JP2006159034A - インクジェット塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液滴の塗布を常に安定して行うことができると共に、基板に塗布された溶媒の乾燥を管理し得るインクジェット塗布装置を提供する。
【解決手段】 インクジェット塗布装置１において、液滴を噴射するノズル５０の噴射口を有するインクジェットヘッド４２と、ノズル５０の噴射口を圧力容器９６で密閉する密閉機構９７と、ノズル５０に溶媒を一定圧力で供給する溶媒供給機構９１とを備える。また、液滴を噴射するためのノズル５０が設けられたインクジェットヘッド４２のノズル５０から塗布対象３０に液滴を噴射させて塗布する塗布部３と、塗布部３において塗布対象３０を覆うと共に、溶剤保持体５２を保持するカバー５１と、カバー５１に保持される溶剤保持体５２に溶剤を供給する溶剤供給部５３とを備える
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクの液滴を噴射させて塗布対象に塗布するインクジェット塗布装置に関する。

パーソナルコンピュータ等においては、その表示装置として液晶ディスプレイが用いられている。この液晶ディスプレイの製造工程においては、ノズルから微小な液滴を噴射するようになされたいわゆるインクジェット塗布装置（特許文献１参照）を用いて、透明基板上にR（赤）、G（緑）、B（青）の各色のインクを順次塗布することにより、これら各色のドットが順次配列されてなるカラーフィルタを作成するようになされている。

カラーフィルタの周囲には、バックライトからの光を遮光するための遮光領域が設けられている。このような遮光領域においては、例えば黒色のインクを領域内の全面に塗布することにより、表示領域の周囲においてバックライトからの不要な光を遮光するようになされている。

カラーフィルタに各色のドットを塗布する場合やカラーフィルタの遮光領域に黒色のインクを塗布する場合には、インクジェット塗布装置が用いられている。インクジェット塗布装置においては、インクを噴射するためのノズルが複数設けられたインクジェットヘッドと塗布対象である基板とを相対的に移動させながらインクの塗布位置においてインクを噴射させるようになされている。
特開２００４−１１１０７４号公報

インクジェット塗布装置においては、インクジェットヘッドに溶媒を充填する際に、常圧で溶媒を送液していることにより、溶媒に気泡が混入する場合があり、気泡が混入すると、この気泡が溶媒と共に流れてノズル内に滞留する。気泡がノズル内に滞留すると、ノズルに対して圧電素子によって圧力をかけても気泡によって圧力が吸収されることにより、溶媒をノズルから噴射させることが困難になる。

また、塗布対象である基板等に液滴を塗布した場合、基板に塗布された液滴は外気に触れた環境下において基板の周囲から乾燥が進む。この場合、基板の周囲と中心部とでは溶媒の乾燥時間が異なることにより、塗布された溶媒の膜圧が不均一となる。

本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液滴の塗布を常に安定して行うことができると共に、基板に塗布された溶媒の乾燥を管理し得るインクジェット塗布装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布装置において、液滴を噴射するノズルの噴射口を有するインクジェットヘッドと、ノズルの噴射口を圧力容器で密閉する密閉機構と、ノズルに溶媒を一定圧力で供給する溶媒供給機構とを備えることである。

また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布装置において、液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドのノズルから塗布対象に液滴を噴射させて塗布する塗布部と、塗布部において塗布対象を覆うと共に、溶剤保持体を保持するカバーと、カバーに保持される溶剤保持体に溶剤を供給する溶剤供給部とを備えることである。

本発明によれば、インクジェット塗布装置において液滴の塗布を常に安定して行うと共に、基板に塗布された溶媒の乾燥を管理することを可能とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
[インクジェット塗布装置の全体構成]
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット塗布装置１は、ノズルからインクの液滴を噴射するインクジェットヘッド４２を用いて基板３０にインクを塗布するインク塗布部３と、インクジェットヘッド４２のノズルの乾燥を防止すると共に、常に安定してインク液滴を噴射する状態にノズルを維持するメンテナンス部４と、インク液滴の噴射位置を調整する塗布位置調整部５と、インク液滴が塗布される基板３０を覆って基板３０に塗布されたインクの乾燥を抑制する溶媒雰囲気保持部６と、インク塗布部３において基板３０を保持する基板保持テーブルをＸＹ平面内で移動させると共にθ方向に回転させる移動機構７とを備えている。

インクジェット塗布装置１においては、全体を遮蔽カバー１ａによって覆うことにより、外気から遮蔽するようになされている。

図２に示すように、移動機構７は、架台２（図１）の上面にＹ軸方向ガイド板２０が固定されており、このＹ方向ガイド板２０の上面には、Ｙ方向に複数のガイドレール２１が延設されている。このガイドレール２１にはＹ方向移動テーブル２２の下面に設けられたガイド部材２３が係合され、これによりＹ方向移動テーブル２２は、ガイドレール２１にガイドされてＹ方向に移動自在に支持されている。このＹ方向移動テーブル２２の下面には突起部２４が設けられ、この突起部２４に螺合された送りねじ２５をＹ方向移動モータ（図示せず）により回転駆動することにより、Ｙ方向移動テーブル２２をガイド溝２１に沿ってＹ方向に移動するようになされている。

またＹ方向移動テーブル２２の上面には、Ｘ方向に複数のガイドレール（図示せず）が延設されている。このガイドレールには、Ｘ方向移動テーブル２６の下面に設けられたガイド部材（図示せず）が係合され、これによりＸ方向移動テーブル２６は、このガイドレールにガイドされてＸ方向に移動自在に支持されている。このＸ方向移動テーブル２６の下面には突起部２７が設けられ、この突起部２７に螺合された送りねじ２８をＸ方向移動モータ２９により回転駆動することにより、Ｘ方向移動テーブル２６をガイドレールに沿ってＸ方向に移動するようになされている。

Ｘ方向移動テーブル２６の上面には、ベアリングを用いたθ方向回転機構３１が設けられており、Ｘ方向移動テーブル２６に対して筐体３２をθ方向に回転自在に支持している。θ方向回転機構３１の筐体３２は、θ方向回転モータ（図示せず）を用いた駆動機構によりθ方向に回転駆動される。筐体３２の上面には、基板保持テーブル３３が設けられており、筐体３２の回転に伴ってθ方向に回転する。

基板保持テーブル３３は、真空吸着機構（図示せず）により、インクの塗布対象である基板３０を吸着保持するようになされている。

基板保持テーブル３３のＸ方向への移動量は、Ｘ方向エンコーダ（図示せず）のパルス状の出力信号に基づいて検出することができ、基板保持テーブル３３のＹ方向への移動量は、Ｙ方向エンコーダ（図示せず）のパルス状の出力信号に基づいて検出することができ、基板保持テーブル３３のθ方向への回転量はθ方向エンコーダ（図示せず）のパルス状の出力信号に基づいて検出することができる。

インクジェット塗布装置１の背面側においては、基板収納部（図示せず）から塗布前の基板３０を受け入れて基板保持テーブル３３に載置すると共に、インク塗布済みの基板３０を基板収納部に排出するための導入排出部９が設けられている。

図１に示すインク塗布部３において、架台２の上方には、インクジェットヘッドユニット４０がＸ方向、Ｙ方向及び上下方向であるＺ方向に移動自在に支持されている。

すなわちインク塗布部３において、架台２の上面には、Ｙ方向ガイド板２０を挟む位置に１組のコラム３４ａ、３４ｂが立設されており、このコラム３４ａ、３４ｂの上部にはＸ方向ガイド板３５が横架されている。

Ｘ方向ガイド板３５の前面には、Ｘ方向にガイド機構３６が延設されており、このガイド機構３６には、複数のインクジェットヘッドユニット４０がＸ方向に移動自在に支持されている。

図３に示すように、インクジェットヘッドユニット４０において、このインクジェットヘッドユニット４０を垂設するベース板４１がガイド機構３６に係合されている。このベース板４１は、ヘッドユニット移動モータ（図示せず）を用いた駆動機構によりガイド機構３６に沿ってＸ方向に移動される。このＸ方向への移動量は、Ｘ方向エンコーダ（図示せず）のパルス状の出力信号に基づいて検出することができる。

インク塗布部３においては、インクジェット塗布装置１の動作を制御する制御部１０により、Ｙ方向移動テーブル２２のＹ方向への移動、Ｘ方向移動テーブル２６のＸ方向への移動及びベース板４１のＸ方向への移動をそれぞれ制御し、これにより基板保持テーブル３３に保持された基板３０とベース板４１に垂設されたインクジェットヘッドユニット４０との相対位置を種々に変化させることができる。

ベース板４１には、複数のインクジェットヘッドユニット４０が垂設されており、このインクジェットヘッドユニット４０において、その下端部に設けられたインクジェットヘッド４２により下方にインクを噴射するようになされている。これら複数のインクジェットヘッドユニット４０は、それぞれ同一の構成を有する。

図３に示すように、インクジェットヘッドユニット４０においては、ベース板４１に支持され、移動部４４ａをＺ方向（上下方向）に移動自在に支持するＺ方向移動機構４４と、このＺ方向移動機構４４の移動部４４ａに支持され、移動部４５ａをＹ方向に移動自在に支持するＹ方向移動機構４５と、このＹ方向移動機構４５の移動部４５ａに支持され、回転部４６ａをＺ方向周りの回転方向であるθ方向に回転自在に支持するθ方向回転機構４６と、このθ方向回転機構４６の回転部４６ａに垂下されるインクジェットヘッド４２とを有し、Ｚ方向移動機構４４によりインクジェットヘッド４２の位置を基板３０に対してＺ方向に高さ調整することができると共に、Ｙ方向移動機構４５によりインクジェットヘッド４２の位置を基板３０に対してＹ方向に調整することができる。また、θ方向回転機構４６によりインクジェットヘッド４２の向きを基板３０に対してθ方向に回転させることができる。なお、Ｙ方向移動機構４５及びＺ方向移動機構４４には、それぞれモータ等を用いたＹ方向ヘッド調整用アクチュエータ４５ｂ及びＺ方向ヘッド調整用アクチュエータが設けられ、これらによりインクジェットヘッド４２をＹ方向、Ｚ方向へ移動させることができる。また、θ方向回転機構４６には、モータ等を用いたθ方向回転アクチュエータ４６ｂが設けられており、これによりインクジェットヘッド４２をモータ駆動によってθ方向に回転させることができる。またインクジェットヘッド４２のＹ方向への移動量、Ｚ方向への移動量及びθ方向への回転量は、それぞれＹ方向エンコーダ（図示せず）、Ｚ方向エンコーダ（図示せず）及びθ方向エンコーダ（図示せず）のパルス状の出力信号に基づいて検出することができる。

このようにインクジェットヘッドユニット４０においては、基板保持テーブル２６に対するインクジェットヘッド４２の位置を種々に調整することができる。

図４に示すように、このインクジェットヘッドユニット４０の下端部に設けられたインクジェットヘッド４２において、その下方に向けられたノズル面４８には複数のノズルがそれぞれノズル噴射口５０を下方に向けるようにして一定の間隔を隔てて直列に穿設されている。

インクジェットヘッド４２の内部には、各ノズルに連通してなるインク室が設けられており、このインクタンクの上面には各ノズル毎にダイアフラム及び圧電素子が設けられている。制御部１０からの噴射制御信号によってこの圧電素子を駆動させることにより、インク室内の圧力を変化させて該インク室内のインクをノズルより噴射させるようになされている。インクジェットヘッドユニット４０では、このようにしてノズル噴射口から下方にインクを噴射させることにより、インクジェットヘッド４２の下方において基板保持テーブル２６に保持された基板３０の上面にインクを塗布する。

[溶媒雰囲気保持部の構成]
溶媒雰囲気保持部６（図１）は、インク塗布部３において基板保持テーブル３３の上方に配設され、基板保持テーブル３３に保持される基板３０を上方から間隙を隔てて覆うカバー５１と、このカバー５１の内部に載置される不織布等の溶剤保持体５２（図６）と、この溶剤保持体５２に溶剤を供給する溶剤供給部５３とを備える。

図５及び図６に示すように、溶媒雰囲気保持部６において、カバー５１は、全体が箱形状で構成されており、支持部材（図示せず）によってインクジェット塗布装置１の架台２に固定されている。カバー５１の上面には開口部５５が形成されており、この開口部５５の上方に溶剤供給部５３が設けられている。溶剤供給部５３は、複数の中空円管形状の溶剤供給管５４を有し、各溶剤供給管５４には、下方に向く噴射口５４ａが形成されている。溶剤供給管５４に溶剤を供給することにより、噴射口５４ａから下方に溶剤を噴射させるようになされている。噴射口５４ａから噴射された溶剤は、カバー５１の開口部５５を介してカバー５１の内部に供給される。

箱形状のカバー５１は、その内部に例えば不織布等の溶剤保持体５２を収納する収納部を構成し、内底面に溶剤保持体５２を載置する。この溶剤保持体５２の上部には平板５６が載置される。この平板５６には、一方の面から他方の面に貫通する複数の貫通孔５６ａが形成されている。溶剤供給管５４から噴射された溶剤は、平板５６の貫通孔５６ａを通って溶剤保持体５２に至り、この溶剤保持体５２に吸収される。溶剤保持体５２の上部に載置された平板５６によって、溶剤保持体５２に吸収された溶剤の蒸発を抑制する。

カバー５１の底面にはカバー５１の内部と外部とを連通させる複数の貫通孔５１ａが形成されている。溶剤保持体５２に吸収されている溶剤は、カバー５１の貫通孔５１ａを介して、カバー５１の下方に蒸発する。カバー５１の下方の空間では、基板３０に塗布されたインク液滴の溶媒雰囲気が上方から下方に蒸発する溶剤によって保たれることになる。これにより、基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥を抑制することができる。

図７に示すように、カバー５１においては、インクジェットヘッド４２に対向する位置に開口部５７が形成されており、この開口部５７にはアダプタ５８が挿入されて保持される。アダプタ５８にはその周囲にフランジ５８ｂが形成されており、このフランジ５８ｂをカバー５１の上面に載せることにより、アダプタ５８をカバー５１の開口部５７に保持することができる。カバー５１の上面には、位置決めピン５９が設けられており、この位置決めピン５９によってアダプタ５８を位置決めすることができる。

アダプタ５８には、インクジェットヘッド４２から噴射されたインク液滴を下方に通過させるための開口部５８ａが形成されており、この開口部５８ａの形状はアダプタ毎に異なっている。すなわちインク液滴を塗布する基板３０の大きさ及びその塗布位置には種々のものがあり、これらに対応するためインクジェットヘッド４２をＸ方向移動機構（Ｘ方向ガイド板３５）によってＸ方向に移動させる必要がある。複数のインクジェットヘッド４２をそれぞれの間隔を広げて配置する場合、アダプタ５８の開口部５８ａは、それに応じて大きな開口が必要となり、これに対して複数のインクジェットヘッド４２の間隔を狭くして配置する場合、アダプタ５８の開口部５８ａは、狭い範囲のみですむことになる。開口部５８ａの大きさは、インクジェットヘッド４２の位置に合わせて、インク液滴を通過させるための最小限の大きさで形成することにより、カバー５１の下方の溶媒雰囲気を効果的に保つことができる。従って種々の大きさ開口部５８ａを有する複数のアダプタ５８を用意しておき、塗布対象である基板３０に応じたアダプタ５８を選択してカバー５１に装着することにより、基板３０に応じて効果的に溶媒雰囲気を保つことができる。

図１及び図６に示すように、インクジェット塗布装置１の架台２上には、溶媒雰囲気保持部６に隣接して気体噴射機構であるブローユニット４９が支持部（図示せず）により支持されている。ブローユニット４９は、基板保持テーブル３３の移動領域上に配置されており、ブローユニット４９の下方に移動された基板保持テーブル３３上の基板３０に対して、気体供給源（図示せず）から供給される窒素等の気体を噴射ノズル４９ａから噴射するようになされている。この噴射ノズル４９ａは、基板保持テーブル３３の寸法を含む範囲で複数配設されていることにより、基板３０全体に対して気体を噴射することができる。これにより、ブローユニット４９は、インク液滴が塗布された基板３０上に気体を噴射してインク液滴を全体的に短時間で乾燥させる。

[メンテナンス部の構成]
図１に示すように、インクジェット塗布装置１の架台２の上面に配置されたメンテナンス部４は、インクジェットヘッド４２のノズル面４８をインクの溶媒に浸漬する浸漬部６０と、ノズル面４８に液滴の溶剤を噴射する溶剤噴射部７０と、ノズル面４８を拭き取る拭き取り部８０と、インクジェットヘッド４２にインク溶媒を供給すると共にノズル内に滞留した気泡を除去する気泡除去部９０とが設けられている。

インクジェット塗布装置１においては、Ｘ方向ガイド板３５（図１）及びヘッドユニット移動用モータによるＸ方向移動機構と、Ｙ方向移動機構４５（図３）と、Ｚ方向移動機構４４（図３）とによってメンテナンス部４の上部においてインクジェットヘッド４２をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させることでインクジェットヘッド４２を浸漬部６０、溶剤噴射部７０、拭き取り部８０又は気泡除去部９０のいずれかに位置決めすることができる。

図８（ａ）に示すように、浸漬部６０は、溶媒槽６１とこの溶媒槽６１に溶媒６４を供給する溶媒保管タンク６２とを備えている。溶媒保管タンク６２は、その内部に溶媒６４を貯留し、外部から正圧を加えることにより、内部の溶媒６４を供給管６３を介して溶媒槽６１に供給するようになされている。

溶媒槽６１に溶媒を貯留させた状態において、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構４５（図３）によって溶媒槽６１の上部開口の上方にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を位置決めした後、Ｚ方向移動機構４４（図３）により降下させることにより、図８（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４２のノズル面４８を溶媒槽６１の溶媒６４に浸漬する。これによりノズル面４８に設けられたノズル噴射口５０が乾燥することを防止することができる。

図９（ａ）に示すように、溶剤噴射部７０は、容器７１の内部に設けられた溶剤噴射ユニット７１と、この溶剤噴射ユニット７１に噴射するインクの溶媒と同じ溶剤７６を供給する溶剤保管タンク７５とを備えている。溶剤保管タンク７５は、その内部に溶剤７６を貯留し、外部から正圧を加えることにより、内部の溶剤７６を供給管７７を介して溶剤噴射ユニット７２に供給するようになされている。

溶剤噴射ユニット７２を有する容器７１は、支持フレーム７８に固定されたアクチュエータ７９によってＺ方向に上下動自在に支持されている。容器７１においては、溶剤噴射ユニット７２の噴射方向である上部に開口７３を有し、容器７１の外壁部には開口７３を取り囲む位置にパッキン７４が設けられている。

Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構４５（図３）によって容器７１の開口７３の上方にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を位置決めした後、アクチュエータ７９によって容器７１をＺ方向に上昇させることにより、図９（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４２のノズル面４８をパッキン７４を介して容器７１の開口７３に対峙させる。この状態において、溶剤保管タンク７５に貯留された溶剤７６を溶剤噴射ユニット７２に供給することにより、溶剤噴射ユニット７２から開口７３を介してノズル面４８に溶剤７６を噴射させる。これによりノズル面４８を洗浄することができる。

図１０（ａ）に示すように、拭き取り部８０は、メンテナンス部４（図１）の一部に配置され、不織布８１を巻回した繰り出しローラ８２と、この繰り出しローラ８２から繰り出された不織布８１を位置決めするガイドローラ８３と、不織布８１を巻き取る巻き取りローラ８４と、ガイドローラ８３をばね８５によって上方に付勢するテンション機構８６とを備えている。巻き取りローラ８４は、モータを用いた駆動機構（図示せず）により回転し、不織布８１を巻き取るようになされている。

ガイドローラ８３によって不織布８１を位置決めした状態において、Ｘ方向移動機構及びＹ方向移動機構４５（図３）によってガイドローラ８３の上方にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を位置決めした後、Ｚ方向移動機構４４（図３）により降下させることにより、図１０（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４２のノズル面４８をガイドローラ８３に位置決めされた不織布８１に接触させ、この状態で巻き取りローラ８４を回転させて不織布８１を繰り出しローラ８２からガイドローラ８３を介して巻き取りローラ８４に移動させることにより、不織布８１をノズル面４８に接触させながら移動させることができる。これにより不織布８１によってノズル面４８が拭き取られる。このようにしてノズル面４８を拭き取ることにより、ノズル面４８に付着した溶剤や異物を除去することができる。

図１１（ａ）に示すように、気泡除去部９０は、インクジェットヘッド４２に対してインクの溶媒を送液する送液ユニット９１と、インクジェットヘッド４２のノズル面４８を封止する封止ユニット９５とを各インクジェットヘッドユニット４０毎に備える。

送液ユニット９１は、溶媒９３を貯留する溶媒保管タンク９２ａと、インクジェットヘッド４２に対する溶媒の送圧を制御するための中間タンク９２ｂとを備え、溶媒保管タンク９２ａに対してバルブ９４ａを介して正圧を加えることにより、内部に貯留されている溶媒９３を、バルブ９４ｂを介して中間タンク９２ｂに供給する。

中間タンク９２ｂにおいては、外部からバルブ９４ｃを介して正圧を加えることにより、内部に貯留されている溶媒９３をインクジェットヘッド４２に供給する。この中間タンク９２ｂの内部の圧力は、バルブ９４ｃを介して加えられる正圧により調整することが可能となっており、また、バルブ９４ｄを介して加えられる負圧により減圧することができる。

インクジェットヘッド４２は、その内部にインク室４２ａを有し、送液ユニット９１によってこのインク室４２ａ内の圧力を調整することができる。

封止ユニット９５は、インクジェットヘッド４２のノズル面４８を封止するための圧力容器９６と、この圧力容器９６を上下動させる上下動機構９７とを備えている。上下動機構９７においては、アクチュエータ９８によって上下動する支持部材９９によって圧力容器９６を支持しており、アクチュエータ９８を上下動させることにより、支持部材９９を介して圧力容器９６を上下動させることができる。

図１２に示すように、インクジェットヘッド４２をメンテナンス部４（図１）の気泡除去部９０の上方に位置決めした状態において、アクチュエータ９８によって圧力容器９６を上方に移動すると、圧力容器９６によってインクジェットヘッド４２のノズル面４８が封止されるようになされている。

すなわち図１３に示すように、圧力容器９６の上面部には、凹形状の排液部１０１が形成されており、この排液部１０１の周囲の側壁部１０２の上面部１０３をノズル面４８に当接させることにより、ノズル面４８を排液部１０１の内底面及び側壁部１０２の内側面によって外部から遮蔽して封止するようになされている。なお圧力容器９６の上面部１０３には、パッキン１０４が設けられており、上面部１０３をノズル面４８に当接させた際に、このパッキン１０４がノズル面４８に接することにより、ノズル面４８を外部から十分に密閉させることができる。

このように圧力容器９６によってノズル面４８を密閉した状態において、送液ユニット９１（図１１、図１２）によってインクジェットヘッド４２のインク室４２ａに溶媒９３を一定の圧力で送液することにより、インク室４２ａの内部の圧力を高めることができる。

図１４に示すように、インクジェッドヘッド４２のインク室４２ａに溶媒が供給された状態において、インク室４２ａの圧力を高めることにより、溶媒内の気泡１１０の体積を収縮させ、溶媒と共にノズル５０から排液部１０１に排出させることができる。排液部１０１に排出された溶媒は、排液管１０６を介して外部に排出される。

インクジェット塗布装置１においては、インクジェットヘッド４２にインク溶媒を充填する際に、気泡除去部９０によってインクジェットヘッド４２のインク室４２ａを高圧にすることで溶媒内の気泡を除去する。これによりノズル５０において気泡による噴射不良を未然に防止することができる。

[塗布位置調整部の構成]
図１に示すように、塗布位置調整部５は、インク液滴を試し打ちする仮塗布ステージ１２１と、仮塗布ステージ１２１に塗布されたインク液滴を撮像する撮像ユニット１２２とを備えている。

仮塗布ステージ１２１は、Ｙ方向移動テーブル２２上においてＸ方向に延設されたガイドレールに沿ってＸ方向に移動自在に支持されており、Ｘ方向移動モータ２９によってｘ方向に移動させることができる。インクジェットヘッド４２と仮塗布ステージ１２１とを相対的に移動させることにより、仮塗布ステージ１２１上に配置された用紙（図示せず）に対してインクジェットヘッド４２によってインク液滴を塗布するようになされている。

撮像ユニット１２２は、Ｘ方向ガイド板３５の前面に設けられたガイド機構３６によってＸ方向に移動自在に支持されており、ガイド機構３６に設けられたヘッドユニット移動モータを駆動することによってＸ方向に移動させることができる。

後述する制御部１０（図１５）においては、仮塗布ステージ１２１にインク液滴を塗布する基準位置情報がメモリ装置１７に格納されており、制御部１０は、仮塗布ステージ１２１とインクジェットヘッド４２を相対移動させることにより、この基準位置にインクジェットヘッド４２を移動させてインク液滴を噴射させることにより、仮塗布ステージ１２１に配置された用紙においては、基準位置で噴射されたインク液滴が塗布される。

制御部１０は、撮像ユニット１２２を移動させて仮塗布ステージ１２１の用紙に塗布されたインク液滴を撮像する。制御部１０は、この撮像ユニット１２２によって撮像された画像に基づいて、インク液滴が塗布された位置を検出し、この検出結果に基づいて、インクジェットヘッド４２のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を調整する。

インクジェット塗布装置１においては、このような塗布位置の調整と共に、各ノズル５０からのインク液滴の噴射量を調整するようになされている。すなわち、制御部１０は、仮塗布ステージ１２１に塗布されたインク液滴の着弾径を撮像ユニット１２２によって撮像する。制御部１０は、この撮像結果を基に着弾径を計測し、この計測結果に基づいて各ノズル５０の圧電素子に印加する電圧値を変化させることにより、着弾径を変化させることができる。また制御部１０は、撮像ユニット１２２において撮像された画像に基づいて、インク液滴が噴射されていないノズル５０を確認する。

[制御部の構成]
次に、インクの塗布処理を制御する制御部１０について説明する。図１５に示すように、制御部１０においては、基板保持テーブル２６及びインクジェットヘッド４２を移動制御すると共にインクジェットヘッド４２におけるインクの噴射を制御する制御回路１１が設けられている。この制御回路１１には、基板保持テーブル３３を移動させるためのＸ方向移動モータ２９（図２）、Ｙ方向移動モータ及びθ方向回転モータを駆動するための駆動回路１２ａと、ヘッドユニット４０においてインクジェットヘッド４２を移動させるためのヘッドユニット移動モータ、Ｙ方向ヘッド調整用アクチュエータ４５ｂ、Ｚ方向ヘッド調整用アクチュエータ及びθ方向回転アクチュエータ４６ｂを駆動するための駆動回路１２ｂが接続されている。

また制御部１０には、基板保持テーブル３３の移動量を検出するためのＹ方向エンコーダ及びＸ方向エンコーダの各パルス出力をそれぞれカウントするＹ方向カウンタ１３ａ及びＸ方向カウンタ１３ｂが設けられており、これらのカウンタは、Ｘ方向エンコーダ、Ｙ方向エンコーダから出力されるパルスの数のカウント結果が予め設定されるカウント値に達したときに該カウント値に達したことを表すカウント結果信号を制御回路１１に送出する。また制御部１０には、基板保持テーブル３３のθ方向の回転量を検出するためのθ方向エンコーダのパルス出力をカウントするθ方向カウンタ１３ｃが設けられており、このカウンタは、θ方向エンコーダから出力されるパルスの数のカウント結果が予め設定されるカウント値に達したときに該カウント値に達したことを表すカウント結果信号を制御回路１１に送出する。

これにより制御回路１１は、基板保持テーブル３３を移動させるための各モータに対して駆動信号を送出した際に基板保持テーブル２６が予め設定される移動量だけ移動したか否かをＹ方向カウンタ１３ａ及びＸ方向カウンタ１３ｂからそれぞれ出力されるカウント結果信号に基づいて判断することができ、また基板保持テーブル３３が予め設定される回転量だけ回転したか否かをθ方向カウンタ１３ｃから出力されるカウント結果信号に基づいて判断することができる。

また制御部１０には、インクジェットヘッド４２の移動量を検出するためのＸ方向エンコーダ、Ｙ方向エンコーダ及びＺ方向エンコーダの各パルス出力をそれぞれカウントするＸ方向カウンタ１４ａ、Ｙ方向カウンタ１４ｂ及びＺ方向カウンタ１４ｃが設けられており、これらのカウンタは、Ｘ方向エンコーダ、Ｙ方向エンコーダ及びＺ方向エンコーダから出力されるパルスの数のカウント結果が予め設定されるカウント値に達したときに該カウント値に達したことを表すカウント結果信号を制御回路１１に送出する。また制御部１０には、インクジェットヘッド４２のθ方向の回転量を検出するためのθ方向エンコーダのパルス出力をカウントするθ方向カウンタ１４ｄが設けられており、このカウンタは、θ方向エンコーダから出力されるパルスの数のカウント結果が予め設定されるカウント値に達したときに該カウント値に達したことを表すカウント結果信号を制御回路１１に送出する。

これにより制御回路１１は、インクジェットヘッド４２を移動させるための各モータに対して駆動信号を送出した際にインクジェットヘッド４２が予め設定される移動量だけ移動したか否かをＸ方向カウンタ１４ａ、Ｙ方向カウンタ１４ｂ及びＺ方向カウンタ１４ｃからそれぞれ出力されるカウント結果信号に基づいて判断することができ、またインクジェットヘッド４２が予め設定される回転量だけ回転したか否かをθ方向カウンタ１４ｄから出力されるカウント結果信号に基づいて判断することができる。

制御回路１１にはメモリ装置１７が接続されており、このメモリ装置１７には、インクジェットヘッド４２の各ノズルの圧電素子に印加する電圧波形のデータ及び各インクドット毎のインク噴射条件に関するパラメータが予め記憶される。メモリ装置１７は、これらの電圧波形データ及びパラメータを各インクドット位置を表すデータに対応させて記憶している。このメモリ装置１７としては、例えば書き換え可能なＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・ロム）が用いられる。

ノズルの圧電素子に印加される電圧波形を変化させることにより、インクジェットヘッド４２のノズルから噴射されるインクの液滴量を制御可能であることから、各インクドット位置に応じて最適な液滴量となる電圧波形データがメモリ装置１７に記憶される。

制御回路１１には、インクジェットヘッド４２の各ノズルの圧電素子に電圧を印加するためのノズル駆動回路１８が接続されており、制御回路１１は、基板３０に対するインクジェットヘッド４２の相対位置がインク塗布位置に到達した際に、メモリ装置１７に記憶されているそのインク塗布位置（インクドット位置）に対応した電圧波形データを読み出してノズル駆動回路１８に送出する。ノズル駆動回路１８は、電圧波形データに基づいて電圧を発生させてノズルに印加する。これにより基板３０のインク塗布位置に到達したインクジェットヘッド４２のノズルからインクを噴射させることができる。

インクジェット塗布装置１において、制御部１０は、インクジェットヘッド４２にインク溶媒を充填する際に、気泡除去部９０によってインクジェットヘッド４２内の気泡を除去することにより、インク液滴の噴射不良を回避する。

インクジェットヘッド４２にインク溶媒が充填されると、制御部１０は、インク液滴の塗布対象である基板１０を導入排出部９を介してインク塗布部３に導入する。

制御部１０は、基板３０に対するインク液滴の塗布が完了した際には、浸漬部６０によってインクジェットヘッド４２のノズル面４８を浸漬槽６１の溶媒に浸漬させることにより、ノズル５０の乾燥を防止する。また、基板３０にインク液滴を塗布する場合、制御部１０は、浸漬部６０の浸漬槽６１からインクジェットヘッド４２を引き上げて、溶剤噴射部７０によってノズル面４８に溶剤を噴射した後、拭き取り部８０によってノズル面４８の溶剤や異物を拭き取る。これによりインクジェットヘッド４２のノズル面４８が洗浄される。

ノズル面４８を洗浄した後、制御部１０は、塗布位置調整部５によってインクジェットヘッド４２によるインク液滴の噴射位置を調整する。また塗布位置調整部５において、インク液滴の噴射が確認されない場合には、制御部１０はメンテナンス部４の溶剤噴射部７０及び拭き取り部８０によって再度ノズル面４８を洗浄する。

これによりノズル５０からインク液滴が安定して噴射される状態となる。その後、制御部１０は、移動機構７により基板保持テーブル３３とインクジェットヘッド４２との相対位置を制御することにより、基板３０の所定位置にインク液滴を塗布する。この塗布工程において、基板３０の上部に配設されている溶媒雰囲気保持部６によって基板３０に塗布されたインクの乾燥が抑制される。基板３０にインク液滴が塗布された後、制御部１０は、ブローユニット４９によって基板３０の表面に窒素等の気体を噴射させることにより、基板３０に塗布されたインク液滴を乾燥させる。

このようなインク塗布工程が終了すると、制御部１０は導入排出部９によりインク塗布済みの基板３０を排出する。

[実施の形態の作用、効果]
インクジェット塗布装置１において、インクジェットヘッド４２にインク溶媒を充填する場合、気泡除去部９０によってインクジェットヘッド４２のインク室４２ａ内の圧力を高めることにより、インク室４２ａ内に充填されたインク溶媒に含まれる気泡が除去される。インク室４２ａ内の溶媒の気泡が除去されると、ノズル５０に気泡が滞留することがなくなり、気泡によるノズル５０の噴射不良の発生を未然に防止することができる。

またインクジェット塗布装置１において、導入排出部９を介してインク塗布前の基板３０が基板保持テーブル３３に保持されると、制御部１０によって基板保持テーブル３３がインクジェットヘッド４２の下方に移動される。インクジェットヘッド４２と基板３０との間には、溶媒雰囲気保持部６が設けられており、この溶媒雰囲気保持部６によって、基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制される。

基板３０に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制されると、自然乾燥による不均一な乾燥が抑制され、インクジェット塗布装置１におけるインク液滴の塗布工程に続く乾燥装置の乾燥工程において、基板３０の乾燥処理を容易に管理することが可能となる。また基板３０にインク液滴が塗布された後に、ブローユニット４９によって基板３０全体を短時間で乾燥させることにより、基板３０全体においてインクの膜厚を均一にすることができる。

（その他の実施の形態）
上述の第１の実施の形態においては、拭き取り部８０によってノズル面４８に付着した溶剤や異物を除去する場合について述べたが、拭き取り部８０に代えて、図１６に示すように、メンテナンス部４（図１）の一部にノズル面４８を吸引する吸引部１３０を用いるようにしてもよい。図１６（ａ）に示すように、吸引部１３０は、上下方向に貫通した吸引孔１３１を有する吸引ユニット１３２と、この吸引ユニット１３２の吸引孔１３１に対して負圧を与える吸引タンク１３４とを備えている。吸引ユニット１３２の吸引孔１３１の下部開口と吸引タンク１３４とは吸引管１３３を介して連通されており、吸引タンク１３４に対して外部から負圧を与えることにより、吸引管１３３を介して吸引孔１３１に負圧を与えることができる。

吸引孔１３１の上部は、インクジェットヘッド４２のノズル面４８の形状よりも僅かに大きな開口形状でなり、この開口部分にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を挿入するようになされている。すなわち、ヘッドユニット移動モータを用いた駆動機構と、インクジェットヘッドユニット４０のＹ方向移動機構４５（図２）とによって吸引孔１３１の上部開口の上方にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を位置決めした後、インクジェットヘッドユニット４０のＺ方向移動機構４４（図２）により降下させることにより、図１６（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４２のノズル面４８を吸引孔１３１の上部開口の内部に挿入する。この状態において、吸引孔１３１の内壁面とインクジェットヘッド４２の側面との間には、僅かな間隙が形成されることにより、吸引孔１３１に負圧を与えると、この間隙を介して外部の空気が貫通孔１３１内に吸い込まれる。これにより拭き取り部８０（図１０）によって拭き取る場合と同様にしてインクジェットヘッド４２のノズル面４８に付着している溶剤や異物等を除去することができる。

また上述の実施の形態１の拭き取り部８０に代えて、ノズル面４８に対してエアブローを行うことにより、ノズル面４８に付着した溶剤や異物を除去するようにしてもよい。この場合、例えば図１７（ａ）に示すように、メンテナンス部４（図１）の一部に気体を噴射する気体噴射部１４０を設け、インクジェットヘッド４２をこの気体噴射部に位置決めして気体を噴きつけるようにする。気体噴射部１４０は、メンテナンス部４のフレームに固定された気体噴射ノズル１４１と、この気体噴射ノズル１４１に気体を供給するバルブ１４２とを備え、ヘッドユニット移動モータを用いた駆動機構と、ヘッドユニット４０のＹ方向移動機構４５（図２）とによって気体噴射ノズル１４１の上方にインクジェットヘッド４２のノズル面４８を位置決めした後、ヘッドユニット４０のＺ方向移動機構４４（図２）により降下させることにより、図１７（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド４２のノズル面４８を気体噴射ノズル１４１に接近させ、この状態でバルブ１４２を開くことにより、ノズル面４８に気体を噴きつける。これにより拭き取り部８０（図１０）によって拭き取る場合と同様にしてノズル面４８に付着した溶剤や異物を除去することができる。

また拭き取り部８０による拭き取り、吸引部１３０による吸引、及び気体噴射部１４０によるエアブローのうち２つ以上を併用するようにしてもよい。

また例えばノズル面４８を覆う位置及びこの覆う位置から退避した位置の間で進退可能に支持されるキャップを設け、インク液滴の噴射を休止する間にキャップによりノズル面４８を覆うことにより、ノズル５０の乾燥を抑制するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット塗布装置を示す斜視図である。 図１のインクジェット塗布装置における基板の移動機構を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置のインクジェットヘッドユニットを示す斜視図である。 図１のインクジェット塗布装置のインクジェットヘッドを示す斜視図である。 図１のインクジェット塗布装置の溶媒雰囲気保持部を示す斜視図である。 図５の溶媒雰囲気保持部を示す断面図である。 図５の溶媒雰囲気保持部を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置の浸漬部を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置の溶剤噴射部を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置の拭き取り部を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置の気泡除去部を示す側面図である。 図１のインクジェット塗布装置の気泡除去部を示す断面図である。 図１１の気泡除去部の詳細構成を示す断面図である。 図１１の気泡除去部の詳細構成を示す断面図である。 図１のインクジェット塗布装置の制御部を示すブロック図である。 他の実施の形態に係る吸引部を示す断面図である。 他の実施の形態に係る気体噴射部を示す側面図である。

符号の説明

１…インクジェット塗布装置、２…架台、３…インク塗布部、４…メンテナンス部、５…塗布位置調整部、６…溶媒雰囲気保持部、７…移動機構、１０…制御部、１１…制御回路、１２ａ、１２ｂ…駆動回路、１３ａ、１４ｂ…Ｙ方向カウンタ、１３ｂ、１４ａ…Ｘ方向カウンタ、１３ｃ、１４ｄ…θ方向カウンタ、１４ｃ…Ｚ方向カウンタ、１８…ノズル駆動回路、３０…基板、４０…インクジェットヘッドユニット、４２…インクジェットヘッド、４８…ノズル面、５０…ノズル、５１…カバー、５２…溶剤保持体、６０…浸漬部、７０…溶剤噴射部、８０…拭き取り部、９０…気泡除去部、１３０…吸引部、１４０…気体噴射部。

Claims (5)

1. 液滴を噴射するノズルの噴射口を有するインクジェットヘッドと、
   前記ノズルの噴射口を圧力容器によって密閉する密閉機構と、
   前記ノズルに溶媒を一定圧力で供給する溶媒供給機構と、
   を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
2. 前記圧力容器は、前記ノズルの噴射口から放出される前記溶媒を排出する排出部を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗布装置。
3. 液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドの前記ノズルから塗布対象に前記液滴を噴射させて塗布する塗布部と、
   前記塗布部において前記塗布対象を覆うと共に、溶剤保持体を保持するカバーと、
   前記カバーに保持される前記溶剤保持体に溶剤を供給する溶剤供給部と、
   を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
4. 前記カバーは、
   前記溶剤保持体を収納する収納部と、
   前記カバーによって覆われる空間と前記収納部内とを連通させる連通部と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット塗布装置。
5. 前記ノズルの噴射口に付着した溶媒を除去するメンテナンス部と、
   前記ノズルから噴射された液滴の塗布位置を適正位置に調整する塗布位置調整部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗布装置。

Images