(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドが密集して複数個配列されていても、インク吐出ノズルに対するインク吸引パットの位置合わせ及びインク吸引パッドとインク吐出ノズルとの間の気密性を簡便に実現し、吐出回復を確実に実行できるインクジェット装置を提供する。【解決手段】  吸引機構２０を構成するインク吸引パッド２０１のインク吸引口２０１ｂがインクジェットヘッド１０のインク吐出ノズル１０２の吐出口１０３に臨むように位置決め機構３０によりインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２に対し位置合わせし、この位置合わせされた状態で上下移動機構４０によりインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２の先端面に気密に押圧し、かつ吸引機構２０によりインク吐出ノズル１０２内のインクを吸引してインクジェットヘッド１０の回復動作を行うように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて配列された複数のインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドは、ヘッド本体と、前記ヘッド本体から下方に突設したインク吐出ノズルと、前記インク吐出ノズルの下端面に設けられたインクの吐出口と、前記インク吸引パッドを上下に移動させる上下移動機構とを有するインクジェット装置であって、
前記吐出口と連通可能なインク吸引口が形成されたインク吸引パッドを有し、前記インクジェットヘッドが正常なインク吐出状態を保持するように前記インク吸引パッドを前記インク吐出ノズルに係合させて該インク吐出ノズル内のインクを前記インク吸引口から吸引する吸引機構と、
前記インク吸引口が前記吐出口に臨むように前記インク吸引パッドを前記インク吐出ノズルに対し位置合わせする位置決め機構とを備え、
前記インク吸引パッドは、前記位置決め機構により位置合わせされた状態で前記上下移動機構により上昇され前記インク吐出ノズルの先端面に気密に押圧される、
ことを特徴とするインクジェット装置。
【請求項２】
前記インク吸引パッドは、前記インク吐出ノズルの先端面の面積より大きく、かつインク吐出ノズルの突出長さより小さい深さに形成された位置合わせ用段部を有し、
前記インク吸引口は前記位置合わせ用段部の内側に設けられ、
前記インク吐出ノズルは前記インク吸引パッドに対し位置決めの基準となる位置合わせ用の基準側面を有し、
前記位置合わせ用段部は前記基準側面と当接することで前記インク吸引口が前記インク吐出ノズルの吐出口に臨むように位置決めする基準壁面を有し、
前記位置決め機構は、前記基準側面と前記基準壁面とを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１記載インクジェット装置。
【請求項３】
前記基準壁面が前記基準側面に対して離間接近する方向に移動可能に前記インク吸引パッドを支持する支持機構が設けられ、
前記基準壁面が前記基準側面から離れる方向に前記インク吸引パッドを移動させるアクチュエータが設けられ、
前記インク吸引パッドを前記基準壁面が前記インク吐出ノズルの基準側面に当接される方向に付勢する付勢手段が設けられ、
前記上下移動機構により前記インク吐出ノズルが前記位置合わせ用段部内に挿入される前に、前記アクチュエータにより前記基準壁面が前記付勢手段の付勢力に抗して前記基準側面から離間する方向に前記インク吸引パッドが移動され、
前記上下移動機構により前記インク吐出ノズルが前記位置合わせ用段部内に挿入された後に、前記アクチュエータによる移動力が解除され、前記インク吸引パッドは前記付勢手段により付勢されて前記基準壁面が前記基準側面に当接される、
ことを特徴とする請求項２記載インクジェット装置。
【請求項４】
前記インク吸引パッドはゴム等の弾性材から成形されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記インク吸引口は前記インク吐出ノズルの吐出口より大きい寸法で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のインクジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカラーフィルタの色パターンを形成する場合などに用いるインクジェット装置に関し、さらに詳しくは、複数列配置されたインクジェットヘッドの気泡抜き、劣化インクの押出し及びインク吐出口の乾燥物除去を目的とした吐出回復のための吸引機構及びヘッドと吸引パッドとの位置合わせを行うとともにインク吐出口を気密にすることが可能な位置決め機構を備えたインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット装置について、カラーフィルタの色パターンを形成する場合を例にとって説明する。
液晶ディスプレイなどに用いられるカラーフィルタ（以下ＣＦ）の製造方法は従来からフォトリソグラフィーによる方法（以下フォトリソ方式）が一般的である。この方式では感光性レジストを角型のガラス基板に塗工し、露光、現像、乾燥の工程を複数回繰り返すことで、一定の格子状カラーパターンを得ることができる。
しかしながら、近年、基板の大型化が進むと共に、パネル価格の下落に伴ってＣＦのコストダウン要求も更に厳しくなってきている。従って、次世代の２ｍ角を超えるようなサイズのＣＦ製造ラインをフォトリソ方式で構築する場合、装置自体のコストが現ライン以上に高くなるとともにサイズアップによるフットプリントの拡大によって建屋にかかるコストも嵩んでしまい、イニシャルコストの大幅なアップが予想される。また、現像される余分なインクの増加や現像液等の材料使用量の増加によりランニングコストも更に上がることが予想され、前述したコストダウン要求を満たすことは困難である。
【０００３】
そこで、フォトリソ方式に代わる新しいＣＦ製造方法の一つとしてインクジェット方式が注目されている。この方法では、インクジェットヘッドを用いてＢＭパターンに直接カラーパターンを複数色同時塗工していくため、フォトリソ方式で必要であった露光、現像等の工程を削減できる。このため、フットプリントを大幅に削減することが可能となる。
また、塗工材料も必要最小量で済み、更にフォトリソ方式で必要であった現像液等が不要となるため、ランニングコストも削減することが可能である。
前述のインクジェット方式において、インクを吐出するためのインクジェットヘッドは基板の大型化、生産性向上のためのタクトアップ、カラーフィルタの高精細化が進むにつれて装置に搭載されるヘッドが密集し、かつ複数個配列されるようになった。
ところで、インクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造において、インクの吐出回復、気泡抜き、劣化インクの押し出し等の目的を達成できる方式としては、インクジェットヘッドのインク吐出部からインクを吸引する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１００４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、近年は基板の大型化、画素の高密度化及びヘッドの小型化が進み、これに伴って、インクジェットヘッドのインク吐出側端面からのインク吐出口の突出高さは数ｍｍ以下のオーダになってきており、そのため、インクの吐出回復、気泡抜き、劣化インクの押し出し等に効果がある吸引を精度よく行うことが困難となってきている。これは、インクジェットヘッドが密集して配列されるようになると、吸引前のインク吐出口と吸引パット間の位置合わせ及び吸引パッドとインク吐出口部分を気密にする機構の組込みが困難になるからである。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するもので、その目的は、インクジェットヘッドが密集して複数個配列されていても、インク吐出ノズルに対するインク吸引パットの位置合わせ及びインク吸引パッドとインク吐出ノズルとの間の気密性を容易に実現し、インクの吐出回復動作を確実に実行できるインクジェット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、所定の間隔をおいて配列された複数のインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドは、ヘッド本体と、前記ヘッド本体から下方に突設したインク吐出ノズルと、前記インク吐出ノズルの下端面に設けられたインクの吐出口と、前記インク吸引パッドを上下に移動させる上下移動機構とを有するインクジェット装置であって、前記吐出口と連通可能なインク吸引口が形成されたインク吸引パッドを有し、前記インクジェットヘッドが正常なインク吐出状態を保持するように前記インク吸引パッドを前記インク吐出ノズルに係合させて該インク吐出ノズル内のインクを前記インク吸引口から吸引する吸引機構と、前記インク吸引口が前記吐出口に臨むように前記インク吸引パッドを前記インク吐出ノズルに対し位置合わせする位置決め機構とを備え、前記インク吸引パッドは、前記位置決め機構により位置合わせされた状態で前記上下移動機構により上昇され前記インク吐出ノズルの先端面に気密に押圧されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように本発明にかかるインクジェット装置によれば、インク吸引パッドのインク吸引口がインク吐出ノズルの吐出口に臨むように位置決め機構による移動操作でインク吸引パッドをインク吐出ノズルに対し位置合わせし、この位置合わせされた状態で上下移動機構によりインク吸引パッドをインク吐出ノズルの先端面に気密に押圧し、かつ吸引機構によりインク吐出ノズル内のインクを吸引してインクジェットヘッドの回復動作を行うようにしたので、位置決め及び吸引機構のシンプル化及びコンパクト化が可能になり、インクジェットヘッドが密集して複数個配列されていても、インク吐出ノズルに対するインク吸引パットの位置合わせ及びインク吸引パッドとインク吐出ノズルとの間の気密性を容易に実現でき、インクの吸引動作が確実に実行され、インクジェットヘッドのインク吐出回復を安定してなし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明にかかるインクジェット装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかるインクジェット装置は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１におけるインクジェット装置の位置決め及び吸引機構を示す一部切り欠きの側面図、図２は本実施の形態１におけるインクジェット装置の位置決め及び吸引機構を示す一部切り欠きの正面図、図３は本実施の形態１におけるインク吸引パットの斜視図、図４は本実施の形態１におけるインクジェットヘッドの位置決めから吸引開始までの動作説明図である。
【００１０】
図１及び図２において、インクジェット装置は、所定の間隔をおいて配列された複数のインクジェットヘッド１０と、これらインクジェットヘッド１０が正常なインク吐出状態を保持するように各ヘッド毎にインクを吸引してインクの吐出回復動作を可能にする複数の吸引機構２０と、各吸引機構２０を対応するインクジェットヘッド１０毎に位置合わせする複数の位置決め機構３０、及び位置合わせされた吸引機構２０をインクジェットヘッド１０に対してインクの吸引漏れを生じさせることなく気密に接触させるための上下移動機構４０などを備えている。
【００１１】
インクジェットヘッド１０は、図１及び図２に示すように、直方体形状を呈するヘッド本体１０１と、このヘッド本体１０１の下端面に、その長手方向に延在して突設したインク吐出ノズル１０２を有し、このインク吐出ノズル１０２の下端面には、インク吐出ノズル１０２の長手方向に沿って形成されたスリット状の吐出口１０３が形成されている。またインク吐出ノズル１０２の長手方向に沿う一側面は、インク吐出ノズル１０２に対して後述するインク吸引パッド２０１の位置決めを行うための基準となる基準側面１０２ａを構成している。
【００１２】
吸引機構２０は、図１〜図３に示すように、インク吐出ノズル１０２の形状に対応して、ゴム材等の弾性材により所定の厚さと長さを有する平板状に形成されたインク吸引パッド２０１と、インク吐出ノズル１０２に対する突き当て面精度を保持するためにインク吸引パッド２０１の下面に気密に接着した金属製の平板部材２０２とを備え、このインク吸引パッド２０１はシール材２０３を介して位置決め機構３０に設置されている。
インク吸引パッド２０１のインク吐出ノズル１０２の先端面が当接されるの面には、インク吐出ノズル１０２の先端面の面積より大きく、かつインク吐出ノズル１０２の突出長さより小さい深さを有する長方形状の位置合わせ用段部２０１ａが形成され、さらに、インク吸引パッド２０１の位置合わせ用段部２０１ａ内には、インク吐出ノズル１０２の吐出口１０３より大きい開口面積のスリット状のインク吸引口２０１ｂが位置合わせ用段部２０１ａの長手方向に沿い、かつインク吸引パッド２０１を厚さ方向に貫通するようにして形成されている。インク吸引口２０１ｂは平板部材２０２を貫通してシール材２０３に達している。
なお、インク吸引口２０１ｂはインク吐出ノズル１０２の吐出口１０３より若干大きく構成されている。
【００１３】
また、吸引機構２０は、図１及び図２に示すように、シール材２０３を気密に貫通してインク吸引口２０１ｂに連通する吸引接続口２０４を有し、この吸引接続口２０４には管継手２０５を介して吸引配管２０６に接続され、この吸引配管２０６は、図示省略した真空ポンプ等のインク吸引手段に接続されている。
また、位置合わせ用段部２０１ａのインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａと対向する内壁面は、インク吐出ノズル１０２が位置合わせ用段部２０１ａ内に挿入された状態において、インク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａと当接することでインク吸引口２０１ｂがインク吐出ノズル１０２の吐出口１０３に臨むように位置決めする基準面壁２０１ｃを構成している。
【００１４】
位置決め機構３０は、図１及び図２に示すように、インクジェットヘッド１０毎にインク吸引パッド２０１を、その基準壁面２０１ｃがインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａと接触する方向及び離間する方向に移動可能に支持する支持機構３０１を備える。
上記支持機構３０１は、図１及び図２に示すように、インク吸引パッド２０１がシール材２０３を介して載置固定される支持部材３０２と、狭いピッチで背中合わせに隣接するインクジェットヘッド１０のそれぞれに対応する１対の支持部材３０２に共用される基台３０３と、この基台３０３両端間に支持機構３０１の移動方向に延在して平行に設けられた複数のガイドロッド３０４と、この各ガイドロッド３０４にインクジェットヘッド１０毎にガイドロッド３０４に沿いスライド可能に設けられ、インクジェットヘッド１０に対応する支持部材３０２を別々に支持する可動部材３０５と、インク吐出ノズル１０２が位置合わせ用段部２０１ａ内に挿入された状態でインク吸引パッド２０１を含む支持部材３０２を基準壁面２０１ｃがインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａに当接される方向に付勢する引張ばね（特許請求の範囲に記載した付勢手段に相当する）３０６と、インク吐出ノズル１０２が位置合わせ用段部２０１ａ内に挿入される前にインク吸引パッド２０１を含む支持部材３０２を基準壁面２０１ｃがインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａから離間する方向に移動させるアクチュエータ３０７とを備える。
【００１５】
上記引張ばね３０６は、基準壁面２０１ｃが基準側面１０２ａと当接される方向に付勢されるように支持部材３０２と基台３０３との間に張設されている。また、上記アクチュエータ３０７は基台３０３に設置されるもので、支持部材３０２に設けたナット部材に螺合する送りねじ及びこれを回転するモータやエアシリンダなどから構成され、引張ばね３０６のばね力に抗して基準壁面２０１ｃが基準側面１０２ａから離間する方向に支持部材３０２を移動できるように構成されている。
【００１６】
上下移動機構４０は、位置合わせされたインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２の先端面に気密に押圧するように動作させるとともに、吸引機構２０の吸引によるインクジェットヘッド１０の回復動作が完了した時にインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２から離間するように動作させるもので、図１及び図２に示すように基台３０３を上下動することにより、初期の目的を達成するものであり、送りねじ及びこれを回転するモータやエアシリンダなどから構成されている。
【００１７】
次に、本実施の形態１におけるインクジェット装置の動作について説明する。
まず、複数のインクジェットヘッド１０全体を、それぞれのインク吐出ノズル１０２が対応するインク吸引パッド２０１の位置合わせ用段部２０１ａの真上に位置するように移動させる。この状態で、アクチュエータ３０７を動作することにより、図４に示すように背中合わせに隣接して配置された１対のインクジェットヘッド１０に対応する支持部材３０２を含めたインク吸引パッド２０１を、その基準壁面２０１ｃがインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａから離間する図４（Ａ）の矢印に示す方向に引張ばね３０６のばね力に抗して所定の距離移動させ、この移動位置を保持する。しかる後、上下移動機構４０を起動することにより基台３０３を上昇移動させて、上記１対のインクジェットヘッド１０に対応するインク吸引パッド２０１を図４（Ｂ）の矢印に示す方向に上昇させ、位置合わせ用段部２０１ａ内にインク吐出ノズル１０２の先端が挿入された状態にし、そして、位置合わせ用段部２０１ａの底面がインク吐出ノズル１０２の先端面に接触する直前で吸引機構２０の上昇移動を停止させる。
【００１８】
次に、インク吸引パッド２０１に対し図４（Ａ）の矢印に示す方向から作用していたアクチュエータ３０７による作用力を解除する。このため、支持部材３０２を含めたインク吸引パッド２０１は、引張ばね３０６の引張ばね力によって図４（Ｃ）の矢印に示す方向に移動されるとともに、インク吸引パッド２０１の基準壁面２０１ｃがインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａに当接される。これにより、インク吸引パッド２０１のインク吸引口２０１ｂがインク吐出ノズル１０２の吐出口１０３に一致するように位置合わせする。
かかる状態で、上下移動機構４０を再度起動して基台３０３を上昇移動させ、上記１対のインクジェットヘッド１０に対応するインク吸引パッド２０１を図４（Ｄ）の矢印に示す方向に上昇して、位置合わせ用段部２０１ａの底面をインク吐出ノズル１０２の先端面に圧接させる。その後、吸引機構２０の上昇移動を停止させる。これにより、インク吸引パッド２０１とインク吐出ノズル１０２とを吸引漏れのない気密状態に接触させ得る。
しかる後、吸引機構２０の吸引ポンプなどを起動することにより、インク吐出ノズル１０２内に残留するインクを吸引する。そして、所定の吸引時間が経過すると吸引機構２０のエア制御回路に設けられた残圧開放弁(何れも図示せず)を開き、大気圧になったことが検知されると吸引機構２０のインク吸引動作が停止する。その後、上下移動機構４０が上昇方向と逆の方向に起動され、吸引機構２０を下降してインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２から離間させる。
【００１９】
このように本実施の形態１に示すインクジェット装置によれば、インク吸引パッド２０１のインク吐出ノズル１０２の先端面が当接される面に、インク吐出ノズル１０２の先端面の面積より大きく、インク吐出ノズル１０２の突出長さより小さい深さの位置合わせ用段部２０１ａを形成し、インク吐出ノズル１０２にインク吸引パッド２０１に対し位置決めの基準となる位置合わせ用の基準側面１０２ａを設け、位置合わせ用段部２０１ａにインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａと当接することでインク吸引口２０１ｂがインク吐出ノズル１０２の吐出口１０３に一致するように位置決めする基準壁面２０１ｃを設け、位置合わせ用段部２０１ａ内に挿入されたインク吐出ノズル１０２の基準側面１０２ａにインク吸引パッド２０１の基準壁面２０１ｃを当接させることでインク吸引パッド２０１をインク吐出ノズル１０２に対し位置合わせし、この位置合わせされた状態で上下移動機構４０によりインク吸引パッドをインク吐出ノズルの先端面に気密に押圧し、かつ吸引機構２０によりインク吐出ノズル１０２内のインクを吸引してインクジェットヘッド１０の回復動作を行うようにしたので、位置決め及び吸引機構のシンプル化及びコンパクト化が可能になり、インクジェットヘッドが密集して複数個配列されていても、インク吐出ノズル１０２に対するインク吸引パット２０１の位置合わせ及びインク吸引パッド２０１とインク吐出ノズル１０２との間の気密性を容易に実現でき、インクの吸引動作が確実になり、インクジェットヘッドの回復動作を安定してなし得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態１におけるインクジェット装置の位置決め及び吸引機構を示す一部切り欠きの側面図である。
【図２】本実施の形態１におけるインクジェット装置の位置決め及び吸引機構を示す一部切り欠きの正面図である。
【図３】本実施の形態１におけるインク吸引パットの斜視図である。
【図４】本実施の形態１におけるインクジェットヘッドの位置決めから吸引開始までの動作説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０……インクジェットヘッド、１０１……ヘッド本体、１０２……インク吐出ノズル、１０２ａ……基準側面、１０３……吐出口、２０……吸引機構、２０１……インク吸引パッド、２０１ａ……位置合わせ用段部、２０１ｂ……インク吸引口、２０１ｃ……基準壁面、３０……位置決め機構、３０１……支持機構、３０６……引張ばね、３０７……アクチュエータ、４０……上下移動機構。
【図１】
2007245418.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007245418.tif 000006