクジェットヘッドの複数個を使用して塗布幅を拡大するとともに各々のノズル孔に対応する塗布位置を精密に調整することができるインクジェット塗布装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
塗布幅を拡大するためにインクジェットヘッドの複数個を配列するときには、従来においては、千鳥足状に配列する方法が一般的である。すなわち、図６に示すように、インクジェットヘッドの複数個を平行する２つの直線上に交互に配列する方法である。ノズル孔はインクジェットヘッドの左右端では非形成となっているため、塗布方向から見てノズル孔の全配列において空白部分が生じないようにするため交互に配列が行われる。
【０００３】
この従来の方法でインクジェットヘッドを配列した塗布装置においては、インクジェットヘッドの各々について、横方向（左右方向）の塗布位置を調整する機構と、塗布方向に対する角度を調節する機構とを具備している。この２つの調整する機構によって、インクジェットヘッドのノズル孔が塗布対象における塗布位置の真上に配列するように調整する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような機構による調整では、ノズル孔と塗布位置の配列間隔（ピッチ）が同一かほとんど一致しているときには調整が容易である。ところが、ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときには調整が複雑化する。図７に示すように、ノズル孔と塗布位置の配列間隔を合わせるためには、インクジェットヘッドの各々に対して前述した２つの調整する機構を必要とする。しかも、調整幅が相応に大きな機構としなければならない。また、インクジェットヘッドの各々に対する制御が複雑となり、装置コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、調整する機構や制御が簡単で、ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときにおいても適用できるインクジェット塗布装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、
本発明の請求項１に係るインクジェット塗布装置は、ノズル孔がノズル孔間隔Ｂで一直線上に配列するインクジェットヘッドにおける前記配列の全長をノズル配列全長Ａとするとき、前記インクジェットヘッドの複数個を配列することで実質的なノズル配列全長を拡大するようにした配列ヘッドユニットを具備するインクジェット塗布装置であって、前記配列ヘッドユニットの複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔のすべてが前記一直線上に配列し、かつ前記インクジェットヘッドの配列間隔が前記ノズル配列全長Ａと前記ノズル孔間隔Ｂの和の２以上の整数倍（ｎ倍）であるようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば、インクジェット塗布装置はインクジェットヘッドの複数個を配列した配列ヘッドユニットを具備し、その配列ヘッドユニットの複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔のすべてが一直線上に配列し、かつインクジェットヘッドの配列間隔がノズル配列全長Ａとノズル孔間隔Ｂの和の２以上の整数倍（ｎ倍）である。すなわち、配列ヘッドユニットにおいてインクジェットヘッドの複数個が適正に配列しているから、配列ヘッドユニットを調整対象とすることでインクジェットヘッドの複数個を一括調整することができる。したがって、調整する機構や制御が簡単で、ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときにおいても適用できるインクジェット塗布装置が提供される。
【０００８】
また本発明の請求項２に係るインクジェット塗布装置は、請求項１記載のインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの複数個を具備し、その複数個の配列ヘッドユニットは互いに異なる一直線上に互いのノズル孔が配列し、かつ前記インクジェットヘッドの配列における前記ノズル孔の存在しない部分を前記互いのノズル孔で補間するように配列するようにしたものである。本発明によれば、１つの配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の存在しない部分を他の配列ヘッドユニットが補間するため塗布位置の全範囲において対応するノズル孔が存在するようにできる。したがって、塗布範囲における制約が無くなる。
【０００９】
また本発明の請求項３に係るインクジェット塗布装置は、請求項１または２記載のインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度を調節する角度調節手段を具備するようにしたものである。本発明によれば、ノズル孔の配列間隔と塗布位置の配列間隔との調整が角度調節手段により行われる。
【００１０】
また本発明の請求項４に係るインクジェット塗布装置は、請求項１〜３のいずれかに係るインクジェット塗布装置において、前記配列ヘッドユニットの前記ノズル孔の配列方向における位置を調節する位置調節手段を具備するようにしたものである。本発明によれば、複数の配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の配列の位相を一致させるための位置の調整が位置調節手段により行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態を説明する。本発明のインクジェット塗布装置について図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明のインクジェット塗布装置における構成の説明図である。図２は配列ヘッドユニットにおけるインクジェットヘッドの複数個を配列する方法の説明図である。図３は配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度とノズル孔配列方向の位置とを調節する方法の説明図である。図４はノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときに角度と位置を調整する方法についての説明図である。図５は本発明のインクジェット塗布装置における動作の過程を示すフロー図である。
【００１２】
図１において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃはインクジェットヘッド、１２，２２はバー、１３，２３は横移動機構、４は回転機構、３１は吸着テーブル、３２ａ，３２ｂはアライメントカメラ、３３はθ軸移動ステージ、３４はＹ軸移動ステージ、３５はＸ軸移動ステージ、１００はガラス基板である。
【００１３】
インクジェットヘッド１１ａ，１１ｂ・・・は、ノズル孔間隔Ｂ（等間隔）で一直線上に配列するノズル孔を有する。ノズル孔間隔Ｂとノズル孔個数ｍは本発明においては特に限定されない。しかし、一般的に、ノズル孔間隔Ｂは塗布位置の間隔と同一か若干大きくするようにし、ノズル孔個数ｍは製造技術、メンテナンス、コスト等における制約から決められる。インクジェットヘッド１１ａ，１１ｂ・・・のノズル孔に通じる流路内には発熱素子または圧電素子が設られている。そして、その発熱素子で流路内にバブルを発生するか、またはその圧伝素子で流路内に機械的変形を発生する。この発生は瞬間的に行なわれるから流路内のインクに衝撃を与えることとなる。その衝撃を受け留めて流路内のインクはノズル孔からインク滴として放出される。
【００１４】
バー１２，２２は、２つの配列ヘッドユニットの各々のフレームである。バー１２はインクジェットヘッド１１ａ，１１ｂ・・・を支持する。バー２２はインクジェットヘッド２１ａ，２１ｂ・・・を支持する。バー１２，２２が支持する複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔のすべては各々のバーにおいて一直線上に配列する。また、１つのインクジェットヘッドにおけるノズル孔の配列の全長をノズル配列全長とするとき、各々のバーにおけるインクジェットヘッドの配列間隔はノズル配列全長Ａとノズル孔間隔Ｂの和の２以上の整数倍（ｎ倍）である。配列ヘッドユニットは、このようにインクジェットヘッドの複数個を配列することで実質的なノズル配列全長を拡大するようにしたものである。
【００１５】
なお、ここでインクジェットヘッドの配列間隔とは、インクジェットヘッドにおいて特定の位置、たとえば一番左側に存在するノズル孔（左端のノズル孔）の中心点の位置を基準点とするとき、配列するインクジェットヘッドにおいて隣接する２つの基準点の距離のことである。また、ノズル孔間隔Ｂとは、インクジェットヘッドにおいて隣接する２つのノズル孔の中心点の距離のことである。また、ノズル配列全長Ａとは、インクジェットヘッドにおける左端のノズル孔と右端のノズル孔の中心点の距離のことである。
【００１６】
横移動機構１３，２３は、配列ヘッドユニットのノズル孔の配列方向における位置を調節する位置調節手段である。横移動機構１３，２３は、たとえば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の直線方向にガイドされたステージを所定の位置に移動するように構成した機構である。所定の直線方向は、塗布対象のガラス基板１００の面に平行な方向である。配列ヘッドユニットのバー１２，２２は、ノズル孔の配列方向と所定の直線方向とが一致するように、そのステージに固定支持される。
【００１７】
回転機構４は、配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度を調節する角度調節手段である。回転機構４は、たとえば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の回転軸に回転自在に支持された回転ステージ（図示せず）を所定の角度に回転するように構成した機構である。回転ステージは、図１に示す一例においては、横移動機構１３，２３の２つの機構を固定支持し２つを同時に回転する。
なお、回転機構４は、後述するアライメントカメラ３２ａ，３２ｂ、Ｘ軸移動ステージ３５とともにインクジェット塗布装置のフレーム（図示せず）に固定支持されている。
【００１８】
吸着テーブル３１は、塗布対象のガラス基板１００を吸着して固定するテーブルである。吸着は、たとえば、吸着テーブル３１とガラス基板１００との間の空気を減圧する（真空にする）ことで行なわれる。その方法で吸着する吸着テーブル３１には、空気を吸引するめの小さな孔が開いており、吸着するときにはその孔を通じて真空ポンプ（図示せず）によって空気の吸引が行なわれる。
【００１９】
アライメントカメラ３２ａ，３２ｂは、吸着テーブル３１に吸着固定されたガラス基板１００の角度θ、ＸＹ座標を検出するためにガラス基板１００の所定個所を撮像するカメラである。アライメントカメラ３２ａ，３２ｂの撮像画像は、ガラス基板１００の角度θ、ＸＹ座標を調整するインクジェット塗布装置のアライメント部（図示せず）によって入力が行なわれる。
【００２０】
アライメント部（図示せず）は、撮像画像に基づいてガラス基板１００の角度θ、ＸＹ座標を抽出する処理を行う。そして、それらの抽出したデータを所定のデータと比較してそれらの偏差を演算し、それらの偏差に基づいて（偏差を小さくするように）制御量を演算する。そして、後述するθ軸移動ステージ３３、Ｙ軸移動ステージ３４、Ｘ軸移動ステージ３４にそれぞれの制御量を出力しそれらを操作する。すなわち、アライメントカメラ３２ａ，３２ｂの撮像画像を入力して、アライメント部は、ガラス基板１００が所定の角度θ、所定のＸＹ座標となるように制御する。
【００２１】
θ軸移動ステージ３３は、前述の回転機構４と同様の回転機構における回転ステージである。θ軸移動ステージ３３は、アライメント部が出力する制御量に基づいて吸着テーブル３１を回転する。
【００２２】
Ｙ軸移動ステージ３４は、前述の横移動機構１３，２３と同様の直線移動機構におけるステージである。Ｙ軸移動ステージ３４は、アライメント部が出力する制御量に基づいてθ軸移動ステージ３３を含む回転機構をＹ軸方向に移動する。Ｙ軸方向は、ガラス基板１００の塗布方向に対して直角方向である。
【００２３】
Ｘ軸移動ステージ３４は、前述の横移動機構１３，２３と同様の直線移動機構におけるステージである。Ｘ軸移動ステージ３４は、アライメント部が出力する制御量に基づいてＹ軸移動ステージ３４を含む直線移動機構をＸ軸方向に移動する。Ｘ軸方向は、ガラス基板１００の塗布方向である。Ｘ軸移動ステージ３４は、アライメントのための移動が終了した後に、ガラス基板１００への塗布を実行するための移動を行う。
【００２４】
以上、本発明のインクジェット塗布装置の構成について説明を行った。次に、配列ヘッドユニットにおいてインクジェットヘッドの複数個を配列する方法について図２を参照して説明する。インクジェットヘッドにおける有効ノズル孔の個数をｍ（ｍは１以上の整数）とする。ノズル孔の内で左右のいくつかは使用しないことがある。有効ノズル孔とはインクジェットヘッドに存在するノズル孔の内で実際に使用するノズル孔のことである。また、ノズル配列全長をＡ、ノズル孔間隔（ピッチ）をＢとする。これらの間には、Ａ＝（ｍ−１）×Ｂ、なる関係が存在する。
【００２５】
ここで複数個のインクジェットヘッドにおけるノズル孔の位相を一致させ、複数の配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の重複と欠如を避けるためインクジェットヘッドの配列を考える。そのためには、図２に示すように、インクジェットヘッドの配列間隔をノズル配列全長Ａとノズル孔間隔Ｂの和の２以上の整数倍（ｎ倍）とすればよい。すなわち、（インクジェットヘッドの配列間隔）＝ｎ×（Ａ＋Ｂ）である。なお、ｎ＝１のときには、隣接するインクジェットヘッド間での機械的な干渉が起き、ぶつかり合うこととなる。
【００２６】
次に、配列ヘッドユニットにおいて塗布方向に対する角度とノズル孔配列方向の位置とを調節する方法について図３を参照して説明する。ここでは配列ヘッドユニットを２つ使用した一例について説明する。
【００２７】
図３に示すように、その２つの配列ヘッドユニットＡ，Ｂは互いに異なる一直線上に互いのノズル孔が配列する。また、インクジェットヘッドの配列におけるノズル孔の存在しない部分を互いのノズル孔で補間するように配列する。すなわち、１つの配列ヘッドユニットＡまたはＢにおけるノズル孔の存在しない部分を他の配列ヘッドユニットＢまたはＡが補間する。これにより、塗布位置の全範囲において対応するノズル孔が存在するようにすることができ、塗布範囲における制約が無くなる。
【００２８】
回転機構４は、２つの配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度を両方同時に調節する角度調節手段である（図３においては回転方向だけが図示されている）。この回転機構４により、ノズル孔の配列間隔と塗布位置の配列間隔との調整が行われる。
【００２９】
横移動機構１３，２３は、２つの配列ヘッドユニットの各々についてノズル孔の配列方向における位置を調節する位置調節手段である（図３においては横移動方向だけが図示されている）。横移動機構１３，２３により、２つの配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の配列の位相を一致させ、塗布位置と位置合せをするための配列ヘッドユニットの位置の調整が行われる。
【００３０】
図３に示した一例においては、塗布位置の配列間隔（塗布ピッチ）とノズル孔間隔とがほぼ一致している。これに対して、塗布位置の間隔がノズル孔に比較して相当に狭いときの一例について、次に、図４を参照して説明する。図４により回転機構４と横移動機構１３，２３の役割がより明確となる。
【００３１】
図４に示すように、回転機構４により配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度φを小さくして、塗布方向にノズル孔の配列方向を近づける。図３においては、この角度φはほぼ９０度であり、配列方向から見ると真横にノズル孔が配列していることになる。図４においては、配列方向から見ると斜めにノズル孔が配列していることになる。斜めに傾いただけ配列方向から見たノズル孔間隔は狭くなる。すなわち、配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度φを適正値とすると、塗布位置の配列間隔と配列方向から見たノズル孔間隔とを一致させることができる。
【００３２】
また、当然ながら、図４においても、横移動機構１３，２３により、２つの配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の配列の位相を一致させるための配列ヘッドユニットの位置の調整が行われる。
【００３３】
以上、本発明のインクジェット塗布装置について、配列ヘッドユニットにおいて塗布方向に対する角度とノズル孔配列方向の位置とを調節する方法について説明を行った。次に、本発明のインクジェット塗布装置における動作の一例について図５を参照して説明する。
まず、図５のステップＳ１（配列間隔入力）において、オペレータは塗布を行う対象品目における塗布位置の配列間隔をインクジェット塗布装置に指示入力する。
【００３４】
次に、ステップＳ２（ユニット角度φ調整）において、インクジェット塗布装置のアライメント部は、その配列間隔を入力し回転機構４を制御して、配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度φの調整を行う。
次に、ステップＳ３（ユニット横移動調整）において、アライメント部は、横移動機構１３を制御して配列ヘッドユニットをそのノズル孔の配列方向に移動し、ノズル孔の位相を一致させる横移動調整を行う。
【００３５】
次に、ステップＳ４（ガラス基板供給）において、ガラス基板１００が吸着テーブル３１に供給される。この供給は自動供給装置（図示せず）によって行なわれる。
次に、ステップＳ５（吸着）において、インクジェット塗布装置の制御部（図示せず）は真空ポンプを作動させガラス基板１００を吸着テーブル３１に吸着させる。
【００３６】
次に、ステップＳ６（角度θ、ＸＹ位置調整）において、アライメント部は、θ軸移動ステージ３３、Ｙ軸移動ステージ３４、Ｘ軸移動ステージ３５を制御する。そして、ガラス基板１００の塗布位置の方向とＸ軸移動ステージ３５の移動方向との角度θ、塗布位置の配列とノズル孔の配列とのＹ位置調整、塗布開始のタイミング合せのためのＸ位置調整を行う。
【００３７】
次に、ステップＳ７（ガラス基板移動）において、Ｘ軸移動ステージ３５は塗布速度でＹ軸移動ステージ３４を配列ヘッドユニットの方向に移動する。したがって、ガラス基板１００も同様に移動する。
次に、ステップＳ８（塗布開始／終了）において、所定のタイミングで配列ヘッドユニットのノズル孔から塗布材料を吐出させ塗布を行い、所定のタイミングで吐出を停止し塗布を終了する。さらに、Ｘ軸移動ステージ３５をガラス基板１００を供給する位置（排出する位置）に戻す。
【００３８】
次に、ステップＳ９（同一品目？）において、次の塗布対象が同一品目のガラス基板１００であるか否かを判定する。同一品目であるときにはステップＳ４に戻って、上述した以降の過程を繰り返す。同一品目でないときには塗布終了とする。または、同一品目でないときにはステップＳ１に戻って、上述した以降の過程を繰り返す。
【００３９】
【発明の効果】
以上のとおりであるから、本発明の請求項１に係るインクジェット塗布装置によれば、調整する機構や制御が簡単で、ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときにおいても適用できるインクジェット塗布装置が提供される。また本発明の請求項２に係るインクジェット塗布装置によれば、塗布範囲における制約が無くなる。
また本発明の請求項３に係るインクジェット塗布装置によれば、ノズル孔の配列間隔と塗布位置の配列間隔との調整を角度調節手段により行うことができる。また本発明の請求項４に係るインクジェット塗布装置によれば、複数の配列ヘッドユニットにおけるノズル孔の配列の位相を一致させるための位置の調整を位置調節手段により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット塗布装置における構成の説明図である。
【図２】配列ヘッドユニットにおけるインクジェットヘッドの複数個を配列する方法の説明図である。
【図３】配列ヘッドユニットの塗布方向に対する角度とノズル孔配列方向の位置とを調節する方法の説明図である。
【図４】ノズル孔に比較して塗布位置の配列間隔が相当に狭いときに角度と位置を調整する方法についての説明図である。
【図５】本発明のインクジェット塗布装置における動作の過程を示すフロー図である。
【図６】インクジェットヘッドの複数個を平行する２つの直線上に交互に配列する従来方法の説明図である。
【図７】従来方法においてはノズル孔と塗布位置の配列間隔を合わせるためにインクジェットヘッドの各々に対して２つの調整する機構を必要とすることの説明図である。
【符号の説明】
４　回転機構
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　インクジェットヘッド
１２，２２　バー
１３，２３　横移動機構
３１　吸着テーブル
３２ａ，３２ｂ　アライメントカメラ
３３　θ軸移動ステージ
３４　Ｙ軸移動ステージ
３５　Ｘ軸移動ステージ
１００　ガラス基板
【図１】
2004090336.tif 000003
【図２】
2004090336.tif 000004
【図３】
2004090336.tif 000005
【図４】
2004090336.tif 000006
【図５】
2004090336.tif 000007
【図６】
2004090336.tif 000008
【図７】
2004090336.tif 000009