JP2007105568A - ヘッドユニット、及びヘッド取付方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズル孔や照射口の位置精度を確保するために、固定具へのヘッド貼り付けの高精度化を可能にし、より微細なパターン形成を行うことのできるヘッドユニットを提供する。
【解決手段】パターン形成装置1において、ヘッド15の吐出孔であるノズル25が配列されたノズルプレート23に平行を成す天面を、固定具19に接着層27を介して接着固定して単ヘッドユニット21を構成する。まず、ヘッド15のXY平面でノズル25の位置を基準にして、ヘッド15位置調整が高精度に行われる。次に、接着剤をヘッド15の天面と固定具19の面A29−1間に配して、ヘッド15のZ軸方向の位置を調整しつつ接着剤にUV照射を行って硬化させ接着層27を形成する。ヘッド15は、水平面(XY平面)で自由に位置調整されるので高精度なパターン形成を行うことができる。接着層27は、接着面における固定具19の部品精度のバラツキを吸収する効果がある。
【選択図】図4
【解決手段】パターン形成装置1において、ヘッド15の吐出孔であるノズル25が配列されたノズルプレート23に平行を成す天面を、固定具19に接着層27を介して接着固定して単ヘッドユニット21を構成する。まず、ヘッド15のXY平面でノズル25の位置を基準にして、ヘッド15位置調整が高精度に行われる。次に、接着剤をヘッド15の天面と固定具19の面A29−1間に配して、ヘッド15のZ軸方向の位置を調整しつつ接着剤にUV照射を行って硬化させ接着層27を形成する。ヘッド15は、水平面(XY平面)で自由に位置調整されるので高精度なパターン形成を行うことができる。接着層27は、接着面における固定具19の部品精度のバラツキを吸収する効果がある。
【選択図】図4
Description
本発明は、カラーフィルタ等のパターンを形成するインクジェットヘッドの位置を調整し固定部材に取り付けられて構成されるヘッドユニットに関する。より詳細には、インクジェットヘッドの位置調整を高精度に行うために、固定部材に接着固定するための接着剤を位置誤差吸収層として使用したヘッドユニット及びヘッド取付方法に関する。
近年、コンピュータのディスプレイとして、省スペース・低消費電力を特徴とする液晶カラーディスプレイの需要が高まっている。また、液晶カラーディスプレイは、液晶テレビ用途等としても需要が高まっており、画面の大型化が加速されてきている。
液晶パネルを構成するカラーフィルタの基材としては、従来、ガラス板を用いている。ガラス基材上に、ブラックマトリクスや、カラーフィルタを構成する赤色、緑色及び青色の3色のカラーフィルタ層を生成する。こうして生成されるカラーフィルタ基板と、別工程で生成されるTFT基板とを貼り合わせ、基板間に液晶を注入し偏向フィルムを貼り付けることで液晶パネルが完成する。
基板上に液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタのパターンを形成する方法として、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色のインクをインクジェット方式により基板上に吐出して着色層パターンを形成するパターン形成装置がある([特許文献1]参照。)。
インクジェット方式等のヘッドを用いた印刷において、ディスプレイ分野等の高精度な印刷が必要な場合には、インク吐出ノズル孔の位置を高精度に位置決めするために、ノズル孔位置を計測して、ノズル孔を基準に位置決めした後に、ヘッドを接着剤で固定部材に固定することが行われている。
従来、ヘッド15の装着は、図7に示すように、ノズル孔25の配置されるノズルプレート23に対して垂直方向に接着層35を配して固定具19に貼り付けることが一般的であった。
しかしながら、従来(図7に示す)のようにノズルプレート23に対して垂直な面に接着剤を配してヘッド15を固定具19に貼り付ける場合、接着剤硬化時に硬化収縮が生じるため、ノズル孔位置のズレが発生する。
この接着位置ズレは、ヘッド15のY軸方向に対する平行度ズレ、及びX軸方向への位置ズレを起こすので、インク吐出を行うノズル孔がずれて吐出ピッチが変化し、高精度な印刷ができなくなるという問題点がある。
また、複数のヘッドを並べて使用する場合には、固定具19やヘッド15の仕上がり寸法といった部品精度、或いは部品精度のバラツキ等により、ノズル孔の位置精度を達成することが困難となる問題がある。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、ノズル孔や照射口の位置精度を確保するために、固定具へのヘッド貼り付けの高精度化を可能にし、より微細なパターン形成を行うことのできるヘッドユニットを提供することを目的とする。
前述した目的を達成するための第1の発明は、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドが固定部材に取り付けられて構成されるヘッドユニットであって、前記ヘッドは、水平方向の接着面において、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して前記固定部材に接着固定されることを特徴とするヘッドユニットである。
加工処理は、ガラス基板等の加工対象に対してヘッドが行う処理であり、例えば、インク塗布処理、レーザ照射処理、パターン形成処理である。
ヘッドは、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行うヘッドであり、例えば、インクジェットヘッド、レーザ照射ヘッドである。
誤差吸収接着層は、流動性を有する接着剤を硬化させて形成される接着層である。当該接着剤が接着対象物間に注入され接着位置が調整された後、UV照射を行って当該接着剤を硬化させることで接着層が形成される。
ヘッドは、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行うヘッドであり、例えば、インクジェットヘッド、レーザ照射ヘッドである。
誤差吸収接着層は、流動性を有する接着剤を硬化させて形成される接着層である。当該接着剤が接着対象物間に注入され接着位置が調整された後、UV照射を行って当該接着剤を硬化させることで接着層が形成される。
第1の発明のヘッドユニットは、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行うヘッドが固定部材に取り付けられて構成され、ヘッドの水平方向の接着面に流動性を有する接着剤を配し、接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して固定部材に接着固定される。
水平方向の接着面とは、例えば、加工対象の加工対象面に対して平行を成すヘッドの天面(水平方向の面)である。
第1の発明によるヘッドユニットは、水平面を成す接着面で誤差吸収接着層を介してヘッドと固定部材が接着されるので、固定部材の取付方向への部品精度のバラツキを吸収し、ヘッドの取り付けを高精度に行う効果がある。一般に、ヘッドの取り付けの鉛直方向の許容誤差は、水平方向の許容誤差と比較すると余裕がある。水平面の接着面において、接着剤の硬化収縮による誤差は、概ね、許容誤差が緩い方向(鉛直方向)に生じるので、硬化収縮がヘッドの位置精度に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。
尚、ヘッドの垂直方向の面を接着する場合は、ヘッドの水平方向の面を接着する場合と比較すると誤差吸収の効果が小さく、また強度不足等の弊害が生じる場合がある。
尚、ヘッドの垂直方向の面を接着する場合は、ヘッドの水平方向の面を接着する場合と比較すると誤差吸収の効果が小さく、また強度不足等の弊害が生じる場合がある。
第2の発明は、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドが固定部材に取り付けられて構成されるヘッドユニットであって、前記ヘッドは、第1の接着面において、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して緩衝部材に接着固定され、前記緩衝部材は、第2の接着面において、前記誤差吸収接着層を介して前記固定部材に接着固定されることを特徴とするヘッドユニットである。
第1の接着面及び第2の接着面は、いずれかが水平方向の面であることが望ましい。例えば、加工対象の加工対象面に対して直角を成すヘッドの側面を第1の接着面とし緩衝部材の側面に接着される。さらに緩衝部材の天面を第2の接着面とし、固定部材に接着固定される。
緩衝部材は、部品精度の高いスペーサ部材等から成る。緩衝部材とヘッド間、或いは緩衝部材と固定具間の何れかの接着面を水平面とすることで、ヘッド15の水平方向を高精度に位置調整することが可能になる。
緩衝部材は、部品精度の高いスペーサ部材等から成る。緩衝部材とヘッド間、或いは緩衝部材と固定具間の何れかの接着面を水平面とすることで、ヘッド15の水平方向を高精度に位置調整することが可能になる。
第2の発明のヘッドユニットは、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行うヘッドが固定部材に取り付けられて構成され、ヘッドは、第1の接着面において、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して緩衝部材に接着固定され、緩衝部材は第2の接着面において、誤差吸収接着層を介して固定部材に接着固定される。
第2の発明によるヘッドユニットは、緩衝部材を介してヘッドを固定部材に固定する際、ヘッドと緩衝部材間、或いは緩衝部材と固定部材間のいずれかは水平面を成す接着面であり、誤差吸収接着層を介して接着される。従って、水平面でのヘッド位置が高精度に調整することが可能となり、さらに垂直方向の固定部材の部品精度のバラツキ等は誤差吸収接着層で吸収できるという効果がある。第1の発明と同様に、水平面の接着面において、接着剤の硬化収縮による誤差は、概ね、許容誤差が緩い方向(鉛直方向)に生じるので、硬化収縮がヘッドの位置精度に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。
第3の発明は、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドを前記固定部材に取り付けるヘッド取付方法であって、水平方向の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記ヘッドを前記固定部材に接着固定することを特徴とするヘッド取付方法である。
望ましくは、ヘッドの水平方向位置調整を行う第1の位置調整工程と、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させてヘッドの垂直方向位置調整を行う第2の位置調整工程とを具備する。
望ましくは、ヘッド取付方法の第1の位置調整工程は、ヘッドが具備する複数の吐出孔を、加工対象面に対して平行を成す面で位置調整する工程であり、第2の位置調整工程は、ヘッドが具備する複数の吐出孔と加工対象面との距離を位置調整する工程である。
望ましくは、ヘッド取付方法の第1の位置調整工程は、ヘッドが具備する複数の吐出孔を、加工対象面に対して平行を成す面で位置調整する工程であり、第2の位置調整工程は、ヘッドが具備する複数の吐出孔と加工対象面との距離を位置調整する工程である。
第3の発明のヘッド取付方法は、ヘッドの水平方向の接着面に流動性を有する接着剤を配し、接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させヘッドを固定部材に接着固定する方法である。第3の発明のヘッド取付方法は、第1の発明のヘッドユニットを作成するためのヘッド取付方法である。
第4の発明は、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドを前記固定部材に取り付けるヘッド取付方法であって、第1の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記ヘッドを緩衝部材に接着固定する工程と、第2の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記緩衝部材を前記固定部材に接着固定する工程と、を具備することを特徴とするヘッド取付方法である。
望ましくは、ヘッド取付方法は、水平面である第1の接着面または第2の接着面において実行する、ヘッドの水平方向位置調整を行う第1の位置調整工程と、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させてヘッドの垂直方向位置調整を行う第2の位置調整工程とを具備する。
第4の発明のヘッド取付方法は、ヘッドの第1の接着面に流動性を有する接着剤を配し、接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させヘッドを緩衝部材に接着固定し、緩衝部材の第2の接着面に流動性を有する接着剤を配し、接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ緩衝部材を固定部材に接着固定する方法である。
本発明によれば、ノズル孔や照射口の位置精度を確保するために、固定具へのヘッド貼り付けの高精度化を可能にし、より微細なパターン形成を行うことのできるヘッドユニットを提供することができる。
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係るヘッド15等を備えるパターン形成装置1の構成を示す図である。
(1.パターン形成装置1)
まず、図1を参照しながら、パターン形成装置1の構成について説明する。図1は、パターン形成装置1の概略構成図である。尚、θ軸は鉛直方向の回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Y軸は、塗布幅方向を示し、X軸は塗布方向を示す。θ軸、Y軸、X軸は互いに直角を成す。
まず、図1を参照しながら、パターン形成装置1の構成について説明する。図1は、パターン形成装置1の概略構成図である。尚、θ軸は鉛直方向の回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Y軸は、塗布幅方向を示し、X軸は塗布方向を示す。θ軸、Y軸、X軸は互いに直角を成す。
パターン形成装置1は、インクジェット方式によりカラーフィルタを製造する装置である。パターン形成装置1は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の色素を含有するインクをインクジェット方式で光透過性の基板上に吐出し、各インクを硬化させて着色画素部を形成し、当該基板上にカラーフィルタパターンを形成する。
図1に示すパターン形成装置1は、ヘッドユニット3、スライダ5、スライドレール7、ガントリ17、定盤100、X軸移動ステージ101、θ軸移動ステージ102、吸着テーブル103、基板104、アライメントカメラ105等から構成される。
吸着テーブル103は、カラーフィルタパターンを形成する加工対象となる基板104(ガラス基板、フィルム基板等)を吸着して固定するテーブルである。基板104の吸着は、例えば吸着テーブル103と基板104との間の空気を減圧、真空にすることにより実現される。この場合、吸着テーブル103には空気を吸引するための小孔(図示しない)が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ(図示しない)等により空気の吸引が行われる。
アライメントカメラ105は、吸着テーブル103に吸着固定された基盤104のθ方向角度及びXY座標を検出するために、基板104の所定箇所(基板上に形成されるアライメントマーク(図示しない)等)を撮像するカメラである。アライメントカメラ105は、パターン形成装置1のフレーム(図示しない)に固定支持される。
アライメントカメラ105の撮像画像は、パターン形成装置1の制御部(図示しない)に入力される。当該制御部は、撮像画像に基づいて基板104が所定のθ方向角度、所定のXY座標となるよう、それぞれX軸移動ステージ101、θ軸移動ステージ102の位置制御を行う。尚、図1では説明していないが基板104をY軸方向に移動させる機構を更に設けても良い。
X軸移動ステージ101は、定盤100に設けるスライドレールに沿って、基板104をX軸方向(塗布方向)に直線移動させる。X軸移動ステージ101は、例えばステップモータ、サーボモータ、リニアモータ等の制御可能なモータによって所定の軸方向に移動可能に支持され、パターン形成装置1の制御部(図示しない)が出力する制御量に基づいて移動する。パターン形成装置1の制御部は、前述のアライメントカメラ105の撮像画像に基づいて制御量を出力しても良いし、スライドレールの際に配置されるリニアスケール等の精密測長手段(図示しない)の測長量に基づいて制御量を出力しても良い。
θ軸移動ステージ102は、回転ステージであり、例えばステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の回転軸に回転自在に支持される。パターン形成装置1の制御部(図示しない)は、アライメントカメラ105の撮像画像に基づいてθ軸移動ステージ102の制御量を出力する。θ軸移動ステージ102は、当該制御量に従って吸着テーブル103を回転移動させる。
定盤100は、石製やセラミック製の高平坦精度を要する盤である。尚、図示していないが、基板104を保持するX軸移動ステージ101等は、定盤100上をエア浮上させて移動させることが望ましい。
ヘッドユニット3には、位置決めの行われた複数のヘッド15が配列ヘッドユニット13として列状に配列されている。ヘッド15はインクを吐出する複数のノズル孔(図示しない)を備え、当該ノズル孔から基板104に対してインクを吐出してパターン形成を行う。尚、ヘッド15の固定や配置等については、図2以降を用いて説明する。
ヘッドユニット3は、スライダ5とスライドレール7を介してガントリ17に連結され、塗布幅方向(Y軸方向)に直線移動する。スライダ5とスライドレール7は、ヘッドユニット3のY軸方向位置調整を行う機構である。移動機構としては、例えばリニアモータ、スライド機構等を用いることができる。ガントリ17は、定盤100に固定される門型フレームである。
回転機構11は、ヘッドユニット3をθ軸方向に回転させる機構である。回転機構11は、例えばステップモータ、サーボモータ、ダイレクトドライブモータ等の制御可能なモータを備え、パターン形成装置1の制御部(図示しない)が出力する制御量に基づいてヘッドユニット3をθ方向に回転させる。ヘッドユニット3を回転移動させることにより、基板104に形成するパターンのピッチ(幅)を変更することが可能である。
(2.ヘッド15の固定・配置)
図2は、ヘッド15の固定、配置等を示す図である。ヘッド15は、それぞれ取り付け位置を高精度に調整された後、固定具19に接着剤等で接着固定されている。一組のヘッド15と固定具19とを単ヘッドユニット21とし、当該単ヘッドユニット21が列状に配列されて、配列ヘッドユニット13−1、13−2が形成される。ヘッドユニット3の回転機構11は、複数の配列ヘッドユニット13を支持し、回転移動を可能にする。尚、回転機構11は、図1に示すベース9に取り付けられる。尚、複数の配列ヘッドユニット13をまとめて直線移動、或いは回転移動させるようにしても良い。また、1つの配列ヘッドユニット13を構成する単ヘッドユニット21の数や、ヘッドユニット3を構成する配列ヘッドユニット13の数は、本実施の形態の例に限定されない。
図2は、ヘッド15の固定、配置等を示す図である。ヘッド15は、それぞれ取り付け位置を高精度に調整された後、固定具19に接着剤等で接着固定されている。一組のヘッド15と固定具19とを単ヘッドユニット21とし、当該単ヘッドユニット21が列状に配列されて、配列ヘッドユニット13−1、13−2が形成される。ヘッドユニット3の回転機構11は、複数の配列ヘッドユニット13を支持し、回転移動を可能にする。尚、回転機構11は、図1に示すベース9に取り付けられる。尚、複数の配列ヘッドユニット13をまとめて直線移動、或いは回転移動させるようにしても良い。また、1つの配列ヘッドユニット13を構成する単ヘッドユニット21の数や、ヘッドユニット3を構成する配列ヘッドユニット13の数は、本実施の形態の例に限定されない。
(3.単ヘッドユニット21の構成)
次に、図3乃至図9により、本実施の形態によるヘッド15と固定具19とからなる単ヘッドユニット21およびヘッド15取付方法について説明する。
図3は、単ヘッドユニット21の構成を示す図である。
図4は、図3のP方向矢視図である。
図5は、スペーサ部材33を用いてヘッド15を接着固定する単ヘッドユニット21を示す図である。
図6は、図5とは異なる位置にスペーサ部材33を用いてヘッド15を接着固定する単ヘッドユニット21を示す図である。
図7は、従来の方法でヘッド15が接着固定された単ヘッドユニット22を示す図である。
図8は、本実施の形態におけるヘッド15の位置調整、及び固定具19への固定方法を示す図である。
図9は、従来のヘッド15の位置調整、及び固定具19への固定方法を示す図である。
尚、比較のため図7及び図9は従来の方法でヘッド15が固定された単ヘッドユニット22の例を示す。
次に、図3乃至図9により、本実施の形態によるヘッド15と固定具19とからなる単ヘッドユニット21およびヘッド15取付方法について説明する。
図3は、単ヘッドユニット21の構成を示す図である。
図4は、図3のP方向矢視図である。
図5は、スペーサ部材33を用いてヘッド15を接着固定する単ヘッドユニット21を示す図である。
図6は、図5とは異なる位置にスペーサ部材33を用いてヘッド15を接着固定する単ヘッドユニット21を示す図である。
図7は、従来の方法でヘッド15が接着固定された単ヘッドユニット22を示す図である。
図8は、本実施の形態におけるヘッド15の位置調整、及び固定具19への固定方法を示す図である。
図9は、従来のヘッド15の位置調整、及び固定具19への固定方法を示す図である。
尚、比較のため図7及び図9は従来の方法でヘッド15が固定された単ヘッドユニット22の例を示す。
図3は、単ヘッドユニット21の構成を示す。図4は、図3のP方向矢視図である。ヘッド15が取り付け位置を調整され、固定具19に接着剤等で接着固定されたものを単ヘッドユニット21とする。尚、図3以降に示すX軸はヘッド15の水平面短辺方向、Y軸はヘッド15の水平面長辺方向、Z軸は垂直方向を示す。単ヘッドユニット21はヘッドユニット3として回転機構11に取り付けられ、パターン形成装置1(図1に示す)ではノズルピッチの調整のため、θ軸方向に回転移動する場合もあるので、図3以降に示すX軸、Y軸は図1に示すX軸、Y軸とは必ずしも一致しない。
ヘッド15のノズルプレート23には所定のピッチでインク吐出部であるノズル25−1〜25−nが直線状に配置される。ノズルプレート23は、加工対象(基板104)の加工対象面に対して平行を成す。パターン形成装置1は、当該ノズル25−1〜25−nからR(赤)、G(緑)、B(青)のうちの所定のインクをインクジェット方式で基板104に吐出し、パターンを形成する。
ヘッド15は、ノズルプレート23に平行且つ対向した天面が、固定具19の面A29−1に接着層27で接着固定される。接着層27は流動性を持つ接着剤が硬化されて形成される。また、図4に示すように、ヘッド15の垂直面(側面)と、固定具19の面B29−2との間には隙間が設けられる。当該隙間は、ヘッド15貼り付けを行う前に、ヘッド15の水平方向(XY平面方向)の位置調整が可能な程度の所定の距離(例えば、5mm程度)を設ける。また、ヘッド15取付の際、接着層27が当該隙間に回りこまないように形成して、接着剤の硬化収縮の影響を防止することが望ましい。
特にインクジェット方式のパターン形成には、ヘッド15のインク吐出ノズル25の位置を高精度に位置決めする必要があり、ノズル25の位置を基準にヘッド15の位置決めを行う。ヘッド15の位置調整と取り付け方法については、図8により後述するが、まずヘッド15のインク吐出ノズル25の位置を水平方向(XY平面方向)で高精度に位置設定することで、自ずからヘッド15の位置が設定される。従って、ヘッド15の部品精度のバラツキに関係なく、ノズル25位置を高精度に設定することができる。
部品精度とは、仕上げ寸法のことである。部品精度は材質によって異なり、一般的にAL(アルミニウム)等の柔らかい材料の部品精度は、SUS(Stainless Used Steel:ステンレス)等の硬い材料の部品精度に比べて悪くなる。部品精度の測定方法としては、電子マイクロメータ(接触式)が挙げられる。
尚、カーボン等で形成されるヘッド15は、100μm程度の部品精度のバラツキを有する場合もあるが、ヘッド15を水平方向で位置調整を行うことで、ヘッド15の部品精度のバラツキに無関係に高精度なノズル25位置調整を行うことが可能になる。
位置調整されたヘッド15の天面を接着層27を介して固定具19に接着固定する際、接着層27が硬化収縮する時に生じるヘッド15のZ軸方向の位置ズレは、XY方向の平行度や位置精度と比較すると要求される精度が低いため、接着剤の硬化収縮量を無視することが可能となる。
また、アルミニウム等で形成される固定具19は、30μm程度の部品精度のバラツキを有する場合もあるが、接着層27を位置誤差吸収層として作用させ、ヘッド15の取り付け方向(垂直方向)に関する固定具19の部品精度バラツキを吸収し、高精度なヘッド15取付を実現することが可能になる。例えば固定具19の接着面が均一ではない場合には、接着剤の量や注入バランスを調整することで、固定具19の接着面の不均一さを解消し、ヘッド15を高精度に接着することができる。
次に、図5、図6にヘッド15を、スペーサ部材33を介して固定具19に接着固定する実施例を示す。スペーサ部材33とは、部品精度が1μm程度の高精度に作成される部材であり、ヘッド15を固定具19に取り付けるための緩衝部材としての役割を備えるものである。スペーサ部材33の材質としては、例えば、光透過性を有し高精度の加工が可能な石英を用いることができる。光透過性を有するスペーサ部材33を用いることにより、硬化処理時の照射光を接着剤に到達させることができる。また、スペーサ部材33の形状としては、例えば、直方体とすることができる。
図5は、ヘッド15のノズルプレート23に垂直な側面に接着層31−2を配してスペーサ部材33の側面に接着固定し、更にスペーサ部材33の天面(ノズルプレート23に平行な面)に接着層31−1を配して固定具19の面A29−1に接着固定する。この場合は、接着固定されたヘッド15とスペーサ部材33とを、まずヘッド15のノズル25位置を基準に水平面(XY平面)で位置調整を行った後、接着剤を配した接着層31−1を介して固定具19に接着固定する。
スペーサ部材33の部品精度が高精度でありヘッド15の部品精度と比較すると無視することができるので、接着固定されたヘッド15とスペーサ部材33の水平面(XY平面)位置調整は、ヘッド15のみの場合の水平面(XY平面)位置調整と同じ精度で行うことが可能である。
図6は、スペーサ部材33の垂直面である側面に接着層31−1を配して、固定具19の面B29−2に接着固定する。更に当該スペーサ部材33の底面に接着層31−2を配して、ヘッド15(ノズルプレート23に平行な天面)を接着固定する。この場合の取付は、まず固定具19の面B29−2に接着固定されたスペーサ部材33の底面に、水平面(XY平面)でノズル25位置を基準に位置調整を行った後のヘッド15の天面を接着層31−2で接着固定する。
スペーサ部材33の部品精度が高精度であり、固定具19の部品精度と比較すると無視することができるので、ヘッド15の天面を接着固定する際のZ軸方向の精度は、固定具19にヘッド15の天面を接着固定する場合(図4参照)と同じ精度で行うことが可能である。
図5、図6に示すようにヘッド15を固定具19に取り付ける際に、スペーサ部材33を緩衝部材として用いることにより、単ヘッドユニット21の作成作業を容易にしたり、単ヘッドユニット21に対するノズル位置の設定に、自由度を持たせることができる。
(4.従来の単ヘッドユニット22の構成とヘッド15取付方法)
次に本実施の形態との比較のため、図7に従来のヘッド15取付方法による単ヘッドユニット22を示し、図9を用いて従来のヘッド15取付方法について説明する。
次に本実施の形態との比較のため、図7に従来のヘッド15取付方法による単ヘッドユニット22を示し、図9を用いて従来のヘッド15取付方法について説明する。
図7に示す従来のヘッド15取付方法による単ヘッドユニット22は、ヘッド15のノズルプレート23に垂直な側面が、接着層35を介して固定具19の面B29−2に接着固定される。
図9を参照しながら、ヘッド15を固定具19に取り付けて単ヘッドユニット22(図7)を作成する手順を説明する。図9(a)は、固定具19に取り付けを行う前のヘッド15(図7参照)を方向Rから見た図である。まず、ヘッド15は位置調整用治具(図示しない)に固定され位置調整用のアクチュエータ(図示しない)等を用いて位置調整が行われる。
最初は、ヘッド15はヘッド15−1の位置にあるものとする。まず、YZ平面(垂直面)でヘッド15−1の傾き角度θYZがアクチュエータ等を用いて調整され、「角度θYZ=0」となるヘッド15−2の位置に回転移動される。
次に、図9(b)はヘッド15−2をZ軸方向(高さ方向)及びY軸方向への位置調整を行う図を示し、位置調整用治具(図示しない)に固定されたヘッド15−2はアクチュエータ等を用いてZ軸方向に距離dz及びY軸方向に距離dyだけ、ヘッド15−3の位置に平行移動される。
尚、アクチュエータによる回転移動(図9(a))及び平行移動(図9(b))は、どちらを先に行っても良いし、移動を組み合わせて行っても良い。
尚、アクチュエータによる回転移動(図9(a))及び平行移動(図9(b))は、どちらを先に行っても良いし、移動を組み合わせて行っても良い。
図9(a)、(b)に示すようにヘッド15−3はYZ平面で位置調整され、次に図9(c)に示すようにヘッド15−3はX軸方向で位置調整されてノズルプレート23に垂直な側面に接着層35を配して固定具19の面B29−2に接着固定される。この場合、ヘッド15−3に配置されるノズル25位置に基づいてヘッド15−3位置が調整される。即ち流動性を有する接着剤を注入し、ヘッド15−3のX軸方向位置調整を行い、X軸方向位置が確定すると、当該接着剤にUV照射を行って硬化させ接着層35を形成させる。
図9に示す従来例の場合は、接着剤が硬化する際に数%の硬化収縮を起こして接着層35を形成するので、接着層35はX軸方向に硬化収縮し、ヘッド15−3のX軸方向の位置精度が低下する問題、及びヘッド15−3のY軸方向に対する平行度がずれる可能性がある。特にヘッド15−3のノズルの位置精度は、作成するパターンの精度に大きく関与するので、ヘッド15−3のX軸方向の位置精度とY軸方向に対する平行度には高精度が要求されている。
また、固定具19の接着方向(X軸方向)での部品精度のバラツキが、そのままノズルの位置精度のズレとなって表れるという問題がある。
また、ヘッド15−3の垂直方向の面を接着する場合は、水平方向の面を接着する場合と比較すると誤差吸収の効果が小さい。
また、ヘッド15−3の垂直方向の面を接着する場合は、強度不足等の弊害が生じる場合がある。
また、ヘッド15−3の垂直方向の面を接着する場合は、水平方向の面を接着する場合と比較すると誤差吸収の効果が小さい。
また、ヘッド15−3の垂直方向の面を接着する場合は、強度不足等の弊害が生じる場合がある。
(5.本実施の形態のヘッド15取付方法)
次に本実施の形態のヘッド15取付方法を、図4及び図8を用いて説明する。本実施の形態による単ヘッドユニット21(図4を参照)は、ヘッド15のノズルプレート23に平行を成す天面が、接着層27を介して固定具19の面B29−1に接着固定される。
次に本実施の形態のヘッド15取付方法を、図4及び図8を用いて説明する。本実施の形態による単ヘッドユニット21(図4を参照)は、ヘッド15のノズルプレート23に平行を成す天面が、接着層27を介して固定具19の面B29−1に接着固定される。
図8を参照しながら、ヘッド15を固定具19に取り付け、単ヘッドユニット21(図4)を作成する手順を説明する。図8(a)は、固定具19に取り付けを行う前のヘッド15(図4参照)を方向Q(上方)から見た図である。まず、ヘッド15は位置調整用治具(図示しない)に固定され位置調整用のアクチュエータ(図示しない)等を用いて位置調整が行われる。
まず、ヘッド15はヘッド15−1の位置にあるものとする。XY平面(水平面)でヘッド15−1の傾き角度θXYがアクチュエータ等を用いて調整される。即ちヘッド15−1のノズルプレート23に配置されるノズル25の位置配置が所定の位置になるよう角度θXYが調整されてヘッド15−2の位置に回転移動される。即ち、例えばヘッド15−1の部品精度のバラツキがある場合には必ずしも「角度θXY=0」とはならず、ヘッド部品ごとにノズル25位置配置に対応した高精度なヘッド15−1位置調整を行うことが可能となる。
次に、図8(b)はヘッド15−2のX軸方向及びY軸方向への位置調整を行う図を示し、位置調整用治具(図示しない)に固定されたヘッド15−2はアクチュエータ等を用いてX軸方向に距離dx及びY軸方向に距離dyだけ、ヘッド15−3の位置に平行移動される。
尚、アクチュエータによる回転移動(図8(a))及び平行移動(図8(b))は、どちらを先に行っても良いし、移動を組み合わせて行っても良い。
尚、アクチュエータによる回転移動(図8(a))及び平行移動(図8(b))は、どちらを先に行っても良いし、移動を組み合わせて行っても良い。
図8(a)、(b)に示すようにヘッド15−3はXY平面で位置調整され、次に図8(c)(図4を方向Rから見た図)に示すようにヘッド15−3はZ軸方向で位置調整されてノズルプレート23に平行な天面に接着層27を配して固定具19の面A29−1に接着固定される。即ち流動性を有する接着剤を注入し、ヘッド15−3のZ軸方向位置調整を行ってZ軸方向位置が確定すると、当該接着剤にUV照射を行って硬化させて接着層27を形成する。
図8では、接着剤がZ軸方向に数%の硬化収縮を起こし接着層27が形成される。ヘッド15のノズル25位置のXYθ方向の許容誤差が1μm程度であるのに対し、Z軸方向の許容誤差は10μm程度である。水平面の接着面において、接着層27の硬化収縮による誤差は、許容誤差が緩いZ軸方向で発生するので、硬化収縮がヘッド15のノズル25の位置精度に及ぼす影響は小さい。即ち、接着剤の硬化収縮により、ヘッド15のノズル25位置はZ軸方向(即ちノズル25位置と加工対象面(基板104)との距離方向)にずれるので、パターン形成精度に及ぼす影響は小さい。
また、接着層27の厚さや注入バランスを変えることで、固定具19の接着面の部品精度のバラツキを吸収することが可能になる。例えば固定具19の接着面(面A29−1)が均一に平行面を成していない場合には、接着層27の注入量を調整することで、固定具19の接着面の寸法精度のバラツキを吸収することができる。
(6.効果等)
以上説明したように、本実施の形態の単ヘッドユニット21及びヘッド取付方法では、ノズルが配置された面(水平面)で自由にヘッド15の位置調整を行うことができるので、高精度なノズル位置調整が可能となり、高精度なパターン形成を行うことができる。一般に、鉛直方向の許容誤差は水平方向の許容誤差と比較して大きい。水平面の接着面において、接着剤の硬化収縮による誤差は、概ね、許容誤差が緩い方向(鉛直方向)に生じるので、硬化収縮がヘッドの位置精度に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。
以上説明したように、本実施の形態の単ヘッドユニット21及びヘッド取付方法では、ノズルが配置された面(水平面)で自由にヘッド15の位置調整を行うことができるので、高精度なノズル位置調整が可能となり、高精度なパターン形成を行うことができる。一般に、鉛直方向の許容誤差は水平方向の許容誤差と比較して大きい。水平面の接着面において、接着剤の硬化収縮による誤差は、概ね、許容誤差が緩い方向(鉛直方向)に生じるので、硬化収縮がヘッドの位置精度に及ぼす影響を最小限に抑制することができる。
また、ヘッド15と固定具19との接着固定に、水平面を成す接着層27を配置するので、取付方向(垂直方向、Z軸方向)での固定具19の接着面の部品精度のバラツキを、当該接着層27で吸収できるという効果がある。
また、高部品精度を有するスペーサ部材33を、ヘッド15と固定具19との接着固定の緩衝部材として利用することで、部品精度を落とすことなく、作成する単ヘッドユニット21の作成作業を容易にしたり、単ヘッドユニット21のノズル位置に自由度をもたせる効果がある。
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
1………パターン形成装置
3………ヘッドユニット
5………スライダ
7………スライドレール
9………ベース
11………回転機構
13………配列ヘッドユニット
15………ヘッド
17………ガントリ
19………固定具
21、22………単ヘッドユニット
23………ノズルプレート
25………ノズル
27、31−1、31−2、35………接着層
29−1………面A
29−2………面B
33………スペーサ部材
100………定盤
101………X軸移動ステージ
102………θ軸移動ステージ
103………吸着テーブル
104………基板
105………アライメントカメラ
3………ヘッドユニット
5………スライダ
7………スライドレール
9………ベース
11………回転機構
13………配列ヘッドユニット
15………ヘッド
17………ガントリ
19………固定具
21、22………単ヘッドユニット
23………ノズルプレート
25………ノズル
27、31−1、31−2、35………接着層
29−1………面A
29−2………面B
33………スペーサ部材
100………定盤
101………X軸移動ステージ
102………θ軸移動ステージ
103………吸着テーブル
104………基板
105………アライメントカメラ
Claims (8)
- 加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドが固定部材に取り付けられて構成されるヘッドユニットであって、
前記ヘッドは、水平方向の接着面において、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して前記固定部材に接着固定されることを特徴とするヘッドユニット。 - 加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドが固定部材に取り付けられて構成されるヘッドユニットであって、
前記ヘッドは、第1の接着面において、流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させて形成される誤差吸収接着層を介して緩衝部材に接着固定され、前記緩衝部材は、第2の接着面において、前記誤差吸収接着層を介して前記固定部材に接着固定されることを特徴とするヘッドユニット。 - 前記第1の接着面または前記第2の接着面は、水平面であることを特徴とする請求項2に記載のヘッドユニット。
- 加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドを前記固定部材に取り付けるヘッド取付方法であって、
水平方向の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記ヘッドを前記固定部材に接着固定することを特徴とするヘッド取付方法。 - 加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う少なくとも1つのヘッドを前記固定部材に取り付けるヘッド取付方法であって、
第1の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記ヘッドを緩衝部材に接着固定する工程と、
第2の接着面に流動性を有する接着剤を配し、前記接着剤に位置誤差を吸収させた上で硬化させ、前記緩衝部材を前記固定部材に接着固定する工程と、
を具備することを特徴とするヘッド取付方法。 - 前記ヘッドの水平方向位置調整を行う第1の位置調整工程と、
前記流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させて前記ヘッドの垂直方向位置調整を行う第2の位置調整工程と、
を具備することを特徴とする請求項4に記載のヘッド取付方法。 - 水平面である前記第1の接着面または前記第2の接着面において実行する、
前記ヘッドの水平方向位置調整を行う第1の位置調整工程と、
前記流動性を有する接着剤に位置誤差を吸収させて前記ヘッドの垂直方向位置調整を行う第2の位置調整工程と、
を具備することを特徴とする請求項5に記載のヘッド取付方法。 - 前記第1の位置調整工程は、前記ヘッドが具備する複数の吐出孔を、加工対象面に対して平行を成す面で位置調整する工程であり、
前記第2の位置調整工程は、前記ヘッドが具備する複数の前記吐出孔と前記加工対象面との距離を位置調整する工程であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のヘッド取付方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005296430A JP2007105568A (ja) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | ヘッドユニット、及びヘッド取付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005296430A JP2007105568A (ja) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | ヘッドユニット、及びヘッド取付方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007105568A true JP2007105568A (ja) | 2007-04-26 |
Family
ID=38031845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005296430A Pending JP2007105568A (ja) | 2005-10-11 | 2005-10-11 | ヘッドユニット、及びヘッド取付方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007105568A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009213949A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Ricoh Printing Systems Ltd | インクジェットヘッドユニット |
JP2013102069A (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 薄膜塗布装置 |
-
2005
- 2005-10-11 JP JP2005296430A patent/JP2007105568A/ja active Pending
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JP2013102069A (ja) * | 2011-11-09 | 2013-05-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 薄膜塗布装置 |
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