CN101583496B - 液滴喷头检查装置及液滴喷射装置 - Google Patents

液滴喷头检查装置及液滴喷射装置 Download PDF

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Abstract

喷墨涂布装置(10)具有光学传感器(20)及控制部(30)。光学传感器(20)包括：出射检测光(100)使其与液滴的行进路径交叉的发光部(32)；以及接收检测光(100)的受光部(34)。光学传感器(20)在至少检测光(100)的一部分被喷嘴板(26)遮住的第一位置、以及喷嘴板(26)下方的与之相距相当于喷嘴板(26)和被处理物的间隔的距离的第二位置，进行检测光(100)的出射及接收。控制部(30)根据受光部(34)的受光状态，判断是否有遮住发光部(32)及受光部(34)之间的物体。

Description

液滴喷头检查装置及液滴喷射装置
技术领域
本发明涉及液滴喷头检查装置及液滴喷射装置，该液滴喷头检查装置能够对于从设置于喷嘴面的喷嘴孔对被处理物喷射液滴的液滴喷头进行检查。
背景技术
作为对采用喷墨技术的液滴喷射装置所要求的能力的例子，可举出要求在长时间内稳定地喷射液滴。为了满足上述要求，以往设法努力使液滴命中正确位置、或设法努力检测附着于液滴喷头的喷射面的异物。
例如，现有技术中存在下述技术：即，设置检测喷头的喷嘴面的墨水附着状态的传感器，根据从传感器获取的信息，控制墨水对被涂布的材料的涂布，从而防止墨水不正确地命中位置(例如，参照专利文献1)。还存在下述技术：即，在发光部和受光部之间不喷射墨水，而是使喷头通过，当检测出某种物体时，将此作为该位置上附着有异物而通知操作人员(例如，参照专利文献2)。
还存在下述技术：即，在以往的喷墨打印装置中，包括：产生光束的发光部，该光束相对于打印头的喷嘴排列倾斜地通过从打印头喷射出的墨水；以及检测墨滴或喷头喷射口面的附着墨水是否通过该光束中的受光部。
专利文献1：日本专利特开2000-15838号公报
专利文献2：日本专利特开平11-179934号公报
专利文献3：日本专利特开2001-54954号公报
发明内容
在上述专利文献1～3的发明中，虽然能够确切地检测出液滴喷头的喷射不良的情况，但有时却无法确切地检测出液滴喷头的喷射面的异物附着。其原因在于，当液滴喷头的喷射面上附着的异物较小时，检测部的检测结果无法反映该异物的存在。
另一方面，由于液滴喷头的喷射面上附着的异物有可能会因附着于喷射面的液滴干燥而变大，所以尽早去除异物十分重要。因此，可以说确切地检测在液滴喷头的喷射面上附着的小异物十分重要。
但是，另外设置用于专门检测在液滴喷头的喷射面上附着的小异物的检测部，会使得液滴喷头检查装置及液滴喷射装置的结构复杂化，其结果导致这些装置的生产成本增加。
本发明的目的在于，利用简单的结构提供一种液滴喷头检查装置及液滴喷射装置，该液滴喷头检查装置能够确切地检测液滴的喷射不良及喷射面的异物附着的两个方面。
本发明的液滴喷头检查装置及液滴喷射装置包括检测部及控制部。
检测部包括：出射检测光使其与液滴的行进路径交叉的发光部；以及接收检测光的受光部。检测部采用的结构是使其至少在第一位置及第二位置进行检测光的出射及接收。这里，所谓第一位置，是指检测光的一部分被喷嘴面遮住的位置。所谓第二位置，是指喷嘴面下方的与之相距相当于喷嘴面和被处理物的间隔的距离的位置。作为在第一位置及第二位置用于进行检测光的出射及接收的结构例，可举出有使用支承发光部或受光部中的至少一个以使其自由升降的机构。当发光部发出的光的直径或受光部的受光面积非常大时，不需要升降发光部或受光部。当发光部发出的光的直径非常大、但受光部的受光面积不是非常大时，只要仅支承受光部使其自由升降即可。另一方面，当受光部的受光面积非常大、但发光部发出的光的直径不是非常大时，只要仅支承发光部使其自由升降即可。
控制部采用的结构是使其根据受光部的受光状态，判断是否有遮住发光部及受光部之间的物体。作为被检测物体的例子，可以举出有从液滴喷头喷射出的液滴、以及液滴喷头上附着的异物。当在第一位置检测出有遮住发光部及受光部之间的物体时，可认为该物体是喷嘴面上附着的异物或正在通过预定的行进路径的液滴。如果此时液滴喷头不进行液滴的喷射，则可以判断该物体为喷嘴面上附着的异物。
当在第二位置检测出有遮住发光部及受光部之间的物体时，可以判断该物体是正在通过预定的行进路径的液滴。当液滴喷头正在进行液滴的喷射、却未在第二位置检测出物体，则可以判断液滴喷头的喷嘴孔发生堵塞、或者液滴向脱离预定的行进路径的方向喷射。
若采用本申请的发明，则能够利用简单的结构，确切地检测出液滴的喷射不良及喷射面的异物附着这两个方面。
附图说明
图1是表示喷墨涂布装置的简要结构的外观图。
图2表示检测出液滴喷射不良时的喷墨涂布装置。
图3表示检测出异物时的喷墨涂布装置。
图4是表示喷墨涂布装置的简要结构的框图。
图5是表示控制部的工作步骤的流程图。
图6表示检测出异物时的喷墨头的图。
图7是表示喷墨涂布装置的另一个示例图。
标号说明
10-喷墨涂布装置
12-平台
14-喷墨头
16-喷头支承部
18-维护单元
26-喷嘴板
30-控制部
40-支承部
具体实施方式
利用图1，说明喷墨涂布装置10的简要结构。喷墨涂布装置10具有从下方支承成为被处理对象的基板22的平台12。平台12采用的结构是使其通过吸引基板22的背面来固定基板22。但是，平台12支承基板的方法并不限于此。
在平台12的上方配置喷墨头14。调整基板22的上表面、和喷墨头14的喷嘴面之间的距离，使其为预先规定的值。作为该调整方法的例子，可考虑调整喷墨头14的高度，或者调整平台12的高度。喷墨头14对基板22进行喷墨。喷墨头14被喷头支承部16支承。喷头支承部16支承喷墨头14，使得喷墨头14在平台12的上方沿箭头X所示的方向自由移动。喷头支承部16还构成为在箭头Y所示的方向上自由移动。因此，喷墨头14能够移动至平台12的任意位置的上方。
在平台12的附近，设置用于吸引喷墨头14或清扫喷嘴面的维护单元18。维护单元18具有检查喷墨头14不进行喷射以及检查喷嘴面上附着的异物的功能。
利用图2，说明用维护单元18检查喷墨头14不进行喷射的情况。喷墨头14包括具有喷嘴孔28的喷嘴板26。喷墨头14通过信号线38与控制部30连接。控制部30通过向喷墨头14提供驱动信号，使其从喷嘴孔28喷射出墨水。另外，喷墨头14通过供墨管36与墨水槽24连接。
另一方面，维护单元18包括：平台35；光学传感器20；以及支承部40。平台35从下方支承光学传感器20。光学传感器20具有发光部32及受光部34。发光部32出射预定光束直径的检测光100，使其与墨水的行进路径交叉。受光部34接收发光部34出射的检测光100。在发光部32和受光部34之间设置至少大于喷墨头14的宽度的间隔来配置发光部32及受光部34，在它们之间形成检测区域。若检测区域内有液滴或异物等物体，则检测光100被物体遮住，其结果，受光部34的受光状态发生变化。作为受光状态的判断要素的例子，可以举出有光强、光检测宽度、或光检测面积等。本实施方式中，使用基恩士公司(Keyence Corporation)制造的LX2-100作为光传感器20。
支承部40支承平台35，使其自由升降。具体而言，支承部40在第一位置及第二位置之间，使发光部32及受光部34自由移动。第一位置是检测光100的一部分被喷嘴板26遮住的位置。之所以使检测光100的一部分被喷嘴板26遮住，是由于可能检测出喷嘴板26上附着的小异物。第二位置是喷嘴板26下方的与之相距相当于喷嘴板26和基板22的间隔的距离的位置。第二位置是按照作为被处理物的基板22的上表面原来所在的位置而设定。
支承部40通过信号线37与控制部30连接。支承部40如图3所示，具有支承平台35的底面的多个轴42。支承部40具有电动机(未图示)，采用以下结构：即，每当该电动机进行正向旋转或反向旋转时，与该电动机的旋转轴连接的轴42就发生伸缩。其结果，每当电动机进行正向旋转或反向旋转时，平台35就上升或下降，发光部32及受光部34配置于第一位置及第二位置之间的任意位置。
图4是表示喷墨涂布装置10的简要结构的框图。如该图所示，控制部30与ROM52及RAM54连接。ROM52中存放有控制部30的控制动作所需的多个程序。ROM52中还记录有表示受光部34的受光状态、和判定结果的对应关系的判定表。
图5是表示检查处理时控制部30的工作步骤的流程图。控制部30在对基板执行喷墨处理前，执行检查处理。首先，控制部30通过使支承部40工作，执行平台35的高度调整处理(S1)。在S1的步骤中，控制部30调整平台35的高度，使得从喷嘴面到检查光100的光轴为止的距离、等于喷嘴面和基板22的上表面之间的距离。
然后，控制部30执行喷射检查步骤(S2)。在S2的喷射检查步骤中，控制部30在从喷墨头14不进行喷墨的状态下，使发光部32出射检测光100，并检测受光部34的受光状态。本实施方式中，控制部30检测受光部34所接收的光强。但是，受光状态的判断要素并不限于光强，也可以将受光宽度等作为受光状态的判断要素。控制部30将检测结果作为第一值而记录到RAM54。接着，控制部30在从喷墨头14进行喷墨的状态下，使发光部32出射检测光100，并检测受光部34的受光状态，将检测结果作为第二值而记录到RAM54。当一个喷墨头14中设置有多个喷嘴孔28时，对所有的喷嘴孔28执行S2的步骤。
然后，控制部30判断喷墨头14的喷射是否正确(S4)。在S4的判断步骤中，控制部30对第一值及第二值进行比较，若第二值小于第一值的70％，则判断为喷墨正在正确地进行。另一方面，若第二值在第一值的70％以上，则判断为喷墨异常。作为喷墨异常的原因，可举出有因喷嘴面上附着液滴或尘埃而导致喷射方向弯曲、或墨水未喷射等。
当在S4的判断步骤中判断为喷射异常时，控制部30以预定次数作为限度，使维护单元18的维护部185执行喷头清洗处理(S5、S3)。在S3的喷头清洗处理中，执行从喷嘴孔28强制排出墨水、或喷嘴面的擦拭处理。当进行了预定次数的喷头清洗处理，仍然无法消除喷射异常时，控制部30使显示部187进行警告显示(S11)。
当在S4的判断步骤中、判断为喷墨头14的喷射正常时，控制部30执行高度调整处理(S6)。在S6中，控制部30通过控制支承部40，如图3所示，使发光部32及受光部34移动到第一位置。
然后，控制部30执行异物检测处理(S8)。S8的异物检测处理如图6所示，使喷墨头14沿Y轴移动的同时执行。其原因在于，检测光100的宽度小于喷嘴板26的喷嘴面的整个宽度。如图6所示，通过使喷墨头14沿Y轴移动的同时进行异物检测处理，能够判断喷嘴板26的喷嘴面的整个区域中是否有异物。
当在S9的判断步骤中判断为有异物时，控制部30以预定次数作为限度，使维护单元18的维护部185执行清洗喷头处理(S10、S7)。当进行了预定次数的喷头清洗处理，仍然无法消除异物时，控制部30使显示部187进行警告显示(S11)。
另一方面，当在S9的判断步骤中未检测出异物时，控制部30将基板22的接收状态完备的信号输出到外部设备。本实施方式中，当该信号输出结束时，利用机械手将基板22传送到平台12上。
此外，这里是按照上述顺序执行喷射检查处理及异物检查处理，但也能够颠倒喷射检查处理及异物检查处理的顺序。
此外，上述实施方式中，是采用了每当电动机正向旋转或反向旋转时平台35就上升或下降的结构，但也可以利用其它的机构使平台35上升或下降。例如图7所示，利用导电弓机构，可以使平台35上升或下降。
应认为上述实施方式的说明的所有内容均为举例表示，而不是限制性的。本发明的范围并不是由上述实施方式表示，而是由权利要求范围表示。而且，本发明的范围应包括与权利要求范围均等的意义及范围内的所有变更。

Claims (4)

1.一种液滴喷头检查装置，用于对具有从设置于喷嘴面的喷嘴孔对被处理物喷射液滴的液滴喷头的液滴喷射装置进行检查，该液滴喷头检查装置的特征在于，包括：
检测部，该检测部具有发光部和受光部，该发光部出射检测光使得该检测光与所述液滴的行进路径交叉，该受光部接收所述检测光；以及
控制部，该控制部被构成为，根据所述受光部的受光状态，判断是否有物体将所述发光部和所述受光部之间遮住，
所述检测部被构成为，在至少所述检测光的一部分被所述喷嘴面遮住的第一位置、以及所述喷嘴面下方的与该喷嘴面的距离相当于所述喷嘴面和所述被处理物的间隔的距离的第二位置，进行所述检测光的出射及接收，
所述控制部被构成为，根据所述液滴喷头喷射液滴时在所述第二位置的所述受光部的受光结果来检测所述液滴喷头的喷射不良，并且根据所述液滴喷头未喷射液滴时在所述第一位置的所述受光部的受光结果来检测对所述液滴喷头的喷嘴面的异物附着，
所述控制部连续进行对所述液滴喷头的喷射不良的检测和对所述液滴喷头的喷嘴面的异物附着的检测。
2.如权利要求1所述的液滴喷头检查装置，其特征在于，
还包括支承所述检测部使其自由升降的支承部，
所述支承部在所述检测光的一部分被所述喷嘴面遮住的第一位置、以及所述喷嘴面下方的与该喷嘴面的距离相当于所述喷嘴面和所述被处理物的间隔的距离的第二位置之间，支承所述发光部及所述受光部使得所述发光部及所述受光部自由移动。
3.一种液滴喷射装置，具有从设置于喷嘴面的喷嘴孔对被处理物喷射液滴的液滴喷头，该液滴喷射装置的特征在于，包括：
检测部，该检测部具有发光部和受光部，该发光部出射检测光使得该检测光与所述液滴的行进路径交叉，该受光部接收所述检测光；以及
控制部，该控制部被构成为，根据所述受光部的受光状态，判断是否有物体将所述发光部和所述受光部之间遮住，
所述检测部被构成为，在至少所述检测光的一部分被所述喷嘴面遮住的第一位置、以及所述喷嘴面下方的与该喷嘴面的距离相当于所述喷嘴面和所述被处理物的间隔的距离的第二位置，进行所述检测光的出射及接收，
所述控制部被构成为，根据所述液滴喷头喷射液滴时在所述第二位置的所述受光部的受光结果来检测所述液滴喷头的喷射不良，并且根据所述液滴喷头未喷射液滴时在所述第一位置的所述受光部的受光结果来检测对所述液滴喷头的喷嘴面的异物附着，
所述控制部连续进行对所述液滴喷头的喷射不良的检测和对所述液滴喷头的喷嘴面的异物附着的检测。
4.如权利要求3所述的液滴喷射装置，其特征在于，
还包括支承所述检测部使其自由升降的支承部，
所述支承部在所述检测光的一部分被所述喷嘴面遮住的第一位置、以及所述喷嘴面下方的与该喷嘴面的距离相当于所述喷嘴面和所述被处理物的间隔的距离的第二位置之间，支承所述发光部及所述受光部使得所述发光部及所述受光部自由移动。
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