JP2010162800A - Method for adjusting fitting position of inkjet head, and method for controlling head position of inkjet apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法に関するものであり、特に、インクジェットヘッドのノズル孔列と被吐出面である基板との距離、及びノズル孔列とメンテナンスユニットとの距離を最適化する方法に関する。 The present invention relates to an inkjet head having a plurality of nozzle holes for ejecting ink, a substrate stage for holding a substrate as a surface to be ejected, the substrate stage and the inkjet head in a plane parallel to the substrate stage surface, and parallel to the substrate stage surface. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head mounting position adjusting method for an ink jet apparatus having a transport mechanism that relatively moves in a vertical direction of a plane, and a head position control method for an ink jet apparatus. The present invention relates to a method for optimizing the distance between the substrate and the distance between the nozzle hole array and the maintenance unit.
インクジェット方式により液体材料を吐出するインクジェット装置において、高い着弾精度で液体材料を吐出するためには、液体材料を吐出するノズル孔と被吐出面である基板との距離を一定に保つ必要がある。 In an inkjet apparatus that ejects a liquid material by an inkjet method, in order to eject the liquid material with high landing accuracy, it is necessary to keep the distance between the nozzle hole that ejects the liquid material and the substrate that is the ejection target surface constant.
この要求に対処するため、例えば、特許文献1に開示された塗布描画装置100では、図7に示すように、発光部101a及び受光部101bを有する光学式変位計測装置101を設け、この光学式変位計測装置101にて、ノズル102から吐出されるペーストが落下する基板103上のペースト塗布点103aから見て、基板103及びノズル102の相対的に移動可能な平面内の直交する2方向に対して斜め方向の点を測定点103bとして、ノズル102の先端と基板103との間の間隔を計測するようにしている。これにより、基板103上のペーストが塗布される面でのうねり(平坦度)を検出し、検出されるうねりに基づいて、例えばノズル102を上下方向に変位させることにより、常にノズル102と基板103との間隔を所定の設定値になるようにしている。
In order to cope with this requirement, for example, in the coating /
また、例えば、特許文献2に開示された塗布描画装置200では、図8に示すように、ワーク201の表面を複数の液体塗布領域に区画し、各液体塗布領域への液体の塗布に先立って、その液体塗布領域内の2個所で、高さセンサ203a・203bにて液体塗布ノズル202a・202bにおけるワーク201の表面からの高さを計測すると共に、その計測結果に応じて液体塗布ノズル202a・202bの高さを補正し、この補正後の液体塗布ノズル高さを維持したまま、その液体塗布領域内での液体塗布を行うようになっている。
Further, for example, in the coating /
しかしながら、上記従来の特許文献1又は特許文献2のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法では、以下の問題点を有している。
However, the conventional method for adjusting the mounting posture of the ink-jet head of Patent Document 1 or
すなわち、上述したように、インクジェットヘッドと描画面との距離を予め測定器により測定し、インクジェットヘッドと描画面との距離を一定値に調整するという技術は広く知られている。 That is, as described above, a technique of measuring the distance between the inkjet head and the drawing surface with a measuring device in advance and adjusting the distance between the inkjet head and the drawing surface to a constant value is widely known.
ここで、ディスペンサに代表される単一のノズルを持つ塗付装置であればその先端は細く、描画面との距離測定は1箇所のみで足りる。しかし、インクジェットヘッドは複数のノズル孔を有するものが一般的である上に近年インクジェットヘッドの長尺化が進んでいるため、ノズル孔と被吐出面である基板との距離は一意に決まらず、ノズル孔列と被吐出面とのなす角度の影響が大きくなっている。この場合、2点以上でノズル孔と被吐出面との距離を測定し、ノズル孔列と被吐出面との角度ずれを測定する必要がある。 Here, in the case of a coating apparatus having a single nozzle typified by a dispenser, the tip of the coating apparatus is thin, and it is sufficient to measure the distance from the drawing surface in only one place. However, since the inkjet head generally has a plurality of nozzle holes and the length of the inkjet head has been increasing in recent years, the distance between the nozzle hole and the substrate that is the ejection surface is not uniquely determined. The influence of the angle formed by the nozzle hole array and the surface to be discharged is large. In this case, it is necessary to measure the distance between the nozzle holes and the discharge target surface at two or more points, and to measure the angular deviation between the nozzle hole array and the discharge target surface.
しかしながら、特許文献1に記載の塗布描画装置100は、単一のノズル102を持つ塗付装置であるので、描画面との距離測定は1箇所のみとなっており、複数のノズルを持つ塗付装置については開示がない。
However, since the coating /
また、特許文献2に開示された塗布描画装置200では、ノズル孔と被吐出面との距離を2点以上で測定するようになっているが、例えば2個の高さセンサ203a・203bによる2個所の測定値における平均値に基づいて液体塗布ノズル202a・202bの高さをZ軸アクチュエータ204a・204bにて2個所の測定値における平均値となるようにそれぞれ独立に補正しているだけであり、ノズル孔列線と被吐出面との角度ずれまでは求めていない。この結果、被吐出面が角度ずれを起こしている場合には、液体塗布ノズル202a・202bの高さを平均高さとなるように位置調整することによって、誤差をプラスマイナスで相殺することにはなるが、両方の液体塗布ノズル202a・202bの高さのいずれもが真の高さとは異なったものとなってしまう。したがって、2点以上でのノズル孔と被吐出面との距離がいずれも略同じであるとはいえない。
In addition, in the coating /
近年では、インクジェット装置で塗布する基板も大型化が進み、インクジェットヘッドを搬送する駆動系の移動精度や、基板を搭載するステージの平面度もノズル孔と被吐出面との距離に影響してしまう。また、大型基板を対象としたインクジェット装置にてヘッド搬送の移動精度やステージ平面度を高い精度で要求すると、インクジェット装置の高コスト化の原因となる。さらに、ノズル孔列と被吐出面との角度ずれを把握するために単一の測定器で2点以上での距離を測定するとインクジェットヘッド搬送の誤差を含むために吐出時の角度ずれを正確に測定できない。 In recent years, the substrate to be coated with an ink jet apparatus has also increased in size, and the accuracy of movement of a drive system that transports the ink jet head and the flatness of the stage on which the substrate is mounted also affect the distance between the nozzle hole and the surface to be ejected. . Moreover, if the moving accuracy of the head conveyance and the stage flatness are required with high accuracy in the ink jet device for a large substrate, the cost of the ink jet device is increased. Furthermore, if the distance at two or more points is measured with a single measuring instrument in order to grasp the angular deviation between the nozzle hole array and the surface to be ejected, the angular deviation at the time of ejection is accurately detected because it includes errors in inkjet head conveyance. It cannot be measured.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide both ends of the nozzle hole row and the discharge target surface when a plurality of nozzle holes are arranged in at least one row in the inkjet head. Is optimized based on the angle between the nozzle hole array and the surface to be ejected, and the effects of inkjet head transport errors, substrate stage flatness and parallelism errors are suppressed, and the entire area of the substrate stage is reduced. Ink jet head mounting position adjusting method capable of reducing variation in distance between nozzle hole and surface to be ejected, and thus suppressing variation in landing accuracy even for large substrates, and head position of ink jet apparatus It is to provide a control method.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、上記課題を解決するために、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け位置調整方法において、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、上記2つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, an inkjet head mounting position adjusting method according to the present invention includes an inkjet head having a plurality of nozzle holes for ejecting ink, a substrate stage for holding a substrate as a surface to be ejected, a substrate stage, and an inkjet. In a method for adjusting an ink-jet head mounting position of an ink-jet apparatus having a transport mechanism for moving the head in a plane parallel to the substrate stage surface parallel plane and in a direction perpendicular to the plane parallel to the substrate stage surface, the head is arranged at least on a straight line on the bottom surface of the inkjet head. A plurality of regions within a relatively movable range in the plane parallel to the surface of the substrate stage surface by at least two displacement sensors provided along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes formed and integrally attached to the ink jet head The displacement sensor and the substrate stage From the surface distance measurement step for measuring the distance to the surface and the measurement results of at least two locations of the distance between the displacement sensor and the substrate stage surface by the two or more displacement sensors, A support member based on an angle calculation step for calculating an angle between a nozzle hole line straight line formed by connecting a plurality of nozzle holes and the substrate stage surface, and an angle calculation result between the nozzle hole line straight line and the substrate stage surface. An optimum angle calculating step for calculating the optimum head attachment angle of the inkjet head rotatably attached to the head, and a head attachment angle for adjusting the inkjet head attachment angle based on the calculated value of the optimum head attachment angle. And an adjusting step.
上記の発明によれば、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する。 According to the above invention, the substrate is provided by at least two or more displacement sensors provided along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes arranged linearly on the bottom surface of the inkjet head and integrally attached to the inkjet head. The distance between the displacement sensor and the substrate stage surface is measured in a plurality of regions within a relatively movable range within the stage surface parallel plane.
したがって、被吐出面である基板を保持する基板ステージの全域をある一定の大きさに設定した領域に区切り、少なくとも2つの変位センサにより各領域での変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定することになる。 Therefore, the entire area of the substrate stage that holds the substrate, which is the surface to be ejected, is divided into areas of a certain size, and the distance between the displacement sensor and the surface of the substrate stage in each area is measured by at least two displacement sensors. Will do.
次いで、上記の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する。この結果、各領域でのノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度が求まる。 Next, an angle formed by a nozzle hole array straight line formed by connecting a plurality of nozzle holes arranged in a straight line on the bottom surface of the inkjet head and the substrate stage surface is calculated from the above measurement result. As a result, the angle formed between the nozzle hole array straight line and the substrate stage surface in each region is obtained.
次いで、ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出し、この最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整する。 Next, from the calculation result of the angle formed by the nozzle hole row straight line and the substrate stage surface, the optimum head attachment angle of the inkjet head that is rotatably attached to the support member is calculated, and this optimum head attachment angle calculation value Based on the above, the rotation angle of the inkjet head mounting angle is adjusted.
これにより、ノズル孔列直線と基板ステージ表面とが平行になるようにインクジェットヘッドの角度調整を行うことができる。 This makes it possible to adjust the angle of the inkjet head so that the nozzle hole row straight line and the substrate stage surface are parallel.
具体的には、例えば、全ての領域におけるノズル孔列直線と基板ステージとの角度ずれの平均値を算出することができるので、この平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッドの取付け角度を調整し、基板ステージの平均傾きに対してヘッド取付け角度を最適化する。 Specifically, for example, since the average value of the angle deviation between the nozzle hole line straight line and the substrate stage in all regions can be calculated, the attachment angle of the inkjet head is adjusted so as to cancel out this average angle deviation. The head mounting angle is optimized with respect to the average inclination of the substrate stage.
この調整方法は、インクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサを用いて行っているため、インクジェットヘッドを搬送する駆動系の位置決め誤差も補正していることになる。このため、高い位置決め精度で装置を構成することが困難な大型のインクジェット装置に対して特に有用であると言える。 Since this adjustment method is performed using at least two displacement sensors integrally attached to the ink jet head, the positioning error of the drive system that transports the ink jet head is also corrected. For this reason, it can be said that it is particularly useful for a large-sized ink jet apparatus in which it is difficult to configure the apparatus with high positioning accuracy.
この結果、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法を提供することができる。 As a result, when a plurality of nozzle holes are arranged in at least one row in the inkjet head, the distance between both ends of the nozzle hole row and the discharge surface is determined based on the angle between the nozzle hole row and the discharge surface. By optimizing and suppressing the influence of head transport error of inkjet head, flatness and parallelism error of substrate stage, the variation in distance between nozzle hole and discharge target surface in all areas of substrate stage is reduced, It is possible to provide an inkjet head mounting position adjusting method capable of suppressing landing accuracy variation even for a large substrate.
また、これにより、一定の着弾精度を実現するために求められる基板ステージの平行度及び平面度、ヘッド搬送精度の条件を緩めることができる。つまり、大型基板を対象とした高精度のインクジェット装置を安価に製造することができると言える。 In addition, this makes it possible to relax the conditions of the parallelism and flatness of the substrate stage and the head conveyance accuracy that are required to achieve a certain landing accuracy. That is, it can be said that a high-precision inkjet device for a large substrate can be manufactured at low cost.
尚、複数のノズル孔が直線上に並んでいるだけでなく、平面に複数列に分布している場合には、ノズル孔が存在する面と被吐出面との角度ずれを小さくする必要があるため、2点ではなく3点の距離を測定して平面の傾きを算出することになる。しかし、平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッドの取付け角度を調整する手法は同様である。 When the plurality of nozzle holes are not only arranged in a straight line but are distributed in a plurality of rows on a plane, it is necessary to reduce the angular deviation between the surface where the nozzle holes exist and the surface to be ejected. Therefore, the inclination of the plane is calculated by measuring the distance of three points instead of two points. However, the method for adjusting the mounting angle of the inkjet head so as to cancel out the average angle deviation is the same.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記少なくとも2つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線における該直線上の第1の点と基板ステージ表面との間の距離を、前記基板ステージ表面平行平面内の前記相対移動可能範囲内の複数領域でそれぞれ求める距離演算工程と、上記相対移動可能範囲内の複数領域において、上記ノズル孔列直線における該直線上の第1の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含むことが好ましい。尚、直線上の第1の点は、例えば、ノズル孔列直線における両端のノズル孔の中心を選択することができる。 In the ink jet head mounting position adjusting method of the present invention, the at least two or more displacement sensors measure the distance between the displacement sensor and the substrate stage surface from at least two measurement results on the straight line in the nozzle hole row straight line. A distance calculating step for obtaining a distance between the point 1 and the surface of the substrate stage in a plurality of regions within the relative movable range within the substrate stage surface parallel plane, and a plurality of regions within the relative movable range, Vertical movement for calculating the relative movement distance in the vertical direction of the ink jet head in each region necessary to make the distance between the first point on the nozzle hole row straight line and the surface of the substrate stage constant. And a distance calculating step. As the first point on the straight line, for example, the center of the nozzle holes at both ends in the nozzle hole line straight line can be selected.
これにより、被吐出面である基板を保持する基板ステージの全域をある一定の大きさに設定した各領域において、ノズル孔列直線における該直線上の第1の点と基板ステージ表面との間の距離を演算により求める。次いで、上記各領域においてノズル孔列直線における該直線上の第1の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する。 As a result, in each region where the entire area of the substrate stage holding the substrate, which is the surface to be ejected, is set to a certain size, between the first point on the straight line in the nozzle hole line and the surface of the substrate stage. The distance is calculated. Next, in each of the above regions, the relative movement distance in the vertical direction of the inkjet head in each region necessary for making the distance between the first point on the straight line in the nozzle hole row straight line and the surface of the substrate stage constant. calculate.
この結果、基板ステージ表面がノズル孔列直線に対して傾斜している場合に、インクジェットヘッドを基板ステージ表面のある領域に水平移動したときに、その領域において、ノズル孔列直線上の第1の点が垂直方向において基準位置つまり一定の値よりもどれ位異なっているかを把握することができる。 As a result, when the substrate stage surface is inclined with respect to the nozzle hole line straight line, when the inkjet head is horizontally moved to a certain area on the substrate stage surface, the first position on the nozzle hole line straight line is determined in that area. It is possible to grasp how much the point differs from the reference position, that is, a certain value in the vertical direction.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記インクジェットヘッドのインクを吐出する前には、前記算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッドを各領域にて相対移動させる垂直方向相対移動工程を含むことが好ましい。 In the ink jet head mounting position adjusting method of the present invention, before ejecting ink from the ink jet head, the ink jet head is relatively moved in each area based on the calculated ink jet head vertical relative movement distance in each area. It is preferable to include a vertical relative movement step.
これにより、インクジェットヘッドのインクを吐出する前には、前記算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッドを各領域にて相対移動させる。 Thereby, before ejecting ink from the ink jet head, the ink jet head is relatively moved in each region based on the calculated ink jet head vertical relative movement distance in each region.
この結果、実際にインクジェット装置にインクを吐出するときには、各領域においてその距離が一定値になるようにヘッド高さを制御することによって、インクジェットヘッドと基板ステージとの距離を最適化することができる。 As a result, when ink is actually ejected to the ink jet apparatus, the distance between the ink jet head and the substrate stage can be optimized by controlling the head height so that the distance is constant in each region. .
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記ヘッド取付け角度調整工程の後、前記2つ以上の変位センサによって、該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、上記2つ以上の変位センサによる該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、上記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線とのなす角度の演算結果から、該メンテナンス機構の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、上記メンテナンス機構の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含むことが好ましい。 In the inkjet head mounting position adjusting method according to the present invention, when a maintenance mechanism for maintaining the inkjet head is provided, the displacement sensor and the maintenance mechanism are adjusted by the two or more displacement sensors after the head mounting angle adjusting step. From the reference surface distance measuring step for measuring the distance to the reference surface, and the measurement results of at least two locations of the distance between the displacement sensor and the reference surface of the maintenance mechanism by the two or more displacement sensors, the nozzle hole line straight line From the calculation result of the angle between the reference surface angle calculation step for calculating the angle between the maintenance mechanism and the reference surface of the maintenance mechanism, and the angle between the reference surface of the maintenance mechanism and the nozzle hole row straight line, the optimum installation angle of the maintenance mechanism is determined. The maintenance mechanism optimal angle calculation process to calculate and the optimal installation of the maintenance mechanism Based on the angle, preferably includes a maintenance mechanism installation angle adjustment step of adjusting the installation angle of the maintenance mechanism.
これにより、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記同様に、変位センサを用いて、インクジェットヘッドのメンテナンス機構の基準面とノズル孔列直線とのなす角度を求めることによって、メンテナンス機構の角度の最適値を算出することができ、角度補正を行うことができる。 Thus, when a maintenance mechanism for maintaining the inkjet head is provided, the displacement sensor is used to determine the angle formed by the reference surface of the inkjet head maintenance mechanism and the nozzle hole array straight line, as described above. An optimum value of the mechanism angle can be calculated, and angle correction can be performed.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記基準面距離測定工程の後、前記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線の該直線上における第2の点との間の距離を演算するメンテナンス機構距離演算工程と、インクジェットヘッドのメンテナンス時に要求される上記ノズル孔列直線とメンテナンス機構との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含むことが好ましい。尚、上記第2の点は、前記第1の点と一致していてもよい。 In the inkjet head mounting position adjusting method of the present invention, after the reference surface distance measuring step, a maintenance for calculating a distance between the reference surface of the maintenance mechanism and a second point on the straight line of the nozzle hole array straight line. Maintenance mechanism vertical that calculates the distance to move the inkjet head in the vertical direction during maintenance from the mechanism distance calculation step and the vertical relative distance between the nozzle hole row straight line and the maintenance mechanism required during maintenance of the inkjet head And a direction movement distance calculating step. Note that the second point may coincide with the first point.
これにより、メンテナンス機構とノズル孔列直線との垂直方向の距離も求めることができる。 Thereby, the distance in the vertical direction between the maintenance mechanism and the nozzle hole row straight line can also be obtained.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記メンテナンス機構設置角度調整工程及びメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程の後、インクジェットヘッドのメンテナンス時には前記垂直方向に相対移動させるべき距離に基づいてインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させることが好ましい。 In the inkjet head mounting position adjusting method according to the present invention, after the maintenance mechanism installation angle adjustment step and the maintenance mechanism vertical movement distance calculation step, the inkjet head is moved based on the distance to be relatively moved in the vertical direction during maintenance of the inkjet head. Relative movement in the vertical direction is preferable.
これにより、メンテナンス機構とノズル孔列直線との垂直方向の算出距離に基づいて、メンテナンスに最適な距離とする位置にインクジェットヘッド又はメンテナンス機構を垂直移動するように制御することができ、メンテナンス性も向上する。 As a result, based on the calculated distance in the vertical direction between the maintenance mechanism and the nozzle hole row straight line, the inkjet head or the maintenance mechanism can be controlled to move vertically to a position that is optimal for maintenance, and maintainability is also improved. improves.
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法は、上記課題を解決するために、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のヘッド位置制御方法において、上記インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a head position control method for an ink jet apparatus according to the present invention includes an ink jet head having a plurality of nozzle holes for ejecting ink, a substrate stage for holding a substrate that is a surface to be ejected, a substrate stage, In a head position control method of an ink jet apparatus having a transport mechanism for moving the ink jet head in a plane parallel to the substrate stage surface parallel plane and in a direction perpendicular to the substrate stage surface parallel plane, the ink jet head before the ink ejection And a plurality of nozzle holes arranged at least in a straight line on the bottom surface of the inkjet head at the head ejection position above the substrate in the inkjet head. The angle between the nozzle hole line straight line and the substrate A measurement step for measuring the distance, an angle correction value for calculating the angle correction value of the nozzle hole row straight line and the vertical relative movement distance from the measurement result in the measurement step, and the nozzle hole row straight line in the calculation step And a correction step of correcting the angle of the nozzle hole array straight line and the vertical relative movement of the inkjet head based on the angle correction value and the vertical relative movement distance.
上記の発明によれば、上記インクの吐出前に、インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、ノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定し、ノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する。 According to the above invention, before the ink is discharged, the angle and the distance between the nozzle hole line straight line and the substrate at the head discharge position above the substrate in the inkjet head are measured, and the angle correction of the nozzle hole line straight line is performed. The value and the vertical relative movement distance are calculated.
これにより、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供することができる。 Thereby, when a plurality of nozzle holes are arranged in at least one row in the inkjet head, the distance between the both ends of the nozzle hole row and the discharge surface is determined based on the angle between the nozzle hole row and the discharge surface. By optimizing and suppressing the influence of head transport error of inkjet head, flatness and parallelism error of substrate stage, the variation in distance between nozzle hole and discharge target surface in all areas of substrate stage is reduced, It is possible to provide a head position control method for an inkjet apparatus that can suppress variation in landing accuracy even for a large substrate.
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法では、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、インクジェットヘッドのメンテナンス前に、インクジェットヘッドをメンテナンス機構の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおけるメンテナンス機構の上方位置での、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、上記基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含むことが好ましい。 In the head position control method for an ink jet apparatus according to the present invention, when the maintenance mechanism for maintaining the ink jet head is provided, the maintenance position moving step of relatively moving the ink jet head above the maintenance mechanism before the maintenance of the ink jet head. And a reference surface angle distance measuring step for measuring an angle and a distance between the nozzle hole row straight line and a reference surface of the maintenance mechanism at a position above the maintenance mechanism in the inkjet head, and the reference surface angle distance measuring step. The reference surface angle distance calculation step for calculating the angle correction value of the nozzle hole row straight line and the vertical relative movement distance from the measurement result of the above, and the angle correction value and the vertical direction relative movement distance of the nozzle hole row straight line in the above calculation step Based on the nozzle hole line straight angle correction, Preferably includes the reference surface correction step of performing vertical relative movement of the jet head.
これにより、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記同様に、変位センサを用いて、インクジェットヘッドのメンテナンス機構の基準面とノズル孔列直線とのなす角度及び垂直方向の距離を求めることによって、メンテナンス機構の角度及び距離の最適値を算出することができ、インクジェットヘッドの角度補正及び距離補正を行うことができる。 As a result, when the maintenance mechanism for maintaining the inkjet head is provided, the angle between the reference surface of the maintenance mechanism of the inkjet head and the nozzle hole line straight line and the distance in the vertical direction are used as described above. By obtaining the optimum values of the angle and distance of the maintenance mechanism, the angle correction and distance correction of the inkjet head can be performed.
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、以上のように、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、上記2つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含む方法である。 As described above, the ink jet head mounting position adjusting method of the present invention is provided along the arrangement direction of a plurality of nozzle holes arranged at least in a straight line on the bottom surface of the ink jet head, and is integrally attached to the ink jet head. A surface distance measuring step of measuring the distance between the displacement sensor and the substrate stage surface in a plurality of regions within a relatively movable range within the plane parallel to the substrate stage surface by at least two displacement sensors; From the measurement results of at least two distances between the displacement sensor and the substrate stage surface by the above displacement sensor, a nozzle hole array straight line and a substrate stage that can connect a plurality of nozzle holes arranged linearly on the bottom surface of the inkjet head. An angle calculating step for calculating an angle formed with the surface, the nozzle hole row straight line and the substrate stage; Based on the calculation result of the angle made with the surface, based on the optimum angle calculation step of calculating the optimum head attachment angle of the inkjet head that is rotatably attached to the support member, and the calculated value of the optimum head attachment angle, And a head mounting angle adjustment step of adjusting the rotation angle of the inkjet head mounting angle.
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法は、以上のように、インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含む方法である。 As described above, the head position control method of the ink jet apparatus according to the present invention includes a head discharge position moving step of relatively moving the ink jet head above the substrate before ink discharge, and the substrate in the ink jet head. A measuring step for measuring an angle and a distance between a nozzle hole array straight line formed by connecting a plurality of nozzle holes arranged at least in a straight line on the bottom surface of the ink jet head at the upper head discharge position and the substrate; and the above measuring step Based on the angle correction value and the vertical relative movement distance of the nozzle hole line straight line in the above calculation process, and the angle distance calculation step for calculating the vertical correction distance and the vertical direction relative movement distance from the measurement result of And correcting the nozzle hole array straight line and correcting the inkjet head relative to the vertical direction. .
それゆえ、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供するという効果を奏する。 Therefore, when a plurality of nozzle holes are arranged in at least one row in the inkjet head, the distance between both ends of the nozzle hole row and the discharge surface is determined based on the angle between the nozzle hole row and the discharge surface. By optimizing and suppressing the influence of head transport error of inkjet head, flatness and parallelism error of substrate stage, the variation in distance between nozzle hole and discharge target surface in all areas of substrate stage is reduced, Even if it is with respect to a large sized board | substrate, there exists an effect of providing the inkjet head attachment position adjustment method which can suppress landing accuracy dispersion | variation, and the head position control method of an inkjet apparatus.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 as follows.
本実施の形態のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法を説明するために、図2に示すような大型のインクジェット装置を例に挙げて説明する。 In order to explain the ink jet head mounting posture adjusting method of the present embodiment, a large ink jet apparatus as shown in FIG. 2 will be described as an example.
本実施の形態で使用するインクジェット装置10は、図2に示すように、固定の大型の基板ステージ1と、インクジェットユニット20と、このインクジェットユニット20を水平面内で搬送する2軸の平面方向駆動装置2と、後述するインクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンスユニット3とを備えている。尚、2軸とは互いに直交するX軸及びY軸をいう。
As shown in FIG. 2, an
上記インクジェットユニット20の内部には、図3(a)(b)に示すように、ノズル孔Nが一直線状に並んだノズル孔列直線としてのノズル孔列21N を有するインクジェットヘッド21と、このインクジェットヘッド21を搭載し、該インクジェットヘッド21を鉛直方向、つまり上記直交するX軸及びY軸にて形成される平面に直交するZ軸方向に平行に設けられたヘッド鉛直方向駆動軸22に沿って駆動される搬送機構としての鉛直方向駆動部材23とが設けられている。
Inside the
本実施の形態では、この鉛直方向駆動部材23には、支持部材としての回転軸24に回転自在に軸支されかつ任意の回転位置で固定できるヘッド取付け姿勢調整板25が設けられており、このヘッド取付け姿勢調整板25に上記のインクジェットヘッド21が固定されている。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、このヘッド取付け姿勢調整板25におけるインクジェットヘッド21の両端側に2つの変位センサ26a・26bが搭載されている。すなわち、変位センサ26a・26bは、図1(a)(b)に示すように、インクジェットヘッド21の近傍でノズル孔列21N に平行な方向に距離Wの間隔で並べてヘッド取付け姿勢調整板25に取り付けられている。このように、2つの変位センサ26a・26bは、ノズル孔列21N の被吐出面に対する位置を測定するので、ノズル孔列21N における両端のノズル孔Nの近傍に設置されていることが好ましい。
In the present embodiment, two
上記変位センサ26a・26bは、それぞれ、例えば、発光素子及び受光素子を有する光検知センサからなっており、発光素子からレーザーを出射し、上記基板ステージ1での反射光を受光素子にて受光することによって、各変位センサ26a・26bと大型基板ステージ1との距離が測定できるようになっている。
Each of the
本実施の形態では、図2に示すように、基板ステージ1の内、4000mm×4000mmの領域を吐出対象領域として決定し、その領域を縦横50ずつの領域に分割している。この結果、一つの領域の寸法は80mm四方となり、合計2500の領域に分割されている。一つの領域の寸法は上記ノズル孔列21N の長さを基準に決定している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a 4000 mm × 4000 mm area of the substrate stage 1 is determined as an ejection target area, and the area is divided into 50 vertical and horizontal areas. As a result, the size of one region is 80 mm square and is divided into a total of 2500 regions. The dimensions of one region is determined based on the length of the
上記構成のインクジェット装置10のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法について以下に説明する。尚、説明においては、変位センサ26a・26bの測定値の一般表示系をそれぞれ測定値LA ・LB とする。
A method for adjusting the ink jet head mounting posture of the
第一に、変位センサ26a・26bの測定値LA ・LB の基準出しを行う。基準出しの作業を行う場合には、図1(a)(b)に示すように、インクジェットヘッド21の吐出面つまりノズル孔列21N に平行でありかつその吐出面からの距離が既知(LH とする)である基準冶具11を取付け、各変位センサ26a・26bによるその基準冶具11までの距離の測定値を測定値LA0・LB0とする。この基準冶具11は、基準出しの作業のときにのみ取り付ければよく、他の作業の際には取り外すものとする。
First, the reference values of the measured values L A and L B of the
例えば、ある領域上にインクジェットヘッド21を移動させ、そのときの2つの変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBの差が測定値LA0と測定値LB0との差に等しくなれば(LA −LB =LA0−LB0)、その領域は現状のノズル孔列21N と平行であることになる。また、その領域とノズル孔列21N との角度ずれθは(式1)で算出される。
For example, if the
θ=arctan(((LA −LB)−(LA0−LB0))/W) …(式1)
第二に、基板ステージ1における合計2500個のそれぞれの領域上にインクジェットヘッド21を移動させ、両変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBを記録する。その結果、変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBの組が(LA1,LB1)から(LA2500,LB2500)まで2500組得られる。ここで、この測定を行ったときの、ヘッド鉛直方向駆動軸22での座標値は(LZ0)であったとする。
θ = arctan (((L A −L B ) − (L A0 −L B0 )) / W) (Equation 1)
Second, the
(式1)によって現状のヘッド取付け姿勢におけるノズル孔列21N と各領域とのなす角度(θ1〜θ2500)が算出できる。これらの平均値(θAve)が基板ステージ1とノズル孔列21N との平均角度ずれとなる。
The angle (θ 1 to θ 2500 ) between the
この角度ずれの平均値(θAve)を相殺する方向にヘッド取付け姿勢調整板25を回転軸24の回りに回転させてヘッド取付け姿勢を補正することにより、基板ステージ1の平均傾斜に合った姿勢にインクジェットヘッド21を取り付けられたことになる。すなわち、ヘッド取付け姿勢を最適化するためには、現状の取付け姿勢から−平均値(θAve)だけヘッド姿勢を調整すればよいということになる。
By correcting the head mounting orientation by the average value of the angular displacement of the head mounting
この算出された角度の分だけ姿勢を変化させる作業も、変位センサ26a・26bを用いることによって、簡便に行うことができる。具体的には、ある平坦平面の上方に変位センサ26a・26b及びインクジェットヘッド21を移動させて、その状態での変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBの差を記録する。その2つの変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBの差が、前述の−平均値(θAve)に相当する分だけ変化するようにインクジェットヘッド21の取付け姿勢を調整すればよく、そのときに利用する平面の傾きは問われない。
The operation of changing the posture by the calculated angle can be easily performed by using the
今回使用したインクジェットヘッド21では、ノズル孔列21N の長さが70mmであり、測定された平均角度ずれの値は0.15deg程であった。この場合、ノズル孔列21N の中央のノズル孔Nを被吐出面から0.5mmの位置まで近づけたとすると、一端のノズル孔Nと被吐出面との距離は0.59mm、他端のノズル孔Nと被吐出面との距離では0.41mmとなってばらつきが発生してしまう。
In the
ノズル孔Nから被吐出面までの距離は着弾精度に大きく影響するので、一定であることが好ましい。また、ノズル孔列21N の長さが長くなれば、角度ずれが吐出面距離ばらつきに与える影響が大きくなるので、長尺のインクジェットヘッド21では被吐出面とノズル孔列21N との角度は最適化する必要性が大きい。
Since the distance from the nozzle hole N to the surface to be ejected greatly affects the landing accuracy, it is preferably constant. Also, the longer the length of the
また、全ての領域での角度ずれを測定した場合に、最大値がある一定値以上であれば、ノズル孔列21N の中央のノズル孔Nを被吐出面に0.5mmまで近づけたときに、一端のノズル孔Nは被吐出面に接触してしまうという判断が可能である。本実施の形態では、角度ずれが0.8deg以上となる領域があれば、その領域ではインクジェットヘッド21を降下させることができないと判断できる。
Further, in the case of measuring the angular deviation in all areas, if greater than a specific value is the maximum value, the nozzle holes N of the center of the
この結果、基板ステージ1の平均傾斜にノズル孔列21N の角度を合わせることにより、インク吐出時のノズル孔N間の被吐出面までの距離のばらつきを抑えることができ、着弾精度の向上を実現することができる。
Consequently, by matching the angle of the
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、インクを吐出する複数のノズル孔Nを有するインクジェットヘッド21と、被吐出面である基板を保持する基板ステージ1と、基板ステージ1及びインクジェットヘッド21を基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる平面方向駆動装置2、ヘッド鉛直方向駆動軸22及び鉛直方向駆動部材23からなる搬送機構とを有するインクジェット装置10のインクジェットヘッド取付け位置調整方法である。
As described above, the ink jet head mounting position adjusting method according to the present embodiment includes an
このインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔Nの配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッド21に一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサ26a・26bによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて変位センサ26a・26bと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、2つ以上の変位センサ26a・26bによる該変位センサ26a・26bと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Nを互いに結んでできるノズル孔列21N と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、ノズル孔列21N と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材であるか回転軸24に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッド21の最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含む。
In this ink jet head mounting position adjusting method, at least two or more of the ink jet heads which are provided along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes N arranged at least in a straight line on the bottom surface of the ink jet head and are integrally attached to the
上記の構成によれば、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Nの配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッド21に一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサ26a・26bによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサ26a・26bと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する。
According to the above configuration, at least two
したがって、被吐出面である基板を保持する基板ステージ1の全域をある一定の大きさに設定した領域に区切り、少なくとも2つの変位センサ26a・26bにより各領域での変位センサ26a・26bと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定することになる。
Therefore, the entire area of the substrate stage 1 holding the substrate, which is the surface to be ejected, is divided into regions set to a certain size, and the
次いで、上記の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Nを互いに結んでできるノズル孔列21N と基板ステージ表面とのなす角度を演算する。この結果、各領域でのノズル孔列21N と基板ステージ表面とのなす角度が求まる。
Next, an angle formed by the
次いで、ノズル孔列21N と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、回転軸24に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッド21の最適なヘッド取付け角度を算出し、この最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整する。
Next, from the calculation result of the angle formed between the nozzle hole array 21N and the substrate stage surface, the optimum head attachment angle of the
これにより、ノズル孔列21N と基板ステージ表面とが平行になるようにインクジェットヘッド21の角度調整を行うことができる。
Thereby, the angle of the
具体的には、例えば、全ての領域におけるノズル孔列21N と基板ステージ1との角度ずれの平均値を算出することができるので、この平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッド21の取付け角度を調整し、基板ステージ1の平均傾きに対してヘッド取付け角度を最適化する。
Specifically, for example, since the average value of the angle deviation between the nozzle hole array 21N and the substrate stage 1 in all regions can be calculated, the
この調整方法は、インクジェットヘッド21に一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサ26a・26bを用いて行っているため、インクジェットヘッド21を搬送する駆動系の位置決め誤差も補正していることになる。このため、高い位置決め精度で装置を構成することが困難な大型のインクジェット装置に対して特に有用であると言える。
Since this adjustment method is performed using at least two
この結果、インクジェットヘッド21に複数のノズル孔Nが少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列21N の両端と被吐出面との距離をノズル孔列21N と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッド21のヘッド搬送誤差、基板ステージ1の平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージ1の全領域でのノズル孔Nと被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法を提供することができる。
As a result, when the
また、これにより、一定の着弾精度を実現するために求められる基板ステージ1の平行度及び平面度、ヘッド搬送精度の条件を緩めることができる。つまり、大型基板を対象とした高精度のインクジェット装置を安価に製造することができると言える。 In addition, this makes it possible to relax the conditions of the parallelism and flatness of the substrate stage 1 and the head conveyance accuracy that are required to achieve a certain landing accuracy. That is, it can be said that a high-precision inkjet device for a large substrate can be manufactured at low cost.
尚、複数のノズル孔Nが直線上に並んでいるだけでなく、平面に複数列に分布している場合には、ノズル孔が存在する面と被吐出面との角度ずれを小さくする必要があるため、2点ではなく3点の距離を測定して平面の傾きを算出することになる。しかし、平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッド21の取付け角度を調整する手法は同様である。
When the plurality of nozzle holes N are not only arranged in a straight line but are distributed in a plurality of rows on the plane, it is necessary to reduce the angular deviation between the surface where the nozzle holes are present and the surface to be ejected. Therefore, the inclination of the plane is calculated by measuring the distance of three points instead of two points. However, the method for adjusting the mounting angle of the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
前記実施の形態1では、インクジェットヘッド21の取付け姿勢つまり取付け角度の最適化について説明したが、本実施の形態では、被吐出面とノズル孔Nとの距離を最適化する方法について説明する。本実施の形態で使用したインクジェット装置10は、前記実施の形態1で使用したインクジェット装置10と同一であるため説明は省略する。
In the first embodiment, the mounting posture of the
まず、被吐出面とノズル孔Nとの距離は、インクジェットの着弾精度に大きく影響し、大き過ぎる場合には着弾精度は悪化し、小さい場合には平面度誤差等の要因でインクジェットヘッド21が基板ステージ1に干渉したり、インクジェットヘッド21に付着した液体材料で被吐出面を汚したりしてしまう可能性が増す。
First, the distance between the surface to be ejected and the nozzle hole N greatly affects the landing accuracy of the ink jet. If the distance is too large, the landing accuracy is deteriorated. The possibility of interference with the stage 1 or contamination of the surface to be ejected with the liquid material adhering to the
インクジェットユニット2を水平面内に搬送する2軸の平面方向駆動装置2がなす搬送平面の平面度、及び基板ステージ1のステージ平面の平面度がいずれも高く、両者の平行度も高いインクジェット装置10であれば、実施の形態1のように、インクジェットヘッド21の取付け姿勢が最適化されてさえいれば、インクジェットユニット20が吐出対象領域のどこにある場合であっても、鉛直方向にインクジェットヘッド21を一定距離だけ移動させることによって、インクジェットヘッド吐出面つまりノズル孔列21Nと被吐出面との距離を一定とすることが可能である。
In the
しかしながら、大型基板を処理するインクジェット装置10では広い領域で高い位置決め精度のインクジェット搬送系を実現することは困難であり、実現するとすればコストも増加してしまう。
However, in the
そこで、本実施の形態では、実施の形態1で得られた変位センサ26a・26bの測定データから、ノズル孔列21Nと被吐出面との距離をある一定の目標値となるように制御するようにしている。これにより、インクジェット搬送系が広い領域で高い位置決め精度を有していなくても、被吐出面とノズル孔Nとの距離を最適化することが可能となる。この方法について以下に説明する。
Therefore, in the present embodiment, the distance between the nozzle hole array 21N and the surface to be ejected is controlled from the measurement data of the
まず、実施の形態1において、変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBの組が(LA1,LB1)から(LA2500,LB2500)まで2500組得られたとし、測定時のヘッド鉛直方向駆動軸22の座標値は(LZ0)であったとする。
First, in Embodiment 1, it is assumed that 2500 sets of measurement values L A and L B of the
図1(a)に示すように、第一の領域にて変位センサ26a・26bの測定を行ったときの、ノズル孔列21Nの中央のノズル孔Nと被吐出面との距離Lg1は、実施の形態1に記載した変位センサ26a・26bから基準冶具11までの測定値(LA0,LB0)と、既知であるその基準冶具11の測定面とノズル孔列21Nとの距離(LH )とを用いて下記(式2)にて表すことができる。
As shown in FIG. 1 (a), when performing the measurement of the
Lg1=(LA1+LB1)/2+LH−(LA0+LB0)/2 …(式2)
上記(式2)から分かるように、実施の形態1で得られた変位センサ26a・26bによる測定データから、測定時のインクジェットヘッド21の鉛直方向位置におけるノズル孔列21Nの中央のノズル孔Nと被吐出面との距離が算出できることになる。さらにそのときのヘッド鉛直方向駆動軸22の座標値は(LZ0)であることから、この領域でノズル孔列21Nと被吐出面との距離が所望の値Lg となるためのヘッド鉛直方向駆動軸22の座標値LZ1は下記(式3)で求められる。
L g1 = (L A1 + L B1) / 2 + L H - (L A0 + L B0) / 2 ... ( Equation 2)
The As can be seen from equation (2), from the measurement data by the
LZ1=LZ0+Lg1−Lg …(式3)
このように、(式2)及び(式3)を用いれば、角度ずれを測定したときの変位センサ26a・26bによる測定データから、ある領域でノズル孔列21N と被吐出面との距離が所望の値となるためのヘッド鉛直方向駆動軸22の座標値におけるデータテーブルが得られることになる。
L Z1 = L Z0 + L g1 −L g (Formula 3)
Thus, by using the equation (2) and (Equation 3), from the measurement data obtained by the
吐出時にインクジェットユニット20が基板ステージ1内のどの領域に存在するかをヘッド鉛直方向駆動軸22の座標値から判断し、データテーブルを参照することによってその領域に応じた鉛直方向の座標値を取得し、その座標値を基にインクジェットヘッド21を鉛直方向に駆動させることによって、吐出可能領域の任意の領域においてノズル孔列21Nと被吐出面との距離を一定値とすることが可能になる。
In which area in the substrate stage 1 the
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、少なくとも2つ以上の変位センサ26a・26bによる該変位センサ26a・26bと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、ノズル孔列21N における該直線上の第1の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域でそれぞれ求める距離演算工程と、相対移動可能範囲内の複数領域においてノズル孔列21N の該直線上の第1の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含む。
As described above, in the inkjet head mounting position adjusting method according to the present embodiment, from the measurement results of at least two positions of the distance between the
これにより、被吐出面である基板を保持する基板ステージ1の全域をある一定の大きさに設定した各領域において、ノズル孔列21N における該直線上の第1の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を演算により求める。次いで、各領域においてノズル孔列21N における該直線上の第1の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する。
Thus, in each area set to certain size of the entire area of the substrate stage 1 that holds a substrate as an object to be discharge surface, in terms of for example the center of the first point of the straight line in the
この結果、基板ステージ表面がノズル孔列21N に対して傾斜している場合に、インクジェットヘッド21を基板ステージ表面のある領域に水平移動したときに、その領域において、ノズル孔列21N 上の第1の点としての例えば中央の点が垂直方向において基準位置つまり一定の値よりもどれ位異なっているかを把握することができる。
As a result, when the surface of the substrate stage is inclined with respect to the nozzle hole array 21N , when the
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド21のインクを吐出する前には、算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッド21を各領域にて相対移動させる垂直方向相対移動工程を含む。
Further, in the inkjet head mounting position adjusting method according to the present embodiment, before ejecting ink from the
これにより、インクジェットヘッド21のインクを吐出する前には、算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッド21を各領域にて相対移動させる。
Thereby, before discharging the ink of the
この結果、実際にインクジェット装置10にインクを吐出するときには、各領域においてその距離が一定値になるようにヘッド高さを制御することによって、インクジェットヘッド21と基板ステージ1との距離を最適化することができる。
As a result, when ink is actually ejected to the
また、本実施の形態のインクジェット装置10のヘッド位置制御方法は、インクを吐出する複数のノズル孔Nを有するインクジェットヘッド21と、被吐出面である基板を保持する基板ステージ1と、基板ステージ1及びインクジェットヘッド21を基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる平面方向駆動装置2、ヘッド鉛直方向駆動軸22及び鉛直方向駆動部材23からなる搬送機構とを有するインクジェット装置10のヘッド位置制御方法である。
Further, the head position control method of the
このヘッド位置制御方法では、インクの吐出前に、インクジェットヘッド21を基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、インクジェットヘッド21における基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔Nを互いに結んでできるノズル孔列21N と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、測定工程での測定結果からノズル孔列21N の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、算出工程でのノズル孔列21N の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列21N の角度補正、及びインクジェットヘッド21の垂直方向相対移動を行う補正工程とを含む。
In this head position control method, before ejecting ink, a head ejection position moving step for relatively moving the
この構成によれば、インクの吐出前に、インクジェットヘッド21における基板の上方のヘッド吐出位置での、ノズル孔列21N と基板とのなす角度及び距離を測定し、ノズル孔列21N の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する。
According to this configuration, before the ejection of the ink, at the head ejection position above the substrate in the
これにより、インクジェットヘッド21に複数のノズル孔Nが少なくとも1列に配されている場合に、ノズル孔列21N の両端と被吐出面との距離をノズル孔列21N と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッド21のヘッド搬送誤差、基板ステージ1の平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージ1の全領域でのノズル孔Nと被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェット装置10のヘッド位置制御方法を提供することができる。
Thus, when the
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図4ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1及び実施の形態2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. The configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiment 1 and
本実施の形態では、インクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との角度ずれの低減について説明する。
In the present embodiment, a reduction in angular deviation between the
図2に示すインクジェット装置10において、前記インクジェットヘッド21は吐出する液体材料やその他の塵等がノズル孔付近に付着していたり、インクジェットヘッド21の内部における流路の液体材料に気泡が含まれていたりすると、正常に吐出することができなくなってしまう。そのために、インクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンスユニット3が必要となる。
In the
メンテナンスユニット3は、ノズル孔付近を払拭するためのワイプ機構や、気泡や塵等を吸引除去するためのキャップ機構等によりインクジェットヘッド21をメンテナンスする。ワイプ機構であればそのワイプ部材の当接圧力がノズル穴列に対して均一であることが必要である一方、キャップ機構であれば吸引するための密閉性を確保するためにインクジェットヘッド21はキャップ機構に対して平行に接触する必要がある。
The maintenance unit 3 maintains the
上記理由から、高いメンテナンス性能を実現するためには、インクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との角度ずれも低減させることが必要になる。
For the above reasons, it is necessary to reduce the angular deviation between the
ここで、このインクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との角度ずれに関しても、インクジェットヘッド21が多ノズル化及び長尺化すれば、同じ角度ずれであってもインクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との距離のばらつきに与える影響は大きくなる。このため、本実施の形態では、長尺ヘッドにおいてメンテナンスユニット3の傾きの調整ができるように、メンテナンスユニット3には、メンテナンスユニット角度調整機構が設けられている。
Here, regarding the angular deviation between the
実施の形態1及び実施の形態2から分かるように、大型のインクジェット装置10において、インクジェットヘッド21と大型の基板ステージ1との角度ずれの大小はインクジェット装置10の基本的な性能に影響するので、インクジェットヘッド21の取付け姿勢は、インクジェット装置10の基板ステージ1の平面及びインクジェットユニット搬送系平面に合わせる必要があり、インクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との角度ずれを補正するためには、メンテナンスユニット3上にインクジェットヘッド21が位置しているときのインクジェットヘッド21の角度にメンテナンスユニット3の角度を合わせるという作業が必要になる。
As can be seen from the first embodiment and the second embodiment, in the large-sized
そのためには、メンテナンスユニット3の上部に平坦な基準面を設ける。メンテナンスユニット3に搭載されるメンテナンス機構のうち、メンテナンス時にインクジェットヘッド21に平行であるべき機構はこの基準面に平行になるように設計、構成されている必要がある。
For this purpose, a flat reference surface is provided on the maintenance unit 3. Of the maintenance mechanisms mounted on the maintenance unit 3, the mechanism that should be parallel to the
具体的には、メンテナンスユニット3の上部に一体の基準プレートを設け、その上に他のメンテナンス機構を搭載する構成とし、基準プレート上面をメンテナンスユニット3の基準面とすることによって実現できる。 Specifically, this can be realized by providing an integrated reference plate on the upper part of the maintenance unit 3 and mounting another maintenance mechanism thereon, and using the upper surface of the reference plate as the reference surface of the maintenance unit 3.
すなわち、本実施の形態のメンテナンスユニット3は、図4に示すように、メンテナンスユニット下部3aとメンテナンスユニット上部3bとを備えている。上記メンテナンスユニット上部3bの表面には、両端側には基準面としての基準プレート31・31が設けられていると共に、上記2つの基準プレート31・31の間には、例えばキャップ機構及びワイプ機構等の各種のメンテナンス機構32が設けられている。
That is, the maintenance unit 3 of the present embodiment includes a maintenance unit
また、本実施の形態では、メンテナンスユニット3の姿勢を最適化されたインクジェットヘッド21の姿勢に合わせるため、メンテナンスユニット3にも姿勢調整機構が必要である。このメンテナンスユニット3の姿勢調整機構は、メンテナンスユニット3全体の姿勢を調整できる必要はなく、上記メンテナンスユニット上部3bとそれに搭載されたメンテナンス機構32及び基準プレート31・31のみを一括して姿勢調整できればよく、その他構成物は姿勢調整機構外部に配置されていて構わない。
Further, in the present embodiment, the maintenance unit 3 also needs a posture adjustment mechanism in order to match the posture of the maintenance unit 3 with the optimized posture of the
そこで、本実施の形態では、図5に示すように、メンテナンスユニット下部3aとメンテナンスユニット上部3bとの間に設けた3箇所の高さ調整機構33にて、メンテナンスユニット上部3bの平面の傾きを調整できるようになっている。この高さ調整機構33は、例えば、ネジ等の締めによって高さが変化するものとなっている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the plane of the maintenance unit
すなわち、高さ調整機構33は、メンテナンスユニット上部3bの平面における3点の高さを調節することによって、メンテナンスユニット上部3bの平面の傾きを調整するようになっている。なお、本発明においては、高さ調整機構33は、必ずしもこれに限らず、他の昇降手段を用いることが可能であると共に、3箇所に限らず4箇所等とすることができる。
That is, the
上記構成のメンテナンスユニット3におけるメンテナンスユニット上部3bの平面の傾き調整方法を以下に説明する。
A method for adjusting the inclination of the plane of the maintenance unit
本実施の形態では、インクジェットヘッド21におけるノズル孔列21N は、Y軸に平行な方向に設けられているので、まず、メンテナンスユニット3がY軸方向に関してインクジェットヘッド21に対して平行になるように調整する。
In this embodiment, the
調整手順として、最初に、インクジェットユニット20に搭載した2つの変位センサ26a・26bがメンテナンスユニット3における一つの基準プレート31のある一箇所を測定できる位置にインクジェットユニット20を移動させる。
As an adjustment procedure, first, the
このときに、変位センサ26a・26bはインクジェットヘッド21の近傍に設置され、かつ基準プレート31は各種のメンテナンス機構32の近傍に設置されていると共に、変位センサ26a・26bにて基準プレート31・31を測定しているときのインクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との位置関係が、実際にインクジェットヘッド21のメンテナンスを行うときの位置関係に近いことが好ましい。そのときの、変位センサ26a・26bの測定値LAm1・LBm1を取得する。
At this time, the
この測定値の差LAm1 −LBm1 が実施の形態1で述べた基準値LA0 −LB0 に等しくなる状態がノズル孔列21N とメンテナンスユニット3の基準プレート31とが平行である状態であるから、LAm1 −LBm1 =LA0 −LB0 となるようにメンテナンスユニット3におけるノズル孔列21N の列方向の傾きを調整する。調整後のこの位置での変位センサ26a・26bの測定値をLAm1’、LBm1’とする。
While the state in which the difference between L Am1 -L Bm1 of the measurement value becomes equal to the reference value L A0 -L B0 described in Embodiment 1 and the
次に、インクジェットユニット20に搭載した2つの変位センサ26a・26bがメンテナンスユニット3の基準プレート31の前記測定位置と異なる箇所を測定できる位置にインクジェットユニット20を移動させる。
Next, the
具体的には、インクジェットヘッド21をX軸方向に移動させ、他の基準プレート31にて再度測定し、X軸方向に関してメンテナンスユニット3をインクジェットヘッド21に対して平行に調整する。
Specifically, the
このときの測定位置は、前記測定位置と比較して変位センサ26a・26bが並んでいる方向(ノズル孔列21N と平行な方向)と直交する方向にずれている必要がある。そのときの変位センサ26a・26bの測定値LAm2 ・LBm2 を取得する。このときのインクジェットヘッド21における鉛直方向の位置(鉛直方向駆動軸の座標値)は最初の測定時と等しくする。
Measurement position at this time, it is necessary that the displacement in the direction perpendicular to the measuring position as compared to the direction in which are arranged the
次いで、メンテナンスユニット3のノズル孔列21N の列方向の傾き調整は前段階で完了しているため、この2つの測定値の差LAm2 −LBm2 は基準値LA0 −LB0 に十分近い値となっているはずである。
Then, since the column direction inclination adjustment of the
測定時におけるインクジェットヘッド21の鉛直方向の位置は等しいので、最初の測定位置及び現在の測定位置におけるインクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との距離の差は、変位センサ26a・26bの測定値の平均値の差Ld として(式4)で与えられる。
Since the vertical position of the
Ld =(LAm1’+LBm1’)/2−(LAm2+LBm2)/2 …(式4)
次いで、最初の測定位置及び現在の測定位置におけるインクジェットヘッド21とメンテナンスユニット3との距離が等しく(Ld =0)なるように、メンテナンスユニット3のノズル孔列21N と直交する方向の傾きを調整する。
L d = (L Am1 ′ + L Bm1 ′ ) / 2− (L Am2 + L Bm2 ) / 2 (Formula 4)
Then, as the distance between the
これらの一連の作業によって、メンテナンスユニット3の姿勢はインクジェットヘッド21のノズル孔列21N の列方向及びノズル孔列21N に直交する方向の2方向でインクジェットヘッド21のノズル孔列21N の平面に沿うように最適化されたことになる。
These series of operations, the maintenance unit 3 of the posture plane of the
さらに、変位センサ26a・26bの測定値LA ・LBを取得した状態でのノズル孔列21N と基準プレート31・31との距離Lgmは下記(式5)で与えられる。
Further, the distance L gm between the
Lgm=(LAm1’+LBm1’)/2+LH −(LA0+LB0)/2 …(式5)
基準プレート31・31から例えばワイプ機構の先端までの鉛直方向の距離や、基準プレート31・31からキャップ機構の上面までの鉛直方向の距離が、設計値等から既知であれば、例えば前記状態でのキャップ機構の上面とノズル孔列21N の平面との距離も算出できる。このため、キャップ機構の上面とノズル孔列21N の平面とを当接させるために移動させるべき相対移動量が得られることになる。
L gm = (L Am1 '+ L Bm1') / 2 + L H - (L A0 + L B0) / 2 ... ( Equation 5)
If the vertical distance from the
このように、インクジェットヘッド21の近傍に設けた変位センサ26a・26bを用いることによって、メンテナンスユニット3の傾きの最適化だけでなく、メンテナンス実行時にインクジェットヘッド21を降ろすべき距離の値をも得ることができる。したがって、インクジェット装置10の立上げ時の調整とパラメータ最適化との所要時間を短縮することができる。
As described above, by using the
尚、本実施の形態においては、メンテナンスユニット上部3bのX軸方向の傾斜を2つの変位センサ26a・26bを用いて測定していたが、必ずしもこれに限定されず、例えば、3つの変位センサを用いて測定することも可能である。
In the present embodiment, the inclination of the maintenance unit
例えば3つの変位センサ26a・26b・26cを用いる場合には、図6示すように、インクジェットヘッド21の両側に設けられた変位センサ26a・26bの位置に対して、平面形状三角形となる位置に変位センサ26cを設ける。そして、メンテナンスユニット上部3bには、3つの変位センサ26a・26b・26cにて同時に測定ができる広さの基準面としての基準プレート41を設ける。
For example, when three
これにより、直ちに、メンテナンスユニット上部3bのX軸方向の傾き及びY軸方向の傾きを算出することが可能となる。
Thereby, it is possible to immediately calculate the inclination in the X-axis direction and the inclination in the Y-axis direction of the maintenance unit
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンス機構32を有する場合には、ヘッド取付け角度調整工程の後、2つ以上の変位センサ26a・26bによって、該変位センサ26a・26bとメンテナンス機構32の基準プレート31・31との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、2つ以上の変位センサ26a・26bによる該変位センサ26a・26bとメンテナンス機構32の基準プレート31・31との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、ノズル孔列21N とメンテナンス機構32の基準プレート31・31とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、メンテナンス機構32の基準プレート31・31とノズル孔列21N とのなす角度の演算結果から、メンテナンス機構32の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、メンテナンス機構32の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構32の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含む。
As described above, in the inkjet head mounting position adjusting method of the present embodiment, when the
これにより、インクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンス機構32を有する場合には、前記同様に、変位センサ26a・26bを用いて、インクジェットヘッド21のメンテナンス機構32の基準プレート31・31とノズル孔列21N とのなす角度を求めることによって、メンテナンス機構32の角度の最適値を算出することができ、角度補正を行うことができる。
Accordingly, when the
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、基準面距離測定工程の後、メンテナンス機構32の基準プレート31・31とノズル孔列21N の該直線上における第2の点としての例えば中央の点との間の距離を演算するメンテナンス機構距離演算工程と、インクジェットヘッド21のメンテナンス時に要求されるノズル孔列21N とメンテナンス機構32との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッド21を垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含む。
Further, in the ink jet head mounting position adjustment method of this embodiment, after the reference plane distance measuring step, for example, as a second point on the straight line of the
これにより、メンテナンス機構32とノズル孔列21N との垂直方向の距離も求めることができる。
This makes it possible to obtain also the vertical distance between the
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、メンテナンス機構設置角度調整工程及びメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程の後、インクジェットヘッド21のメンテナンス時には垂直方向に相対移動させるべき距離に基づいてインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させる。
Further, in the inkjet head mounting position adjustment method of the present embodiment, after the maintenance mechanism installation angle adjustment step and the maintenance mechanism vertical movement distance calculation step, the maintenance is performed on the
これにより、メンテナンス機構32とノズル孔列21N との垂直方向の算出距離に基づいて、メンテナンスに最適な距離とする位置にインクジェットヘッド21又はメンテナンス機構32を垂直移動するように制御することができ、メンテナンス性も向上する。
Thus, based on the vertical direction of the calculated distance between the
また、本実施の形態のインクジェット装置10のヘッド位置制御方法では、インクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンス機構32を有する場合には、インクジェットヘッド21のメンテナンス前に、インクジェットヘッド21をメンテナンス機構32の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、インクジェットヘッド21におけるメンテナンス機構32の上方位置での、ノズル孔列21N とメンテナンス機構32の基準プレート31・31とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列21N の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、算出工程でのノズル孔列21N の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列21N の角度補正、及びインクジェットヘッド21の垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含む。
Further, in the head position control method of the
これにより、インクジェットヘッド21をメンテナンスするメンテナンス機構32を有する場合には、前記同様に、変位センサ26a・26bを用いて、インクジェットヘッド21のメンテナンス機構32の基準プレート31・31とノズル孔列21N のなす角度及び垂直方向の距離を求めることによって、メンテナンス機構32の角度及び距離の最適値を算出することができ、インクジェットヘッド21の角度補正及び距離補正を行うことができる。
Accordingly, when the
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、液体材料を吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ表面平行平面内及び基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法に利用することができる。 The present invention relates to an inkjet head having a plurality of nozzle holes for discharging a liquid material, a substrate stage for holding a substrate that is a discharge target surface, and relative to the substrate stage surface parallel plane and the substrate stage surface parallel plane in the vertical direction. It can utilize for the inkjet head mounting attitude | position adjustment method of the inkjet apparatus which has a conveyance mechanism to move to.
1 基板ステージ
2 平面方向駆動装置(搬送機構)
3 メンテナンスユニット
3a メンテナンスユニット下部
3b メンテナンスユニット上部
10 インクジェット装置
11 基準冶具
20 インクジェットユニット
21 インクジェットヘッド
21N ノズル孔列(ノズル孔列直線)
22 ヘッド鉛直方向駆動軸(搬送機構)
23 鉛直方向駆動部材(搬送機構)
24 回転軸(支持部材)
25 ヘッド取付け姿勢調整板
26a 変位センサ
26b 変位センサ
26c 変位センサ
31 基準プレート(基準面)
32 メンテナンス機構
33 高さ調整機構
41 基準プレート(基準面)
1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
22 Head vertical drive shaft (conveyance mechanism)
23 Vertical drive member (conveyance mechanism)
24 Rotating shaft (support member)
25 Head mounting
32
Claims (8)
インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも2つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、
上記2つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、
上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、
上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド取付け位置調整方法。 An inkjet head having a plurality of nozzle holes for ejecting ink, a substrate stage for holding a substrate that is an ejection surface, the substrate stage and the inkjet head in a plane parallel to the substrate stage surface, and a vertical direction of the substrate stage surface parallel plane In the inkjet head mounting position adjustment method of an inkjet apparatus having a transport mechanism that moves relative to the inkjet mechanism,
The substrate stage surface parallel plane is formed by at least two or more displacement sensors provided along the arrangement direction of a plurality of nozzle holes arranged at least in a straight line on the bottom surface of the inkjet head and integrally attached to the inkjet head. A surface distance measuring step for measuring the distance between the displacement sensor and the surface of the substrate stage in a plurality of regions within the relative movable range,
A nozzle hole line straight line formed by connecting a plurality of nozzle holes arranged in a straight line on the bottom surface of the inkjet head from the measurement results of at least two positions of the distance between the displacement sensor and the substrate stage surface by the two or more displacement sensors. An angle calculation step for calculating the angle formed between the substrate stage surface and the substrate stage surface;
An optimum angle calculating step of calculating an optimum head mounting angle of the inkjet head rotatably attached to the support member from the calculation result of the angle formed by the nozzle hole row straight line and the substrate stage surface;
And a head mounting angle adjusting step for adjusting the ink jet head mounting angle based on the calculated value of the optimum head mounting angle.
上記相対移動可能範囲内の複数領域において、上記ノズル孔列直線における該直線上の第1の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含むことを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。 From at least two measurement results of the distance between the displacement sensor and the substrate stage surface by the at least two displacement sensors, the first point on the straight line in the nozzle hole row straight line and the substrate stage surface A distance calculation step for obtaining a distance in each of a plurality of regions within the relative movable range in the substrate stage surface parallel plane;
In the plurality of regions within the relative movable range, the inkjet head in each region necessary for making the distance between the first point on the straight line in the nozzle hole row straight line and the surface of the substrate stage constant. The method according to claim 1, further comprising a vertical direction movement distance calculating step of calculating a vertical direction relative movement distance.
前記2つ以上の変位センサによって、該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、
上記2つ以上の変位センサによる該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離の少なくとも2箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、
上記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線とのなす角度の演算結果から、該メンテナンス機構の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、
上記メンテナンス機構の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含むことを特徴とする請求項1,2又は3記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。 When having a maintenance mechanism for maintaining the inkjet head, after the head mounting angle adjustment step,
A reference surface distance measuring step of measuring a distance between the displacement sensor and a reference surface of the maintenance mechanism by the two or more displacement sensors,
A reference surface angle for calculating an angle formed by the nozzle hole row straight line and the reference surface of the maintenance mechanism from at least two measurement results of the distance between the displacement sensor and the reference surface of the maintenance mechanism by the two or more displacement sensors. A calculation process;
A maintenance mechanism optimum angle calculation step of calculating an optimum installation angle of the maintenance mechanism from a calculation result of an angle formed by the reference plane of the maintenance mechanism and the nozzle hole row straight line;
4. The ink jet head mounting position adjusting method according to claim 1, further comprising a maintenance mechanism installation angle adjusting step of adjusting an installation angle of the maintenance mechanism based on an optimum installation angle of the maintenance mechanism.
インクジェットヘッドのメンテナンス時に要求される上記ノズル孔列直線とメンテナンス機構との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含むことを特徴とする請求項4記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。 After the reference surface distance measurement step, a maintenance mechanism distance calculation step for calculating a distance between the reference surface of the maintenance mechanism and a second point on the straight line of the nozzle hole row straight line;
A maintenance mechanism vertical movement distance calculating step for calculating a distance to move the inkjet head in the vertical direction at the time of maintenance from a vertical relative distance between the nozzle hole line straight line and the maintenance mechanism required during maintenance of the inkjet head; and The inkjet head mounting position adjusting method according to claim 4, further comprising:
上記インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、
上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、
上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、
上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含むことを特徴とするインクジェット装置のヘッド位置制御方法。 An inkjet head having a plurality of nozzle holes for ejecting ink, a substrate stage for holding a substrate that is an ejection surface, the substrate stage and the inkjet head in a plane parallel to the substrate stage surface, and a vertical direction of the substrate stage surface parallel plane In a head position control method of an ink jet apparatus having a transport mechanism that moves relative to the head,
A head discharge position moving step of moving the inkjet head relatively above the substrate before discharging the ink;
Measurement for measuring an angle and a distance between a nozzle hole array straight line formed by connecting a plurality of nozzle holes arranged at least on the straight line on the bottom surface of the ink jet head at the head discharge position above the substrate in the ink jet head and the substrate. Process,
An angle distance calculation step for calculating an angle correction value of the nozzle hole row straight line and a vertical relative movement distance from the measurement result in the measurement step, and
A correction step of performing an angle correction of the nozzle hole line straight line and a vertical relative movement of the inkjet head based on the angle correction value and the vertical relative movement distance of the nozzle hole line straight line in the calculation step. A head position control method for an inkjet apparatus.
インクジェットヘッドをメンテナンス機構の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、
上記インクジェットヘッドにおけるメンテナンス機構の上方位置での、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、
上記基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、
上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含むことを特徴とする請求項7記載のインクジェット装置のヘッド位置制御方法。 When having a maintenance mechanism for maintaining the inkjet head, before maintenance of the inkjet head,
A maintenance position moving step of moving the inkjet head relatively above the maintenance mechanism;
A reference surface angle distance measuring step for measuring an angle and a distance between the nozzle hole row straight line and a reference surface of the maintenance mechanism at a position above the maintenance mechanism in the inkjet head;
A reference surface angle distance calculation step of calculating an angle correction value of the nozzle hole row straight line and a vertical relative movement distance from the measurement result in the reference surface angle distance measurement step;
And a reference plane correction step of performing an angle correction of the nozzle hole line straight line and a vertical relative movement of the inkjet head based on the angle correction value of the nozzle hole line straight line and the vertical relative movement distance in the calculation step. The head position control method of an ink jet apparatus according to claim 7.
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