JP2004283635A - Droplet discharging device, method for producing electro-optical device, electro-optical device, and electronic device - Google Patents

Droplet discharging device, method for producing electro-optical device, electro-optical device, and electronic device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharging device which can appropriately correspond to various works different in thickness by effectively preventing the damage to the works and a droplet discharge head, a method for producing an electro-optical device, the electro-optical device, and an electronic device. <P>SOLUTION: The droplet discharging device has an X, Y-axis moving means 29 which relatively moves the droplet discharge head 21 in the X, Y-axis directions in relation to the work W through a carriage 23 carrying the head 21, a Z-axis moving means 155 which moves the head 21 in the Z-axis direction through the carriage 23 and finely adjusts a work gap between the surface of the work W and the nozzle surface 141 of the head 21, and a gap detection means 226 which detects the limit state of the work gap being equal to or below a prescribed value. When the limit state is detected by the gap detection means 226, the driving of the X, Y-moving means 29 is interlocked. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対し、液滴吐出ヘッドを相対的にＸ・Ｙ軸方向に移動させ機能液を吐出する液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式を適用してカラーフィルタのフィルタエレメントを成膜する従来の液滴吐出装置では、フィルタ材料（機能液）を吐出する液滴吐出ヘッドに対向して、カラーフィルタの基板（ワーク）をＺステージを介してＸ・Ｙステージに搭載している（例えば、特許文献１参照。）。そして、液滴吐出装置の組立て時等において、ワークと液滴吐出ヘッドとの間隙、すなわちワークギャップをセンサにより測定し、Ｚステージによりワークギャップが所定値となるように微調整するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−４９９２０号公報（第４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液滴吐出装置では、例えば機能液として発光材料を用いることで、有機ＥＬデバイスなどの各種の電気光学装置を製造することができるが、通常、そのワークの厚みは製造対象物によって様々である。
従来の簡便なＺステージは、ワークギャップのリミット状態を検出するものでなく、しかも各種厚みの異なるワークを考慮したものではなかったため、これに適切に対応するためには、ワーク交換時にワークテーブル上にワーク専用の治具（スペーサ）を設置し、これに液滴吐出ヘッドを突き当ててワークギャップを調整する必要があるなど、煩雑であった。またその際、作業を忘れたり治具を間違ったりすると、液滴吐出ヘッドがワークに接触して、液滴吐出ヘッドやワーク等を損傷するおそれもあった。
また、従来の液滴吐出装置におけるＸ・Ｙステージは、ワークの重量を加味して高剛性に設計されたＺステージを搭載することになる分、重量が増し制御性も悪くなっていた。
【０００５】
本発明は、液滴吐出ヘッドやワークの損傷を有効に防止して、厚みの異なる種々のワークに適切に対応させることができる液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し液滴吐出ヘッドを、これが搭載されるキャリッジを介してＸ・Ｙ軸方向に相対的に移動させるＸ・Ｙ軸移動手段と、キャリッジを介して液滴吐出ヘッドをＺ軸方向に移動させ、ワークの表面と液滴吐出ヘッドのノズル面との間のワークギャップを微調整するＺ軸移動手段と、を備えた液滴吐出装置において、ワークギャップが所定値以下になったリミット状態を検出するギャップ検出手段と、ギャップ検出手段がリミット状態を検出したときに、Ｚ軸移動手段および／またはＸ・Ｙ軸移動手段の駆動をインタロックする移動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、例えば新たに厚みの異なるワークが導入されたときに、Ｚ軸移動手段によりキャリッジを介してワークギャップを自動で微調整できるため、ワーク専用の治具を用いることなく、厚みなどワークの種別に対応したワークギャップを適切に設定することができる。またその際、ワークギャップがリミット状態になると、ギャップ検出手段の検出結果を受けて、Ｚ軸移動手段およびＸ・Ｙ軸移動手段の両方またはいずれか一方の駆動がインタロックされるため、液滴吐出ヘッドとワーク等との接触を未然に回避することができる。さらに、ワークとＺ軸移動手段との関係が独立する結果、Ｚ軸移動手段はワークの重量を加味して設計する必要がなくなり、Ｘ・Ｙ軸移動手段の制御性も良好になる。
【０００８】
この場合、ギャップ検出手段は、キャリッジに取り付けられていることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、ギャップ検出手段と液滴吐出ヘッドとは、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に同一の移動量を移動するため、予めキャリッジにギャップ検出手段を精度良く取り付けておけば、リミット状態の検出を精度良く行い得る。また、この検出をキャリッジの移動により行い得る。
【００１０】
この場合、ギャップ検出手段は、ワーク側の被検出部に直接接触してリミット状態を検出することが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ワーク側の被検出部に対する物理的・機械的接触により、リミット状態を検出することができるため、検出の信頼性を高めることができる。
【００１２】
この場合、ギャップ検出手段は、ワーク側の被検出部に対し接触可能に構成され、且つＺ軸方向にスライド自在に構成された接触子と、接触子のＺ軸方向の移動を介してリミット状態を検出するギャップ検出センサと、を有し、接触子は、ワークの表面からの高さレベルがノズル面よりも低く設定されていることが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、被検出部に対する接触子およびノズル面の高さレベルの関係により、接触子がノズル面に先行して被検出部に接触し、接触子がＺ軸方向に移動し、この移動を介してギャップ検出センサがリミット状態を検出する。これにより、ノズル面の損傷を確実に防止することができる。
【００１４】
これらの場合、ワーク側の被検出部は、ワークの表面の非描画エリアに設けられていることが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、ワークを直接且つ有効利用してリミット状態を検出することができる。
【００１６】
同様に、ワークを搭載するワークテーブルには、液滴吐出ヘッドによる機能液の捨て吐出を受けると共に、Ｚ軸方向に微小移動可能に構成されたフラッシングユニットが組み込まれ、ワーク側の被検出部は、フラッシングユニットの表面に設けられていることが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、一般的に液滴吐出ヘッドに必要なフラッシングユニットを利用して、リミット状態を検出することができる。また、ワークギャップの調整により、液滴吐出ヘッドとフラッシングユニットとのＺ軸方向における位置関係も変動するが、フラッシングユニットをＺ軸方向に移動自在に構成しているため、液滴吐出ヘッドから捨て吐出（フラッシング）された機能液を外部に飛散させることなく、フラッシングユニットで適切に受容することができる。
【００１８】
これらの場合、ギャップ検出手段による検出は、Ｘ・Ｙ軸移動手段により液滴吐出ヘッドをワークに対し相対的に移動させることにより連続的に行われ、接触子は、検出動作における液滴吐出ヘッドの相対的な移動方向に回転可能なローラで構成されていることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、検出動作でキャリッジを介して液滴吐出ヘッドを相対的に移動させても、接触子がその移動方向に回転するローラであるため、接触子自身の損傷を防止できる。これにより、比較的高速に検出作業を行うことも可能となる。
【００２０】
これらの場合、Ｚ軸移動手段は、キャリッジを連結したスライダと、当該スライダをＺ軸方向にスライド自在に支持したスライドベースと、を有し、スライドベースは、Ｘ・Ｙ軸移動手段に固定されていることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、Ｘ・Ｙ軸移動手段にスライドベースが固定されており、これにスライド自在に支持されたスライダがＺ軸方向に移動することで、これに連結されたキャリッジ（液滴吐出ヘッドおよびギャップ検出手段）がＺ軸方向に移動して、ワークギャップが調整される。
【００２２】
この場合、Ｚ軸移動手段は、スライドベースに固定したアクチュエータと、当該アクチュエータにより正逆回転する送りねじと、当該送りねじに螺合する雌ねじ部と、スライドベースとスライダとの間に介設され当該スライダの移動を案内するスライドガイドと、を更に有し、雌ねじ部は、スライダの略重心部に設けられ、スライドガイドは、雌ねじ部を挟んで４箇所に分散して設けられていることが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、アクチュエータにより送りねじが正逆回転すると、雌ねじ部を介してスライダがＺ軸方向に進退するが、この雌ねじ部をスライダの略重心部に設け且つ雌ねじ部を挟んで４箇所に分散してスライドガイドを設けているため、スライダをＺ軸方向に沿って適切に移動させることができる。すなわち、雌ねじ部に対し４つのスライドガイドを有効に配置することで、ワークギャップ調整時における液滴吐出ヘッドのヨーイングを適切に防止することができ、ノズル面とワークの表面との平行度を適切に維持することができる。また、スライドベースを有効活用して、アクチュエータを固定することができる。
【００２４】
これらの場合、キャリッジは、スライダに連結されるキャリッジ本体と、キャリッジ本体に着脱自在に装着したヘッドユニットとからなり、キャリッジ本体には、ギャップ検出手段が取り付けられ、ヘッドユニットには、液滴吐出ヘッドが複数個組み付けられていることが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、スライダの移動によりヘッドユニットを単位としてＺ軸方向に移動させることができるため、複数の液滴吐出ヘッドを同時にワークギャップの調整に供することができる。また、ワークの種別に対応して、液滴吐出ヘッドをヘッドユニット単位で交換することもできる。
なお、スライダとキャリッジ本体との間に、これらを相互に連結すると共に、キャリッジ本体を介して液滴吐出ヘッドをΘ軸方向に回転させるΘ軸移動手段を設ければ、例えば液滴吐出ヘッドの初期位置決め段階において、Ｘ・Ｙ平面内における角度補正を行うことができる。
【００２６】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した本発明の液滴吐出装置を用い、ワークとなる基板に対し、Ｘ・Ｙ軸移動手段により液滴吐出ヘッドを相対的に移動させ、液滴吐出ヘッドから機能液を吐出して基板上に成膜部を形成することを特徴とする。
本発明の電気光学装置は、上記した本発明の液滴吐出装置を用い、ワークとなる基板に対し、Ｘ・Ｙ軸移動手段により液滴吐出ヘッドを相対的に移動させ、液滴吐出ヘッドから吐出した機能液により形成した成膜部を基板上に有することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、上記の液滴吐出装置を用いての成膜処理であるため、基板の厚みに関らず、電気光学装置のスループットを向上することができる。なお、電気光学装置（デバイス）としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。また、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が含まれる。
【００２８】
本発明の電子機器は、上記した本発明の電気光学装置を搭載したことを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、高性能な電気光学装置を搭載した電子機器を提供することができる。この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、有機ＥＬデバイスや液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれるものであり、インクジェット方式により、基板（ワーク）に対し液滴吐出ヘッドから発光材料等の機能液滴を選択的に吐出することで描画を行い、基板上に所望の成膜部を形成するものである。そして、製造対象物によって厚みの異なる基板に適切に対応するべく、基板と液滴吐出ヘッドとの間のワークギャップを調整できるようになっている。
【００３１】
図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、図１２に示す液滴吐出ヘッド２１を有し機能液を吐出する吐出手段２と、液滴吐出ヘッド２１の保全処理を行うメンテナンス手段３と、液滴吐出ヘッド２１に機能液を供給する機能液供給手段４と、これら各手段・装置を統括制御する制御装置５（図２０参照）と、を備えている。また、液滴吐出装置１は、床上に設置された架台１１と、架台１１上に設置された石定盤１２と、架台１１に添設された機台１３と、機台１３の側方に添設されたラック１４と、を有している。
【００３２】
そして、石定盤１２上には吐出手段２が広く配設されており、上方の液滴吐出ヘッド２１に対応して、下方に液滴対象物となるワークＷ（基板、図４参照）がセットされている。ワークＷは、例えばガラス基板やポリイミド基板等で構成されている。一方、機台１３上には、その長手方向（Ｙ軸方向）にスライド移動自在に支持された移動テーブル１６が設置され、移動テーブル１６上には、メンテナンス手段３の各種ユニットを分散して載置する共通ベース１７が固定されている。また、ラック１４には、機能液供給手段４のメインタンク２７１等のタンク類が収容されている。
【００３３】
吐出手段２は、複数の液滴吐出ヘッド２１を有するヘッドユニット２２（参照：図１１）と、ヘッドユニット２２を保持したメインキャリッジ２３（参照：図１３）と、メインキャリッジ２３を両持ち支持するように設けたＸ軸テーブル２４と、Ｘ軸テーブル２４に直交し且つその下方に位置するＹ軸テーブル２５と、Ｙ軸テーブル２５に設けられワークＷを載置するワークテーブル２６と、を備えている。Ｘ軸テーブル２４およびＹ軸テーブル２５は、石定盤１２上に固定されている。
【００３４】
Ｘ軸テーブル２４は、メインキャリッジ２３をＸ軸方向に移動自在に取り付け、メインキャリッジ２３を介してヘッドユニット２２をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸テーブル２５は、ワークテーブル２６をＹ軸方向に移動自在に取り付け、ワークテーブル２６を介してワークＷをＹ軸方向に移動させる。すなわち、吐出手段２は、Ｘ軸テーブル２４およびＹ軸テーブル２５から成るＸ・Ｙ軸移動機構２９により、メインキャリッジ２３を介して液滴吐出ヘッド２１をワークＷに対しＸ・Ｙ軸方向に相対移動させることで、ワークＷに機能液を吐出することで描画を行う。
【００３５】
具体的には、図４に示すように、Ｙ軸テーブル２５によるワークＷの移動に同期して液滴吐出ヘッド２１が吐出駆動する構成であり、液滴吐出ヘッド２１のいわゆる主走査は、Ｙ軸テーブル２５によるワークＷのＹ軸方向への往復動作により行われる。また、これに対応して、いわゆる副走査は、Ｘ軸テーブル２４による液滴吐出ヘッド２１のＸ軸方向へのピッチ送り動作となる往復動作により行われる。
【００３６】
なお、本実施形態では、液滴吐出ヘッド２１に対しワークＷを主走査方向に移動させるようにしているが、液滴吐出ヘッド２１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークＷを固定とし、液滴吐出ヘッド２１を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよいし、逆に液滴吐出ヘッド２１を固定とし、ワークＷを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００３７】
次に、吐出手段２の各構成装置について、Ｙ軸テーブル２５、ワークテーブル２６、Ｘ軸テーブル２４、ヘッドユニット２２、メインキャリッジ２３の順で説明する。
【００３８】
Ｙ軸テーブル２５は、図３、図５および図６に示すように、ワークテーブル２６の下部に固定した一対のＹ軸エアースライダ３１，３１と、各Ｙ軸エアースライダ３１をＹ軸方向にスライド自在にガイドする一対のＹ軸ガイドレール３２，３２と、各Ｙ軸ガイドレール３２の外側に併設され、ワークテーブル２６を介してワークＷをＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモータ３３，３３と、ワークテーブル２６のＹ軸方向の位置をレーザで検出する位置検出ユニット３４と、を備えている。
【００３９】
一対のＹ軸ガイドレール３２および一対のＹ軸リニアモータ３３は、石定盤１２に相互に平行に且つ直接支持され、位置検出ユニット３４は、石定盤１２のＹ軸方向の先端部に設置されている。位置検出ユニット３４は、ワークテーブル２６に設けたコーナーキューブ（図示省略）にレーザ光を入射すると共に、コーナーキューブからの反射光を受光することで、ワークテーブル２６のＹ軸方向の位置を検出する。
【００４０】
Ｙ軸リニアモータ３３の駆動により、ワークテーブル２６は、Ｙ軸エアースライダ３１がＹ軸ガイドレール３２に案内されて、Ｙ軸方向に往復移動する。また、位置検出ユニット３４により適宜検出されるワークテーブル２６の位置に基づいて、液滴吐出ヘッド２１の機能液の吐出動作が行われて、ワークテーブル２６上のワークＷへの描画がなされる。なお、図５中の符号３６は、各Ｙ軸ガイドレール３２を上側から覆うように張架された帯状の一対の覆装シートであり、ワークテーブル２６の後述する支持体４１の上面に形成した凹溝内を挿通して、両端を支持されている。各覆装シート３６により、Ｙ軸ガイドレール３２等への機能液の付着が防止される。
【００４１】
ワークテーブル２６は、図５ないし図７に示すように、一対のＹ軸エアースライダ３１を下部に固定した支持体４１と、支持体４１上に設置したワークΘ軸テーブル４２と、ワークΘ軸テーブル４２上に支持した吸着テーブル４３とを備えると共に、さらに支持体４１上には、ワークΘ軸テーブル４２を挟むように一対のフラッシングユニット４４，４４が設置されている。
【００４２】
吸着テーブル４３は、それぞれが上面にエアー吸引孔４６を形成すると共に整列配置された多数の載置ブロック４７を有し、ワークＷを複数の載置ブロック４７上にエアー吸引して、ワークＷを吸着セットする。すなわち、吸着テーブル４３は、セットされたワークＷが平坦度を維持するように、これをエアー吸引により吸着する。
【００４３】
ワークΘ軸テーブル４２は、吸着テーブル４３の下部に固定された回転部５１と、支持体４１の上記一対の凹溝を逃げて支持体４１の上面に固定された固定部５２と、ボールねじ等により固定部５２に対し回転部５１をΘ軸方向に回動させるアクチュエータ（図示省略）と、を有している。ワークΘ軸テーブル４２により、吸着テーブル４３上のワークＷをΘ軸方向に位置補正（角度補正）できるようになっている。ワークテーブル２６は、Ｙ軸テーブル２５の駆動により、支持体４１およびワークΘ軸テーブル４２を介して、吸着テーブル４３上のワークＷを両フラッシングユニット４４と共に、Ｙ軸方向に移動させる。
【００４４】
各フラッシングユニット４４は、複数の液滴吐出ヘッド２１のフラッシング（全ノズルからの機能液滴の捨て吐出）を受けるためのものであり、主として、液滴吐出ヘッド２１の主走査時のフラッシングに使用される。フラッシングユニット４４は、略細長形状に形成されたフラッシングボックス６１と、フラッシングボックス６１内に敷設した機能液吸収材６２と、フラッシングボックス６１をＺ軸方向に昇降させる昇降機構６３と、を有している。
【００４５】
昇降機構６３は、支持体４１の外側に張り出すようにしてこれに固定したＸ軸方向に一対のブラケット７１，７１と、各ブラケット７１にＺ軸方向に移動自在に支持された一対の支持脚７２，７２と、各支持脚７２に固定されると共にフラッシングボックス６１の下部を支持した支持フレーム７３と、各支持脚７２にピストンロッドを連結した一対のエアーシリンダ７４，７４と、で構成されている。一対のエアーシリンダ７４により、一対の支持脚７２および支持フレーム７３を介してフラッシングボックス６１が昇降する。
【００４６】
例えば、図７（ａ）に示すように、下降位置のフラッシングボックス６１の上端の高さレベルを、ワークテーブル２６の載置ブロック４７の上面のそれよりも低く設定することができる。この状態とすることにより、ワークＷをワークテーブル２６に搬入・搬出（交換）する際に、ワークＷとフラッシングボックス６１との干渉を有効に防止することができる。なお、計４つのエアーシリンダ７４は、同期して駆動され、２つのフラッシングボックス６１は同期して昇降する。
【００４７】
また、同図（ｂ）に示すように、上昇位置のフラッシングボックス６１の上端の高さレベルを、載置ブロック４７の上面のそれよりも高く設定することができる。この状態とすることにより、フラッシングボックス６１の上端の高さレベルと、ワークＷの表面の高さレベルとを同程度あるいはそれ以下になるように、液滴吐出ヘッド２１とフラッシングボックス６１との間のギャップを調整することができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態の液滴吐出装置１に導入されるワークＷはその種別に応じて厚みの異なるものであるため、後述するヘッドＺ軸テーブル１５５によりワークＷの厚みに応じて液滴吐出ヘッド２１の高さレベルを調整しているところ、そのワークギャップの調整により液滴吐出ヘッド２１とフラッシングユニット４４との高さレベルの関係も変動するが、これに対応するべく、昇降機構６３によりフラッシングユニット４４の高さレベルを調整することができる。これにより、ワークＷの厚みに関らず、液滴吐出ヘッド２１のフラッシングにより吐出された機能液滴を外部に飛散させることなく、フラッシングボックス６１で適切に受容することができる。
【００４９】
フラッシングボックス６１で受けた機能液は、機能液吸収材６２に含浸され、これに連通した図外の排液用チューブを介して、ラック１４に収容した廃液タンク２７２（図３参照）に貯留されるようになっている。詳細は後述するが、フラッシングボックス６１の上面（表面）は、ワークＷ側の被検出部として、ワークギャップ調整後の検査に供される。また、フラッシングボックス６１の上面と液滴吐出ヘッド２１のノズル面１４１との間のギャップは、２．０ｍｍ前後に設定される（図１８参照）。
【００５０】
Ｘ軸テーブル２４は、図８ないし図１０に示すように、支柱ユニット８１を介してＹ軸テーブル２５の上方にこれを跨ぐように支持されており、メインキャリッジ２３を挿通して固定したブリッジプレート８２と、ブリッジプレート８２をＸ軸方向に移動させ且つその移動を案内するリニアガイド付きＸ軸リニアモータ８３と、Ｘ軸リニアモータ８３に平行に併設されたＸ軸リニアスケール８４と、Ｘ軸リニアモータ８３に平行に併設されると共にブリッジプレート８２の移動を案内するＸ軸リニアガイド８５と、を備えている。
【００５１】
ブリッジプレート８２は、その中間位置に形成した開口部からメインキャリッジ２３の下半部を挿通させ、メインキャリッジ２３の下部に保持したヘッドユニット２２をワークＷに臨ませる。メインキャリッジ２３は、後述するスライドベース１６２の両側部を介して、ブリッジプレート８２の上面に固定されている。また、ブリッジプレート８２の上面には、メインキャリッジ２３に隣接して機能液供給手段４のサブタンク２７３が設置されている。
【００５２】
Ｘ軸リニアモータ８３の駆動により、Ｘ軸リニアモータ８３およびＸ軸リニアガイド８５は、ブリッジプレート８２を両持ちでＸ軸方向に平行移動させる。そして、ブリッジプレート８２の移動に伴い、メインキャリッジ２３（ヘッドユニット２２）がＸ軸方向に移動する。この移動において、液滴吐出ヘッド２１の上記の副走査が行われる。
【００５３】
支柱ユニット８１は、石定盤１２上に設置した４本の支柱９１，９１，９１，９１と、Ｙ軸テーブル２５を跨ぐようにＸ軸方向に延在すると共にこれらの支柱９１の上部に両持ち支持された一対の梁９２，９２と、各梁９２から外側に張り出した一対の支持板９３，９３と、を有している。一方の梁９２上には、Ｘ軸リニアモータ８３およびＸ軸リニアスケール８４が支持され、他方の梁９２上には、Ｘ軸リニアガイド８５が支持されている。
【００５４】
左側（図８では手前側）の支持板９３上には、左部Ｘ軸ケーブルベア９５および流体用ケーブルベア９６が、それぞれ集塵用のカバーで覆われるようにして載置されている。なお、「ケーブルベア」は、登録商標である。同様に、右側（図８では奥側）の支持板９３上には、右部Ｘ軸ケーブルベア９７およびサブＸ軸ケーブルベア９８が、それぞれ集塵用のカバーで覆われるようにして載置されている。なお、Ｘ軸リニアモータ８３およびＸ軸リニアガイド８５も同様に、集塵用のカバーで覆われている。すなわち、これら可動部分で発生し得る塵埃を各カバーで集塵し、図外の排気チューブを介して装置外部に排出できるようになっている。
【００５５】
また、図中の符号１０６は、ブリッジプレート８２と同様に且つこれとは独立してＸ軸方向に移動可能なカメラ用ブリッジプレートであり、カメラ用ブリッジプレート１０６は、ワークＷのアライメントに用いられる認識カメラを搭載したカメラユニット１０７を支持している。
【００５６】
図１１は、ヘッドユニット２２の主要部を示した平面図である。同図に示すように、ヘッドユニット２２は、複数（１２個）の液滴吐出ヘッド２１と、複数の液滴吐出ヘッド２１を搭載するサブキャリッジ１２１と、サブキャリッジ１２１に各液滴吐出ヘッド２１を個々に取り付けるための複数（１２個）のヘッド保持部材１２２（図１２参照）と、を備えている。また、ヘッドユニット２２は、メインキャリッジ２３に対し着脱自在に保持されている（図１３参照）。
【００５７】
１２個の液滴吐出ヘッド２１は、６個ずつ２列に分けて主走査方向（Ｙ軸方向）に離間して配置されている。また、各液滴吐出ヘッド２１は、ワークＷに対して機能液滴の十分な塗布密度を確保するために所定角度傾けて配設されている。更に、一方の列と他方の列の各液滴吐出ヘッド２１は、副走査方向（Ｘ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各液滴吐出ヘッド２１のノズル１４６が連続（一部重複）するようになっている。なお、液滴吐出ヘッド２１を専用部品で構成するなどして、ワークＷに対して機能液の十分な塗布密度を確保できる場合は、液滴吐出ヘッド２１をあえて傾けてセットする必要はない。
【００５８】
サブキャリッジ１２１の一方の側方には、各液滴吐出ヘッド２１とサブタンク２７３とを配管接続するための配管ジョイント１２５と、ヘッドユニット２２をメインキャリッジ２３に着脱する際の手持ち用の一対のハンドル１２６，１２６と、が設けられている。配管ジョイント１２５には、１２個の液滴吐出ヘッド２１に対応して１２個のソケット１２７が取り付けられている。各ソケット１２７の一端には、各液滴吐出ヘッド２１（の接続針１３１）と接続した配管アダプタ１２９からのヘッド側配管部材（図示省略）が接続され、その他端には、サブタンク２７３からの装置側配管部材１２８が接続されている（図９参照）。
【００５９】
このような構成により、機能液は、機能液供給手段４のメインタンク２７１からサブタンク２７３に第１チューブ２７４を介して圧力供給されると共に、このサブタンク２７３で圧力的に縁切りされる。そして、サブタンク２７３の負圧制御ユニットにより圧力制御された機能液は、サブタンク２７３から分岐して各液滴吐出ヘッド２１に供給される。
【００６０】
液滴吐出ヘッド２１は、図１２に示すように、いわゆる２連のものであり、２連の接続針１３１を有する機能液導入部１３２と、機能液導入部１３２に連なる２連のヘッド基板１３３と、機能液導入部１３２の下方（同（ａ）では上方）に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体１３４と、を備えている。この種のインクジェット方式の液滴吐出ヘッド２１は、吐出駆動のためのエネルギー発生素子として圧電素子（ピエゾ素子）を用いたもの、あるいは電気熱変換体を用いたもので構成される。
【００６１】
各接続針１３１は、配管アダプタ１２９に接続した上記のヘッド側配管部材等を介してサブタンク２７３に接続されており、機能液導入部１３２は、各接続針１３１から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド本体１３４は、ノズル面１４１を有するノズルプレート１４２と、ノズルプレート１４２に連なる直方体形状の２連のポンプ部１４３と、で構成されている。
【００６２】
液滴吐出ヘッド２１は、ヘッド本体１３４がサブキャリッジ１２１の下面から突出しており、ヘッド本体１３４の下面、すなわちノズル面１４１には、２本のノズル列１４５が相互に平行に形成されている。各ノズル列１４５は、略主走査方向に延在しており、多数（例えば１８０個）のノズル１４６が等ピッチで並べられて構成されている。液滴吐出ヘッド２１は、ポンプ部１４３の作用によりノズル１４６から機能液滴をドット状に吐出する。なお、液滴吐出ヘッド２１におけるノズル数やノズル列数は任意である。
【００６３】
メインキャリッジ２３は、図１３および図１４に示すように、ヘッドユニット２２を着脱自在に搭載するキャリッジ本体１５１と、キャリッジ本体１５１を吊設するように保持したキャリッジテーブル１５２と、で構成されている。メインキャリッジ２３は、キャリッジ本体１５１を上記のブリッジプレート８２から下方に挿通させるようにして、キャリッジテーブル１５２の両側部分でブリッジプレート８２の上面に固定されている（図９参照）。
【００６４】
キャリッジテーブル１５２は、キャリッジ本体１５１の上部に連結されるヘッドΘ軸テーブル１５４と、ヘッドΘ軸テーブル１５４の上部に連結されるヘッドＺ軸テーブル１５５と、で構成されている。ヘッドＺ軸テーブル１５５（Ｚ軸移動手段）は、ヘッドΘ軸テーブル１５４およびキャリッジ本体１５１を介して液滴吐出ヘッド２１をＺ軸方向に微小移動させ、液滴吐出ヘッド２１のノズル面１４１とワークＷの表面との間のワークギャップを微調整するものである。
【００６５】
ヘッドＺ軸テーブル１５５は、図１５に示すように、ヘッドΘ軸テーブル１５４を下部に連結したＺ軸スライダ１６１と、Ｚ軸スライダ１６１をＺ軸方向にスライド自在に支持するスライドベース１６２と、スライドベース１６２とＺ軸スライダ１６１との間に介設されＺ軸スライダ１６１の移動を案内する４組のスライドガイド１６３，１６３，１６３，１６３と、スライドベース１６２の上面中央に固定したＺ軸モータ１６４と、Ｚ軸モータ１６４により正逆回転するボールねじ１６５と、ボールねじ１６５に螺合すると共にＺ軸スライダ１６１の正面に固定した雌ねじブロック１６６と、を有している。
【００６６】
スライドベース１６２は、一対の鉛直板１７１，１７１と、一対の鉛直板１７１の上端に掛け渡した連結板１７２とで、全体としてアーチ型に構成されている。各鉛直板１７１は、外側に直角に折り曲げた下端部でブリッジプレート８２の上面に固定されている。連結板１７２の上面中央にＺ軸モータ１６４が固定され、連結板１７２の下面側にＺ軸モータ１６４の主軸が位置している。そして、この主軸にカップリングを介してボールねじ１６５が、両鉛直板１７１間の中間位置に位置するように連結されている。
【００６７】
Ｚ軸スライダ１６１は、スライドベース１６２の内側に位置しており、雌ねじブロック１６６を正面側に固定した固定板部１８１と、各鉛直板１７１に対面する一対の側面板部１８２，１８２と、ヘッドΘ軸テーブル１５４に連結された連結板部１８３と、で一体に形成されている。
【００６８】
この場合、固定板部１８１における雌ねじブロック１６６の固定位置は、Ｚ軸スライダ１６１の略重心部に合致している。また、これに対応して、雌ねじブロック１６６を挟んで４箇所に分散してスライドガイド１６３が、側面板部１８２と鉛直板１７１との間に設けられている。すなわち、前後方向（Ｘ軸方向）に平行に並べた一対のスライドガイド１６３，１６３が、雌ねじブロック１６６の軸線に対し左右対称に（Ｙ軸方向に対称に）配置されている。
【００６９】
このように、Ｚ軸スライダ１６１の重量バランスを考慮して、雌ねじブロック１６６と４組のスライドガイド１６３とを有効に配置することで、Ｚ軸スライダ１６１のＸ・Ｙ平面内のずれを防止できる。すなわち、Ｚ軸スライダ１６１をＺ軸方向に姿勢精度良く適切に移動させることができる。これにより、液滴吐出ヘッド２１のノズル面１４１とワークＷの表面との平行度を適切に維持することができる。
【００７０】
各スライドガイド１６３は、側面板部１８２に固定されＺ軸方向に延在する単一のトラックレール１９１と、トラックレール１９１にスライド自在に案内されると共にＺ軸方向に並べた一対のスライダユニット１９２，１９２とからなり、各スライダユニット１９２が鉛直板１７１に固定されている。したがって、Ｚ軸スライダ１６１は、トラックレール１９１を両スライダユニット１９２に案内されながら、スライドベース１６２に対しＺ軸方向に移動する。なお、スライドガイド１６３は、リニアボールガイドなどの転がり案内の他、スライダユニットをエアースライダとする空気静圧案内で構成すればよい。
【００７１】
Ｚ軸モータ１６４は、正逆回転可能なＡＣサーボモータから構成されている。Ｚ軸モータ１６４が正逆回転すると、ボールねじ１６５および雌ねじブロック１６６により、Ｚ軸スライダ１６１が各スライドガイド１６３に案内されてＺ軸方向に進退する（上下動する）。このＺ軸スライダ１６１の上下動に伴い、ヘッドΘ軸テーブル１５４およびキャリッジ本体１５１を介して液滴吐出ヘッド２１を上下動して、ワークギャップが微調整される。
【００７２】
なお、図１３（ａ）に示すように、Ｚ軸スライダ１６１の固定板部１８１の背面側にはナット部１９５が固定され、ナット部１９５に螺合する雄ねじ１９６が連結板１７２に垂設するように設けられ、さらに、ナット部１９５の下側に位置する雄ねじ１９６の端部には、ナット部１９５に接触可能な度あたり１９７が設けられている。これにより、仮にＺ軸モータ１６４が暴走しても、度あたり１９７がナット部１９５に接触することで、Ｚ軸スライダ１６１がスライドベース１６２から抜け落ちないようになっている。なお、ナット部１９５、雄ねじ１９６および度あたり１９７は、ボールねじ１６５等と同様に、いずれもヘッドＺ軸テーブル１５５におけるＹ軸方向の中心位置に設けられている。
【００７３】
ヘッドΘ軸テーブル１５４は、図１３および図１４に示すように、Ｚ軸スライダ１６１の下面に固定された固定部２０１と、キャリッジ本体１５１の上部に固定された回転部２０２と、固定部２０１に対し回動自在に取り付けた回転部２０２をΘ軸方向に回動させるΘ軸モータ２０３と、を有している。Θ軸モータ２０３は、正逆回転可能なＡＣサーボモータから構成されており、ボールねじ系を主体とする動力伝達機構部２０４を介して、固定部２０１に対し回転部２０２を微小回動（微小回転）させる。この回転部２０２の微小回動により、キャリッジ本体１５１がその軸心を中心に回動する。
【００７４】
このように、ヘッドΘ軸テーブル１５４は、Ｚ軸スライダ１６１とキャリッジ本体１５１とを相互に連結すると共に、キャリッジ本体１５１を介してヘッドユニット２２をＸ・Ｙ平面内において正逆微小回転させる。これにより、ヘッドユニット２２の初期位置決め段階において、ヘッドユニット２２をΘ軸方向に位置補正（角度補正）できるようになっている。
【００７５】
図１６に示すように、ヘッドＺ軸テーブル１５５の可動部は集塵用のカバーに覆われ、上記のＸ軸リニアモータ８３等と同様に、発塵し得る粉塵のワークＷ等への付着が防止されている。また、ヘッドΘ軸テーブル１５４の動力伝達機構部２０４も、集塵用のカバーで覆われている。
【００７６】
キャリッジ本体１５１は、ヘッドユニット２２と共に請求項にいうキャリッジを構成するものである。キャリッジ本体１５１は、図１３および図１４に示すように、ヘッドユニット２２が着座するベースプレート２２１と、ベースプレート２２１を垂設するように支持するアーチ部材２２２と、ベースプレート２２１の一方の端部に突出するように設けた一対の仮置きアングル２２３，２２３と、ベースプレート２２１の他方の端部に設けたストッパプレート２２４と、ストッパプレート２２４の外側に設けた断面Ｌ字状のカメラカバー２２５と、カメラカバー２２５の外側でベースプレート２２１の端部に支持されたギャップ検査ユニット２２６と、を備えている。
【００７７】
アーチ部材２２２は、その上面中央にヘッドΘ軸テーブル１５４の回転部２０２を固定している。ベースプレート２２１は、ヘッドユニット２２を遊嵌するための方形開口を有すると共に、この方形開口を構成する開口縁部に、サブキャリッジ１２１の周縁部を介してヘッドユニット２２を位置決め固定する。
【００７８】
ヘッドユニット２２をキャリッジ本体１５１にセットする場合には、ヘッドユニット２２をその両ハンドル１２６により手持ちして運び込み、一旦、一対の仮置きアングル２２３上に載置する（仮置きする）。ここで、ヘッドユニット２２の配管ジョイント１２５に装置側配管部材１２８を接続するなど、各種配管・配線接続する。そして、両ハンドル１２６を再度把持し、両仮置きアングル２２３をガイドにしてヘッドユニット２２を先方に押し入れ、これをベースプレート２２１に位置決め固定するようにしている。そして、必要に応じて、ヘッドユニット２２は、ヘッドΘ軸テーブル１５４により回転補正される。
【００７９】
このようなヘッドユニット２２の運び込みを含む交換作業は、図１および図３における液滴吐出装置１の手前側から行われる。すなわち、Ｘ軸テーブル２４によりメインキャリッジ２３を機台１３側に移動させ、ワークＷから外れた機台１３の上方にてヘッドユニット２２が交換される。また、ワークギャップを検査する場合にも、ヘッドユニット２２はこの交換位置に移動する。
【００８０】
ギャップ検査ユニット２２６（ギャップ検出手段）は、図１３および図１７に示すように、主として、厚みの異なるワークＷを液滴吐出装置１に導入し、これに対応して上記のヘッドＺ軸テーブル１５５によりワークギャップの調整を行った後、ワークギャップが所定値以下のリミット状態になっているかどうかを検査するためのものである。ギャップ検査ユニット２２６により、液滴吐出ヘッド２１とワークＷ等との接触を未然に（描画動作前に）回避しようとするものである。
【００８１】
ギャップ検査ユニット２２６は、ワークＷ側の被検出部に対し接触可能に構成された接触ローラ２３１と、接触ローラ２３１を下端部に回転自在に支持するローラ保持部材２３２と、ローラ保持部材２３２をＺ軸方向にスライド自在にガイドする支柱２３３と、支柱２３３を立設したブラケット２３４と、ローラ保持部材２３２の上下中間部の側面に取り付けた金属体２３５と、金属体２３５に臨んで支柱２３３の側面に取り付けた磁気誘導型センサ２３６と、を有している。
【００８２】
ブラケット２３４は、略方形に形成され、立設した支柱２３３と反対側の端部をキャリッジ本体１５１のベースプレート２２１に固定されている。ブラケット２３４の固定位置は、メインキャリッジ２３の重量バランスを考慮して、キャリッジ本体１５１におけるＹ軸方向の中心位置となっている。磁気誘導型センサ２３６（ギャップ検出センサ）は、金属体２３５の移動を介してワークギャップが所定値以下になったリミット状態を検出する。
【００８３】
具体的には、接触ローラ２３１を介してローラ保持部材２３２がＺ軸方向に（上方向に）スライド移動すると、これと同方向に金属体２３５も移動する。金属体２３５が移動すると、磁気誘導型センサ２３６は、自身が発する磁力線の密度変化が起こり、これによりワークギャップのリミット状態を検出する。なお、金属体２３５は、磁気誘導型センサ２３６の検出感度が良好な例えば鉄（磁性体）で構成すればよい。もっとも、ギャップ検出センサをフォトインタラプタで構成し、金属体２３５をそのための遮光部材として構成してもよい。
【００８４】
ローラ保持部材２３２と支柱２３３との間には、ローラ保持部材２３２の背面側に固定した移動ガイド２４１と、支柱２３３に固定され、移動ガイド２４１を介してローラ保持部材２３２のスライド移動をガイドするガイドレール２４２と、が設けられている。また、ローラ保持部材２３２とブラケット２３４との間には、ローラ保持部材２３２を下方に付勢する引張りばね２４３が介設されている。引張りばね２４３の一端は、ブラケット２３４から水平に突出するように設けた掛止めピン２４４に掛け止めされ、他端は、ローラ保持部材２３２の側面に設けた掛止めピン２４５に掛け止めされている。
【００８５】
ローラ保持部材２３２の上端部には、支持プレート２４６の端部が固定されており、支持プレート２４６の中心部には、これを貫通するようにして六角穴付きの調整ねじ２４７が螺合している。そして、調整ねじ２４７の先端部を受けるストッパ２４８が、支柱２３３の上端面に設けられている。すなわち、調整ねじ２４７がストッパ２４８を受けとして、調整ねじ２４７、ローラ保持部材２３２および支持プレート２４６が、引張りばね２４３により一体に下方に付勢されている。
【００８６】
支持プレート２４６の調整ねじ２４７が螺合する部位は、雌ねじが形成されており、調整ねじ２４７をその軸方向に回すと、支持プレート２４６がＺ軸方向に上下動する。すなわち、調整ねじ２４７により、支持プレート２４６を介してローラ保持部材２３２に保持した接触ローラ２３１の高さレベルを微調整できるようになっている。
【００８７】
接触ローラ２３１は、ワークＷ側の被検出部に直接接触可能に構成されている。ギャップ検査ユニット２２６による検査動作は、ワークＷを搭載したワークテーブル２６をＹ軸方向に連続的に移動させ、接触ローラ２３１がワークＷ側の被検出部（例えばワークＷの表面）に接触するかどうかで行われる。このため、接触ローラ２３１は、検査動作を支障なく且つ迅速に行えるように、Ｙ軸方向に回転可能にローラ保持部材２３２に支持されている。
【００８８】
図１８は、接触ローラ２３１と液滴吐出ヘッド２１の高さレベルの関係を模式的に示した説明図である。同図に示すように、例えば、液滴吐出ヘッド２１のノズル面１４１とワークＷの表面との間のワークギャップは、０．３ｍｍ（所定値）に設定されている。この設定は、上記のヘッドＺ軸テーブル１５５を駆動することでなされる。一方、接触ローラ２３１とワークＷの表面との間のギャップは、ワークギャップの半分の０．１５ｍｍに設定されている。そしてこの設定は、調整ねじ２４７の送りリード（回転量）を調整することでなされる。
【００８９】
このように、ワークＷの表面からの高さレベルについて、ノズル面１４１に対し接触ローラ２３１を低く設定しているため、ワークギャップの検出動作において、接触ローラ２３１がノズル面１４１に先行してワークＷ側の被検出部に接触させることができる。そして、接触ローラ２３１の接触（被検出部への乗り上げ）により、接触ローラ２３１が引張りばね２４３に抗して上動すると、磁気誘導型センサ２３６によってワークギャップのリミット状態が検出される。リミット状態が検出されると、検査動作が停止、すなわちワークテーブル２６の移動が停止されるようになっている。
【００９０】
なお、ノズル面１４１と接触ローラ２３１とを同一の高さレベルに設定してもよいが、接触ローラ２３１や調整ねじ２４７などの取付け誤差を考慮すると、本実施形態のように、ノズル面１４１に対し接触ローラ２３１の高さレベルを低く設定することが好ましい。また、同図に示すように、ノズル面１４１とフラッシングボックス６１の表面とのギャップは２．０ｍｍに設定されているが、上述のように、昇降機構６３により、フラッシングボックス６１の上面とワークＷの表面とを略同一の高さレベルに設定することも可能である。
【００９１】
なお、図１７中の符号２５１は、空気圧シリンダであり、空気圧シリンダ２５１は、支柱２３３の背面側に固定されていると共に、そのピストンロッドが、支持プレート２４６の下面に取り付けた突当て部材２５２に当接可能に構成されている。
【００９２】
空気圧シリンダ２５１を駆動することで、ピストンロッドおよび突当て部材２５２を介して支持プレート２４６を上動させ、これに伴い接触ローラ２３１をノズル面１４１よりも高い位置に上昇させ、この上昇位置に接触ローラ２３１を維持可能となる。このような空気圧シリンダ２５１の駆動は、ワークギャップの検査終了後になされるものである。したがって、描画動作中における接触ローラ２３１は、ワークＷ側の被検出部から大きく退避することになる。
【００９３】
図１９は、ワークギャップの検出動作について説明するための説明図である。本実施形態で設定されるワークＷ側の被検出部は、ワークＷの表面の非描画エリア（例えば周縁部や後に切断される切断部分等などのワークＷにおける不要部分）と、一対のフラッシングボックス６１の表面とである。検出動作の準備段階では、メインキャリッジ２３をヘッドユニット２２の交換位置に移動させ、導入したワークＷの厚みに対応したワークギャップの調整がなされる。また、これに対応して、一対のフラッシングユニット４４の高さ調整がなされる。
【００９４】
一連の検出動作では、先ず、Ｘ軸テーブル２４を駆動し、メインキャリッジ２３を交換位置から僅かに架台１１側に移動させ、ワークテーブル２６のＸ軸方向における手前側の上方に位置するように、接触ローラ２３１を臨ませる。ここで、Ｙ軸テーブル２５を駆動して、ワークテーブル２６をＹ軸方向に移動させ、接触ローラ２３１がワークＷ側の被検出部に干渉（接触）するかどうかの検査を行う。非接触の場合には、接触ローラ２３１が一対のフラッシングユニット４４およびワークＷの表面の直上部を通過し、接触した場合には、Ｙ軸テーブル２５の駆動がインタロック（停止）される。
【００９５】
接触ローラ２３１が接触する原因として、例えば、液滴吐出装置１のティーチングオペレータ（図示省略）でのワークＷの種別データの入力ミスや、フラッシングユニット４４の高さ調整ミス等が考えられる。この場合には、ワークＷの種別データの再入力や、フラッシングユニット４４の再度の高さ調整などの措置を講じ、検出動作を再開するようにする。
【００９６】
ワークテーブル２６の手前側の検査終了後には、Ｘ軸テーブル２４を再駆動し、今度はワークテーブル２６のＸ軸方向における奥側の上方に接触ローラ２３１を臨ませる。そして同様に、Ｙ軸テーブル２５を駆動して、ワークテーブル２６をＹ軸方向に連続的に移動させて検査を行う。このように、Ｘ軸方向における前後で検査を行うことで、各フラッシングユニット４４のＸ軸方向に配設した二つのエアーシリンダ７４，７４を考慮した検査を適切に行うことができる。
【００９７】
制御装置５は、図２０に示すように、ＣＰＵを有して各手段の動作を制御する制御するためのものであり、液滴吐出装置１の制動動作を実行するための制御プログラムや制御データを記憶する記憶していると共に、各種制御処理を行うための作業領域を有している。そして、制御装置５は、上記した各手段・装置の要素と接続されて液滴吐出装置１全体を制御している。
【００９８】
例えば、ワークＷに対して描画動作を行う場合には、制御装置５は、複数の液滴吐出ヘッド２１の吐出駆動をそれぞれ制御すると共に、Ｘ・Ｙ軸移動機構２９によりワークＷおよびメインキャリッジ２３の相対的な移動動作を制御する。また、必要に応じてヘッドΘ軸テーブル１５４およびワークΘ軸テーブル４２を駆動し、ヘッドユニット２２およびワークＷのアライメントを行う。
【００９９】
さらに、制御装置５は、ワークＷの厚みに応じて、ヘッドＺ軸テーブル１５５を駆動しワークギャップを調整する。また、ギャップ検査ユニット２２６およびＸ・Ｙ軸移動機構２９の協働によりワークギャップの検査動作を行うと共に、リミット状態を検出した場合には、Ｘ・Ｙ軸移動機構２９の駆動をインタロックする移動制御手段として機能する。
【０１００】
なお、ワークギャップのリミット状態の検出は、本実施形態のようにＸ・Ｙ軸移動機構２９を駆動した場合に限られるものでない。例えば、ヘッドＺ軸テーブル１５５でワークギャップの調整中に、接触ローラ２３１がワークＷ側の被検出部に接触した場合には、ヘッドＺ軸テーブル１５５の駆動がインタロックされる。また、ヘッドＺ軸テーブル１５５によるワークギャップの調整とＸ・Ｙ軸移動機構２９による検査動作とを併行して行う場合には、両者の駆動がインタロックされる。
【０１０１】
ところで、本実施形態の液滴吐出装置１は、各種の材料からなる機能液を用いることで、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることができる。すなわち、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。もちろん、液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造にも適用することができる。また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。そして、これらの電気光学装置を備えた電子機器、例えばフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話を提供することができる。
【０１０２】
そこで、この液滴吐出装置１を用いた製造方法を、液晶表示装置の製造方法および有機ＥＬ装置の製造方法を例に説明し、他のデバイスについても簡単に説明する。
【０１０３】
図２１は、液晶表示装置の断面図である。同図に示すように、液晶表示装置４５０は、上下の偏光板４６２、４６７間に、カラーフィルタ４００と対向基板４６６とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物４６５を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ４００および対向基板４６６間には、配向膜４６１、４６４が構成され、対向基板４６６の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と画素電極４６３とがマトリクス状に形成されている。
【０１０４】
カラーフィルタ４００は、マトリクス状に並んだ画素（フィルタエレメント）を備え、画素と画素の境目は、バンク４１３により区切られている。画素の１つ１つには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかのフィルタ材料（機能液）が導入されている。すなわち、カラーフィルタ４００は、透光性の基板４１１（ワークＷ）と、遮光性のバンク４１３とを備えている。バンク４１３が形成されていない（除去された）部分は上記画素を構成し、この画素に導入された各色のフィルタ材料は着色層４２１を構成する。バンク４１３及び着色層４２１の上面には、オーバーコート層４２２及び電極層４２３が形成されている。
【０１０５】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、バンク４１３で区切られて形成された画素内に、液滴吐出ヘッド２１により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の機能液を着色層形成領域毎に選択的に吐出している。そして、塗布した機能液を乾燥させることにより、成膜部となる着色層４２１を得るようにしている。また、液滴吐出装置１では、液滴吐出ヘッド２１により、オーバーコート層４２２など各種の成膜部を形成している。もちろん、ヘッドＺ軸テーブル１５５により、基板４１１の厚みに対応したワークギャップに調整されている。
【０１０６】
同様に、図２２を参照して、有機ＥＬ装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機ＥＬ装置５００は、ガラス基板５０１（ワークＷ）上に回路素子部５０２が積層され、回路素子部５０２上に主体を為す有機ＥＬ素子５０４が積層されている。また有機ＥＬ素子５０４の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板５０５が形成されている。
【０１０７】
有機ＥＬ素子５０４には、無機物バンク層５１２ａおよびこれに重ねた有機物バンク層５１２ｂによりバンク５１２が形成され、このバンク５１２により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極５１１、Ｒ・Ｇ・Ｂいずれかの発光層５１０ｂおよび正孔注入／輸送層５１０ａが積層され、且つ全体がＣａやＡｌ等の薄膜を複数層に亘って積層した対向電極５０３で覆われている。
【０１０８】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層５１０ｂおよび正孔注入／輸送層５１０ａの成膜部を形成するようにしている。また、液滴吐出装置１では、正孔注入／輸送層５１０ａを形成した後に、液滴吐出ヘッド２１に導入する機能液としてＣａやＡｌ等の液体金属材料を用いて、対向電極５０３を形成する等している。もちろん、ヘッドＺ軸テーブル１５５により、基板５０１の厚みに対応したワークギャップに調整されている。
【０１０９】
そして、以下に示すデバイスの製造方法において、ヘッドＺ軸テーブル１５５により、ワークＷ（基板）の厚みに対応したワークギャップに調整されている。
【０１１０】
すなわち、ＰＤＰ装置の製造方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１にＲ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、背面基板（ワークＷ）上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。
【０１１１】
電気泳動表示装置の製造方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１に各色の泳動体材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、泳動体材料を選択的に吐出して、電極（ワークＷ）上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。なお、帯電粒子と染料とからなる泳動体は、マイクロカプセルに封入されていることが好ましい。
【０１１２】
金属配線形成方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１に液状金属材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、液状金属材料を選択的に吐出して、基板（ワークＷ）上に金属配線を形成する。例えば、上記の液晶表示装置におけるドライバと各電極とを接続する金属配線や、上記有機ＥＬ装置におけるＴＦＴ等と各電極とを接続する金属配線に適用してこれらのデバイスを製造することができる。また、この種のフラットパネルディスプレイの他、一般的な半導体製造技術に適用できることは言うまでもない。
【０１１３】
レンズの形成方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１にレンズ材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、レンズ材料を選択的に吐出して、透明基板（ワークＷ）上に多数のマイクロレンズを形成する。例えば、上記ＦＥＤ装置におけるビーム収束用のデバイスを製造する場合に適用可能である。また、各種光デバイスの製造技術にも適用可能である。
【０１１４】
レンズの製造方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１に透光性のコーティング材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、コーティング材料を選択的に吐出して、レンズの表面にコーティング膜を形成する。
【０１１５】
レジスト形成方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１にレジスト材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、レジスト材料を選択的に吐出して、基板（ワークＷ）上に任意形状のフォトレジストを形成する。例えば、上記の各種表示装置におけるバンクの形成はもとより、半導体製造技術の主体をなすフォトリソグラフィー法において、フォトレジストの塗布に広く適用可能である。
【０１１６】
光拡散体形成方法では、複数の液滴吐出ヘッド２１に光拡散材料を導入し、複数の液滴吐出ヘッド２１を主走査および副走査し、光拡散材料を選択的に吐出して、基板（ワークＷ）上に多数の光拡散体を形成する。この場合も、各種光デバイスに適用可能であることはいうまでもない。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の液滴吐出装置によれば、各種ワークの厚みに対応してワークギャップをＺ軸移動手段により自動調整できることに加え、仮に、ワークギャップが所定値以下のリミット状態となった場合でも、これをギャップ検出手段により検出してＺ軸移動手段および／またはＸ・Ｙ軸移動手段の駆動をインタロックするようにしているため、液滴吐出ヘッドとワークとの接触が未然に回避され、液滴吐出ヘッドおよびワークの損傷を有効に防止することができる。
【０１１８】
本発明の電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器によれば、ワークギャップが適切に管理された液滴吐出装置を用いての成膜処理であるため、高品質で信頼性の高い各種の電気光学装置、電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。
【図３】実施形態に係る液滴吐出装置の左側面図である。
【図４】実施形態に係る液滴吐出装置の描画動作を模式的に示す説明図である。
【図５】実施形態に係るＹ軸テーブルおよびワークテーブルを示す平面図である。
【図６】実施形態に係るＹ軸テーブルおよびワークテーブルを示す正面図である。
【図７】実施形態に係るワークテーブルを示す側面図である。
【図８】実施形態に係るＸ軸テーブルおよびメインキャリッジを示す外観斜視図である。
【図９】実施形態に係るＸ軸テーブルおよびメインキャリッジを示す正面図である。
【図１０】実施形態に係るＸ軸テーブルおよびメインキャリッジの要部を示す平面図である。
【図１１】実施形態に係るヘッドユニットの主要部を示す平面図である。
【図１２】（ａ）実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）液滴吐出ヘッドの要部の断面図である。
【図１３】実施形態に係るメインキャリッジを示す斜視図である。
【図１４】実施形態に係るメインキャリッジを示す分解斜視図である。
【図１５】実施形態に係るキャリッジテーブルを示す図であり、（ａ）分解斜視図、（ｂ）組立て図である。
【図１６】図１３に示すメインキャリッジに集塵カバーを取り付けた状態を示す分解斜視図である。
【図１７】実施形態に係るギャップ検査ユニットを示す図であり、（ａ）斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）右側面図である。
【図１８】実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル面と、ギャップ検査ユニットの接触ローラと、高さレベルの関係を模式的に示す説明図である。
【図１９】実施形態に係るギャップ検査ユニットによる検出動作を示す説明図である。
【図２０】実施形態に係る液滴吐出装置の主要部のブロック図である。
【図２１】実施形態の液滴吐出装置で製造する液晶表示装置の断面図である。
【図２２】実施形態の液滴吐出装置で製造する有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 液滴吐出装置
２ 吐出手段
５ 制御装置（移動制御手段）
２１ 液滴吐出ヘッド
２２ ヘッドユニット
２３ メインキャリッジ
２４ Ｘ軸テーブル
２５ Ｙ軸テーブル
２６ ワークテーブル
２９ Ｘ・Ｙ軸移動機構（Ｘ・Ｙ軸移動手段）
４４ フラッシングユニット
１４１ ノズル面
１５１ キャリッジ本体
１５５ ヘッドＺ軸テーブル
１６１ Ｚ軸スライダ
１６２ スライドベース
１６３ スライドガイド
１６４ Ｚ軸モータ
１６５ ボールねじ
１６６ 雌ねじブロック（雌ねじ部）
２２６ ギャップ検査ユニット（ギャップ検出手段）
２３１ 接触ローラ（接触子）
２３６ 磁気誘導型センサ（ギャップ検出センサ）
４５０ 液晶表示装置
５００ 有機ＥＬ装置
Ｗ ワーク（基板）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge device that discharges a functional liquid by moving a droplet discharge head relative to a work in X and Y axis directions, a method of manufacturing an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic apparatus. is there.
[0002]
[Prior art]
In a conventional droplet discharge device that forms a filter element of a color filter by applying an ink jet method, a substrate (work) of a color filter is placed in a Z direction facing a droplet discharge head that discharges a filter material (functional liquid). It is mounted on an XY stage via a stage (for example, see Patent Document 1). At the time of assembling the droplet discharge device, the gap between the workpiece and the droplet discharge head, that is, the work gap is measured by a sensor, and fine adjustment is performed by the Z stage so that the work gap becomes a predetermined value. .
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-49920 (page 4, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the droplet discharge device, various electro-optical devices such as an organic EL device can be manufactured by using, for example, a luminescent material as a functional liquid. However, the thickness of a work usually varies depending on an object to be manufactured. is there.
The conventional simple Z stage does not detect the limit state of the work gap and does not take into account works of different thicknesses. A jig (spacer) dedicated to the work is installed in the apparatus, and it is necessary to adjust the work gap by abutting the droplet discharge head against the jig. At that time, if the operation is forgotten or the jig is used incorrectly, the droplet discharge head may come into contact with the work and damage the droplet discharge head and the work.
In addition, the XY stage in the conventional droplet discharge device has a Z stage designed to have high rigidity in consideration of the weight of the work, so that the weight increases and the controllability deteriorates.
[0005]
The present invention provides a droplet discharge apparatus, a method of manufacturing an electro-optical device, a method of manufacturing an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic device, which can effectively prevent damage to a droplet discharge head and a work and can appropriately cope with various works having different thicknesses. Its purpose is to provide equipment.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The droplet discharge device according to the present invention includes an X / Y axis moving unit that relatively moves a droplet discharge head relative to a workpiece in an X / Y axis direction via a carriage on which the head is mounted, and a liquid through the carriage. A Z-axis moving means for moving the droplet discharge head in the Z-axis direction and finely adjusting the work gap between the surface of the workpiece and the nozzle surface of the droplet discharge head; Gap detecting means for detecting a limit state that has become equal to or less than a predetermined value, and movement control means for interlocking the driving of the Z-axis moving means and / or the XY-axis moving means when the gap detecting means detects the limit state. And characterized in that:
[0007]
According to this configuration, for example, when a work having a different thickness is newly introduced, the work gap can be automatically finely adjusted via the carriage by the Z-axis moving means. Therefore, the thickness can be reduced without using a jig dedicated to the work. For example, a work gap corresponding to the type of work can be appropriately set. At this time, when the work gap is in the limit state, the drive of the Z-axis moving unit and / or the X / Y-axis moving unit is interlocked in response to the detection result of the gap detecting unit. Contact between the ejection head and the workpiece or the like can be avoided beforehand. Further, as a result of the relation between the work and the Z-axis moving means being independent, it is not necessary to design the Z-axis moving means in consideration of the weight of the work, and the controllability of the X / Y-axis moving means is improved.
[0008]
In this case, it is preferable that the gap detecting means is attached to the carriage.
[0009]
According to this configuration, the gap detecting means and the droplet discharge head move the same amount of movement in the Z-axis direction by the Z-axis moving means. The state can be accurately detected. This detection can be performed by moving the carriage.
[0010]
In this case, it is preferable that the gap detection unit detects the limit state by directly contacting the detected portion on the work side.
[0011]
According to this configuration, since the limit state can be detected by physical / mechanical contact with the detected portion on the work side, the reliability of detection can be improved.
[0012]
In this case, the gap detecting means is configured to be capable of contacting the detected part on the work side and to be slidable in the Z-axis direction, and to limit the contact state by moving the contact in the Z-axis direction. It is preferable that the contact has a height from the surface of the workpiece lower than the nozzle surface.
[0013]
According to this configuration, due to the relationship between the height of the contact and the nozzle surface with respect to the detected portion, the contact comes into contact with the detected portion prior to the nozzle surface, and the contact moves in the Z-axis direction. The gap detection sensor detects the limit state via the movement. Thereby, damage to the nozzle surface can be reliably prevented.
[0014]
In these cases, it is preferable that the detected portion on the work side is provided in a non-drawing area on the surface of the work.
[0015]
According to this configuration, the limit state can be detected by directly and effectively using the work.
[0016]
Similarly, the work table on which the work is mounted incorporates a flushing unit configured to receive the discharge of the functional liquid by the droplet discharge head and to be minutely movable in the Z-axis direction. , Is preferably provided on the surface of the flushing unit.
[0017]
According to this configuration, it is possible to detect the limit state using a flushing unit generally required for a droplet discharge head. The positional relationship between the droplet discharge head and the flushing unit in the Z-axis direction also changes due to adjustment of the work gap. The discharged (flushing) functional liquid can be appropriately received by the flushing unit without scattering to the outside.
[0018]
In these cases, the detection by the gap detecting means is continuously performed by moving the droplet discharge head relative to the workpiece by the X / Y axis moving means. It is preferable that it is constituted by a roller rotatable in the relative movement direction of.
[0019]
According to this configuration, even if the droplet discharge head is relatively moved via the carriage in the detection operation, the contact is a roller that rotates in the moving direction, so that damage to the contact itself can be prevented. As a result, the detection operation can be performed at a relatively high speed.
[0020]
In these cases, the Z-axis moving means has a slider connected to the carriage, and a slide base supporting the slider slidably in the Z-axis direction, and the slide base is fixed to the XY-axis moving means. Is preferred.
[0021]
According to this configuration, the slide base is fixed to the XY-axis moving means, and the slider (slidably supported by the XY-axis moving means) moves in the Z-axis direction, so that the carriage (droplet discharge) connected thereto is moved. The head and the gap detecting means) move in the Z-axis direction to adjust the work gap.
[0022]
In this case, the Z-axis moving means is provided between the slide base and the slider, an actuator fixed to the slide base, a feed screw rotated forward and backward by the actuator, a female screw portion screwed to the feed screw. A slide guide for guiding the movement of the slider, wherein the female screw portion is provided substantially at the center of gravity of the slider, and the slide guides are provided at four locations with the female screw portion interposed therebetween. ,preferable.
[0023]
According to this configuration, when the feed screw is rotated forward and backward by the actuator, the slider advances and retreats in the Z-axis direction via the female screw portion. However, the female screw portion is provided at the approximate center of gravity of the slider and is formed at four positions with the female screw portion interposed therebetween. Since the slide guides are provided separately, the slider can be appropriately moved along the Z-axis direction. That is, by effectively arranging the four slide guides with respect to the female screw portion, it is possible to appropriately prevent yawing of the droplet discharge head when adjusting the work gap, and to appropriately adjust the parallelism between the nozzle surface and the work surface. Can be maintained. Further, the actuator can be fixed by effectively utilizing the slide base.
[0024]
In these cases, the carriage includes a carriage main body connected to the slider, and a head unit detachably mounted on the carriage main body. The carriage main body is provided with a gap detection unit, and the head unit has a droplet discharge unit. It is preferable that a plurality of heads are assembled.
[0025]
According to this configuration, the head unit can be moved in the Z-axis direction by the movement of the slider, so that a plurality of droplet discharge heads can be simultaneously used for adjusting the work gap. Further, the droplet discharge head can be exchanged for each head unit in accordance with the type of the work.
In addition, if a slider and a carriage main body are connected to each other and a Θ-axis moving unit for rotating the droplet discharge head in the 方向 -axis direction via the carriage main body is provided, for example, In the initial positioning stage, angle correction in the XY plane can be performed.
[0026]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention, the droplet discharge head is relatively moved with respect to a substrate serving as a work by an X / Y-axis moving unit, using the droplet discharge device according to the present invention. A functional liquid is discharged from a discharge head to form a film formation portion on a substrate.
The electro-optical device of the present invention uses the above-described droplet discharge device of the present invention, and relatively moves the droplet discharge head with respect to a substrate serving as a work by an X / Y-axis moving unit. It is characterized in that a film formation part formed by the discharged functional liquid is provided on a substrate.
[0027]
According to this configuration, since the film forming process is performed using the above-described droplet discharge device, the throughput of the electro-optical device can be improved regardless of the thickness of the substrate. In addition, as the electro-optical device (device), a liquid crystal display device, an organic EL (Electro-Luminescence) device, an electron-emitting device, a PDP (Plasma Display Panel) device, an electrophoretic display device, and the like can be considered. The electron emission device is a concept including a so-called FED (Field Emission Display) device. Further, examples of the electro-optical device include devices including metal wiring formation, lens formation, resist formation, light diffuser formation, and the like.
[0028]
An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the present invention.
[0029]
According to this configuration, it is possible to provide an electronic apparatus equipped with a high-performance electro-optical device. In this case, as the electronic device, various electric products other than a mobile phone and a personal computer equipped with a so-called flat panel display correspond thereto.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a droplet discharge device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The droplet discharge device is incorporated in a production line of a flat panel display such as an organic EL device or a liquid crystal display device, and a functional liquid such as a luminescent material is discharged from a droplet discharge head to a substrate (work) by an inkjet method. Drawing is performed by selectively discharging droplets to form a desired film-forming portion on the substrate. The work gap between the substrate and the droplet discharge head can be adjusted so as to appropriately cope with substrates having different thicknesses depending on the object to be manufactured.
[0031]
As shown in FIGS. 1 to 3, the droplet discharge device 1 has a droplet discharge head 21 shown in FIG. 12 and discharge means 2 which discharges a functional liquid, and maintenance which performs maintenance processing of the droplet discharge head 21. The system includes a unit 3, a functional liquid supply unit 4 for supplying a functional liquid to the droplet discharge head 21, and a control unit 5 (see FIG. 20) for controlling these units and devices. In addition, the droplet discharge device 1 includes a gantry 11 installed on the floor, a stone surface plate 12 installed on the gantry 11, a machine 13 attached to the gantry 11, and a side of the machine 13. And a rack 14 attached thereto.
[0032]
The discharge means 2 is widely disposed on the stone surface plate 12, and a work W (substrate, see FIG. 4) serving as a droplet target is provided below the droplet discharge head 21 corresponding to the upper part. Is set. The work W is composed of, for example, a glass substrate or a polyimide substrate. On the other hand, a moving table 16 supported slidably in the longitudinal direction (Y-axis direction) is installed on the machine base 13, and various units of the maintenance means 3 are mounted on the moving table 16 in a distributed manner. The common base 17 to be placed is fixed. The rack 14 contains tanks such as the main tank 271 of the functional liquid supply unit 4.
[0033]
The ejection unit 2 supports the head unit 22 (see FIG. 11) having a plurality of droplet ejection heads 21, a main carriage 23 (see FIG. 13) holding the head unit 22, and both ends of the main carriage 23. X-axis table 24 provided as described above, a Y-axis table 25 orthogonal to and below the X-axis table 24, and a work table 26 provided on the Y-axis table 25 for mounting a work W. I have. The X-axis table 24 and the Y-axis table 25 are fixed on the stone surface plate 12.
[0034]
The X-axis table 24 mounts the main carriage 23 movably in the X-axis direction, and moves the head unit 22 in the X-axis direction via the main carriage 23. The Y-axis table 25 mounts a work table 26 so as to be movable in the Y-axis direction, and moves the work W in the Y-axis direction via the work table 26. That is, the ejection unit 2 moves the droplet ejection head 21 relative to the work W in the X / Y axis direction with respect to the workpiece W via the main carriage 23 by the XY axis moving mechanism 29 including the X axis table 24 and the Y axis table 25. By moving, the functional liquid is discharged onto the work W to perform drawing.
[0035]
Specifically, as shown in FIG. 4, the droplet discharge head 21 is driven to discharge in synchronization with the movement of the work W by the Y-axis table 25. The so-called main scanning of the droplet discharge head 21 The reciprocating operation of the work W in the Y-axis direction by the axis table 25 is performed. Correspondingly, the so-called sub-scanning is performed by a reciprocating operation, which is a pitch feeding operation of the droplet discharge head 21 by the X-axis table 24 in the X-axis direction.
[0036]
In the present embodiment, the workpiece W is moved in the main scanning direction with respect to the droplet discharge head 21, but a configuration in which the droplet discharge head 21 is moved in the main scanning direction may be employed. Alternatively, the work W may be fixed and the droplet discharge head 21 may be moved in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It may be configured to move in the sub-scanning direction.
[0037]
Next, each constituent device of the ejection unit 2 will be described in the order of the Y-axis table 25, the work table 26, the X-axis table 24, the head unit 22, and the main carriage 23.
[0038]
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the Y-axis table 25 has a pair of Y-axis air sliders 31 fixed to a lower portion of the work table 26, and slides each Y-axis air slider 31 in the Y-axis direction. A pair of Y-axis guide rails 32, 32 that guide freely, and a pair of Y-axis linear motors 33, which are provided alongside the respective Y-axis guide rails 32 and move the work W in the Y-axis direction via the work table 26. 33, and a position detection unit 34 for detecting the position of the work table 26 in the Y-axis direction with a laser.
[0039]
The pair of Y-axis guide rails 32 and the pair of Y-axis linear motors 33 are directly supported on the stone platen 12 in parallel with each other, and the position detection unit 34 is installed at the tip of the stone platen 12 in the Y-axis direction. Have been. The position detection unit 34 detects the position of the work table 26 in the Y-axis direction by inputting laser light to a corner cube (not shown) provided on the work table 26 and receiving light reflected from the corner cube. .
[0040]
By driving the Y-axis linear motor 33, the work table 26 reciprocates in the Y-axis direction with the Y-axis air slider 31 being guided by the Y-axis guide rail 32. Further, based on the position of the work table 26 appropriately detected by the position detection unit 34, the function discharge operation of the droplet discharge head 21 is performed, and drawing on the work W on the work table 26 is performed. Reference numeral 36 in FIG. 5 is a pair of band-shaped covering sheets stretched so as to cover each Y-axis guide rail 32 from above, and is formed on the upper surface of a support 41 of the work table 26 which will be described later. Both ends are supported by passing through the concave groove. Each covering sheet 36 prevents the functional liquid from adhering to the Y-axis guide rail 32 and the like.
[0041]
As shown in FIGS. 5 to 7, the work table 26 includes a support 41 having a pair of Y-axis air sliders 31 fixed to a lower portion, a work-axis table 42 mounted on the support 41, and a work-axis table 42. A suction table 43 supported on 42 is provided. Further, on the support 41, a pair of flushing units 44, 44 are provided so as to sandwich the work / axis table 42.
[0042]
The suction table 43 has a plurality of mounting blocks 47, each of which has an air suction hole 46 formed on the upper surface and is arranged and arranged. The work W is sucked on the plurality of mounting blocks 47 by air. Set by suction. That is, the suction table 43 sucks the set work W by air suction so as to maintain the flatness.
[0043]
The work Θ axis table 42 includes a rotating part 51 fixed to the lower part of the suction table 43, a fixed part 52 fixed to the upper surface of the support 41 by escaping the pair of concave grooves of the support 41, a ball screw and the like. And an actuator (not shown) for rotating the rotating part 51 in the Θ-axis direction with respect to the fixed part 52. The work W axis table 42 can perform position correction (angle correction) of the work W on the suction table 43 in the Θ axis direction. The work table 26 moves the work W on the suction table 43 together with the two flushing units 44 in the Y-axis direction via the support 41 and the work Θ-axis table 42 by driving the Y-axis table 25.
[0044]
Each of the flushing units 44 is for receiving flushing of the plurality of droplet discharge heads 21 (discard discharge of functional droplets from all nozzles), and is mainly used for flushing of the droplet discharge head 21 during main scanning. Is done. The flushing unit 44 has a flushing box 61 formed in a substantially elongated shape, a functional liquid absorbing material 62 laid in the flushing box 61, and an elevating mechanism 63 for moving the flushing box 61 up and down in the Z-axis direction. I have.
[0045]
The elevating mechanism 63 includes a pair of brackets 71, 71 fixed in the X-axis direction, which are fixed to the support body 41 so as to protrude outside the support body 41, and a pair of support legs supported movably in the Z-axis direction by each bracket 71. 72, 72, a support frame 73 fixed to each support leg 72 and supporting the lower part of the flushing box 61, and a pair of air cylinders 74, 74 each having a piston rod connected to each support leg 72. I have. The flushing box 61 is moved up and down by a pair of air cylinders 74 via a pair of support legs 72 and a support frame 73.
[0046]
For example, as shown in FIG. 7A, the height level of the upper end of the flushing box 61 at the lowered position can be set lower than that of the upper surface of the mounting block 47 of the work table 26. In this state, when the work W is carried in / out (exchanged) to / from the work table 26, interference between the work W and the flushing box 61 can be effectively prevented. The four air cylinders 74 are driven in synchronization, and the two flushing boxes 61 are moved up and down in synchronization.
[0047]
Further, as shown in FIG. 7B, the height level of the upper end of the flushing box 61 at the raised position can be set higher than that of the upper surface of the mounting block 47. In this state, the height level of the upper end of the flushing box 61 and the height level of the surface of the work W are set to be equal to or less than that between the droplet discharge head 21 and the flushing box 61. Can be adjusted.
[0048]
That is, since the work W introduced into the droplet discharge device 1 of the present embodiment has a different thickness in accordance with the type, the droplet discharge head is controlled by the head Z-axis table 155 described later according to the thickness of the work W. While the height level of the liquid crystal head 21 is adjusted, the height level relationship between the droplet discharge head 21 and the flushing unit 44 fluctuates due to the adjustment of the work gap. The height level of the unit 44 can be adjusted. Thereby, regardless of the thickness of the work W, the functional droplets discharged by the flushing of the droplet discharge head 21 can be appropriately received in the flushing box 61 without scattering to the outside.
[0049]
The functional liquid received in the flushing box 61 is impregnated in the functional liquid absorbing material 62, and is stored in a waste liquid tank 272 (see FIG. 3) housed in the rack 14 via a drainage tube (not shown) communicating with the functional liquid absorbent 62. It has become so. Although the details will be described later, the upper surface (front surface) of the flushing box 61 is used as an object to be detected on the work W side, and is subjected to inspection after adjusting the work gap. The gap between the upper surface of the flushing box 61 and the nozzle surface 141 of the droplet discharge head 21 is set to about 2.0 mm (see FIG. 18).
[0050]
As shown in FIGS. 8 to 10, the X-axis table 24 is supported over the Y-axis table 25 via a column unit 81 so as to straddle the Y-axis table 25. 82, an X-axis linear motor 83 with a linear guide for moving the bridge plate 82 in the X-axis direction and guiding the movement, an X-axis linear scale 84 provided in parallel with the X-axis linear motor 83, and an X-axis linear An X-axis linear guide 85 that is provided in parallel with the motor 83 and guides the movement of the bridge plate 82.
[0051]
The bridge plate 82 allows the lower half of the main carriage 23 to pass through an opening formed at an intermediate position thereof, and allows the head unit 22 held below the main carriage 23 to face the work W. The main carriage 23 is fixed to the upper surface of the bridge plate 82 via both sides of a slide base 162 described later. In addition, on the upper surface of the bridge plate 82, a sub tank 273 of the functional liquid supply unit 4 is installed adjacent to the main carriage 23.
[0052]
When the X-axis linear motor 83 is driven, the X-axis linear motor 83 and the X-axis linear guide 85 move the bridge plate 82 in both directions in parallel in the X-axis direction. Then, with the movement of the bridge plate 82, the main carriage 23 (head unit 22) moves in the X-axis direction. In this movement, the above-described sub-scan of the droplet discharge head 21 is performed.
[0053]
The strut unit 81 extends in the X-axis direction so as to straddle the Y-axis table 25 and the four struts 91, 91, 91, 91 installed on the stone platen 12. It has a pair of beams 92, 92 supported and supported, and a pair of support plates 93, 93 projecting outward from each beam 92. An X-axis linear motor 83 and an X-axis linear scale 84 are supported on one beam 92, and an X-axis linear guide 85 is supported on the other beam 92.
[0054]
On the left (front side in FIG. 8) support plate 93, a left X-axis cable bear 95 and a fluid cable bear 96 are placed so as to be covered with a dust collecting cover. “Cable Bear” is a registered trademark. Similarly, a right X-axis cable bearer 97 and a sub-X-axis cable bearer 98 are mounted on the right (rear side in FIG. 8) support plate 93 so as to be covered with a dust collection cover. ing. The X-axis linear motor 83 and the X-axis linear guide 85 are also covered with a dust collection cover. That is, dust generated in these movable parts is collected by each cover, and can be discharged to the outside of the apparatus via an exhaust tube (not shown).
[0055]
Reference numeral 106 in the figure denotes a camera bridge plate that can move in the X-axis direction similarly to and independently of the bridge plate 82. The camera bridge plate 106 is used for alignment of the workpiece W. The camera unit 107 supporting the recognition camera is supported.
[0056]
FIG. 11 is a plan view showing a main part of the head unit 22. As shown in the figure, the head unit 22 includes a plurality of (twelve) droplet discharge heads 21, a sub-carriage 121 on which the plurality of droplet discharge heads 21 are mounted, and each of the droplet discharge heads 21 on the sub-carriage 121. And a plurality of (twelve) head holding members 122 (see FIG. 12) for individually attaching the. The head unit 22 is detachably held by the main carriage 23 (see FIG. 13).
[0057]
The twelve droplet ejection heads 21 are divided into two rows of six and are separated from each other in the main scanning direction (Y-axis direction). Each of the droplet discharge heads 21 is disposed at a predetermined angle to secure a sufficient application density of the functional droplets to the work W. Further, each of the droplet discharge heads 21 in one row and the other row are disposed so as to be displaced from each other in the sub-scanning direction (X-axis direction). The nozzles 146 are continuous (partially overlap). When a sufficient application density of the functional liquid can be ensured on the work W, for example, by configuring the droplet discharge head 21 with a dedicated component, it is not necessary to intentionally set the droplet discharge head 21 to be inclined.
[0058]
On one side of the sub-carriage 121, a pipe joint 125 for connecting each of the droplet discharge heads 21 and the sub-tank 273 with a pipe, and a pair of hand-held handles for attaching and detaching the head unit 22 to and from the main carriage 23. 126, 126 are provided. Twelve sockets 127 are attached to the pipe joint 125 in correspondence with the twelve droplet discharge heads 21. One end of each socket 127 is connected to a head side piping member (not shown) from a piping adapter 129 connected to (the connection needle 131 of) each droplet discharge head 21, and the other end is a device from a sub tank 273. The side piping member 128 is connected (see FIG. 9).
[0059]
With such a configuration, the functional liquid is pressure-supplied from the main tank 271 of the functional liquid supply unit 4 to the sub-tank 273 via the first tube 274, and is pressure-cut off by the sub-tank 273. Then, the functional liquid pressure-controlled by the negative pressure control unit of the sub-tank 273 branches off from the sub-tank 273 and is supplied to each droplet discharge head 21.
[0060]
As shown in FIG. 12, the droplet discharge head 21 is of a so-called two-unit type, and includes a functional liquid introducing unit 132 having two connecting needles 131 and two head substrates 133 connected to the functional liquid introducing unit 132. And a head body 134 connected below the functional liquid introducing section 132 (in the upper part of FIG. 2A) and having a head internal flow path filled with the functional liquid therein. This type of ink jet type droplet discharge head 21 is configured by using a piezoelectric element (piezo element) as an energy generating element for discharging drive, or using an electrothermal converter.
[0061]
Each connection needle 131 is connected to the sub-tank 273 via the above-described head-side piping member or the like connected to the pipe adapter 129, and the functional liquid introduction unit 132 receives the supply of the functional liquid from each connection needle 131. Has become. The head main body 134 includes a nozzle plate 142 having a nozzle surface 141 and two rectangular parallelepiped pump units 143 connected to the nozzle plate 142.
[0062]
In the droplet discharge head 21, a head body 134 protrudes from the lower surface of the sub-carriage 121, and two nozzle rows 145 are formed in parallel with each other on the lower surface of the head body 134, that is, the nozzle surface 141. Each nozzle row 145 extends substantially in the main scanning direction, and is configured by arranging a large number (for example, 180) of nozzles 146 at an equal pitch. The droplet discharge head 21 discharges functional droplets in the form of dots from the nozzle 146 by the action of the pump unit 143. The number of nozzles and the number of nozzle rows in the droplet discharge head 21 are arbitrary.
[0063]
As shown in FIGS. 13 and 14, the main carriage 23 includes a carriage main body 151 on which the head unit 22 is detachably mounted, and a carriage table 152 holding the carriage main body 151 so as to be suspended. . The main carriage 23 is fixed to the upper surface of the bridge plate 82 on both sides of the carriage table 152 such that the carriage body 151 is inserted downward from the bridge plate 82 (see FIG. 9).
[0064]
The carriage table 152 includes a head Θ-axis table 154 connected to an upper part of the carriage main body 151 and a head Z-axis table 155 connected to an upper part of the head Θ-axis table 154. The head Z-axis table 155 (Z-axis moving means) minutely moves the droplet discharge head 21 in the Z-axis direction via the head Θ-axis table 154 and the carriage body 151, and moves the nozzle surface 141 of the droplet discharge head 21 and the work. The work gap with the surface of W is finely adjusted.
[0065]
As shown in FIG. 15, the head Z-axis table 155 includes a Z-axis slider 161 connected to the lower part of the head Θ-axis table 154, a slide base 162 that supports the Z-axis slider 161 slidably in the Z-axis direction, and a slide. Four sets of slide guides 163, 163, 163, 163 provided between the base 162 and the Z-axis slider 161 to guide the movement of the Z-axis slider 161, and a Z-axis motor 164 fixed at the center of the upper surface of the slide base 162 And a ball screw 165 rotated forward and reverse by a Z-axis motor 164, and a female screw block 166 screwed to the ball screw 165 and fixed to the front of the Z-axis slider 161.
[0066]
The slide base 162 includes a pair of vertical plates 171 and 171 and a connecting plate 172 that extends over the upper ends of the pair of vertical plates 171 and is configured as an arch as a whole. Each of the vertical plates 171 is fixed to an upper surface of the bridge plate 82 at a lower end bent outward at a right angle. The Z-axis motor 164 is fixed to the center of the upper surface of the connecting plate 172, and the main shaft of the Z-axis motor 164 is located on the lower surface side of the connecting plate 172. A ball screw 165 is connected to the main shaft via a coupling so as to be located at an intermediate position between the two vertical plates 171.
[0067]
The Z-axis slider 161 is located inside the slide base 162, and has a fixed plate portion 181 to which the female screw block 166 is fixed on the front side, a pair of side plate portions 182 and 182 facing each vertical plate 171, and a head. And 連結 formed integrally with the connecting plate 183 connected to the shaft table 154.
[0068]
In this case, the fixing position of the female screw block 166 on the fixing plate portion 181 matches the approximate center of gravity of the Z-axis slider 161. Correspondingly, slide guides 163 are provided between the side plate portion 182 and the vertical plate 171 at four locations with the female screw block 166 interposed therebetween. That is, a pair of slide guides 163 and 163 arranged in parallel in the front-rear direction (X-axis direction) are arranged symmetrically with respect to the axis of the female screw block 166 (symmetrically with respect to the Y-axis direction).
[0069]
Thus, by effectively disposing the female screw block 166 and the four sets of slide guides 163 in consideration of the weight balance of the Z-axis slider 161, the displacement of the Z-axis slider 161 in the XY plane can be prevented. . That is, the Z-axis slider 161 can be appropriately moved in the Z-axis direction with high posture accuracy. Thereby, the parallelism between the nozzle surface 141 of the droplet discharge head 21 and the surface of the workpiece W can be appropriately maintained.
[0070]
Each slide guide 163 is fixed to the side plate 182 and extends in the Z-axis direction, and a pair of slider units 192 slidably guided by the track rail 191 and arranged in the Z-axis direction. , 192, and each slider unit 192 is fixed to the vertical plate 171. Therefore, the Z-axis slider 161 moves in the Z-axis direction with respect to the slide base 162 while the track rail 191 is guided by the two slider units 192. Note that the slide guide 163 may be configured by a static air pressure guide using a slider unit as an air slider in addition to a rolling guide such as a linear ball guide.
[0071]
The Z-axis motor 164 is constituted by an AC servomotor that can rotate forward and backward. When the Z-axis motor 164 rotates forward and backward, the Z-axis slider 161 is guided by each slide guide 163 by the ball screw 165 and the female screw block 166, and advances and retreats (moves up and down) in the Z-axis direction. As the Z-axis slider 161 moves up and down, the droplet discharge head 21 moves up and down via the head Θ-axis table 154 and the carriage body 151, and the work gap is finely adjusted.
[0072]
As shown in FIG. 13A, a nut portion 195 is fixed to the back side of the fixed plate portion 181 of the Z-axis slider 161, and a male screw 196 screwed to the nut portion 195 is vertically provided on the connecting plate 172. Further, at the end of the male screw 196 located below the nut 195, 197 is provided per degree at which the nut 195 can contact the nut 195. Thus, even if the Z-axis motor 164 runs out of control, the Z-axis slider 161 does not fall out of the slide base 162 by contacting the nut 195 per degree with the nut 195. Note that the nut portion 195, the male screw 196, and the degree 197 are all provided at the center position of the head Z-axis table 155 in the Y-axis direction, like the ball screw 165 and the like.
[0073]
As shown in FIGS. 13 and 14, the head Θ-axis table 154 includes a fixed portion 201 fixed to the lower surface of the Z-axis slider 161, a rotating portion 202 fixed to an upper portion of the carriage body 151, and a fixed portion 201. And a Θ-axis motor 203 for rotating the rotating unit 202 rotatably mounted in the axial direction. The Θ-axis motor 203 is constituted by an AC servomotor that can rotate forward and reverse, and slightly rotates the rotating unit 202 with respect to the fixed unit 201 via a power transmission mechanism unit 204 mainly including a ball screw system (minute rotation). Rotation). The minute rotation of the rotation unit 202 causes the carriage main body 151 to rotate about its axis.
[0074]
As described above, the head Θ-axis table 154 connects the Z-axis slider 161 and the carriage main body 151 to each other, and rotates the head unit 22 forward and reverse minutely in the XY plane via the carriage main body 151. Thus, at the initial positioning stage of the head unit 22, the position of the head unit 22 can be corrected (angle corrected) in the Θ-axis direction.
[0075]
As shown in FIG. 16, the movable portion of the head Z-axis table 155 is covered with a dust collecting cover, and as with the X-axis linear motor 83 and the like, dust that can generate dust adheres to the work W and the like. Has been prevented. The power transmission mechanism 204 of the head / axis table 154 is also covered with a dust collection cover.
[0076]
The carriage body 151 and the head unit 22 constitute a carriage described in claims. As shown in FIGS. 13 and 14, the carriage main body 151 protrudes from one end of the base plate 221 on which the head unit 22 is seated, an arch member 222 that supports the base plate 221 so as to be suspended, and one end of the base plate 221. A pair of temporary placing angles 223, 223, a stopper plate 224 provided at the other end of the base plate 221, a camera cover 225 having an L-shaped cross section provided outside the stopper plate 224, and a camera cover 225. And a gap inspection unit 226 supported on an end of the base plate 221 outside the base plate 221.
[0077]
The rotating part 202 of the head Θ axis table 154 is fixed to the center of the upper surface of the arch member 222. The base plate 221 has a rectangular opening into which the head unit 22 is loosely fitted, and positions and fixes the head unit 22 to the opening edge constituting the rectangular opening via the peripheral edge of the sub-carriage 121.
[0078]
When the head unit 22 is set on the carriage body 151, the head unit 22 is carried by being held by both handles 126, and is temporarily placed (temporarily placed) on the pair of temporary placement angles 223. Here, various piping and wiring connections are made, such as connecting the apparatus-side piping member 128 to the piping joint 125 of the head unit 22. Then, the handlebars 126 are grasped again, and the head unit 22 is pushed forward with the provisional angle 223 as a guide, and the head unit 22 is positioned and fixed to the base plate 221. Then, if necessary, the rotation of the head unit 22 is corrected by the head Θ axis table 154.
[0079]
Such replacement work including carrying in the head unit 22 is performed from the near side of the droplet discharge device 1 in FIGS. 1 and 3. That is, the main carriage 23 is moved to the machine base 13 side by the X-axis table 24, and the head unit 22 is replaced above the machine base 13 separated from the work W. Also, when inspecting the work gap, the head unit 22 moves to this replacement position.
[0080]
The gap inspection unit 226 (gap detecting means) mainly introduces works W having different thicknesses into the droplet discharge device 1 as shown in FIGS. 13 and 17, and correspondingly, the head Z-axis table 155 described above. After adjusting the work gap according to the above, it is intended to check whether or not the work gap is in a limit state of a predetermined value or less. The gap inspection unit 226 is intended to avoid the contact between the droplet discharge head 21 and the work W or the like (before the drawing operation).
[0081]
The gap inspection unit 226 includes a contact roller 231 configured to be able to contact a detected portion on the workpiece W side, a roller holding member 232 that rotatably supports the contact roller 231 at a lower end portion, and a Z roller. A column 233 that guides the column slidably, a bracket 234 on which the column 233 is erected, a metal body 235 attached to the upper and lower intermediate side surfaces of the roller holding member 232, and a side surface of the column 233 facing the metal body 235. And a magnetic induction type sensor 236 attached to the
[0082]
The bracket 234 is formed in a substantially rectangular shape, and the end opposite to the upright support 233 is fixed to the base plate 221 of the carriage body 151. The fixed position of the bracket 234 is the center position of the carriage main body 151 in the Y-axis direction in consideration of the weight balance of the main carriage 23. The magnetic induction sensor 236 (gap detection sensor) detects a limit state in which the work gap has become equal to or smaller than a predetermined value through the movement of the metal body 235.
[0083]
Specifically, when the roller holding member 232 slides in the Z-axis direction (upward) via the contact roller 231, the metal body 235 also moves in the same direction. When the metal body 235 moves, the magnetic induction type sensor 236 detects a change in the density of the lines of magnetic force generated by the sensor, thereby detecting the limit state of the work gap. The metal body 235 may be made of, for example, iron (magnetic body), which has good detection sensitivity of the magnetic induction sensor 236. However, the gap detection sensor may be configured by a photo interrupter, and the metal body 235 may be configured as a light blocking member therefor.
[0084]
A movement guide 241 fixed to the rear side of the roller holding member 232 and a support guide 233 fixed between the roller holding member 232 and the support 233 guide the slide movement of the roller holding member 232 via the movement guide 241. And a guide rail 242. Further, a tension spring 243 for urging the roller holding member 232 downward is interposed between the roller holding member 232 and the bracket 234. One end of the tension spring 243 is hooked on a hook pin 244 provided to protrude horizontally from the bracket 234, and the other end is hooked on a hook pin 245 provided on a side surface of the roller holding member 232. .
[0085]
An end of a support plate 246 is fixed to the upper end of the roller holding member 232, and an adjustment screw 247 with a hexagonal hole is screwed into the center of the support plate 246 so as to penetrate the center. I have. A stopper 248 for receiving the tip of the adjusting screw 247 is provided on the upper end surface of the support 233. That is, the adjusting screw 247 receives the stopper 248, and the adjusting screw 247, the roller holding member 232, and the support plate 246 are urged downward integrally by the tension spring 243.
[0086]
A female screw is formed at a portion of the support plate 246 where the adjustment screw 247 is screwed. When the adjustment screw 247 is turned in the axial direction, the support plate 246 moves up and down in the Z-axis direction. That is, the height of the contact roller 231 held on the roller holding member 232 via the support plate 246 can be finely adjusted by the adjusting screw 247.
[0087]
The contact roller 231 is configured to be able to directly contact the detected portion on the work W side. In the inspection operation by the gap inspection unit 226, the work table 26 on which the work W is mounted is continuously moved in the Y-axis direction so that the contact roller 231 comes into contact with a detected portion (for example, the surface of the work W) on the work W side. It is done in whether. For this reason, the contact roller 231 is supported by the roller holding member 232 so as to be rotatable in the Y-axis direction so that the inspection operation can be performed quickly without any trouble.
[0088]
FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing the relationship between the contact roller 231 and the height level of the droplet discharge head 21. As shown in the figure, for example, the work gap between the nozzle surface 141 of the droplet discharge head 21 and the surface of the work W is set to 0.3 mm (predetermined value). This setting is made by driving the head Z-axis table 155 described above. On the other hand, the gap between the contact roller 231 and the surface of the work W is set to 0.15 mm, which is half of the work gap. This setting is made by adjusting the feed lead (rotation amount) of the adjustment screw 247.
[0089]
As described above, since the contact roller 231 is set lower than the nozzle surface 141 with respect to the height level from the surface of the work W, the contact roller 231 precedes the nozzle surface 141 in the work gap detection operation. It can be brought into contact with the part to be detected on the W side. Then, when the contact roller 231 moves upward against the tension spring 243 due to the contact of the contact roller 231 (ride on the detected portion), the limit state of the work gap is detected by the magnetic induction sensor 236. When the limit state is detected, the inspection operation is stopped, that is, the movement of the work table 26 is stopped.
[0090]
The nozzle surface 141 and the contact roller 231 may be set at the same height level. However, in consideration of a mounting error of the contact roller 231 and the adjustment screw 247, the nozzle surface 141 and the contact roller 231 may be set to the nozzle surface 141 as in the present embodiment. On the other hand, it is preferable to set the height level of the contact roller 231 low. Further, as shown in the figure, the gap between the nozzle surface 141 and the surface of the flushing box 61 is set to 2.0 mm, but as described above, the upper surface of the flushing box 61 and the work W It is also possible to set the same height level with the surface of.
[0091]
In addition, reference numeral 251 in FIG. 17 denotes a pneumatic cylinder. The pneumatic cylinder 251 is fixed to the back side of the column 233, and its piston rod is attached to the abutment member 252 attached to the lower surface of the support plate 246. It is constituted so that contact is possible.
[0092]
By driving the pneumatic cylinder 251, the support plate 246 is moved upward through the piston rod and the abutting member 252, and accordingly, the contact roller 231 is raised to a position higher than the nozzle surface 141, and contacts the raised position. The roller 231 can be maintained. The driving of the pneumatic cylinder 251 is performed after the inspection of the work gap is completed. Therefore, during the drawing operation, the contact roller 231 largely retreats from the detected portion on the work W side.
[0093]
FIG. 19 is an explanatory diagram for describing a work gap detection operation. The detected portion on the work W side set in the present embodiment includes a non-drawing area on the surface of the work W (for example, an unnecessary portion in the work W such as a peripheral portion or a cut portion to be cut later) and a pair of flushing boxes. 61 surface. In the preparation stage of the detection operation, the main carriage 23 is moved to the exchange position of the head unit 22, and the work gap is adjusted according to the thickness of the introduced work W. The height of the pair of flushing units 44 is adjusted accordingly.
[0094]
In a series of detection operations, first, the X-axis table 24 is driven, the main carriage 23 is slightly moved from the exchange position to the gantry 11 side, and is positioned above the work table 26 on the near side in the X-axis direction. The contact roller 231 faces. Here, the Y-axis table 25 is driven to move the work table 26 in the Y-axis direction, and an inspection is performed to determine whether the contact roller 231 interferes (contacts) with the detected portion on the work W side. In the case of non-contact, the contact roller 231 passes directly above the pair of flushing units 44 and the surface of the work W, and in the case of contact, the drive of the Y-axis table 25 is interlocked (stopped).
[0095]
Possible causes of the contact of the contact roller 231 include, for example, a mistake in inputting the type data of the work W by a teaching operator (not shown) of the droplet discharge device 1 and a mistake in adjusting the height of the flushing unit 44. In this case, measures such as re-input of the type data of the work W and re-adjustment of the height of the flushing unit 44 are taken, and the detection operation is restarted.
[0096]
After the inspection on the front side of the work table 26 is completed, the X-axis table 24 is driven again, and the contact roller 231 is made to face the back side of the work table 26 in the X-axis direction. Then, similarly, the inspection is performed by driving the Y-axis table 25 and continuously moving the work table 26 in the Y-axis direction. As described above, by performing the inspection before and after in the X-axis direction, the inspection in consideration of the two air cylinders 74 provided in the X-axis direction of each flushing unit 44 can be appropriately performed.
[0097]
As shown in FIG. 20, the control device 5 has a CPU for controlling the operation of each means, and controls and executes control programs and control data for executing a braking operation of the droplet discharge device 1. And a work area for performing various control processes. The control device 5 is connected to the above-described units and devices and controls the entire droplet discharge device 1.
[0098]
For example, when performing a drawing operation on the work W, the control device 5 controls the discharge driving of the plurality of droplet discharge heads 21 and also controls the work W and the main carriage 23 by the X / Y axis moving mechanism 29. Controls the relative movement of the. In addition, the head テ ー ブ ル -axis table 154 and the work Θ-axis table 42 are driven as necessary to align the head unit 22 and the work W.
[0099]
Further, the control device 5 drives the head Z-axis table 155 to adjust the work gap according to the thickness of the work W. In addition, the inspection of the work gap is performed in cooperation with the gap inspection unit 226 and the X / Y axis moving mechanism 29, and when the limit state is detected, the movement for interlocking the driving of the X / Y axis moving mechanism 29 is performed. Functions as control means.
[0100]
The detection of the work gap limit state is not limited to the case where the X / Y-axis moving mechanism 29 is driven as in the present embodiment. For example, when the contact roller 231 comes into contact with the detected portion on the work W while the work gap is being adjusted by the head Z-axis table 155, the drive of the head Z-axis table 155 is interlocked. When the adjustment of the work gap by the head Z-axis table 155 and the inspection operation by the X / Y-axis moving mechanism 29 are performed in parallel, the driving of both is interlocked.
[0101]
By the way, the droplet discharge device 1 of the present embodiment can be used for manufacturing various electro-optical devices (devices) by using functional liquids made of various materials. That is, the present invention can be applied to the manufacture of a liquid crystal display device, an organic EL device, a PDP device, an electrophoretic display device, and the like. Of course, the present invention can be applied to the manufacture of a color filter used for a liquid crystal display device or the like. Further, as other electro-optical devices, devices including metal wiring formation, lens formation, resist formation, light diffuser formation, and the like can be considered. In addition, it is possible to provide an electronic device equipped with these electro-optical devices, for example, a mobile phone equipped with a flat panel display.
[0102]
Therefore, a manufacturing method using the droplet discharge device 1 will be described using a method of manufacturing a liquid crystal display device and a method of manufacturing an organic EL device as an example, and other devices will be briefly described.
[0103]
FIG. 21 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device. As shown in the figure, a liquid crystal display device 450 is configured by combining a color filter 400 and a counter substrate 466 between upper and lower polarizing plates 462 and 467, and sealing a liquid crystal composition 465 between the two. I have. Further, alignment films 461 and 464 are formed between the color filter 400 and the counter substrate 466, and a TFT (thin film transistor) element (not shown) and a pixel electrode 463 are formed in a matrix on the inner surface of the counter substrate 466. Is formed.
[0104]
The color filter 400 includes pixels (filter elements) arranged in a matrix. A boundary between pixels is separated by a bank 413. Any one of red (R), green (G), and blue (B) filter materials (functional liquid) is introduced into each of the pixels. That is, the color filter 400 includes a light-transmitting substrate 411 (work W) and a light-shielding bank 413. The portion where the bank 413 is not formed (removed) constitutes the pixel, and the filter material of each color introduced into this pixel constitutes the colored layer 421. Overcoat layers 422 and electrode layers 423 are formed on the upper surfaces of the banks 413 and the coloring layers 421.
[0105]
Then, in the droplet discharge device 1 of the present embodiment, the R, G, and B functional liquids are selected by the droplet discharge head 21 for each of the colored layer forming regions in the pixels formed by the banks 413. Is ejected. Then, by drying the applied functional liquid, a colored layer 421 to be a film forming unit is obtained. In the droplet discharge device 1, various film formation units such as the overcoat layer 422 are formed by the droplet discharge head 21. Of course, the work gap is adjusted by the head Z-axis table 155 to a work gap corresponding to the thickness of the substrate 411.
[0106]
Similarly, an organic EL device and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the organic EL device 500, a circuit element portion 502 is laminated on a glass substrate 501 (work W), and an organic EL element 504, which is a main component, is laminated on the circuit element portion 502. A sealing substrate 505 is formed above the organic EL element 504 with a space for an inert gas.
[0107]
In the organic EL element 504, a bank 512 is formed by an inorganic bank layer 512a and an organic bank layer 512b superposed on the inorganic bank layer 512a, and the banks 512 define pixels in a matrix. In each pixel, a pixel electrode 511, a light-emitting layer 510b of any one of R, G, and B and a hole injection / transport layer 510a are stacked from below, and a plurality of thin films of Ca, Al, or the like are entirely formed. Are covered with a counter electrode 503 that is laminated over the entire surface.
[0108]
Then, in the droplet discharge device 1 of the present embodiment, the film forming portions of the R, G, and B light emitting layers 510b and the hole injection / transport layers 510a are formed. In the droplet discharge device 1, after forming the hole injection / transport layer 510a, the counter electrode 503 is formed using a liquid metal material such as Ca or Al as a functional liquid to be introduced into the droplet discharge head 21. Are equal. Of course, the work gap is adjusted by the head Z-axis table 155 to a work gap corresponding to the thickness of the substrate 501.
[0109]
In the device manufacturing method described below, the head Z-axis table 155 adjusts the work gap to a work gap corresponding to the thickness of the work W (substrate).
[0110]
That is, in the manufacturing method of the PDP device, the fluorescent materials of R, G, and B colors are introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, and the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned to selectively select the fluorescent material. To form phosphors in a large number of concave portions on the back substrate (work W).
[0111]
In the method of manufacturing the electrophoretic display device, the electrophoretic material of each color is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, and the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned to selectively discharge the electrophoretic material. Then, a phosphor is formed in each of the many concave portions on the electrode (work W). The electrophoretic body composed of the charged particles and the dye is preferably encapsulated in a microcapsule.
[0112]
In the metal wiring forming method, a liquid metal material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned, and the liquid metal material is selectively discharged to the substrate (workpiece). W) Form a metal wiring thereon. For example, these devices can be manufactured by applying the present invention to a metal wiring connecting the driver and each electrode in the above-described liquid crystal display device and a metal wiring connecting the TFT and the like to each electrode in the organic EL device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to general semiconductor manufacturing techniques in addition to this type of flat panel display.
[0113]
In the method of forming a lens, a lens material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned, and the lens material is selectively discharged to form a transparent substrate (work W). ) On which a number of microlenses are formed. For example, the present invention can be applied to the case where a device for beam convergence in the FED apparatus is manufactured. Further, the present invention is also applicable to various optical device manufacturing techniques.
[0114]
In the method of manufacturing a lens, a light-transmissive coating material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, main scanning and sub-scanning of the plurality of droplet discharge heads 21 are performed, and the coating material is selectively discharged. A coating film is formed on the surface of.
[0115]
In the resist forming method, a resist material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned, and the resist material is selectively discharged onto the substrate (work W). Then, a photoresist of an arbitrary shape is formed. For example, the present invention can be widely applied not only to the formation of banks in the above-described various display devices but also to the application of a photoresist in a photolithography method which is a main body of semiconductor manufacturing technology.
[0116]
In the light diffuser forming method, a light diffusing material is introduced into the plurality of droplet discharge heads 21, the plurality of droplet discharge heads 21 are main-scanned and sub-scanned, and the light diffusion material is selectively discharged to the substrate ( A number of light diffusers are formed on the work W). Also in this case, it is needless to say that the present invention can be applied to various optical devices.
[0117]
【The invention's effect】
According to the droplet discharge device of the present invention, in addition to the work gap can be automatically adjusted by the Z-axis moving means corresponding to the thickness of various works, even if the work gap is in a limit state of a predetermined value or less, Since this is detected by the gap detecting means and the driving of the Z axis moving means and / or the XY axis moving means is interlocked, the contact between the droplet discharge head and the work is avoided beforehand, Damage to the droplet discharge head and the work can be effectively prevented.
[0118]
According to the method for manufacturing an electro-optical device, the electro-optical device, and the electronic apparatus of the present invention, since the film forming process is performed using a droplet discharge device in which a work gap is appropriately managed, high quality and high reliability are achieved. Various electro-optical devices and electronic devices can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a droplet discharge device according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the droplet discharge device according to the embodiment.
FIG. 3 is a left side view of the droplet discharge device according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a drawing operation of the droplet discharge device according to the embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a Y-axis table and a work table according to the embodiment.
FIG. 6 is a front view showing a Y-axis table and a work table according to the embodiment.
FIG. 7 is a side view showing a work table according to the embodiment.
FIG. 8 is an external perspective view showing an X-axis table and a main carriage according to the embodiment.
FIG. 9 is a front view showing an X-axis table and a main carriage according to the embodiment.
FIG. 10 is a plan view showing a main part of an X-axis table and a main carriage according to the embodiment.
FIG. 11 is a plan view illustrating a main part of the head unit according to the embodiment.
12A is a perspective view of a droplet discharge head according to an embodiment, and FIG. 12B is a cross-sectional view of a main part of the droplet discharge head.
FIG. 13 is a perspective view showing a main carriage according to the embodiment.
FIG. 14 is an exploded perspective view showing a main carriage according to the embodiment.
FIGS. 15A and 15B are views showing a carriage table according to the embodiment, wherein FIG. 15A is an exploded perspective view, and FIG.
16 is an exploded perspective view showing a state where a dust collection cover is attached to the main carriage shown in FIG.
FIGS. 17A and 17B are views showing a gap inspection unit according to the embodiment, wherein FIG. 17A is a perspective view, FIG. 17B is a front view, and FIG.
FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing a relationship between a nozzle surface of the droplet discharge head, a contact roller of the gap inspection unit, and a height level according to the embodiment.
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a detection operation by the gap inspection unit according to the embodiment.
FIG. 20 is a block diagram of a main part of the droplet discharge device according to the embodiment.
FIG. 21 is a sectional view of a liquid crystal display device manufactured by the droplet discharge device of the embodiment.
FIG. 22 is a cross-sectional view of an organic EL device manufactured by the droplet discharge device of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Droplet ejection device
2 Discharge means
5 control device (movement control means)
21 Droplet ejection head
22 Head unit
23 Main carriage
24 X-axis table
25 Y axis table
26 Work Table
29 XY axis moving mechanism (XY axis moving means)
44 Flushing unit
141 Nozzle surface
151 Carriage body
155 Head Z-axis table
161 Z-axis slider
162 slide base
163 slide guide
164 Z axis motor
165 Ball screw
166 Female thread block (Female thread part)
226 Gap inspection unit (gap detection means)
231 Contact roller (contact)
236 Magnetic induction type sensor (gap detection sensor)
450 liquid crystal display
500 Organic EL device
W Work (substrate)

Claims (13)

ワークに対し液滴吐出ヘッドを、これが搭載されるキャリッジを介してＸ・Ｙ軸方向に相対的に移動させるＸ・Ｙ軸移動手段と、
前記キャリッジを介して前記液滴吐出ヘッドをＺ軸方向に移動させ、前記ワークの表面と前記液滴吐出ヘッドのノズル面との間のワークギャップを微調整するＺ軸移動手段と、を備えた液滴吐出装置において、
前記ワークギャップが所定値以下になったリミット状態を検出するギャップ検出手段と、
前記ギャップ検出手段が前記リミット状態を検出したときに、前記Ｚ軸移動手段および／または前記Ｘ・Ｙ軸移動手段の駆動をインタロックする移動制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。XY axis moving means for relatively moving the droplet discharge head relative to the work in the X and Y axis directions via a carriage on which the head is mounted,
Z-axis moving means for moving the droplet discharge head in the Z-axis direction via the carriage and finely adjusting a work gap between the surface of the work and the nozzle surface of the droplet discharge head. In the droplet discharge device,
Gap detection means for detecting a limit state in which the work gap has become a predetermined value or less,
Movement control means for interlocking the driving of the Z-axis movement means and / or the XY-axis movement means when the gap detection means detects the limit state;
A droplet discharge device comprising: 前記ギャップ検出手段は、前記キャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 1, wherein the gap detection unit is attached to the carriage. 前記ギャップ検出手段は、前記ワーク側の被検出部に直接接触して前記リミット状態を検出することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 2, wherein the gap detection unit detects the limit state by directly contacting a detected part on the work side. 前記ギャップ検出手段は、前記ワーク側の被検出部に対し接触可能に構成され、且つＺ軸方向にスライド自在に構成された接触子と、
前記接触子のＺ軸方向の移動を介して前記リミット状態を検出するギャップ検出センサと、を有し、
前記接触子は、前記ワークの表面からの高さレベルが前記ノズル面よりも低く設定されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。A contact configured to be capable of contacting the detected portion on the work side, and configured to be slidable in the Z-axis direction;
A gap detection sensor that detects the limit state through movement of the contact in the Z-axis direction,
4. The droplet discharge device according to claim 3, wherein a height level of the contact from a surface of the workpiece is set lower than that of the nozzle surface. 5. 前記ワーク側の被検出部は、前記ワークの表面の非描画エリアに設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 3, wherein the detected portion on the work side is provided in a non-drawing area on a surface of the work. 前記ワークを搭載するワークテーブルには、前記液滴吐出ヘッドによる機能液の捨て吐出を受けると共に、Ｚ軸方向に微小移動可能に構成されたフラッシングユニットが組み込まれ、
前記ワーク側の被検出部は、前記フラッシングユニットの表面に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出装置。The work table on which the work is mounted incorporates a flushing unit configured to receive a discarded discharge of the functional liquid by the droplet discharge head and to be minutely movable in the Z-axis direction,
The droplet discharge device according to claim 3, wherein the detected portion on the work side is provided on a surface of the flushing unit. 前記ギャップ検出手段による検出は、前記Ｘ・Ｙ軸移動手段により前記液滴吐出ヘッドを前記ワークに対し相対的に移動させることにより連続的に行われ、
前記接触子は、検出動作における前記液滴吐出ヘッドの相対的な移動方向に回転可能なローラで構成されていることを特徴とする請求項４、５または６に記載の液滴吐出装置。The detection by the gap detecting means is continuously performed by moving the droplet discharge head relative to the workpiece by the XY axis moving means,
7. The droplet discharge device according to claim 4, wherein the contact comprises a roller rotatable in a relative movement direction of the droplet discharge head in a detection operation. 前記Ｚ軸移動手段は、前記キャリッジを連結したスライダと、当該スライダをＺ軸方向にスライド自在に支持したスライドベースと、を有し、
前記スライドベースは、前記Ｘ・Ｙ軸移動手段に固定されていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれかに記載の液滴吐出装置。The Z-axis moving means includes a slider connected to the carriage, and a slide base supporting the slider slidably in the Z-axis direction,
The droplet discharge device according to any one of claims 2 to 7, wherein the slide base is fixed to the XY-axis moving means. 前記Ｚ軸移動手段は、前記スライドベースに固定したアクチュエータと、当該アクチュエータにより正逆回転する送りねじと、当該送りねじに螺合する雌ねじ部と、前記スライドベースと前記スライダとの間に介設され当該スライダの移動を案内するスライドガイドと、を更に有し、
前記雌ねじ部は、前記スライダの略重心部に設けられ、
前記スライドガイドは、前記雌ねじ部を挟んで４箇所に分散して設けられていることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出装置。The Z-axis moving means includes an actuator fixed to the slide base, a feed screw that rotates forward and reverse by the actuator, a female screw portion screwed to the feed screw, and an interposition between the slide base and the slider. And a slide guide for guiding the movement of the slider.
The female screw portion is provided substantially at the center of gravity of the slider,
9. The droplet discharge device according to claim 8, wherein the slide guides are provided at four locations with the female screw portion interposed therebetween. 前記キャリッジは、前記スライダに連結されるキャリッジ本体と、前記キャリッジ本体に着脱自在に装着したヘッドユニットとからなり、
前記キャリッジ本体には、前記ギャップ検出手段が取り付けられ、
前記ヘッドユニットには、前記液滴吐出ヘッドが複数個組み付けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の液滴吐出装置。The carriage includes a carriage main body connected to the slider, and a head unit detachably mounted on the carriage main body.
The carriage body is provided with the gap detection means,
10. The droplet discharge device according to claim 8, wherein a plurality of the droplet discharge heads are assembled to the head unit. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、
前記ワークとなる基板に対し、前記Ｘ・Ｙ軸移動手段により前記液滴吐出ヘッドを相対的に移動させ、当該液滴吐出ヘッドから機能液を吐出して前記基板上に成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。Using the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 10,
The droplet discharge head is relatively moved by the X / Y-axis moving means with respect to the substrate to be a work, and a functional liquid is discharged from the droplet discharge head to form a film forming unit on the substrate. A method for manufacturing an electro-optical device, comprising: 請求項１ないし１０のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、
前記ワークとなる基板に対し、前記Ｘ・Ｙ軸移動手段により前記液滴吐出ヘッドを相対的に移動させ、当該液滴吐出ヘッドから吐出した機能液により形成した成膜部を前記基板上に有することを特徴とする電気光学装置。Using the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 10,
The liquid droplet ejection head is relatively moved by the X / Y axis moving means with respect to the substrate to be the work, and a film forming unit formed by the functional liquid ejected from the liquid droplet ejection head is provided on the substrate. An electro-optical device, comprising: 請求項１２に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 12.
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