JP2004255359A

JP2004255359A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2004255359A
Application number: JP2003052244A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Sato; 和治佐藤; Takeshi Wada; 壮和田; Satoshi Saito; 聡斎藤; Tsuneyoshi Shimizu; 恒芳清水; Yoichi Ishiwatari; 洋一石渡
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】大型基板面に複数のインクジェットヘッドを用いてインクを塗布場合に、ヘッドの清掃を短時間で確実に行う必要がある。
【解決手段】複数の塗布ヘッドを備えた塗布ユニット部の保守を行う保守ユニット部を備え、保守ユニット部は、ヘッド内部洗浄液供給機構部と、吸引方式の充填機構部と、ヘッド吐出口拭き取り機構部とからなり、かつ、塗布ユニット部の基板搬送面に対して水平移動でき、塗布ユニット部が塗付動作中である場合に、基板搬送機構の搬送エリア外へ退避し、逆に、塗布動作しない場合、塗布ユニット下面と対向して当接し、前記塗布ユニットのインク吐出ヘッドを外気から遮断し、インク吐出ヘッドの吐出口を保護する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドを用いて、大型基板上の所定領域に異なる色のインクを塗布する塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドを用いた塗布装置として、特開平９−１０５９３９号公報に記載のように、液晶表示素子の配向膜を形成するための装置が開示されている。この装置は、配向膜を形成する基板をステージ上に固定して、該ステージを固定レール上を移動させ、途中に設けた複数のレーザフォーカス変位計で基板表面の凹凸を測定し、変位計設置位置より所定距離はなして設けてあるインクジェット噴射装置の高さを前記変位計の測定結果に基づいて調整し、インクジェット噴射装置位置に移動してきた基板に配向膜形成溶液を吐出して配向膜を形成するように構成してある。
【０００３】
また、インクジェットヘッドの回復処理を行うヘッド回復機能を備えた塗付装置として、特開２００２−１２０３８６号公報に記載のように、印刷用紙にプリントするプリンタが開示されている。この装置は、複数のインク吐出口を有するプリンタヘッドと、用紙を吸着可能な搬送ベルトと、インク吐出口の回復動作を行う回復処理装置を設け、前記回復処理装置は、動作させる際、プリンタヘッドを上方向に移動させ、そのプリンタヘッドと搬送ベルト間に形成された隙間に搬送ベルトの搬送方向と直交する方向から挿入し、その挿入状態でノズルの目詰まり等を解消させる機構となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１０５９３９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２０３８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の装置は液晶パネルの配向膜を形成するもので、基板の大きさも小さく、基板表面も平坦である。
【０００６】
ところで、近年基板面積も大きな長さ９００ｍｍ以上で、幅方向も２５０ｍｍ以上で厚さ２０ｍｍ以上で、基板表面も凹凸の大きな大型基板に、インクジェットヘッドを用いて複数色のインクを自動的に所定精度で塗布する装置の要求がある。
【０００７】
このように、基板表面の凹凸が大きく、さらに基板の大きさも大きなものに、インクジェットヘッドで所定精度で複数の色のインクを塗布する場合、従来のヘッド装置のように基板を固定するステージを設けて基板を移動する構成とすると大きなステージが必要となり、装置が大型になる。また塗布精度も配向膜形成装置ではかなりの精度が要求されるため、位置決めに時間が係るという問題がある。
【０００８】
また、インクジェットヘッドにおいては、吐出口およびその周縁部に、吐出し切れずに吐出口周辺に付着したインクや、そのインクに付着するゴミ等の異物によって吐出量が変化し、場合によっては目詰まりが発生する。つまり、吐出特性が不安定となる。さらに、吐出させる液体によっては揮発性の高いものがあり、吐出口を長時間外気に曝すことによって内部のインクが増粘化することによっても、上記同様の現象が発生する。そのため、これらを吐出口（またはインクジェットヘッド内部）から定期的にインクを除去し、インクジェットヘッドを使用しない時には外気に吐出口が曝されないように保護して、常に吐出特性を安定化させる必要がある。
【０００９】
上記特許文献２の装置は、上記インクジェットヘッドの吐出特性を安定化させるための回復装置を備えたプリンタである。しかしながら、この装置は以下の問題が残る。
【００１０】
すなわち、上記特許文献２では、インクジェットヘッド吐出口およびその周縁部の拭き取りに可撓性を有するワイパー（ブレード）を用いている。インクジェットヘッド吐出口に対してブレードを撓ませる程度に当接させ、その弾性回復力で拭き取ることにより、吐出口およびその周縁部を清掃（ワイピングとも言う）機構となっている。しかしこの構成では、ブレードに付着したインクがブレードが元の形状に戻る時の反動で、装置周辺へ飛散して装置内部を汚してしまうという問題が発生する場合がある。また、ブレードの部材を吸湿性の高いものに変更しても、ブレードに付着したインクは完全には除去できずに残留する場合がある。そのインクにゴミ等の異物が付着し、二度目のワイピング時にインクジェットヘッドの吐出口にそれらが再付着して、目詰まりの原因となるという問題が新たに発生する。
【００１１】
特に、例えば建築材料など、搬送時に装置周辺に意図しない微細な埃を発生させる部材に対して、インクジェットヘッドを使用して塗装を施す場合、確実にインクジェットヘッド吐出口を清掃する必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、大型基板面に複数のインクジェットヘッドを用いてインクを塗布する場合に、複数のインクジェットヘッドの清掃を短時間で確実に行うことができ、塗布に要するトータル時間の短縮を行うことができる装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、塗付装置における塗布ユニット部に新たに保守を行う保守ユニット部を設け、前記保守ユニット部が、塗布ヘッド内部を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液供給機構部と、塗布ヘッド内部のインクおよび洗浄液を吸引排出し、塗布ヘッド内部にインクおよび洗浄液を充填するための吸引溝と、前記吸引溝と前記塗布ヘッドの吐出口周縁部とを気密にさせるパッキンを有する充填機構部と、塗布ヘッドのインク吐出口とその周縁部を拭き取るための吸水性の高い拭き取り部材を有する拭き取り機構部とからなる構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の塗布装置の全体構成を示す。図１において、本装置は大きく５つの部分からなる。すなわち基板１（基材ともいう）を搬入するローダ機構部２と、基板の位置を合わせる位置決め部３と、基板面上に塗装を施す塗布ユニット部６と、塗装を施された基板を装置外に搬出するアンローダ部１１と、前記装置の各部駆動機構等を制御する操作ユニット１３を備えた制御部１４から構成されている。
【００１６】
基板１は、搬送面側（搬送するローラまたはベルトに接触する面側）が所定の精度の機械加工が施されている。また、基板１は、搬送方向に対して直角方向の一方側端面（厚さ方向）が所定の精度（例えば面公差±０．５ｍｍ程度）で機械加工が施されている。基板１の厚さは２０〜３０ｍｍであり、基板表面には複数の塗布領域が形成され、塗布領域間を深さ１０ｍｍ程度の溝で区分している。基板１の位置合わせは、この機械加工された一方側端面を基準にして行われる。
【００１７】
塗布ユニット部６には、基板の幅方向の全領域にインクが塗布できるように、色毎にユニット化され、それぞれのユニットには複数の塗布ヘッドが配置されている。制御部１４は、機械加工された基板１端面を基準として、各塗布ヘッド、および塗布ヘッドに設けられている複数の吐出口を選択してインクの吐出する制御等を行っている。
【００１８】
ローダ機構部２は、インクを塗布する基板１を搬入するため、複数の搬入ローラ１Ｒより構成され、少なくとも１つ以上の搬入ローラ１Ｒに駆動機構が設けてある。ローダ機構部２に載置された基板１は、位置決め部３の搬送ローラ４Ｒ（ローラコンベアという場合もある）上に移動される。
【００１９】
位置決め部３は、基板を搬送する複数の搬送ローラ４Ｒと位置決め用の位置決めガイド４（４ａ、４ｂ）とから構成されている。複数の搬送ローラ４Ｒのうち少なく１つ以上の搬送ローラには駆動機構が設けてある。この駆動機構は制御部１４からの指令に基づいて制御される。位置決め用のガイドの一方は固定の位置決めガイド４ａであり、他方は固定ガイド４ａ側に移動可能な可動できる位置決めガイド４ｂである。
【００２０】
位置決め部３では、可動ガイド４ｂに駆動力を作用させて、基板１の機械加工されている側端面部を、固定ガイド４ａ側に押し付けることで基板１を位置決めする。位置決めされた基板１は位置決め部３の搬送ローラ４Ｒから塗付ユニット部６を通る搬送ベルト１２に、位置決めされた姿勢を保ち移載される。この搬送ベルト１２は、図示していないが１つ以上の駆動機構を備え、駆動機構を制御することで塗付速度を制御するようになっている。なお、基板１が、位置決め部３から塗布ユニット部６側に移動するとき、ローラコンベア４Ｒからベルトコンベア１２（搬送ベルトという場合もある）に乗り移るが、その時の速度差がほとんど生じないように、搬送ローラ４Ｒと搬送ベルト１２の駆動機構を制御して速度調整する。
【００２１】
位置決めされた基板１は、位置決め部３のローラコンベア４Ｒから塗布ユニット部６を通過するベルトコンベア１２上に移動する。なお、ローラコンベア４Ｒからベルトコンベア１２に基板１が乗り移るときに、基板１の位置がずれないように位置決めガイド４ａ、４ｂをベルトコンベア１２上まで延伸して設けてある。
【００２２】
又図１（ｂ）に示すように塗布ユニット６と搬送ベルト１２との間の空間に出入するように保守ユニット部５が設けてある。この保守ユニット部５は保守ユニット支持部材１７上に塗布ユニット部の各ユニットに対応してユニット化され、各塗布ユニットのヘッドに対応してそれぞの保守ユニットは複数の吸引溝が設けてある。この吸引溝と廃液タンク９０の間はフレキシブルチューブ９２によって接続され、廃液タンク９０に接続された廃液吸引用ポンプ９１を駆動して、各ヘッドから古くなったインクや洗浄液を吸引し廃液タンク９０に貯蔵する。なお、保守ユニット部５は基板塗布作業中は図１（ａ）に示すように搬送ベルト１２の横に退避している。
【００２３】
図２は、本実施例で用いる塗布装置の塗布ユニット部６の概略図を示す。なお、図２（ａ）において、拭き取り機構部（後述）の各構成部材は省略してある。
【００２４】
図２（ａ）において、塗布ユニット部６は、複数本の支柱２３と、ヘッド支持部材２１と、複数の塗布ヘッドとから構成されている。すなわち、架台２０上に、ヘッド支持部材２１が搬送ベルト１２を跨ぐように複数本の支柱２３が設けられている。この支柱２３にはヘッド支持部材２１が図示していない駆動機構によって上下に移動可能に取付けてある。なお、ヘッド支持部材２１の底面と搬送ベルト１２の基板搬送面とは平行を保って移動できるように構成してある。また塗布ユニット部６の高さ（上限、下限および原点位置）の認識手段として、支柱２３の規定の場所に図示しない複数のフォトセンサが取付けられている。
【００２５】
ヘッド支持部材２１上部には、搬送ベルト１２の搬送方向を示す矢印６０より順に、イエロー成分塗布ユニット（Ｙ）７ｈ、マゼンタ成分塗布ユニット（Ｍ）８ｈ、シアン成分塗布ユニット（Ｃ）９ｈ、ブラック（キーカラーとも言う）成分塗布ユニット（Ｋ）１０ｈからなる４色分の塗布ユニットが各々所定の間隔に取付けてある。それぞれの塗布ユニットには、複数の塗布ヘッド９９が、基板１にそれぞれの色で塗装を施した時に、そのつなぎ目が発生しないように幅方向に所定の間隔で取付けられ、かつ、それぞれの塗布ヘッド９９の吐出口が同一平面となるよう取付けられる。なお、ヘッド支持部材２１には、それぞれの塗布ユニットをヘッド支持部材２１に取付けた際、塗布ヘッド９９吐出口がヘッド支持部材２１下面から露出するよう、図示しない貫通口が塗布ヘッド９９を搭載する数だけ設けられている。さらに、塗布ヘッド９９には複数の吐出口が設けてある。
【００２６】
本実施例では、それぞれの塗布ユニットに対し、９個の塗布ヘッドを使用しているが、塗布対象となる基板１の塗布領域の幅方向と、一個当たりの塗布ヘッドが塗布可能な幅とを考慮し、その数を増減しても良い。また、塗布ヘッドの配置は本実施例では千鳥配列の構成だが、直線配列の構成としても良いし、大型のラインノズル一つのみの構成としても良い。さらに、本実施例では、ヘッド支持部材２１は板構造とし、塗布ヘッド９９吐出口を露出させる位置に図示していない貫通口を開けた構造としているが、ヘッド支持部材２１を枠組構造として貫通口を省略しても良い。
【００２７】
ところで、塗布ヘッド内部の吐出口に近い位置に存在するインクは外気に曝され増粘し易い。また、吐出口は細かいゴミ等が付着しインクの色素成分と共に固着し易い。このため、そのままの状態でインクを吐出させると、目詰まりにより塗布対象物にスジ状の未吐出領域が発生する。従って、本発明での保守ユニット部５の役割は、塗布ヘッド内部に現存する古いインクを除去し、その内部を新しいインクで満たす充填作業と、増粘したインクを塗布ヘッド内部から洗い出す洗浄作業と、塗布ヘッド吐出口表面を清掃する拭き取り作業を行うことである。また、これらの動作は、装置起動後と装置停止前、そして塗布対象物（ここでは基板１）に対して規定回数塗布した後に行う。
【００２８】
保守ユニット部５は、保守ユニット支持部材１７と、その両端に取付けて搬送ベルト１２の搬送路内へ平行移動可能にさせるためのガイド１８と、ガイド１８を固定するため、搬送ベルト１２の搬送表面に対して垂直に取付けられた複数の保守ユニット支柱１９によって構成されている。いずれも、正確に位置合わせされて取付けられている。なお、図示していないが、それぞれの保守ユニット支柱１９には保守ユニット支持部材１７と搬送ベルト１２の搬送表面との高さ間隔を微調整することが可能な高さ調節機構が設けてある。
【００２９】
保守ユニット支持部材１７上面には、それぞれの色の塗布ユニットの塗布ヘッドを保守するための、それぞれの色の塗布ユニットに対応した保守ユニット７ｍ、８ｍ、９ｍ、１０ｍが取付けてある。それぞれの保守ユニットには、塗布ユニット上に配置された塗布ヘッド９９に設けてある複数の吐出口からインク等を吸引するため、塗布ヘッドに対応して吸引溝５１が設けられている。また、吸引溝５１を長円状に囲む紐状のパッキン５２が、保守ユニット表面に対して露出するよう取り付けられている。なお、パッキンの幅および長さは、塗布ヘッド９９に設けられた複数の吐出口を囲む周縁部のそれと略同一であり、周縁部に密着することで複数の吐出口全体と吸引溝５１との気密性を確保する。
【００３０】
保守ユニット支持部材１７は、ガイド１８によって搬送ベルト１２内へ進入した時、その進入距離範囲内（ガイド１８のストローク内）において、それぞれの保守ユニットに存在する全ての吸引溝５１と、ヘッド支持部材２１に存在する全ての塗布ヘッド９９吐出口とが一致するように取付けられており、本実施例では、その位置を保守位置としている。また、塗布ユニット部６による基板１への塗装の妨げにならない場所へ保守ユニット部５を退避させる必要が有り、その退避位置を待機位置としている。なお、保守ユニット部５が搬送ベルト１２の搬送表面へ進入する際の進入角度は、搬送ベルト１２の搬送方向に対して直角であるのが望ましい。
【００３１】
本実施例において、保守位置または待機位置への移動させるための機構については、図示していないが、ステッピングモータ等を用いた駆動機構によって移動する。さらに図示していないが、保守位置または待機位置に保守ユニットが移動したことを検出する位置認識手段としてフォトセンサ等を設けてある。制御部４はフォトセンサ等からの検出信号によって、保守ユニットをそれぞれの位置で停止させる命令を駆動機構に送信する構成としている。なお、保守ユニットの駆動機構は、エアシリンダによる空圧往復機構でも良く、さらに手動でも良い。また、位置認識手段は、距離認識センサを用いても良いし、さらに、物理的に一定以上の往復動ができない機構（ストッパ等）を設けても良い。
【００３２】
以上により保守ユニット部５は、図中矢印６１に示す方向へ進退可能な構成となる。
【００３３】
塗布ユニット部６には基板搬送側に、基板１が搬送されて来たか否かを認識するためのトリガーセンサ２６が搬送ベルト１２表面と対向して、先端が基板１表面によって摺らない程度の高さ位置で取付けられている。トリガーセンサ２６は、センサ本体と、それを塗布ユニット部６に取付け、塗布ユニット部６の上下移動と同期させるためのブラケットにより構成される。基板への塗布動作は、トリガーセンサ２６からの信号を制御部１４（図１参照）が受け取る。制御部１４では、規定の吐出待ち時間を各塗布ヘッド毎に設定し、前記吐出待ち時間を経過した塗布ヘッドから順次インクを吐出するよう指令を、塗布ヘッド駆動部へ送信する。塗布ヘッド駆動部では、制御部１４からの指令に基づいて塗布動作を行う。なお、本実施例では、センサートリガ２６の取り付け位置を搬送ベルト１２搬送側に設けているが、塗布ヘッド９９の吐出口直前に設けても良い。これにより、それぞれの塗布ヘッド９９は、基板１が通過した時のみ動作することになる。
【００３４】
ここで、インクジェットヘッドを用いる場合、インクジェットヘッドと基板面との距離を大きく設定すると、塗布精度が低下すると言う問題もある。このため、塗付ヘッドと基板１表面との距離も数ｍｍ〜２０ｍｍ以内に設定している。ここで、基準以上の高さを有する基板１が塗布ユニット部６内に進入して来ると、塗布ヘッド９９の吐出口が基板１と接触して損傷するという問題が発生するため、塗布ユニット部６入口には基準以上の高さを有する基板の進入を阻止する門型形状の侵入阻止部材２５が設けてある。
【００３５】
図２（ｂ）において、保守ユニット部５には、拭き取り機構部７が設けられている。この拭き取り機構部７は、両端をロール状に巻いたシート状の拭き取り部材７０と、拭き取り部材７０をロール状に保持するための一対のカートリッジ７１と、カートリッジ７１を保守ユニット部５に対して水平に移動可能に保持する駆動軸７２と、水平移動させるための駆動力を駆動軸７２に与える駆動機構７３と、拭き取り機構部７を保守ユニット部５に取付けるための接続部材７４から構成される。接続部材７４のうちの１つは取り外し可能になっていて、カートリッジ７１を交換できるようにしてある。
【００３６】
拭き取り部材７０は、保守ユニット部５の進行方向（図２（ａ）の矢印方向）の前端と後端でロール状に巻かれて、それぞれカートリッジ７１に取付けられ、ロール形状を維持される。ロール間は塗布ヘッド９９吐出口に当接できるようむき出しとなっている。この部分で塗布ヘッド９９吐出口を拭き取り、拭き取り部材７０に付着したインクを、拭き取り部材７０内部へ毛細管現象によって浸透し吸収する。本実施例において、拭き取り部材７０の材質は、コットンを原料とした不織布で構成されているが、パルプを原料とした紙でも良い。又、拭き取り部材７０の幅は、保守ユニット部５のパッキン５２の基板搬送方向間隔より狭く設定してある。
【００３７】
前端と後端のカートリッジ７１は、ロール状に巻いた拭き取り部材７０をロールの形状に保持し、ロール間の張力を維持し、拭き取り部材７０のむき出し部に水平方向のずれを生じないように、駆動軸７２に取付けられる。なお、図示していないが、拭き取り部材７０を巻き取る送り機構部を有している。
【００３８】
上記拭き取り機構部７の構成部材は、複数の接続部材７４によって保守ユニット部５の側面に、保守ユニット部５の上表面に対して水平に取付けられ、駆動機構７３により、駆動軸７２の延伸方向へ進退可能な構成となる。なお、図中では、煩雑になるため全数の記載を省略しているが、本実施例では、塗布ユニット部６のそれぞれの塗布ヘッド９９の一列毎に一巻の拭き取り部材７０を用意している。
【００３９】
図３は、本実施形態で用いる塗布装置の塗布ユニット部６の上面図を示し、塗布ユニット部６および保守ユニット部５で使用される配管系を示す。
【００４０】
塗布ユニット部６近傍には、上記各塗布ユニットにそれぞれの色のインクを供給するための、それぞれの色のインクボトル７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂと、インク供給系配管７ｐ、８ｐ、９ｐ、１０ｐが取付けてある。
【００４１】
なお、インクボトルそのものは、的確にインクが供給できる場所であればどこに設けても良い。また、インクボトルへのインク供給用に大型の図示しない４色分のインクタンクをそれぞれの色のインクボトルに接続し、インクタンクを本装置周辺の任意の場所に設けても良い。
【００４２】
また、塗布ヘッド９９内部の洗浄を行うために、各色共通の洗浄液ボトル３０が各色インクボトル近傍に設けられ、洗浄液を供給するための配管３１が、それぞれのインク供給系配管における、塗布ヘッド９９へインクを分配するための配管分岐部の直前付近に設けたそれぞれの色用の三方弁７ｆ、８ｆ、９ｆ、１０ｆに接続されている。
【００４３】
なお、洗浄液ボトル３０は、的確に洗浄液が供給できる場所であればどこに設けても良い。また、洗浄液ボトル３０への洗浄液供給用に大型の図示しない洗浄液タンクを洗浄液ボトル３０に接続し、洗浄液タンクを本装置周辺の任意の場所に設けても良い。
【００４４】
保守ユニット部５近傍には、吸引溝５１と連通し、それぞれの色の廃液を一ヶ所に集約する廃液配管系９２と、それに連通し、一時的に廃液を蓄積する廃液ボトル９０と、廃液ボトルと連通し、真空による負圧を発生させる真空発生手段９１が設けられている。また、廃液ボトル９０を負圧から大気圧の戻すための開放弁９３が廃液ボトル９０と真空発生手段９１の間に設けてある。
【００４５】
本実施例では、廃液ボトル９０と各保守ユニットとを結ぶ配管系７ｅ、８ｅ、９ｅ、１０ｅの間に、それぞれの塗布ユニットを一つの真空発生手段で選択的に保守を行えるように、廃液用二方弁７ｇ、８ｇ、９ｇ、１０ｇを設けた。しかしこの構成に限らず、それぞれの色毎に廃液ボトルを設け、それぞれに真空発生手段９１を設け、保守が必要とされる塗布ユニットに対応した真空発生手段９１を起動させるような機構としても良い。
【００４６】
図４は、本実施形態で用いる塗布装置の塗布ユニット部６と保守ユニット部５の動作に関する位置関係を示す。なお、図示する必要の無い構成部品については、図示を省略している。
【００４７】
図４（ａ）において、塗布ユニット部６の最大移動可能高さにおけるその最下面すなわち塗布ヘッド９９の吐出口面と、搬送ベルト１２の搬送表面との高さを待機高さｈ１とした。また、図中点線部６ｄに示すように、塗布作業中における搬送ベルト１２の搬送表面からの高さを塗布高さｈ２とする。そして、保守ユニット部５最上面すなわちパッキン５２の最大突起部と、搬送ベルト１２の搬送表面との高さを保守高さｈ３とし、基板１の厚さをｈ０とする。
【００４８】
さらに、拭き取り機構部７での塗布ユニット部６のそれぞれの塗布ヘッドを拭き取る高さ位置をｈ５とし、この高さｈ５は、保守高さｈ３より高い位置とする。なお、この高さｈ５は拭き取り部材７０が張力を加えている状態で、拭き取り部材７０が、待機位置にあるときは張力を緩めて、塗布ヘッドの吐出面が保守高さｈ３よりも低い位置まで移動可能にしている。
【００４９】
ここで、保守ユニット部５が塗布ユニット部６の充填もしくはキャッピングを行う場合、まず、塗布ユニット部６高さ範囲（待機高さ）をｈ４（ｈ１＞ｈ４＞ｈ３）となる高さまで上昇させることになる。なお、保守ユニット５の最下面は、基板厚さｈ０以上であることは言うまでもない。
【００５０】
また、保守ユニット部５が塗布ユニット部６の拭き取りを行う場合、塗布ユニット部６高さ範囲をｈ５以上でｈ１を越えない高さまで上昇させることになり、その拭き取り高さ範囲をｈ４ｄとする。
【００５１】
以上により、保守ユニット部５は、塗布ユニット部６が塗布動作をしない位置（待機高さ範囲ｈ４）に存在する時に生じる搬送ベルト１２との隙間へ、搬送ベルト１２へ搬送される基板１の厚さｈ０より高い高さ位置で、基板搬送面に対して水平移動し、塗布ユニット部６のそれぞれの塗布ヘッドを一括して各種保守作業を行える構成となっている。なお、塗布ユニット部６は、本実施例においては、塗布高さｈ２を下回って、搬送ベルト１２の搬送面よりも低い位置まで下降可能としている。
【００５２】
図４（ｂ）において、拭き取り部材７０の水平動作は図中矢印６２となる。その範囲を可動範囲ｓ１とし、拭き取り部材７０の部材幅をｓ２とする。また、保守ユニット部５に設けられているパッキン５２の幅をｓ３とし、長さをｓ４とする。そして、図中拭き取り部材７０は実線と点線とで示してあり、実線の位置にある状態を待機状態７０Ｒ、点線の位置にある状態を作動状態７０Ｗとする。一つの保守ユニットに存在する三列の塗布ヘッド９９は、互いを同じ間隔の隙間を置いて配置しており、その互いの隙間をｓ５とする。また、保守ユニット部５下面からの塗布ヘッド９９の露出長さをｈ６とする。なお、塗布ヘッド吐出口の周縁部と、パッキン（幅ｓ３および長さｓ４）とは略同一であることは前述した通りである。
【００５３】
塗布ユニット部６が保守ユニット部５により保守動作（充填または洗浄）を受けているとき、拭き取り機構部は退避状態７０Ｒに位置する。ここで、塗布ヘッド９９の互いの隙間ｓ５は拭き取り部材幅ｓ２よりも大きく、かつ拭き取り部材幅ｓ２はパッキン５２の基板搬送方向間隔ｓ６よりも小さい。また、拭き取り部材７０の拭き取り高さｈ５は塗布ヘッド９９の露出長さｈ６の範囲内にあるため、上記保守動作を行っている間、拭き取り部材７０は塗布ヘッド９９間の隙間に隠れる形態を取る。また、上記保守動作が終了し、拭き取り動作に移行する際、拭き取り部材は作動状態７０Ｗに位置し、塗布ヘッド９９吐出口を拭き取る。これにより、拭き取り動作位置へ少ない移動距離で移行できることから、速やかに拭き取りを行える構成となっている。
【００５４】
次に、本発明の装置の動作を図５〜図７のフローチャートを用いて説明する。図５に装置全体の概略動作のフローチャートを示す。図６に塗布前処理のフローチャートを示す。図７に保守動作のフローチャートを示す。
【００５５】
図５において、塗布装置を起動し、規定の初期設定作業を終えると、まず、塗布ユニット部６の保守作業（ステップ１０１）を行う。図７に示すように保守作業は、以下の項目を実施する。
【００５６】
まず第一に、それぞれの塗布ヘッド９９の内部清掃を実施する（ステップ３０１）。本実施例では、最初にイエロー成分塗布ユニット（Ｙ）７ｈのインクジェットヘッド内部の清掃を行い、マゼンタ成分塗布ユニット（Ｍ）８ｈ、シアン成分塗布ユニット（Ｃ）９ｈ、ブラック成分塗布ユニット（Ｋ）１０ｈの順に行うが、実際の作業はこの限りではなく、自由に決めて良い。
【００５７】
具体的な塗布ヘッド９９の内部清掃の手順は以下の通りである。まず、塗布ユニット部６を待機高さ範囲ｈ４まで上昇させ、待機高さ範囲ｈ４に到達し停止したことを確認し、保守ユニット部５を保守位置まで水平移動させる。なお、保守ユニット部５が搬送ベルト１２上空に達し、水平移動を終えた際、保守ユニット部５に存在する全ての吸引溝５１と、塗布ユニット部６下部に向けて露出する全ての塗布ヘッド９９吐出口とが一致する位置となるように水平移動距離およびその進入角度が調整されていることは言うまでもない。
【００５８】
そして、塗布ユニット部６を、保守ユニット部５最上面と当接させ、さらにパッキン５２をわずかに潰す位置まで下降させる。これにより、それぞれの塗布ヘッド９９吐出口と吸引溝５１との密閉性を確保する。
【００５９】
そして、イエロー成分（Ｙ）供給配管系７ｐの区間内に設けてある供給用三方弁７ｆを洗浄液側に切り替え、同じく廃液配管系７ｅの区間内に設けてある廃液用電磁弁７ｇを開く。なお、この時他の廃液用電磁弁は閉じている。
【００６０】
そして、真空発生装置９２を規定時間起動させる。これによって廃液蓄積容器９１内が負圧になり、その吸引力が吸引溝５１を伝い、それぞれの塗布ヘッド９９内部を伝うことより、洗浄液ボトルから洗浄液を吸い上げ、それぞれの塗布ヘッド９９へ洗浄液が流し込まれる。上記規定時間経過後、大気開放弁４４を開き、廃液配管系内を装置周辺と同じ圧力にする。
【００６１】
そして、塗布ユニット部６を拭き取り高さｈ６より高い位置まで上昇させ、拭き取り部材７０を作動状態７０Ｗへ移動し、塗布ユニット部６を拭き取り高さｈ６まで下降させ、この状態でさらに塗布ヘッド９９吐出口に対向しているパッキン５２をわずかに潰す位置まで下降させる。これにより、吐出口およびパッキンに付着している洗浄液を拭き取り部材７０に染み込ませて拭き取る（ステップ３０２）。拭き取り作業が終了次第、塗布ユニット部６を再び拭き取り高さｈ６より高い位置まで上昇させ、拭き取り部材７０を待機状態７０Ｒへ移動し、きれいな拭き取り部材７０がむき出しになるよう図示していないカートリッジ７１の巻取り機構を動作させる。
【００６２】
そして、引き続きマゼンタ成分塗布ユニット（Ｍ）８ｈの塗布ヘッドの内部清掃を同じ要領で実施する。シアン成分塗布ユニット（Ｃ）９ｈ、ブラック成分塗布ユニット（Ｋ）１０ｈについても同様である。
【００６３】
全ての塗布ヘッドの内部洗浄が終了した後、塗布ユニット部６を待機高さ範囲ｈ４まで上昇させた後、保守ユニット部５を待機位置へ水平移動させる。以上で、塗布ヘッドの内部洗浄は終了する。
【００６４】
続いて第二に、それぞれの塗布ヘッド９９に対してインクの充填を行う（ステップ３０３）。本実施例では、最初にイエロー成分塗布ユニット（Ｙ）７ｈのインク充填を行い、マゼンタ成分塗布ユニット（Ｍ）８ｈ、シアン成分塗布ユニット（Ｃ）９ｈ、ブラック成分塗布ユニット（Ｋ）１０ｈの順に行うが、実際の作業はこの限りではなく、自由に決めて良い。
【００６５】
まず、イエロー成分（Ｙ）供給配管系７ｐの区間内に設けてある供給用三方弁７ｆをインク側に切り替え、同じく廃液配管系７ｅの区間内に設けてある廃液用電磁弁７ｇを開く。なお、この時他の廃液用電磁弁は閉じている。
【００６６】
そして、塗布ユニット部６を待機高さ範囲ｈ４まで上昇させ、待機高さ範囲ｈ４に到達し停止したことを確認し、保守ユニット部５を保守位置まで水平移動させる。
【００６７】
そして、塗布ユニット部６を、保守ユニット部５最上面と当接させ、さらにパッキン５２をわずかに潰す位置まで下降させる。これにより、それぞれの塗布ヘッド９９吐出口と吸引吸引溝５１との密閉性を確保する。
【００６８】
そして、真空発生装置９２を規定時間起動させる。これによって廃液蓄積容器９１内が負圧になり、その吸引力が吸引溝５１を伝い、それぞれの塗布ヘッド９９内部を伝うことより、インクボトルからインクを吸い上げ、それぞれの塗布ヘッド９９に流し込まれる。上記規定時間経過後、大気開放弁９３を開き、廃液配管系内を装置周辺と同じ圧力にする。
【００６９】
そして、塗布ユニット部６を拭き取り高さｈ６より高い位置まで上昇させ、拭き取り部材７０を作動状態７０Ｗへ移動し、塗布ユニット部６を拭き取り高さｈ６まで下降させ、この状態でさらに塗布ヘッド９９吐出口に対向しているパッキン５２をわずかに潰す位置まで下降させる。これにより、吐出口およびパッキンに付着している洗浄液を拭き取り部材７０に染み込ませて拭き取る（ステップ３０４）。拭き取り作業が終了次第、塗布ユニット部６を再び拭き取り高さｈ６より高い位置まで上昇させ、拭き取り部材７０を待機状態７０Ｒへ移動し、きれいな拭き取り部材７０がむき出しになるよう図示していないカートリッジ７１の巻取り機構を動作させる。そして、塗布ユニット部６を待機高さ範囲ｈ４まで上昇させた後、保守ユニット部５を待機位置へ水平移動させる。
【００７０】
以上で塗布準備動作は終了する。なお、本実施例では、塗布ヘッドの内部洗浄およびインクの充填終了毎に塗布ヘッド吐出口の拭き取り作業を行っているが、連続して行うのであればステップ３０２の拭き取り作業を省略しても良い。その際、ステップ３０１の最終段階での塗布ユニット部６を待機高さ範囲ｈ４までの上昇作業を省略しても良い。また、塗布ヘッド内部が汚れていないと判断した場合、塗布ヘッドの内部洗浄および塗布ヘッド吐出口の拭き取り作業（ステップ３０１とステップ３０２）を省略しても良い。
【００７１】
次に、本実施例での塗布前処理（ステップ１０２）について図６を用いて説明する。
【００７２】
制御部１４へ運転開始の指令を与え、搬送ベルト１２が所定の速度に達した後、ローダ機構部２へ基板１を搭載し（ステップ２０１）、搭載した基板の枚数をカウントする（ステップ２０２）。なお、基板１を搭載するタイミングは、規定の時間測定値が経過した毎に行われる。続く位置決め機構部３では、所定の搬送幅位置へ基板１を位置決めする（ステップ２０３）。基板１の位置決めは、基板１を固定ガイド４ａと基板の幅方向に移動可能な従動ガイド４ｂによって挟み込み、固定ガイド４ａの厚み面と基板１の厚み面とを当接させることによって、搬送ベルトの幅方向での基板の位置が決定されることによってなる。
【００７３】
なお、位置決め機構部３では、前記位置決め動作の他に、不良基板の排除（ステップ２０４）も行う。規定以上の厚さを有する不良基板や、たわみが大きく見かけ上規定以上の厚さとなっている不良基板を検出すると、制御部１４は、ローダ機構部２への基板搭載を中止し、ローダ機構部２と位置決め機構部３の搬送系を停止し、その不良基板を排除するよう知らせる。その際、塗布ユニット部６において、基板１に塗布作業中であれば、塗布作業を完全に終了させた後、塗布ユニット部６の搬送系を停止する。
【００７４】
以上で、塗布前処理は終了する。なお、次の動作を行う前に、塗布ユニット部６を規定の塗布位置ｈ２まで下降させるが、そのタイミングはステップ１０１の保守作業終了直後に行っても良いし、ステップ１０２の塗布前処理の作業中に行っても良い。
【００７５】
次に、本実施例での塗布動作について説明する。
【００７６】
なお、塗布ユニット部６の入口には、直前の位置決め機構部３において検出しきれなかった不良基板を塗布ユニット部内へ進入させないよう、侵入阻止部材２５が設けられてある。不良基板が搬送ベルト１２によって搬送され、侵入阻止部材２５に当接した際、制御装置１３は塗布動作を保留し、さらに全搬送系を停止して、その不良基板を排除するよう知らせる。なお、当接したか否かを判定する手段は、侵入阻止部材２５表面に取付けられた図示しない押圧認識センサによって行われる。これにより、確実に一定形状の基板が塗布されるようになる。
【００７７】
基板１への塗布は、トリガーセンサ２６によって基板１が搬送されてきたことを認識し、それぞれの塗布ヘッドに規定の吐出待ち時間をセットし、吐出待ち時間が経過した塗布ヘッド９９から順に、規定吐出時間だけ吐出動作を行うことにより実施する。
【００７８】
基板１の塗布動作が終了すると、基板１は搬送ベルト１２によって出口側へ到達し、アンローダ部１１の搬送系へ移動する（ステップ１０７）。その際の振動で色ずれが発生しないよう、搬送ベルト１２とアンローダ部１１の搬送系との高さは同一となっている。以上で基板１における塗装作業いわゆる加飾は終了する。
【００７９】
次に、塗布ユニット部６の定期的な保守動作について説明する。前記ステップ２０２によるカウントが規定の塗布終了枚数に達していなく、かつ、規定のクリーニング枚数に達する（ステップ１０５）と、一時的に基板１の搭載が行われなくなる。その後、全搬送系内に残存する基板がすべてアンローダ部１１に移行したこと確認する。確認が終了次第、ステップ１０１に移行し、それぞれの塗布ヘッド９９に対して、塗布ヘッドクリーニング（ステップ３０１）と、インクの充填（ステップ３０３）と、塗布ヘッド吐出口の拭き取り（ステップ３０２およびステップ３０４）を行う。以上で定期的な保守動作は完了し、次回のクリーニング枚数カウントが更新され、ローダによる基板の搬送が再開される。
【００８０】
最後に、塗布ユニット部６の作業終了動作について説明する。前記ステップ２０２によるカウントが規定の塗布終了枚数に達する（ステップ１０６）と、以降、基板１の搭載が行われなくなる。その後、全搬送系内に残存する基板がすべてアンローダ部１１に移行したこと確認する。確認が終了次第、それぞれの塗布ヘッド９９に対して、前記ステップ１０１と同様の塗布ヘッドクリーニング（ステップ３０１）と、インクの充填（ステップ３０３）と、塗布ヘッド吐出口の拭き取り（ステップ３０２およびステップ３０４）を行う（ステップ１０７）。
【００８１】
そして、塗布ユニット部６を、保守ユニット部５最上面と当接させ、さらにパッキン５２をわずかに潰す位置まで下降させる。そして、全ての廃液用電磁弁を閉じる（ステップ１０８）。これにより、全ての塗布ヘッド９９の吐出口を密閉し外気に曝されるのを防ぐ。以上で作業終了動作は完了する。なお、ここで、次回の装置起動後に保守を行うものとして、上記ステップ１０７をまるごと省略し、ヘッド保護作業のみ実施しても良い。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明では一つの保守ユニット部によって複数の塗布ヘッドに対して充填、拭き取り、キャッピングといった保守を行う。これにより、短時間で保守を行うことができ、また、保守ユニット部そのもののメンテナンスが容易に行え、複数のインクジェットヘッドの吐出特性を安定化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の全体構成図である。
【図２】本発明の塗布装置の塗布ユニット部の概略図である。
【図３】本発明の塗布ユニット部及び、保守ユニット部の配管系を示す図である。
【図４】本発明の塗布ユニット部、及び保守ユニット部の位置関係を示す図である。
【図５】本発明の塗布装置の全体動作を説明するためのフローチャトである。
【図６】塗布前処理の動作のフローチャートである。
【図７】保守時の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１…基板、２…ローダ機構部、３…位置決め部、４位置決めガイド、５…保守ユニット、６…塗布ユニット、７…拭き取り機構部、１１…アンローダ機構部、１２…搬送ベルト、１３…制御装置、１４制御部、１７…保守ユニット支持部材、１８…ガイド、２０…架台、２１…ヘッド支持部材、２６…トリガーセンサ、３０…洗浄液ボトル、９９…塗布ヘッド。

Claims

基板を搬入するローダ機構部と、基板の位置を合わせる位置決め部と、基板面上に複数の異なる色のインクで塗装を施す複数のインク吐出ヘッドからなり上記基板を搬送する搬送機構を有する塗布ユニット部と、塗装を施された基板を装置外に搬出するアンローダ部と前記各部を制御する制御部からなる塗布装置において、
前記塗布ユニット部の保守を行う保守ユニット部を設け、前記塗布ユニット側にインク吐出ヘッド内部を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液供給機構部を設け、前記保守ユニット部が、前記インク吐出ヘッド内部のインクおよび洗浄液を吸引排出すると共に、インク吐出ヘッド内部にインクおよび洗浄液を充填するための吸引溝と、前記吸引溝と前記インク吐出ヘッドの吐出口周縁部との気密性を保持するパッキンとからなる充填機構部と、前記インク吐出ヘッドのインク吐出口とその周縁部を拭き取るための吸水性の部材からなる拭き取り機構部とを備えたことを特徴とする塗布装置。
請求項１記載の塗布装置において、
前記拭き取り機構は前記充填機構部の上部を移動させるための駆動機構を備え、待機時には拭き取り部材が前記パッキン間に退避する構成としたことを特徴とする塗布装置。
請求項１記載の塗布装置において、
前記保守ユニット部は、その底部が、前記塗布ユニット部へ搬送される基板厚さより高い高さ位置で、前記塗布ユニット部の搬送機構の搬送面に対して水平移動可能な構成であることを特徴とする塗布装置。
請求項３記載の塗布装置において、
前記保守ユニット部は、前記塗布ユニット部が塗付動作中である場合に、前記塗布ユニット部の搬送機構における搬送エリア外へ水平移動して退避することを特徴とする塗布装置。
請求項１または請求項３記載の塗布装置において、
前記保守ユニット部は、前記塗付ユニット部が塗布動作しない場合、前記塗布ユニット下面と対向して当接し、前記塗布ユニットのインク吐出ヘッドを外気から遮断することにより前記インク吐出ヘッドの吐出口を保護する機能を備えていることを特徴とする塗布装置。