JP2006192410A

JP2006192410A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2006192410A
Application number: JP2005009357A
Authority: JP
Inventors: Masaji Nakatani; 政次中谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】高精度に液体を噴射できる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体噴射装置Ａは、液体噴射ヘッド８、被噴射物載置台３、Ｙ軸スライダユニット５、及び、メンテナンスユニット１３等を備えている。液体噴射ヘッド８は、被噴射物２に液体を噴射する。被噴射物載置台３は、被噴射物２を載置する。Ｙ軸スライダユニット５は、被噴射物載置台３をＹ軸方向へ移動させる。メンテナンスユニット１３は、被噴射物載置台３に対してＹ軸方向に配置され、Ｙ軸方向へ移動して液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、液体を被噴射物に噴射する液体噴射装置に関し、特に、被噴射物を載置する被噴射物載置台と液体を噴射する液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットとを備えた液体噴射ユニットに関する。

近年、カラープリンタとして紙等に画像を形成するために利用されるのみでなく、製造装置として電子部品の製造のために利用される液体噴射装置がある。このような液体噴射装置の代表的な構成例として、液体噴射ヘッドを水平な一方向であるＸ軸方向へ移動させ、被噴射物載置台を水平かつＸ軸方向に垂直なＹ軸方向へ移動させて、被噴射物載置台に載置された被噴射物に液体噴射ヘッドから液体を噴射するものがある。

このような液体噴射装置では、被噴射物に微小な液滴を高精度かつ高密度に噴射することが重要であり、液体噴射装置は一般的に、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンスユニットを備えている。そして、液体噴射ヘッドの一部が液体を噴射不可能になった場合、及び、液体噴射ヘッドから噴射された液体の位置ずれが生じた場合、液体噴射装置は、液体噴射ヘッドの機能を回復するために、メンテナンスユニットによって液体噴射ヘッドのメンテナンスを行う。

従来の液体噴射装置では、メンテナンスユニットは、被噴射物載置台に対してＸ軸方向（被噴射物載置台の側方）に配置され、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行う際には液体噴射ヘッドをメンテナンスユニットの位置まで移動させている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２２３３３９公報

しかし、上述のような従来の液体噴射装置では、被噴射物のＸ軸方向の寸法を超えて液体噴射ヘッドが移動することになる。特に近年では、液体噴射装置を製造装置として利用する場合、被噴射物が大型化する傾向にあり、被噴射物のＸ軸方向の寸法が約２メートルになる場合がある。このように被噴射物のＸ軸方向の寸法が大きい場合、液体噴射ヘッドをＸ軸方向に移動させるために、被噴射物載置台を跨いでＸ軸方向に架橋されるＸ軸ガイドを長尺化する必要がある。

ところで、近年、被噴射物への液体の噴射に関する液体噴射装置の位置決め精度として、数マイクロメートルという高精度が要求されている。ここでいう位置決め精度は、Ｘ軸ガイドの面精度の他に、液体噴射ヘッドの噴射精度、被噴射物の載置精度などを含んでおり、Ｘ軸ガイドの面精度として、１マイクロメートル以下の面精度が要求されている。

Ｘ軸ガイドの材料として、面精度出し、経年変化耐性、振動特性が良好である石材又はセラミックス材が使用されている。上述のようにＸ軸ガイドが長尺化した場合、研磨工程においてＸ軸ガイドの全域の面精度を確保することは困難となり、また、Ｘ軸ガイドの支持点の間隔が大きいことに加えて材料自体の重量が増加することによってＸ軸ガイドの撓み量が増加するので、高精度なＸ軸ガイドの製造が困難となる。

Ｘ軸ガイドの材料として石材を使用する場合、Ｘ軸ガイドの比重が大きくなるので特に撓み量が大きくなる。Ｘ軸ガイドの材料としてセラミックス材を使用する場合、焼成炉のサイズ的な制約、および、焼成むらの発生によって長尺物に対して均一な特性を得ることが困難であることから、所定の面精度を確保することはもちろん、長尺のＸ軸ガイドを製造すること自体が困難となる。

この発明の目的は、高精度に液体を噴射できる液体噴射装置を提供することにある。

この発明の液体噴射装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１）被噴射物に液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記被噴射物を載置する被噴射物載置台と、前記被噴射物載置台を水平かつ所定の第１の方向へ移動させる第１の移動機構と、前記被噴射物載置台に対して前記第１の方向に配置され前記第１の方向へ移動して前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットと、を備えることを特徴とする。

この構成においては、液体噴射ヘッドは、被噴射物載置台の第１の方向に垂直な方向の全領域に液体を噴射自在に構成される。具体的には例えば、液体噴射ヘッドを支持するヘッド支持部材が第１の方向に垂直な方向に配置され、被噴射物載置台の第１の方向に垂直な方向の全領域に対向するように複数個の液体噴射ヘッドがヘッド支持部材に支持され、又は、第１の方向に垂直な方向に配置されたヘッド支持部材に単一の液体噴射ヘッドが支持され、液体噴射ヘッドがヘッド支持部材に沿って移動自在に構成される。また、第１の移動機構によって被噴射物載置台が第１の方向へ移動する。このため、被噴射物の所望の位置に液体が噴射される。メンテナンスユニットは被噴射物載置台に対して第１の方向に配置され、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行う際にはメンテナンスユニットが第１の方向へ移動して液体噴射ヘッドと対向する。液体噴射ヘッドのメンテナンスを行う際に、液体噴射ヘッドが被噴射物載置台を超えてさらに第１の方向に垂直な方向へ移動する必要がないので、液体噴射ヘッドを支持するヘッド支持部材の寸法は被噴射物載置台の第１の方向に垂直な方向の寸法と略同等分あれば足りる。

（２）前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台に対して、前記被噴射物載置台に前記被噴射物を搬入及び搬出する方向と反対の方向に配置されることを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台に対する被噴射物の搬入及び搬出が、被噴射物載置台に対してメンテナンスユニットが配置されていない方向から行われる。

（３）前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台とともに移動することを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台用の第１の移動機構とは別に、メンテナンスユニット用に移動機構を設ける必要がない。

（４）前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台とは別に移動することを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台とメンテナンスユニットとが別に移動するので、被噴射物載置台を被噴射物の搬入及び搬出用の位置に移動させ、メンテナンスユニットを液体噴射ヘッドのメンテナンス用の位置に移動させることによって、被噴射物載置台に対する被噴射物の搬入及び搬出と、液体噴射ヘッドのメンテナンスとを同時に行うことができる。また、液体噴射ヘッドから被噴射物に液体を噴射させる位置に被噴射物載置台を移動させ、被噴射物への液体の噴射の妨げにならない位置にメンテナンスユニットを移動させることで、被噴射物への液体の噴射とメンテナンスユニットの手入れ作業とを同時に行うことができる。

（５）前記第１の移動機構は、前記第１の方向に敷設されたガイドと、前記ガイドに前記第１の方向に垂直な方向にのみ規制され前記ガイドに沿って移動する被噴射物載置台スライダと、を含み、前記被噴射物載置台は、前記被噴射物載置台スライダ上に配置され、前記メンテナンスユニットは、前記ガイドに前記第１の方向に垂直な方向にのみ規制され前記ガイドに沿って移動するメンテナンスユニットスライダ上に配置されることを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台は被噴射物載置台スライダ上に配置され、メンテナンスユニットはメンテナンスユニットスライダ上に配置される。被噴射物載置台スライダとメンテナンスユニットスライダとは、同一のガイドに第１の方向に垂直な方向にのみ規制されながら第１の方向に移動する。

（６）前記第１の移動機構は、Ｎ極及びＳ極の永久磁石が前記第１の方向に交互に配列されてなるリニアモータ固定子と、前記被噴射物載置台の下面に設けられ前記リニアモータ固定子に対向し第１の交流電源に接続された第１のコイルを含む第１のスライダ可動子と、を含み、前記メンテナンスユニットの下面に、前記リニアモータ固定子に対向し第２の交流電源に接続された第２のコイルを含む第２のスライダ可動子が設けられることを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台の下面に第１のスライダ可動子が設けられ、メンテナンスユニットの下面に第２のスライダ可動子が設けられる。第１のスライダ可動子と第２のスライダ可動子とは、同一のリニアモータ固定子に対向して移動力を発生する。

（７）前記第１の方向に配置されたリニアスケールと、前記被噴射物載置台に搭載され前記リニアスケールを読み取る第１のスケールリーダと、前記メンテナンスユニットに搭載され前記リニアスケールを読み取る第２のスケールリーダと、を備えることを特徴とする。

この構成においては、被噴射物載置台に搭載された第１のスケールリーダでリニアスケールを読み取ることで被噴射物載置台の位置が検出され、メンテナンスユニットに搭載された第２のスケールリーダでリニアスケールを読み取ることでメンテナンスユニットの位置が検出される。リニアスケールは、第１のスケールリーダと第２のスケールリーダとで共用される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）メンテナンスユニットを被噴射物載置台に対して第１の方向に配置したことで、液体噴射ヘッドのメンテナンスを行う際に被噴射物載置台を超えてさらに第１の方向に垂直な方向へ液体噴射ヘッドを移動させる必要がなく、液体噴射ヘッドを支持する部材（ヘッド支持部材）の寸法を短縮することができる。したがって、ヘッド支持部材の撓み量が減少し、高精度に液体を噴射することができる。

また、ヘッド支持部材の寸法を短縮することで、ヘッド支持部材を容易に製造することができるようになる。さらに、材料コストを削減することができる。また、液体噴射装置を小型化することができる。

（２）メンテナンスユニットが被噴射物載置台に対する被噴射物の搬入及び搬出の妨げになることを防止することができる。

（３）被噴射物載置台とメンテナンスユニットとで第１の移動機構を共用することができ、部品点数を低下させることができる。したがって、製造コストの削減及び液体噴射装置の小型化を図ることができる。

（４）被噴射物載置台に対する被噴射物の搬入及び搬出と液体噴射ヘッドのメンテナンス、または、被噴射物への液体の噴射とメンテナンスユニットの手入れ、を同時に行うことができ、処理時間を短縮することができる。

（５）被噴射物載置台とメンテナンスユニットとでガイドを共用することで、部品点数を減少させ、製造コストの削減及び液体噴射装置の小型化を図ることができる。

（６）被噴射物載置台とメンテナンスユニットとでリニアモータ固定子を共用することで、さらに部品点数を減少させ、製造コストの削減及び液体噴射装置の小型化を図ることができる。

（７）被噴射物載置台とメンテナンスユニットとでリニアスケールを共用することで、さらに部品点数を減少させ、製造コストの削減及び液体噴射装置の小型化を図ることができる。

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る液体噴射装置Ａの概略の構成を示す平面図であり、図２は、液体噴射装置Ａの正面図である。この実施形態に係る液体噴射装置Ａは、定盤１、被噴射物載置台３、Ｙ軸スライダユニット５、液体噴射ヘッド８、液体噴射ヘッド移動機構１２、メンテナンスユニット１３、メンテナンスユニット搭載台１４等を備えている。図１において、紙面の横方向をＸ軸方向とし、紙面の縦方向をＹ軸方向とする。この場合、図２においては、紙面の横方向がＸ軸方向となり、紙面の奥行き方向がＹ軸方向となる。Ｙ軸方向はこの発明の第１の方向に相当し、Ｘ軸方向はこの発明の第１の方向に垂直な方向に相当する。また、Ｙ軸スライダユニット５はこの発明の第１の移動機構に相当する。

定盤１は、経年変化が少なく熱膨張が小さい石材で形成されている。定盤１は、図示していないが、アクティブ除振台で水平に支持されている。

定盤１上に、Ｙ軸スライダユニット５が配置されている。Ｙ軸スライダユニット５は、２個のＹ軸直動ガイド４、各Ｙ軸直動ガイド４と係合する２個のエアスライドユニット５１、単一のＹ軸固定子ユニット６、および、Ｙ軸固定子ユニット６に対向する単一のＹ軸スライダ可動子５２を含む。ここで、Ｙ軸直動ガイド４はこの発明のガイドに相当し、エアスライドユニット５１はこの発明の被噴射物載置台スライダに相当する。また、Ｙ軸固定子ユニット６はこの発明のリニアモータ固定子に相当し、Ｙ軸スライダ可動子５２はこの発明の第１のスライダ可動子に相当する。

Ｙ軸直動ガイド４は、断面が長方形の棒状に形成され、定盤１上に水平かつＹ軸方向に敷設されている。２個のＹ軸直動ガイド４は、互いに所定の間隔をあけて平行に配置されている。エアスライドユニット５１は、断面が横コの字状になるように形成され、Ｙ軸直動ガイド４を挟み込むように配置されている。エアスライドユニット５１は、Ｙ軸直動ガイド４にＸ軸方向にのみ規制されている。エアスライドユニット５１は、Ｙ軸直動ガイド４に対して空気を吹き付けて、Ｙ軸直動ガイド４から微小量浮上する。また、エアスライドユニット５１は、図示していない磁石を備えており、磁石のＹ軸直動ガイド４に対する吸引力と空気をＹ軸直動ガイド４に吹き付ける力とによって、Ｙ軸直動ガイド４との間隔を数マイクロメートルに保持しながら、Ｙ軸直動ガイド４に沿って移動する。

Ｙ軸固定子ユニット６は、複数のＮ極の永久磁石と複数のＳ極の永久磁石とから構成され、Ｎ極及びＳ極の永久磁石はＹ軸方向に交互に配列されている。Ｙ軸スライダ可動子５２は、図示していない第１の交流電源に接続された複数のコイルからなるコイル群を備え、Ｙ軸固定子ユニット６に対向するように配置されている。そして、Ｙ軸固定子ユニット６とＹ軸スライダ可動子５２とでリニアモータが構成されている。Ｙ軸スライダ可動子５２のコイル群に交流電流が流されることで、フレミングの左手の法則に従ってＹ軸スライダ可動子５２に推進力が発生し、Ｙ軸スライダ可動子５２が所望の速度で所望の位置まで移動する。Ｙ軸スライダ可動子５２は、被噴射物載置台３の下面に固定されている。ここで、コイルはこの発明の第１のコイルに相当する。

被噴射物載置台３は、エアスライドユニット５１上に配置され、エアスライドユニット５１とともにＹ軸直動ガイド４上をＹ軸方向に移動する。被噴射物載置台３上の所定の位置に、被噴射物２が載置される。被噴射物２は、フィルタ基板となる材料基板、又は紙などである。ここで、図１において液体噴射装置Ａの上部を前部Ｆ、下部を後部Ｒとすると、被噴射物２は被噴射物載置台３に前部Ｆ側から搬入及び搬出される。図示していないが、被噴射物載置台３は、載置された被噴射物２がずれないように被噴射物２を真空圧等で吸着する吸着機構を備えている。また、図示していないが、被噴射物載置台３とＹ軸直動ガイド４との間にはアライメントユニットが配置されている。アライメントユニットは、被噴射物載置台３を微小な角度θだけ回転させることができる。アライメントユニットが被噴射物載置台３を回転させることで、被噴射物２の微小な位置合わせが行われる。

被噴射物載置台３は、Ｙ軸直動ガイド４とエアスライドユニット５１とによってＹ軸方向にのみ移動自在にされ、Ｙ軸固定子ユニット６とＹ軸スライダ可動子５２とによって推進力を得て、Ｙ軸方向に移動する。

被噴射物載置台３の下面に、反射鏡５３が設けられている。また、定盤１上であって反射鏡５３に対してＹ軸方向に離間した位置に、測長レーザ７が配置されている。この実施形態では、測長レーザ７は、反射鏡５３に対して液体噴射装置Ａの前部Ｆ側に配置されている。液体噴射装置Ａでは、所謂レーザ測長システムと同様の原理で被噴射物載置台３の位置が検出される。

具体的には、測長レーザ７は、所定の波長のレーザ光（出射光）を反射鏡５３に向けて出射し、測長レーザ７から出射されたレーザ光は反射鏡５３で反射され、測長レーザ７に受けられる。反射鏡５３で反射されたレーザ光（反射光）の波長は、被噴射物載置台３の移動に伴うドップラー効果によって、出射光の波長と異なる。図示していない制御部は、出射光の波長と反射光の波長とを比較して出射光の周波数と反射光の周波数との差を取得し、周波数の差に基づいて被噴射物載置台３の移動量を算出し、被噴射物載置台３の位置を検出する。

制御部は、被噴射物載置台３の位置の検出結果に基づいてＹ軸スライダ可動子５２のコイル群に流す電流を制御することで、被噴射物載置台３の移動速度及び位置を制御する。

定盤１上であって被噴射物載置台３の側方（被噴射物載置台３に対してＸ軸方向）にそれぞれＸ軸スライダガイド支持体１１が配置されている。２個のＸ軸スライダガイド支持体１１に、被噴射物載置台３を跨ぐようにＸ軸スライダガイド９が架橋されている。Ｘ軸スライダガイド９はＸ軸スライダ１０を移動自在に保持している。Ｘ軸スライダ１０は、Ｘ軸スライダガイド９上をＸ軸方向に移動する。Ｘ軸スライダ１０は、液体噴射ヘッド８を保持し、液体噴射ヘッド８は、被噴射物載置台３上に載置された被噴射物２に対向している。液体噴射ヘッド８は、Ｘ軸スライダ１０とともにＸ軸方向に移動し、所望の位置で被噴射物２に液体を噴射する。Ｘ軸スライダガイド支持体１１、Ｘ軸スライダガイド９及びＸ軸スライダ１０等から、液体噴射ヘッド移動機構１２が構成されている。

図示していないが、Ｘ軸スライダガイド９とＸ軸スライダ１０との間に、Ｙ軸スライダユニット５と同様の部材が設けられている。Ｘ軸スライダ１０はＸ軸スライダガイド９にＹ軸方向に規制されながらＸ軸方向に、リニアモータの推進力によって移動する。また、Ｘ軸スライダ１０の位置は、被噴射物載置台３の場合と同様に、所謂レーザ測長システムと同様の原理によって検出される。

上述のエアスライドユニット５１上であって被噴射物載置台３より液体噴射装置Ａの後部Ｒ側に、メンテナンスユニット搭載台１４が配置されている。そして、メンテナンスユニット搭載台１４上に、メンテナンスユニット１３が配置されている。したがって、メンテナンスユニット１３は、被噴射物載置台３に対してＹ軸方向であって被噴射物載置台３に被噴射物２が搬入及び搬出される方向と反対の方向に配置されている。メンテナンスユニット１３は、エアスライドユニット５１等を介して被噴射物載置台３に固定され、被噴射物載置台３とともにＹ軸直動ガイド４上をＹ軸方向に移動する。

メンテナンスユニット１３は、液体噴射ヘッド８から液体を確実に噴射するための準備吐出ステーション、液体噴射ヘッド８のノズル面を清掃するためのワイピングステーション、液体噴射ヘッド８のノズル面を湿潤状態に保持するためのキャッピングステーション、液体噴射ヘッド８からの液体噴射状況を確認する吐出確認ステーション等で構成されている。

液体噴射装置Ａは、被噴射物２に液体を噴射する場合、被噴射物載置台３をＹ軸方向に移動するとともに液体噴射ヘッド８をＸ軸方向に移動することによって、被噴射物２の所望の位置に液体を噴射する。また、液体噴射装置Ａは、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う場合、メンテナンスユニット１３の各ステーションの所定のメンテナンス位置と液体噴射ヘッド８とが対向するように、メンテナンスユニット１３がＹ軸方向に移動するとともに、液体噴射ヘッド８がＸ軸方向に移動して、液体噴射ヘッド８のメンテナンスが行われる。

液体噴射装置Ａによれば、メンテナンスユニット１３を被噴射物載置台３のＹ軸方向に配置したので、液体噴射ヘッド８の移動可能距離は、メンテナンスユニット１３のサイズに関わりなく、被噴射物２の最大幅とＸ軸スライダ１０の加減速距離とを加算した距離に設定しておけばよい。したがって、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う際に被噴射物載置台３上を超えてさらにＸ軸方向へ液体噴射ヘッド８を移動させる必要がなく、Ｘ軸スライダガイド９の寸法を短縮することができる。

Ｘ軸スライダガイド９の面粗さ、平面度、平行度等の機械的精度としてサブマイクロメートル（１マイクロメートル以下）の精度が要求される。大きい寸法の部材を全面に渡って高精度に加工することは非常に困難である。しかし、Ｘ軸スライダガイド９の寸法を短縮したことによって、Ｘ軸スライダガイド９を全面に渡って高精度に製造することができる。また、Ｘ軸スライダガイド９の撓み量、および、Ｘ軸スライダガイド９上をＸ軸スライダ１０が移動することによるＸ軸スライダガイド９の振動量、を減少させることができる。したがって、被噴射物２に対して高精度に液体を噴射することができる。

また、Ｘ軸スライダガイド９は石材で形成されており、Ｘ軸スライダガイド９が長尺である場合、Ｘ軸スライダガイド９の重量が大きくなり、Ｘ軸スライダガイド９の撓み量が大きくなる。また、２メートルや３メートルの長尺物の研削・研磨加工を行える機械の数は少ない。これに対して、液体噴射装置Ａでは、Ｘ軸スライダガイド９の寸法を短縮したので、Ｘ軸スライダガイド９を容易に製造することができる。

さらに、Ｘ軸スライダガイド９を石材ではなくセラミックス材で形成することもできるが、Ｘ軸スライダガイド９をセラミックス材で形成しＸ軸スライダガイド９が長尺である場合、焼成炉のサイズ的な制約、および、均一に焼成・乾燥を行い均一な特性に仕上げることが困難であることから、所定の面精度を確保することはもちろん、長尺のＸ軸スライダガイド９を製造することが困難である。しかし、液体噴射装置Ａでは、Ｘ軸スライダガイド９の寸法を短縮したので、Ｘ軸スライダガイド９をセラミックス材で形成する場合でも、Ｘ軸スライダガイド９を容易かつ高精度に製造することができる。

また、測長レーザ７と反射鏡５３とからなる所謂レーザ測長システムなどの位置検出器では、測長距離が長尺化するほど検出精度が低下する。例えばレーザ測長システムの場合では、レーザ光を出射する測長レーザ７と反射鏡５３との距離が大きくなるほど、レーザ光の周波数が風等の影響を受けやすいので、位置検出の誤差が増大する。液体噴射装置Ａでは、Ｘ軸スライダガイド９の寸法が短く液体噴射ヘッド８の移動領域が短いので、液体噴射ヘッド８の位置を高精度に検出することができる。

さらに、Ｘ軸スライダガイド９の寸法を短縮したことによって、材料コストを削減することができる。また、液体噴射装置Ａを小型化することができる。

さらに、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット１３とでＹ軸スライダユニット５を共用したことで、部品点数を減少させることができる。したがって、製造コストの削減及び液体噴射装置Ａのいっそうの小型化を図ることができる。

また、一般的に製造装置では，被噴射物載置台３に対して被噴射物２を搬入及び搬出する方向は一定であることが多い。なぜなら、ロボットアームによって、被噴射物２を被噴射物載置台３上に搬入し、搬入に用いたものと同じロボットアームによって被噴射物２を被噴射物載置台３上から搬出するからである。液体噴射装置Ａでは、メンテナンスユニット１３を、被噴射物載置台３に対して被噴射物２を搬入及び搬出する方向と反対の方向に配置したので、被噴射物載置台３に対する被噴射物２の搬入時及び搬出時に、ロボットアームとメンテナンスユニット１３とが干渉することを防止することができる。メンテナンスユニット１３が被噴射物載置台１３に対する被噴射物２の搬入及び搬出の妨げにならないので、メンテナンスユニット１３を避けて被噴射物載置台１３に被噴射物２を搬入及び搬出するという複雑な構成にする必要がなく、液体噴射装置Ａの構成を簡素化できる。

なお、定盤１は、アクティブ除振台に代えて空気ばね除振台で支持されていてもよい。また、Ｘ軸スライダガイド９は、上述のように石材ではなくセラミックス材で形成されてもよい。さらに、Ｙ軸スライダ可動子５２は、メンテナンスユニット搭載台１４の下面にも固定されていてもよい。

また、被噴射物載置台３をＹ軸方向に移動させる推進力を発生させる構成は、上述の実施形態のようにリニアモータであることに限定されず、ＡＣモータとボールネジとから構成されるものであってもよい。

さらに、被噴射物載置台３の位置を検出する手段は、測長レーザ７と反射鏡５３とによるものに限定されず、定盤１上に貼り付けられたリニアスケールと被噴射物載置台３に搭載されたスケールリーダとによるものであってもよい。

また、上述の実施形態では、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット１３とでＹ軸スライダユニット５を共用しメンテナンスユニット１３をＹ軸方向に移動させるように構成したが、これに限定されず、メンテナンスユニット１３を定盤１上の所定位置に固定し、液体噴射ヘッド移動機構１２をＹ軸方向に移動させることで、液体噴射ヘッド８をメンテナンスユニット１３に対向させ、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う構成にしてもよい。

図３は、他の実施形態に係る液体噴射装置Ｂを示す平面図である。この実施形態に係る液体噴射装置Ｂは、被噴射物載置台３をＹ軸方向に移動させるＹ軸スライダユニット５とは別に、メンテナンスユニット１３をＹ軸方向に移動させるＹ軸メンテナンス移動機構２０を備え、メンテナンスユニット１３が被噴射物載置台３とは別にＹ軸方向に移動することを除いて、液体噴射装置Ａと同様に構成されている。説明の便宜上、液体噴射装置Ａと同様の構成については同じ符号を使用する。

Ｙ軸メンテナンス移動機構２０は、２個のＹ軸メンテナンス直動ガイド２２と、各Ｙ軸メンテナンス直動ガイド２２にＸ軸方向にのみ規制される２個のメンテナンスエアスライドユニット６１と、Ｙ軸メンテナンス固定子ユニット２１と、Ｙ軸メンテナンススライダ可動子６２と、を含む。

Ｙ軸メンテナンス直動ガイド２２はＹ軸直動ガイド４と同様に形成され、メンテナンスエアスライドユニット６１はエアスライドユニット５１と同様に形成され、Ｙ軸メンテナンス固定子ユニット２１はＹ軸固定子ユニット６と同様に形成され、Ｙ軸メンテナンススライダ可動子６２はＹ軸スライダ可動子５２と同様に形成されている。

Ｙ軸メンテナンス直動ガイド２２及びＹ軸メンテナンス固定子ユニット２１は、定盤１上にＹ軸方向に敷設されている。メンテナンスエアスライドユニット６１及びＹ軸メンテナンススライダ可動子６２は、メンテナンスユニット搭載台１４の下面に固定されている。

メンテナンスユニット１３は、メンテナンスエアスライドユニット６１がＹ軸メンテナンス直動ガイド２２によってＸ軸方向にのみ規制されていることで、Ｙ軸方向に移動自在にされている。また、メンテナンスユニット１３は、Ｙ軸メンテナンス固定子ユニット２１とＹ軸メンテナンススライダ可動子６２とがリニアモータを構成することで、Ｙ軸方向の推進力を得て、被噴射物載置台３とは別にＹ軸方向に移動する。

メンテナンスユニット１３の下面には、被噴射物載置台３の下面に設けられている反射鏡５３と同様の第２の反射鏡６３が設けられている。また、定盤１上に測長レーザ７と同様の第２の測長レーザ１７が設けられ、第２の測長レーザ１７から出射されたレーザ光が第２の反射鏡６３で反射され、その反射光を受けることで、メンテナンスユニット１３の位置が検出される。

図４は、被噴射物２に液体を噴射する液体噴射工程中の液体噴射装置Ｂの状態を示す平面図である。図５は、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行うメンテナンス工程中の液体噴射装置Ｂの状態を示す平面図である。

上述のように、液体噴射装置Ｂでは、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット３とが別に移動自在である。図４に示すように、被噴射物２に液体を噴射する液体噴射工程中は、メンテナンスユニット１３は、被噴射物載置台３から離間して、被噴射物載置台３に対する被噴射物２の搬入及び搬出の方向と反対の方向（液体噴射装置Ｂの最後部）に退避する。そして、メンテナンスユニット１３のワイピングステーション内に付着した液体を洗浄する作業などのメンテナンスユニット１３の手入れ作業が、液体噴射工程と並行して行われる。

また、図５に示すように、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う際は、メンテナンスユニット１３は液体噴射ヘッド８と対向する位置に移動し、被噴射物載置台３は液体噴射装置Ｂの最前部に移動する。そして、被噴射物載置台３への被噴射物２の搬入及び搬出、被噴射物２の被噴射物載置台３へのアライメント等が、液体噴射ヘッド８のメンテナンスと並行して行われる。

液体噴射装置Ｂによれば、被噴射物載置台３に対する被噴射物２の搬入及び搬出と液体噴射ヘッド８のメンテナンスとを同時に行うことができる。または、被噴射物２への液体の噴射とメンテナンスユニット１３の手入れ作業とを同時に行うことができる。したがって、液体噴射装置Ｂによる総合的な処理時間を短縮することができる。

図６は、さらに他の実施形態に係る液体噴射装置Ｃを示す平面図である。この実施形態に係る液体噴射装置Ｃは、メンテナンスユニット１３が被噴射物載置台１３とは別にＹ軸方向に移動することを除いて、液体噴射装置Ａと同様に構成されている。説明の便宜上、液体噴射装置Ａと同様の構成については同じ符号を使用する。

液体噴射装置Ｃでは、メンテナンスユニット１３は、エアスライドユニット５１上には配置されず、エアスライドユニット５１とは別に設けられたメンテナンスユニットスライダ７１上に配置されている。メンテナンスユニットスライダ７１は、エアスライドユニット５１と同様に形成され、Ｙ軸直動ガイド４上であってエアスライドユニット５１より液体噴射装置Ｃの後部Ｒ側に配置されている。メンテナンスユニットスライダ７１は、Ｙ軸直動ガイド４にＸ軸方向にのみ規制され、Ｙ軸直動ガイド４に沿ってＹ軸方向に移動する。

メンテナンスユニット１３の下面に、Ｙ軸スライダ可動子５２とは別の第２のスライダ可動子７２が設けられている。第２のスライダ可動子７２は、図示していない第２の交流電源に接続された複数の第２のコイルからなるコイル群を備え、Ｙ軸スライダ可動子５２と同様に形成されている。第２のスライダ可動子７２は、Ｙ軸固定子ユニット６と対向し、Ｙ軸固定子ユニット６とリニアモータを構成している。そして、メンテナンスユニット１３は、第２のスライダ可動子７２のコイル群に交流電流が流されることで、Ｙ軸方向の推進力を得て、被噴射物載置台３とは別にＹ軸方向に移動する。

メンテナンスユニット１３の下面には、被噴射物載置台３の下面に設けられている反射鏡５３と同様の第３の反射鏡７３が設けられている。また、定盤１上に測長レーザ７と同様の第３の測長レーザ２７が設けられ、第３の測長レーザ２７から出射されたレーザ光が第３の反射鏡７３で反射され、その反射光を受けることで、メンテナンスユニット１３の位置が検出される。

液体噴射装置Ｃによれば、Ｙ軸直動ガイド４及びＹ軸固定子ユニット６を、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット１３とで共用することができるので、部品点数が減少し、製造コストの削減及び液体噴射装置Ｃの小型化を図ることができる。

なお、被噴射物載置台３及びメンテナンスユニット１３のそれぞれの位置を検出する手段は、測長レーザ７，２７と反射鏡５３，７３とによるものに限定されない。例えば、リニアスケールを定盤１上の所定の位置にＹ軸方向に貼り付け、被噴射物載置台３に第１のスケールリーダを搭載し、メンテナンスユニット１３に第２のスケールリーダを搭載する。そして、各スケールリーダでリニアスケールを読み取ることで、被噴射物載置台３及びメンテナンスユニット１３のそれぞれの位置を検出する。この構成によれば、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット１３とでリニアスケールを共用することができるので、部品点数が減少し、製造コストの削減を図ることができる。また、被噴射物載置台３とメンテナンスユニット１３との重複した移動領域にリニアスケールを重複して貼り付ける必要はなく、被噴射物載置台３及びメンテナンスユニット１３のそれぞれの移動距離を加算した距離分のリニアスケールを貼り付ける場合に比べて製造コストを削減することができる。

また、被噴射物載置台３をＹ軸方向に移動させる推進力を発生させる構成は、上述の実施形態のようにＹ軸固定子ユニット６、Ｙ軸スライダ可動子５２、及び、第２のスライダ可動子７２からなるリニアモータであることに限定されず、ＡＣモータとボールネジとから構成することもできる。この場合、被噴射物載置台３用とメンテナンスユニット１３用とで２系統のＡＣモータ及びボールネジを設ける。各ボールネジは、被噴射物載置台３及びメンテナンスユニット１３のそれぞれの移動距離分だけ設ければよく、液体噴射装置ＣのＹ軸方向の全域に渡って設ける必要はない。

また、上述の各実施形態では、Ｘ軸スライダ１０が液体噴射ヘッド８を保持し、Ｘ軸スライダガイド９がＸ軸スライダ１０を移動自在に保持しているが、これに限定されない。例えば、所定のヘッド支持部材をＸ軸方向に配置し、被噴射物載置台３のＸ軸方向の全領域に対向するように、複数個の液体噴射ヘッド８をヘッド支持部材に保持させてもよい。この構成によれば、液体噴射ヘッド８のメンテナンスを行う際においても、液体噴射ヘッド８をＸ軸方向に移動させる必要がなくなるので、液体噴射ヘッド８をＸ軸方向に移動させるための移動機構を設ける必要がなくなる。また、上述の各実施形態の場合と同様に、メンテナンスユニット１３が被噴射物載置台３に対する被噴射物２の搬入及び搬出の妨げになることの防止、処理時間の短縮、部品点数の減少、製造コストの削減、及び、液体噴射装置の小型化、という効果を奏することができる。

この発明の実施形態に係る液体噴射装置の概略の構成を示す平面図である。前記液体噴射装置を示す正面図である。他の実施形態に係る液体噴射装置を示す平面図である。被噴射物に液体を噴射する液体噴射工程中の前記液体噴射装置の状態を示す平面図である。液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス工程中の前記液体噴射装置の状態を示す平面図である。さらに他の実施形態に係る液体噴射装置を示す平面図である。

符号の説明

１定盤
２被噴射物
３被噴射物載置台
４Ｙ軸直動ガイド（ガイド）
５Ｙ軸スライダユニット（第２の移動機構）
６Ｙ軸固定子ユニット（リニアモータ固定子）
８液体噴射ヘッド
１２液体噴射ヘッド移動機構（第１の移動機構）
１３メンテナンスユニット
５１エアスライドユニット（被噴射物載置台スライダ）
５２Ｙ軸スライダ可動子（第１のスライダ可動子）
７１メンテナンスユニットスライダ
７２第２のスライダ可動子
Ａ，Ｂ，Ｃ液体噴射装置

Claims

被噴射物に液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記被噴射物を載置する被噴射物載置台と、
前記被噴射物載置台を水平かつ所定の第１の方向へ移動させる第１の移動機構と、
前記被噴射物載置台に対して前記第１の方向に配置され前記第１の方向へ移動して前記液体噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットと、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台に対して、前記被噴射物載置台に前記被噴射物を搬入及び搬出する方向と反対の方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台とともに移動することを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
前記メンテナンスユニットは、前記被噴射物載置台とは別に移動することを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
前記第１の移動機構は、前記第１の方向に敷設されたガイドと、前記ガイドに前記第１の方向に垂直な方向にのみ規制され前記ガイドに沿って移動する被噴射物載置台スライダと、を含み、
前記被噴射物載置台は、前記被噴射物載置台スライダ上に配置され、
前記メンテナンスユニットは、前記ガイドに前記第１の方向に垂直な方向にのみ規制され前記ガイドに沿って移動するメンテナンスユニットスライダ上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
前記第１の移動機構は、Ｎ極及びＳ極の永久磁石が前記第１の方向に交互に配列されてなるリニアモータ固定子と、前記被噴射物載置台の下面に設けられ前記リニアモータ固定子に対向し第１の交流電源に接続された第１のコイルを含む第１のスライダ可動子と、を含み、
前記メンテナンスユニットの下面に、前記リニアモータ固定子に対向し第２の交流電源に接続された第２のコイルを含む第２のスライダ可動子が設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の液体噴射装置。
前記第１の方向に配置されたリニアスケールと、
前記被噴射物載置台に搭載され前記リニアスケールを読み取る第１のスケールリーダと、
前記メンテナンスユニットに搭載され前記リニアスケールを読み取る第２のスケールリーダと、を備えることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の液体噴射装置。