(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を行う装置において、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】基板搬入口側に設けた基板の位置決め部に、基板の変形量を計測するセンサを設け、計測した変形量が所定値を超えた場合に、塗布ユニット部への基板の搬入を阻止するための基板停止ストッパを動作させると共に、位置決め機構部の基板搬送の駆動力を停止する。さらに、塗布ユニットの入口部に、所定の厚み以上の基板の侵入を防止する、侵入阻止部材を弾性支持して設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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、
前記ローダ機構部又は位置決め部に基板の変形量を検出するセンサを設け、前記位置決め部と前記塗布ユニット部の境界近傍の位置決め部側の搬送路下部に前記基板の移動を阻止する基板停止ストッパを設け、前記センサの検出値が基準値を越えた場合に前記基板停止ストッパを搬送路上部に突出させる構成としたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記塗布ユニット部の入口に基準値を越える基板の進入を防止するための侵入阻止部材を設け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辺９００ｍｍ以上で、短辺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。この大型基板の精度は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。一方、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。そのため、インクジェットヘッドと基板間の距離を可能な限り（例えば１ｍｍ）詰める必要がある。しかし、この場合、変形量の大きな基板が搬入されると、基板とヘッド吐出孔が接触して、ヘッド吐出孔を損傷するという問題が発生する。
【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、基板の変形を検出する検出器と、前記検出器の検出値が基準値を越えた場合に、搬送路上部に突出させる基板停止ストッパとを基板位置決め部に設け、さらに、侵入阻止部材を塗布ユニット部の入口に設けた構成とした。
【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】
図に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（例えば面公差±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、基板を搬送する複数の搬送ローラ４Ｒと位置決め用の位置決めガイド４ａ、４ｂとから構成されている。複数の搬送ローラ４Ｒのうち少なく１つ以上の搬送ローラ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である。
【００１３】
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付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。
【００１４】
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。
【００１５】
塗布ユニット部６は、イエロー用ヘッド群（Ｙ）７ｈ、マゼンタ用ヘッド群（Ｍ）８ｈ、シアン用ヘッド群（Ｃ）９ｈ、ブラック用ヘッド群（Ｋ）１０ｈからなる４色分の塗布ヘッドユニットと、この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、供給用の配管等を含むインク供給部と、各塗布ヘッドユニットに対して保守を行うヘッド保守機構部５からなる。
【００１６】
図３に示すように、各インクジェットヘッド群は、ヘッド支持部材２１に水平方向（基板面に平行な方向）に対して正確に位置合わせされて取り付けられている。このヘッド支持部材２１は、装置を構成する構造部材２３に、図示していない上下に移動可能に駆動機構を備えた取り付け部材に設けられている。
【００１７】
なお、インクジェットヘッドを用いる場合、塗付ヘッドと基板面との距離を大きく設定すると、塗布精度が低下すると言う問題もある。このため、塗付ヘッドと基板間距離も数ｍｍ〜２０ｍｍ以内に設定している。ここで、変形している大きな基板（１辺が９００ｍｍを越える）が塗布ユニット６に進入して来ると、インクジェットヘッドが基板に接触して損傷するという問題が発生する。このため、塗付ユニット部６内には基準値を超える変形した基板の進入を確実に阻止する必要がある。
【００１８】
図１中手前側には、塗布ユニット部６に対して、インク吐出可能な状態にすること（充填とも言う）と、吐出口を外気に曝さぬようキャップすること（キャッピングとも言う）を行う保守機構部５が設けられている。
【００１９】
保守機構部５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に対応して、それぞれ、イエロー用ヘッド保守部７ｍ、マゼンタ用ヘッド保守部８ｍ、シアン用ヘッド保守部９ｍ、ブラック用ヘッド保守部１０ｍと、廃液蓄積ボトル９０と、廃液蓄積ボトル９０へ廃液を真空吸引力によって移送する真空発生手段９１と、廃液排出用の配管等を含むインク排出部９２とからなる。各ヘッド保守部は、保守支持部材１７に水平方向（基板面に平行な方向）に対して正確に位置合わせされて取り付けられている。
【００２０】
保守支持部材１７は、搬送ベルト１２への基板進入の妨げにならない任意の高さに設けられた図示しないガイドにより、基板の進入方向と交差する方向に、基板面に平行に進退可能な構成となっている。また、保守支持部材１７は、塗布ヘッドユニットの保守を行う場合、塗布ユニット部６内の規定の保守位置へ移動し、保守を行わない場合、搬送ベルト１２の外側の規定の待避位置へ移動し、各々停止固定できる機構となっている。このため、ヘッド支持部材２１の上下の移動距離は、基板表面の凹凸に追従できる移動距離に加え、搬送ベルト１２の搬送表面とインクジェットヘッド吐出口との隙間に保守支持部材１７が進入可能な移動距離（１〜１５０ｍｍ）を有している。
【００２１】
基板１は、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。この場合、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１ａは、塗布ユニット部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。なお、基板を所定枚数塗布した後、塗布ユニット部６は、ヘッド保守機構５により、適宜ヘッドの保守が行われる。
【００２２】
これらの移動機構やヘッドの塗布の制御、ヘッドの保守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。
【００２３】
次に、本発明のヘッド保護機構の一実施形態を図２を用いて説明する。図２（ａ）には基板位置決め部３から塗布ユニット部６に至る部分の装置の概略構成を、図２（ｂ）は、（ａ）の搬送方向の断面図を示したものである。
【００２４】
図２に示すように、基板の位置決め部３には、基板の厚み方向の変形量を計測し、その変形量が所定の量を越えた場合に信号が変化する変形量検出センサ２０が設けてある。
【００２５】
本実施形態では、このセンサ２０は正規の基板表面より所定量離れた高さに、基板面と平行に所定距離だけ離して発光素子と受光素子を配置したものであり、特にそのいずれか一方（図中手前側）においては、可動ガイド４ｂ上方に配置し、可動ガイド４ｂと同期して移動可能に配置している。このセンサ２０は、基板の変形が大きいと光がさえぎられ、受光できなくなり、信号が遮断されるようになっている。また、センサ２０を基板の位置決めされる面から規定の斜角θで光軸９９を形成するように配置し、基板が搬送方向に対して傾斜している形状（例えば台形形状や、くさび形状）や規定範囲外の幅形状の場合、光軸９９のずれが生じ、信号が読み取れないようになっている。
【００２６】
なおこのセンサ２０は、基板１の変化が計れるものであれば良く、本実施形態以外の方式（反射方式等）のセンサを用いることも可能である。また、このセンサ２０の設置位置は、基板位置決め部３ではなくローダ機構部２においても良い。さらに、基板の厚み方向の検出と幅方向の検出を、それぞれ別々のセンサで行うようにしても良い。
【００２７】
制御部１４では、変形量検出センサ２０からの信号がなくなると、送られてくる基板の変形量もしくは外径が基準値よりも大きいと判断する。そして、制御部から、位置決め部３と加飾部（塗布ユニット部６）との搬送機構の境界部に設けた、基板停止ストッパ４０Ｓの駆動機構４０Ｄに動作信号を送り、塗布ユニット部６内に基板１が送られないように、基板停止ストッパ４０Ｓを突出させ、搬送路を塞ぐ。これにより、不良基板が塗布ユニット部６に進入する前に停止させることができる。なお、この基板停止ストッパ４０Ｓを動作させると同時に、位置決め部３の駆動ローラも停止させる。この時、塗布ユニット部６に塗装中の基板１がないときは搬送ベルト１２も停止させる。搬送ローラ４Ｒおよび搬送ベルト１２が停止すると、不良基板を取り除き、位置決め部３の搬送ローラ４Ｒおよび搬送ベルト１２を再起動すると共に基板停止ストッパ４０Ｓを搬送路面より下方に位置するように戻して、新規塗布用の基板をローダ機構部２から搬出できるようにする。
【００２８】
なお、位置決め部３の駆動ローラを停止した時に、塗布ユニット部６に塗布途中の基板１がある場合は、その基板１の塗布が終了するまで基板１を搬送する搬送ベルト１２は駆動し続ける。そして、塗布ユニット部６の各塗布ヘッドは所望の色のインクの塗布を続行する。塗布途中の基板１の塗布が終了すると、該基板１は塗布ユニット部６の外に設けたアンローダ部１１に移動され塗布は終了する。正常基板の塗布が完了すると、搬送ベルト１２を停止し、不良基板を位置決め部３から取り除き、塗布作業を再開する。
【００２９】
上記実施形態では、基板停止ストッパ４０Ｓを搬送ローラ４Ｒの下部から突出させる構成で説明したが、基板停止ストッパ４０Ｓは上部又は側方部から突出させる構成としても良い。
【００３０】
次に図３を用いて塗布ユニット部６内に不良基板が搬入されないように塗布ユニット部入り口に設けた侵入阻止部材について説明する。図３（ａ）には塗布ユニット部の基板搬入側近傍の上面拡大図を、（ｂ）にはその断面図を示す。
【００３１】
図において、塗布ヘッド部６のヘッド支持部材２１は、先に述べたように、駆動機構は図示していないが上下に移動可能に構成されている。このヘッド支持部材２１に色毎に塗布ヘッド群７〜１０が設けてある。
【００３２】
ところで、塗布ユニット部６へ基板１を搬送する搬送ベルト１２上に、次に塗布する基板１（基準外の基板）が到達している場合は、前述の基板停止ストッパ４０Ｓを動作させても、基板１を停止させることはできない。
【００３３】
そのため、基板塗布ユニット部６の入口部分にはヘッド高さ以上に変形した基板１が搬送されてきた場合に、塗布ユニット部６内に基板１が進入しないように、搬送ベルト１２面から所定の高さ位置に侵入阻止部材２５が塗布ユニット６の基板入口側に設けてある。なお、この侵入阻止部材２５の高さは、塗布する基板１の厚さと表面の凹凸に応じて固定位置を変えられるように、ヘッド保持部材２１に取付けてある。
【００３４】
ここで、基板の厚さを３０ｍｍ程度とし、塗布ヘッドと基板表面との間隔を５ｍｍ程度、基板１の塗布領域内の面の凹凸が１ｍｍ〜２ｍｍ程度とした場合、基板搬送面から３２〜３３ｍｍの位置となる。
【００３５】
さらに、侵入阻止部材２５は、基板１が衝突したときにその衝撃力を吸収するため、基板搬送方向に所定の弾性力が作用するように弾性支持部材２６で支持されている。この場合は、位置決め部３のローラの駆動停止に加えて、搬送ベルト１２の動作も停止する。このため、塗布中の基板が塗布ユニット部内にある場合は、その基板は塗布が中断され不良品となる。これを防ぐには基板の搬送間隔を、少なくとも搬送ベルト１２上塗布ユニット部の長さ分はあける必要がある。
【００３６】
図２の構成では、位置決めガイド４ａは所定の精度で固定されている。また、基板１は、この固定ガイド４ａ側の端面が所定の精度で機械切削（又は研磨）で仕上げられている。さらに、位置合わせ部３入口には、基板１の先端が位置決め部３に移動してきたことを検出する基板検出センサ５０が設けてある。検出センサ５０が基板先端を検出してから、所定時間経過後（基板１が基板位置決め部３の所定位置に達する時間）に位置決めガイド４ｂを動作させて、基板１を固定ガイド４ａ側に押し付けて位置決めを行うものである。なおこの基板検出センサ５０と先に説明した基板変形量検出センサ２０とを共用して、センサの台数を低減することもできる。
【００３７】
基板位置合わせにより、基板の向きを搬送方向に平行になるように補正するが、基板１を位置決めガイド４ｂで、位置決めガイド４ａに押し付け時に、ガイドが搬送方向に対して抵抗となり、搬送速度を変化させる場合がある。このため、両ガイド４ａ、４ｂの基板側面に接触する部分に回転ローラ４ａｒ、４ｂｒを設けて抵抗とならないようにしている。なお、固定ガイド側の回転ローラ４ａｒは、ほとんど変形しないように剛体で形成されている。また可動側ガイドの回転ローラは、回転ローラ支持部にばね、またはゴム等の支持部材を設けて、所定の弾性力がガイドの押し付け方向に作用するように支持している。これにより、基板１に押し付け力を作用させたときに、基板１の押し付け面に凹凸があっても基板１に略一定の押し付け力が作用するようにし、さらに基板１に衝撃力が加わらないようにしている。
【００３８】
なお、本実施形態では可動ガイド４ｂは、エアーシリンダで所定の押し付け力で可動ガイド４ｂを押し付けるようにしている。もし基板の不良を可動側の位置決めガイド４ｂを動作させる前に検出した場合は、位置決めのガイド４ｂは動作させずに位置決め処理は行わない。
【００３９】
以上の実施形態では、位置決め部３の基板搬送にローラ４Ｒを用いることで説明したが、この搬送ローラ４Ｒをベルトに置き換えても良いことは言うまでもない。
【００４０】
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。
【００４１】
【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】本発明の基板の位置合わせ機構部の拡大図である。
【図３】塗布ユニット入口部の拡大図である。
【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、２０…変形量検出センサ、２５…侵入阻止部材、４０Ｓ…基板停止ストッパ。
【図１】
2004255358.tif 000003
【図２】
2004255358.tif 000004
【図３】
2004255358.tif 000005