(57)【要約】【課題】ワークの描画処理を効率よく行い、生産性を向上させる。【解決手段】液滴吐出装置の制御部では、一方の前記ステージの最終走査に同期させて、他方の前記ステージを前記最終走査の方向に移動させ、前記他方のステージを前記描画開始領域に配置させるとともに、前記液滴吐出ヘッドを前記吐出開始ポジションに移動させ、その後、前記他方のステージを前記描画開始領域から他方側へ移動させ、前記他方のステージに載置された前記ワークに向けて前記液滴を吐出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能液が液滴として吐出される液滴吐出ヘッドと、
平面視において、前記液滴吐出ヘッドに対して両側に配置されたステージと、
前記液滴吐出ヘッドに対してワークが載置された前記ステージを主走査方向に往復走査させる主走査部と、
前記主走査方向と交差するヘッド改行方向に前記液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動部と、
前記液滴吐出ヘッドに対して前記ステージを前記主走査方向に往復走査させるとともに、前記液滴吐出ヘッドを吐出開始ポジションから前記ヘッド改行方向に移動させながら、前記ワークに向けて前記液滴を吐出させる制御部と、を備え、
前記制御部では、
一方の前記ステージの最終走査に同期させて、他方の前記ステージを前記最終走査の方向に移動させ、前記他方のステージを前記描画開始領域に配置させるとともに、前記液滴吐出ヘッドを前記吐出開始ポジションに移動させ、その後、前記他方のステージに載置された前記ワークに向けて前記液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置において、
前記制御部では、
前記一方のステージに載置された前記ワークと前記他方のステージに載置された前記ワークとに対して同一の描画データに基づいて描画させることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、カラーフィルター等を製造する液滴吐出装置としては、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、ワークが載置されるステージと、を備え、液滴吐出ヘッドとステージとを相対的に往復移動させながら、ワークに向けて液滴を吐出させ、ワークに機能液を付着（描画）させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０１４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の液滴吐出装置では、一枚のワークの描画処理が終了する度に、ステージからワークを除材し、次いで、新たにワークをステージに給材する必要があるため、ワークの除給材処理からワークの描画処理までにかかる全体のワーク処理時間が長くなってしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、機能液が液滴として吐出される液滴吐出ヘッドと、平面視において、前記液滴吐出ヘッドに対して両側に配置されたステージと、前記液滴吐出ヘッドに対してワークが載置された前記ステージを主走査方向に往復走査させる主走査部と、前記主走査方向と交差するヘッド改行方向に前記液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動部と、前記液滴吐出ヘッドに対して前記ステージを前記主走査方向に往復走査させるとともに、前記液滴吐出ヘッドを吐出開始ポジションから前記ヘッド改行方向に移動させながら、前記ワークに向けて前記液滴を吐出させる制御部と、を備え、前記制御部では、一方の前記ステージの最終走査に同期させて、他方の前記ステージを前記最終走査の方向に移動させ、前記他方のステージを前記描画開始領域に配置させるとともに、前記液滴吐出ヘッドを前記吐出開始ポジションに移動させ、その後、前記他方のステージに載置された前記ワークに向けて前記液滴を吐出させることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドの両側にステージが備えられ、一方のステージの最終走査に同期して、他方のステージが描画開始領域に移動され、描画が開始される。従って、一方のステージに載置されたワークの描画が終了した時点で、他方のステージに載置されたワークの描画処理が開始されるため、ワークの描画処理の待機時間が削減され、ワークの描画処理が効率的に行われ、生産性を向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記制御部では、前記一方のステージに載置された前記ワークと前記他方のステージに載置された前記ワークに対して同一の描画データに基づいて描画させることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、各ステージに載置されたワークに対して描画データの変更が不要となり、各ステージのワーク毎に描画データを設定する場合に比べて、演算処理量を少なくすることができる。また、各ワークは、同一の描画データによって描画されるため、ワーク間の描画品質のばらつきを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図２】液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】液滴吐出装置の制御方法を示す説明図。
【図５】液滴吐出装置の制御方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮尺を異ならせて図示している。
【００１２】
（液滴吐出装置の構成）
まず、液滴吐出装置の構成について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。液滴吐出装置は、機能液が液滴として吐出される液滴吐出ヘッドと、平面視において、液滴吐出ヘッドに対して両側に配置されたステージと、液滴吐出ヘッドに対してワークが載置された前記ステージを主走査方向に往復走査させる主走査部と、主走査方向と交差するヘッド改行方向に液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動部と、液滴吐出ヘッドに対して前記ステージを主走査方向に往復走査させるとともに、液滴吐出ヘッドを吐出開始ポジションからヘッド改行方向に移動させながら、ワークに向けて液滴を吐出させる制御部等を備えている。以下、具体的に説明する。
【００１３】
図１に示すように、液滴吐出装置１は、Ｙ軸方向に延在した平板状の基台１４を備えている。そして、基台１４のＹ軸方向における中央部には、一対の支持台８ａ，８ｂが立設され、その一対の支持台８ａ，８ｂには、Ｘ軸方向に延びる案内部材９が架設されている。案内部材９の上側には、吐出する機能液を供給可能に収容する収容タンク１０が配設されている。案内部材９の下側には、Ｘ軸方向に延びるガイドレール２１が延設されている。そして、ガイドレール２１にキャリッジ１８が往復移動自在に支持されており、キャリッジ１８は、例えば、リニアモーター等により構成されたキャリッジ駆動部１４３（図３参照）によって駆動される。キャリッジ１８の下面側には、液滴吐出ヘッド２４が設けられており、キャリッジ１８がＸ軸方向に移動することにより、キャリッジ１８に設置された液滴吐出ヘッド２４もＸ軸方向に移動するように構成されている。すなわち、ガイドレール２１と、キャリッジ１８と、キャリッジ駆動部１４３等によりヘッド移動部が構成されている。また、本実施形態では、液滴吐出ヘッド２４が移動するＸ軸方向が、ヘッド改行方向となる。
【００１４】
図２は、液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図２に示すように、液滴吐出ヘッド２４は、ノズルプレート３０を備え、ノズルプレート３０には、ノズル３１が形成されている。そして、各ノズル３１に対応してキャビティ３２が形成されている。そして、キャビティ３２には、機能液が供給されるように構成されている。
【００１５】
キャビティ３２には、上下方向（Ｚ方向：縦振動）に振動して、キャビティ３２内の容積を拡大または縮小させる振動板３４と、上下方向に伸縮して振動板３４を振動させる加圧手段としての圧電素子３５が配設されている。そして、圧電素子３５を制御駆動するための駆動信号を受けると、圧電素子３５が伸張することにより、振動板３４によってキャビティ３２内の容積が縮小される。その結果、ノズル３１から縮小した容積分の機能液が液滴３６として吐出される。なお、本実施形態の液滴吐出ヘッド２４では、加圧手段として、縦振動型の圧電素子３５を用いたが、特に、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子を用いてもよい。また、加圧手段として、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用してもよい。さらには、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液を液滴として吐出させる構成を有する液滴吐出ヘッドであってもよい。
【００１６】
図１に戻り、平面視において、液滴吐出ヘッド２４の両側には、ワークＷａ，Ｗｂが載置される第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂが備えられている。ワークＷａ，Ｗｂは、例えば、液晶表示装置を構成する透光性基板等である。基台１４の上面には、その長手方向（Ｙ軸方向）に沿って２本のガイドレール１５が互いに平行となるように延設されている。そして、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂは、ガイドレール１５によって同一の一次元軌道上を往復移動自在に支持されており、リニアモーター等により構成された第１及び第２ステージ駆動部１４２ａ，１４２ｂ（図３参照）によってそれぞれ駆動される。すなわち、ガイドレール１５と、第１及び第２ステージ駆動部１４２ａ，１４２ｂ等により主走査部が構成されている。また、基台１４の上面には、ガイドレール１５に平行して主走査位置検出装置１６が配置され、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂの位置が計測できるようになっている。
【００１７】
基台１４の片側には、保守用基台７０が配置されている。保守用基台７０の上面には、Ｙ軸方向に延びる一対の案内レール７１ａ，７１ｂが同Ｙ軸方向全幅にわたり凸設されている。そして、保守ステージ７２は、案内レール７１ａ，７１ｂと同一の一次元軌道上を往復移動自在に支持されており、リニアモーター等により構成された保守ステージ駆動部１４４（図３参照）によって駆動される。
【００１８】
保守ステージ７２の上には、液滴吐出ヘッド２４のメンテナンスを行うヘッドメンテナンス部７３が設けられている。ヘッドメンテナンス部７３は、フラッシングユニット７４とキャッピングユニット７５とワイピングユニット７６を含む。
【００１９】
フラッシングユニット７４は、液滴吐出ヘッド２４内の流路を洗浄するとき、液滴吐出ヘッド２４から吐出する液滴３６を受ける装置である。液滴吐出ヘッド２４内に固形物が混入した場合に、固形物を液滴吐出ヘッド２４から排除するため、液滴吐出ヘッド２４から液滴３６を吐出して洗浄する。フラッシングユニット７４は、吐出された液滴３６を捕集する機能を有している。
【００２０】
キャッピングユニット７５は、主に、液滴吐出ヘッド２４に蓋をするとともに液滴吐出ヘッド２４内の機能液を吸引する装置である。液滴吐出ヘッド２４から吐出される液滴３６は、揮発性を有する場合があり、液滴吐出ヘッド２４に内在する機能液の溶媒がノズルから揮発すると、機能液の粘度が変わり、ノズル３１が目詰まりすることがある。キャッピングユニット７５は、液滴吐出ヘッド２４に蓋をすることで、ノズル３１が目詰まりすることを防止するようになっている。また、液滴吐出ヘッド２４に蓋をした状態で、当該蓋内に負圧をかけ、液滴吐出ヘッド２４内の機能液を吸引することにより、液滴吐出ヘッド２４内の気泡や異物等を取り除くことができる。
【００２１】
ワイピングユニット７６は、液滴吐出ヘッド２４のノズルが配置されているノズルプレート３０を拭く装置である。ノズルプレート３０は、液滴吐出ヘッド２４において、ワークＷａ，Ｗｂと対向する側の面に配置されている部材である。ノズルプレート３０に機能液が付着しているとき、ノズルプレート３０に付着している機能液とワークＷａ，Ｗｂとが接触して、ワークＷａ，Ｗｂにおいて、予定外の場所に機能液が付着してしまうことがある。ワイピングユニット７６は、ノズルプレート３０を拭くことにより、予定外の場所に機能液が付着してしまうこと防止することができる。
【００２２】
保守用基台７０と基台１４との間には、重量測定装置７７が配置されている。重量測定装置７７には、電子天秤が設置されている。そして、電子天秤には、受け皿が配置されている。液滴吐出ヘッド２４から吐出された液滴３６が受け皿に吐出され、電子天秤が液滴３６の重量を測定するようになっている。受け皿は、スポンジ状の吸収体を備え、吐出される液滴３６が、跳ねて、受け皿の外に出ないようになっている。電子天秤は、液滴吐出ヘッド２４が液滴３６を吐出する前後で、受け皿の重量を測定し、吐出前後の受け皿の重量の差分を測定している。
【００２３】
そして、キャリッジ１８をガイドレール２１に沿ってＸ軸方向に移動させることにより、液滴吐出ヘッド２４を、ヘッドメンテナンス部７３や重量測定装置７７やワークＷａ，Ｗｂと対向する場所に移動させることができる。
【００２４】
（液滴吐出装置の電気的構成）
次に、液滴吐出装置の電気的構成について説明する。図３は、液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック図である。液滴吐出装置１には、装置全体を制御する制御部３８を備えている。制御部３８は、指令部１３０と駆動部１４０とを備え、指令部１３０は、ＣＰＵ１３２、記憶手段としてのＲＯＭ１３３，ＲＡＭ１３４および入出力インターフェイス１３１からなり、ＣＰＵ１３２が入出力インターフェイス１３１を介して入力される各種信号を、ＲＯＭ１３３、ＲＡＭ１３４のデータに基づき処理し、入出力インターフェイス１３１を介して駆動部１４０へ制御信号を出力する。ＣＰＵ１３２は、例えば、ＲＯＭ１３３に記憶された描画データに基づいて、ワークＷａ，Ｗｂの表面の所定位置に機能液を液滴吐出するための制御を行うものである。
【００２５】
駆動部１４０は、ヘッド駆動部１４１、第１及び第２ステージ駆動部１４２ａ，１４２ｂ、キャリッジ駆動部１４３、保守ステージ駆動部１４４、メンテ駆動部１４５等から構成されている。そして、指令部１３０の制御信号により、ヘッド駆動部１４１は、液滴吐出ヘッド２４を制御し、第１及び第２ステージ駆動部１４２ａ，１４２ｂは、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂを制御し、キャリッジ駆動部１４３は、キャリッジ１８を制御し、保守ステージ駆動部１４４は、保守ステージ７２を制御し、メンテ駆動部１４５は、ヘッドメンテナンス部７３や重量測定装置７７を制御する。
【００２６】
（液滴吐出装置の制御方法）
次に、液滴吐出装置の制御方法について説明する。図４及び図５は、液滴吐出装置の制御方法を示す説明図である。なお、説明を容易にするため、ヘッドメンテナンス部７３や重量測定装置７７等を省略して図示している。また、本実施形態では、まず、最初に、第１ステージ１２ａを走査させ、第１ステージ１２ａに載置されたワークＷａに液滴を塗布（描画）させ、次いで、第２ステージ１２ｂを走査させ、第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂに液滴を塗布（描画）させる場合について説明する。
【００２７】
まず、図４（ａ）に示すように、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂを初期ポジションＨｐａ，Ｈｐｂに配置させる。初期ポジションＨｐａ，Ｈｐｂは、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂに対してワークＷａ，Ｗｂを載置或いは排除するためのポジションである。そして、図示しないワーク搬送ロボットを駆動させ、第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂ上のそれぞれにワークＷａ，Ｗｂを載置させる。その後、ワークＷａ，Ｗｂのアライメント等を行わせる。なお、ワークＷａとワークＷｂとを同時期に載置する必要はなく、ワークＷａを載置した後に、ワークＷｂを載置してもよい。
【００２８】
次に、制御部３８からの指令に基づき、液滴吐出ヘッド２４から液滴を吐出させ、ワークＷａ，Ｗｂに機能液を付着させる。詳細には、図４（ｂ）に示すように、平面視において、液滴吐出ヘッド２４に対して一方側の描画開始領域ＳＡから液滴吐出ヘッド２４を介して他方側へ第１ステージ１２ａの移動を開始させ、液滴吐出ヘッド２４に対して第１ステージ１２ａを主走査方向（Ｙ軸方向）に往復走査させるとともに、液滴吐出ヘッド２４を吐出開始ポジションＨＳからヘッド改行方向（Ｘ軸方向）に移動させながら、ワークＷａに向けて液滴３６を吐出させる。すわなち、第１ステージ１２ａの一回の走査の度に、液滴吐出ヘッド２４を改行させながら描画処理が行われる。なお、本実施形態では、平面視において、液滴吐出ヘッド２４を中心にして第１ステージ１２ａの初期ポジションＨｐａ側を一方側の描画開始領域ＳＡとし、液滴吐出ヘッド２４を挟んで第２ステージ１２ｂの初期ポジションＨｐｂ側を他方側と定めている。
【００２９】
そして、さらに、制御部３８では、第１ステージ１２ａの最終走査に同期させて、第２ステージ１２ｂを最終走査の方向に移動させ、第２ステージ１２ｂを描画開始領域ＳＡに配置させるとともに、液滴吐出ヘッド２４を吐出開始ポジションＨＳに移動させる。その後、第２ステージを描画開始領域ＳＡから他方側へ移動させ、第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂに向けて液滴３６を吐出させる。図４（ｃ）は、第１ステージ１２ａが初期ポジションＨｐａへ向けて最終走査する手前の状態を示している。このとき、第１ステージ１２ａは、平面視において、液滴吐出ヘッド２４と第２ステージ１２ｂとの間に位置している。また、液滴吐出ヘッド２４は、吐出終了ポジションＨＥに位置している。図４（ｄ）は、第１ステージ１２ａを最終走査させた状態を示している。このとき、第１ステージ１２ａは、初期ポジションＨｐａに移動（最終走査）する。この最終走査に同期して、第２ステージ１２ｂが、最終走査の方向に移動し、第２ステージ１２ｂが描画開始領域ＳＡに配置される。この走査において、第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂに対して描画は行われない。すなわち、空走査によって第２ステージ１２ｂが描画開始領域ＳＡに配置される。また、この時期に、液滴吐出ヘッド２４が、吐出終了ポジションＨＥから吐出開始ポジションＨＳに配置される。そして、第２ステージ１２ｂを描画開始領域ＳＡから他方側に移動させることにより、第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂに対して描画が開始される。なお、第１ステージ１２ａに載置されたワークＷａと第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂに対して同一の描画データに基づいて描画させる。先述の通り、第２ステージ１２ｂを空走査して描画開始領域ＳＡに配置させることにより、同一の描画データに基づく描画が可能となる。
【００３０】
図５（ｅ）に示すように、平面視において、液滴吐出ヘッド２４に対して一方側の描画開始領域ＳＡから液滴吐出ヘッド２４を介して他方側へ第２ステージ１２ｂの移動を開始させ、液滴吐出ヘッド２４に対して第２ステージ１２ｂを主走査方向（Ｙ軸方向）に往復走査させるとともに、液滴吐出ヘッド２４を吐出開始ポジションＨＳからヘッド改行方向（Ｘ軸方向）に移動させながら、ワークＷｂに向けて液滴３６を吐出させる。なお、ワークＷｂに対して描画が実行されている最中に、第１ステージ１２ａ上の描画されたワークＷａは、第１ステージ１２ａから除材され、次いで、新たなワークＷａが第１ステージ１２ａ上に載置される。
【００３１】
図５（ｆ）は、第２ステージ１２ｂが初期ポジションＨｐｂへ向けて最終走査する手前の状態を示している。このとき、第２ステージ１２ｂは、平面視において、液滴吐出ヘッド２４と第１ステージ１２ａとの間に位置している。そして、この時期に、液滴吐出ヘッド２４が、吐出終了ポジションＨＥから吐出開始ポジションＨＳに配置される。
【００３２】
図５（ｇ）は、第２ステージ１２ｂを最終走査させた状態を示している。このとき、第２ステージ１２ｂは、初期ポジションＨｐｂに移動（最終走査）する。この最終走査に同期して、第１ステージ１２ａが、最終走査の方向に移動しながら、第１ステージ１２ａに載置されたワークＷａに対して描画が開始される。そして、図４（ｂ）以降の動作が繰り返される。
【００３３】
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。
【００３４】
（１）第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂが備えられ、例えば、第１ステージ１２ａ上のワークＷａが描画されている間に、第２ステージ１２ｂへのワークＷｂの除給材が行われるため、ワークＷａ，Ｗｂの描画処理の効率化が図られ、生産性を向上させることができる。さらに、第１ステージ１２ａの最終走査に同期して、第２ステージ１２ｂが描画開始領域ＳＡに移動され、描画が開始される。従って、第１ステージ１２ａに載置されたワークＷａの描画が終了した時点で、第２ステージ１２ｂに載置されたワークＷｂの描画処理が開始されるため、さらに、ワークＷａ，Ｗｂの描画処理の効率化を図ることができる。
【００３５】
（２）第１及び第２ステージ１２ａ，１２ｂに載置されたワークＷａ，Ｗｂに対して同一の描画データに基づいて描画させた。これにより、ワークＷａ，Ｗｂ毎の描画データ変更処理が不要となるため、データ処理速度を確保することができる。さらに、ワークＷａ，Ｗｂ間における描画品質のばらつきを低減させることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…液滴吐出装置、１２ａ…第１ステージ、１２ｂ…第２ステージ、１５…ガイドレール、１８…キャリッジ、２１…ガイドレール、２４…液滴吐出ヘッド、３８…制御部、１４２ａ…第１ステージ駆動部、１４２ｂ…第２ステージ駆動部、１４３…キャリッジ駆動部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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