JP2008114207A - Droplet discharge device and functional liquid supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークに機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、及び該液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給方法に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge device including a droplet discharge head that discharges droplets of a functional liquid onto a workpiece, and a functional liquid supply method that supplies the functional liquid to the droplet discharge head of the droplet discharge device. is there.
液滴吐出ヘッドからパネル基板などのワークに機能液の液滴を吐出して着弾させることにより、該ワークにパターンを形成する工業応用の液滴吐出装置(インクジェット描画装置)がある。この種の液滴吐出装置は、機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えていると共に、該液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給機構を備えている。そしてこの機能液供給機構は、機能液を貯留する機能液タンクと、該機能液タンクと液滴吐出ヘッドを連通接続する配管とを備え、液滴吐出ヘッドからの液滴の吐出に際して、該配管を通して機能液タンク内の機能液を液滴吐出ヘッドに補給するように構成されている。
ところで、上記のような液滴吐出装置では、一台の液滴吐出装置で、異なる複数種類のワークへの描画処理を順次に行うことがある。その場合、描画処理を施すワークの種類を変更する度に、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換を行う必要がある。特に、多品種少量生産に用いる液滴吐出装置では、このような機能液の交換を頻繁に行わなければならない。 By the way, in the above-described droplet discharge device, drawing processing on a plurality of different types of workpieces may be sequentially performed with one droplet discharge device. In that case, it is necessary to exchange the type of the functional liquid supplied to the droplet discharge head every time the type of the work to be subjected to the drawing process is changed. In particular, in a droplet discharge device used for multi-product small-quantity production, such functional liquid must be frequently exchanged.
しかしながら、従来は、液滴吐出ヘッドに機能液を供給する配管系統が一系統のみであったため、機能液の種類の交換にあたっては、その都度、機能液タンクと液滴吐出ヘッドの間を接続している配管内の洗浄作業を行なう必要があった。ところが、大型のパネル基板に描画処理を施す液滴吐出装置は、装置自体が非常に大型であって、機能液タンクと液滴吐出ヘッドを連通する配管の管路長が長い。そのため、配管内の洗浄を伴う機能液の種類の交換には、多大な時間と人手が必要である上に、洗浄に用いる洗浄液や機能液を大量に消費しなければならない。そうすると、液滴吐出装置の稼働率の低下を招くおそれがある上に、製品の製造における材料コストの増加の要因になるという問題があった。 Conventionally, however, there has been only one piping system for supplying the functional liquid to the droplet discharge head. Therefore, each time the type of functional liquid is replaced, a connection between the functional liquid tank and the droplet discharge head is required. It was necessary to clean the inside of the piping. However, a droplet discharge device that performs drawing processing on a large panel substrate is very large in size, and the length of a pipe that connects the functional liquid tank and the droplet discharge head is long. For this reason, exchanging the type of functional liquid accompanied by cleaning in the pipe requires a lot of time and manpower, and a large amount of cleaning liquid and functional liquid used for cleaning must be consumed. If it does so, there existed a possibility of causing the fall of the operation rate of a droplet discharge apparatus, and also the problem that it became a factor of the increase in the material cost in manufacture of a product.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換を従来よりも簡単に効率良く行えると共に、交換の際に消費する洗浄液や機能液の液量を少なく抑えることができる液滴吐出装置、及び液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to easily and efficiently replace the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head as compared with the conventional method, It is an object of the present invention to provide a droplet discharge device capable of suppressing the amount of the functional liquid to a small amount and a functional liquid supply method for supplying the functional liquid to the droplet discharge head of the droplet discharge device.
上記課題を解決するため本発明は、ワークに機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給機構を備え、前記機能液供給機構は、前記液滴吐出ヘッドに供給する前記機能液の種類ごとに異なる複数の配管系統を備えると共に、前記複数の配管系統の中から前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する配管系統を選択して切り換える配管系統選択手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a functional liquid supply mechanism for supplying the functional liquid to the liquid droplet ejection head in a liquid droplet ejection apparatus including a liquid droplet ejection head that ejects functional liquid droplets onto a workpiece. The functional liquid supply mechanism includes a plurality of different piping systems for each type of the functional liquid supplied to the droplet discharge head, and the functional liquid is supplied to the droplet discharge head from the plurality of piping systems. A piping system selection means is provided for selecting and switching the piping system for supplying the pipe.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記複数の配管系統のうち少なくとも1系統を、前記液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給する洗浄液用配管系統としたことを特徴とする。 According to the present invention, in the droplet discharge device, at least one of the plurality of piping systems is a cleaning liquid piping system that supplies a cleaning liquid to the droplet discharge head.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記配管系統は、前記機能液又は前記洗浄液を貯留する液貯留タンクと、該液貯留タンクに接続した個別配管とからなり、前記配管系統選択手段は、前記個別配管の中から前記液滴吐出ヘッドに連通させる個別配管を選択して切り換える選択器を備えてなることを特徴とする。 In the droplet discharge device according to the present invention, the piping system includes a liquid storage tank that stores the functional liquid or the cleaning liquid, and an individual pipe connected to the liquid storage tank. And a selector for selecting and switching an individual pipe communicating with the droplet discharge head from the individual pipes.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記個別配管に、該個別配管の流路を開閉する開閉弁を設置したことを特徴とする。 In the droplet discharge device, the present invention is characterized in that an opening / closing valve for opening and closing a flow path of the individual pipe is installed in the individual pipe.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記選択器と前記液滴吐出ヘッドを接続する共通配管を備えていると共に、前記液貯留タンクと選択器を接続する前記個別配管よりも、前記選択器と前記液滴吐出ヘッドを接続する前記共通配管の方がその管路長が短くなるように構成したことを特徴とする。 In addition, the present invention provides a liquid droplet ejection apparatus, including a common pipe that connects the selector and the liquid droplet ejection head, and the selection than the individual pipe that connects the liquid storage tank and the selector. The common pipe connecting the container and the droplet discharge head is configured to have a shorter pipe length.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記液滴吐出装置は複数の液滴吐出ヘッドを備え、一の前記機能液供給機構から該複数の液滴吐出ヘッドに機能液が供給されるように構成したことを特徴とする。 According to the present invention, in the droplet discharge device, the droplet discharge device includes a plurality of droplet discharge heads, and the functional liquid is supplied from the one functional liquid supply mechanism to the plurality of droplet discharge heads. It is characterized by comprising.
また、本発明は、液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出ユニットを複数台備え、該複数台の液滴吐出ユニットに、一の前記機能液供給機構から機能液が供給されるように構成したことを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the droplet discharge device, the droplet discharge unit includes a plurality of droplet discharge units including the droplet discharge head, and the functional liquid is supplied to the plurality of droplet discharge units from the one functional liquid supply mechanism. It is characterized by being configured to be supplied.
また、本発明は、ワークに機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給方法において、前記機能液の種類ごとに用意した複数の配管系統の中から前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する配管系統を選択して切り換えることで、前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a functional liquid supply method for supplying the functional liquid to a liquid droplet ejection head provided in a liquid droplet ejection apparatus that ejects functional liquid droplets onto a workpiece. The functional liquid is supplied to the liquid droplet ejection head by selecting and switching a piping system for supplying the functional liquid to the liquid droplet ejection head from a piping system.
また、本発明は、機能液供給方法において、前記配管系統の切り換えの際に、前記配管系統を、洗浄液を供給する洗浄液用配管系統に切り換えて、前記液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給すること特徴とする。 Further, according to the present invention, in the functional liquid supply method, when the piping system is switched, the piping system is switched to a cleaning liquid piping system that supplies a cleaning liquid, and the cleaning liquid is supplied to the droplet discharge head. And
また、本発明は、機能液供給方法において、前記配管系統の切り換えは、前記機能液又は前記洗浄液が貯留された複数の液貯留タンクに接続された各個別配管の前記液滴吐出ヘッドとの連通を選択的に切り換えることで行うことを特徴とする。 Further, the present invention provides the functional liquid supply method, wherein the switching of the piping system is performed by communicating with the droplet discharge head of each individual pipe connected to a plurality of liquid storage tanks storing the functional liquid or the cleaning liquid. It is characterized by performing by selectively switching.
本発明によれば、配管系統選択手段で液滴吐出ヘッドに供給する機能液の配管系統を選択して切り換えることで、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換が行えるので、機能液の種類の交換を短時間で効率良く行うことができるようになり、液滴吐出装置の稼働率を向上させることが可能となる。また、複数の配管系統を切り換えるように構成したことで、従来、機能液の種類の交換の際に必要であった配管内の洗浄作業が不要になるか、たとえ洗浄作業が必要であってもその部分の配管の長さが短くて済むようになるため、機能液の種類の交換の際に消費する洗浄液や機能液の液量を少なく抑えることが可能となり、製品の製造に伴う材料コストの増加を抑制することが可能となる。 According to the present invention, the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head can be exchanged by selecting and switching the piping system of the functional liquid supplied to the droplet discharge head by the piping system selection means. This kind of replacement can be performed efficiently in a short time, and the operating rate of the droplet discharge device can be improved. In addition, since it is configured to switch a plurality of piping systems, it is unnecessary to perform cleaning work in the pipe, which was conventionally necessary when changing the type of functional fluid, even if cleaning work is required. Since the length of the piping in that part can be shortened, it is possible to reduce the amount of cleaning liquid and functional liquid consumed when replacing the type of functional liquid, which reduces the material cost associated with product manufacturing. The increase can be suppressed.
また、本発明によれば、複数の配管系統のうち少なくとも1系統を、液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給する洗浄液用配管系統としたので、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類を切り換える際に、この洗浄液用配管系統を選択することで、液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給してその洗浄を行うことができるようになる。したがって、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換作業をさらに短時間で効率良く行うことができて、液滴吐出装置の稼働率を向上させることが可能となる。 According to the present invention, since at least one of the plurality of piping systems is a cleaning liquid piping system that supplies the cleaning liquid to the droplet discharge head, the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head is switched. In addition, by selecting this cleaning liquid piping system, the cleaning liquid can be supplied to the droplet discharge head and cleaned. Therefore, the operation of exchanging the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head can be performed more efficiently in a shorter time, and the operating rate of the droplet discharge device can be improved.
また、本発明によれば、配管系統は、機能液又は洗浄液を貯留する液貯留タンクと、該液貯留タンクに接続した個別配管とからなり、配管系統選択手段は、液滴吐出ヘッドに連通する個別配管を選択して切り換える選択器を備えてなるので、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類を切り換えることができる機能液供給機構を、簡単な構成で安価に実現することが可能となる。 According to the invention, the piping system includes a liquid storage tank that stores the functional liquid or the cleaning liquid, and an individual pipe connected to the liquid storage tank, and the piping system selection unit communicates with the droplet discharge head. Since a selector for selecting and switching individual pipes is provided, a functional liquid supply mechanism that can switch the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head can be realized with a simple configuration at low cost. .
また、本発明によれば、各配管系統の個別配管に、該個別配管の流路を開閉する開閉弁を設置したので、選択器で選択されている以外の個別配管の流路をこの開閉弁で閉じることができ、選択器による個別配管の選択で各個別配管の液滴吐出ヘッドとの連通を確実に切り換えることが可能となる。 Further, according to the present invention, since the open / close valve for opening / closing the flow path of the individual pipe is provided in the individual pipe of each piping system, the open / close valve of the flow path of the individual pipe other than that selected by the selector is provided. It is possible to reliably switch the communication with the droplet discharge head of each individual pipe by selecting the individual pipe with the selector.
また、本発明によれば、機能液の交換の際に洗浄を行わなくてよい各個別配管よりも、洗浄が必要な共通配管の方がその管路長が短いので、機能液の種類の交換の際に消費する洗浄液や機能液の液量を少なく抑えることが可能となり、本液滴吐出装置による製品の製造に伴う材料コストの増加を抑制することが可能となる。 In addition, according to the present invention, the length of the common pipe that needs to be cleaned is shorter than each individual pipe that does not need to be cleaned when the functional liquid is replaced. In this case, it is possible to reduce the amount of the cleaning liquid and functional liquid consumed at the time, and it is possible to suppress the increase in material cost associated with the manufacture of the product by the present droplet discharge device.
また、本発明によれば、液滴吐出装置は複数の液滴吐出ヘッドを備え、一の機能液供給機構から該複数の液滴吐出ヘッドに機能液が供給されるように構成したので、複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置でも、機能液供給機構の設置数が少なくて済むので、その分、液滴吐出装置の小型化や機構の簡単化を図ることができる。 In addition, according to the present invention, the droplet discharge device includes a plurality of droplet discharge heads, and the functional liquid is supplied to the plurality of droplet discharge heads from one functional liquid supply mechanism. Even in the liquid droplet ejection apparatus having the liquid droplet ejection head, the number of functional liquid supply mechanisms can be reduced, so that the liquid droplet ejection apparatus can be miniaturized and the mechanism can be simplified accordingly.
また、本発明によれば、液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出ユニットを複数台備え、一の機能液供給機構で、これら複数台の液滴吐出ユニットに機能液を供給するように構成したので、複数台の液滴吐出ユニットで機能液供給機構を共用することができて、機能液供給機構の設置数が少なくて済み、その分、液滴吐出装置の小型化やその機構の簡単化を図ることができる。 In addition, according to the present invention, a plurality of droplet discharge units each including a droplet discharge head are provided, and the functional liquid is supplied to the plurality of droplet discharge units with one functional liquid supply mechanism. Since it is configured, the functional liquid supply mechanism can be shared by a plurality of droplet discharge units, and the number of functional liquid supply mechanisms can be reduced. Simplification can be achieved.
また、本発明によれば、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類ごとに機能液を流通させる配管系統を切り換えて機能液を供給するので、機能液の種類の交換の際に機能液が流通する配管の洗浄を行う必要が無くなるか、たとえ洗浄が必要であってもその部分の配管の長さが短くて済むため、機能液の種類の交換を短時間で効率良く行うことができ、液滴吐出装置の稼働率を向上させることが可能となる。また、機能液の種類の交換の際に消費する洗浄液や機能液の液量を少なく抑えることが可能となり、製品の製造に伴う材料コストの増加を抑制することが可能となる。 In addition, according to the present invention, the functional liquid is supplied by switching the piping system through which the functional liquid is circulated for each type of the functional liquid supplied to the droplet discharge head. It is no longer necessary to clean the circulating piping, or even if cleaning is required, the length of the piping in that part can be shortened, so the type of functional fluid can be replaced efficiently in a short time, It is possible to improve the operating rate of the droplet discharge device. In addition, it is possible to reduce the amount of cleaning liquid and functional liquid consumed when exchanging the type of functional liquid, and it is possible to suppress an increase in material costs associated with the manufacture of products.
また、本発明によれば、配管系統の切り換えの際に、配管系統を、洗浄液を供給する配管系統に切り換えて液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給するので、機能液の種類を切り換える際に、液滴吐出ヘッドの洗浄を簡単に行うことができる。したがって、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換をさらに短時間で効率良く行うことができ、液滴吐出装置の稼働率を向上させることが可能となる。 Further, according to the present invention, when the piping system is switched, the piping system is switched to the piping system that supplies the cleaning liquid and the cleaning liquid is supplied to the droplet discharge head. The droplet discharge head can be easily cleaned. Therefore, the type of functional liquid supplied to the droplet discharge head can be exchanged more efficiently in a shorter time, and the operating rate of the droplet discharge device can be improved.
また、本発明によれば、配管系統の切り換えを、機能液又は洗浄液が貯留された液貯留タンクに接続された個別配管の液滴吐出ヘッドとの連通を選択的に切り換えることで行うので、液滴吐出ヘッドに供給する機能液の種類の交換を短時間で効率良く行えるようになる。 Further, according to the present invention, the switching of the piping system is performed by selectively switching the communication with the droplet discharge head of the individual piping connected to the liquid storage tank in which the functional liquid or the cleaning liquid is stored. The type of functional liquid supplied to the droplet discharge head can be exchanged efficiently in a short time.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
図1乃至図3は、本発明の第1実施形態にかかる液滴吐出装置1の概略全体構成例を示す図で、図1はその斜視図であり、図2はその平面図であり、図3はその側面図である。また、図4乃至図6は、液滴吐出装置1が備えるヘッドユニット20の構成例を示す図で、図4はその平面図であり、図5は図4のA方向から見た側面図であり、図6は図4のB方向から見た側面図である。また図9は、ヘッドユニット20に搭載される液滴吐出ヘッド10の構成例を示す斜視図である。また図10は、この液滴吐出装置1が備える機能液供給機構80の構成例を模式的に示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 3 are diagrams showing a schematic overall configuration example of a
液滴吐出装置1は、いわゆるフラットディスプレイなどのパネル基板の製造ラインに組み込まれる装置であり、機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド10を用いた液滴吐出法により、ワーク(基板)上に液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子などを形成するもので、上記の各図に示すように、ワークに機能液の液滴を吐出して描画処理を施す液滴吐出ヘッド10と、該液滴吐出ヘッド10を取り付けたヘッドユニット20と、該ヘッドユニット20を搭載したキャリッジユニット30と、キャリッジユニット30やワークWを移動させる移動機構40と、液滴吐出ヘッド10の保守整備を行なうメンテナンス機構60と、液滴吐出ヘッド10に機能液を供給する機能液供給機構80とを備えて構成されている。またこの液滴吐出装置1には、いずれも図示は省略するが、装置全体を制御する図示しない制御機構のほか、装置の各部に駆動・制御用の圧縮エアーを供給するエアー供給手段や、ワークWを下記する吸着テーブル45に吸着するためのエアー吸引を行うエアー吸引装置などの各種の付帯装置も備えられている。また、移動機構40の下記するセットテーブル42上にワークWをセットする際に用いるワーク認識カメラ16や、キャリッジユニット30に搭載されたヘッドユニット20の位置補正を行う図示しないヘッド認識カメラも設置されている。
The
移動機構40は、図1及び図2に示すように、ワークWをセットするセットテーブル42と、主走査方向であるX軸方向に延在してセットテーブル42を同方向に移動させるX軸テーブル41と、一対のY軸支持ベース57を備えて副走査方向であるY軸方向に延在するY軸テーブル51と、Y軸テーブル51に沿って移動自在に支持されたキャリッジユニット30とを備えている。Y軸テーブル51は、複数本の支柱52によってX軸テーブル41を跨ぐように架け渡されており、キャリッジユニット30は、このY軸テーブル51上でY軸方向に沿って複数個(本実施形態では7個)並べて設置されていて、各キャリッジユニット30には、複数個の液滴吐出ヘッド10が取り付けられたヘッドユニット20が搭載されている。そして、X軸テーブル41とY軸テーブル51の交わる領域がワークWに対して描画を行う描画領域Cになっている。一方、Y軸テーブル51に沿う描画領域Cの一端側には、メンテナンス機構60の吸引ユニット62及びワイピングユニット63が設置されたメンテナンス架台64が備えられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving
X軸テーブル41は、図1及び図2に示すように、ワークWをセットするセットテーブル42と、セットテーブル42をX軸方向にスライド自在に支持するX軸エアースライダ43と、X軸方向に延在し、セットテーブル42を介してワークWをX軸方向に移動させる左右一対のX軸リニアモータ(図示せず)と、X軸リニアモータに並設されてX軸エアースライダ43の移動を案内する一対のX軸ガイドレール44とを備えている。このX軸テーブル41では、X軸リニアモータを駆動すると、X軸エアースライダ43がX軸ガイドレール44にガイドされた状態でX軸方向に沿って移動し、セットテーブル42上のワークがX軸方向に移動するようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the X-axis table 41 includes a set table 42 for setting the workpiece W, an
セットテーブル42は、図3に示すように、ワークWを吸着セットする吸着テーブル45と、吸着テーブル45を回動自在に支持するθテーブル46とを備えている。吸着テーブル45は厚板状の石盤で構成され、図1及び図2に示すように、その表面にはワークWを吸引するための吸引溝45aが形成されている。そしてこの吸引溝45aには、上記のエアー吸引手段に連通する図示しない吸引孔が形成されており、この吸引溝45aを介してワークWに吸引力を作用させるようになっている。
As shown in FIG. 3, the set table 42 includes a suction table 45 that sucks and sets the workpiece W, and a θ table 46 that rotatably supports the suction table 45. The suction table 45 is formed of a thick plate-shaped stone, and as shown in FIGS. 1 and 2, a
Y軸テーブル51は、複数のブリッジプレート53を支持するY軸スライダ(図示せず)と、Y軸支持ベース57上に設置されて該Y軸スライダを介してブリッジプレート53をY軸方向に移動させるY軸リニアモータ(図示せず)と、該Y軸リニアモータと並んでY軸支持ベース57上に設置され、各Y軸スライダの移動を案内する一対のY軸ガイドレール(図示せず)とを備えている。Y軸リニアモータを駆動することで、各Y軸スライダがY軸ガイドレールで案内されてY軸方向に沿って平行移動する。これにより、ブリッジプレート53がY軸方向に沿って移動するようになっている。なおこの場合、Y軸リニアモータの駆動を制御することにより、各ブリッジプレート53をY軸方向に沿って各々独立に移動させることも可能であるし、すべてのブリッジプレート53を一体に移動させることも可能である。
The Y-axis table 51 is installed on a Y-
図7は、キャリッジユニット30の構成を示す図で、該キャリッジユニット30をX軸方向の一方の側部から見た側面図である。同図及び図3に示すように、ブリッジプレート53には、該ブリッジプレート53の下面側に垂下する吊設部材54と、この吊設部材54の下端に設置された回転支持機構55とを介して、ヘッドユニット20を載置するヘッドユニット載置台56が取り付けられている。回転支持機構55は、このヘッドユニット載置台56を水平面内で回転可能に支持するように構成されている。なお図示は省略するが、吊設部材54には、回転支持機構55を介してヘッドユニット載置台56を昇降させるヘッドユニット昇降機構が組み込まれており、このヘッドユニット昇降機構によって、ヘッドユニット載置台56に載置されたヘッドユニット20の高さ位置を調整できるようになっている。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the
ヘッドユニット20は、図4乃至図6に示すように、ヘッドプレート21と、該ヘッドプレート21に取り付けられる複数個(本実施形態では12個)の液滴吐出ヘッド10と、各液滴吐出ヘッド10をヘッドプレート21に取り付けている図5に示すヘッド保持部材22とを備えて構成されている。ヘッドプレート21は、図4に示すようにその一部が切り欠かれた略長方形の平板状に形成された本体部21aと、該本体部21aの長手方向の両側の辺に取り付けられた一対の支持部材23,23と、各支持部材23の端部に設けた一対のハンドル24,24とを備えて構成されている。ハンドル24,24は、このヘッドユニット20をヘッドユニット載置台56に載せ込む際に把持するために用いるものである。本体部21aは、ステンレス等の厚板で構成され、その長手方向に沿って二列に各6個の液滴吐出ヘッド10を取り付けるための装着開口25が形成されていると共に、その適宜位置に、重量を軽減するための抜き孔19が形成されている。各装着開口25は、6個の液滴吐出ヘッド10の並びに沿ってその軸線が本体部21aの長手方向に沿う軸線に対しわずかに傾いて配置されている。また、図7に示すように、このヘッドユニット20は、ヘッドプレート21の本体部21aの長手方向が液滴吐出装置1の副走査方向(Y軸方向)に平行となる向きで、ヘッドユニット載置台56に載せ込まれるようになっている。
4 to 6, the
これにより、ヘッドプレート21上で、主走査方向(X軸方向)に対し所定の角度傾いた状態で設置された各液滴吐出ヘッド10が、副走査方向(Y軸方向)に沿って6個ずつ二列に配列された状態になる。また、各列の液滴吐出ヘッド10は、副走査方向(Y軸方向)に対し相互に位置をずらした状態で配置されていて、各液滴吐出ヘッド10の下記する吐出ノズル15aが、副走査方向において一部重複した状態で連続するようになっている。なお、上記の液滴吐出ヘッド10の配列パターンは一例であり、各6個の液滴吐出ヘッド10の全吐出ノズル15aによるドットが副走査方向において連続するように構成していれば、これ以外の配列パターンとすることも可能である。また、配列する液滴吐出ヘッド10の個数やその配列数も任意である。
As a result, six droplet ejection heads 10 installed on the
さらにこのヘッドプレート21には、各列の液滴吐出ヘッド10の上部位置に設置した一対の配管接続アッセンブリ26,26と、一対の配線接続アッセンブリ27,27が設けられている。このうち一方の配管接続アッセンブリ26,26は、液滴吐出装置1のフィルタ材料供給系に配管接続されており、他方の配線接続アッセンブリ27,27は、液滴吐出装置1の制御系に配線接続されている。なお図4では、一対の配管接続アッセンブリ26,26のうち、一方の列の各液滴吐出ヘッド10に取り付けた配管接続アッセンブリ26のみを図示しており、他方の列の各液滴吐出ヘッド10に取り付けた配線接続アッセンブリ26は、その図示を省略している。
Further, the
各配管接続アッセンブリ26は、図5に示すように、ヘッドプレート21の本体部21aの長辺方向の両端部に立設した一対のスペーサ28,28と、スペーサ28,28の間に渡した押さえプレート29と、押さえプレート29に搭載した複数組(6組)の配管アダプタ36とで構成されている。各配管アダプタ36は、その下端のヘッド側接続部分36aをわずかに突出した状態で、各々が押さえプレート29に固着されている。また、押さえプレート29の下側に突出する配管アダプタ36のヘッド側接続部分36aと、押さえプレート29の下方に配置された液滴吐出ヘッド10の間には、配管接続部材38が介在している。
As shown in FIG. 5, each
各配線接続アッセンブリ27は、図6に示すように、ヘッドプレート21の左右の端部に立設した屈曲支持部材37と、屈曲支持部材37の上端に固定したコネクタベース32と、コネクタベース32上に取り付けた配線コネクタ33付きの4つのヘッド中継基板34とで構成されている。4つのヘッド中継基板34は、それぞれが図示しないフレキシブルフラットケーブルを介して、下記する各液滴吐出ヘッド10の2連のヘッド基板13に接続されている。なお、図5に示すように、ヘッドユニット20にはさらに、配線接続アッセンブリ27を覆う中継基板カバー35が設けられている。
As shown in FIG. 6, each
また、図6に示すように、各配管接続アッセンブリ26の上側には圧力調節弁50が設置されている。なお、図4及び図5では圧力調節弁50の図示は省略している。この圧力調節弁50は、機能液供給機構80の下記する機能液タンク81の水頭に影響されることなく液滴吐出ヘッド10に機能液を安定して供給するためのもので、機能液タンク81側に連通する流入ポート73と、液滴吐出ヘッド10側に連通する流出ポート74とを備えている。図8は、この圧力調節弁50の内部構成を示す側断面図である。同図に示すように、圧力調節弁50は、流入ポート73から連通する1次室75と、流出ポート74に連通する2次室76と、これら1次室75と2次室76を連通する連通流路77とをバルブハウジング78内に形成している。そして、1次室75の一方の側面には、外部に面してダイヤフラム79が設けられていると共に、連通流路77には、ダイヤフラム79により当該連通流路77を開閉動作する弁体86が設置されている。これにより、機能液タンク81から1次室75に導入された機能液は、2次室76を介して液滴吐出ヘッド10に供給されるが、その際に、所定の調整基準圧力(ここでは大気圧)によってダイヤフラム79が変位する。すると、連通流路77に設けた弁体86が開閉動作して、2次室76の機能液圧力が所定の圧力(僅かに負圧)になるように2次室76内の圧力が調整される。
Further, as shown in FIG. 6, a
このような圧力調節弁50を機能液タンク81と液滴吐出ヘッド10の間に設置したことによって、上記したように機能液タンク81の水頭に影響されることなく、液滴吐出ヘッド10に機能液を安定して供給することが可能となる。すなわち、液滴吐出ヘッド10のノズル面15(図9参照)の位置と、圧力調節弁50(ダイヤフラム79の中心)の位置との高低差を所定の値とすることで、機能液の供給圧を所定圧に保つことができるようになっている。なお、弁体86の閉弁時において、1次室75および2次室76は縁切りされており、圧力調節弁50は、機能液タンク81側(1次側)で発生した脈動等を吸収するダンパー機能を有している。また、機能液タンク81には加圧送液された機能液が補充されるが、この場合、1次室75内の圧力が高まることで圧力調節弁50が閉弁状態となるため、機能液補充時に液滴吐出ヘッド10から余分な機能液が排出されないようにすることができる。
By providing such a
次に、液滴吐出ヘッド10の構成を説明する。図9に示すように、液滴吐出ヘッド10は、機能液を導入する機能液導入部12と、機能液導入部12に連なる2連のヘッド基板13と、機能液導入部12の下方に連なりその内部に機能液で満たされるヘッド内流路(図示せず)が形成されたヘッド本体14とを備えている。また、機能液導入部12には、機能液タンク81に連通する配管(下記する共通配管84)に接続されて機能液導入部12に機能液を供給する接続針11が設置されている。ヘッド本体14は、キャビティ14a(ピエゾ圧電素子)と、多数の吐出ノズル15aが開口したノズル面15を有するノズルプレート14bとで構成されている。この液滴吐出ヘッド10を吐出駆動すると、ピエゾ圧電素子に電圧が印加されることによるキャビティ14aのポンプ作用によって、ノズル面15の吐出ノズル15aから機能液の液滴が吐出されるようになっている。
Next, the configuration of the
なお、多数の吐出ノズル15aは、等間隔(2ドットピッチ間隔)で整列配置され、2列の分割ノズル列が形成されていると共に、各分割ノズル列同士は、相互に1ドットピッチ分だけその位置がずれて配置されている。これにより、液滴の吐出による1ドットピッチ(高解像度)の描画処理が可能となっている。また、ヘッドユニット20に搭載された12×7個の液滴吐出ヘッド10は、R・G・B3色の機能液(インク)のいずれかに対応しており、ワークに3色の機能液からなる描画パターンを描画できるようになっている。
A large number of
そして、上記構成の液滴吐出ヘッド10を取り付けた図4に示すヘッドユニット20を、図3及び図7に示すY軸支持ベース57に沿って整列した各ブリッジプレート53に取り付けたヘッドユニット載置台56上に載置することで、ヘッドユニット20をY軸方向に沿って直線状に並べて配置している。本実施形態では、7個のヘッドユニット20を並べて配置していることで、12×7個の全液滴吐出ヘッド10がY軸方向に連続して配列され、各ヘッドユニット20の描画ラインがY軸方向に連続して1描画ラインが形成されるようになっている。
A head unit mounting table in which the
次に、メンテナンス機構60について説明する。メンテナンス機構60は、図1に示すように、液滴吐出ヘッド10からの液滴の捨て吐出を受けるフラッシングユニット61と、液滴吐出ヘッド10から機能液を吸引して強制的に排出させる吸引ユニット62と、液滴吐出ヘッド10のノズル面15を払拭するワイピングユニット63とを備えている。フラッシングユニット61は、液滴吐出装置1のX軸テーブル41上に設置されていて、吸引ユニット62とワイピングユニット63は、Y軸テーブル51に沿ってヘッドユニット20が移動可能な位置の下側に配設されたメンテナンス架台64上に設置されている。
Next, the
フラッシングユニット61は、図2に示すように、描画前フラッシングユニット65と、定期フラッシングユニット66とを備えている。描画前フラッシングユニット65は、液滴吐出装置1によるワークWへの描画動作中、ワークWに機能液を吐出する直前にヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10を吐出駆動してフラッシング処理を行うものであり、定期フラッシングユニット66は、ワークWの載せ換えの際など描画動作が一時的に休止される時に、ヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10を吐出駆動してフラッシング処理を行うものである。
As shown in FIG. 2, the
描画前フラッシングユニット65は、セットテーブル42上に設置された機能液を受ける一対の描画前フラッシングボックス67,67を備えている。各描画前フラッシングボックス67,67は長方形の細長い箱状に形成されていて、その底部に吸収材(図示せず)が敷設されている。そして、各描画前フラッシングボックス67,67は、ボックス支持部材(図示せず)を介してその長辺部分が吸着テーブル45のY軸方向に平行な一対の辺に沿って設置されている。そして、これら描画前フラッシングボックス67,67の上面が、吸着テーブル45の上面と略同一高さの面になっている。したがって、吸着テーブル45を介してワークWをX軸方向に往復動させると、ヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10が、ワークWに臨む直前に、順次描画前フラッシングボックス67,67に臨み、描画前フラッシングを行うことができるようになっている。
The
定期フラッシングユニット66は、図3に示すように、定期フラッシングボックス68と、X軸エアースライダ43に搭載されて定期フラッシングボックス68を支持する一対のボックス支柱部材69とを備えている。定期フラッシングボックス68は、機能液を受けるようにその上面が開放された長方形の箱状に形成されていて、底面には、機能液を吸収する吸収材(図示せず)が敷設されている。またこの定期フラッシングボックス68は、ヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10からの定期フラッシングを受けられるように、ヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10を包含し得る大きさに構成されている。また、ボックス支柱部材69は、セットテーブル42と共にX軸エアースライダ43のスライダ本体43aに固定されており、X軸エアースライダ43を移動させると、このボックス支柱部材69を介して定期フラッシングボックス68もX軸方向に沿って移動するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
ボックス支柱部材69は、定期フラッシングボックス68の上端面がヘッドユニット20に搭載された液滴吐出ヘッド10のノズル面15の高さ位置よりも僅かに(2〜3mm程度)低い位置となるように、定期フラッシングボックス68を高さ調整可能に支持している。なお、図1及び図2では、X軸テーブル41のX軸方向の手前側の位置がワーク載せ換え位置Dになっていて、ボックス支柱部材69は、セットテーブル42をワーク載せ換え位置Dに臨ませた際に、定期フラッシングボックス68がヘッドユニット20に臨むようにこれを支持している。これにより、ワークWの載せ換え中にヘッドユニット20の全液滴吐出ヘッド10の定期フラッシングを行うことができ、液滴吐出ヘッド10を適切な状態に維持することが可能となる。
The
次に、吸引ユニット62は、図2に示すように、各キャリッジユニット30に搭載された各ヘッドユニット20に対応して複数個設けられており、これらは、メンテナンス架台64上でY軸方向に沿って整列配置されている。各吸引ユニット62は、ヘッドユニット20に搭載された12個の液滴吐出ヘッド10に対応する12個のキャップ62aを有し、吸引を行うヘッドユニット20に対して下側から臨み、対応する各キャップ62aをそれぞれ各液滴吐出ヘッド10のノズル面15に密着させるようになっている。また、吸引ユニット62を昇降させて液滴吐出ヘッド10(ノズル面15)に対してキャップ62aを離接させる昇降機構(図示せず)と、図10に示す、密着させたキャップ62aを介して各液滴吐出ヘッド10に吸引力を作用させる吸引機構91とを備えている。
Next, as shown in FIG. 2, a plurality of
吸引機構91は、図10に示すように、キャップ62aから回収タンク92へ機能液を吸引するチューブポンプ等の吸引ポンプ(吸引駆動源)93と、キャップ62aと吸引ポンプ93との間の流路(吸引路)に設けられた吸引バルブ(開閉手段)94及び該吸引バルブ94の開閉を制御する制御部94aと、吸引バルブ94と吸引ポンプ93の間に設けられた吸引異常を検出する吸引圧検出センサー99と、回収タンク92に回収された機能液を機能液ボトル95へ送出する廃液ポンプ96と、回収タンク92内の機能液の上限を検出するタンク上限検出センサー97などを備えて構成されている。
As shown in FIG. 10, the
この吸引機構91による機能液の吸引(機能液の強制排出)は、液滴吐出ヘッド10(吐出ノズル15a)の目詰まりを解消(防止)するために、所定数のワークWの描画処理を行う毎に、又は所定時間の描画処理を行った後で行われる。また、下記する機能液供給機構80による機能液の種類の交換を行った際に、選択器83から液滴吐出ヘッド10に至る共通配管84や液滴吐出ヘッド10に機能液を充填するためにも吸引が行われる。さらに、液滴吐出装置1を新設した場合や、液滴吐出ヘッド10の交換を行った場合にも吸引が行われる。一方、吸引ユニット62のキャップ62aは、液滴吐出装置1の非稼動時に、液滴吐出ヘッド10に被せてこれを保護するためにも用いられる。この場合、吸引ユニット62にヘッドユニット20を臨ませ、液滴吐出ヘッド10のノズル面15にキャップ62aを密着させることにより、ノズル面15を封止して吐出ノズル15aの乾燥を防止する。
The suction of the functional liquid by the suction mechanism 91 (forced discharge of the functional liquid) performs a drawing process for a predetermined number of works W in order to eliminate (prevent) clogging of the droplet discharge head 10 (
さらに、吸引ユニット62のキャップ62aは、液滴吐出ヘッド10の捨て吐出(予備吐出)により吐出された機能液を受けるフラッシングボックスとしての機能も備えており、吸引ユニット62に臨んだ一部のヘッドユニット20に対してのみ吸引を行う場合には、吸引を行わない他のヘッドユニット20からキャップ62aに対して捨て吐出を行わせるようになっている。この場合、キャップ62aは、昇降機構によってその上面が液滴吐出ヘッド10のノズル面15から僅かに離間する位置まで移動するようになっている。
Further, the
次に、ワイピングユニット63は、図2に示すように、洗浄液を噴霧したワイピングシート70で液滴吐出ヘッド10のノズル面15を払拭するものであり、ロール状に巻回したワイピングシート70を繰り出しながら巻き取る巻取りユニット71と、繰り出したワイピングシート70に洗浄液を散布する洗浄液供給ユニット(図示せず)と、洗浄液が散布されたワイピングシート70でノズル面15を拭き取る拭取りユニット72を備えている。ワイピング動作は、吸引ユニット62による吸引後などに行われ、ノズル面15に付着した汚れを払拭する。また、図1及び図2に示すように、ワイピングユニット63は吸引ユニット62よりも描画領域Cに近い側に配設されており、吸引ユニット62による吸引後に描画領域Cに戻るヘッドユニット20に臨んで、効率良くワイピング動作を行えるようになっている。
Next, as shown in FIG. 2, the wiping
また、図示は省略するが、各吸引ユニット62及びワイピングユニット63は、メンテナンス架台64に組み込まれたユニット昇降機構によって昇降自在に支持されており、これらの両ユニット62、63を所定の退避位置まで下降させることにより、ユニット自身のメンテナンスやキャリッジユニット30に搭載したヘッドユニット20を交換するための作業領域をこれら吸引ユニット62、ワイピングユニット63上に確保できるようになっている。なお、メンテナンス機構60としては、上記の各ユニットに加えて、図示及び詳細な説明は省略するが、液滴吐出ヘッド10の吐出不良を検査する吐出不良検査ユニットや、液滴吐出ヘッド10から吐出された液滴の重量を測定する重量測定ユニットなどを備えても良い。
Although not shown, each
ここで、上記構成の液滴吐出装置1においてワークに描画処理を行う際の一連の動作について簡単に説明する。先ず、セットテーブル42をX軸テーブル41上のワークの載せ換え位置Dに配置して、図示しないワーク搬送機構で搬送されたワークWをセットテーブル42上に載置して吸着保持する。そして、X軸テーブル41を駆動することで、セットテーブル42を介してワークWを主走査(X軸)方向に往動させる。このワークWの往動と同期して、描画領域Cに臨むヘッドユニット20の液滴吐出ヘッド10が駆動され、ワークWに対する機能液滴の選択的な吐出(描画)処理が行われる。ワークWの往動が終了すると、Y軸テーブル51が駆動されて、ヘッドユニット20がY軸方向に沿って所定距離だけ移動する。そして、再度、X軸テーブル41が駆動されると共に、これと同期して液滴吐出ヘッド10の吐出駆動が行なわれることで、ワークWの復動とワークWに対する機能液滴の選択的な吐出が行われる。このように、液滴吐出装置1では、ワークWの主走査方向への移動及びこれに同期した液滴吐出ヘッド10の吐出駆動(主走査)と、ヘッドユニット20の副走査方向への移動(副走査)とを交互に繰り返すことによって、ワークWに対する描画処理を行うようになっている。
Here, a series of operations when the drawing process is performed on the workpiece in the
次に、この液滴吐出装置1が備える機能液供給機構80について説明する。図10に示す機能液供給機構80は、液滴吐出ヘッド10に機能液を供給するもので、機能液Lを貯留するための機能液タンク(液貯留タンク)81と、該機能液タンク81に接続された個別配管82とを備えている。これら機能液タンク81と個別配管82とで液滴吐出ヘッド10に機能液Lを供給する配管系統90が構成されている。機能液タンク81は、貯留する機能液Lの種類ごとに設置されていて、一の機能液供給機構80には、これら機能液タンク81と個別配管82とからなる配管系統90が複数設置されている。各機能液タンク81に接続された個別配管82はいずれも選択器83に接続されている。また、選択器83と液滴吐出ヘッド10の間は一本の共通配管84で接続されていて、この共通配管84の途中には上記で説明した圧力調節弁50が設置されている。
Next, the functional
選択器83は、接続されている各個別配管82の中から液滴吐出ヘッド10に連通する個別配管82を選択して切り換える配管系統選択手段であり、各個別配管82のうちのいれずれかを順次に液滴吐出ヘッド10に連通するように構成されている。即ち、この機能液供給機構80は、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類ごとに異なる複数の配管系統90を備えていると共に、これら複数の配管系統90のうち液滴吐出ヘッド10に機能液を供給する配管系統90を選択して切り換える選択器83を備えているものである。
The
また、この液滴吐出装置1が備える複数の機能液タンク81のうちの少なくとも一個は、洗浄液L´が貯留された洗浄液タンク81aであり、該洗浄液タンク81aには洗浄液配管82aが接続されている。ここでの洗浄液は、機能液としてインクを用いる場合には、該インクの溶媒とすることができる。また、アルコールと水の混合液などでもよい。一方、各個別配管82(洗浄液配管82aを含む)には、その流路を開閉する開閉弁であるチョークバルブ85が設置されている。これにより、選択器83で選択されて共通配管84と連通している個別配管82以外の他の個別配管82に設置したチョークバルブ85を閉じておくことで、当該個別配管82の流路を閉鎖することができるようになっている。
Further, at least one of the plurality of functional
上記の選択器83は、図6に示すように、液滴吐出装置1におけるキャリッジユニット30に搭載されたヘッドユニット20上の圧力調節弁50の上部位置などに取り付けることができる。またその一方で、上記の機能液タンク81は、この液滴吐出装置1を設置しているフロア(図示せず)上などに設置することができ、これら選択器83と機能液タンク81の間を各個別配管82で接続する。選択器83と機能液タンク81を上記のような配置とすることで、選択器83と機能液タンク81を接続する個別配管82は、液滴吐出装置1のキャリッジユニット30からフロア上まで通じる長い管路長が必要となるが、共通配管84は、液滴吐出ヘッド10(配管接続アッセンブリ26)と選択器83の間を連通するだけなので、短い管路長で済むようになる。したがって、各機能液タンク81に接続されている個別配管82よりも、選択器83と液滴吐出ヘッド10を接続している共通配管84の方が、その管路長が短くなるようにすることができる。
As shown in FIG. 6, the
次に、上記構成の機能液供給機構80で、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類を交換する手順について説明する。ここでは、一の機能液タンク81から液滴吐出ヘッド10に供給されている機能液(インク)で描画処理を行った後で、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液を、他の種類の機能液に交換する場合を説明する。まず、既に選択器83で選択されていて共通配管84と連通している個別配管82のチョークバルブ85を閉じることで、この個別配管82から選択器83への機能液の流入を停止させる。その状態で、選択器83の選択を切り換えて洗浄液配管82aを選択し、共通配管84に連通する個別配管82をこの洗浄液配管82aにする。一方で、ヘッドユニット20をメンテナンス機構60の吸引ユニット62に臨ませて、液滴吐出ヘッド10に吸引ユニット62のキャップ62aを被せる。そして、洗浄液配管82aのチョークバルブ85を開き、キャップ62aに接続された吸引機構91で液滴吐出ヘッド10から洗浄液L´を吸引することで、共通配管84及び液滴吐出ヘッド10に洗浄液を流通させて、共通配管84と液滴吐出ヘッド10の洗浄処理を行う。
Next, a procedure for exchanging the type of functional liquid supplied to the
共通配管84と液滴吐出ヘッド10が洗浄されたら、吸引機構91による洗浄液L´の吸引を停止して、洗浄液配管82aのチョークバルブ85を閉じる。そして、次に使用する種類の機能液Lが貯留された機能液タンク81に接続された個別配管82を選択器83で選択して、この個別配管82と共通配管84を連通する。その後、この個別配管82のチョークバルブ85を開き、液滴吐出ヘッド10からキャップ62aを介して吸引機構91で機能液Lを吸引して、共通配管84及び液滴吐出ヘッド10に機能液Lを流通させる。
When the
さらに、液滴吐出ヘッド10から供給する機能液の種類を他の機能液タンク81に貯留された機能液Lに切り換える際にも、上記と同様の手順を繰り返して行うようにすればよい。
Further, when the type of the functional liquid supplied from the
このように、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類を切り換える際には、共通配管84内と液滴吐出ヘッド10内の洗浄処理によって、それらの内部に滞留していた以前の機能液は廃液として処理しなければならず、またこの洗浄処理において、共通配管84と液滴吐出ヘッド10の内部を洗浄する洗浄液を消費しなければならない。しかしながら、本実施形態の液滴吐出装置1が備える機能液供給機構80では、上記したように、各機能液タンク81と選択器83の間を接続している個別配管82よりも、選択器83と液滴吐出ヘッド10を接続している共通配管84の方がその管路長が短くなるように構成したので、接続を切り換えた各機能液タンク81から供給される機能液が順次に流通する共通配管84の内部に残留する廃液として排出しなければならない機能液の液量や、共通配管84の洗浄で消費する洗浄液の液量を必要最小限に抑えることが可能となる。したがって、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の品種交換に伴う機能液や洗浄液の無駄をできるだけ抑制することが可能になる。
As described above, when the type of the functional liquid supplied to the
また、液滴吐出装置1において、機能液としてインクを用いる場合は、同系統の色のインクであっても、描画処理を施すワークの種類ごとに僅かに異なる品種のインクを多種類用意して、これを切り換えて使用しなければならない場合がある。その場合、本実施形態の液滴吐出装置1では、各機能液タンク81に貯留する機能液として、それぞれの機能液タンク81ごとに異なる品種のインクを貯留しておくようにすると良い。またそれ以外にも、液滴吐出ヘッド10から吐出するインクを、描画処理を施すワークの種類に応じて必要な濃度のインクに切り換えて使用するような場合には、各機能液タンク81に、同系色であって濃度の異なるインクをそれぞれ貯留しておけば良い。さらに、ワークの描画処理を行う際に、液滴吐出ヘッド10から吐出するインクの色自体を切り換えることができるようにするためには、各機能液タンク81に異なる色のインクをそれぞれ貯留しておくことも可能である。また、本実施形態の機能液供給機構80で液滴吐出ヘッド10に供給する機能液は、上記したインクには限られず、その他にも、配線材料(パターン)や線材形成材料などの液体材料や他の液体材料などを機能液タンク81に貯留して、液滴吐出ヘッド10に供給するようにしてもよい。
In addition, when ink is used as the functional liquid in the
以上説明したように、本実施形態の液滴吐出装置1が備える機能液供給機構80は、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類ごとに異なる複数の配管系統90を備えると共に、それら複数の配管系統90の中から液滴吐出ヘッド10に機能液を供給する配管系統90を選択して切り換える選択器83を備えているので、この選択器83によって配管系統90を選択して切り換えるだけで、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類を切り換えることができる。したがって、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類の交換を短時間で効率良く行うことができ、液滴吐出装置1の稼働率を向上させることが可能となる。また、複数の配管系統90を切り換えて用いるように構成したことで、交換の際に洗浄しなければならない共通配管84の管路長が短くて済むため、機能液の種類の交換の際に消費される配管内洗浄用の洗浄液や廃液として排出される機能液の液量を少なく抑えることが可能となり、製品の生産に伴う材料コストの増加を抑制することが可能となる。
As described above, the functional
また、上記の機能液供給機構80では、複数の配管系統90のうちの1系統を、液滴吐出ヘッド10に洗浄液を供給する洗浄液用配管系統90aとしたので、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類を切り換える際に、選択器83で洗浄液用配管系統90aを選択することで、液滴吐出ヘッド10に洗浄液を供給してその洗浄を行うことができるようになる。したがって、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類の交換をさらに短時間で効率良く行うことができ、液滴吐出装置1の稼働率を向上させることが可能となる。
Further, in the functional
また、この機能液供給機構80では、各配管系統90が備える個別配管82に、その流路を開閉する開閉弁であるチョークバルブ85を設置しているので、選択器83で選択されている以外の個別配管82の流路をこのチョークバルブ85で閉じておくことができ、各個別配管82の液滴吐出ヘッド10への連通を確実に切り換えることが可能となる。なお、これ以外にも、選択器83で選択している個別配管82以外の個別配管82の流路を閉じておく機能を選択器83自体が備えるようにすれば、本実施形態で各個別配管82に設置しているチョークバルブ(開閉弁)85は、これを省略することも可能である。
Further, in this functional
また、複数の液滴吐出ヘッド10を備えている本実施形態の液滴吐出装置1では、上記構成の機能液供給機構80から複数の液滴吐出ヘッド10に一括で機能液が供給されるように構成することも可能である。即ち、詳細な図示は省略するが、図10に示す機能液供給機構80において、共通配管84を途中で分岐させてその分岐部の下流側の分岐配管を各液滴吐出ヘッド10に接続するように構成すればよい。それにより、本実施形態のように複数の液滴吐出ヘッド10を備えた大型のパネル基板に描画処理を施す液滴吐出装置1であっても、機能液供給機構80の設置数を少なく抑えることが可能となるので、その分、液滴吐出装置1の小型化や機構の簡単化を図ることができる。
Further, in the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第2実施形態では、上記の第1実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項や図示する以外の部分は、上記の第1実施形態と同じである。図11は、本発明の第2実施形態にかかる液滴吐出装置が備える機能液供給機構80−2の構成例を模式的に示す図である。本実施形態の液滴吐出装置1−2が備える機能液供給機構80−2では、第1実施形態の図1に示す液滴吐出装置1と同様の構成を備えている液滴吐出装置(以下、「液滴吐出ユニット」という。)1aを複数台設置しており、一の機能液供給機構80−2からこれら複数台の液滴吐出ユニット1aに機能液を供給するように構成したものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, matters other than those described below and parts other than those shown in the drawings are the same as those in the first embodiment. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the functional liquid supply mechanism 80-2 included in the droplet discharge device according to the second embodiment of the present invention. In the functional liquid supply mechanism 80-2 included in the droplet discharge device 1-2 of the present embodiment, a droplet discharge device (hereinafter referred to as the droplet discharge device 1) having the same configuration as the
本実施形態の機能液供給機構80−2は、その共通配管84−2以外の部分の構成は、第1実施形態の機能液供給機構80と同じ構成であるが、共通配管84−2は、図11に示すように、その途中に分岐部84−2aが設けられていて、該分岐部84−2aで複数の分岐配管84−2bに分岐していて、各分岐配管84−2bが各液滴吐出装置1aの液滴吐出ヘッド10に接続されている。なお、この機能液供給機構80−2の選択器83は、共通配管84−2の分岐部84−2aの上流側に設置されているため、第1実施形態のように各液滴吐出ユニット1aのキャリッジユニット30に搭載するのではなく、各液滴吐出ユニット1aの間の共通配管82−2の分岐部84−2aを設けた位置の近傍などに設置するようにする。
The functional liquid supply mechanism 80-2 of the present embodiment has the same configuration as that of the functional
また、各液滴吐出ユニット1aが複数の液滴吐出ヘッド10を備えている場合は、その図示は省略するが、第1実施形態の液滴吐出装置1と同様に、各分岐配管84−2bを各液滴吐出ユニット1a内でさらに複数の分岐配管に分岐させて、これら各分岐配管を複数の液滴吐出ヘッド10にそれぞれ接続するようにすれば良い。
Further, when each
このように、本実施形態の液滴吐出装置1−2では、液滴吐出ヘッド10を具備してなる液滴吐出ユニット1aを複数台備え、一の機能液供給機構80−2からこれら複数台の液滴吐出ユニット1aに機能液が供給されるように構成したので、複数台の液滴吐出ユニット1aが設置された大型の液滴吐出装置1であっても、複数台の液滴吐出ユニット1aで機能液供給機構80−2を共用することができ、機能液供給機構80−2の設置数を少なく抑えることができるので、液滴吐出装置1の小型化やその機構の簡単化を図ることができる。
As described above, the droplet discharge device 1-2 according to the present embodiment includes a plurality of
上記の液滴吐出装置1(1−2)は、各種フラットディスプレイの製造や、各種の電子デバイスおよび光デバイスの製造等に用いることが可能である。次に、上記の液滴吐出装置1(1−2)を用いた製造方法の一例として、液晶表示装置のカラーフィルタを製造する方法を説明する。図12は、液晶表示装置のカラーフィルタの部分拡大図で、同図(a)はその平面図であり、同図(b)は同図(a)のE−E´断面図である。なお、断面図各部のハッチングは一部省略している。図12(a)に示すように、カラーフィルタ100は、マトリクス状に並んだ画素(フィルタエレメント)112を備え、画素と画素の境目は、仕切り113によって区切られている。画素112の1つ1つには、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかのインク(フィルタ材料)が導入されている。この例では赤、緑、青の配置をいわゆるモザイク配列としたが、ストライプ配列、デルタ配列など、その他の配置でも構わない。
The liquid droplet ejection apparatus 1 (1-2) can be used for manufacturing various flat displays, various electronic devices, and optical devices. Next, a method for manufacturing a color filter of a liquid crystal display device will be described as an example of a manufacturing method using the droplet discharge device 1 (1-2). 12A and 12B are partially enlarged views of the color filter of the liquid crystal display device. FIG. 12A is a plan view thereof, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG. In addition, some hatching of each part of sectional drawing is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 12A, the
また、図12(b)に示すように、カラーフィルタ100は、透光性の基板111と、遮光性の仕切り113とを備えている。仕切り113が形成されていない(除去された)部分は、上記の画素112を構成する。この画素112に導入された各色のインクは着色層121を構成する。仕切り113及び着色層121の上面には、オーバーコート層122及び電極層123が形成されている。
As shown in FIG. 12B, the
図13は、カラーフィルタの製造方工程を説明するため図である。なお、図中の断面図の各部のハッチングは一部省略している。ここでは、膜厚0.7mm、たて38cm、横30cmの無アルカリガラスからなる透明基板111の表面を、熱濃硫酸に過酸化水素水を1重量%添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスした後、エア乾燥を行って清浄表面を得る。この表面に、スパッタ法によりクロム膜を平均0.2μmの膜厚で形成し、金属層114´を得る(図13:S1)。
FIG. 13 is a diagram for explaining a process for manufacturing a color filter. In addition, some hatching of each part of sectional drawing in a figure is abbreviate | omitted. Here, the surface of the
この基板をホットプレート上で、80℃で5分間乾燥させた後、金属層114´の表面に、スピンコートによりフォトレジスト層(図示せず)を形成する。この基板表面に、所要のマトリクスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着させ、紫外線で露光を行う。次にこれを、水酸化カリウムを8重量%の割合で含むアルカリ現像液に浸漬して、未露光の部分のフォトレジストを除去し、レジスト層をパターニングする。続いて、露出した金属層を、塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去する。このようにして所定のマトリクスパターンを有する遮光層(ブラックマトリクス)114を得ることができる(図13:S2)。遮光層114の膜厚は、およそ0.2μmである。また、遮光層114の幅は、およそ22μmである。
The substrate is dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes, and then a photoresist layer (not shown) is formed on the surface of the
この基板上に、さらにネガ型の透明アクリル系の感光性樹脂組成物115´をやはりスピンコート法で塗布する(図13:S3)。これを100℃で20分間プレベークした後、所定のマトリクスパターン形状を描画したマスクフィルムを用いて紫外線露光を行なう。未露光部分の樹脂を、やはりアルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスした後スピン乾燥する。最終乾燥としてのアフターベークを200℃で30分間行い、樹脂部を十分硬化させることにより、バンク層115が形成され、遮光層114及びバンク層115からなる仕切り113が形成される(図13:S4)。このバンク層115の膜厚は、平均で2.7μmである。また、バンク層115の幅は、およそ14μmである。
On this substrate, a negative transparent acrylic
得られた遮光層114およびバンク層115で区画された着色層形成領域(特にガラス基板111の露出面)のインク濡れ性を改善するため、ドライエッチング、すなわちプラズマ処理を行なう。具体的には、ヘリウムに酸素を20%加えた混合ガスに高電圧を印加し、プラズマ雰囲気でエッチングスポットに形成し、基板を、このエッチングスポット下を通過させてエッチングする。
In order to improve the ink wettability of the colored layer forming region (particularly the exposed surface of the glass substrate 111) partitioned by the obtained
次に、仕切り113で区切られて形成された画素112内に、本液滴吐出装置1(1−2)で、R(赤)、G(緑)、B(青)の各インクをインクジェット方式により導入する(図13:S5)。液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)10には、上記したピエゾ圧電効果を応用した精密ヘッドを使用し、微小インク滴を着色層形成領域毎に10滴、選択的に飛ばす。駆動周波数は14.4kHz、すなわち、各インク滴の吐出間隔は69.5μ秒に設定する。ヘッドとターゲットとの距離は、0.3mmに設定する。ヘッドよりターゲットである着色層形成領域への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴の発生防止のためには、インクの物性はもとよりヘッドのピエゾ素子を駆動する波形(電圧を含む)が重要である。従って、あらかじめ条件設定された波形をプログラムして、インク滴を赤、緑、青の3色を同時に塗布して所定の配色パターンにインクを塗布する。
Next, each of the R (red), G (green), and B (blue) inks is ejected into the
インク(フィルタ材料)としては、例えばポリウレタン樹脂オリゴマーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノンおよび酢酸ブチルを、高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤0.01重量%を分散剤として添加し、粘度6〜8センチポアズとしたものを用いる。
As an ink (filter material), for example, an inorganic pigment is dispersed in a polyurethane resin oligomer, cyclohexanone and butyl acetate are added as low boiling solvents, butyl carbitol acetate is added as a high boiling solvent, and a
続いて、塗布したインクを乾燥させる。まず、自然雰囲気中で3時間放置してインク層116のセッティングを行った後、80℃のホットプレート上で40分間加熱し、最後にオーブン中で200℃で30分間加熱してインク層116の硬化処理を行って、着色層121が得られる(図13:S6)。上記基板に、透明アクリル樹脂塗料をスピンコートして平滑面を有するオーバーコート層122を形成する。さらに、この上面にITO(Indium Tin Oxide)からなる電極層123を所要パターンで形成して、カラーフィルタ100とする(図13:S7)。
Subsequently, the applied ink is dried. First, the
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書、図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記各実施形態の機能液供給機構80(80−2)が備える機能液タンク81と個別配管82とからなる配管系統90の設置数は、上記実施形態に示す数には限定されず、液滴吐出ヘッド10に供給する機能液の種類の数に応じて適宜増減することが可能である。また、洗浄液用配管系統90aの設置数も、上記各実施形態で示した1系統には限定されず、複数系統にすることも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims, the specification, and the drawings. Is possible. It should be noted that any shape, structure, and material not directly described in the specification and drawings are within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited. For example, the number of installations of the
また、上記各実施形態で示した液滴吐出装置1(液滴吐出ユニット1a)の具体的な構成は一例であり、本発明にかかる液滴吐出装置1としては、ワークに機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド10を備えているものであれば、移動機構40などの他の部分の具体的な構成は、上記実施形態とは異なるものであってもよい。また、上記第2実施形態では、液滴吐出ユニット1aの設置台数を3台として説明したが、液滴吐出ユニット1aはこれ以外の台数とすることも可能である。また、上記の各実施形態で示した選択器83や機能液タンク81の設置場所は一例であり、これら選択器83や機能液タンク81は、上記した以外の場所に設置することも可能である。
In addition, the specific configuration of the droplet discharge device 1 (
また、上記各実施形態の液滴吐出装置1では、ヘッドユニット20の設置個数を7個として7連ヘッドユニットを構成している場合を説明したが、ヘッドユニット20の設置数は上記以外の個数であっても良く、例えば、10個のヘッドユニット20を並べて配置して10連ヘッドユニットを構成することも可能である。
Further, in the liquid
1 液滴吐出装置
10 液滴吐出ヘッド
12 機能液導入部
13 ヘッド基板
14 ヘッド本体
15 ノズル面
15a 吐出ノズル
20 ヘッドユニット
21 ヘッドプレート
26 配管接続アッセンブリ
27 配線接続アッセンブリ
30 キャリッジユニット
36 配管アダプタ
38 配管接続部材
40 移動機構
41 X軸テーブル
42 セットテーブル
43 X軸エアースライダ
44 X軸ガイドレール
45 吸着テーブル
46 θテーブル
50 圧力調節弁
51 Y軸テーブル
53 ブリッジプレート
54 吊設部材
55 回転支持機構
56 ヘッドユニット載置台
57 Y軸支持ベース
60 メンテナンス機構
61 フラッシングユニット
62a キャップ
62 吸引ユニット
63 ワイピングユニット
65 描画前フラッシングユニット
66 定期フラッシングユニット
73 流入ポート
74 流出ポート
75 1次室
76 2次室
77 連通流路
78 バルブハウジング
79 ダイヤフラム
80 機能液供給機構
80−2 機能液供給機構
81 機能液タンク
81a 洗浄液タンク
82 個別配管
82a 洗浄液配管
83 共通配管
83 選択器
84 共通配管
84−2 共通配管
85 チョークバルブ(開閉弁)
86 弁体
90 配管系統
90a 洗浄液用配管系統
91 吸引機構
100 カラーフィルタ
DESCRIPTION OF
86
Claims (10)
前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給機構を備え、
前記機能液供給機構は、前記液滴吐出ヘッドに供給する前記機能液の種類ごとに異なる複数の配管系統を備えると共に、前記複数の配管系統の中から前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する配管系統を選択して切り換える配管系統選択手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 In a liquid droplet ejection apparatus equipped with a liquid droplet ejection head that ejects functional liquid droplets onto a workpiece,
A functional liquid supply mechanism for supplying the functional liquid to the droplet discharge head;
The functional liquid supply mechanism includes a plurality of different piping systems for each type of the functional liquid supplied to the droplet discharge head, and supplies the functional liquid to the droplet discharge head from the plurality of piping systems. A droplet discharge device comprising a piping system selection means for selecting and switching a piping system to be switched.
前記複数の配管系統のうち少なくとも1系統を、前記液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給する洗浄液用配管系統としたことを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 1,
At least one of the plurality of piping systems is a cleaning liquid piping system for supplying a cleaning liquid to the droplet discharging head.
前記配管系統は、前記機能液又は前記洗浄液を貯留する液貯留タンクと、該液貯留タンクに接続した個別配管とからなり、
前記配管系統選択手段は、前記個別配管の中から前記液滴吐出ヘッドに連通させる個別配管を選択して切り換える選択器を備えてなることを特徴とする液滴吐出装置。 The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1 or 2,
The piping system includes a liquid storage tank that stores the functional liquid or the cleaning liquid, and an individual pipe connected to the liquid storage tank.
The droplet discharge apparatus according to claim 1, wherein the piping system selection means includes a selector for selecting and switching an individual piping to be communicated with the droplet discharge head from the individual piping.
前記個別配管に、該個別配管の流路を開閉する開閉弁を設置したことを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to claim 3,
A droplet discharge apparatus, wherein an opening / closing valve for opening and closing a flow path of the individual pipe is installed in the individual pipe.
前記選択器と前記液滴吐出ヘッドを接続する共通配管を備えていると共に、
前記液貯留タンクと選択器を接続する前記個別配管よりも、前記選択器と前記液滴吐出ヘッドを接続する前記共通配管の方がその管路長が短くなるように構成したことを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to claim 3 or 4,
A common pipe for connecting the selector and the droplet discharge head;
The common pipe connecting the selector and the droplet discharge head is configured such that the pipe length is shorter than the individual pipe connecting the liquid storage tank and the selector. Droplet discharge device.
前記液滴吐出装置は複数の液滴吐出ヘッドを備え、一の前記機能液供給機構から該複数の液滴吐出ヘッドに機能液が供給されるように構成したことを特徴とする液滴吐出装置。 The liquid droplet ejection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The liquid droplet ejection apparatus includes a plurality of liquid droplet ejection heads, and is configured such that functional liquid is supplied from the one functional liquid supply mechanism to the plurality of liquid droplet ejection heads. .
前記液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出ユニットを複数台備え、
該複数台の液滴吐出ユニットに、一の前記機能液供給機構から機能液が供給されるように構成したことを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 6,
Provided with a plurality of droplet discharge units equipped with the droplet discharge head,
A droplet discharge apparatus characterized in that a functional liquid is supplied to the plurality of droplet discharge units from one functional liquid supply mechanism.
前記機能液の種類ごとに用意した複数の配管系統の中から前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する配管系統を選択して切り換えることで、前記液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給することを特徴とする機能液供給方法。 In the functional liquid supply method of supplying the functional liquid to a liquid droplet ejection head provided in a liquid droplet ejection apparatus that ejects functional liquid droplets onto a workpiece
Supplying the functional liquid to the droplet discharge head by selecting and switching a piping system that supplies the functional liquid to the droplet discharge head from a plurality of piping systems prepared for each type of the functional liquid The functional liquid supply method characterized by the above-mentioned.
前記配管系統の切り換えの際に、前記配管系統を、洗浄液を供給する洗浄液用配管系統に切り換えて、前記液滴吐出ヘッドに洗浄液を供給すること特徴とする機能液供給方法。 The functional liquid supply method according to claim 8,
A functional liquid supply method for switching the piping system to a cleaning liquid piping system for supplying a cleaning liquid and supplying the cleaning liquid to the droplet discharge head when the piping system is switched.
前記配管系統の切り換えは、前記機能液又は前記洗浄液が貯留された複数の液貯留タンクに接続された各個別配管の前記液滴吐出ヘッドとの連通を選択的に切り換えることで行うことを特徴とする機能液供給方法。 In the functional liquid supply method according to claim 8 or 9,
The switching of the piping system is performed by selectively switching the communication of the individual piping connected to the plurality of liquid storage tanks in which the functional liquid or the cleaning liquid is stored with the droplet discharge head. Functional liquid supply method.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010214293A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Seiko Epson Corp | Functional liquid tank, method of replacing functional liquid in droplet discharge device, and droplet discharge device |
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2006
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