CN101028762A - 液滴喷射装置及涂敷体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液滴喷射装置，能防止因液体成分的沉淀及液体内的气泡引起的喷出不良。本发明的液滴喷射装置备有液滴喷出头(2)、液体供给流路(21)、液体供给部(17)、液体返回流路(22)和液体返回部(19)。液滴喷出头(2)具有从液体收容部(16)供给来的液体通过的内部流路(2a)，把通过了该内部流路(2a)的液体作为液滴喷出。液体供给流路(21)将液体收容部(16)与液滴喷出头(2)的内部流路(2a)连通。液体供给部(17)设在液体供给流路(21)中，把液体从液体收容部(16)通过液体供给流路(21)供给到液滴喷出头(2)。液体返回流路(22)将液滴喷出头(2)的内部流路(2a)与液体收容部(16)连通。液体返回部(19)设在液体返回流路(22)中，把通过了液滴喷出头(2)的内部流路(2a)的液体，从液滴喷出头(2)通过液体返回流路(22)返回到液体收容部(16)。

Description

液滴喷射装置及涂敷体的制造方法

技术领域

本发明涉及喷射液滴的液滴喷射装置、以及采用该液滴喷射装置的涂敷体的制造方法。

背景技术

液滴喷射装置，通常用于制造液晶显示装置、有机EL(ElectroLuminescence)显示装置、电子发射显示装置、等离子显示装置、电泳显示装置等各种显示装置。

该液滴喷射装置，备有将液体作为微小液滴从若干个喷嘴分别喷出的液滴喷出头(例如喷墨头)，借助该液滴喷出头，将液滴弹射在作为涂敷对象物的基板上，形成预定图形的点阵，例如制造滤色镜、黑底(滤色镜的框)等的涂敷体(例如见专利文献1)。另外，液体采用水性墨水、油性墨水、紫外线硬化墨水等各种墨水。例如，油性墨水包括颜料、溶剂、分散剂、添加剂和表面活性剂等各种成分。

专利文献1：日本特开2005-262464号公报

发明内容

但是，在上述的液滴喷射装置中，有时产生墨水成分沉淀、墨水内产生气泡等现象。这些现象对液滴喷出头的喷出性能有不良影响。

例如，当产生了墨水成分的沉淀时，墨水的表面张力、粘度发生变化，最合适的喷出条件(例如驱动电压、脉冲宽度等)改变，所以，如果不重新设定液滴喷出头的喷出条件，就会发生液滴喷出头的喷出不良，产生歪扭、飞白等。尤其是当墨水成分的沉淀严重时，墨水会堵塞喷嘴，造成液滴的不喷出。

另外，在由于墨水中的溶解气体而在墨水内产生了气泡时，该气泡也会堵塞喷嘴，所以，造成液滴喷出头的喷出不良，产生扭歪、飞白等。尤其是当墨水中存在很多气泡时，该众多的气泡滞留在喷嘴内，造成液滴的不喷出。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种能防止因液体成分的沉淀及液体内的气泡引起的喷出不良的发生的液滴喷射装置及涂敷体的制造方法。

本发明实施形态的第1特征是，液滴喷射装置备有液体收容部、液滴喷出头、液体供给流路、液体供给部、液体返回流路、液体返回部；

上述液体收容部，用于收容液体；

上述液滴喷出头，具有从液体收容部供给的液体通过的内部流路，把通过了内部流路的液体，作为液滴喷出；

上述液体供给流路，将液体收容部和液滴喷出头的内部流路连通，把液体从液体收容部供给到液滴喷出头；

上述液体供给部，设在液体供给流路中，把液体从液体收容部通过液体供给流路供给到液滴喷出头；

上述液体返回流路，将液滴喷出头的内部流路与液体收容部连通，把通过了液滴喷出头的内部流路的液体，从液滴喷出头返回到液体收容部；

上述液体返回部，设在液体返回流路中，把通过了液滴喷出头的内部流路的液体，从液滴喷出头通过液体返回流路返回到液体收容部。

本发明实施形态的第2特征是涂敷体的制造方法，采用上述第1特征的液滴喷射装置，将液滴喷射到涂敷对象物上。

根据本发明，能防止因液体成分的沉淀及液体内的气泡引起的喷出不良的发生。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的液滴喷射装置的概略构造的外观立体图。

图2是表示图1所示的液滴喷射装置的概略构成的模式图。

图3是将图2所示的液滴喷射装置的一部分放大表示的示意图。

图4是表示图1及图2所示的液滴喷射装置的液体循环处理流程的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一实施形态。

如图1所示，本发明一实施形态的液滴喷射装置1包括墨水涂敷盒1A和墨水供给盒1B。墨水涂敷盒1A，采用把液体墨水作为液滴从喷嘴喷出的液滴喷出头2，将墨水涂敷在基板3上。墨水供给盒1B把墨水供给到该墨水涂敷盒1A。这些墨水涂敷盒1A和墨水供给盒1B相邻地配置着，一起固定在台架4的上面。

在墨水涂敷盒1A的内部，叠置着Y轴方向滑动板5、Y轴方向移动台6、X轴方向移动台7和基板保持台8。这些Y轴方向滑动板5、Y轴方向移动台6、X轴方向移动台7和基板保持台8形成为平板状。

Y轴方向滑动板5固定在台架4的上面。在Y轴方向滑动板5的上面，沿Y轴方向设有若干个导引槽5a。设在Y轴方向移动台6的下面的导引用突起部(图未示)卡合在这些导引槽5a内。这样，Y轴方向移动台6可在Y轴方向移动地设在Y轴方向滑动板5的上面。该Y轴方向移动台6，借助采用Y轴方向移动马达的驱动机构，沿各导引槽5a在Y轴方向移动。

在Y轴方向移动台6的上面，沿X轴方向设有若干个导引槽6a。设在X轴方向移动台7的下面的导引用突起部(图未示)卡合在这些导引槽6a内。这样，X轴方向移动台7可在X轴方向移动地设在Y轴方向移动台6的上面。该X轴方向移动台7，借助采用X轴方向移动马达的驱动机构，沿各导引槽6a在X轴方向移动。

在X轴方向移动台7的上面，固定着保持基板3的基板保持台8。该基板保持台8备有夹持基板3的基板夹持机构9，借助该基板夹持机构9，把基板3紧密地固定在基板保持台8上。基板夹持机构9，例如采用コ字形的夹持配件等。另外，作为基板3的保持机构，也可以设置吸附基板3的基板吸附机构来代替基板夹持机构9。基板吸附机构例如采用橡胶吸盘、抽吸泵等。

在此，基板保持台8的Y轴方向移动量，由Y轴方向编码器的脉冲信号(位置信号)检测出来。同样地，基板保持台8的X轴方向移动量，由X轴方向编码器的脉冲信号(位置信号)检测出来。

在墨水涂敷盒1A的内部，立设着一组立柱(支柱)10。这些立柱10配置在与Y轴方向滑动板5的导引槽5a垂直的方向即X轴方向上的、夹住Y轴方向滑动板5的位置。

在一组立柱10上架设着X轴方向滑动板11。在X轴方向滑动板11的前面，沿X轴方向设有导引槽11a。在基板13上垂设着若干个喷墨头单元12，设在该基板13背面的导引用突起(图未示)卡合在这些导引槽11a内。这样，基板13可在X轴方向移动地设在X轴方向滑动板11上。该基板13、即喷墨头单元12，借助采用头单元移动马达的驱动机构，沿导引槽11a在X轴方向移动。

各喷墨头单元12，分别备有液滴喷出头2。这些液滴喷出头2，分别可装卸地设在各喷墨头单元12的前端。液滴喷出头2备有喷嘴板(图未示)，该喷嘴板具有喷出液滴用的若干个喷嘴(贯通孔)。在该液滴喷出头2上，设有储存墨水用的墨水缓冲容器等的液体缓冲容器14。液体缓冲容器14与液滴喷出头2设为一体，与液滴喷出头2一起相对于喷墨头单元12装卸。

在喷墨头单元12，设有使液滴喷出头2在垂直于基板3面的方向即Z轴方向移动的Z轴方向移动机构12a、使液滴喷出头2在Y轴方向移动的Y轴方向移动机构12b、使液滴喷出头2在θ方向旋转的θ方向旋转机构12c。这样，液滴喷出头2可在Z轴方向及Y轴方向移动，可在θ轴方向旋转。

另外，在墨水涂敷盒1A的内部，设有用于清扫液滴喷出头2的喷嘴的墨水堵塞等的头维护单元15。该头维护单元15，配置在喷墨头单元12的移动方向延长线上、离开基板3的位置。当喷墨头单元12移动到与该头维护单元15相向的待机位置时，头维护单元15就自动地清洗液滴喷出头2的喷嘴的墨水堵塞等。

在墨水供给盒1B的内部，设有收容墨水的墨水容器等的液体收容部16、将墨水从该液体收容部16通过液体缓冲容器14供给到各液滴喷出头2的液体供给部17、从供给到各液滴喷出头2的墨水中除去成为气泡发生原因的溶解气体的脱气部18、将墨水从各液滴喷出头2返回到液体收容部16的液体返回部19。

另外，墨水从液体收容部16，通过液体供给部17被供给到各液体缓冲容器14。墨水采用水性墨水、油性墨水、紫外线硬化墨水等各种墨水。例如，油性墨水包括颜料、溶剂、分散剂、添加剂和表面活性剂等各种成分。

在台架4的内部，设有控制液滴喷射装置1的各部的控制部20和储存各种程序的存储部(图未示)等。控制部20按照各种程序，进行Y轴方向移动台6的移动控制、X轴方向移动台7的移动控制、基板3的移动控制、Z轴方向移动机构12a的驱动控制、Y轴方向移动机构12b的驱动控制以及θ方向旋转机构12c的驱动控制等。这样，可以使基板保持台8上的基板3和各喷墨头单元12的液滴喷出头2的相对位置作各种变化。

下面，详细说明与液滴喷射装置1的墨水循环相关的各部。

如图2所示，液滴喷出头2具有内部流路2a(见图3)，从液体收容部16供给的墨水通过该内部流路2a，液滴喷出头2把通过该内部流路2a的墨水作为液滴喷出。控制部20具有分别驱动控制各液滴喷出头2的头控制部20a、和驱动控制液体供给部17、脱气部18、液体返回部19、若干个阀23的液体循环控制部20b。

在液体收容部16与各液滴喷出头2之间，设有将液体收容部16与各液滴喷出头2的内部流路2a连通的液体供给流路21。该液体供给流路21是把墨水从液体收容部16供给到各液滴喷出头2的流路。液体供给流路21例如采用管道等。

在各液滴喷出头2与液体收容部16之间，设有将各液滴喷出头2的内部流路2a与液体收容部16连通的液体返回流路22。该液体返回流路22，是把通过了各液滴喷出头2的内部流路2a的墨水，从各液滴喷出头2返回到液体收容部16的流路。液体返回流路22例如采用管道等。

在液体供给流路21中，从液体收容部16一侧起，依次设有脱气部18、液体供给部17、各阀23和各液体缓冲容器14。在液体返回流路22中设有液体返回部19。

脱气部18，是从在液体供给流路21内流动的墨水中除去墨水中的溶解气体的装置。各阀23分别与各液滴喷出头2对应地设置着。这些阀23通常是开放状态，在对应的液滴喷出头2的更换时等关闭。

液体供给部17是把墨水从液体收容部16通过液体供给流路21供给到各液滴喷出头2的装置。该液体供给部17例如采用液体用泵等。

液体返回部19，是为了使通过了各液滴喷出头2的内部流路2a的墨水从各液滴喷出头2通过液体返回流路22返回液体收容部16，而对流路内的液体施加朝着所需流动方向的力的装置。该液体返回部19例如采用液体用泵等。

液体缓冲容器14，利用储存在其内部的墨水的液面与液滴喷出头2的喷嘴面(喷嘴板的外面)的水头差(水头压)，调节喷嘴前端的墨水的液面(弯液面)。这样，可以防止墨水的漏出、排出不良。

另外，液体缓冲容器14还具从流过液体供给流路21的墨水中除去气泡的、作为气泡除去部的功能。该液体缓冲容器14，如图3所示，使墨水沿其内部的内壁面14a流动，将沿其内壁面14a流下的墨水储存起来。这时，存在于液体供给流路21中的气泡被去除。尤其是，在液滴喷出头2的更换等作业中侵入液体供给流路21中的气泡也能被除去。

下面，说明该液滴喷射装置1的液滴喷射处理及液体循环处理。液滴喷射装置1的控制部20，按照各种程序，执行液滴喷射处理和液体循环处理。

在液滴喷射处理中，控制部20使各喷墨头单元12从待机位置移动到与基板3相向的位置。这时，各喷墨头单元12被X轴方向滑动板11的导引槽11a导引，移动到与基板3相向的位置。接着，控制部20驱动控制Y轴方向移动台6和X轴方向移动台7，控制部20的头控制部20a驱动控制各喷墨头单元12的液滴喷出头2的喷出动作。这样，液滴喷出头2，把内部流路2a内的墨水作为液滴分别从各喷嘴喷出，将这些液滴弹射到在Y轴方向移动的基板3上，依次形成预定图形的点阵。

在液体循环处理中，控制部20的液体循环控制部20b，如图4所示，在液滴喷射装置1接通着电源时，通常将各阀23保持在开放状态，驱动液体供给部17和脱气部18(步骤S1)。这样，液体收容部16内的墨水经过液体供给流路21，穿过脱气部18。这时，溶解气体被脱气部18从在液体供给流路21内流动的墨水中除去。除去了溶解气体的墨水，通过液体供给流路21，储存在各液体缓冲容器14内。这时，存在于液体供给流路21中的气泡被各液体缓冲容器14除去。然后，各液体缓冲容器14内的墨水，与对应的液滴喷出头2的喷出动作相应地，被供给到液滴喷出头2的内部流路2a。供给到该内部流路2a的墨水，借助上述的液滴喷射处理，从液滴喷出头2的各喷嘴作为液滴喷出。

接着，液体循环控制部20b，判断各液滴喷出头2的喷出动作是否停止预定时间(例如3分钟左右)(步骤S2)，使其停止待机(步骤S2的NO)。例如，液体循环控制部20b，在基板3的运送中或程度更替中等情况下，判断各液滴喷出头2的喷出动作是否处于停止中。

在判断为各液滴喷出头2的喷出动作停止预定时间时(步骤S2的YES)，驱动液体返回部19(步骤S3)，返回步骤S2的处理。这样，各液滴喷出头2的内部流路2a中的墨水，通过液体返回流路22，返回到液体收容部16。这样，液体收容部16内的墨水，在液体供给流路21、各液滴喷出头2的内部流路2a和液体返回流路22中循环。

如上所述，根据本发明的实施形态，通过设置液体返回流路22和液体返回部19，各液滴喷出头2的内部流路2a中的墨水，通过液体返回流路22返回到液体收容部16，液体收容部16内的墨水，在各液滴喷出头2的内部流路2a和液体返回流路22中循环。所以，可防止墨水成分的沉淀。另外，通过在液体供给流路21中设置脱气部18，溶解气体从流过液体供给流路21的墨水中被除去，所以，可防止在液体供给流路21中产生气泡。上述措施，可以防止墨水成分沉淀和墨水内气泡引起的喷出不良的发生。

另外，在液体供给流路21中设置了液体缓冲容器14，该液体缓冲容器14作为从流过液体供给流路21的墨水中除去气泡的气泡除去部，这样，气泡被从流过液体供给流路21的墨水中除去，所以，可更加切实地防止因墨水内的气泡引起的喷出不良的发生。尤其是，在液滴喷出头2的更换等作业中侵入液体供给流路21中的气泡，也能被除去。

另外，液体缓冲容器14使流过液体供给流路21的墨水沿其内壁面14a流动，把沿内壁面14a流下的墨水储存起来，这样，可用简单的构造，切实地从流过液体供给流路21的墨水中除去气泡。另外，通过改变液体缓冲容器14的墨水储存量，可以容易地调节喷嘴内的墨水液面。

另外，采用前述的液滴喷射装置1，把液滴喷射到作为涂敷对象物的基板3上，制造例如滤色镜、黑底(滤色镜的框)等的涂敷体，所以，可以防止涂敷体的制造不良的发生，能得到可靠性高的涂敷体。

(其它实施形态)

本发明并不局限于上述实施形态，在不脱离其要旨的范围内，可以作各种变更。

例如，在上述实施形态中，在液体供给流路21上设置了液体缓冲容器14，但是并不限于此，例如在液体供给流路21上也可以不设置液体缓冲容器14。

Claims (5)

1.一种液滴喷射装置，备有液体收容部、液滴喷出头、液体供给流路、液体供给部、液体返回流路和液体返回部；

上述液体收容部，用于收容液体；

上述液滴喷出头，具有从上述液体收容部供给的上述液体通过的内部流路，把通过上述内部流路的上述液体作为液滴喷出；

上述液体供给流路，将上述液体收容部和上述液滴喷出头的上述内部流路连通，把上述液体从上述液体收容部供给到上述液滴喷出头；

上述液体供给部，设在上述液体供给流路中，把上述液体从上述液体收容部，通过上述液体供给流路供给到上述液滴喷出头；

上述液体返回流路，将上述液滴喷出头的上述内部流路与上述液体收容部连通，把通过了上述液滴喷出头的上述内部流路的上述液体，从上述液滴喷出头返回到上述液体收容部；

上述液体返回部，设在上述液体返回流路中，把通过了上述液滴喷出头的上述内部流路的上述液体，从上述液滴喷出头通过上述液体返回流路返回到上述液体收容部。

2.如权利要求1所述的液滴喷射装置，其特征在于，具有脱气部，该脱气部设置在上述液体供给流路中，用于从在上述流体供给流路中流动的上述液体中除去溶解气体。

3.如权利要求1所述的液滴喷射装置，其特征在于，具有气泡除去部，该气泡除去部设置在上述液体供给流路中，用于从在上述流体供给流路中流动的上述液体中除去气泡。

4.如权利要求3所述的液滴喷射装置，其特征在于，上述气泡除去部使流过上述液体供给流路的上述液体沿内壁面流动，将沿上述内壁面流动的上述液体加以存储。

5.一种涂敷体的制造方法，采用权利要求1～4中任一项所述的液滴喷射装置，将液滴喷射到涂敷对象物上。

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