(57)【要約】      （修正有）【課題】  インクジェット式膜塗布装置のプリントヘッドに対する省配管と省配線を図り、直線状に多数並べたプリントヘッドの精密移動制御を可能にして膜ムラのない広大面積の一括塗布を実現する。【解決手段】第１の方向に移動可能なプリントヘッドユニット７２と、第１の方向と直交する方向に全塗布幅で連続的に複数取付けられたプリントヘッド７３を配設する。固定側に塗布液用の供給タンク１２、供給ポンプ１５および回収タンク８を配設する。プリントヘッド７３と同じ移動側に塗布液用のインクタンク１を配設する。供給ポンプ１５の吐出側とインクタンク１とを可撓性の供給配管１３で連結する。プリントヘッド７３と回収タンク８とを可撓性の回収配管８３で連結する。本発明は全塗布幅に配置したプリントヘッド７３を塗布方向に同時に移動させることで膜塗布装置の長さを短縮する。一回で塗布を完了するから塗布膜の継ぎ目が発生せず、膜ムラができない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物表面にインクジェットプリンタによって塗布液の膜を形成する膜塗布装置であって、前記被塗布物表面上を第１の方向に移動可能なプリントヘッドユニットと、前記プリントヘッドユニットに対して前記第１の方向と直交する方向に全塗布幅で連続的に複数取付けられたプリントヘッドとを有することを特徴とする膜塗布装置。
【請求項２】
前記膜塗布装置の第１の方向の長さを、被塗布物の長さをＬ、プリントヘッドの幅をＰとしたとき、実質的にＬ＋２Ｐの範囲内にしたことを特徴とする請求項１記載の膜塗布装置。
【請求項３】
固定側に塗布液用の供給タンク、供給ポンプおよび回収タンクを配設し、プリントヘッドと同じ移動側に塗布液用のインクタンクを配設し、前記供給ポンプの吐出側とインクタンクとを可撓性の供給配管で連結すると共に、前記プリントヘッドと回収タンクとを可撓性の回収配管で連結したことを特徴とする請求項１または２記載の膜塗布装置。
【請求項４】
プリントヘッドと同じ移動側に、塗布液用の供給タンク、供給ポンプ、回収タンクおよび塗布液用のインクタンクを配設したことを特徴とする請求項１または２記載の膜塗布装置。
【請求項５】
プリントヘッドに塗布データを送る複数の信号線を１本のシリアル伝送の伝送線に集約すると共に、前記伝送線の末端にシリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタ型中継基板を接続し、前記中継基板から各プリントヘッドに塗布データを配信することを特徴とする請求項３または４記載の膜塗布装置。
【請求項６】
固定側と移動側のプリントヘッドユニットとの間を結ぶ配管系および配線系を、ひとつのケーブルベア内に収容したことを特徴とする請求項５記載の膜塗布装置。
【請求項７】
プリントヘッド用の塗布液を貯溜するインクタンクをプリントヘッドユニットに搭載すると共に、前記インクタンク内の塗布液面に、前記第２の方向と直交する方向にバッフルプレートを立設したことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項８】
複数のプリントヘッドにそれぞれ通じる塗布液送給用の複数の個別送液配管を、一種類の塗布液を貯留する一個のインクタンクに通じる共通送液配管に並列に接続すると共に、前記共通送液配管と複数の個別送液配管との各接続部または各プリントヘッドもしくはそれらの各両者間に通じる気体流通可能な個別流気配管を、大気に対して開放及び閉鎖可能な共通流気配管に接続したことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項９】
前記共通送液配管と最下流端の個別流気配管との接続部またはその近傍から前記共通流気配管に気体を排出させるように構成したことを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項１０】
前記共通流気配管に、負圧源に通じる負圧配管を接続したことを特徴とする請求項１から９のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項１１】
前記共通流気配管は、前記負圧配管に通じるバイパス配管を有し、該バイパス配管に、前記各個別流気配管を所定間隔おきに接続したことを特徴とする請求項１から１０のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項１２】
前記インクタンクの内部空間に、気体圧源からの圧力気体を圧送する圧力気体供給配管を接続したことを特徴とする請求項１から１１のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項１３】
前記共通流気配管は、前記インクタンクの液面よりも上方位置を水平方向に延び、且つ該共通送液配管から下方に向かって前記各個別流気配管が延びると共に、前記共通送液配管は、前記共通流気配管よりも下方位置であって前記各プリントヘッドの上方位置を水平方向に延び、且つ該共通送液配管から下方に向かって前記各個別送液配管が延びていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか記載の膜塗布装置。
【請求項１４】
被塗布物表面にインクジェットプリンタによって塗布液の膜を形成する方法であって、前記被塗布物表面上を第１の方向に移動可能なプリントヘッドユニットと、前記プリントヘッドユニットに対して前記第１の方向と直交する方向に全塗布幅で連続的に複数取付けられたプリントヘッドとを用い、前記複数のプリントヘッドを第１の方向に同時に移動させて一回で塗布を完了することを特徴とする膜塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜塗布装置および膜塗布方法に係り、特に液晶表示素子の透明基板に対する配向膜材料の塗布形成に好適な膜塗布装置と膜塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子の製造工程の一つとして透明基板上に配向膜を形成する工程がある。配向膜は液晶配向を制御するためのもので、ポリイミド等の配向膜材料を基板に塗布形成して配向膜を形成する。
【０００３】
この配向膜塗布形成方法としてはフレキソ印刷装置によるフレキソ印刷法が一般的であるが、近年、プリントヘッドを用いて透明基板上に配向膜を形成する、所謂、インクジェット法が提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
フレキソ印刷法の場合、配向膜のパターン形成が容易にできて生産性が高いという反面、１）凸版表面にダストが付着した場合に透明基板上に配向膜材料が塗布されない不良がリピートして発生する、２）配向膜材料の使用量が多い、３）トラブル等で装置を停止した場合にアニロックスロールや凸版等の洗浄が必要なために復帰時間が長くなり装置の稼働率が低下する、４）凸凹の大きい基板や曲面のある基板に対しての塗布不能であるなどの問題がある。
【０００５】
インクジェット法はこれらフレキソ印刷法の問題点を解決でき、安定した品質を得ることが可能である。インクジェット法で使用するインクジェットプリンタは、移動式のプリントヘッドユニットを有する。プリントヘッドユニットには、通常、図５に示すように１から６個位（図５では４個）のプリントヘッドが搭載される。プリントヘッドユニットは、塗布物である透明基板の進行方向（図５では右方向）に対して９０度の方向（図５では上下方向）で透明基板の幅方向に往復移動する。この往復移動と同期させて透明基板を進行方向（長手方向）に間欠的に移動させることで透明基板上に配向膜が形成される。
【特許文献１】特開平３−２４９６２３号公報
【特許文献２】特開平７−９２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、インクジェット法ではプリントヘッドから配向膜材料を安定的に噴出することと、透明基板上に無数のドットとして付着した配向膜材料を如何にして均一な配向膜に形成するかが重要なポイントとなる。すなわち、被塗布物が紙や布の様な液（インク）を吸収し易いものであれば被塗布物表面で塗布液の不陸が発生することはないが、被塗布物がガラスやフィルムのように液（インク）を全く吸収しないか非常に吸収し難いものであると、塗布面で塗布液のドット膜が形成されるため、ドット膜の一部または全部が重複した場合に膜ムラ（膜厚さの不均一）が生じるおそれがある。このため、プリントヘッドの正確な移動制御は勿論のこと、塗布液の粘度調整やプリントヘッド内の脱気処理が必要とされる。
【０００７】
膜ムラは典型的には膜の継ぎ目で発生する。塗布した膜の継ぎ目Ｂを図７に拡大イメージで示す。インクジェット法には継ぎ目などでの膜ムラを解消し塗布膜厚の均一化を実現するために、重ね塗りや部分重ね塗りといった技術がある。すなわち、図８（Ａ）のようにＸ方向およびＹ方向にピッチをずらした重ね塗りや、図８（Ｂ）のように部分的に重ね塗りをするのである。しかし、膜の継ぎ目での膜ムラ防止を満足のいくレベルまで達成するまでには至っておらず、膜品質上の問題点が指摘されているのが実情である。
【０００８】
以上のようなインクジェット法の膜の継ぎ目における問題点を解消するため、広い塗布面を一度に塗布すべく、プリントヘッドユニットに多数のプリントヘッドを並べ、被塗布物をこの並べた方向とは直交する方向に移動させる構成が考えられる。すなわち、図６のようにプリントヘッドを全塗布幅にわたって複数配置し、プリントヘツドを固定した状態で被塗布物Ｇを移動させるか、あるいは図１のように被塗布物７０を固定した状態でプリントヘッド全体を同時に塗布方向に移動させるのである。このような構成であればプリントヘッドないし被塗布物Ｇの１回の移動で塗布を完了するから、膜の継ぎ目ないし膜ムラの無い、高品質の塗膜を形成することができる。
【０００９】
しかし、前者の場合（図６）は膜塗布装置の寸法が被塗布物Ｇの長さの２倍以上必要となる。すなわち、被塗布物Ｇの長さをＬ、プリントヘッドの幅をＰとした場合、装置の長さは２Ｌ＋Ｐ＋２αとなり非常に大きな装置となってしまう（αは装置の周辺幅）。このため、いわゆる第７世代と呼ばれる大型の配向膜塗布装置では、透明基板（ガラス基板）の大きさは例えば１８７０×２２００ｍｍにもなるから、装置もこの長さの２倍以上となり、その分被塗布物Ｇの移動距離も長距離となって、機械的精度を出すことが非常に困難となる。特に配向膜塗布装置は設置場所がクリーンルームとなる関係で、より省設置スペース型を求められているのが現状である。また装置の大きさに比例して装置重量も大重量となり、据付け時の搬送も困難となる。
【００１０】
一方、図１のように被塗布物７０を固定して全塗布幅に設けたプリントヘツド７３を移動して塗布する場合は、装置の長さが基本的にＬ＋２Ｐとなり、図６の装置よりもはるかに小型化することができる。
【００１１】
しかし、プリントヘッドには塗布液をプリントヘッドに供給するための塗布液配管、ヘッドのピエゾ素子に塗布データを供給するための信号線、および負圧ポンプなどが接続される。これら配管や配線の総本数はプリントヘッドの数に比例して多くなる。図１のような装置とした場合、複数のプリントヘッドに接続される塗配管と配線の総本数はおびただしい数となり、プリントヘッドユニットを移動させる際に大きな抵抗となる。液晶表示素子のための配向膜形成用塗布装置のようにプリントヘッドの正確な移動制御が求められるものでは、このような装置は実質的に実現不能である。
【００１２】
前述のように移動式プリントヘッドは省スペースに適するが、この移動式プリントヘッドを実現するための問題点は以下のようになる。
1)膜塗布装置とプリントヘッド移動側間の省配管化をする必要がある。
2)膜塗布装置とプリントヘッド移動側間の省配線化をする必要がある。
3)プリントヘッドの液供給配管を簡素化する必要がある。
4)インクタンク液面の揺れ防止を図る必要がある。
5)インクタンクとプリントヘッド間に脱気手段を取り付ける必要がある。
6)プリントヘッドのメニスカス圧力を高精度に制御する必要がある。
【００１３】
以下、これら問題点について順番に説明する。
【００１４】
膜塗布装置において、固定側から移動側のプリントヘッドに接続するものとしては、塗布液配管や個々のプリントヘッドヘの電気信号線、動力線、各機器への電源線、Ｎ2（窒素）パージ配管等がある。これら複数の配管と配線はプリントヘッドの移動を許容するため共通のケーブルベア内に収納する必要があるが、配管と配線の総数が非常に大きいため、特に1)省配管と2)省配線化が欠かせない。
【００１５】
以上の他、移動する側の個々のプリントヘッド配管が複雑であれば多数の液供給制御機器をプリントヘッド側に設置しなければならなくなってその分だけ重量も増え、かつ、それらの制御も複雑となる。そのために、3)プリントヘッドの液供給配管を簡素化する必要がある。
【００１６】
プリントヘッドヘ塗布液を供給するインクタンクを移動側のプリントヘッドに取り付けると、プリントヘッドの移動によりインクタンク内の液面が揺れ、これによって泡が発生したりプリントヘッドヘのメニスカス圧力が大きく変動する。よって、4)インクタンク液面の揺れ防止、5)インクタンクとプリントヘッドとの間への脱気手段の取り付け、6)プリントヘッドのメニスカス圧力の高精度制御の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は前記課題を解決するため、被塗布物Ｇ表面にインクジェットプリンタによって塗布液の膜を形成する膜塗布装置であって、前記被塗布物表面上を第１の方向に移動可能なプリントヘッドユニットと、前記第１の方向と直交する方向に全塗布幅で前記プリントヘッドユニットに対して連続的に複数取付けられたプリントヘッドとを有することを特徴とする。
【００１８】
この構成により、装置長さを、実質的に（被塗布物の長さ）＋２×（プリントヘッドの幅）の範囲内に納めることができると共に、プリントヘッドユニットの一回の移動で塗布を完了するから塗布膜の継ぎ目が発生せず、膜ムラができない。プリントヘッドの周りの配管系を簡素化すると共に、プリントヘッドと固定側との間の配管数を削減するため、本発明ではプリントヘッド側にインクタンクを配設し、このインクタンクから複数のプリントヘッドの直近まで共通の送液配管を引き回す。そしてこの共通送液配管から各プリントヘッドまでの短い距離を個別送液配管で接続する。また、インクタンクと固定側の供給タンクとの間は１本の可撓性の供給配管で接続する。これにより、プリントヘッドユニットに対するプリントヘッドの搭載数が如何に多くても、供給配管は１本だけで済むことになり、プリントヘッドユニットの移動抵抗を大幅に削減することが可能となる。
【００１９】
また、プリントヘッドユニットの移動に伴いインクタンク内では泡が発生するおそれがあるが、この泡がプリントヘッドまで行かないようにするため、本発明では共通送液配管に入った泡を可撓性の回収配管を通じて固定側の回収タンクに回収する。この回収配管も各プリントヘッドに個別に接続すると本数が増えるばかりでプリントヘッドユニットの大きな移動抵抗となるから、共通送液配管と回収配管を組み合わせた配管系で脱気（泡除去）することが不可欠である。
【００２０】
プリントヘッドにはノズルから塗布液ドットを噴射させるため配線が接続される。この配線の種類は、電源線、高圧パルス線および塗布データ信号線である。これら複数の配線をプリントヘッドごとに固定側まで引き回すと膨大な本数となってこれが大きな移動抵抗となり、プリントヘッドユニットの正確な移動制御が不可能となる。本発明では塗布制御部として例えばシリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタ型中継基板をプリントヘッドユニットに装備し、固定側の制御部からの電源および信号を１本の伝送線でプリントヘッドユニットまで供給する。塗布データは中継基板から各プリントヘッドに配信される。プリントヘッドの塗布速度に比べ伝送線のシリアル伝送速度が圧倒的に高速のためこのような構成が可能となる。
【００２１】
本発明はプリントヘッド周りの配管構造を簡素化し、かつ、塗布液中に混入する気体の脱気を確実にするため、複数のプリントヘッドにそれぞれ通じる塗布液送給用の各個別送液配管を、一種類の塗布液を貯留する一個のインクタンクに通じる共通送液配管に接続すると共に、前記共通送液配管と各個別送液配管との接続部または各プリントヘッドもしくはそれらの各両者間にそれぞれ通じる気体流通可能な各個別流気配管を、大気に対して開放及び閉鎖可能な共通流気配管に接続する。ここで、上記の「プリントヘッド」とは、詳細には、プリントヘッドの内部で吐出ノズル（例えば、複数の吐出ノズル）に通じている液溜り部を意味する。
【００２２】
このような構成によれば、一個のインクタンクに貯留されている塗布液は、共通送液配管から各個別送液配管を通過してそれぞれ各プリントヘッドに送給されるが、この塗布液が送給されていく過程において、共通送液配管に空気等の気体が存在していたならば、この気体は、各個別流気配管から共通流気配管を通過して大気中に放出され得ることになる。詳述すると、インクタンクから塗布液が共通送液配管に流れ始める初期の段階においては、共通送液配管内に気体が存在している場合が多々あり、この気体は塗布液と共に各個別送液配管に流入し、更には各プリントヘッドに流入するという事態が生じ得る。しかしながら、共通送液配管と各個別送液配管との接続部、または各プリントヘッド、もしくはそれらの各両者間には、それぞれ各個別流気配管が通じており、これらの個別流気配管は、大気に対して開放及び閉鎖可能な共通流気配管に接続されている。したがって、塗布液が気体と共に共通送液配管から各個別送液配管を通過して各プリントヘッドに流入することが可能な時期に、共通流気配管を大気開放状態としておけば、上記の気体は各個別流気配管から共通流気配管を通じて大気中に放出され得ることになる。この結果、気体が塗布液と共に各共通送液配管や各プリントヘッドに溜め置かれるという事態が回避され、気体が存在することによるプリントヘッドからの塗布液の噴出阻害を効果的に防止することが可能となる。
【００２３】
しかも、塗布液が共通送液配管から各個別送液配管を流れて各プリントヘッドに溜め置かれるまでの間に、気体が各個別流気配管を通じて共通流気配管から迅速に逃げていくことになるので、各プリントヘッドに溜め置かれる塗布液に気体が悪影響を及ぼすことが有効に回避される。この結果、各プリントヘッドにそれぞれ溜め置かれる塗布液は、流入後において相互間で均一な圧力になり、各プリントヘッドからの塗布液の吐出にバラツキが生じなくなると共に、良好な応答性を確保した状態で各プリントヘッドからの塗布液の吐出が可能となる。
【００２４】
更に、各個別送液配管は、一個のインクタンクに通じる共通送液配管に接続され、且つ各個別流気配管は、大気開放状態となり得る共通流気配管に接続されていることから、塗布液及び気体が流通する全ての配管の簡素化が図られる。加えて、インクタンクから各プリントヘッドに対する塗布液の送給及び停止を制御するバルブ手段等からなる制御手段を少数にすることができると共に、大気に対して気体を開放及び閉鎖するバルブ手段等からなる制御手段も少数にすることができ、送液装置の構成の簡素化及び製作コストの低廉化が図られる。
【００２５】
この場合、前記共通送液配管と最下流端の個別流気配管との接続部またはその近傍から前記共通流気配管に気体を排出させるように構成することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、共通送液配管を流れる気体が、確実に共通流気配管に排出されて、大気中に放出されることになるので、気体が共通送液配管に残留したり或いは共通送液配管から各プリントヘッドに流入するという不具合が生じ難くなる。
【００２７】
そして、前記共通送液配管と各個別送液配管との接続部に、前記各個別流気配管を接続した場合には、インクタンクから共通送液配管を塗布液と共に通過した気体は、各個別送液配管に流入する直前で、それら個別送液配管と共通送液配管との接続部から各個別流気配管及び共通流気配管を通過して大気中に放出されることになる。なお、各プリントヘッド内に既に残存している気体は、各プリントヘッドの吐出ノズルから大気中に放出される。
【００２８】
また、前記各プリントヘッドに前記各個別流気配管を接続した場合には、各プリントヘッド内に流入した気体及び各プリントヘッド内に残存している気体は、該各プリントヘッドに接続された各個別流気配管及び共通流気配管を通過して大気中に放出されることになる。
【００２９】
更に、前記各両者間、すなわち前記各接続部と各プリントヘッドとの間の各個別送液配管の途中に、前記各個別流気配管を接続した場合には、インクタンクから共通送液配管を塗布液と共に通過した気体は、各個別送液配管に流入した後であっても、各個別流気配管及び共通流気配管を通過して大気中に放出されることになる。なお、この場合にも、各プリントヘッド内に既に残存している気体は、各プリントヘッドの吐出ノズルから大気中に放出される。
【００３０】
以上の構成において、前記共通流気配管に、負圧源に通じる負圧配管を接続することが好ましい。
【００３１】
このようにすれば、各プリントヘッドに塗布液を流入させた後に、共通流気配管を大気に対して閉鎖状態とした上で、負圧源からの負圧を、負圧通路を介して共通流気配管及び各個別流気配管並びにこれらに通じる各プリントヘッドに作用させることにより、各プリントヘッドの塗布液の内圧が下がり、吐出ノズル先端からのいわゆる液垂れが効率良く防止されると共に、各プリントヘッドの相互間で均一に内圧を下げることができるため、バラツキを生じることなく良好に塗布液を噴出させることが可能となる。
【００３２】
この場合、前記共通流気配管は、負圧配管に通じるバイパス配管を有し、該バイパス配管に、前記各個別流気配管を所定間隔おきに接続することが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、負圧配管からの負圧がバイパス配管を介して所定間隔おきに配列された各個別流気配管に作用することになるため、各プリントヘッド内の塗布液に対しては、応答性良く均一に且つ安定的に負圧をかけることが可能となる。
【００３４】
以上の構成において、前記インクタンクの内部空間に、気体圧源からの圧力気体を圧送するように構成されていることが好ましい。
【００３５】
このようにすれば、気体圧源からの圧力空気をインクタンクの内部空間に流入させることにより、インクタンクに貯留されている塗布液が、圧力空気によって共通送液配管に押し流されると共に、各個別送液配管を通過して各プリントヘッドに充填される。これにより、均一な圧力で各プリントヘッドに塗布液を送液することが可能になると共に、極めて短時間でインクタンクから各プリントヘッドに塗布液が充填されることになり、充填作業の迅速化及びその作業効率の改善が図られる。
【００３６】
以上の構成において、前記共通流気配管は、前記インクタンクの液面よりも上方位置を水平方向に延び、且つ該共通送液配管から下方に向かって前記各個別流気配管が延びると共に、前記共通送液配管は、前記共通流気配管よりも下方位置であって前記各プリントヘッドの上方位置を水平方向に延び、且つ該共通送液配管から下方に向かって前記各個別送液配管が延びていることが好ましい。
【００３７】
このようにすれば、気体を大気中に放出するためのポンプ等を設けなくても、気体が塗布液中を上方に向かって浮上するという自然現象に基づいて、共通送液配管や各プリントヘッドから気体を的確に且つ効率良く大気中に放出することが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の膜塗布装置は、被塗布物表面にインクジェットプリンタによって塗布液の膜を形成する膜塗布装置であって、前記被塗布物表面上を第１の方向に移動可能なプリントヘッドユニットと、前記第１の方向と直交する方向に前記プリントヘッドユニットに対して連続的に複数取付けられたプリントヘッドとを有するから、装置の長さを実質的に（被塗布物Ｇの長さ）＋２×（プリントヘッドの幅）に納めることができる。また、プリントヘッドユニットの一回の移動で塗布を完了可能するから塗布膜の継ぎ目が発生せず、膜ムラができない。
【００３９】
また、被塗布物の全幅にわたって多数のプリントヘッドを並設する場合でも、プリントヘッドの周りの配管系が簡素化されると共に、プリントヘッドと固定側との間の配管配線数を大幅削減できるため、配管と配線を共通のケーブルベア内に収納してプリントヘッドユニットの移動抵抗を大幅に削減し、正確な移動制御を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に本発明を液晶表示素子の透明基板の配向膜塗布装置に適用した実施形態を、図に基づき説明する。図１に示すように、膜塗布装置は被塗布物としての透明基板７０を水平に固定載置する基台７１と、この基台７１上に取付けられた案内レール（図示省略）に沿って矢印Ａ方向に移動するプリントヘッドユニット７２を有する。透明基板７０は基台７２上の公知の複数のクランプ手段（図示省略）によって水平に固定される。プリントヘッドユニット７２は任意の駆動手段によって矢印Ａ方向に移動可能である。駆動手段としては、等速安定性に優れバックラッシュがまったくないリニアモータ方式が最適である。すなわち、基台７２に設けた直線ガイドレール上にプリントヘッドユニット７２を摺動自在に取り付け、ガイドレールとプリントヘッドの対向面の双方に付設した複数の磁石によりリニアモータを構成するのである。駆動手段としてはこの他に、例えばモータ、プーリおよび歯付ベルトを組合せたベルト駆動手段や、モータとスクリューロッドを組合せたスクリューロッド駆動手段が可能である。ベルト駆動手段は図１の左右方向に無端状歯付ベルトを張設し、この歯付ベルトを左右両端のプーリに掛け廻す。歯付ベルトの一部をプリントヘッドユニット７２に連結し、いずれか一方のプーリをサーボモータなどで正転ないし逆転駆動することにより、プリントヘッドユニット７２を左右方向で前進および後退させる。スクリューロッド駆動手段は図１左右方向にスクリューロッドを配設し、案内レールによって摺動自在ではあるが、摺動方向を中心軸としてみた場合の中心軸回りでは回転不能にされたプリントヘッドユニット７２の一部をスクリューロッドに螺合させ、このスクリューロッドをサーボモータなどで正転ないし逆転駆動することにより、プリントヘッドユニット７２を左右方向で前進および後退させる。
【００４１】
プリントヘッドユニット７２には多数のプリントヘッド７３が搭載されている。図１では略図的に７個のプリントヘッド７３のみを千鳥状に搭載した状態で示すが、プリントヘッド７３の個数は透明基板７０の幅に対応して増減可能である。例えば、透明基板７０の幅が１５００ｍｍの場合はプリントヘッド７３の搭載個数は、通常、４０〜５０個である。プリントヘッド７３の千鳥状配置は隣接するプリントヘッド７３間で塗布液のドット膜の間隔が空き過ぎないようにするためである。
【００４２】
図２はプリントヘッド７３への塗布液の供給配管１３や塗布液の回収配管８３など、配管系統を示すものである。本発明装置では、供給タンク１２、供給ポンプ１５および回収タンク８を膜塗布装置の固定側低位置に配置する。このため、プリントヘッド７３に対する供給配管１３と回収配管８３が必要となる。プリントヘッドユニット７２にスペース的な余裕があれば、供給タンク１２、供給ポンプ１５および回収タンク８を移動側、すなわちプリントヘッドユニット７２に搭載し、供給配管１３と回収配管８３もプリントヘッドユニット７２に搭載してもよい。Ｎ2供給配管８０と大気開放配管８１は省略できないため、固定側と移動側の間の配管系統としては、Ｎ2供給配管８０と大気開放配管８１の計２本は最低必要となる。Ｎ2供給配管８０は固定側のＮ2ボンベに接続される。大気開放配管８１は工場内の溶剤排気処理系に接続される。
【００４３】
供給配管１３、回収配管８３、Ｎ2供給配管８０および大気開放配管８１の４本の配管は、共通のケーブルベア８２内に収容される。ケーブルベア８２の円弧状に屈曲した側は、プリントヘッドユニット７２の移動方向（前進方向または後退方向）に向けられる。
【００４４】
供給タンク１２は上端が大気開放の縦型扁平容器であって内部に塗布液を貯留する。供給配管１３の一端が供給タンク１２の内部の塗布液中に浸漬される。供給タンク１２に近い位置で供給配管１３に供給ポンプ１５が取り付けられる。この供給ポンプ１５で供給配管１３に塗布液を送り出す。供給ポンプ１５の下流側で供給ポンプ１５に近い位置で供給配管１３に供給バルブ１４が取り付けられる。
【００４５】
インクタンク１は密閉式であって、一種類の塗布液を貯留する。このインクタンク１は供給タンク１２や回収タンク８から高い位置に配設され、塗布液面を検知するレベルスイッチ１６と内圧用圧力計１７が取り付けられる。レベルスイッチ１６はインクタンク１内で塗布液面が所定の高さ以下になった場合にこれを検知して供給ポンプ１５を作動させ、インクタンク１内の塗布液面高さを常に一定に保つ。内圧用圧力計１７はインクタンク１の圧力を検知する。
【００４６】
インクタンク１にはＮ2供給配管８０と大気開放配管８１が並列的に接続される。Ｎ2供給配管８０はインクタンク１内に窒素ガス等の加圧用不活性気体を導入してインクタンク１内を所定圧に加圧し、プリントヘッド７３への塗布液充填を促進する。大気開放配管８１はインクタンク１内の圧力が所定圧以上となった場合に余分の加圧用気体を大気に逃がしてインクタンク１内を所定圧に維持する。Ｎ2供給配管８０の上流端は固定側にあって、窒素ガスタンクなどの加圧用不活性気体源に接続される。Ｎ2供給配管８０の上流側には、順番に、パージ圧レギュレータ３１、パージ圧用圧力計３２、パージバルブ３３が配設される。パージバルブ３３の下流側は、垂直な圧力制御配管２９、水平な圧力可変基配管２５の一部およびタンクバルブ２６を介して、インクタンク１の内部上方空間に連通する。圧力制御配管２９は、圧力可変基配管２５の中間部に接続する。圧力制御配管２９の中間部には、水平な帰還配管３４と水平な分岐配管３９の各一端が接続される。帰還配管３４の他端はパージ圧レギュレータ３１の上流側に接続される。帰還配管３４には、パージ圧レギュレータ３１の上流側から順に、大気開放レギュレータ３５、大気開放用圧力計３６および大気開放バルブ３７が取り付けられる。大気開放レギュレータ３５と大気開放用圧力計３６の中間の帰還配管３４に、補助分岐配管３８が接続される。この補助分岐配管３８は、分岐配管３９と並列状に大気開放配管８１に接続される。分岐配管３９には下流側から順に負圧ポンプ４１と負圧バルブ４２が取り付けられる。負圧ポンプ４１は圧力制御配管２９内の気体を大気開放配管８１に強制排気する。圧力可変基配管２５は、バイパスバルブ２７を介してバイパス配管１８ａの中間部に接続される。
【００４７】
インクタンク１から各プリントヘッド７３へは、共通送液配管２と個別送液配管３を経由して塗布液が供給される。個別送液配管３は、共通送液配管２から等間隔で分岐する。個別送液配管３の末端は、脱気手段５を介してプリントヘッド７３に接続される。各プリントヘッド７３と脱気手段５とは図示のように別体として分離してもよいし、一体化してもよい。共通送液配管２の両端、すなわち、共通送液配管２に対する最上流位置の個別送液配管３の直近上流側と、共通送液配管２に対する最下流位置の個別送液配管３の直近下流側に、送液バルブ７と回収バルブ１０が配設される。回収バルブ１０は回収センサ１１を介して回収配管８３に接続される。
【００４８】
各プリントヘッド７３には垂直上方に立ち上がる個別流気配管１９が接続される。これら個別流気配管１９の上端は、揃ってインクタンク１の液面上方まで延在し、水平なバイパス配管１８ａに接続される。バイパス配管１８ａはインクタンク１の最高液位よりも上方位置を水平方向に延びる。バイパス配管１８ａの一端は最上流の個別流気配管１９と接続し、バイパス配管１８ａの下端は気体抜きバルブ２３および共通流気配管１８を介して、回収配管８３の上流端、すなわち、回収配管８３に対する回収センサ１１の接続位置に接続される。
【００４９】
共通送液配管２の最下流端に接続される個別流気配管１９の接続位置には、送液流気配管２０の下端が接続される。この送液流気配管２０の上端は、液充填確認センサ２１を介して気体抜きバルブ２３の直近上流側のバイパス配管１８ａに接続される。
【００５０】
本発明は図２のように、複数のプリントヘッド７３に対する塗布液供給用の配管系に共通化した１本の共通送液配管２を採用する。すなわち、プリントヘツド７３ヘ塗布液を並列的に供給するのではなく直列的に供給することで、プリントヘツド７３へ供給する配管系と制御機器の数が非常に少なくなり、構造的に簡素化される。これもプリントヘツド７３側を移動させる本発明方式が可能となった要因のひとつである。
【００５１】
固定側と移動側との間で液体、気体または電気を一方から他方へ供給する手段にはケーブルベア８２が使用される。このケーブルベア８２は、可撓性の配管・配線類をまとめた状態で無理なく屈曲自在に支持し、移動側であるプリントヘッドユニット７２を抵抗少なく移動させる。ケーブルベア８２は例えば可撓性の扁平断面のチューブで構成され、その内部に複数本の配管配線類を収容する。
【００５２】
しかし、本発明の適用対象のひとつである液晶表示素子の透明基板７０の膜塗布装置のように高精度の移動制御が必要な装置では、ケーブルベア内に収容する配管配線類の本数はできるだけ少ないことが望ましい。本発明で使用するケーブルベア８２は、前述のように固定側と移動側との間の配管類が合計で４本に過ぎないから、プリントヘッドユニット７２の高精度移動制御と両立可能である。
【００５３】
一方、膜塗布装置の移動側であるプリントヘッド７３に対する配線は、従来の考え方では、通常は図３（Ｂ）のように個々のプリントヘッド７３に対し塗布データ信号線９１、高圧パルス線９２および電源線９３が、コンピュータを有する塗布制御部９４から電線束９５にした形で配線されることになる。しかし、これではプリントヘッド７３の個数分の電線束９５をケーブルベア８２内に収納しなければならないから、透明基板７０の全幅にわたって多数のプリントヘッド７３を並べるような場合に、ケーブルベア８２内に電線束９５を収納しきれなくなる。
【００５４】
この解決手段として、図３（Ａ）のようにプリントヘッド７３の近くに塗布制御部９４を配置し、この塗布制御部９４と固定側の制御部９６とを１本の伝送線８５（例えば伝送方式はＲＳ−４２２差動式）で接続する。塗布データや高圧パルスデータは伝送線８５を通じて塗布制御部８４にシリアル伝送する。塗布制御部９４にはシリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタ型中継基板を設け、塗布データや高圧パルスデータを前記中継基板を経由して各プリントヘッド７３にデータ配信する。このように、１本の伝送線８５によって多数のプリントヘッド７３のためのデータを並列的に配信することで、ケーブルベア８２内の配線数を大幅削減することができるから、このこともプリントヘツド７３側を移動させる本発明方式が可能となった要因のひとつである。
【００５５】
その他、図３（Ｂ）では「電磁弁」を使用したパージバルブや、「検出器」としての液充填確認センサなどは、多芯ケーブル９７にてケーブルベア８２を通じて塗布制御部９４へ配線されるが、本発装置では図３（Ａ）のように、パージバルブ３３や液充填確認センサ２１を省配線システム９０（例えばＣＣリンクやデバイスネット）を経由して制御部９６に配線することができる。これにより、パージバルブ３３や液充填確認センサ２１の引き出し配線をケーブル１本にまとめることができ、ケーブルベア８２内の配線本数を削減することができる。ＣＣリンク（Control & Communication Link）やデバイスネットは、制御と情報のデータ処理を同時かつ高速で実現するフィールドネットワークシステムであって、PLC、パソコン(PC)、センサ、アクチュエータなどの制御機器間の相互接続を容易にする。ＣＣリンクおよびデバイスネットは、いずれも省配線により配線コストの低減を図ることができる技術として知られている。
【００５６】
その他の配線、すなわち図２の供給ポンプ１５と負圧ポンプ４１の電源線は、図３（Ａ）（Ｂ）のように、ケーブルベア８２を通して直接固定側に配線する。
【００５７】
以上のように、図３（Ａ）と（Ｂ）を比較すれば分るが、移動側に液体、気体または電気を供給する手段としてケーブルベア８２を使用するが、プリントヘッドユニット７２の移動を高精度に制御するためには、ケーブルベア８２内に収容される配線本数を最小限にしなければならない。図３（Ｂ）ではプリントヘッド７３の配設数が多くなれば電線束９５の本数もそれに比例して多くなり、事実上膜塗布装置を実現できない。これに対して図３（Ａ）では、プリントヘッド７３の配設数が多くなっても、電線束９５は移動側にある塗布制御部９４まで配線すればよく、ケーブルベア８２に収納する配線本数は増えることがない。したがって、電源関係の数本の配線は共用化することなく固定側と直接配線するが、本数的に圧倒的に多いデータ関係の配線は、シリアルイン・パラレルアウトのシフトレジスタを利用して、高速伝送線により１本にまとめることができる。
【００５８】
図２の配管の総本数と図３（Ａ）の電線の総本数を合わせても、ケーブルベア８２に収納するに充分可能な合計本数であり、多数のプリントヘッド７３を備えて大型で、かつ、高精度移動制御が可能な移動式プリントヘッドユニット７２を実現できる。
【００５９】
本発明は以上のように、被塗布物Ｇの全幅にわたって複数並べたプリントヘッド７３を、その並べた方向とは直交方向に被塗布物Ｇの長さ分だけ高精度移動制御により一回移動させることにより、被塗布物Ｇの全表面に膜の継ぎ目がない、したがって膜厚にまったくムラのない均一圧の良好な塗布面を形成することができる。
【００６０】
次に、インクタンク１の液面の揺れ防止に関しては、図４のようにインクタンク１の移動方向幅Ｈを薄く製作すると共に、インクタンク１内に塗布液面を垂直に横断する形で複数枚のバッフルプレート１００を互いに平行に設ける。さらに、インクタンク１の液面が大きく揺れないようにプリントヘッドユニットの移動速度を制御する。具体的にはプリントヘッドユニットが被塗布物Ｇの長手方向に移動を開始する始動時の加速度を抑制する。このような２つの対策によって、インクタンク１の液面を揺らすことなく、したがって泡を発生させることなく、安定したメニスカス圧力で、インクタンク１からプリントヘッド７３ヘと塗布液を供給することができる。これにより、プリントヘッド７３からの塗布液噴出が安定し、ドット状塗膜の厚みが均一化する。
【００６１】
塗布液は図２の供給タンク１２からインクタンク１を通してプリントヘッド７３に供給されるが、インクタンク１で液が揺れると塗布液の脱気度が低下する。これを補うために小型の脱気手段５をプリントヘッド７３の近くに取り付ける必要がある。
【００６２】
プリントヘッド７３に脱気済塗布液を供給することでプリントヘッド７３から安定した塗布液を噴出させることができる。
【００６３】
図２のインクタンク１やプリントヘツド７３が移動する場合、プリントヘツド７３の内部圧であるメニスカス圧力が安定していなければ、プリントヘツド７３からの塗布液噴出が安定しない。
【００６４】
よって、図２の負圧ポンプ４１にてインクタンク１とプリントヘツド７３のメニスカス圧力を高精度（脈動圧力±５Ｐａ以下が望ましい）に制御することで、プリントヘツド７３の塗布液噴出を安定させることができる。
【００６５】
次に、インクタンク１からプリントヘッド７３までの塗布液の供給について詳しく説明する。インクタンク１内における塗布液の貯留量の制御に関しては、供給ポンプ15の作動により、大容量の塗布液を貯留している供給タンク12から、開弁状態にある供給バルブ14を通じてインクタンク１に塗布液を供給する。この場合、インクタンク１内における塗布液の液面の高低は、レベルスイッチ16により制御されることから、インクタンク１内は常に所定量の塗布液が貯留された状態に維持される。
【００６６】
次に、インクタンク１から複数のプリントヘッド７３に塗布液を送液する場合には、圧力制御配管29上のパージバルブ33と、圧力可変基配管25上のタンクバルブ26とを開弁させた状態で、インクタンク１内における液面の上部空間に窒素等の気体を圧送して、その内圧を上昇させる。このような状態の下で、共通送液配管２上の送液バルブ７及び回収バルブ10と、バイパス配管18a（共通流気配管18）上の気体抜きバルブ23とを開弁させて、インクタンク１内の塗布液を、共通送液配管２及び各個別送液配管３を通じて各プリントヘッド７３に送液する。この際に、共通送液配管２内を塗布液と共に送給される気体は、回収バルブ10を通じてバイパス配管18a（共通流気配管18）に流入して大気中に放出されると共に、各プリントヘッド７３内の気体は、各個別流気配管19を通過してバイパス配管18aに流入し、気体抜きバルブ23を通じて大気中に放出される。
【００６７】
この後、塗布液が送給され続けることにより、各プリントヘッド７３に塗布液が充填されるが、この時点においては、共通流気配管18のバイパス配管18aの存在によって各プリントヘッド７３の内圧が均一化されることから、塗布液は各プリントヘッド７３に均一に充填される。そして、塗布液が共通送液配管２から回収バルブ10を通じて回収センサ11に達した時点で、回収バルブ10を閉弁させる。更に、塗布液が送液流気配管20内を所定位置まで上昇したことを、液充填確認センサ21が検出した時点で、気体抜きバルブ23が閉じられると共に、各プリントヘッド７３に充填された塗布液が各プリントヘッド７３の吐出ノズルに達して滴下した時点で、パージバルブ33と送液バルブ７とが閉じられることにより、インクタンク１から各プリントヘッド７３への送液動作が終了する。この場合、インクタンク１の液面位置と、液充填確認センサ21の設置位置とは、同一又は略同一の高さ位置となるように設定されているため、各個別流気配管19内には、塗布液が液充填確認センサ21の設置位置と同一又は略同一の高さ位置まで上昇した状態となる。
【００６８】
この時点においては、各プリントヘッド７３とインクタンク１との内部が加圧状態となっているため、先ず大気開放バルブ37を開いてそれらの内圧を大気圧状態にする。この場合、大気が逆流しないように、大気開放レギュレータ35は０．１ｋPaで常に補助分岐配管38を通じて大気に窒素が放出されているため、補助分岐配管38は略大気圧状態にあり、大気開放バルブ37を通じて大気圧状態に減圧されることになる。その後、大気開放バルブ37を閉じると共に、負圧バルブ42とタンクバルブ26とバイパスバルブ27と送液バルブ７とを開くことにより、負圧ポンプ41の動作によって各プリントヘッド７３の内圧を所定の負圧まで下げ、これによりプリントヘッド７３の吐出ノズルから塗布液が適切に噴出できる状態とする。この時点において、各プリントヘッド７３内の塗布液は、インクタンク１内の液面の上部空間に作用する負圧と、バイパス配管18aに作用する負圧との影響を受けていることになる。したがって、これらの各プリントヘッド７３内の塗布液に対しては、均一に且つ応答性良くしかも安定的に負圧が作用することになる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の膜塗布装置の平面図。
【図２】本発明の膜塗布装置の配管図。
【図３】（Ａ）は本発明の膜塗布装置の配線図、（Ｂ）は膜塗布装置の通常の配線図。
【図４】（Ａ）はインクタンクの正面図、（Ｂ）はインクタンクの側面図。
【図５】従来の膜塗布装置の平面図。
【図６】膜継ぎ目解消可能だが大型になるため実現性がない膜塗布装置の平面図。
【図７】図５の膜塗布装置による膜継ぎ目のイメージ図。
【図８】（Ａ）は図５の膜塗布装置による重ね塗りのイメージ図、（Ｂ）は同じく部分重ね塗りのイメージ図。
【符号の説明】
【００７０】
１     インクタンク
２     共通送液配管
３     個別送液配管
５     脱気手段
７     送液バルブ
８     回収タンク
１０   回収バルブ
１１   回収センサ
１２   供給タンク
１３   供給配管
１４   供給バルブ
１５   供給ポンプ
１６   レベルスイッチ
１７   内圧用圧力計
１８ａ バイパス配管
１８   共通流気配管
１９   個別流気配管
２０   送液流気配管
２１   液充填確認センサ
２３   気体抜きバルブ
２５   圧力可変基配管
２６   タンクバルブ
２７   バイパスバルブ
２９   圧力制御配管
３１   パージ圧レギュレータ
３２   パージ圧用圧力計
３３   パージバルブ
３４   帰還配管
３５   大気開放レギュレータ
３６   大気開放用圧力計
３７   大気開放バルブ
３８   補助分岐配管
３９   分岐配管
４１   負圧ポンプ
４２   負圧バルブ
７０   透明基板
７１   基台
７２   プリントヘッドユニット
７３   プリントヘツド
８０   Ｎ2供給配管
８１   大気開放配管
８２   ケーブルベア
８３   回収配管
８５   伝送線
９０   省配線システム
９１   塗布データ信号線
９２   高圧パルス線
９３   電源線
９４   塗布制御部
９５   電線束
９６   制御部
９７   多芯ケーブル
１００ バッフルプレート
Ｇ     被塗布物
【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】
2005305337.tif 000008
【図７】
2005305337.tif 000009
【図８】
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