CN113334930B - 油墨涂布装置、油墨涂布装置的控制装置及油墨涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油墨涂布装置，其能够抑制由于无法发挥表面的充分的改性效果引起油墨的涂布不良。表面改性装置改变基板表面的亲液性。喷墨头将油墨进行液滴化后朝向基板吐出。控制装置控制表面改性装置及喷墨头。该控制装置对通过表面改性装置而表面得到改性的每个基板监视进行了改性之后的经过时间，并针对表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止从喷墨头吐出油墨。

Description

油墨涂布装置、油墨涂布装置的控制装置及油墨涂布方法

本申请主张基于2020年3月2日申请的日本专利申请第2020-035024号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书。

技术领域

本发明涉及一种油墨涂布装置、油墨涂布装置的控制装置及油墨涂布方法。

背景技术

作为在基板上形成各种膜的方法，已知有一种喷墨法(例如专利文献1)。在专利文献1中公开的方法中，使用喷墨头将液晶显示装置用的取向材料涂布于基板上。作为取向材料，例如使用聚酰亚胺树脂等有机高分子材料。在专利文献1中公开的方法中，在将取向材料涂布于基板之前，对基板照射紫外线从而使基板表面改性。通过该紫外线照射，基板表面变得对聚酰亚胺树脂等取向材料具有亲液性。另外，即使在将除了有机高分子材料以外的油墨用作所涂布的油墨的方法中，有时也通过照射紫外线来对基板表面或被印刷物表面进行改性。

专利文献1：日本特开2003-75795号公报

即使对基板表面进行改性，有时也会存在对基板涂布了油墨时无法发挥充分的改性效果导致无法形成所期望形状的油墨膜的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制由于无法发挥表面的充分的改性效果引起油墨的涂布不良的油墨涂布装置、油墨涂布装置的控制方法及油墨涂布方法。

根据本发明的一观点，提供一种油墨涂布装置，其具有：

表面改性装置，改变基板表面的亲液性；

喷墨头，将油墨进行液滴化后朝向基板吐出；及

控制装置，控制所述表面改性装置及所述喷墨头，

所述控制装置进行如下控制：

对通过所述表面改性装置而表面得到了改性的每个基板监视进行了改性之后的经过时间，并针对表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止从所述喷墨头吐出油墨。

根据本发明的另一观点，提供一种油墨涂布装置的控制装置，所述油墨涂布装置在进行了改变基板表面的亲液性的表面改性之后将油墨进行液滴化后朝向进行了表面改性的基板吐出，其中，

所述控制装置进行如下控制：

针对表面已被改性的每个基板监视进行了改性之后的经过时间，并针对表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止将油墨进行液滴化后吐出的处理。

根据本发明的又一观点，提供一种油墨涂布方法，其包括如下步骤：

进行改变基板表面的亲液性的表面改性，

使油墨的液滴着落于进行了表面改性的所述基板的表面以进行油墨的涂布，

监视对所述基板的表面进行了改性的时刻起的经过时间，若在进行油墨涂布之前经过时间超过了容许上限值，则中止油墨的涂布。

即使在同一条件下对基板表面进行改性，有时也无法针对附着于基板上的油墨获得所期望的润湿性，可能会产生油墨的涂布不良。根据本申请发明人的各种评价实验明确了：若进行了表面改性后的基板在油墨涂布装置内滞留的时间变长，则容易产生涂布不良。在本申请的发明中，对进行了表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止油墨的吐出，因此能够抑制产生油墨的涂布不良。

附图说明

图1是基于一实施例的油墨涂布装置的概略图。

图2是表示基板保持台、油墨吐出单元及摄像装置的俯视观察时的位置关系的图。

图3是表示使用基于一实施例的油墨涂布装置进行油墨涂布的步骤的流程图。

图4是表示容许上限值的定义的一例的图表。

图5是表示使用基于另一实施例的油墨涂布装置进行油墨涂布的步骤的流程图。

图中：10-表面改性装置，20-油墨涂布部，21-基座，22-移动机构，22X-X方向移动机构，22Y-Y方向移动机构，22T-基板保持台，24-支承部件，30-油墨吐出单元，31-喷墨头，32-喷嘴，33-固化用光源，35-摄像装置，40-控制装置，51-第1输送装置，52-第2输送装置，53-升降机，54-直线导轨，55-搬出路径，60-基板，61-对准标记。

具体实施方式

参考图1～图4，对基于一实施例的油墨涂布装置进行说明。

图1是基于本实施例的油墨涂布装置的概略图。基板60放置在由多个辊组成的第1输送装置51的辊上，并从保管位置输送至中继位置。在第1输送装置51的上方配置有表面改性装置10。表面改性装置10例如包括紫外线灯，其对被第1输送装置51输送的基板60的表面照射紫外线。该紫外线具有在与第1输送装置51的输送方向正交的方向上更长的长条形状的剖面，能够对被输送的基板60的整个表面照射紫外线。

第2输送装置52将被第1输送装置51输送至中继位置的基板60输送至油墨涂布部20的基板保持台22T上。第2输送装置52具备直线导轨54和升降机53。升降机53保持被输送至第1输送装置51的中继位置的基板60并使其上升。保持有基板60的升降机53被直线导轨54引导并移动至油墨涂布部20之后下降，从而使基板60保持于基板保持台22T上。

而且，升降机53保持涂布有油墨的基板60并将其从油墨涂布部20输送至搬出路径55。输送至搬出路径55的基板60被输送至完成油墨涂布的基板60的保管位置。

接着，对油墨涂布部20的结构进行说明。移动机构22支承于基座21上。移动机构22包括X方向移动机构22X、Y方向移动机构22Y及基板保持台22T。定义x轴及y轴朝向水平方向且z轴朝向铅垂方向上方的xyz正交坐标系。X方向移动机构22X使Y方向移动机构22Y相对于基座21沿x方向移动，Y方向移动机构22Y使基板保持台22T相对于基座21沿y方向移动。移动机构22还使基板保持台22T以与z方向平行的旋转轴为旋转中心进行旋转，从而能够在xy面内改变基板60的旋转方向上的姿势。

油墨涂布对象(即，基板60)保持在基板保持台22T的上表面(保持面)上。基板60例如通过真空卡盘固定于基板保持台22T上。在基板保持台22T的上方，油墨吐出单元30及摄像装置35例如支承于门式支承部件24。油墨吐出单元30被支承为相对于基座21能够升降。油墨吐出单元30具有与基板60相向的多个喷嘴。各喷嘴朝向基板60的表面吐出光固化性(例如，紫外线固化性)油墨。摄像装置35拍摄基板60的表面。

图1中示出了使油墨吐出单元30及摄像装置35相对于基座21静止而使基板60移动的结构，但是，相反地，也可以采用使基板60相对于基座21静止而使油墨吐出单元30及摄像装置35移动的结构。

控制装置40控制表面改性装置10、第1输送装置51、第2输送装置52、移动机构22及油墨吐出单元30。由摄像装置35拍摄的图像数据输入到控制装置40。

图2是表示基板保持台22T、油墨吐出单元30及摄像装置35的俯视观察时的位置关系的图。在基板保持台22T的保持面上保持有基板60。油墨吐出单元30及摄像装置35支承于基板60的上方。

油墨吐出单元30包括喷墨头31及固化用光源33。喷墨头31的与基板60相向的面上设置有多个喷嘴32。多个喷嘴32沿x方向等间隔排列。

固化用光源33分别配置在喷墨头31的y方向上的两侧，并作为使附着于基板60上的油墨固化的固化装置而发挥作用。控制装置40控制移动机构22，以使保持在基板保持台22T上的基板60沿x方向及y方向移动。此外，控制装置40控制喷墨头31的各喷嘴32的油墨吐出。

一边使基板60沿y方向上移动一边从喷墨头31吐出油墨，从而能够使油墨的液滴附着于基板60上。附着于基板60上的油墨被从位于基板60的移动方向上的下游侧的固化用光源33发射出的光固化。在本说明书中，将一边使基板60沿y方向移动一边使油墨从喷墨头31附着于基板60上的动作称为“扫描动作”。通过使相对于基板60的喷墨头31在x方向上的位置不同并进行多次扫描动作，能够使油墨附着于基板60的整个表面上的所期望位置。

在基板60上设置有多个对准标记61。例如，在基板60的四个角分别设置有对准标记61。控制装置40控制移动机构22以使多个对准标记61依次配置在摄像装置35的视场角内。控制装置40获取由摄像装置35拍摄的对准标记61的图像数据。

控制装置40通过分析对准标记61的图像数据获取各个对准标记61的位置信息。从四个对准标记61的位置信息求出基板60在x方向及y方向上的位置、旋转方向上的姿势及伸缩信息。控制装置40根据旋转方向上的姿势的检测结果来控制移动机构22，从而进行旋转方向上的基板60的对位。

控制装置40中存储有定义应形成于基板60上的油墨膜的形状及位置的图像数据。控制装置40根据该图像数据生成用于控制喷墨头31及移动机构22的描绘数据。例如，根据基板60的伸缩信息生成使应形成膜的形状伸缩的描绘数据。

图3是表示使用基于本实施例的油墨涂布装置进行油墨涂布的步骤的流程图。

首先，通过第1输送装置51(图1)将接下来要处理的基板60从保管位置输送至中继位置(步骤S01)。在输送途中，从表面改性装置10对基板60的表面照射紫外线，从而对基板的表面进行改性(步骤S02)。控制装置40开始监视对基板60的整个表面进行了改性之后的经过时间(步骤S03)。例如，将对基板60的整个表面的改性结束的时刻作为监视经过时间的开始时刻。然后，第2输送装置52(图1)将基板60从中继位置搬出，并将其输送至油墨涂布部20的基板保持台22T。基板保持台22T将被输送过来的基板60保持在其上表面(步骤S04)。

接着，进行基板60的对准(步骤S05)。具体而言，控制装置40检测设置在基板60上的对准标记61的位置，并获取基板60的位置、旋转方向上的姿势及伸缩信息。若有必要，则进行旋转方向上的基板60的对位。若对准正常结束(步骤S06)，则根据定义了应形成于基板60上的膜的形状及位置的图像数据和在步骤S05中获取的对准信息来生成描绘数据。若描绘数据的生成正常结束(步骤S07)，则判定对基板60进行了改性后的经过时间是否为容许上限值以下(步骤S08)。该容许上限值针对每种基板类型而定义，并且存储在控制装置40中。

图4是表示容许上限值的定义的一例的图表。例如，针对基板类型A、B、C、D，作为容许上限值分别设定有2小时、4小时、4小时及3小时。

若对基板60进行了改性后的经过时间为容许上限值以下，则对该基板60进行油墨的涂布(步骤S10)。若油墨涂布结束，则将基板60从油墨涂布部20搬出，并将其转移到搬出路径55(步骤S10)。若还残留有未处理基板60，则对接下来要处理的未处理基板60重复进行从步骤S01起的处理(步骤S11)。

另外，也可以在对一张基板60进行处理的期间开始对下一张基板60的处理。例如，可以在步骤S10中将完成油墨涂布的基板60从油墨涂布部20搬出之后马上将未处理基板60搬入油墨涂布部20中。此时，可以在对搬入到油墨涂布部20的基板60涂布油墨的过程中(步骤S09)同时进行对接下来要处理的基板60的改性处理(步骤S02)，并使接下来要处理的基板60的改性处理在油墨涂布结束之前结束。

若在步骤S06中对准未正常结束，则控制装置40通知操作者对准未正常结束的情况(步骤S12)。例如，若未能检测到对准标记61时等，对准不会正常结束。操作者根据对准不良的原因或状况来判断是否继续进行处理(步骤S13)。例如，在四个对准标记61中未能检测到一个对准标记6，而正常检测到了剩余的三个对准标记61的情况下，可以继续进行处理。此时，控制装置40根据三个对准标记61的检测结果来进行基板60的对准。

若不继续进行处理，则将对准不良的基板60从油墨涂布装置中排除。例如，若操作员相控制装置40指示不继续进行处理的命令，则控制装置40将未涂布有油墨的基板60从基板保持台22T搬出到搬出路径55上。若从油墨涂布装置中排除了对准不良的基板60，则控制装置40对接下来要处理的基板重复进行从步骤S01起的步骤。

在未能正常生成描绘数据的情况下(步骤S07)，或者在进行了改性后的经过时间超过了容许上限值的情况下(步骤S08)，控制装置40通知操作者描绘数据的生成不良或超过了经过时间的情况(步骤S14)。操作者确认通知内容后将排除基板60的命令赋予到控制装置40。控制装置40将基板60从基板保持台22T搬出到搬出路径55(步骤S15)。若从油墨涂布装置中排除了基板60，则控制装置40对接下来要处理的基板重复进行从步骤S01起的步骤。

对于在步骤S15中被排除的基板60，操作员可以进行与排除原因相对应的处理。在排除原因在于基板60本身的情况下，废弃该基板60即可。在排除原因在于油墨涂布装置而基板60本身正常的情况下，操作员在对油墨涂布装置进行维护之后对该基板60再次执行从步骤S01起的步骤即可。

接着，对本实施例的优异效果进行说明。

本申请的发明人通过各种评价实验发现了：即使对基板表面进行改性处理，若改性处理结束后的经过时间变长，则改性效果会降低，无法获得充分的亲液性。若从喷墨头31对不具有充分的亲液性的基板60吐出油墨而进行油墨涂布，则可能会出现附着于基板60上的油墨不会在表面上扩散而无法形成所期望形状的膜的情况。

在本实施例中，监视对基板60的表面进行改性后的经过时间，若经过时间超过了容许上限值，则中止油墨涂布。因此，能够抑制产生未形成有所期望形状的膜的不良基板60。并且，改性效果降低至无法形成正常形状的膜的程度的时间取决于基板60的表面的材质、应形成膜的形状等。在本实施例中，针对每种基板类型设定有经过时间的容许上限值，因此能够提高对基板60是否涂布油墨的判定精度。

接着，对上述实施例的变形例进行说明。

在上述实施例中，将照射紫外线的紫外线灯用作了表面改性装置10，但是，也可以利用其他方法来进行表面改性。例如，也可以进行准分子激光照射、等离子体照射等。

在上述实施例中，在步骤S07(图3)中生成描绘数据之后，判定表面改性后的经过时间是否为容许上限值以下，但是，也可以在步骤S03中开始经过时间的监视之后，在经过时间达到了容许上限值的时刻通知操作员(步骤S13)。

接着，参考图5对另一实施例进行说明。以下，对于与图1～图4所示的实施例相同的结构省略说明。在基于本实施例的油墨涂布装置中，在第1输送装置51的上方未配置有表面改性装置10(图1)。在本实施例中，将固化用光源33(图2)用作表面改性装置的光源。

图5是表示使用基于本实施例的油墨涂布装置进行油墨涂布的步骤的流程图。在本实施例中，在由第1输送装置51输送接下来要处理的基板60的过程中(步骤S01)不对基板60的表面进行改性，而使基板60保持于基板保持台22T上(步骤S04)。

使基板60相对于摄像装置35及固化用光源33进行移动，并且同时进行对准标记61的检测和从固化用光源33向基板60的紫外线照射(步骤S21)。通过来自固化用光源33的紫外线照射，基板60的表面得到改性。若对基板60的整个表面的改性结束，则开始监视改性处理结束后的经过时间(步骤S22)。步骤S06之后的步骤则与图3所示的步骤相同。

接着，对本实施例的优异效果进行说明。

在本实施例中，与图1～图4所示的实施例同样地，能够抑制产生未形成有所期望形状的膜的不良基板60。而且，在本实施例中，由于将固化用光源33用作了改性用光源，因此不需要相当于图1所示的表面改性装置10的光源。由此，能够实现油墨涂布装置的组件数量的减少及低廉化。

上述各实施例为示例，理所当然，在不同的实施例中实处的结构可以进行部分替换或组合。关于多个实施例中的基于相同结构的相同的作用效果，不在每个实施例中逐一说明。此外，本发明并不只限于上述实施例。例如可以进行各种变更、改进、组合等，这对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (6)

1.一种油墨涂布装置，其特征在于，具有：

表面改性装置，改变基板表面的亲液性；

油墨吐出单元，包括喷墨头和固化用光源；其中，所述喷墨头将油墨进行液滴化后朝向基板吐出，所述固化用光源发射出的光将基板上的油墨固化，并且，所述固化用光源还用作所述表面改性装置的改性用光源；及

控制装置，控制所述表面改性装置及所述喷墨头，

所述控制装置进行如下控制：

对通过所述表面改性装置而表面得到了改性的每个基板监视进行了改性之后的经过时间，并针对表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止从所述喷墨头吐出油墨。

2.根据权利要求1所述的油墨涂布装置，其特征在于，

还具有移动机构，所述移动机构保持基板并使所保持的基板移动，

所述表面改性装置及所述喷墨头配置在被所述移动机构保持的基板的移动范围中的一部分区域的上方，

所述表面改性装置对被所述移动机构保持的基板照射紫外线，

所述控制装置进行如下控制：

一边控制所述移动机构以使基板移动，一边从所述表面改性装置向基板照射紫外线，从而进行对基板表面的改性。

3.根据权利要求2所述的油墨涂布装置，其特征在于，

还具有摄像装置，所述摄像装置配置在被所述移动机构保持的基板的移动范围中的一部分区域的上方，

所述控制装置进行如下控制：

在向基板照射紫外线时的基板的移动中，由所述摄像装置检测基板的对准标记从而获取基板的位置信息。

4.根据权利要求3所述的油墨涂布装置，其特征在于，

所述控制装置进行如下控制：

按照进行处理的基板的类型存储有所述容许上限值，并使用与表面已被改性的基板的类型相对应的容许上限值来判定是否中止油墨的吐出。

5.一种油墨涂布装置的控制装置，所述油墨涂布装置在通过固化用光源进行了改变基板表面的亲液性的表面改性之后将油墨进行液滴化后朝向进行了表面改性的基板吐出，并使所述固化用光源发射出的光将基板上的油墨固化，所述控制装置的特征在于，

所述控制装置进行如下控制：

针对表面已被改性的每个基板监视进行了改性之后的经过时间，并针对表面改性之后的经过时间超过了容许上限值的基板中止将油墨进行液滴化后吐出的处理。

6.一种油墨涂布方法，其特征在于，包括如下步骤：

使固化用光源发射出的光进行改变基板表面的亲液性的表面改性，

使油墨的液滴着落于进行了表面改性的所述基板的表面以进行油墨的涂布；使所述固化用光源发射出的光将基板上的油墨固化，

监视对所述基板的表面进行了改性的时刻起的经过时间，若在进行油墨涂布之前经过时间超过了容许上限值，则中止油墨的涂布。

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