JP2010145565A - Method of stirring liquid-like object in liquid droplet delivery head, and liquid droplet delivery device - Google Patents

Method of stirring liquid-like object in liquid droplet delivery head, and liquid droplet delivery device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively stir a liquid-like object, even in a liquid-like object flow channel in a head. <P>SOLUTION: This device includes the liquid droplet delivery head 72 for delivering a liquid droplet of the liquid-like object from a nozzle opening 95 by driving a piezoelectric element 120. The device includes an opening and closing device 117 for opening and closing the nozzle opening, and a drive controller for driving the piezoelectric element under the condition where the nozzle opening is closed by the opening and closing device. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法及び液滴吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid material stirring method for a droplet discharge head and a droplet discharge device.

液滴吐出式プリンタやプロッタ等の記録装置に用いられる液滴吐出ヘッドでは、ノズル開口で水等のインク溶媒の蒸発が生じ、インクの粘度が必要以上に高くなる可能性がある。そして、インクの粘度が必要以上に高くなってしまうと、ノズル開口から吐出されたインク滴(液滴)の大きさ(重量)が小さくなる等の不具合が生じてしまう。
特に、色材に顔料を用いた非水溶性溶剤系インク、分散系インク、UV硬化インク等の沈降の可能性がある液状体を用いる場合には、ノズル開口が狭くなったり、場合によっては塞がってしまうことも考えられる。
In a droplet discharge head used in a recording apparatus such as a droplet discharge printer or a plotter, an ink solvent such as water evaporates at a nozzle opening, and the viscosity of the ink may be higher than necessary. If the viscosity of the ink becomes higher than necessary, problems such as a decrease in size (weight) of ink droplets (droplets) ejected from the nozzle openings may occur.
In particular, when using a liquid material that has the possibility of settling, such as a water-insoluble solvent-based ink, a dispersion ink, or a UV curable ink using a pigment as a coloring material, the nozzle opening is narrowed or blocked in some cases. It is also possible that

そこで、特許文献1及び特許文献2には、ノズル開口におけるメニスカスに、インクが吐出しない程度の微振動を付与することにより、ノズル開口におけるインクを撹拌してインクの粘度を維持する技術が開示されている。
特開2000−085125号公報 特開2001−270134号公報
Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a technique for maintaining the viscosity of the ink by stirring the ink at the nozzle opening by giving the meniscus at the nozzle opening a slight vibration that does not discharge the ink. ing.
JP 2000-085125 A JP 2001-270134 A

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
上述したインクの撹拌は、インクが吐出しない範囲での圧力で行われるため、十分な撹拌がなされているとは言い難かった。
特に、上述した沈降の可能性がある液状体を用いる場合には、ノズル開口のみならず、ノズルへインクを導くためのインク流路においても沈降が生じる可能性があるが、上記の微振動ではノズル開口から離間した位置のインク流路におけるインクを撹拌することは極めて困難である。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
Since the ink stirring described above is performed at a pressure within a range where ink is not discharged, it cannot be said that sufficient stirring is performed.
In particular, in the case of using the liquid material with the possibility of settling described above, settling may occur not only in the nozzle opening but also in the ink flow path for guiding ink to the nozzle. It is extremely difficult to stir the ink in the ink flow path at a position separated from the nozzle opening.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、ヘッド内の液状体流路においても液状体を効果的に撹拌できる液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a liquid material agitating method and a liquid droplet ejecting apparatus for a liquid droplet ejecting head capable of effectively agitating a liquid material even in a liquid material channel in the head. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置は、圧電素子の駆動によりノズル開口から液状体の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、前記ノズル開口を開閉する開閉装置と、前記開閉装置により前記ノズル開口が閉塞された状態で前記圧電素子を駆動する駆動制御装置とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出装置では、ノズル開口が閉塞されており、圧電素子の駆動を大きくしてもノズル開口から液状体の液滴が吐出されることはない。そのため、本発明では、ノズル開口から液滴が吐出しない程度の微振動ではなく大きな力(振動)で圧電素子を駆動することが可能になる。そのため、圧電素子の駆動により加圧された液滴吐出ヘッド内の液状体は、ノズル開口が閉塞されていることから、従来の微振動で流動する量と比べて格段に大きな量でノズル開口から液状体供給側(ノズル開口に向かう側と逆方向)に向けて液状体の流路を逆流することになる。そして、圧電素子の駆動が停止した場合や、逆方向に駆動した場合は、液滴吐出ヘッド内の液状体は、流動方向を反転させてノズル開口に向かう方向に流動することになる。そのため、圧電素子の駆動を制御することにより、液状体は流路内を往復移動することになり、効率的な撹拌を実行することが可能になる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
A droplet discharge device of the present invention is a droplet discharge device including a droplet discharge head that discharges a liquid droplet from a nozzle opening by driving a piezoelectric element, the opening / closing device opening and closing the nozzle opening, And a drive control device that drives the piezoelectric element in a state where the nozzle opening is closed by an opening / closing device.
Therefore, in the droplet discharge device of the present invention, the nozzle opening is closed, and even if the drive of the piezoelectric element is increased, liquid droplets are not discharged from the nozzle opening. For this reason, in the present invention, it is possible to drive the piezoelectric element with a large force (vibration) rather than a slight vibration that does not eject a droplet from the nozzle opening. For this reason, the liquid material in the liquid droplet ejection head pressurized by the driving of the piezoelectric element is blocked from the nozzle opening by a much larger amount than the conventional flow amount due to fine vibration because the nozzle opening is closed. The flow path of the liquid material flows backward toward the liquid material supply side (the direction opposite to the direction toward the nozzle opening). When the driving of the piezoelectric element is stopped or when the piezoelectric element is driven in the reverse direction, the liquid in the droplet discharge head flows in the direction toward the nozzle opening by reversing the flow direction. Therefore, by controlling the driving of the piezoelectric element, the liquid material moves back and forth in the flow path, and efficient stirring can be performed.

前記液滴吐出ヘッドとしては、前記液状体を前記ノズル開口に導く流路を形成する流路形成部を有する構成で、前記圧電素子の駆動により、前記流路形成部を変位させる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、流路形成部の変位により流路に充填された液状体に圧力(正圧、または負圧)が加わるため、この圧力に応じた方向、量、速度で液状体を移動させて撹拌することができる。
The liquid droplet ejection head preferably has a flow path forming portion that forms a flow path that guides the liquid material to the nozzle opening, and a configuration that displaces the flow path forming portion by driving the piezoelectric element is also preferable. Can be adopted.
As a result, in the present invention, pressure (positive pressure or negative pressure) is applied to the liquid material filled in the flow path due to the displacement of the flow path forming portion, so that the liquid material is moved in the direction, amount, and speed according to this pressure. Can be moved and stirred.

前記圧電素子としては、複数の前記ノズル開口毎にそれぞれ設けられ、前記駆動制御装置としては、前記複数の圧電素子を同期して駆動する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の流路の液状体を一度に撹拌することが可能になり、作業効率を向上させることができる。
The piezoelectric element may be provided for each of the plurality of nozzle openings, and the drive control device may preferably employ a configuration in which the plurality of piezoelectric elements are driven in synchronization.
Thereby, in this invention, it becomes possible to stir the liquid body of a some flow path at once, and can improve work efficiency.

前記液滴吐出ヘッドとしては、複数のノズル開口毎に設けられ前記液状体を前記ノズル開口に導く複数の流路と、前記複数の流路のそれぞれに接続され前記液状体を貯留する液溜部とを有する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の流路で加圧された場合は、液状体が各流路から液溜部に向けて流動し、逆に複数の流路で減圧(加圧解除)された場合は、液状体が液溜部から各流路に向けて流動することになる。そのため、本発明では、圧電素子の駆動を制御することにより、液状体は各流路と液溜部との間を往復移動することになり、各流路と液溜部における液状体に対して効率的な撹拌を実行することが可能になる。
The droplet discharge head includes a plurality of flow paths that are provided for each of a plurality of nozzle openings and guide the liquid material to the nozzle openings, and a liquid reservoir that is connected to each of the plurality of flow paths and stores the liquid material. It is also possible to suitably employ a configuration having
Thus, in the present invention, when pressurized in a plurality of flow paths, the liquid material flows from each flow path toward the liquid reservoir, and conversely, the pressure is reduced (released from pressure) in the plurality of flow paths. In this case, the liquid material flows from the liquid reservoir toward each flow path. Therefore, in the present invention, by controlling the driving of the piezoelectric element, the liquid material reciprocates between each flow path and the liquid reservoir, and the liquid material in each flow path and the liquid reservoir is Efficient stirring can be performed.

また、本発明の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法は、圧電素子の駆動によりノズル開口から液状体の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法であって、前記ノズル開口を閉塞する工程と、前記ノズル開口を閉塞した状態で前記圧電素子を駆動する工程とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法では、ノズル開口が閉塞されており、圧電素子の駆動を大きくしてもノズル開口から液状体の液滴が吐出されることはない。そのため、本発明では、ノズル開口から液滴が吐出しない程度の微振動ではなく大きな力(振動)で圧電素子を駆動することが可能になる。そのため、圧電素子の駆動により加圧された液滴吐出ヘッド内の液状体は、ノズル開口が閉塞されていることから、従来の微振動で流動する量と比べて格段に大きな量でノズル開口から液状体供給側(ノズル開口に向かう側と逆方向)に向けて液状体の流路を逆流することになる。そして、圧電素子の駆動が停止した場合や、逆方向に駆動した場合は、液滴吐出ヘッド内の液状体は、流動方向を反転させてノズル開口に向かう方向に流動することになる。そのため、圧電素子の駆動を制御することにより、液状体は流路内を往復移動することになり、効率的な撹拌を実行することが可能になる。
The liquid material agitation method for a liquid droplet ejection head according to the present invention is a liquid material agitation method for a liquid droplet ejection head that ejects a liquid droplet from a nozzle opening by driving a piezoelectric element, and the nozzle opening is closed. And a step of driving the piezoelectric element in a state in which the nozzle opening is closed.
Therefore, in the liquid stirring method for a liquid droplet discharge head according to the present invention, the nozzle opening is closed, and liquid droplets are not discharged from the nozzle opening even when the drive of the piezoelectric element is increased. For this reason, in the present invention, it is possible to drive the piezoelectric element with a large force (vibration) rather than a slight vibration that does not eject a droplet from the nozzle opening. For this reason, the liquid material in the liquid droplet ejection head pressurized by the driving of the piezoelectric element is blocked from the nozzle opening by a much larger amount than the conventional flow amount due to fine vibration because the nozzle opening is closed. The flow path of the liquid material flows backward toward the liquid material supply side (the direction opposite to the direction toward the nozzle opening). When the driving of the piezoelectric element is stopped or when the piezoelectric element is driven in the reverse direction, the liquid in the droplet discharge head flows in the direction toward the nozzle opening by reversing the flow direction. Therefore, by controlling the driving of the piezoelectric element, the liquid material moves back and forth in the flow path, and efficient stirring can be performed.

また、本発明では、前記液状体を前記ノズル開口に導く流路を形成する流路形成部を有し、前記圧電素子の駆動により、前記流路形成部を変位させる構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、本発明では、流路形成部の変位により流路に充填された液状体に圧力(正圧、または負圧)が加わるため、この圧力に応じた方向、量、速度で液状体を移動させて撹拌することができる。
In the present invention, it is also possible to suitably employ a configuration that includes a flow path forming portion that forms a flow path that guides the liquid material to the nozzle opening and that displaces the flow path forming portion by driving the piezoelectric element.
Thus, in the present invention, in the present invention, pressure (positive pressure or negative pressure) is applied to the liquid filled in the flow path due to the displacement of the flow path forming portion, and therefore the direction, amount, and speed corresponding to this pressure are applied. The liquid can be moved and stirred.

また、本発明では、前記圧電素子を、複数の前記ノズル開口毎にそれぞれ設け、前記複数の圧電素子を同期して駆動する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の流路の液状体を一度に撹拌することが可能になり、作業効率を向上させることができる。
In the present invention, a configuration in which the piezoelectric element is provided for each of the plurality of nozzle openings and the plurality of piezoelectric elements are driven in synchronization can be suitably employed.
Thereby, in this invention, it becomes possible to stir the liquid body of a some flow path at once, and can improve work efficiency.

前記液滴吐出ヘッドとしては、複数のノズル開口毎に設けられ前記液状体を前記ノズル開口に導く複数の流路と、前記複数の流路のそれぞれに接続され前記液状体を貯留する液溜部とを有する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の流路で加圧された場合は、液状体が各流路から液溜部に向けて流動し、逆に複数の流路で減圧(加圧解除)された場合は、液状体が液溜部から各流路に向けて流動することになる。そのため、本発明では、圧電素子の駆動を制御することにより、液状体は各流路と液溜部との間を往復移動することになり、各流路と液溜部における液状体に対して効率的な撹拌を実行することが可能になる。
The droplet discharge head includes a plurality of flow paths that are provided for each of a plurality of nozzle openings and guide the liquid material to the nozzle openings, and a liquid reservoir that is connected to each of the plurality of flow paths and stores the liquid material. It is also possible to suitably employ a configuration having
Thus, in the present invention, when pressurized in a plurality of flow paths, the liquid material flows from each flow path toward the liquid reservoir, and conversely, the pressure is reduced (released from pressure) in the plurality of flow paths. In this case, the liquid material flows from the liquid reservoir toward each flow path. Therefore, in the present invention, by controlling the driving of the piezoelectric element, the liquid material reciprocates between each flow path and the liquid reservoir, and the liquid material in each flow path and the liquid reservoir is Efficient stirring can be performed.

以下、本発明の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法及び液滴吐出装置の実施の形態を、図1ないし図13を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a liquid material agitating method for a droplet discharge head and a droplet discharge apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

まず、液滴吐出装置について説明する。
図1ないし図3に示すように、液滴吐出装置1は、床上に設置した大型の共通架台21と、共通架台21上の全域に広く載置された描画装置22と、描画装置22に添設されたメンテナンス手段23とを備え、メンテナンス手段23により機能液滴吐出ヘッド72(液滴吐出ヘッド;図4乃至図6参照)の機能維持・回復を行うと共に、描画装置22によりワークW上に機能液を吐出する描画処理を行うようにしている。さらに、この液滴吐出装置1には、上位コンピュータ3に接続され液滴吐出装置1の各手段を制御するコントローラ24(制御部132、図8参照)等が組み込まれている。
First, the droplet discharge device will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the droplet discharge device 1 includes a large common frame 21 installed on the floor, a drawing device 22 widely placed on the entire area of the common frame 21, and the drawing device 22. The maintenance means 23 is provided, and the maintenance means 23 maintains and recovers the function of the functional liquid droplet ejection head 72 (droplet ejection head; see FIGS. 4 to 6), and the drawing device 22 places the work on the workpiece W. A drawing process for discharging the functional liquid is performed. Further, the droplet discharge device 1 incorporates a controller 24 (control unit 132, see FIG. 8) connected to the host computer 3 and controlling each means of the droplet discharge device 1.

また、液滴吐出装置1に導入されるワークW(図1参照)は、石英ガラスやポリイミド樹脂等で構成された透明基板である。   Moreover, the workpiece | work W (refer FIG. 1) introduce | transduced into the droplet discharge apparatus 1 is a transparent substrate comprised with quartz glass, a polyimide resin, etc. FIG.

まず、液滴吐出装置1における描画装置22およびこれによる描画処理について説明する。描画装置22は、複数(例えば12個)の機能液滴吐出ヘッド72とこれを搭載したキャリッジ73とから成る複数(例えば7個)のキャリッジユニット31と、共通架台21上に設置され、ワークWを載置するセットテーブル51を有し、ワークWをX軸方向に移動させるX軸テーブル32と、X軸テーブル32を跨ぐようにして配設され、7個のキャリッジユニット31を個々にY軸方向に移動させるY軸テーブル33と、7個のキャリッジユニット31に搭載された機能液滴吐出ヘッド72に機能液をそれぞれ供給する7個の機能液供給ユニット101から成る機能液供給手段34と、ワークWやキャリッジユニット31等を画像認識する画像認識手段35(図8参照)とを備えている。   First, the drawing device 22 in the droplet discharge device 1 and the drawing processing by this will be described. The drawing device 22 is installed on the common platform 21 and a plurality of (for example, seven) carriage units 31 including a plurality of (for example, twelve) functional liquid droplet ejection heads 72 and a carriage 73 on which the drawing is performed. The X-axis table 32 for moving the workpiece W in the X-axis direction, and the seven carriage units 31 are individually connected to the Y-axis. A functional liquid supply means 34 including a Y-axis table 33 that is moved in the direction, and seven functional liquid supply units 101 that respectively supply the functional liquid to the functional liquid droplet ejection heads 72 mounted on the seven carriage units 31; Image recognition means 35 (see FIG. 8) for recognizing the workpiece W, the carriage unit 31 and the like is provided.

そして、X軸テーブル32によるワークWの移動軌跡と、Y軸テーブル33によるキャリッジユニット31の移動軌跡とが交わる領域が、描画処理を行う描画エリア41となっており、また、Y軸テーブル33によるキャリッジユニット31の移動軌跡上のX軸テーブル32から外側に外れた領域が、描画待機エリア42となっており、この描画待機エリア42に上記のメンテナンス手段23が設置されている。一方、X軸テーブル32の手前側の領域は、液滴吐出装置1に対するワークWの搬出入を行うワーク搬出入エリア43となっている。   A region where the movement trajectory of the workpiece W by the X-axis table 32 and the movement trajectory of the carriage unit 31 by the Y-axis table 33 intersect is a drawing area 41 for performing drawing processing. An area outside the X axis table 32 on the movement trajectory of the carriage unit 31 is a drawing standby area 42, and the maintenance means 23 is installed in the drawing standby area 42. On the other hand, the area on the near side of the X-axis table 32 is a work carry-in / out area 43 where the work W is carried into and out of the droplet discharge device 1.

X軸テーブル32は、導入されたワークWをセットするセットテーブル51と、セットテーブル51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52と、X軸方向に延在し、セットテーブル51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53,53と、X軸リニアモータ53に並設され、X軸エアースライダ52の移動を案内する一対のX軸ガイドレール54,54と、セットテーブル51の位置を把握するためのX軸リニアスケール(図示省略)とを備えている。そして、一対のX軸リニアモータ53,53を駆動すると、一対のX軸ガイドレール54,54をガイドにしながら、X軸エアースライダ52をX軸方向に移動し、セットテーブル51にセットされたワークWがX軸方向に移動する。   The X-axis table 32 sets the introduced work W, an X-axis air slider 52 that supports the set table 51 slidably in the X-axis direction, and extends in the X-axis direction. A pair of left and right X-axis linear motors 53, 53 that move the workpiece W in the X-axis direction via the X-axis, and a pair of X-axis guide rails that are arranged in parallel to the X-axis linear motor 53 and guide the movement of the X-axis air slider 52 54, and an X-axis linear scale (not shown) for grasping the position of the set table 51. When the pair of X-axis linear motors 53 and 53 are driven, the X-axis air slider 52 is moved in the X-axis direction while using the pair of X-axis guide rails 54 and 54 as a guide, and the workpiece set on the set table 51 W moves in the X-axis direction.

セットテーブル51は、ワークWを直接吸着セットする吸着テーブル56と、吸着テーブル56の下部に接続された回転部58、および回転部58の下部に接続されX軸エアースライダ52上に配設された固定部59で構成され、吸着テーブル56を介してワークWのθ位置を微調整(θ補正)するワークθ軸テーブル57とを有している。   The set table 51 is disposed on the X-axis air slider 52 connected to the suction table 56 for directly sucking and setting the workpiece W, the rotating unit 58 connected to the lower part of the suction table 56, and the lower part of the rotating unit 58. It has a fixed portion 59 and has a workpiece θ axis table 57 that finely adjusts (θ correction) the θ position of the workpiece W via the suction table 56.

吸着テーブル56は、平面視略正方形に形成され、その一辺の長さは、最大サイズのワークWの長辺の長さに合わせて設定されており、ワークWを縦置き(ワークWの長辺をX軸方向と平行にする)および横置き(ワークWの長辺をY軸方向と平行にする)のいずれか任意の向きでセット可能になっている。また、いずれのサイズのワークWも、センター合わせでセットされる。
なお、ワークθ軸テーブル57の固定部59上には、吸着テーブル56の描画エリア41側(図3の右側)に隣接して、メンテナンス手段23の定期フラッシングボックス116及びノズル面閉塞装置(開閉装置)117が設置されている。
The suction table 56 is formed in a substantially square shape in plan view, and the length of one side thereof is set according to the length of the long side of the workpiece W having the maximum size, and the workpiece W is placed vertically (the long side of the workpiece W). Can be set in any direction, either in parallel with the X-axis direction) or horizontally (with the long side of the workpiece W parallel to the Y-axis direction). In addition, the workpieces W of any size are set center-aligned.
Note that the periodic flushing box 116 and the nozzle surface closing device (opening / closing device) of the maintenance means 23 are adjacent to the drawing area 41 side (right side in FIG. 3) of the suction table 56 on the fixed portion 59 of the work θ-axis table 57. ) 117 is installed.

一方、Y軸テーブル33は、Y軸方向に延在する前後一対の支持スタンド66,66上に支持され、描画エリア41および描画待機エリア42間を架け渡すと共に、7個のキャリッジユニット31を、描画エリア41と描画待機エリア42との間で個々に移動させるものである。Y軸テーブル33は、7個のキャリッジユニット31をそれぞれ垂設する7個のブリッジプレート61と、7個のブリッジプレート61がY軸方向に整列するよう、これを両持ちで支持する7組のY軸スライドテーブル62と、Y軸方向に延在し、各組のY軸スライドテーブル62を介して各ブリッジプレート61をY軸方向に移動させる前後一対のY軸リニアモータ63,63と、Y軸方向に延在し、7個のブリッジプレート61の移動を案内する前後各2本(計4本)のY軸ガイドレール64と、各キャリッジユニット31の移動位置を検出するY軸リニアスケール(図示省略)とを備えている。   On the other hand, the Y-axis table 33 is supported on a pair of front and rear support stands 66, 66 extending in the Y-axis direction, spans between the drawing area 41 and the drawing standby area 42, and includes seven carriage units 31. These are moved individually between the drawing area 41 and the drawing standby area 42. The Y-axis table 33 includes seven bridge plates 61 that respectively suspend the seven carriage units 31 and seven sets that support the seven bridge plates 61 with both ends so that the seven bridge plates 61 are aligned in the Y-axis direction. A Y-axis slide table 62, a pair of front and rear Y-axis linear motors 63, 63 extending in the Y-axis direction and moving each bridge plate 61 in the Y-axis direction via each set of Y-axis slide tables 62; Two Y-axis guide rails 64 that extend in the axial direction and guide the movement of the seven bridge plates 61 (four in total) and a Y-axis linear scale that detects the movement position of each carriage unit 31 ( (Not shown).

そして、一対のY軸リニアモータ63,63を駆動すると、7組のY軸スライドテーブル62をそれぞれ独立して移動させ、7個のキャリッジユニット31を個別にY軸方向へ移動させることができる。これによれば、7個のキャリッジユニット31に対する個々の移動を、単純な構造で且つ精度良く行うことができる。もちろん、7組のY軸スライドテーブル62を同時にY軸方向に移動させることにより、7個のキャリッジユニット31を一体としてY軸方向に移動させることも可能である。
なお、本実施形態では、単一のY軸テーブル33に7個のキャリッジユニット31を並べて搭載したが、複数のY軸テーブル33を設け、7個のキャリッジユニット31をこれらに分割して搭載してもよい。
When the pair of Y-axis linear motors 63, 63 are driven, the seven sets of Y-axis slide tables 62 can be moved independently, and the seven carriage units 31 can be individually moved in the Y-axis direction. According to this, each movement with respect to the seven carriage units 31 can be performed with a simple structure and high accuracy. Of course, it is also possible to move the seven carriage units 31 together in the Y-axis direction by simultaneously moving the seven sets of Y-axis slide tables 62 in the Y-axis direction.
In this embodiment, seven carriage units 31 are mounted side by side on a single Y-axis table 33. However, a plurality of Y-axis tables 33 are provided, and the seven carriage units 31 are divided and mounted. May be.

さらに、各組のY軸スライドテーブル62に支持されたブリッジプレート61上には、対応する各キャリッジユニット31に搭載された12個の機能液滴吐出ヘッド72を駆動するヘッド用電装ユニット97が設けられており、7個のヘッド用電装ユニット97は、相互に干渉することがないよう(ノイズ防止)、千鳥状に配置されている。また、前後一対の支持スタンド66,66には、それぞれ前後側面にブラケット67が外向きに固定されており、各ブラケット67上にY軸収容ボックス68が支持されている。2個のY軸収容ボックス68には、7個のヘッド用電装ユニット97の千鳥配置に対応して、7個のY軸ケーブル担持体69(ケーブルベア:登録商標)が、4個と3個に二分されて収容されており、各Y軸ケーブル担持体69は、ヘッド用電装ユニット97に接続するフレキシブルフラットケーブルを各キャリッジユニット31の移動に追従可能に構成されている。
また、7個の機能液供給ユニット101のタンクユニット(図示省略)は、各ヘッド用電装ユニット66に対峙するようにして、千鳥状に配置されている。
Furthermore, on the bridge plate 61 supported by each pair of Y-axis slide tables 62, a head electrical unit 97 for driving the 12 functional liquid droplet ejection heads 72 mounted on the corresponding carriage units 31 is provided. The seven head electrical units 97 are arranged in a staggered manner so as not to interfere with each other (noise prevention). In addition, brackets 67 are fixed outwardly on the front and rear side surfaces of the pair of front and rear support stands 66 and 66, and a Y-axis accommodation box 68 is supported on each bracket 67. The two Y-axis housing boxes 68 have four Y-axis cable carriers 69 (cable bear: registered trademark) corresponding to the staggered arrangement of the seven head electrical units 97, four and three. Each Y-axis cable carrier 69 is configured such that a flexible flat cable connected to the head electrical unit 97 can follow the movement of each carriage unit 31.
Further, the tank units (not shown) of the seven functional liquid supply units 101 are arranged in a staggered manner so as to face each of the head electrical units 66.

図1および図4に示すように、7個のキャリッジユニット31は、Y軸テーブル33の7個のブリッジプレート61によりそれぞれ垂設されてY軸方向に並んでおり、各キャリッジユニット31は、12個の機能液滴吐出ヘッド72から成るヘッドユニット71と、ヘッドユニット71および機能液供給ユニット101のバルブユニット104(後述する)を搭載するキャリッジ73とから構成されている。なお、7個のキャリッジユニット31を、描画エリア41側から描画待機エリア42側に向けて(図4の左側から右側に向けて)順に第1キャリッジユニット31a、第2キャリッジユニット31b、・・・、第7キャリッジユニット31gとする。   As shown in FIGS. 1 and 4, the seven carriage units 31 are suspended from the seven bridge plates 61 of the Y-axis table 33 and are arranged in the Y-axis direction. The head unit 71 is composed of individual functional liquid droplet ejection heads 72 and a carriage 73 on which the head unit 71 and a valve unit 104 (described later) of the functional liquid supply unit 101 are mounted. The seven carriage units 31 are arranged in order from the drawing area 41 side to the drawing standby area 42 side (from the left side to the right side in FIG. 4), in order, the first carriage unit 31a, the second carriage unit 31b,. The seventh carriage unit 31g.

図3および図4に示すように、各キャリッジ73は、ヘッドユニット71およびバルブユニット104を位置決め固定する平面視略平行四辺形の支持プレート76と、支持プレート76を保持するキャリッジ本体77と、キャリッジ本体77を吊設すると共に、キャリッジ本体77の上部に連結され、キャリッジ本体77を介してヘッドユニット71のθ位置を微調整(θ軸補正)するヘッドθ軸テーブル78と、ヘッドθ軸テーブル78の上部に連結され、ヘッドθ軸テーブル78およびキャリッジ本体77を介してヘッドユニット71のZ位置を微調整(Z軸補正)するヘッドZ軸テーブル79とを有している。なお、図示しないが、各支持プレート76には、画像認識を前提として、各キャリッジユニット31(ヘッドユニット71)をX軸、Y軸およびθ軸方向に位置決め(位置認識)するための基準となる一対の基準ピンが設けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, each carriage 73 includes a support plate 76 having a substantially parallelogram in plan view for positioning and fixing the head unit 71 and the valve unit 104, a carriage body 77 for holding the support plate 76, a carriage A main body 77 is suspended and connected to an upper portion of the carriage main body 77, and a head θ-axis table 78 for finely adjusting (θ-axis correction) the θ position of the head unit 71 via the carriage main body 77, and the head θ-axis table 78. And a head Z-axis table 79 that finely adjusts the Z position of the head unit 71 (Z-axis correction) via a head θ-axis table 78 and a carriage body 77. Although not shown, each support plate 76 serves as a reference for positioning (position recognition) each carriage unit 31 (head unit 71) in the X-axis, Y-axis, and θ-axis directions on the premise of image recognition. A pair of reference pins is provided.

支持プレート76は、ステンレス等から成る平面視略平行四辺形の厚板で構成されており、12個の機能液滴吐出ヘッド72を位置決めすると共に、ヘッド保持部材(図示省略)により各機能液滴吐出ヘッド72を裏面側から固定するための12個の装着開口(図示省略)が形成されている。そして、支持プレート76は、キャリッジ本体77に着脱自在に支持され、ヘッドユニット71は、バルブユニット104と共に支持プレート76を介してキャリッジ73に搭載される。   The support plate 76 is made of a thick plate having a substantially parallelogram shape in a plan view made of stainless steel or the like. The support plate 76 positions twelve functional liquid droplet ejection heads 72 and each functional liquid droplet by a head holding member (not shown). Twelve mounting openings (not shown) for fixing the ejection head 72 from the back side are formed. The support plate 76 is detachably supported by the carriage body 77, and the head unit 71 is mounted on the carriage 73 via the support plate 76 together with the valve unit 104.

図5に示すように、機能液滴吐出ヘッド72は、いわゆる2連のものであり、2連の接続針82を有する機能液導入部81と、機能液導入部81に連なる2連のヘッド基板83と、機能液導入部81の下方(同図では上方)に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体84とを備えている。接続針82は、後述する圧力調整弁105(図4参照)を介して機能液タンク(図示省略)に接続され、機能液滴吐出ヘッド72のヘッド内流路に機能液を供給する。また、ヘッド本体84は、ピエゾ素子等で構成されたキャビティ91と、2本のノズル列94,94を相互に平行に形成したノズル面93を有するノズルプレート92とを有している。   As shown in FIG. 5, the functional liquid droplet ejection head 72 has a so-called double structure, a functional liquid introduction part 81 having two connection needles 82, and a dual head substrate that is continuous with the functional liquid introduction part 81. 83, and a head main body 84 which is connected to the lower side (upper side in the figure) of the functional liquid introduction portion 81 and in which an in-head flow path filled with the functional liquid is formed. The connection needle 82 is connected to a functional liquid tank (not shown) via a pressure adjustment valve 105 (see FIG. 4) described later, and supplies the functional liquid to the flow path in the head of the functional liquid droplet ejection head 72. The head main body 84 includes a cavity 91 formed of a piezo element and the like, and a nozzle plate 92 having a nozzle surface 93 in which two nozzle rows 94 and 94 are formed in parallel to each other.

各ノズル列94の長さは、例えば1インチ(略25.4mm)であって、各ノズル列94は180個のノズル95が等ピッチ(略140μm)で並べられて構成されている。
また、ヘッド内流路の構造上、両端部に位置するノズル95からの吐出量が中央部に位置するノズル95からの吐出量に比べて多くなってしまうため、両端部の各10個のノズル95を不吐出ノズルとし、中央部の160個のノズル95を吐出ノズルとして、吐出ノズルのみから機能液を吐出し、不吐出ノズルからは機能液を吐出しないようにしている。
Each nozzle row 94 has a length of, for example, 1 inch (approximately 25.4 mm), and each nozzle row 94 includes 180 nozzles 95 arranged at an equal pitch (approximately 140 μm).
Further, due to the structure of the flow path in the head, the discharge amount from the nozzles 95 located at both ends becomes larger than the discharge amount from the nozzle 95 located at the center portion, so that each of the ten nozzles at both ends. 95 is a non-ejection nozzle, and 160 nozzles 95 in the center are used as ejection nozzles, so that the functional liquid is ejected only from the ejection nozzle and the functional liquid is not ejected from the non-ejection nozzle.

次に、機能液滴吐出ヘッド72におけるノズルプレート92及びキャビティ91について説明する。
図6(a)は機能液滴吐出ヘッド72の構造説明図、図6(b)は正面断面図である。なお、図6においては、図5に対して機能液滴吐出ヘッド72が上下逆に図示されている。
Next, the nozzle plate 92 and the cavity 91 in the functional liquid droplet ejection head 72 will be described.
FIG. 6A is a structural explanatory view of the functional liquid droplet ejection head 72, and FIG. 6B is a front sectional view. In FIG. 6, the functional liquid droplet ejection head 72 is shown upside down with respect to FIG.

機能液滴吐出ヘッド72は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、複数列に配列された複数のノズル95を有している。この機能液滴吐出ヘッド72の構造の一例を説明すると、機能液滴吐出ヘッド72は、図6(a)に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート92と振動板123とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)124を介して接合したものである。ノズルプレート92と流路形成部としての振動板123との間には、仕切部材124によって複数の空間125と液溜部126とが形成されている。各空間125と液溜部126の内部はインク(液状体)で満たされており、各空間125と液溜部126とは供給口127を介して連通した(接続された)ものとなっている。すなわち、空間125及び供給口127は、液溜部126に満たされたインクをノズル95に導くための流路128を形成している。
また、ノズルプレート92には、空間125からインクを噴射するためのノズル(ノズル開口)95が形成されている。一方、振動板123には、液溜部126にインクを供給するための孔129が形成されている。
The functional liquid droplet ejection head 72 compresses the liquid chamber with, for example, a piezo element and ejects the liquid with the pressure wave, and has a plurality of nozzles 95 arranged in a plurality of rows as described above. An example of the structure of the functional liquid droplet ejection head 72 will be described. As shown in FIG. 6A, the functional liquid droplet ejection head 72 includes, for example, a stainless steel nozzle plate 92 and a vibration plate 123. It is joined via a partition member (reservoir plate) 124. A plurality of spaces 125 and a liquid reservoir 126 are formed by the partition member 124 between the nozzle plate 92 and the diaphragm 123 as a flow path forming unit. Each space 125 and the liquid reservoir 126 are filled with ink (liquid material), and each space 125 and the liquid reservoir 126 are in communication (connected) via the supply port 127. . That is, the space 125 and the supply port 127 form a flow path 128 for guiding the ink filled in the liquid reservoir 126 to the nozzle 95.
The nozzle plate 92 is formed with nozzles (nozzle openings) 95 for ejecting ink from the space 125. On the other hand, a hole 129 for supplying ink to the liquid reservoir 126 is formed in the vibration plate 123.

また、振動板123の空間125に対向する面と反対側の面上には、図6(b)に示すように、圧電素子(ピエゾ素子)120が接合されている。この圧電素子120は、圧電材料を一対の電極130で挟持したものであり、一対の電極130に通電すると圧電材料が収縮するよう構成されたものであり、ノズル95毎に設けられている。そして、このような構成のもとに圧電素子120が接合されている振動板123は、圧電素子120と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間125の容積が増大するようになっている。したがって、空間125内に増大した容積分に相当するインクが、液溜部126から供給口127を介して流入する。また、このような状態から圧電素子120への通電を解除すると、圧電素子120と振動板123はともに元の形状に戻る。したがって、空間125も元の容積に戻ることから、空間125内部のインクの圧力が上昇し、ノズル95から基板に向けてインクの液滴Lが吐出される。   Also, a piezoelectric element (piezo element) 120 is bonded to the surface of the diaphragm 123 opposite to the surface facing the space 125, as shown in FIG. 6B. The piezoelectric element 120 is configured such that a piezoelectric material is sandwiched between a pair of electrodes 130, and is configured such that the piezoelectric material contracts when the pair of electrodes 130 are energized, and is provided for each nozzle 95. The diaphragm 123 to which the piezoelectric element 120 is bonded in such a configuration is bent together with the piezoelectric element 120 at the same time so that the volume of the space 125 is increased. It is going to increase. Therefore, ink corresponding to the increased volume in the space 125 flows from the liquid reservoir 126 through the supply port 127. Further, when the energization to the piezoelectric element 120 is released from such a state, both the piezoelectric element 120 and the diaphragm 123 return to their original shapes. Therefore, since the space 125 also returns to the original volume, the pressure of the ink inside the space 125 rises, and the ink droplet L is ejected from the nozzle 95 toward the substrate.

すなわち、上述したヘッド基板83には、2連のコネクタ96,96が設けられており、各コネクタ96は、フレキシブルフラットケーブルを介して上記のヘッド用電装ユニット97(ヘッドドライバ141、図8参照)に接続されている。そして、コントローラ24からヘッド用電装ユニット97を介してキャビティ91(電極130)に駆動波形が印加すると、上記振動板123の撓曲によるキャビティ91のポンプ作用により、各ノズル95から機能液滴が吐出される。したがって、キャビティ91に印加する駆動波形の大きさ(印加電圧値の大きさ)や周期を制御することで、液滴吐出量や吐出タイミングがノズル95毎に独立して制御される。   That is, the head substrate 83 described above is provided with two connectors 96, 96, and each connector 96 is connected to the above-described head electrical unit 97 (head driver 141, see FIG. 8) via a flexible flat cable. It is connected to the. When a driving waveform is applied from the controller 24 to the cavity 91 (electrode 130) via the head electrical unit 97, functional droplets are ejected from each nozzle 95 by the pumping action of the cavity 91 due to the bending of the diaphragm 123. Is done. Therefore, the droplet discharge amount and the discharge timing are independently controlled for each nozzle 95 by controlling the magnitude of the drive waveform applied to the cavity 91 (the magnitude of the applied voltage value) and the period.

本実施形態では、ワークWに対し、7個のキャリッジユニット31のうち少なくとも1つのキャリッジユニット31から成る稼動ユニット群36をX軸方向に相対的に移動させながら、描画エリア41においてその機能液滴吐出ヘッド72からワークW上に機能液を吐出して描画処理を行う構成となっている。   In the present embodiment, the functional liquid droplets in the drawing area 41 are moved relative to the workpiece W while the working unit group 36 including at least one carriage unit 31 out of the seven carriage units 31 is moved in the X-axis direction. The drawing is performed by discharging the functional liquid from the discharge head 72 onto the workpiece W.

なお、機能液滴吐出ヘッド72の液滴吐出方式としては、前記の圧電素子120を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。   The droplet discharge method of the functional droplet discharge head 72 may be a method other than the piezo jet type using the piezoelectric element 120. For example, a method using an electrothermal transducer as an energy generating element is adopted. May be.

機能液供給手段34の各機能液供給ユニット101は、機能液を貯留する12個の機能液タンクから成るタンクユニットと、機能液タンクおよび機能液滴吐出ヘッド72間の水頭圧を調整する12個の圧力調整弁105から成るバルブユニット104と、12個の機能液タンクと12個の圧力調整弁105とをそれぞれ接続する12本のタンク側給液チューブ(図示省略)と、12個の圧力調整弁105および12個の機能液滴吐出ヘッド72(の各2連の接続針82)をそれぞれ分岐継手(図示省略)を介して接続する24本のヘッド側給液チューブ(図示省略)とを有している。   Each of the functional liquid supply units 101 of the functional liquid supply means 34 includes a tank unit including 12 functional liquid tanks that store the functional liquid, and 12 units that adjust the hydraulic head pressure between the functional liquid tank and the functional liquid droplet ejection head 72. Valve unit 104 composed of the pressure adjusting valve 105, twelve tank-side liquid supply tubes (not shown) for connecting twelve functional liquid tanks and twelve pressure adjusting valves 105, and twelve pressure adjustments. The valve 105 and twelve functional liquid droplet ejection heads 72 (each of the two connecting needles 82) have 24 head side liquid supply tubes (not shown) respectively connected via branch joints (not shown). is doing.

画像認識手段35は、ワーク搬出入エリア43の前後両側に臨むように配設され、ワークWの両長辺部分にそれぞれ形成された2つのワークアライメントマーク(図示省略)をそれぞれ画像認識する2台のワーク認識カメラ106(図8参照)と、X軸テーブル32のX軸エアースライダ52に連結され、各キャリッジ73(支持プレート76)の2つの基準ピンを画像認識するヘッド認識カメラ107(図8参照)と、上記のY軸テーブル33に添設されたカメラ移動機構(図示省略)によりY軸方向に移動可能にそれぞれ搭載され、ワークW等に吐出された機能液滴(ドット)を上方から撮像して画像認識する2台のドット認識カメラ108(図8参照)とを有している。これらの各種カメラの画像認識結果に基づいて、上述したワークWやヘッドユニット71の位置補正が行われる。   The two image recognition means 35 are disposed so as to face both the front and rear sides of the workpiece carry-in / out area 43, and two units recognize each of two workpiece alignment marks (not shown) formed on both long side portions of the workpiece W, respectively. The head recognition camera 107 (see FIG. 8) connected to the X-axis air slider 52 of the X-axis table 32 and the image recognition of the two reference pins of each carriage 73 (support plate 76). And a functional liquid droplet (dot) that is mounted on the Y-axis table 33 so as to be movable in the Y-axis direction by a camera moving mechanism (not shown) attached to the Y-axis table 33 and discharged onto the workpiece W or the like from above. It has two dot recognition cameras 108 (see FIG. 8) that capture and recognize images. Based on the image recognition results of these various cameras, the above-described position correction of the workpiece W and the head unit 71 is performed.

ここで、図1ないし図3を参照して、描画装置22によるワークWへの吐出動作、すなわち描画動作について簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、上記のワーク搬出入装置2により吸着テーブル56にワークWがセットされ、そのワークWの位置補正が、ワークθ軸テーブル57によるθ軸方向の位置補正と、ワークWのX軸方向およびY軸方向の位置データ補正とにより行われる。相前後して、描画エリア41に移動する稼動ユニット群36と、描画待機エリア42に移動する描画待機ユニット群37との仕分けが行われる(詳細は後述する)。また、描画エリア41に移動した稼動ユニット群36の各ヘッドユニット71の位置補正が、ヘッドθ軸テーブル78によるθ軸方向の位置補正およびY軸テーブル33によるY軸方向の位置補正と、ヘッドユニット71のX軸方向の位置データ補正とにより行われる。   Here, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the discharge operation | movement to the workpiece | work W by the drawing apparatus 22, ie, drawing operation, is demonstrated easily. First, as a preparation before discharging the functional liquid, the workpiece W is set on the suction table 56 by the workpiece loading / unloading device 2, and the position correction of the workpiece W is performed by the workpiece θ-axis table 57 in the θ-axis direction correction. And position data correction of the workpiece W in the X-axis direction and the Y-axis direction. Before and after, the active unit group 36 that moves to the drawing area 41 and the drawing standby unit group 37 that moves to the drawing standby area 42 are sorted (details will be described later). Further, the position correction of each head unit 71 of the working unit group 36 moved to the drawing area 41 includes the position correction in the θ-axis direction by the head θ-axis table 78, the position correction in the Y-axis direction by the Y-axis table 33, and the head unit. 71 is performed by correcting the position data in the X-axis direction.

ワークWやヘッドユニット71の位置補正が行われた後、描画装置22は、コントローラ24(制御部132)による制御を受けながら、ワークWをX軸テーブル32によりX軸方向に往動させると共に、これに同期して稼動ユニット群36の機能液滴吐出ヘッド72を選択的に駆動させて、ワークWに対する機能液の吐出が行われる。続いて、ワークWを復動させながら、再度ワークWに対する機能液の吐出が行われる。このようにワークWのX軸方向への往復移動と機能液滴吐出ヘッド72の駆動とを複数回繰り返すことで、ワークWに対する描画が行われる。すなわち、描画エリア41に臨むワークWに対し、稼動ユニット群36をX軸方向に相対的に移動させながら、稼動ユニット群36の機能液滴吐出ヘッド72からワークW上に機能液を吐出して描画処理が行われる。   After the position correction of the workpiece W and the head unit 71 is performed, the drawing apparatus 22 moves the workpiece W in the X-axis direction by the X-axis table 32 while being controlled by the controller 24 (control unit 132). In synchronization with this, the functional liquid droplet ejection head 72 of the operation unit group 36 is selectively driven to eject the functional liquid onto the workpiece W. Subsequently, the functional liquid is discharged again to the workpiece W while moving the workpiece W backward. In this way, drawing on the workpiece W is performed by repeating the reciprocating movement of the workpiece W in the X-axis direction and the driving of the functional liquid droplet ejection head 72 a plurality of times. That is, the functional liquid is discharged onto the work W from the functional liquid droplet ejection head 72 of the operating unit group 36 while moving the operating unit group 36 relative to the work W facing the drawing area 41 in the X-axis direction. Drawing processing is performed.

なお、この描画処理において、ワークWの往動時のみ機能液の吐出が行われる構成としてもよい。また、ワークWを固定とし、稼動ユニット群36をX軸方向に移動させる構成であってもよい。さらに、本実施形態では、上述したように、ワークWの描画対象幅と稼動ユニット群36の部分描画ライン群の長さとが対応しているが、ワークWの描画対象幅が稼動ユニット群36の部分描画ライン群の長さよりも長い構成であってもよく、この場合には、ワークWに対し稼動ユニット群36を往復動させながら機能液滴吐出ヘッド72を駆動させて吐出走査(主走査)を行った後、Y軸テーブル33により稼動ユニット群36を部分描画ライン群の長さ分Y軸方向に移動させ(副走査)、再度ワークWに対する主走査が行われる。そして、この主走査および副走査を数回繰り返してワークWの端から端まで液滴吐出が行われる。   In the drawing process, the functional liquid may be discharged only when the workpiece W moves forward. Alternatively, the work W may be fixed and the operating unit group 36 may be moved in the X-axis direction. Furthermore, in the present embodiment, as described above, the drawing target width of the work W corresponds to the length of the partial drawing line group of the operating unit group 36, but the drawing target width of the work W corresponds to the operating unit group 36. The length may be longer than the length of the partial drawing line group. In this case, the functional liquid droplet ejection head 72 is driven while the operation unit group 36 is reciprocated with respect to the workpiece W to perform ejection scanning (main scanning). Then, the working unit group 36 is moved in the Y-axis direction by the length of the partial drawing line group by the Y-axis table 33 (sub-scanning), and the main scanning for the workpiece W is performed again. Then, the main scanning and the sub scanning are repeated several times to discharge the droplets from the end to the end of the workpiece W.

次に、図2および図7を参照して、液滴吐出装置1におけるメンテナンス手段23およびこれによる機能液滴吐出ヘッド72の機能維持・回復処理について説明する。メンテナンス手段23は、機能液滴吐出ヘッド72を、吐出機能を維持した状態で保管すると共に、吐出機能を維持・回復するものである。メンテナンス手段23は、機能液滴吐出ヘッド72を吸引して、機能液滴吐出ヘッド72から機能液を強制的に排出させる吸引ユニット111と、機能液が付着して汚れた機能液滴吐出ヘッド72のノズル面93を払拭するワイピングユニット113と、吸引ユニット111の7個の分割吸引ユニット112(後述する)およびワイピングユニット113をそれぞれ個別に昇降可能に支持する8個のユニット昇降機構115から構成されるユニット昇降手段114とを有しており、これらは、アングル架台118上に支持されて描画待機エリア42に配設されている。さらに、メンテナンス手段23は、上記のワークθ軸テーブル57上に配設された定期フラッシングボックス116と、ノズル面閉塞装置117と、セットテーブル51の前後両側に配設された一対の吐出前フラッシングボックス(図示省略)とを有している。   Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 7, the maintenance means 23 in the droplet discharge device 1 and the function maintenance / recovery processing of the functional droplet discharge head 72 by this will be described. The maintenance means 23 stores the functional liquid droplet ejection head 72 in a state where the ejection function is maintained, and maintains / recovers the ejection function. The maintenance means 23 sucks the functional liquid droplet ejection head 72 and forcibly discharges the functional liquid from the functional liquid droplet ejection head 72, and the functional liquid droplet ejection head 72 that is contaminated with the functional liquid. A wiping unit 113 for wiping the nozzle surface 93, seven divided suction units 112 (described later) of the suction unit 111, and eight unit lifting mechanisms 115 that individually support the wiping unit 113 so as to be lifted and lowered individually. The unit lifting / lowering means 114 is supported on the angle base 118 and disposed in the drawing standby area 42. Further, the maintenance means 23 includes a regular flushing box 116 disposed on the workpiece θ-axis table 57, a nozzle surface closing device 117, and a pair of pre-discharge flushing boxes disposed on both front and rear sides of the set table 51. (Not shown).

吸引ユニット111は、7個のキャリッジユニット31に対応して、Y軸方向に配列された7個の分割吸引ユニット112を有している。各分割吸引ユニット112は、キャリッジユニット31に対して下側から臨み、12個の機能液滴吐出ヘッド72のノズル面93にそれぞれ気密に封止させる12個のキャップ121と、12個のキャップ121を昇降自在に支持するキャップ支持部材122と、封止させたキャップ121を介して機能液滴吐出ヘッド72に吸引力を作用させるエゼクタ(図示省略)とを備えている。   The suction unit 111 has seven divided suction units 112 arranged in the Y-axis direction corresponding to the seven carriage units 31. Each of the divided suction units 112 faces the carriage unit 31 from below and includes twelve caps 121 and twelve caps 121 that are hermetically sealed to the nozzle surfaces 93 of the twelve functional liquid droplet ejection heads 72. And a ejector (not shown) that applies a suction force to the functional liquid droplet ejection head 72 via the sealed cap 121.

12個のキャップ121は、各キャリッジ73に搭載された12個の機能液滴吐出ヘッド72の並びに対応させて、キャップ支持部材122に配設したものである。そのため、吸引ユニット111全体では、7個のキャリッジユニット31の全機能液滴吐出ヘッド72の配置パターンに倣って、12×7個のキャップ121が配置されており、全機能液滴吐出ヘッド72にそれぞれ対応するキャップ121を一度に封止させることが可能である。さらに、キャップ121をノズル面93に封止させた状態でエゼクタを駆動することにより、ノズル95から機能液を吸引することで、機能液滴吐出ヘッド72内で増粘した機能液を除去することができる。   The twelve caps 121 are arranged on the cap support member 122 so as to correspond to the twelve functional liquid droplet ejection heads 72 mounted on each carriage 73. Therefore, in the entire suction unit 111, 12 × 7 caps 121 are arranged following the arrangement pattern of the all-function droplet discharge heads 72 of the seven carriage units 31. Each corresponding cap 121 can be sealed at a time. Further, by driving the ejector with the cap 121 sealed to the nozzle surface 93, the functional liquid sucked out from the nozzle 95 is removed to remove the functional liquid thickened in the functional liquid droplet ejection head 72. Can do.

したがって、吸引ユニット111は、各キャップ121により機能液滴吐出ヘッド72を気密に封止することで、複雑な機構を用いることなく、機能液滴吐出ヘッド72のノズル95の機能液が乾燥することを防止して、機能液滴吐出ヘッド72を機能維持状態に保管すると共に、各キャップ121により気密状態として機能液滴吐出ヘッド72のノズル95から吸引することで、増粘した機能液を排出することができる。   Therefore, the suction unit 111 hermetically seals the functional liquid droplet ejection head 72 with each cap 121, so that the functional liquid of the nozzle 95 of the functional liquid droplet ejection head 72 is dried without using a complicated mechanism. The functional liquid droplet ejection head 72 is stored in a function maintaining state, and the functional liquid with increased viscosity is discharged by being sucked from the nozzles 95 of the functional liquid droplet ejection head 72 in an airtight state by the caps 121. be able to.

ワイピングユニット113は、描画待機エリア42の描画エリア41側、すなわち描画エリア41と吸引ユニット111との間に配置されており、機能液滴吐出ヘッド72の吸引等により、機能液が付着して汚れたノズル面93を、洗浄液を含浸させたワイピングシート123を用いて拭き取るものである。このような配置により、ワイピングユニット113は、吸引ユニット111による吸引を終えて、描画エリア41へ個々に移動するキャリッジユニット31に順次臨むことができ、その機能液滴吐出ヘッド72にワイピング処理を行うことができるようになっている。そして、上記の吸引処理と、吸引処理によりノズル面93に付着した機能液を拭き取るワイピングとにより、ノズル詰まりの生じた機能液滴吐出ヘッド72の吐出機能を回復させることができる。   The wiping unit 113 is arranged on the drawing area 41 side of the drawing standby area 42, that is, between the drawing area 41 and the suction unit 111, and the functional liquid adheres and becomes dirty due to the suction of the functional liquid droplet ejection head 72. The nozzle surface 93 is wiped with a wiping sheet 123 impregnated with a cleaning liquid. With such an arrangement, the wiping unit 113 can finish the suction by the suction unit 111 and sequentially face the carriage unit 31 that individually moves to the drawing area 41, and performs the wiping process on the functional liquid droplet ejection head 72. Be able to. Then, the ejection function of the functional liquid droplet ejection head 72 in which nozzle clogging has occurred can be recovered by the above-described suction processing and wiping to wipe off the functional liquid adhering to the nozzle surface 93 by the suction processing.

図3に示すように、定期フラッシングボックス116は、ワークWに対する描画を一時的に停止するときに行うフラッシングを受けるためのものであり、上記のワークθ軸テーブル57上に設けられ、ワークWの交換のためにセットテーブル51がワーク搬出入エリア43に臨むとき、定期フラッシングボックス116が描画エリア41に臨み、機能液滴吐出ヘッド72からのフラッシングを受けるようになっている。   As shown in FIG. 3, the periodic flushing box 116 is for receiving flushing that is performed when drawing on the workpiece W is temporarily stopped, and is provided on the workpiece θ-axis table 57, When the set table 51 faces the workpiece carry-in / out area 43 for replacement, the regular flushing box 116 faces the drawing area 41 and receives the flushing from the functional liquid droplet ejection head 72.

図示しないが、一対の吐出前フラッシングボックスは、ワークWに機能液を吐出させる直前に行う吐出前フラッシングを受けるためのものであり、セットテーブル51をX軸方向に挟むように配設されている。これにより、ワークWの往復動に伴う機能液滴吐出ヘッド72の吐出駆動の直前に行われるフラッシングを受けることができる。
定期フラッシングボックス116および一対の吐出前フラッシングボックスは、それぞれ平面視長方形の箱状に形成されており、その底面には、機能液を吸収させる吸収材(図示省略)が敷設されている。また、各フラッシングボックスの長辺(Y軸方向)は、上記の最大幅描画ラインLmの長さに対応して形成されているため、稼動ユニット群36が全キャリッジユニット31により構成されている場合にも、その機能液滴吐出ヘッド72からのフラッシングを受け得るようになっている。
Although not shown, the pair of pre-discharge flushing boxes is for receiving pre-discharge flushing performed immediately before discharging the functional liquid onto the workpiece W, and is disposed so as to sandwich the set table 51 in the X-axis direction. . Thereby, it is possible to receive the flushing performed immediately before the ejection driving of the functional liquid droplet ejection head 72 accompanying the reciprocation of the workpiece W.
The regular flushing box 116 and the pair of pre-discharge flushing boxes are each formed in a rectangular box shape in plan view, and an absorbent material (not shown) for absorbing the functional liquid is laid on the bottom thereof. In addition, since the long side (Y-axis direction) of each flushing box is formed corresponding to the length of the maximum width drawing line Lm, the operation unit group 36 is configured by all the carriage units 31. In addition, flushing from the functional liquid droplet ejection head 72 can be received.

ノズル面閉塞装置117は、図3に示すように、上記のワークθ軸テーブル57上の、例えば定期フラッシングボックス116の+X側に設けられ、セットテーブル51がワーク搬出入エリア43に臨むとき、ノズル面閉塞装置117が描画エリア41に臨み、且つ昇降装置118により上昇したときに機能液滴吐出ヘッド72におけるノズル面93に当接してノズル開口95を閉塞し、昇降装置118により下降したときにノズル面93から離間してノズル開口95を開放する構成となっている。
ノズル面閉塞装置117の材料としては、ノズル面93に当接しても機能液滴吐出ヘッド72を損傷させず、またノズル開口95からの液滴の吐出を確実に抑えることが可能な強度、硬度を選択することが好ましく、例えば樹脂板やゴム板等を用いることができる。
As shown in FIG. 3, the nozzle surface closing device 117 is provided on the workpiece θ axis table 57, for example, on the + X side of the periodic flushing box 116, and when the set table 51 faces the workpiece loading / unloading area 43, When the surface closing device 117 faces the drawing area 41 and is lifted by the lifting / lowering device 118, the nozzle opening 95 is closed by contacting the nozzle surface 93 of the functional liquid droplet ejection head 72, and when the surface closing device 117 is lowered by the lifting / lowering device 118 The nozzle opening 95 is opened away from the surface 93.
As a material for the nozzle surface closing device 117, strength and hardness capable of reliably preventing droplet discharge from the nozzle opening 95 without damaging the functional droplet discharge head 72 even when contacting the nozzle surface 93. For example, a resin plate or a rubber plate can be used.

次に、図8を参照して、液滴吐出装置1全体の制御系について簡単に説明する。液滴吐出装置1の制御系は、基本的に、上位コンピュータ3と、機能液滴吐出ヘッド72、X軸テーブル32、Y軸テーブル33、メンテナンス手段23等を駆動する各種ドライバを有する駆動部131と、駆動部131を含め液滴吐出装置1全体を統括制御する制御部132(コントローラ24)とを備えている。   Next, with reference to FIG. 8, the control system of the entire droplet discharge device 1 will be briefly described. The control system of the droplet discharge apparatus 1 basically includes a host computer 3 and a drive unit 131 having various drivers for driving the functional droplet discharge head 72, the X-axis table 32, the Y-axis table 33, the maintenance means 23, and the like. And a control unit 132 (controller 24) that comprehensively controls the entire droplet discharge device 1 including the drive unit 131.

上位コンピュータ3は、コントローラ24に接続されたコンピュータ本体16に、キーボード17や、キーボード17による入力結果等を画像表示するディスプレイ18等が接続されて構成されている。
駆動部131は、機能液滴吐出ヘッド72を吐出駆動制御するヘッドドライバ141と、X軸テーブル32およびY軸テーブル33の各モータをそれぞれ駆動制御する移動用ドライバ142と、メンテナンス手段23の吸引ユニット111、ワイピングユニット113およびユニット昇降機構115を駆動制御するメンテナンス用ドライバ143とを備えている。
The host computer 3 is configured by connecting a computer 17 connected to a controller 24 to a keyboard 17 and a display 18 for displaying an image of an input result or the like by the keyboard 17.
The drive unit 131 includes a head driver 141 that controls the ejection of the functional liquid droplet ejection head 72, a moving driver 142 that controls the motors of the X-axis table 32 and the Y-axis table 33, and a suction unit of the maintenance unit 23. 111, a wiping unit 113, and a maintenance driver 143 that drives and controls the unit lifting mechanism 115.

制御部132は、CPU151と、ROM152と、RAM153と、P−CON154とを備え、これらは互いにバス155を介して接続されている。ROM152は、CPU151で処理する制御プログラム等を記憶する制御プログラム領域と、描画動作や画像認識を行うための制御データ等を記憶する制御データ領域とを有している。   The control unit 132 includes a CPU 151, a ROM 152, a RAM 153, and a P-CON 154, which are connected to each other via a bus 155. The ROM 152 has a control program area for storing a control program to be processed by the CPU 151, and a control data area for storing control data for performing a drawing operation and image recognition.

RAM153は、各種レジスタ群のほか、ワークWに機能液の吐出を行うための描画データを記憶する描画データ記憶部、ワークWおよび機能液滴吐出ヘッド72の位置データを記憶する位置データ記憶部、オペレータによってキーボード17から入力された各種設定(後述する稼動ユニット群36と描画待機ユニット群37との設定等)を記憶する設定記憶部等の各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。   The RAM 153 includes, in addition to various register groups, a drawing data storage unit that stores drawing data for discharging functional liquid to the workpiece W, a position data storage unit that stores position data of the workpiece W and the functional liquid droplet ejection head 72, It has various storage units such as a setting storage unit that stores various settings (such as settings of an operation unit group 36 and a drawing standby unit group 37 described later) input from the keyboard 17 by an operator, and performs various operations for control processing. Used as a region.

P−CON154には、駆動部131の各種ドライバのほか、画像認識手段35の各種カメラが接続されており、CPU151の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、P−CON154は、上位コンピュータ3からの各種指令等をそのままあるいは加工してバス155に取り込むと共に、CPU151と連動して、CPU151等からバス155に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部131に出力する。   In addition to various drivers of the drive unit 131, various cameras of the image recognition means 35 are connected to the P-CON 154, and a logic circuit is constructed to supplement the functions of the CPU 151 and handle interface signals with peripheral circuits. Built in. For this reason, the P-CON 154 receives various commands and the like from the host computer 3 as they are or processes them and imports them into the bus 155. Or it processes and outputs to the drive part 131. FIG.

そして、CPU151は、ROM152内の制御プログラムに従って、P−CON154を介して各種検出信号、各種指令、各種データ等を入力し、RAM153内の各種データ等を処理した後、P−CON154を介して駆動部131等に各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置1全体を制御している。例えば、CPU151は、機能液滴吐出ヘッド72、X軸テーブル32およびY軸テーブル33を制御して、所定の液滴吐出条件および所定の移動条件でワークWに描画を行う。   The CPU 151 inputs various detection signals, various commands, various data, etc. via the P-CON 154 according to the control program in the ROM 152, processes various data, etc. in the RAM 153, and then drives via the P-CON 154. The entire droplet discharge device 1 is controlled by outputting various control signals to the unit 131 and the like. For example, the CPU 151 controls the functional droplet discharge head 72, the X-axis table 32, and the Y-axis table 33 to perform drawing on the workpiece W under predetermined droplet discharge conditions and predetermined movement conditions.

続いて、上記の液滴吐出装置1において、機能液滴吐出ヘッド72の内部のインク(液状体)を撹拌する方法について、図9を参照して説明する。
図9(a)は、供給口127及び流路128にインクが充填された機能液滴吐出ヘッド72の断面図である。
この図に示すように、まず昇降装置118を駆動して、ノズル面閉塞装置117を機能液滴吐出ヘッド72におけるノズル面93に当接させて、ノズル面93と面一の表面117aにてノズル開口95を閉塞する。
Next, a method of stirring the ink (liquid material) inside the functional droplet discharge head 72 in the droplet discharge apparatus 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 9A is a cross-sectional view of the functional liquid droplet ejection head 72 in which the supply port 127 and the flow path 128 are filled with ink.
As shown in this figure, first, the lifting / lowering device 118 is driven to bring the nozzle surface closing device 117 into contact with the nozzle surface 93 of the functional liquid droplet ejection head 72 so that the nozzle surface 93a is flush with the nozzle surface 93a. The opening 95 is closed.

続いて、圧電素子120を駆動(電極130に通電)して、例えば図9(b)に示すように、振動板123を空間125に向けて変位させる。これにより、流路128の容積が減少するため、空間125におけるインクの圧力が上昇する。このとき、ノズル開口95はノズル面閉塞装置117により閉塞されていることから、インクはノズル開口95から吐出されずに、図中矢印で示すように、流路128から液溜部126に向けて流動する。   Subsequently, the piezoelectric element 120 is driven (the electrode 130 is energized), and the diaphragm 123 is displaced toward the space 125 as shown in FIG. 9B, for example. Thereby, since the volume of the flow path 128 decreases, the pressure of the ink in the space 125 increases. At this time, since the nozzle opening 95 is closed by the nozzle surface closing device 117, the ink is not ejected from the nozzle opening 95 and is directed from the flow path 128 toward the liquid reservoir 126 as indicated by an arrow in the figure. To flow.

次に、圧電素子120を逆方向に駆動して、図9(c)に示すように、振動板123を空間125から離間する方向に変位させる。これにより、流路128の容積が増大するため、空間125におけるインクの圧力が低下する。このとき、ノズル開口95はノズル面閉塞装置117により閉塞されていることから、ノズル開口95から空気が流入してインクの圧力低下が開放されることはない。従って、空間125におけるインクの圧力が低下したことにより、図中矢印で示すように、インクは液溜部126から流路128に向けて流動する。   Next, the piezoelectric element 120 is driven in the opposite direction, and the diaphragm 123 is displaced in a direction away from the space 125 as shown in FIG. As a result, the volume of the flow path 128 increases, and the ink pressure in the space 125 decreases. At this time, since the nozzle opening 95 is closed by the nozzle surface closing device 117, air does not flow from the nozzle opening 95 and the pressure drop of the ink is not released. Therefore, as the ink pressure in the space 125 decreases, the ink flows from the liquid reservoir 126 toward the flow path 128 as indicated by the arrows in the figure.

なお、圧電素子120を逆方向に駆動するのではなく、振動板123を空間125に向けて変位させている圧電素子120の駆動を停止させて、振動板123を図9(a)に示した状態に戻すだけでもよい。   Note that, instead of driving the piezoelectric element 120 in the reverse direction, the driving of the piezoelectric element 120 that displaces the diaphragm 123 toward the space 125 is stopped, and the diaphragm 123 is shown in FIG. You may just return to the state.

そして、上記圧電素子120の駆動方向を順次反転させることにより、インクは流路128と液溜部126との間を、図9(b)に示す方向と、図9(c)に示す方向とに往復して流動することになる。このインクの往復移動により、インクは撹拌されることになる。   Then, by sequentially reversing the driving direction of the piezoelectric element 120, the ink moves between the flow path 128 and the liquid reservoir 126 in the direction shown in FIG. 9B and the direction shown in FIG. 9C. Will flow back and forth. The ink is agitated by the reciprocal movement of the ink.

また、機能液滴吐出ヘッド72における複数のノズル開口95及び流路128毎に設けられた圧電素子120を同期して、同時に駆動した場合には、複数の流路128のインクが一斉に各流路128と液溜部126との間を往復して流動するため、液溜部126におけるインクの往復移動量も大きくなるため、液溜部126におけるインクも撹拌されることになる。   In addition, when the plurality of nozzle openings 95 and the piezoelectric elements 120 provided for the respective channels 128 in the functional liquid droplet ejection head 72 are driven simultaneously in synchronization, the ink in the plurality of channels 128 flows to Since the fluid reciprocates between the path 128 and the liquid reservoir 126, the amount of reciprocation of the ink in the liquid reservoir 126 also increases, so that the ink in the liquid reservoir 126 is also agitated.

なお、機能液滴吐出ヘッド72内のインクの撹拌処理が完了した後は、昇降装置118の駆動より、ノズル面閉塞装置117を下降させてノズル面93から離間させることにより、ノズル開口95を開放させれば、上述した液滴吐出処理を実行することが可能になる。   After the ink agitation processing in the functional liquid droplet ejection head 72 is completed, the nozzle surface closing device 117 is lowered and separated from the nozzle surface 93 by driving the elevating device 118 to open the nozzle opening 95. By doing so, the above-described droplet discharge process can be executed.

このように、本実施の形態では、ノズル開口95を閉塞した状態で圧電素子120を駆動するため、従来のようにインクがノズル開口95から吐出されないように、圧電素子120の駆動を制限することなく、振動板123を大きく変位させることができる。そのため、本実施形態では、流路128におけるインクを大きな流動長で流動させて撹拌することが可能になり、従来では充分に撹拌できなかったノズル開口95よりも離間した流路128においても効果的にインクを撹拌することができる。従って、本実施形態では、色材に顔料を用いた非水溶性溶剤系インク、分散系インク、UV硬化インク等の沈降の可能性があるインクを用いた場合でも、沈降を生じさせることを抑制でき、沈降等に起因するインク吐出不良等を効果的に回避することができ、高品質のデバイスを製造することが可能になる。   Thus, in this embodiment, since the piezoelectric element 120 is driven in a state where the nozzle opening 95 is closed, the driving of the piezoelectric element 120 is limited so that ink is not ejected from the nozzle opening 95 as in the prior art. The diaphragm 123 can be greatly displaced. For this reason, in this embodiment, it is possible to stir the ink in the flow path 128 with a large flow length, which is effective even in the flow path 128 that is farther away from the nozzle opening 95 that could not be sufficiently stirred conventionally. The ink can be agitated. Therefore, in this embodiment, even when using a water-insoluble solvent-based ink using a pigment as a coloring material, a dispersion-type ink, a UV-curable ink, or other ink that has the possibility of settling, the occurrence of settling is suppressed. In addition, it is possible to effectively avoid ink discharge defects caused by sedimentation and the like, and it is possible to manufacture a high-quality device.

また、本実施形態では、複数のノズル開口95毎に設けられた圧電素子120を同期して駆動することにより、流路128のみならず、液溜部126におけるインクも効果的に撹拌することが可能になり、沈降等に起因するインク吐出不良等をより効果的に抑制することができる。   Further, in this embodiment, by driving the piezoelectric elements 120 provided for each of the plurality of nozzle openings 95 in synchronization, not only the flow path 128 but also the ink in the liquid reservoir 126 can be effectively stirred. This makes it possible to more effectively suppress ink discharge defects caused by sedimentation and the like.

[カラーフィルタの製造方法]
次に、本実施形態の液滴吐出装置1を用いたカラーフィルタの製造方法の一例を説明する。図10は、基板Sにおけるカラーフィルタ領域151の説明図である。上記液滴吐出装置1を用いたカラーフィルタの製造方法は、生産性を高める観点から長方形状の基板S上に、複数個のカラーフィルタ領域151をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルタ領域151は、後で基板Sを切断することにより、液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルタとして用いることができる。なお、各カラーフィルタ領域151においては、図10に示したように、Rのインク、Gのインク、およびBのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェア型等としてもよい。
[Color filter manufacturing method]
Next, an example of a color filter manufacturing method using the droplet discharge device 1 of the present embodiment will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram of the color filter region 151 in the substrate S. FIG. The color filter manufacturing method using the droplet discharge device 1 can be applied when forming a plurality of color filter regions 151 in a matrix on the rectangular substrate S from the viewpoint of increasing productivity. . These color filter regions 151 can be used as individual color filters suitable for a liquid crystal display device by cutting the substrate S later. In each color filter region 151, as shown in FIG. 10, the R ink, the G ink, and the B ink are respectively formed in a predetermined pattern, in this example, a conventionally known stripe type. . In addition to the stripe type, the formation pattern may be a mosaic type, a delta type, or a square type.

図11は、カラーフィルタの製造方法の説明図である。このようなカラーフィルタ領域151を形成するには、まず、図11(a)に示すように、透明の基板Sの一方の面に対し、ブラックマトリクス152を形成する。このブラックマトリクス152を形成する際には、光透過性のない樹脂(好ましくは黒色樹脂)を、スピンコート等の方法で所定の厚さ(例えば2μm程度)に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。このブラックマトリクス152の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルタエレメント153については、例えばX軸方向の幅を30μm、Y軸方向の長さを100μm程度とする。このブラックマトリクスは充分な高さを有しており、インク吐出時の隔壁として機能する。   FIG. 11 is an explanatory diagram of a color filter manufacturing method. In order to form such a color filter region 151, first, a black matrix 152 is formed on one surface of the transparent substrate S as shown in FIG. When forming the black matrix 152, a non-light-transmitting resin (preferably a black resin) is applied to a predetermined thickness (for example, about 2 μm) by a method such as spin coating, and photolithography technology is used. Pattern. For the minimum display element surrounded by the black matrix 152, that is, the filter element 153, for example, the width in the X-axis direction is about 30 μm and the length in the Y-axis direction is about 100 μm. This black matrix has a sufficient height and functions as a partition wall during ink ejection.

次に、本実施形態の液滴吐出装置1における液滴吐出ヘッドから、図11(b)に示すようにインク受容層となる樹脂組成物を含有するインク滴154(液状体)を吐出し、これを基板S上に着弾させる。吐出するインク滴154の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インク滴の焼成を行い、図11(c)に示すようなインク受容層160とする。   Next, as shown in FIG. 11B, ink droplets 154 (liquid material) containing a resin composition serving as an ink receiving layer are ejected from the droplet ejection head in the droplet ejection apparatus 1 of the present embodiment. This is landed on the substrate S. The amount of ink droplets 154 to be ejected is a sufficient amount in consideration of the ink volume reduction in the heating process. Next, the ink droplets are baked to form an ink receiving layer 160 as shown in FIG.

次に、液滴吐出ヘッド72から、図11(d)に示すようにRのインク滴154R(液状体)を吐出し、これを基板S上に着弾させる。吐出するインク滴154の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インクの仮焼成を行い、図11(e)に示すようなR着色層134Rとする。以上の工程を、G着色層形成装置、B着色層形成装置においても繰り返し、図11(f)に示すように、G着色層134G、B着色層134Bを順次形成する。R着色層134R、G着色層134G、B着色層134Bを全て形成した後、これら着色層134R,134G,134Bを一括して焼成する。   Next, as shown in FIG. 11D, R ink droplets 154 </ b> R (liquid material) are ejected from the droplet ejection head 72 and landed on the substrate S. The amount of ink droplets 154 to be ejected is a sufficient amount in consideration of the ink volume reduction in the heating process. Next, the ink is temporarily baked to form an R colored layer 134R as shown in FIG. The above steps are repeated in the G colored layer forming apparatus and the B colored layer forming apparatus, and the G colored layer 134G and the B colored layer 134B are sequentially formed as shown in FIG. After all of the R colored layer 134R, the G colored layer 134G, and the B colored layer 134B are formed, these colored layers 134R, 134G, and 134B are baked together.

次いで、基板Sを平坦化し、かつ着色層134R,134G,134Bを保護するため、図11(g)に示すように各着色層134R,134G,134Bやブラックマトリクス152を覆うオーバーコート膜(保護膜)156を形成する。このオーバーコート膜156の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することもできるが、着色層134R,134G,134Bの場合と同様に液滴吐出装置1を用いることもできる。   Next, in order to flatten the substrate S and protect the colored layers 134R, 134G, and 134B, an overcoat film (protective film) that covers the colored layers 134R, 134G, and 134B and the black matrix 152 as shown in FIG. ) 156. In forming the overcoat film 156, a method such as a spin coating method, a roll coating method, or a ripping method may be employed, but the droplet discharge device 1 is used in the same manner as in the case of the colored layers 134R, 134G, and 134B. You can also.

[液晶装置]
次に、上記カラーフィルタを備えた液晶装置(電気光学装置)の一実施形態を示す。図12はパッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図であり、図12中の符号130は液晶装置である。この液晶装置130は透過型のもので、一対のガラス基板131、132の間にSTN(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶層133が挟持されてなるものである。
[Liquid Crystal Device]
Next, an embodiment of a liquid crystal device (electro-optical device) including the color filter will be described. FIG. 12 is a side sectional view of a passive matrix liquid crystal device, and reference numeral 130 in FIG. 12 denotes a liquid crystal device. The liquid crystal device 130 is of a transmissive type, and a liquid crystal layer 133 made of STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal or the like is sandwiched between a pair of glass substrates 131 and 132.

一方のガラス基板131には、その内面に上記カラーフィルタ155が形成されている。カラーフィルタ155は、R、G、Bの各色からなる着色層134R、134G、134Bが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの色素層134R(134G、134B)間には、ブラックマトリクス152が形成されている。そして、これらカラーフィルタ155およびブラックマトリクス152の上には、カラーフィルタ155やブラックマトリクス152によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するため、オーバーコート膜(保護膜)156が形成されている。オーバーコート膜156の上には複数の電極137がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜138が形成されている。   The color filter 155 is formed on the inner surface of one glass substrate 131. The color filter 155 is configured by regularly arranging colored layers 134R, 134G, and 134B composed of R, G, and B colors. A black matrix 152 is formed between the dye layers 134R (134G, 134B). An overcoat film (protective film) 156 is formed on the color filter 155 and the black matrix 152 in order to eliminate the step formed by the color filter 155 and the black matrix 152 and to flatten the same. . A plurality of electrodes 137 are formed in a stripe shape on the overcoat film 156, and an alignment film 138 is further formed thereon.

他方のガラス基板132には、その内面に、カラーフィルタ155側の電極137と直交するようにして、複数の電極139がストライプ状に形成されており、これら電極139上には、配向膜140が形成されている。なお、前記カラーフィルタ155の各着色層134R、134G、134Bは、それぞれ各ガラス基板132上の電極139、137の交差する位置に配置されている。また、電極137、139は、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料によって形成されている。さらに、ガラス基板132とカラーフィルタ155の外面側にはそれぞれ偏光板(図示せず)が設けられ、ガラス基板131、132間にはこれら基板131、132間の間隔(セルギャップ)を一定に保持するためスペーサ141が設けられている。さらに、これらガラス基板131、132間には液晶133を封入するためのシール材142が設けられている。   On the other glass substrate 132, a plurality of electrodes 139 are formed in stripes on the inner surface so as to be orthogonal to the electrodes 137 on the color filter 155 side, and an alignment film 140 is formed on these electrodes 139. Is formed. The colored layers 134R, 134G, and 134B of the color filter 155 are disposed at positions where the electrodes 139 and 137 intersect on the glass substrates 132, respectively. The electrodes 137 and 139 are formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Furthermore, polarizing plates (not shown) are provided on the outer surface sides of the glass substrate 132 and the color filter 155, respectively, and the space (cell gap) between the substrates 131 and 132 is kept constant between the glass substrates 131 and 132. For this purpose, a spacer 141 is provided. Further, a sealing material 142 for sealing the liquid crystal 133 is provided between the glass substrates 131 and 132.

本実施形態の液晶装置130では、上記液滴吐出装置1を用いて製造されるカラーフィルタ155を適用しているため、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を実現することができる。   In the liquid crystal device 130 of the present embodiment, the color filter 155 manufactured using the droplet discharge device 1 is applied, so that a low-cost and high-quality color liquid crystal display device can be realized.

[電子機器]
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図13は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図13において、符号500は液晶テレビジョン本体を示し、符号501は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図13に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、安価で表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。
[Electronics]
Next, a specific example of an electronic apparatus provided with display means including the liquid crystal device will be described.
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a liquid crystal television. In FIG. 13, reference numeral 500 denotes a liquid crystal television main body, and reference numeral 501 denotes a liquid crystal display unit including the liquid crystal device of the above embodiment. As described above, since the electronic apparatus illustrated in FIG. 13 includes the liquid crystal device of the above-described embodiment, an electronic apparatus having a color liquid crystal display that is inexpensive and excellent in display quality can be realized.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、ノズル面閉塞装置117をワークθ軸テーブル57上に設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば機能液滴吐出ヘッド72と一体的に移動するキャリッジユニット31に設ける構成としてもよい。
この構成では、機能液滴吐出ヘッド72がどの位置にあっても、インクの撹拌処理を実行することができ、機能液滴吐出ヘッド72をノズル面閉塞装置117が設置されている位置に移動させる工程が不要になり、生産性を大幅に向上させることが可能になる。
For example, in the above embodiment, the nozzle surface closing device 117 is provided on the work θ-axis table 57. However, the present invention is not limited to this, and for example, a carriage unit that moves integrally with the functional liquid droplet ejection head 72. 31 may be provided.
In this configuration, the ink agitation process can be executed regardless of the position of the functional liquid droplet ejection head 72, and the functional liquid droplet ejection head 72 is moved to a position where the nozzle surface closing device 117 is installed. The process becomes unnecessary, and the productivity can be greatly improved.

液滴吐出装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a droplet discharge device. 液滴吐出装置の平面図である。It is a top view of a droplet discharge device. 液滴吐出装置の側面図である。It is a side view of a droplet discharge device. 複数のキャリッジユニットの説明図である。It is explanatory drawing of a some carriage unit. 機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a functional droplet discharge head. 液滴吐出ヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of a droplet discharge head. メンテナンス手段の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a maintenance means. 液滴吐出装置の制御系について説明したブロック図である。It is the block diagram explaining the control system of the droplet discharge apparatus. インクの撹拌処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the stirring process of an ink. 基板におけるカラーフィルタ領域の説明図である。It is explanatory drawing of the color filter area | region in a board | substrate. カラーフィルタの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a color filter. パッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a passive matrix type liquid crystal device. 液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed an example of the liquid crystal television.

符号の説明Explanation of symbols

1…液滴吐出装置、 24…コントローラ(駆動制御装置)、 72…機能液滴吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)、 117…ノズル面閉塞装置(開閉装置)、 120…圧電素子、 123…振動板(流路形成部)、 126…液溜部、 128…流路、 L…液滴   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge device, 24 ... Controller (drive control device), 72 ... Functional droplet discharge head (droplet discharge head), 117 ... Nozzle surface closing device (opening / closing device), 120 ... Piezoelectric element, 123 ... Vibration plate (Channel forming part), 126 ... liquid reservoir, 128 ... channel, L ... droplet

Claims (8)

圧電素子の駆動によりノズル開口から液状体の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、
前記ノズル開口を開閉する開閉装置と、
前記開閉装置により前記ノズル開口が閉塞された状態で前記圧電素子を駆動する駆動制御装置とを有することを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet discharge device including a droplet discharge head for discharging a liquid droplet from a nozzle opening by driving a piezoelectric element,
An opening and closing device for opening and closing the nozzle opening;
And a drive control device that drives the piezoelectric element in a state where the nozzle opening is closed by the opening / closing device.
請求項1記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液状体を前記ノズル開口に導く流路を形成する流路形成部を有し、
前記圧電素子の駆動により、前記流路形成部を変位させることを特徴とする液滴吐出装置。
The droplet discharge device according to claim 1,
The droplet discharge head has a flow path forming portion that forms a flow path for guiding the liquid material to the nozzle opening,
A liquid droplet ejection apparatus, wherein the flow path forming portion is displaced by driving the piezoelectric element.
請求項1または2記載の液滴吐出装置において、
前記圧電素子は、複数の前記ノズル開口毎にそれぞれ設けられ、
前記駆動制御装置は、前記複数の圧電素子を同期して駆動することを特徴とする液滴吐出装置。
The droplet discharge device according to claim 1 or 2,
The piezoelectric element is provided for each of the plurality of nozzle openings,
The liquid droplet ejection apparatus, wherein the drive control device drives the plurality of piezoelectric elements in synchronization.
請求項3記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズル開口毎に設けられ前記液状体を前記ノズル開口に導く複数の流路と、
前記複数の流路のそれぞれに接続され前記液状体を貯留する液溜部とを有することを特徴とする液滴吐出装置。
The droplet discharge device according to claim 3.
The droplet discharge head is provided for each of a plurality of nozzle openings, and a plurality of flow paths for guiding the liquid material to the nozzle openings,
A liquid droplet ejection apparatus comprising: a liquid reservoir portion that is connected to each of the plurality of flow paths and stores the liquid material.
圧電素子の駆動によりノズル開口から液状体の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法であって、
前記ノズル開口を閉塞する工程と、
前記ノズル開口を閉塞した状態で前記圧電素子を駆動する工程とを有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法。
A liquid material agitation method for a droplet discharge head that discharges a liquid droplet from a nozzle opening by driving a piezoelectric element,
Closing the nozzle opening;
And a step of driving the piezoelectric element in a state in which the nozzle opening is closed.
請求項5記載の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法において、
前記液状体を前記ノズル開口に導く流路を形成する流路形成部を有し、
前記圧電素子の駆動により、前記流路形成部を変位させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法。
In the liquid substance stirring method of the droplet discharge head according to claim 5,
A flow path forming portion that forms a flow path for guiding the liquid material to the nozzle opening;
A liquid material agitation method for a droplet discharge head, wherein the flow path forming portion is displaced by driving the piezoelectric element.
請求項5または6記載の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法において、
前記圧電素子を、複数の前記ノズル開口毎にそれぞれ設け、
前記複数の圧電素子を同期して駆動することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法。
In the liquid substance stirring method of the droplet discharge head according to claim 5 or 6,
The piezoelectric element is provided for each of the plurality of nozzle openings,
A liquid material stirring method for a droplet discharge head, wherein the plurality of piezoelectric elements are driven synchronously.
請求項7記載の液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法において、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズル開口毎に設けられ前記液状体を前記ノズル開口に導く複数の流路と、
前記複数の流路のそれぞれに接続され前記液状体を貯留する液溜部とを有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの液状体撹拌方法。
In the liquid substance stirring method of the droplet discharge head according to claim 7,
The droplet discharge head is provided for each of a plurality of nozzle openings, and a plurality of flow paths for guiding the liquid material to the nozzle openings,
A liquid stirring method for a liquid droplet ejection head, comprising: a liquid reservoir portion that is connected to each of the plurality of flow paths and stores the liquid material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013195546A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd Ultraviolet curable ink absorbing layer for color filter and method for manufacturing color filter

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