JP2020028832A - Transportation stage and inkjet device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送ステージとそれを使用したインクジェット装置に関する。特に、本発明は、大型搬送ステージとそれを使用したインクジェット装置に関する。 The present invention relates to a transfer stage and an ink jet device using the same. In particular, the present invention relates to a large-sized transfer stage and an ink jet device using the same.
近年、インクジェット装置を用いてデバイスを製造する方法が注目されている。インクジェット装置は、液滴吐出を行う複数のノズルを有し、ノズルと印刷対象物との位置関係を制御しながらノズルから液滴を吐出することで、印刷対象物に液滴を塗布するものである。 In recent years, a method of manufacturing a device using an inkjet apparatus has been receiving attention. An ink jet device has a plurality of nozzles for discharging droplets, and applies droplets to a printing target by discharging droplets from the nozzles while controlling the positional relationship between the nozzles and the printing target. is there.
この種のインクジェット装置の1つとして、ラインヘッドと呼ばれる、印刷対象物の幅方向に並設された複数のモジュールヘッド(言い換えれば、複数の吐出口を有する液滴吐出ヘッド)を備えているものがある。このラインヘッドを、主走査方向と同一水平面内で直交する方向である副走査方向に並べて配置することで、幅の大きい印刷対象物に対して、1度の搬送工程で、インクを一括で塗布することができる。 As one type of this type of ink jet device, a device provided with a plurality of module heads (in other words, a droplet discharge head having a plurality of discharge ports) which are called a line head and are arranged side by side in the width direction of an object to be printed. There is. By arranging these line heads side by side in the sub-scanning direction, which is a direction orthogonal to the main scanning direction in the same horizontal plane, ink is applied to a wide printing target in a single transport process. can do.
更に、副走査方向に並設されたラインヘッドを主走査方向にも複数個搭載することで、例えば色が異なるなどの複数種のインクを、1度の搬送工程の間に一括で印刷対象物に塗布することができる。 Further, by mounting a plurality of line heads arranged in the sub-scanning direction also in the main scanning direction, it is possible to collectively print a plurality of types of inks having different colors, for example, in a single transport process. Can be applied.
この構成によれば、例えば、G4サイズ(680mm x 880mm)以上の大型の印刷対象物に対しても1度の搬送工程で複数種のインクを一括で塗布できるので、印刷対象物にインクを塗布するタクトの低減が可能になると共に、インク塗布後の乾燥条件等を均一にしやすいために、例えばインク膜厚を均一に制御できるなどの印刷プロセス上の利点がある。 According to this configuration, for example, a plurality of types of ink can be collectively applied to a large-sized print target having a size of G4 (680 mm x 880 mm) or more in a single transport process. In addition to the fact that the tact time can be reduced and the drying conditions after ink application can be easily made uniform, there are advantages in the printing process, for example, the ink film thickness can be controlled uniformly.
しかしながら、近年、生産性の向上のため、印刷対象物の更なる大型化が求められている。印刷対象物が大きくなると、その分、搬送距離が長くなり、必然的に、印刷対象物を搭載して主走査方向に走るガイドも長くする必要がある。このため、1つの部材では必要とされる精度での加工及び製作できないという問題が生じる。同様に、ガイドを支持する基台についても必要サイズが大きくなり、1つの部材では加工及び製作できないという問題が生じる。また、仮に1つの部材で加工及び製作が可能な場合であっても、サイズが大きくなると、調達コストが非常に高くなること、又は、各国の交通法によっては搬送出来ない等の問題が生じるため、それぞれの部材のサイズを小さくすることが求められる。 However, in recent years, there has been a demand for a further increase in the size of a printing target in order to improve productivity. As the size of the print target increases, the transport distance increases accordingly, and inevitably, the length of the guide that carries the print target and runs in the main scanning direction also needs to be increased. For this reason, a problem arises in that processing and manufacturing cannot be performed with the required accuracy with one member. Similarly, the required size of the base supporting the guide is also increased, and there is a problem that processing and manufacturing cannot be performed with one member. In addition, even if processing and production can be performed with one member, if the size is large, the procurement cost will be extremely high, or there will be problems such as not being able to be transported depending on the traffic laws of each country. It is required to reduce the size of each member.
すなわち、高い平面度が求められるガイド及び基台は、高精度な加工がしやすく熱変形も少ない石部材を用いることが望ましい。が、昨今、印刷対象物の更なる大型化が求められる一方で、資源枯渇の観点からも大型の石部材の調達は難易度が増している。よって、仮に調達及び加工が可能であったとしても、コスト及び調達納期の観点からは大きなデメリットとなる。また、装置重量も重くなるため、装置を設置する工場の補強等が必要になることも考えられ、更にコストがかさむという問題も生じる。 In other words, it is desirable to use a stone member that can be processed with high precision and has little thermal deformation for the guide and the base that require high flatness. However, recently, while the size of the printing target is required to be further increased, it is becoming more difficult to procure a large stone member from the viewpoint of resource depletion. Therefore, even if procurement and processing are possible, there is a great disadvantage in terms of cost and procurement delivery time. In addition, since the weight of the apparatus is increased, it may be necessary to reinforce the factory where the apparatus is installed, and the cost is further increased.
そのため、ガイドレール及びそれを支持する架台は、それぞれ、複数の部材から成る構成として、位置決め基準面を設けて結合できる構成とする方法が開示されている(例えば、特許文献1)。 For this reason, a method is disclosed in which the guide rail and the gantry supporting the guide rail are each composed of a plurality of members and have a configuration in which a positioning reference surface is provided and can be combined (for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記方法によれば、搬送テーブルが振動することなく高い走行精度で走査することを求められる場合、ガイドレールを支持する複数の基台の高さ方向の平面度を確保することが困難となり、その影響によりガイドレールの高さ方向の平面度を確保することが困難であることから、走行精度が悪化する。また、その影響により、複数のガイドレールが連結される継目部において段差等が生じやすく、継目部を搬送テーブルが通過する際に振動が生じやすいという問題が生じる。 However, according to the above method, when it is required to perform scanning with high traveling accuracy without vibrating the transfer table, it becomes difficult to secure the flatness of the plurality of bases supporting the guide rails in the height direction. Since it is difficult to secure the flatness of the guide rail in the height direction due to the influence, the traveling accuracy is deteriorated. Further, due to the influence, a step or the like is likely to be generated at a joint portion where a plurality of guide rails are connected, and a problem is likely to occur when the transfer table passes through the joint portion.
そのため、例えばインクジェット装置のように、搬送テーブルが振動することなく高精度に走行することが求められる装置において、搬送テーブルの振動等に起因してインクジェットヘッドから吐出するインクの着弾する位置がばらつく等の問題が生じ、高分解能の印刷対象物を製作できない等の問題が生じる。 Therefore, for example, in an apparatus such as an ink-jet apparatus that requires the transport table to travel with high precision without vibrating, the position where the ink ejected from the inkjet head lands due to the vibration of the transport table varies. And the problem that a high-resolution printing object cannot be manufactured arises.
すなわち、本発明の課題は、処理部で処理を実施する領域の基台のサイズを必要最小限に抑制しつつ、処理範囲における移動精度を担保する、搬送ステージと、それを使用したインクジェット装置とを提供することである。 That is, an object of the present invention is to reduce the size of a base in an area where processing is performed in a processing unit to a necessary minimum while ensuring movement accuracy in a processing range, a transfer stage, and an inkjet apparatus using the same. It is to provide.
本発明の1つの態様によれば、同一材料で構成される第1分割基台と、第1走査方向沿いに前記第1分割基台に隣接配置される第2分割基台とで構成されて前記第1走査方向沿いに延在する基台部と、
前記基台部上に前記第1走査方向に沿って延在するように配置され、複数のガイド部材を有するガイドと、
前記ガイドに沿って移動する搬送テーブルと、
前記ガイドと前記搬送テーブルとの間に配置されて前記搬送テーブルを前記ガイドに沿って移動自在に支持する軸受部と、
前記搬送テーブルに連結されて前記搬送テーブルを移動させる駆動部と、を含み、
前記ガイドの前記第1走査方向における前記第1分割基台の鉛直方向の上方の領域を第1領域とし、前記ガイドが前記第2分割基台に支持されかつ前記ガイドの前記第1走査方向における前記第1領域以外の領域を第2領域とするとき、前記ガイドの上面は、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向にかけて、鉛直方向の下向きに凸の方向で湾曲している、
搬送ステージを提供する。
According to one aspect of the present invention, a first divided base made of the same material and a second divided base arranged adjacent to the first divided base along a first scanning direction are provided. A base portion extending along the first scanning direction;
A guide arranged on the base portion so as to extend along the first scanning direction, the guide having a plurality of guide members;
A transfer table that moves along the guide,
A bearing portion disposed between the guide and the transfer table to movably support the transfer table along the guide;
A driving unit coupled to the transfer table to move the transfer table,
A vertical region of the guide in the first scanning direction in the first scanning direction is defined as a first region, and the guide is supported by the second divisional base and the guide in the first scanning direction. When a region other than the first region is a second region, the upper surface of the guide is curved in a vertically downwardly convex direction from the first region toward the second region,
Provide a transfer stage.
本発明の前記態様によれば、処理部で処理を実施する領域の基台のサイズを必要最小限に抑制しつつ、処理範囲における移動精度を担保することができる。 According to the aspect of the present invention, it is possible to secure the movement accuracy in the processing range while suppressing the size of the base in the region where the processing is performed by the processing unit to the minimum necessary.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1Aは、実施の形態1にかかるインクジェット装置10を印刷対象物6の主面方向から表した平面図である。図1Aにより、インクジェット装置10の全体像について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a plan view of the
図1Aに示すように、インクジェット装置10は、少なくとも、搬送ステージ20と、支持部材の一例としての門型形状のガントリー4と、印刷ヘッドの一例としてのラインヘッド5とを備えている。
As shown in FIG. 1A, the
搬送ステージ20は、少なくとも、基台部1と、ガイド2と、搬送テーブル3と、軸受部12と、駆動部9とを備えている。
The
基台部1は、主走査方向(例えば、第1走査方向の一例)41に長尺な長方形の平面形状を有する直方体で構成している。
The
ガントリー4は、正面形状が門型形状であり、平面的に見て基台部1の幅方向に跨るように基台部1の所定位置、例えば、中間位置に固定されている。
The gantry 4 has a portal shape in front, and is fixed to a predetermined position, for example, an intermediate position of the
ガイド2は、基台部1の長手方向すなわち主走査方向41沿いに、基台部1の上面に固定されている。一例として、ガイド2は、主走査方向41に直交する方向沿いの断面が矩形の直方体形状の部材で構成されている。ガイド2は、基台部1上に第1走査方向41に沿って延在するように配置された、複数の分割ガイド部材2a,2bを連結した少なくとも1個、好ましくは複数個のレール状のガイド部材2cで構成されている。
The
矩形の搬送テーブル3は、下面がガイド2にガイド2でガイドされつつ基台部1の主走査方向41に搬送可能となっている。搬送テーブル3の上面には、基板などの印刷対象物6が保持可能となっている。搬送テーブル3は、ガイド2に沿うように、ガイド2の曲げ剛性よりも低い曲げ剛性とする。
The rectangular transport table 3 can be transported in the
ラインヘッド5は、基台部1に連結されているガントリー4に支持されている。ラインヘッド5は、搬送テーブル3がラインヘッド5の下を主走査方向41に通過するタイミングに合わせて、搬送テーブル3に向けてインクを吐出する。すなわち、ラインヘッド5の下を、搬送テーブル3が、主走査方向41沿いに図1Aの左側から右側に移動すると同時に、ラインヘッド5からインクが吐出され、搬送テーブル3上面にて保持される印刷対象物6の塗布領域に、インクが塗布される。
The
なお、本構成においては、ラインヘッド5は、図1Aに示すように、2種類のラインヘッド5がガントリー4の両面(すなわち、図1Aではガントリー4の左右面)にそれぞれ配置される構成としたが、ラインヘッド5は、1個のみがガントリー4に配置されていても良いし、ガントリー4が2個配置され、それぞれのガントリー4の両面に合計4個のラインヘッド5が配置されていても良い。ラインヘッド5の個数及び配置などの構成については、印刷対象物6に対して、ラインヘッド5で行いたい処理によって決めれば良い。
In this configuration, as shown in FIG. 1A, the
なお、以後の説明では、印刷対象物6を搬送する方向を主走査方向41とし、主走査方向41と同一水平面内で主走査方向41と直交する方向を副走査方向(例えば、第2走査方向の一例)42とし、印刷対象物6の主面方向、すなわち一般的には鉛直方向、を上下方向43(図1Bを参照)とする。
In the following description, the direction in which the
なお、搬送テーブル3を主走査方向41に駆動させるため、少なくとも一つ以上の駆動部9が基台部1に主走査方向41沿いに配置されて搬送テーブル3に連結されて、搬送テーブル3を主走査方向41に搬送駆動可能としている。駆動部9の一例として、図1A及び図1Bでは、幅方向の両端部近傍に主走査方向41沿いに2個の駆動部9が基台部1に配置されている。各駆動部9は、リニアモータであっても良いし、又は、回転モータに連結されたボールねじ等であっても良いが、本実施の形態の構成では、長尺の構成としやすいリニアモータを用いている。
In order to drive the transport table 3 in the
図1Bは、インクジェット装置10を、図1AのY−Y線の断面から見た断面図である。
FIG. 1B is a cross-sectional view of the
図1Bに示すように、ガイド2は基台部1上に固定されている。基台部1は、床面21の不陸すなわち凹凸等の影響を直接受けないために、基台部1を保持するフレーム部7を介して設置されている。
As shown in FIG. 1B, the
なお、フレーム部7と床面21との間、及び、フレーム部7と基台部1との間には、高さ方向の調整をそれぞれ独立して行うことができる複数の高さ調整部8に支持させるのが良い。そのように構成することで、インクジェット装置10の基台部1を設置する床面21に応じて、基台部1の上面の平面度を出すために複数の高さ調整部8で基台部1の上面を高さ調整することが出来る。
In addition, between the
なお、フレーム部7を用いずに、高さ調整部8を介して基台部1を直接保持する構成としても良い。
In addition, the
高さ調整部8は、例えば、いわゆるレベリングブロックであり、図12に示すように、くさび機構18を用いた場合、取付台18e上の複数のブロック18a,18b間に対して、横方向に取り付けられたボルト18cの正逆回転によりくさび18dを横方向に押し引きすることで、ブロック18a,18bの高さが変動する機構で構成することができる。
The
ガイド2と搬送テーブル3との間には、少なくとも一つ以上の軸受部12が連結されている。詳しくは、ガイド2の上面と搬送テーブル3の下面との間の例えば搬送テーブル3に軸受部12を配置して、搬送テーブル3は、軸受部12を介してガイド2上で摺動自在に支持されている。
At least one or
軸受部12は、搬送テーブル3の自重を支持するとともに、及び副走査方向42を軸とした回転方向(ピッチング方向)の回転を防止するために、ガイド2の上面又は、ガイド2の上面と搬送テーブル3の下面との両方に支持される軸受部12Aと、搬送テーブル3の水平方向の蛇行及び上下方向を軸とした回転方向(ヨーイング方向)の回転を防止するために、ガイド2の側面で支持される軸受部12Bとのいずれか又は両方で構成することができる。
The bearing
なお、軸受部12は、搬送テーブル3の自重支持するため及びピッチング方向の回転を防止するためにガイド2の上方だけに配置されて摺動自在に支持されても良い。本構成では、搬送テーブル3の自重支持するため及びピッチング方向の回転を防止するためにガイド2の上面を摺動自在に支持し、搬送テーブル3の水平方向の蛇行及びヨーイング方向の回転を防止するために、ガイド2の副走査方向42の両側面を摺動自在に支持する構成とするが、詳細については後述する。
Note that the bearing
なお、軸受部12の形式は、高精度で振動が少ない搬送を実現するために、軸受部12から空気などの気体をガイド2に向けて噴出することで、軸受部12とガイド2とが非接触で対向する静圧軸受を用いるのが望ましい。なお、軸受部12を静圧軸受とした場合、自成絞り又はオリフィス絞りのパッドを用いても良いし、搬送テーブル3の裏面に溝を切って表面絞りの形式としても良い。が、本構成では、より振動が生じにくくするため、多孔質絞りのパッドを用いている。
In addition, in order to realize high-precision and low-vibration conveyance, a gas such as air is ejected from the bearing
なお、軸受部12を静圧軸受とした場合、軸受部12から噴出された空気によるガイド2からの浮上量により軸受剛性は変化するため、軸受剛性が最も強くなる浮上量となるように設計するのが望ましい。本構成では、一例として、狙いとする浮上量を、軸受部12の剛性が最も高くなる10μmとしている。
When the bearing
図2Aは、搬送テーブル3を図1BのZ−Z矢視から見た図である。図2Aを用いて、本構成における軸受部12の配置構成を示す。なお、実際は断面図には出てこないが、説明を容易とするために、ガイド部材2cについても仮想的に破線で示している。
FIG. 2A is a view of the transport table 3 as viewed from the arrow ZZ in FIG. 1B. FIG. 2A shows an arrangement configuration of the bearing
本構成では、搬送テーブル3の自重支持及びピッチング方向の回転を防止するために、ガイド部材2cの上面で摺動自在に支持する軸受部12Aを有している。搬送テーブル3の水平方向の蛇行及びヨーイング方向の回転を防止するために、ガイド部材2cの両側面を支持する軸受部12Bを有する。
In this configuration, in order to support the transport table 3 under its own weight and to prevent rotation in the pitching direction, the transport table 3 has a bearing
なお、軸受部12Aの合計受圧面積は、軸受部12Aの負荷容量と搬送テーブル3の重量とによって決められるが、軸受部12Aの配置は、図2Bに示すように、主走査方向における搬送テーブル3の両端に集中的に配置する構成としても良い。図2Bの構成とすることで、搬送テーブル3のピッチング方向の剛性を高めることが出来る。しかしながら、図2Bの構成では、搬送テーブル3の大きさが大きい場合、軸受部12が存在しない空間において搬送テーブル3がたわみやすくなるという問題が生じるので、搬送テーブル3の副走査方向42を軸とした回転の剛性を高めたい場合と、搬送テーブル3のたわみを抑制したい場合とで使い分けるのが良い。
Note that the total pressure receiving area of the bearing
本構成では、一例として、搬送テーブル3は主走査方向41の寸法が3.2mで、副走査方向42の寸法が3.2mで、厚みが約120mmの概略直方体で構成しており、軸受部12Aによる支持点が少ない場合には、搬送テーブル3自体がたわみやすい。そこで、搬送テーブル3のたわみを抑制するために、一例として、各ガイド部材2cにおいて、受圧面を120mm角とする平面が正方形の軸受部12Aを各ガイド部材2cの主走査方向41の複数点(例えば5点)で受ける構成としている。また、同様に搬送テーブル3のたわみを抑制するため、副走査方向42においても、複数点(例えば3点)で受ける構成としている。すなわち、図2Aに示すように、軸受部12Aは、主走査方向41に5列、副走査方向42に3列の計15個が搬送テーブル3の裏面に配置される構成としている。
In the present configuration, as an example, the transport table 3 is configured as a substantially rectangular parallelepiped having a size in the
なお、一例として、軸受部12Aの配置に合わせ、ガイド部材2cの上面における副走査方向42の幅は150mmとして、副走査方向42に等間隔に3列並べる配置としている。つまり、ガイド部材2cを副走査方向42に、間隔をあけて3列以上配置する構成とすることで、一般的に用いられるガイド部材2cを間隔をあけて2列並べる構成と比較して、軸受部12で支持する間隔を狭めることができ、搬送テーブル3のたわみを抑制することができる。なお、後述のように、本構成では、一般的に用いられる搬送テーブル3の厚みよりも搬送テーブル3の厚みを小さくして曲げ剛性が小さくなり、搬送テーブル3にたわみが生じやすいため、ガイド部材2cを副走査方向42に少なくとも3本以上配置する本構成が有効となる。
As an example, the width of the upper surface of the
また、軸受部12Bも、ガイド部材2cの側面に対向する受圧面積をより大きくし、主走査方向41における搬送テーブル3の両端に集中的に配置する構成とする方が、ヨーイング方向の剛性を高めることが出来る。しかしながら、軸受部12Bの、ガイド部材2cの側面に対向する受圧面積を大きくすると、その分、ガイド部材2cの高さが必要となり、装置重量及び装置サイズが大きくなってくるという問題がある。
Further, the bearing
そこで、本構成では、一例として、受圧面を90mm角とする平面が正方形の軸受部12Bは、搬送テーブル3の中心部のみにおいてガイド部材2cの両側面を支持する構成としている。なお、軸受部12Bの配置に合わせて、一例として、ガイド部材2cの高さは120mmとする。
Therefore, in the present configuration, as an example, the bearing
なお、本構成では、駆動部9を、搬送テーブル3の副走査方向42における両端付近に2列配置して、2軸駆動させている。また、図示は省略しているが、走行中及び停止中において、2軸を個別に微動させることで、ヨーイング方向の位置補正ができる制御構成としている。そのように構成することで、搬送テーブル3の水平方向の蛇行及びヨーイング方向の回転を抑制する構成としている。
In this configuration, the
なお、前記構成において、本来はガイド部材2cに非接触で対向する静圧軸受の軸受部12Bが、駆動部9の駆動力によってガイド部材2cに接触することを防止するために、搬送テーブル3の中心部に回転軸受部13を設けるのが良い。回転軸受部13は、図2Cに示すように、搬送テーブル3の中心部の下面に配置されてリング状の軸受け部材で構成された回転軸受支持部13aと、搬送テーブル3の中心部の下面に配置された回転軸受支持部13aと軸受部12Aとの間に配置され縦断面U字状の回転軸受本体部13bとで構成されている。回転軸受本体部13bに対して搬送テーブル3は、回転軸受支持部13aにより、回転軸受支持部13aの回転軸周りに自在に回転可能となっている。このような構成により、交差する2軸のバラツキによりガイド2に対して搬送テーブル3が微かに回転しても、その回転を回転軸受部13により吸収することができて、軸受部12は影響を受けないようにすることができる。
Note that, in the above configuration, in order to prevent the
なお、駆動部9はリニアスケール等の自己位置把握機能を有するのが良いが、リニアスケール等の自己位置把握機能が温度変化によって伸縮する恐れがある場合は、それぞれのリニアスケール値をレーザ測長の結果と常時照合しながら、自己位置補正を行うのが良い。
It is preferable that the
次に、図3A及び図3Bを用いて、主に基台部1とガイド2との構成について説明する。
Next, the configuration of the
図3Aは図1AのX―X線の矢視から見た断面図である。図3Aに示すように、基台部1は、ガイド2の主走査方向41における所定位置、例えば中央部に位置する。基台部1は、主基準基台1aと、補助基台1bとで少なくとも構成され、好ましくは、主基準基台1aと、補助基台1bと、少なくとも一つ以上の準基準基台1cとで構成される。一例として、図3Aでは、主走査方向41において、主基準基台1aの両側に補助基台1bが隣接して配置されている。各補助基台1bには準基準基台1cが配置されている。
FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 1A. As shown in FIG. 3A, the
主基準基台1aは、同一材料で構成される。補助基台1bは、主基準基台1aの材料とは異なる材料で形成され、主基準基台1aの主走査方向41における両端に連結するように配置される。準基準基台1cは、主基準基台1aと同一材料で構成され、主基準基台1aとは接触せずに主基準基台1aから離れて補助基台1bの主基準基台1aとは反対側の端部側に配置される。
The
本構成においては、一例として、主基準基台1a及び準基準基台1cはそれぞれ石材料で構成する。石材料の例としては御影石である。
補助基台1bは、一例として、石材料よりも熱膨張係数が大きいため熱変形も生じやすく、かつ加工精度が出しづらいが、軽量化が容易でかつ安価である鉄系材料、すなわち鋼材とする。なお、主基準基台1a及び準基準基台1cは、それぞれ、概略直方体から成る構成として、軽量化のために所望の空洞部を設ける一方、補助基台1bはフレーム構造とする。
In the present configuration, as an example, the
As an example, the
なお、補助基台1bも、主基準基台1a及び準基準基台1cと同様に石材料で構成する方が高精度な加工及び調整が行いやすいが、重量及びコストが上昇する。本構成では、後述のように、補助基台1bにおいて精度は重要でないため、一例として、前記のように主基準基台1a及び準基準基台1cは石材料で構成し、補助基台1bは鉄系材料で構成する。なお、一例として、平面度が要求されるガイド2についても、石材料を用いる構成とする。
The
なお、補助基台1bは、補助基台1bの上面でガイド2を直接的に支持するのでなく、高さ調整部8aを介してガイド2を間接的に支持する構成とする。後述するが、本構成において、補助基台1b上におけるガイド2の上面は、主基準基台1aの上部におけるガイド2の上面と比較して、高い平面度が必要なく、ガイド2を所望の湾曲形状としている。そこで、ガイド2が所望の湾曲形状となるように調整しやすいよう、補助基台1bの上部では、高さ調整部8aを介して、主走査方向41において不連続にガイド2を支持する構成とする。高さ調整部8aは、図412に示すように高さ調整部8と同様な部材である。
The
なお、ガイド2を、高さ調整部8aを介さずに、補助基台1bの上面で直接支持する構成としても良い。なお、以下の説明において、高さ調整部8aは、補助基台1bを構成する部材の一部であるとして説明する場合もある。
The
なお、構成材料が互いに異なることから補助基台1bはガイド2よりも熱膨張率が大きい。このため、補助基台1bとガイド2とを、ねじ等を用いて移動不可に固定して完全拘束すると、補助基台1bの熱膨張によりガイド2にひずみが生じる恐れがある。そこで、補助基台1bとガイド2とは、ねじ等を用いて相対移動不可に固定する完全拘束を行うのでなく、ガイド2の自重のみを支持して相対移動可能とする滑り拘束とするのが良い。すなわち、補助基台1bとガイド2とはねじ等で締結して全方向を拘束するのでなく、例えば高さ調整部8aを補助基台1bにねじで互いに直交する主走査方向41と副走査方向42と鉛直方向43との3方向の全方向を拘束して、ガイド2は、高さ調整部8aの上にねじ等を介さずに、ガイド2の自重を高さ調整部8aで単に支持するだけで主走査方向41沿いには相対移動可能な状態とすることにより、高さ調整部8aとガイド2との接触面同士は、互いにスライドが可能な状態としている。
Since the constituent materials are different from each other, the
そのように構成することで、周囲の温度変化によって補助基台1bが伸縮した場合においても、補助基台1bとガイド2とが相対移動可能ゆえにガイド2にひずみが生じることを防止し、補助基台1b側からガイド2にかかる負荷を軽減している。なお、補助基台1bの伸縮によってガイド2の上面の平面度が悪化することも考えられるが、後述のように、補助基台1bの上部においてガイド2の上面の平面度は重要でないため、前記構成とする。なお、高さ調整部8aにパッシブの受動型回転機構を持たせても良い。そのように構成することで、主に補助基台1bの熱変形によって補助基台1bとガイド2との対向面の角度が変わった場合でも、パッシブの回転機構により補助基台1bとガイド2との対向面の角度を変化させて追随させて、ガイド2にひずみが生じにくくすることができる。
With such a configuration, even when the
一方、主基準基台1aとガイド2とについては、同じ石材料を用いているため、熱変形によってひずみが生じる恐れも少なく、また、平面が高精度に担保された主基準基台1aに、ガイド2を強固に締結させることでガイド2の平面度も高精度に保つために、主基準基台1aとガイド2とは一例としてねじを介して締結する。なお、準基準基台1cとガイド2とについても、ガイド2の副走査方向42への蛇行を防止し、かつ高さ方向(すなわち、鉛直方向)の調整を行いやすくするため、準基準基台1cとガイド2とは一例としてねじを介して締結する構成とする。
On the other hand, since the same stone material is used for the
図3Bは、基台1とガイド2とについて、印刷対象物6の主面方向から表した平面図、すなわち鉛直方向の下向きに見た図である。
FIG. 3B is a plan view of the
ガイド2は、主走査方向41沿いに主基準基台1aと準基準基台1cとを跨ぐように設置され、ガイド2の自重は、主基準基台1aと、準基準基台1cとに支持されている。一例として、ガイド2は、主走査方向41沿いに主基準基台1aと準基準基台1cとを跨ぐように延在しかつ互いに平行な複数個のレール状のガイド部材2cで構成することができる。また、ガイド2の自重は、準基準基台1c及び高さ調整部8aを介して補助基台1bによっても補助的に支持されている。なお、補助基台1bとガイド2とは直接接触しておらず、基台1として主基準基台1aと準基準基台1cとのみによって直接支持される構成としても良い。
The
なお、以下の説明において、図3Bに示すように、主基準基台1aの鉛直方向の上方の領域を第1領域Aとし、第1領域A以外の領域、すなわち準基準基台1c又は補助基台1b又はその両方の鉛直方向の上方の領域を第2領域Bとする。
In the following description, as shown in FIG. 3B, a region above the
なお、本構成では、ガイド2は、副走査方向42において間隔をあけて3列、互いに平行に並べるガイド部材2cで構成している。これらの3列のガイド部材2cの上面高さは、少なくとも第1領域A内においては極力同一とするのが望ましい。そのように構成することで、主走査方向41を軸とした回転方向(ローリング方向)の回転を抑制することが出来る。このとき、主基準基台1aと補助基台1bのみの構成だと、3列のガイド部材2cの上面高さを同一に調整する作業の難易度が上昇する。
In the present configuration, the
よって、本構成では、主基準基台1aから離れた位置に準基準基台1cを設ける構成とする。なお、一例として、主基準基台1aの主走査方向41の長さを4m、主基準基台1a〜1cを含む基台1の主走査方向41の長さを13m、基台1cの主走査方向41の長さは0.3mとする。
Therefore, in this configuration, the
なお、主基準基台1aと補助基台1bとのみでもガイド部材2cの高さ調整が可能な場合は、準基準基台1cを用いずに、ガイド部材2cは主に主基準基台1aと補助基台1bとのみから支持される構成としても良い。
When the height of the
なお、前述の説明について、準基準基台1cは補助基台1bに含まれ、準基準基台1cは、補助基台1bを合わせて補助基台1bと捉えても同様の意味となる。
In the above description, the
なお、各ガイド部材2cは、主走査方向41において一つの部材で構成されるのが望ましいが、例えば、印刷対象物のサイズがG8(すなわち、2200mm x 2400mm)以上のように印刷対象物のサイズが大きい場合、ガイド部材2cが長尺となるために材料調達及び加工が困難となる。このため、ガイド部材2cとしては、複数のレール状の分割ガイド部材2a,2bを主走査方向41沿いに連結して用いるのが良い。
It is preferable that each
本構成では、一例として、ガイド部材2cの必要長さが12.5mであり、1つの部材で加工することが困難なため、3本のガイド部材2cは、それぞれ主走査方向41において2つの分割ガイド部材2a,2bで構成されるとする。
In the present configuration, as an example, the required length of the
その際、分割ガイド部材2a,2bの継目14が生じるが、継目14は、第1領域A内にあるのが望ましい。そのように構成することで、継目14において段差が生じにくい構成とすることができる。すなわち、ガイド部材2a,2bは同時加工等で概略同一高さに加工できるため、継目14で段差が生じやすいか否かは、ガイド部材2a,2bを受ける基台1の平面度により大きな影響を受ける。第1領域A内では、基台1の平面度が高くできるので、段差14が生じにくくなる。
At this time, the joint 14 between the divided
なお、複数の継目14の主走査方向41における位置座標は、互いに異なる位置に配置するのが良い。そのように構成することで、複数の軸受12が主走査方向41沿いに同時に継目14を通過することを避けて、搬送テーブル3の振動を抑制することができる。
It is preferable that the position coordinates of the plurality of
なお、継目14は、ガイド2の材料よりも縦弾性係数の小さい封入材の材料により主走査方向41の隙間が埋められており、封入材は継目14におけるガイド部材2cの上面よりも低い位置に配置されることが望ましい。そのように構成することで、軸受部12から噴出された空気が、継目14における隙間より漏れ、搬送テーブル3の振動源になることを防止することが出来る。封入材の一例としてはワックスである。
In the
図4A〜図5Bは、基台1と、ガイド2と、搬送テーブル3と、ラインヘッド5との位置関係を示す概念図である。なお、図4A及び図4Bは本実施の形態であり、図5A及び図5Bは比較例である。両者の差は、図4A及び図4Bは、ガイド2が鉛直方向の下向き凸に湾曲している構成であるのに対して、図5A及び図5Bは、ガイド2が鉛直方向の上向き凸に湾曲している構成である。図4A及び図5Aは準基準基台1cの下部が補助基台1bで支持されている構成であるが、図4B及び図5Bは準基準基台1cの下部が補助基台1bで支持されずに、補助基台1bを貫通して高さ調整部8で支持されている構成である。
4A to 5B are conceptual diagrams showing the positional relationship among the
前述のように、主基準基台1a及び準基準基台1cは石材料で構成されるが、補助基台1bは、石材料よりも熱膨張係数が大きいため熱変形も生じやすく、加工精度も比較的出しづらい鉄系材料を用いている。このため、第1領域A内ではガイド2の上面の平面度を高精度に出すことができても、第2領域Bまで同様に、ガイド2の上面の平面度を出すことは困難となる。また、第2領域Bにおいては、周囲の温度変化によっても補助基台1bが変形しやすいため、それによっても、第2領域Bまで、第1領域Aと同様にガイド2の上面の平面度を出すことは困難となる。すなわち、第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さTr2と第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さTr1との高低差ΔTr(=Tr2−Tr1)が生じやすい。そのために、例えば、図4A及び図4Bに示すように、ガイド2が下向きに凸の方向で湾曲したり、図5A及び図5Bに示すように、ガイド2が上向きに凸の方向で湾曲したり、又はその両方が混在しているような状態になる。
As described above, the
しかしながら、本構成では、搬送テーブル3のピッチング方向における曲げ剛性値は、ガイド2のピッチング方向における曲げ剛性値よりも小さくすることで、搬送テーブル3はガイド2に沿うように変形する構成とする。このように構成することで、ガイド2が第2領域Bで湾曲していても、ラインヘッド5が配置される下部の範囲、すなわち、第1領域Aにおいては、搬送テーブル3は、ガイド2の上面の平面度を確保できる構成となる。
However, in this configuration, the transport table 3 is configured to be deformed along the
すなわち、搬送テーブル3の鉛直方向の下向きに湾曲したガイド2の変曲点15が存在する場合における搬送テーブル3のたわみ量は、搬送テーブル3の鉛直方向の下向きに湾曲したガイド2の変曲点15が存在しない場合における搬送テーブル3のたわみ量よりも大きくなる構成とする。
That is, when the
なお、たわみ量について、図6Aに示すように、湾曲したガイド2上に軸受部12を介して支持される搬送テーブル3を主走査方向41及び上下方向の軸を含む断面で見たときに、搬送テーブル3の主走査方向41における両端を直線3xで結び、その直線3xから搬送テーブル3の上面までの最大長さをたわみ量ΔTとしている。図6Aに示すように、搬送テーブル3のピッチング方向における曲げ剛性値は、ガイド2のピッチング方向における曲げ剛性値よりも小さいため、湾曲したガイド2の変曲点15が、搬送テーブル3の鉛直方向の下向きに存在する場合は、搬送テーブル3が湾曲しており、たわみ量ΔTが大きくなる。が、図6Bに示すように、搬送テーブル3の鉛直方向の下向きに湾曲したガイド2の変曲点15が存在しない場合、軸受部12の存在しない部分で僅かにたわみは生じるものの、そのたわみ量ΔTは、搬送テーブル3の鉛直方向の下向きに湾曲したガイド2の変曲点15が存在する場合のΔT1と比較して非常に小さくなる。なお、理解しやすくするため、誇張して、図6Bにおいて、たわみ量ΔTを図示している。
As shown in FIG. 6A, when the transfer table 3 supported on the
前記構成とすることで、ガイド2が第2領域Bで湾曲していても、ラインヘッド5が配置される下部の範囲、すなわち、第1領域Aにおいては、搬送テーブル3はガイド2の上面に沿う形となるため、搬送テーブル3の上面は高精度な平面度を保つことが出来る。このため、第2領域Bの補助基台1bにおいての精度は重要でなく、主基準基台1aを高精度に加工調整することが重要となる。よって、前述のように、軽量化及びコストダウンを目的として、例えば主基準基台1aは高精度な加工が行いやすい石材料を用いる構成とし、補助基台1bには軽量化及びコストダウンが行いやすい鉄系材料を用いる構成としつつ、前述のように、第1領域A内においては、搬送テーブル3の上面の平面度を高精度に保つことができる。
With the above configuration, even when the
なお、図4A及び図4Bに示すように、ラインヘッド5は、第1領域A内に配置するのが良い。そのように構成することで、上面が高精度な平面度を保たれている状態の搬送テーブル3に、ラインヘッド5からインクを吐出することができ、インクを、搬送テーブル3上の印刷対象物の狙った位置に正確に吐出することが可能である。
4A and 4B, the
なお、本構成においてラインヘッド5はガントリー4に固定される構成とするが、ガントリー4ではなく例えば片持ちのアームでもよく、ガイド2とラインヘッド5との間に、搬送テーブル3が通過する空間22を有していればよい。
In this configuration, the
また、ラインヘッド5は処理部の一例であるが、このラインヘッド5の代わりに、印刷以外の所定の処理を行う処理部を用いても良い。
Although the
なお、準基準基台1cは、図4Aに示すように、補助基台1bの上部に設置されていても良いが、図4B又は図5Bに示すように、補助基台1bを貫通して高さ調整部8上に直接設置されていても良い。後者のように構成することで、準基準基台1cを高精度に加工調整しやすくなるが、その分、重量及びコストも上昇する。本構成では、図4Aや図5Aに示すように、準基準基台1cは、補助基台1bの上部に設置される構成とする。
The
これまで述べたように、本構成では、ガイド2は湾曲していても良いが、その湾曲する方向及び湾曲量について、適正の範囲内に収めることが望ましい。
As described above, in the present configuration, the
以下、図7A〜図9Cを用いて、ガイド2が湾曲する方向とその湾曲量における適正の範囲とについて説明する。
Hereinafter, a direction in which the
なお、ガイド2の湾曲量は、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さTr1と第2領域Bにおけるガイド2上面の高さTr2との高低差の最大値ΔTr(図4A及び図4B参照)によって定まる。よって、高低差の最大値ΔTrを所望の値に設計することで、ガイド2の湾曲量を所望の値とすることができる。
The amount of bending of the
図7A及び図7Bは、ガイド2の一方の先端部をガイド2の中央部よりも例えば±100μm高い位置又は低い位置となるように湾曲させたガイド2上で、搬送テーブル3は、主走査方向41沿いの長さの半分に相当する部分が第1領域A内にあり、残りの半分に相当する部分が第2領域B内にあるときの、軸受部12にかかる反力を、有限要素法を用いて解析した結果を示している。
FIGS. 7A and 7B show that the transport table 3 moves in the main scanning direction on the
なお、軸受部12にかかる反力にばらつきがある状態、例えば一つの軸受部12に反力が集中している状態では、該当の軸受部12の浮上量が減少する方向に変動することにつながり、それが搬送テーブル3の振動につながる。以下に、その理由を説明する。
In addition, in a state where the reaction force applied to the bearing
前述のように、搬送テーブル3のピッチング方向における曲げ剛性値は、ガイド2のピッチング方向における曲げ剛性値よりも小さいので、ガイド2と搬送テーブル3との間に何も介在しなければ、基本的に搬送テーブル3は、ガイド2に沿うように変形しようとする。しかしながら、ガイド2と搬送テーブル3との間には軸受部12を介しているため、軸受部12にかかる反力が均一でない場合、それぞれの軸受部12における浮上量が変化することで力の釣り合いを保つ。このため、それぞれの軸受部12における浮上量が動的に変化することとなり、搬送テーブル3の振動につながる。そのため、搬送テーブル3がガイド2に沿って変形した状態で、軸受部12にかかる反力が均一になっていることが望ましい。
As described above, since the bending stiffness value of the conveying table 3 in the pitching direction is smaller than the bending stiffness value of the
図7Aに示すように、ガイド2が主走査方向41の先端(例えば図7Aでは右端)に向けて鉛直方向の上向きに反っている場合、すなわち、ガイド2が、鉛直方向の下向きに凸となる方向で湾曲している場合、5個の第1〜第5軸受部12a〜12eにかかる反力は、第2軸受部12bで最も大きく、第3軸受部12cで最も小さくなっているが、その差は約5%である。
As shown in FIG. 7A, when the
それに対して、比較例である図7Bに示すように、ガイド2が主走査方向41の先端(例えば図7Aでは右端)に向けて鉛直方向の下向きに垂れている場合、すなわち、ガイド2が鉛直方向の上向きに凸となる方向で湾曲している場合、5個の第1〜第5軸受部12a〜12eにかかる反力は、第3軸受部12cで最も大きく、第2軸受部12bで最も小さくなっており、その差は約10%である。すなわち、ガイド2の上面が上向きに凸の方向で湾曲している図7Bの場合は、ガイド2の上面が下向きに凸の方向で湾曲している図7Aの場合と比較して、2倍以上、反力のばらつきが大きくなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 7B which is a comparative example, when the
その理由は、ガイド2の上面が下向きに凸の方向で湾曲している場合、搬送テーブル3は、まず、主走査方向41の両端の2点で支持された上で、自重によって搬送テーブル3の中心部が垂れる自重分を他の軸受部12で支持するような状態になる。これに対して、ガイド2が上向きに凸の方向で湾曲している場合、搬送テーブル3は、上向きに凸に湾曲しているガイド2の変曲点15の1点でまず支持しようとして、変曲点15付近の軸受部12に荷重が集中しやすいことになるためである。
The reason is that, when the upper surface of the
以上より、ガイド2が鉛直方向の下向きに凸の方向で湾曲している場合の方が、ガイド2が鉛直方向の上向きに凸の方向で湾曲している場合よりも、軸受部12にかかる荷重のバランスが良くなり、搬送テーブル3の振動が生じにくいことを、本発明者らは発見した。
As described above, when the
よって、第1領域Aにおけるガイド2の上面から垂直上方を正方向とする座標軸において、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値は、前記第1領域Aにおける前記ガイド2の上面座標の最大値よりも大きくすることにより、第1領域Aから第2領域B上に向かう方向にかけて、ガイド2を下向きに凸の方向で湾曲させるように、ガイド2を基台部1に配置する構成とするのが良い。
Therefore, on a coordinate axis whose vertical direction is a vertical direction from the upper surface of the
次に、ガイド2の湾曲量の適正値について説明する。
Next, an appropriate value of the bending amount of the
前述のように、ガイド2は下向きに凸の方向で湾曲しているのが望ましいが、搬送テーブル3が、ガイド2の先端付近まで移動すると、ガイド2は、下向きに凸の方向の湾曲を打ち消す方向、すなわち下側に垂れる方向に変形する。
As described above, the
図8は、搬送テーブル3が、ガイド2の先端(例えば図8の右端)付近まで移動した際に、搬送テーブル3の自重の影響によって、ガイド2の先端部(例えば図8の右端部)が高さΔTbだけ下方向に垂れることで、点線で示すガイド2Aのように変形する様子を示した概念図である。すなわち、例えば図8の実線で示すようにガイド2が下向きに凸の方向で湾曲している場合において、ガイド2の先端付近まで搬送テーブル3が移動すると、ガイド2の先端部(例えば図8の右端部)は、下向きに凸の方向の湾曲を打ち消す方向に変形する。
FIG. 8 shows that when the transport table 3 moves to the vicinity of the tip of the guide 2 (for example, the right end of FIG. 8), the distal end of the guide 2 (for example, the right end of FIG. 8) is affected by the weight of the transport table 3. FIG. 9 is a conceptual diagram showing a state where the guide hangs downward by a height ΔTb and deforms like a
図9A〜図9Cは、搬送テーブル3が、ガイド2の先端(例えば図9A〜図9Cの右端)付近まで移動した際に、搬送テーブル3の自重の影響によってガイド2の先端部(例えば図8の右端部)が変形する様子を示した概念図である。なお、図9Aは本実施の形態であり、図9B及び図9Cはそれぞれ比較例である。 FIGS. 9A to 9C show the leading end of the guide 2 (for example, FIG. 8) due to the effect of the weight of the transport table 3 when the transport table 3 moves to the vicinity of the tip of the guide 2 (for example, the right end of FIGS. 9A to 9C). FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which the right end of the image is deformed. Note that FIG. 9A is the present embodiment, and FIGS. 9B and 9C are comparative examples, respectively.
本実施の形態である図9Aに示すように、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのガイド2のたわみ量が、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さの最大値と第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さの最大値との差よりも小さい場合、ガイド2は下向きに凸の方向で湾曲した状態を保つ。
As shown in FIG. 9A of the present embodiment, the amount of deflection of the
一方で、比較例である図9Bに示すように、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量が、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さの最大値と第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さの最大値との差とが同等の場合、ガイド2の湾曲は無くなり、ガイド2は主走査方向41沿いに真直となる。
On the other hand, as shown in FIG. 9B which is a comparative example, the amount of deflection when the transport table 3 moves to the tip of the
また、比較例である図9Cに示すように、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量が、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さの最大値と第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さの最大値との差よりも大きい場合、ガイド2は上向きに凸の方向に湾曲することとなる。
Further, as shown in FIG. 9C as a comparative example, the amount of deflection when the transport table 3 moves to the tip of the
図9A〜図9Cの状態を比較すると、図9Bに示すように、搬送テーブル3がガイド2の先端部に移動したときにガイド2が真直となる状態が理想的であるが、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さと第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さとの高低差の最大値を、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量と同じ値となるように調整することは、難易度が非常に高くなる。また、調整を少しでも誤ると、図9Cに示す状態となり、軸受部12にかかる反力ばらつきが大きくなる懸念が生じる。
9A to 9C, ideally, as shown in FIG. 9B, a state in which the
よって、図9Aに示す状態を確実に作り出すことが望ましく、第1領域Aにおけるガイド2の上面から垂直上方を正方向とする座標軸において、第1領域Aにおけるガイド2の上面の高さの最大値と第2領域Bにおけるガイド2の上面の高さの最大値との差は、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量よりも大きい値とするように、ガイド2を基台部1に配置する構成が良い。そのように構成することで、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動した場合でも、ガイド2は下向きに凸の方向で湾曲した状態を保つことができる。
Therefore, it is desirable to surely create the state shown in FIG. 9A, and the maximum value of the height of the upper surface of the
同様に、補助基台1bは、石材料よりも熱膨張係数が大きいため熱変形も生じやすい鉄系材料を用いている。このため、周囲の温度変化によって準基準基台1cの上面高さが変化することも考えられるが、想定される周囲の温度変化によって、ガイド2が下向きに凸の方向で湾曲している状態からガイド2が上向きに凸の方向で湾曲している状態に変化しないように、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差を決めるのが良い。
Similarly, the
なお、同様に、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量と、周囲の温度変化によって準基準基台1cの上面高さが変化する変形量の双方を鑑みて、ガイド2が下向きに凸の方向で湾曲している状態からガイド2が上向きに凸の方向で湾曲している状態に変化しないように、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差を決めるのが望ましい。
Similarly, in consideration of both the amount of deflection when the transport table 3 moves to the tip of the
なお、前述の第1領域Aにおけるガイド2の上面高さと第2領域Bにおけるガイド2の上面高さとの高低差の最大値とは、搬送テーブル3がガイド2上に無い状態での初期値を示している。なお、搬送テーブル3の主走査方向41における中心が第1領域Aの主走査方向41における中心部にあるときについても、初期値と概略同様の値となるため、搬送テーブル3の主走査方向41における中心が第1領域Aの主走査方向41における中心部にある状態での高低差の最大値と捉えても良い。
Note that the maximum value of the height difference between the upper surface height of the
なお、ガイド2の湾曲量が大きすぎると、搬送テーブル3がガイド2に沿わず、第1領域A内でも搬送テーブル3の上面の平面度が確保できなくなるという問題が生じる。
If the amount of bending of the
比較例である図10は、湾曲したガイド2上に位置する搬送テーブル3について、搬送テーブル3を剛体と仮定した場合、搬送テーブル3の自重がガイド2によって支持されている状態を示す概念図である。図10は極端な例であるが、搬送テーブル3の両端を単純支持した場合の最大たわみ量が、ガイド2の湾曲量よりも小さい場合、図10に示すように、搬送テーブル3の中心部付近で、搬送テーブル3とガイド2の間に隙間11が生じる。すなわち、搬送テーブル3がガイド2から浮いている状態となる。この状態では、搬送テーブル3がガイド2に沿わないため、ガイド2が第2領域Bでは湾曲していても、第1領域Aでは搬送テーブル3の上面の平面度が確保するという本構成の目的を果たさない。
FIG. 10, which is a comparative example, is a conceptual diagram illustrating a state in which the transport table 3 is supported by the
よって、ガイド2の湾曲量は、搬送テーブル3の両端を単純支持した場合の最大たわみ量よりも小さい値とするのが良い。
Therefore, the amount of bending of the
図11は、搬送テーブル3の主走査方向41における両端を単純支持した場合の最大たわみ量ΔTtを示す概念図である。すなわち、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差(すなわち、図4A及び図4Bの高低差の最大値ΔTr)は、搬送テーブル3の主走査方向41における両端を単純支持した場合の最大たわみ量ΔTtよりも小さい値とするのが良い。
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating the maximum deflection amount ΔTt when both ends of the transport table 3 in the
すなわち、第1領域Aにおけるガイド2の上面から垂直上方を正方向とする座標軸において、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差分は、搬送テーブル3の主走査方向41における両端を単純支持した場合の最大たわみ量よりも小さい値とするように、ガイド2を基台部1に配置する構成とするのが良い。
That is, the maximum value of the upper surface coordinates of the
以上のように、本実施の形態では、ガイド2は、第1領域A上から第2領域Bに向かう方向にかけて、下向きに凸の方向で湾曲しているのが良い。また、その湾曲量、すなわち、第1領域Aにおけるガイド2の上面から垂直上方を正方向とする座標軸において、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差分(すなわち、図4A及び図4Bの高低差の最大値ΔTr)は、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量(すなわち、図8のΔTb)よりも大きい値であり、かつ、搬送テーブル3の両端を単純支持した場合の最大たわみ量(すなわち、図11のΔTt)よりも小さい値とするように、ガイド2を基台部1に配置する構成とするのが良い。
As described above, in the present embodiment, the
本構成においては、一例として、搬送テーブル3がガイド2の先端に移動したときのたわみ量は約20μmであり、搬送テーブル3の両端を単純支持した場合の最大たわみ量は約400μmである。そこで、この例では、加工及び調整の容易さを考慮し、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差は100μmとする。
In the present configuration, as an example, the amount of deflection when the transport table 3 moves to the tip of the
なお、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差は、前記範囲内で小さい方が望ましいが、小さい値とすると加工及び調整の難易度が上がり、コスト及び調整時間が増えるという問題もある。よって、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差は、前記範囲内において、加工及び調整が困難でない値で決めるのが良い。一例としては、第1領域Aにおけるガイド2の上面座標の最大値と、第2領域Bにおけるガイド2の上面座標の最大値との差は50μm〜100μmとする。
The difference between the maximum value of the upper surface coordinates of the
以上の構成によって、基台1を構成する部材のうち、石材料等の高精度な加工を行いやすい材料を用いることが望ましい主基準基台のサイズを最小限に抑制しつつ、インクジェット等でプロセス処理を行うために走行精度が必要な範囲においては、高精度で印刷対象物6を搬送することができる。そのため、重量、コスト、及び搬送等についての問題を解消することができる。
With the above configuration, it is desirable to use a material that can be easily processed with high precision, such as a stone material, among the members constituting the
なお、インクジェット装置10に限らず、大型の処理対象物に何らかのプロセス処理を行う装置において、本発明の搬送ステージを活用することで、インクジェット装置の場合と同様の効果が得られる。
It should be noted that not only the
従って、前記実施の形態によれば、印刷ヘッド5などの処理部で所定の処理を実施する第1領域Aの主基準基台1aのサイズを必要最小限に抑制しつつ、処理範囲における移動精度を担保することができる。
Therefore, according to the embodiment, the size of the
すなわち、長尺で高精度な搬送を要求される搬送ステージ20において、石材料等の同一材料で構成される主基準基台1aを含む、複数個の基台1a,1b,1cに基台部1を分割することによる段差の影響を大幅に軽減した状態で小型化することができ、装置のコストダウン及び調達容易化及び軽量化を実現することができる。そのため、例えば、大型の印刷対象物に対して一度の搬送で印刷ヘッド5からインクを高精度に塗布するインクジェット装置10のコストダウンを図ることができ、それにより、印刷対象物6の生産効率を向上させることができる。
That is, in the
なお、前記様々な実施の形態又は変形例のうちの任意の実施の形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施の形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施の形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施の形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 Note that by appropriately combining any of the above-described various embodiments or modifications, the effects of the respective embodiments or modifications can be achieved. In addition, a combination of the embodiments, a combination of the examples, or a combination of the embodiment and the example is possible, and a combination of features in different embodiments or examples is also possible.
本発明の前記態様にかかる搬送ステージとそれを使用したインクジェット装置は、大型の印刷対象物にインク等を塗布する装置に有効であり、有機ELの発光体、ホール輸送層、又は電子輸送層の印刷、又は、カラーフィルターの印刷等で、大型の印刷対象物に効率良くインク等の材料を塗布する装置に適用することができる。 The transport stage and the inkjet apparatus using the transport stage according to the aspect of the present invention are effective for a device that applies ink or the like to a large-sized printing target, and include a light-emitting element of an organic EL, a hole transport layer, or an electron transport layer. The present invention can be applied to an apparatus for efficiently applying a material such as ink to a large-sized printing target by printing or printing a color filter.
1 基台部
1a 主基準基台
1b 補助基台
1c 準基準基台
2 ガイド
2A 変形したガイド
2a、2b レール状の分割ガイド部材
2c レール状のガイド部材
3 搬送テーブル
3x 直線
4 ガントリー
5 ラインヘッド
6 印刷対象物
7 フレーム
8 高さ調整部
8a ガイドを支持する高さ調整部
9 駆動部
10 インクジェット装置
11 隙間
12、12a〜12e 軸受部
12A ガイド2の上面で支持する軸受部
12B ガイド2の側面で支持する軸受部
13 回転軸受部
14 継目
15 湾曲したガイドの変曲点
18 くさび機構
20 搬送ステージ
21 床面
22 空間
41 主走査方向
42 副走査方向
43 上下方向
A 第1領域
B 第2領域
Claims (10)
前記基台部上に前記第1走査方向に沿って延在するように配置され、複数のガイド部材を有するガイドと、
前記ガイドに沿って移動する搬送テーブルと、
前記ガイドと前記搬送テーブルとの間に配置されて前記搬送テーブルを前記ガイドに沿って移動自在に支持する軸受部と、
前記搬送テーブルに連結されて前記搬送テーブルを移動させる駆動部と、を含み、
前記ガイドの前記第1走査方向における前記第1分割基台の鉛直方向の上方の領域を第1領域とし、前記ガイドが前記第2分割基台に支持されかつ前記ガイドの前記第1走査方向における前記第1領域以外の領域を第2領域とするとき、前記ガイドの上面は、前記第1領域から前記第2領域に向かう方向にかけて、鉛直方向の下向きに凸の方向で湾曲している、
搬送ステージ。 A first divided base made of the same material, and a second divided base arranged adjacent to the first divided base along the first scanning direction and extending along the first scanning direction. Base part,
A guide arranged on the base portion so as to extend along the first scanning direction, the guide having a plurality of guide members;
A transfer table that moves along the guide,
A bearing portion disposed between the guide and the transfer table to movably support the transfer table along the guide;
A driving unit coupled to the transfer table to move the transfer table,
An area vertically above the first division base in the first scanning direction of the guide is defined as a first area, and the guide is supported by the second division base and the guide in the first scanning direction. When a region other than the first region is a second region, the upper surface of the guide is curved in a vertically downwardly convex direction from the first region toward the second region.
Transfer stage.
請求項1に記載の搬送ステージ。 When the transfer table is arranged at a position where the inflection point of the guide curved downward in the vertical direction of the transfer table exists, the amount of deflection of the transfer table is determined by moving the transfer table in the vertical direction of the transfer table. The guide curved downward is configured to be larger than the deflection amount of the transport table when the guide is disposed at a position where the inflection point does not exist.
The transfer stage according to claim 1.
ΔTr>ΔTbの式を満たすように、前記ガイドを前記基台部に配置する、
請求項1又は2に記載の搬送ステージ。 In a coordinate axis having a positive direction perpendicular to the upper surface of the guide in the first region, a maximum value of the upper surface coordinate of the guide in the second region and a maximum value of the upper surface coordinate of the guide in the first region. When the difference is ΔTr and the amount of deflection of the guide is ΔTb when the transport table moves to the end of the guide in the first scanning direction,
Disposing the guide on the base portion so as to satisfy a formula of ΔTr>ΔTb;
The transfer stage according to claim 1.
ΔTt>ΔTrの式を満たすように、前記ガイドを前記基台部に配置する、
請求項1〜3のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 In a coordinate axis having a positive direction perpendicular to the upper surface of the guide in the first region, a maximum value of the upper surface coordinate of the guide in the second region and a maximum value of the upper surface coordinate of the guide in the first region. When the difference is ΔTr and the maximum deflection amount when both ends of the transport table in the first scanning direction are simply supported is ΔTt,
Arranging the guide on the base portion so as to satisfy a formula of ΔTt>ΔTr;
The transfer stage according to claim 1.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 The first divided base is made of a stone material, and the second divided base is made of an iron-based material.
The transfer stage according to claim 1.
前記処理部の処理位置は、前記第1領域内に含まれる、
請求項1〜5のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 Performing a predetermined process on the processing object on the transport table, having a processing unit disposed so as to have a space through which the transport table passes between the guide,
A processing position of the processing unit is included in the first area;
The transfer stage according to claim 1.
請求項1〜6のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 When a direction perpendicular to the first scanning direction of the transport table is defined as a second scanning direction, at least three or more guides are arranged at positions where coordinates in the second scanning direction are different from each other, with an interval therebetween. ing,
The transfer stage according to claim 1.
請求項1〜7のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 A joint portion at which ends of the plurality of guide members along the first scanning direction face each other is located in an area of the first area,
The transfer stage according to claim 1.
前記第2分割基台を構成する少なくとも1つ以上の材料のうち、最も占有体積の大きい材料の熱膨張係数は、前記第1分割基台を構成する材料の熱膨張係数よりも大きく、前記第2領域における前記ガイドは、前記高さ調整部により、対向面が互いにスライドできる滑り拘束により、不連続に支持されている、
請求項1〜8のいずれか1つに記載の搬送ステージ。 A plurality of height adjustment units arranged between the guide and the second divided base in the second region and capable of adjusting the height,
Among the at least one or more materials constituting the second divided base, the material having the largest occupied volume has a larger coefficient of thermal expansion than the material constituting the first divided base. The guides in the two regions are discontinuously supported by the height adjustment unit by a sliding constraint in which opposing surfaces can slide with each other.
The transfer stage according to claim 1.
前記処理部は、前記ガイド部材を跨ぐように配置された支持部材に支持され、前記搬送テーブル上の印刷対象物に、インクを吐出する少なくとも一つ以上の印刷ヘッドとを有し、
前記印刷ヘッドは、前記第1領域内に配置される、
インクジェット装置。 A transfer stage according to claim 6,
The processing unit is supported by a support member disposed so as to straddle the guide member, the printing target on the transport table, at least one or more print heads that eject ink,
The print head is disposed in the first area;
Ink jet device.
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