JP2008173548A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 何れかのインクジェットノズルがカラー材料を正常に吐出できない状態になった場合であっても、塗布対象物に対してカラー材料を高品質に塗布する。
【解決手段】 塗布対象物（２）に対して各インクジェットノズル（５２）から正常にカラー材料が供給されたか否かを検査する検査部（８１）と、カラー材料供給動作を行った後に検査動作を行わせるように前記検査部（８１）を制御し、次回のカラー材料供給動作時に、正常にカラー材料の供給が行われなかったインクジェットノズル（５２）を動作させないように前記インクジェットヘッド（５）を制御する第１制御手段（８２）（８３）を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ステージに保持された塗布対象物に対して、複数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッドによってカラー材料を供給する塗布装置に関する。

従来から、ステージに保持されたガラス基板に対して、複数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッドによってカラー材料を供給するカラーフィルタ製造装置が提案されている（特許文献１参照）。

このカラーフィルタ製造装置を用いることによって、ステージに保持されたガラス基板にカラー材料を供給し、ガラス基板に対する塗布を達成することができる。
特開平９−６８６１１号公報

前記カラーフィルタ製造装置では、全てのインクジェットノズルがカラー材料を正常に吐出できる場合にのみ、ガラス基板に対してカラー材料を高品質に塗布することができる。換言すれば、何れかのインクジェットノズルからの吐出が不安定、あるいは吐出停止の状態になった場合において、このインクジェットノズルを動作させることが指示されれば、ガラス基板の一部にカラー材料を正常には供給できないことになり、欠陥品が生成されることになってしまう。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、何れかのインクジェットノズルがカラー材料を正常に吐出できない状態になった場合であっても、生産ラインの停止頻度を低減して生産性を向上させ、塗布対象物に対してカラー材料を高品質に塗布することができる、カラーフィルタ製造装置等に適用される塗布装置を提供することを目的としている。

本発明の塗布装置は、ステージに保持された塗布対象物に対して、複数のインクジェットノズルを有するインクジェットヘッドによってカラー材料を供給するものであって、
前記塗布対象物に対して各インクジェットノズルから正常にカラー材料が供給されたか否かを検査する検査部と、
カラー材料供給動作を行う前もしくは行った後に検査動作を行わせるように前記検査部を制御し、カラー材料供給動作時に、正常にカラー材料の供給が行われなかったインクジェットノズルの動作を停止し、代替インクジェットノズルによる塗布をするように前記インクジェットヘッドを制御する第１制御手段を備えるものである。

この塗布装置を採用した場合には、何れかのインクジェットノズルがカラー材料を正常に吐出できない状態になった場合であっても、該当するインクジェットノズルの動作を停止し、代替ノズルによる塗布をするようにインクジェットヘッドを制御するので、塗布対象物に対してカラー材料を高品質に塗布することができる。

ただし、前記第１制御手段は、カラー材料供給動作を行った後に、検査動作を行わせるように前記検査手段を制御し、カラー材料供給動作が行われた塗布対象物に正常にカラー材料が供給されたか否かを判定するものであることが好ましく、正常にカラー材料が供給されていない製品を確実に排除することができる。

また、前記インクジェットヘッドは、前記塗布対象物の単位領域のカラー材料供給動作に必要な数の２倍以上のインクジェットノズルを有し、塗布に使用するインクジェットノズルの隣に使用しないインクジェットノズルを１個以上設けておき、塗布に使用しているインクジェットノズルが詰まった時に隣のインクジェットノズルを代わりに使用し、カラー材料を正常に吐出できない状態になったインクジェットノズルの代替が容易で、生産ラインを停止させ、生産量の低下を招くことなく良品の継続した生産を達成することができる。

さらに、インクジェットノズルのカラー材料供給不良を改善する吐出不良解消部と、
カラー材料供給不良のインクジェットノズルの個数を計数する計数部と、
カラー材料供給不良のインクジェットノズルの個数が所定数以上になったことに応答して前記吐出不良解消部を動作させ、吐出不良解消部の動作後に前記検査部を動作させ、全てのインクジェットノズルについてカラー材料を正常に供給できたか否かを検査し、検査結果により図示しないメモリの内容を更新し正常にカラー材料の供給を行うことができるようになったインクジェットノズルを動作可能にする更新部とをさらに備えることが好ましく、カラー材料供給不良のインクジェットノズルの個数が所定数以上になった場合に、吐出不良解消部を動作させることによってカラー材料供給不良のインクジェットノズルを大幅に減少させ、動作可能なインクジェットノズルを増加させることができる。

さらにまた、前記検査部は、前記塗布対象物の画像を撮像するスキャンカメラと、塗布対象物に供給されたカラー材料の位置を撮像画像から検出する画像処理部とを備えるものであることが好ましく、検査精度を高めることができる。

本発明は、何れかのインクジェットノズルがカラー材料を正常に吐出できない状態になった場合であっても、該当するインクジェットノズルの動作を停止し隣接する代替ノズルでの塗布に瞬時に切り替えるようにインクジェットヘッドを制御するという特有の効果を奏する。また、停止させたインクジェットノズルが所定の数以上になった場合には、即時にカラー材料吐出不良解消を行ないインクジェットノズルのリフレッシュで使用可能にすることによって、生産の効率を高めた上に、塗布対象物に対してカラー材料を高品質に安定に塗布することができるという特有の効果を奏する。

以下、添付図面を参照して本発明の塗布装置の実施の形態を、カラーフィルタ製造装置を例にとって詳細に説明する。

図１はカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。

このカラーフィルタ製造装置は、機台１上に吸着テーブル３、塗布ガントリー４、カメラガントリー６などを支承している。

吸着テーブル３は、ガラス基板２を吸着保持するものであり、このガラス基板２の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Ｙ方向に駆動される。

塗布ガントリー４は、インクジェットヘッドバー５を保持するものであり、ガラス基板２にカラー材料（カラー材料）を塗布するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、ガラス基板２に対する相対位置を調整するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｚ方向、Ｙ方向に駆動される。

カメラガントリー６は、ガラス基板２に対してインクジェットヘッドバー５から供給されたカラー材料を検出するためのスキャンカメラ７１を保持するものであり、カラー材料検出のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、スキャンカメラ７１をＹ方向に駆動する。

なお、Ｘ、Ｙは、吸着テーブル３により吸着保持されたガラス基板２の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Ｚは、Ｘ、Ｙにより規定された平面と直交する方向を表している。

また、図４に示すように、スキャンカメラ７１によるカラー材料の検出結果に基づいて画像処理部７２によって画像処理が施されたデータを入力として、インクジェットヘッドバー５に含まれるインクジェットノズル５２がカラー材料を正常に供給できたか否か（例えば、カラー材料を供給できたか否か）を検査する検査部８１と、検査結果を保持するメモリ８２と、その後のカラー材料塗布処理においてカラー材料を正常に供給できたインクジェットノズル５２のみを駆動してカラー材料供給動作を行わせる駆動部８３を有している。なお、検査部８１、メモリ８２、駆動部８３によって第１制御手段を構成している。

図２はインクジェットヘッドバー５の構成を示す概略図である。このインクジェットヘッドバー５は、複数個のインクジェットヘッド５１を整列させてなるものであり、各インクジェットヘッド５１は、複数個のインクジェットノズル５２を整列させてなるものである。そして、複数個のインクジェットヘッド５１の整列は、全てのインクジェットノズル５２のＸ方向の間隔、Ｙ方向の間隔がそれぞれ所定の間隔となるように設定されている。

また、インクジェットノズル５２の数は、カラーフィルタを製造するために必要な数よりも多い数に設定している。具体的には、インクジェットノズル５２の数を必要数の２倍に設定する。

なお、インクジェットノズル５２は、所定個数を単位として斜め方向に配列されているので、塗布ガントリー４をＸ方向に駆動しながら、インクジェットノズル５２を順次動作させることによって、Ｙ方向に直線的に整列させた状態でカラー材料を塗布することができる。

図２に示すインクジェットヘッドバー５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー材料のいずれかを塗布するためのものであり、特には図示していないが、他のカラー材料を塗布するためのインクジェットヘッドバーも設けられている。

次いで、上記の構成のカラーフィルタ製造装置の作用を説明する。

図３はカラー材料塗布処理およびカラー材料塗布状態検査処理を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、図示しない搬入ロボットなどによる吸着テーブル３へのガラス基板２の搬入が行われた後に、ステップＳＰ２において、吸着テーブル３によりガラス基板２を吸着し、その後、ステップＳＰ３において、塗布ガントリー４を往動／復動させるとともに、Ｘ座標値の出力、およびインクジェットノズル５２の制御を行い、ステップＳＰ４において、Ｘ座標値に基づいて塗布が終端まで行われたか否かを判定する。

そして、塗布が終端まで行われたと判定された後は、ステップＳＰ５において、ガラス基板２の余剰領域に対して、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出を行わせる。

その後は、ステップＳＰ６において、塗布ガントリー４を待機位置まで移動させ、ステップＳＰ７において、カメラガントリー６をガラス基板２の余剰領域まで移動させ、ステップＳＰ８において、スキャンカメラ７１によって、余剰領域におけるカラー材料の着弾痕の検出を行う。そして、ステップＳＰ９において、カラー材料の着弾痕の検出結果から、インクジェットヘッドバー５に含まれるインクジェットノズル５２がカラー材料を正常に供給できたか否かを判定する。その後、判定結果を図示しないメモリに記憶させる。

したがって、メモリのデータを参照することによって、次の塗布動作を行うに当って、カラー材料を正常に供給できたインクジェットノズル５２のみを動作させることによって、ガラス基板２に対するカラー材料の良好な塗布を達成することができる。

また、ステップＳＰ１０において、今回の塗布動作において使用したインクジェットノズル５２の全てがカラー材料を正常に供給できたものであるか否かが解っているので、今回の塗布動作によりガラス基板２に対するカラー材料の良好な塗布が達成されたか否かを判定することができる。通常インクジェットノズル５２が一旦吐出不良を起こすと吐出不良解消動作を行わない限り正常な吐出に戻らない傾向にあることが解っており、塗布動作後に検査を行うことでガラス基板２に正常に供給出来たか否かを判定することが可能となる。この結果、インクジェットノズル５２の詰まりに起因する歩留まりの低下を防止することができる。

上記の構成のカラーフィルタ製造装置において、図５に示すように、カラー材料を正常に供給できなかったインクジェットノズル５２の数を計数する計数部８４と、計数結果を所定の基準値と比較する比較部８５と、計数結果が所定の基準値を超えたことを条件としてインクジェットノズル５２の吐出不良を解消させる処理を行う吐出不良解消部８６と、吐出不良解消部８６の処理が行われた後に、全てのインクジェットノズル５２についてカラー材料を正常に供給できたか否かを検査し、検査結果により図示しないメモリの内容を更新する更新部８７をさらに含むことが好ましい。

前記吐出不良解消部８６は、図６に示すように、電磁弁９１を切り替えて、インクジェットヘッド５１にカラー材料９２を供給するサブタンク９３に圧空を供給して、インクジェットノズル５２から強制的にカラー材料９２を噴射させることで詰まりを取り除く吐出不良解消動作を行う。
この場合には、カラー材料を正常に供給できなかったインクジェットノズル５２の数が増加して所定の基準値を超えたことを条件として、吐出不良解消部８６によって、インクジェットノズル５２の吐出不良を解消させる処理を行うことができるので、カラー材料を正常に供給できるインクジェットノズル５２として復帰させることができる。

この結果、製造スループットを高めることができる。

さらに、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出結果を別途設けられた検査装置で検査することが可能であり、スキャンカメラ７１による検出限界を超える詳細な検査を達成することができる。

また、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出結果を紙など、ガラス基板２とは別のものに描画することも考えられるが、この場合には、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出結果を描画するための余分な材料が必要であるだけでなく、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出結果を描画するための余分な時間が必要であるという問題がある。しかし、上記の実施の形態では、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出のための余分な材料が不要であるとともに、全てのインクジェットノズル５２からのカラー材料の吐出結果を描画するための余分な時間が不要である。

以上には、塗布ガントリー４を吸着テーブル２に対してＸ方向に移動させるようにした実施形態を説明したが、塗布ガントリー４を固定し、吸着テーブル３を移動させるように構成することが可能である。

また、検査装置で検査を行うタイミングとして、最初にガラス基板２の余剰領域に全てのインクジェットノズル５２からカラー材料を吐出させ、往動塗布中に着弾痕の検査を行い、吐出不良の情報を取得して、復動塗布前にカラー材料を正常に供給出来なかったインクジェットノズル５２を使用しないようにする事で、塗布動作から検査までに係る一連の時間を短縮することも可能である。

カラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 インクジェットヘッドバーの構成を示す概略図である。 カラー材料塗布処理およびカラー材料塗布状態検査処理を説明するフローチャートである。 第１制御手段の構成の一例を示すブロック図である。 カラーフィルタ製造装置の他の実施形態を示すブロック図である。 吐出不良解消部の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 機台
２ ガラス基板
３ 吸着テーブル
４ 塗布ガントリー
５ インクジェットヘッドバー
５１ インクジェットヘッド
５２ インクジェットノズル
７１ スキャンカメラ
７２ 画像処理部
８１ 検査部
８２ メモリ
８３ 駆動部
８４ 計数部
８５ 比較部
８６ 吐出不良解消部
８７ 更新部

Claims (5)

1. ステージ（３）に保持された塗布対象物（２）に対して、複数のインクジェットノズル（５２）を有するインクジェットヘッド（５１）によってカラー材料を供給する塗布装置であって、
   前記塗布対象物（２）に対して各インクジェットノズル（５２）から正常にカラー材料が供給されたか否かを検査する検査部（８１）と、
   カラー材料供給動作を行う前もしくは行った後に検査動作を行わせるように前記検査部（８１）を制御し、カラー材料供給動作時に正常にカラー材料の供給が行われなかったインクジェットノズル（５２）の動作を停止し、代替インクジェットノズルによる塗布をするように前記インクジェットヘッド（５１）を制御する第１制御手段と
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 前記第１制御手段は、カラー材料供給動作を行った後に、検査動作を行わせるように前記検査部（８１）を制御し、カラー材料供給動作が行われた塗布対象物（２）に正常にカラー材料が供給されたか否かを判定するものである請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記インクジェットヘッド（５１）は、前記塗布対象物（２）の単位領域のカラー材料供給動作に必要な数の２倍以上多い数のインクジェットノズル（５２）を有するものである請求項１または請求項２に記載の塗布装置。
4. インクジェットノズル（５２）のカラー材料供給不良を改善する吐出不良解消部（８６）と、
   カラー材料供給不良のインクジェットノズル（５２）の個数を計数する計数部（８４）と、
   カラー材料供給不良のインクジェットノズル（５２）の個数が所定数以上になったことに応答して前記吐出不良解消部（８６）を動作させ、吐出不良解消部（８６）の動作後に前記検査部（８１）を動作させ、全てのインクジェットノズル（５２）についてカラー材料を正常に供給できたか否かを検査し、検査結果によりメモリの内容を更新し正常にカラー材料の供給を行うことができるようになったインクジェットノズル（５２）を動作可能にする更新部（８７）と
   をさらに備える請求項１から請求項３の何れかに記載の塗布装置。
5. 前記検査部（８１）は、前記塗布対象物の画像を撮像するスキャンカメラ（７１）と、塗布対象物（２）に供給されたカラー材料の位置を撮像画像から検出する画像処理部（７２）とを備えるものである請求項１から請求項４の何れかに記載の塗布装置。

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