JP3905893B2 - インクジェット吐出装置、ライン型インクジェットノズルの位置調整方法、インクジェットノズルユニットの位置調整方法、及び、配向膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット吐出装置における主としてインクジェットヘッドに関するものである。

近年においては、紙等のプリント媒体にインクによる印刷を行う場合、液晶表示器等の基板（透明基板）上に配向膜の形成やＵＶインクの塗布を行う場合、或いは有機ＥＬ表示器の基板上にカラーフィルタを塗布する場合には、インクジェットヘッドを用いた所謂インクジェット法が広く採用されるに至っている。

例えば、特許第３０７３４９３号には、一列にノズルを配設したライン型インクジェットノズルを備えたものを開示している。また、同特許では図５〜図７に示すように、ライン型インクジェットノズルの配置を工夫して液状材料を塗布する処理のスピードを向上させることも開示している（特許文献１）。

また、特開平９−１３８４１０号公報には、均一な膜厚を形成するインクジェットヘッドとして、所定のエリアに複数行、複数列でノズルを配置し、かつ、任意の行のノズルを隣接する行のノズルの配列に対して半ピッチずらして配置したインクジェットノズルが開示されている。また、同公報には、液状材料を吐出するノズルを直列に配設したライン型インクジェットノズルをジグザグに動かしながら塗布して、均一な膜厚を形成することも開示されている（特許文献２）。
特許３０７３４９３号公報（図５〜図７） 特開平９−１３８４１０号公報（図１、図４、図５）

液状材料を精細に塗布するためには、インクジェットヘッドに配設されたノズルピッチを狭くすることが必要である。しかし、ノズルピッチを狭くすることには、物理的に限界がある。このため、特許文献２に記載されたエリア型のインクジェットノズルで、ノズルピッチを狭くすることには、限界がある。また、ライン型インクジェットノズルをジグザグに動かしながら塗布する方法は、インクジェットノズルの移動が複雑なため、処理のスピードが遅い。また、インクジェットノズルを複雑に移動させると液滴の飛行曲がりが生じ易く、液滴の着弾位置を高精度に制御することが難しくなる。

本発明の一の形態に係るインクジェット吐出装置は、液状材料を吐出するノズルを一列に配設したライン型インクジェットノズルを、ノズルの位置をノズルピッチの１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設してなるインクジェットヘッドを備えると共に、前記ライン型インクジェットノズルのノズル面に対向させて配設した状態にある測長器により測定された該ノズル面と測長器との間の距離と、被塗布物の上に載せられた基板に上記と同一の方向性をもって対向させて配設した状態にある前記測長器により測定された該基板と測長器との間の距離との両距離の差から算出されたギャップに基づく距離だけ前記ライン型インクジェットノズルのノズル面と被塗布物とが離間するように調整がなされるものである。

また、本発明の他の形態に係るインクジェット吐出装置は、液状材料を吐出するノズルを一列に配設したライン型インクジェットノズルを、ノズルの位置をノズルピッチの１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設したインクジェットノズルユニットを、前記ライン型インクジェットノズルのノズルを配設した方向に千鳥状に互い違いに位置をずらして直列に配設してなるインクジェットヘッドを備えると共に、前記ライン型インクジェットノズルのノズル面に対向させて配設した状態にある測長器により測定された該ノズル面と測長器との間の距離と、被塗布物の上に載せられた基板に上記と同一の方向性をもって対向させて配設した状態にある前記測長器により測定された該基板と測長器との間の距離との両距離の差から算出されたギャップに基づく距離だけ前記ライン型インクジェットノズルのノズル面と被塗布物とが離間するように調整がなされるものである。

上述した一の形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドの並列に配設されたライン型インクジェットノズルの位置調整方法は、例えば、並列に配設される各ライン型インクジェットノズルをカメラで撮影した画像に基づいて、各ライン型インクジェットノズルを取り付けられるべき所定位置に位置を調整するとよい。

また、他の形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのインクジェットノズルユニットの位置調整方法は、例えば、インクジェットノズルユニット取り付け位置の基準となる基準平面を一直線に形成した取付シャフトの基準平面に位置合わせをして、各インクジェットノズルユニットを取り付けるとよい。

このインクジェット吐出装置によれば、インクジェットヘッドは、液状材料を吐出するノズルを一列に配設したライン型インクジェットノズルが、ノズルの位置をノズルピッチの１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設されているので、インクジェットヘッド全体としては、ノズルピッチを狭くすることができる物理的な限界よりも、ノズルピッチを狭くすることができる。また、ライン型インクジェットノズルを組み合わせているので、各ライン型インクジェットノズルの吐出タイミングを調節することにより、ドットピッチの調整が行え、精細な塗布から粗い塗布などの調整を簡単に行うことができる。しかも、ライン型インクジェットノズルのノズル面と、被塗布物との間のギャップを高精度に調整することができ、インクジェットノズルユニットの各ノズルから吐出した液状材料の着弾位置の制御が容易に行えるとともに、液だまりが被塗布物に付着するのを防止することができる。

また、本発明に係るライン型インクジェットノズルの位置調整方法によれば、並列に配設される各ライン型インクジェットノズルをカメラで撮影した画像に基づいて、各ライン型インクジェットノズルを取り付けられるべき位置に調整するので、ライン型インクジェットノズルを精度良く位置調整することができる。

また、本発明に係るインクジェットノズルユニットの位置調整方法によれば、インクジェットノズルユニットの取り付け位置の基準となる基準平面が形成された取付シャフトを用い、取付シャフトの基準平面に、各インクジェットノズルユニットを位置合わせして取り付ける。取付シャフトの基準平面は１平面であり、その直線度、平面度の精度を確保することは比較的容易である。このため、インクジェットノズルユニットを取り付ける基準面の精度を確保することが比較的簡単に行えるので、インクジェットノズルユニットを精度良く位置調整して取り付けることができる。

これらのインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドは、ノズルピッチを狭くすることができ、しかもドットピッチの調整が簡単に行えるので、例えば、配向膜形成装置用のインクジェットヘッドとして適している。

以下、本発明に係るインクジェット吐出装置、ライン型インクジェットノズルの位置調整方法、及び、インクジェットノズルユニットの位置調整方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。

この実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッド１は、図１に示すように、２つのライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂと、ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂを取り付けるハウジング３で構成されている。

ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂは、液状材料を吐出するノズル４を所定の間隔で一列に配設したものである。ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂは成形時にノズル４を同時に成形しているので、各ノズル４の形状及び位置を精度良く製造することができる。また、このライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂは、各ノズル４にはそれぞれ液状材料供給部（図示省略）から液状材料を供給され、かつ、制御装置（図示省略）による噴射指令信号に基づいて所定のタイミングで液状材料を吐出するようになっている。これにより、ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂは、各ノズル４に同じタイミングで液状材料を吐出させることもできるし、選択したいくつかのノズル４からのみ液状材料を吐出させることもできる。

このインクジェットヘッド１は、図１に示すように、ハウジング３に２つのライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂを、互いにノズル４の位置をノズルピッチＰ１の半ピッチ（１/２Ｐ１）分ずらして、２個並列に配設している。２つのライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの相対的な位置関係を精度良く調整することは、このインクジェットヘッド１において極めて重要である。

この実施形態では、図２に示すように、ハウジング３にライン型インクジェットノズル２を取り付けるときは、ハウジング３にライン型インクジェットノズル２をノズル取付面５に対向する位置にＣＣＤカメラ１２（画像取込装置、カメラ）を配設し、ＣＣＤカメラ１２の画像に基づいて、ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂのノズル４の位置を合わせている。

インクジェットヘッド１の組付け作業を行う作業スペース１０は、例えば、図２に示すように、ハウジング３を固定するハウジング固定部１１と、ＣＣＤカメラ１２と、ＣＣＤカメラ１２の移動を制御する制御部１３とを備えている。図２中、１５は記憶部、１６は移動操作部、１７はＣＣＤカメラ１２で撮影された画像を表示するモニターである。

このハウジング固定部１１は、ハウジング３のノズル取付面５を下に向けて固定するようになっている。ＣＣＤカメラ１２は、ハウジング固定部１１に固定したハウジング３のノズル取付面５に対向した状態でノズル取付面５に対して平行に移動するように配設されている。例えば、ＣＣＤカメラ１２は、精密に位置調整可能なＸＹテーブル１４に設置し、ノズル取付面５に対して極めて精度良く、ＣＣＤカメラ１２の位置を調整できるようにするとよい。

また、制御部１３は、ハウジング３の任意に選択した部位を基準位置としてＸＹ座標を設定し、各ライン型インクジェットノズル２の任意に選択した部位が位置すべき位置座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）・・・をそれぞれ記憶した記憶部１５と、記憶部１５に記憶された位置座標に応じてＣＣＤカメラ１２を移動させる移動操作部１６を備えている。ＣＣＤカメラ１２の移動操作はコンピュータを利用して、ＣＣＤカメラ１２が正確に移動するように操作するとよい。

この実施形態では、記憶部１５は、図１のハウジング３の右上の角１８をハウジング３の基準位置（０，０）としてＸＹ座標を設定し、各ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの左右の両端のノズル４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２の位置座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）をそれぞれ記憶している。

次に、上述したインクジェットヘッド１の組付け作業を行う作業スペース１０を利用したライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの位置調整の一例を示す。

ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの位置調整では、まずハウジング３のノズル取付面５の所定の取り付け位置に、正確に位置調整を行わずにライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂを設置する。この実施形態では、ハウジング３は、作業スペース１０にノズル取付面５を下に向けて取り付けられており、ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂはノズル取付面５から落ちないように、かつ、位置を微調整することが可能な状態で仮止めしている。

ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの位置調整は、各ライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂの左右の両端のノズル４ａ１、４ａ２、４ｂ１、４ｂ２を、記憶部１５に記憶した位置座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）に調整することにより行う。

この実施形態では、モニター１７に写し出された画像において、ＣＣＤカメラ１２で撮影された画像に重ねて、画像の中心に撮影中心を示すマークｍ（例えば、十字のマーク）が表示されるようになっている。

ＣＣＤカメラ１２の撮影中心とハウジング３の基準位置（この実施形態では、図１に示すように、ハウジング３の右上の角１８）が重なる位置にＣＣＤカメラ１２を移動させる。そして、ハウジング３の基準位置１８を含む領域ｓ１を撮影したＣＣＤカメラ１２の画像を見ながら、ハウジング３の基準位置１８に、ＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍが重なるように、ＸＹテーブル１４を操作してＣＣＤカメラ１２を移動させる。なお、ハウジング３の基準位置１８が、ＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍに一致したかは、例えば、コンピュータによる画像処理で、ハウジング３の基準位置１８を認識させ、ハウジング３の基準位置１８がＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍに一致したことをコンピュータに判定させるようにしてもよい。

このようにしてハウジング３の基準位置にＣＣＤカメラ１２の撮影中心が合った位置を、ＸＹテーブル１４の座標原点とする。この実施形態では、ハウジング３の右上の角をハウジング３の基準位置１８とし、この位置を基準にＸＹ座標を取っているが、ハウジング３の基準位置１８はハウジング３のノズル取付面５の任意の位置に設定することができる。

次に、制御部１３により、記憶部１５に記憶したライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂのノズル４の位置座標に基づいてＣＣＤカメラ１２を移動させる。

この実施形態では、記憶部１５に記憶させたノズルの位置座標のデータに基づいて、ライン型インクジェットノズル２ａの右端のノズル４ａ１が在るべき位置（ｘ１、ｙ１）にＣＣＤカメラ１２を移動させる。このとき、ＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍは、ライン型インクジェットノズル２ａの右端のノズル４ａ１が在るべき位置（ｘ１、ｙ１）を示している。そして、このように移動させたＣＣＤカメラ１２を固定し、その画像に、ハウジング３の所定の取り付け位置に適当に設置したライン型インクジェットノズル２ａの右端のノズル４ａ１が写るようにし、そして、ライン型インクジェットノズル２ａの右端のノズル４ａ１の中心がＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍの中心に合うように、ライン型インクジェットノズル２ａの位置を調整する。

この実施形態では、画像認識手段により、ノズル４ａ１の円形状を認識させ、ノズル４ａ１の中心位置を算出する。そして、モニター１７を見ながらノズル４ａ１の中心位置がＣＣＤカメラ１２の撮影中心を示すマークｍの中心に合うように、ハウジング３の所定の取り付け位置に適当に置いたライン型インクジェットノズル２の位置を微調整する。なお、ハウジング３の基準位置１８を基準にしたＸＹ座標系におけるノズル４ａ１の中心位置の座標を算出し、モニター１７にノズル４ａ１の中心位置の座標を表示させ、モニター１７に表示された座標値を見ながら、ノズル４ａ１の中心位置の座標が、ノズル４ａ１の中心が在るべき位置（ｘ１、ｙ１）に一致するようにライン型インクジェットノズル２の位置を微調整するようにしてもよい。

これにより、ライン型インクジェットノズル２ａの右端のノズル４ａ１の中心を、在るべき位置（ｘ１、ｙ１）に調整することができる。ライン型インクジェットノズル２ａの左端のノズル４ａ２の位置も、同様に調整する。

ライン型インクジェットノズル２ａは、左右両端のノズル４ａ１、４ａ２の位置を同時に在るべき位置（ｘ１、ｙ１）（ｘ２、ｙ２）調整して、ハウジング３に固定する。このため、例えば、ＣＣＤカメラ１２を２つ用いて、ライン型インクジェットノズル２ａの左右両端のノズル４ａ１、４ａ２を同時に撮影して、ライン型インクジェットノズル２ａの位置を調整するとよい。

また、他のライン型インクジェットノズル２ｂも同様に、左右両端のノズル４ｂ１、４ｂ２の位置を同時に在るべき位置（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）に調整して、ハウジング３の所定位置に精度良く取り付ける。

このように、２つのライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂを、精度良く互いにノズル４の位置をノズルピッチＰ１の半ピッチ（１/２ピッチ）分ずらして、並列に配設することができる。ライン型インクジェットノズル２をこのように配設したインクジェットヘッド１は、全体として、一つのライン型インクジェットノズル２の半分のノズルピッチ（1/2Ｐ１）毎にノズル４を配設した状態に等しい。従って、ライン型インクジェットノズル２のノズルピッチＰ１を限界まで狭くした場合、このインクジェットヘッド１は、全体として、ノズルピッチをさらに半分に設定できる。

また、このインクジェットヘッド１は、各ライン型インクジェットノズル２毎に、液状材料の吐出タイミングを調節することができる。これにより、精細な塗布や粗い塗布などのドットピッチの調整を簡単に行うことができる。例えば、一つのライン型インクジェットノズル２のみから液状材料の吐出を行えば、インクジェットヘッド１全体のノズルピッチは、一つのライン型インクジェットノズル２ａのノズルピッチＰ１になる。また、２つのライン型インクジェットノズル２ａ、２ｂから所定のタイミングで液状材料を吐出すれば、インクジェットヘッド１全体として狭いノズルピッチ（１/２ｐ１）で液状材料を吐出することができる。

以上、上述した実施形態では、液状材料を吐出するノズル４を一列に配設したライン型インクジェットノズル２を、ノズル４の位置をノズルピッチＰ１の１/２ピッチ分、互いにずらして２個並列に配設したインクジェットヘッド１を説明したが、並列に配設するライン型インクジェットノズル２の個数ｎは、任意に増やすことができる。

例えば、図示は省略するが、３個のライン型インクジェットノズル２を、ノズル４の位置をノズルピッチＰ１の１/３ピッチ分ずつ、互いにずらして並列に配設すると、インクジェットヘッド全体のノズルピッチを、ライン型インクジェットノズル２のノズルピッチＰ１の１/３にすることができる。また、４個のライン型インクジェットノズル２を、ノズル４の位置をノズルピッチＰ１の１/４ピッチ分ずつ、互いにずらして並列に配設すると、インクジェットヘッド全体のノズルピッチを、ライン型インクジェットノズル２のノズルピッチＰ１の１/４にすることができる。同様に、ｎ個のライン型インクジェットノズル２を、ノズル４の位置をノズルピッチＰ１の１/ｎピッチ分ずつ、互いにずらして並列に配設すると、インクジェットヘッド全体のノズルピッチを、ライン型インクジェットノズル２のノズルピッチＰ１の１/ｎにすることができる。

このように並列に配設するライン型インクジェットノズル２の個数ｎを増やせば増やすほど、インクジェットヘッド全体のノズルピッチを小さくすることができる。但し、並列に配設するライン型インクジェットノズル２の個数ｎを増やせば増やすほど、並列するライン型インクジェットノズル２の先頭のライン型インクジェットノズルと、後方のライン型インクジェットノズルとの距離が広くなる。このため、吐出した液状材料の融合不良が問題となるような用途（例えば、配向膜を形成する用途など）では、斯かる問題が生じない程度に、並列に配設するライン型インクジェットノズルの個数ｎを調整するとよい。現状では、これらの用途では、ライン型インクジェットノズルを並列に組む個数ｎは４又は５個程度以内にするのが適当であると考えられる。

次に、上述したようにライン型インクジェットノズル２を並列に組み合わせたインクジェットヘッド１を一つのインクジェットノズルユニットとし、これを直列に組み付けて構成したインクジェットヘッドを説明する。

このインクジェットヘッド２０は、図３に示すように、インクジェットノズルユニット１の液状材料の噴出領域ｊの左右両端が、それぞれ隣接するインクジェットノズルユニット１の液状材料の噴出領域ｊに連続するように、インクジェットノズルユニット１を直列に配設したものである。

この実施形態では、図４に示すように、取付シャフト２１の幅方向おいて取付シャフト２１を挟んで両側に、インクジェットノズルユニット１を千鳥足状に、互い違いに配設している。取付シャフト２１の一方の側面（図４中、上側の側面）に基準平面２２が形成されている。この基準平面２２は、精度良くインクジェットノズルユニット１を配設するため、所要の平面度を確保している。この実施形態では、基準平面２２は全体で±５μｍの平面度を確保し、さらに局部的にみても±１μｍ/１６０ｍｍの平面度を確保している。また、取付シャフト２１の下面には、長手方向に所定の間隔でインクジェットノズルユニット１（インクジェットノズルユニット１の後述するＴ字のアダプタ２４）を取り付けるねじ孔２３を形成している。

インクジェットノズルユニット１は、図４、図５に示すように、上面に略Ｔ字の平面形状を備えたアダプタ２４を介して、取付シャフト２１に取り付ける。アダプタ２４は極めて精度良く成形している。インクジェットノズルユニット１はＴ字のアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下に、Ｔ字のアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂに沿ってライン型インクジェットノズル２が配設されるように取り付ける。インクジェットノズルユニット１は、Ｔ字アダプタ２４に対して所定の位置に精度良く取り付ける。この実施形態では、取付シャフト２１にアダプタ２４を取り付け、その後にインクジェットノズルユニットをアダプタ２４に取り付けている。通常、インクジェットノズルユニットを取り外す際は、アダプタ２４を取付シャフト２１に取り付けたままにして、インクジェットノズルユニット１のみをアダプタ２４から取り外すことができるようになっている。

アダプタ２４は、図４、図５に示すように、縦に延在した部位２４ａの中央部に取付シャフト２１に装着する溝２５を備えている。溝２５の縦方向の両側面２６、２７には、取付シャフト２１の基準平面２２と同程度の平面度を確保している。溝２５の底面には、取付シャフト２１のねじ孔２３に対応させてねじを装着するねじ孔２８が形成されている。このねじ孔２８は、取付シャフト２１とアダプタ２４との相対的な位置関係が微妙に調節可能なように装着するねじの直径に対して径の大きい孔を形成している。また、溝２５の両側には、それぞれ縦方向にアダプタ２４の側面（２６又は２７）を基準平面２２に押し当てるねじ（図示省略）を装着するねじ孔２９、３０を設けられている。

アダプタ２４を取付シャフト２１に取り付けるときは、図５に示すように、取付シャフト２１の下面３１にアダプタ２４の溝２５を嵌め込み、Ｔ字のアダプタ２４の縦に延在した部位２４ａが、取付シャフト２１に対して直交するように、取付シャフト２１に取り付ける。そして、各アダプタ２４は、図４に示すように、取付シャフト２１の基準平面２２に位置合わせをして取付シャフト２１に固定する。

この実施形態では、予め取付シャフト２１の基準平面２２に、Ｔ字のアダプタ２４の溝２５の一方の側面（２６又は２７）を押し当て、取付シャフト２１に対してアダプタ２４を精度良く取り付け、さらにアダプタ２４にインクジェットノズルユニット１を精度良く取り付けるようにして、取付シャフト２１に対するインクジェットノズルユニット１の取付精度を確保している。

アダプタ２４の取り付けは、例えば、Ｔ字のアダプタ２４の溝２５を、取付シャフト２１の下面３１に装着し、この状態で、アダプタ２４の下面からねじ３２、３３を取り付け、アダプタ２４を取付シャフト２１に軽く固定する（仮止め）。そして、取付シャフト２１の基準平面２２とは反対側の側面３４側において、溝２５の側面（２６又は２７）のねじ孔（２９又は３０）にねじ（図示省略）を取り付け、このねじを螺合させ、ねじの先端を取付シャフト２１の側面３４に押し当てる。これにより取付シャフト２１の基準平面２２側において、溝２５の側面（２７又は２６）と基準平面２２を当接させ、Ｔ字のアダプタ２４を精度良く取付シャフト２１に直交させた状態とし、ねじ３２、３３でアダプタ２４を取付シャフト２１に固定する。これにより、Ｔ字のアダプタ２４の縦に延在した部位２４ａを精度良く取付シャフト２１に直交させた状態でアダプタ２４を取付シャフト２１に固定することができる。

より具体的には、図５に示すアダプタ２４では、溝２５の側面２６、２７のうち、Ｔ字の縦に延在した部位２４ａの先端側の側面２６が、取付シャフト２１の基準平面２２に対向している。この場合、図中左側の基端側のねじ孔３０に螺合したねじ（図示省略）の先端を取付シャフト２１の側面３４に押し当てることにより、図中右側の側面２６を取付シャフト２１の基準平面２２に当接させている。

図示は省略するが、アダプタ２４の溝２５の側面２６、２７のうち、Ｔ字の縦に延在した部位２４ａの基端側の側面２７が、取付シャフト２１の基準平面２２に対向している場合（図５の左右勝手反対の場合）には、先端側のねじ孔２９にねじを螺合させ、ねじの先端を取付シャフト２１の側面３４に押し当て、アダプタ２４の基端側の側面２７を取付シャフト２１の基準平面２２に押し当てるとよい。

このように、この実施形態では、取付シャフト２１の一方の側面に基準平面２２を形成し、全てのアダプタ２４をこの基準平面２２に合わせて取り付けるようにした。このようにすると、取付シャフト２１の基準平面２２の平面度を精度良くを確保すれば、全てのアダプタ２４を精度良く取り付けることができるので、アダプタ２４の取付精度を確保することが容易に行える。

次に、このように取付シャフト２１に精度良く取り付けたアダプタ２４にインクジェットノズルユニット１を取り付ける方法を説明する。インクジェットノズルユニット１をアダプタ２４に取り付ける場合は、上述したアダプタ２４の取り付けと同様に、高度な取付精度を確保することが要求される。

この実施形態では、インクジェットノズルユニット１は、取り付けられるアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下部に取り付けられるようになっており、上述した高度な取付精度を確保するため、アダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下面４１及び側面４２を精度良く加工している。

具体的には、アダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの側面４２は、アダプタ２４の溝２５の側面２６、２７と平行になるように形成し、アダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下面４１は、横に延在した部位２４ｂの側面４２に対して直角に延在するように精度良く形成している。さらに、アダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下面４１と側面４２は取付シャフト２１の基準平面と同程度の平面度で形成している。

また、インクジェットノズルユニット１のハウジング３’は、図５に示すように、ハウジング３’の上部（ノズル取付面５とは反対側の面）の側縁部に、垂直に立ち上がった取付壁部４４を備えており、取付壁部４４の内側の側面４５とハウジング３’の上面４６をそれぞれ精度良く加工している。

具体的には、取付壁部４４の内側の側面４５はハウジング３’の上面４６に対して直角に延在するように形成しており、取付壁部４４の内側の側面４５とハウジング３’の上面４６は、それぞれ基準平面２２と同程度の平面度で形成している。

インクジェットノズルユニット１をアダプタ２４に取り付ける場合は、まず、図５に示すように、まずアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下面４１と側面４２に、インクジェットノズルユニット１のハウジング３’の上面４６及び取付壁部４４の内側の側面４５を押し当てる。次に、アダプタ２４の横に延在した部位２４ｂに取り付けたねじ４７、４８でインクジェットノズルユニット１のハウジング３’をアダプタ２４に軽く固定する（仮止め）。

次に、ハウジング３’の取付壁部４４に外側から取り付けたねじ４９により、取付壁部４４の側面４５をアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの側面４２が当たるように軽く締める。そして、アダプタ２４に対するハウジング３’の水平方向の位置を調節しながら、ねじ４７、４８、４９を交互に締め付けてインクジェットノズルユニット１をアダプタ２４に固定する。このように、この実施形態では、ハウジング３’の上面４６とアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの下面４１、及び、取付壁部４４の内側の側面４５とアダプタ２４の横に延在した部位２４ｂの側面４２を、それぞれ押し当てた状態でインクジェットノズルユニット１のハウジング３’を固定することにより、アダプタ２４に対するインクジェットノズルユニット１の取付精度を確保している。

この実施形態に係るインクジェットノズルユニット１の取付方法によれば、通常、インクジェットノズルユニット１を取り外すときは、取付シャフト２１にアダプタ２４を取り付けた状態のまま、インクジェットノズルユニット１のみをアダプタ２４から取り外すことができる。そして、インクジェットノズルユニット１をアダプタ２４に取り付ける場合は、上述したようにねじ４７、４８、４９を交互に締め付けてインクジェットノズルユニット１をアダプタ２４に固定すれば、インクジェットノズルユニット１を精度良く取り付けることができる。従って、インクジェットノズルユニット１の取り付けと取り外しが容易に行える。

次に、インクジェットノズルユニット１と、液状材料を塗布する被塗布物５１との間のギャップｇ（図６参照）の調整を説明する。ギャップｇは大きすぎると飛行曲がりが生じ易くなり、狭すぎるとインクジェットノズルユニット１の下面に溜まった液溜まりが被塗布物５１に接触してしまう。このため、ギャップｇの下限は０．５ｍｍ以上（より好ましくは０．７ｍｍ以上）とし、ギャップｇの上限は１．２ｍｍ以下（より好ましくは１．０以下）の所定の値に調整する。

この実施形態では、ギャップｇの調整は、図６に示すように、被塗布物５１の上面に、被塗布物５１から端部がはみ出すように基板５２（硝子基板）を置く。また、インクジェットノズルユニット１のノズル４が配設された面に対向させて測長器５３を配設する。この実施形態では、測長器５３には、距離測定が正確に行えるように、光学式の測長器（レーザ測長器）を用いている。そして、測長器５３により、測長器５３とインクジェットノズルユニット１のノズル面との距離Ｌ１を測定する。次に、被塗布物５１の上に載置した基板５２を測長器５３の上に進入させて、測長器５３と基板５２の下面との間の距離Ｌ２を測定する。ライン型インクジェットノズル２のノズル面と、被塗布物５１の上面との間のギャップｇは、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差（ｇ＝Ｌ１−Ｌ２）として算出する。そして、測定したギャップｇが予め定めたギャップ値になるように、インクジェットノズルユニット１を取り付けた取付シャフト２１の高さを調整するとよい。

これにより、ギャップｇを高精度に調整することができ、インクジェットノズルユニット１の各ノズル４から吐出した液状材料の着弾位置の制御が容易に行えるとともに、液だまりが被塗布物に付着するのを防止することができる。

以上、説明したように、このインクジェットヘッド２０によれば、液状材料を吐出するノズル４を一列に配設したライン型インクジェットノズル２を、ノズル４の位置をノズルピッチＰ１の１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設したインクジェットヘッド１をインクジェットノズルユニットとして用いているので、全体としてライン型インクジェットノズル２のノズルピッチを狭くすることができる。また、このインクジェットヘッド２０は、各インクジェットノズルユニット１の各ライン型インクジェットノズル２毎に、液状材料の吐出タイミングを調節することができる。これにより、ドットピッチの調整が行え、精細な塗布から粗い塗布などの調整を簡単に行うことができる。

そして、上述したように、取付シャフト２１に複数のインクジェットノズルユニット１を精度良く取り付けることにより、一度に液状材料を塗布できる領域を確保することができ、処理のスピードを向上させることができる。

この実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッド２０は、インクジェットヘッド２０から吐出される液状材料を配向膜材料とし、配向膜材料が塗布される被塗布物を、例えば、液晶素子基板とする場合に、取付シャフト２１の長さを液晶素子基板の幅に応じた長さを確保し、液晶素子基板の幅全面にインクジェットノズルユニット１が対向するようにインクジェットノズルユニット１を配設させることができる。

これにより、液晶素子基板に配向膜材料を塗布するときに、一度に塗布することができ、配向膜材料の膜厚を均一にすることができるとともに、処理のスピードを向上させることができる。このように、このインクジェットヘッドは、ライン型インクジェットノズルを並列に組み合わせたインクジェットヘッドを一つのインクジェットノズルユニットとし、これを直列に組み付けて構成されており、ノズルピッチ及びドットピッチの調整が容易で、かつ、インクジェットノズルユニットを所要の長さ直列に配設することにより、液状材料を均一に塗布することができ、処理のスピードも速い。従って、特に、塗布された液状材料を斑なく融合させて膜厚の均一性を確保することが必要な配向膜形成装置用のインクジェットヘッドとして好適である。

以上、本発明の一実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドを説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ハウジング３、取付シャフト２１、アダプタ２４などの各構成部材の形状や、各構成部材間の相互の取付構造などは種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドの構成を示す底面図。 本発明の一実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのライン型インクジェットノズルの取り付け工程を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのインクジェットノズルユニットの配設位置を示す平面図。 本発明の他の実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのインクジェットノズルユニットの取り付け構造（位置調整）を示す平面図。 図４のＡ−Ａ側端面図である。 本発明の他の実施形態に係るインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのインクジェットノズルユニットの取り付け構造（高さ調整）を示す側面図。

符号の説明

１ インクジェットヘッド（インクジェットノズルユニット）
２ ライン型インクジェットノズル
３ ハウジング
４ ノズル
５ ノズル取付面
１０ 作業スペース
１１ ハウジング固定部
１２ カメラ
１３ 制御部
１４ テーブル
１５ 記憶部
１６ 移動操作部
１７ モニター
１８ 基準位置
２０ インクジェットヘッド（インクジェットノズルユニットを直列に配設した形態）
２１ 取付シャフト
２２ 基準平面
２３ ねじ孔
２４ アダプタ
２４ａ アダプタの縦に延在した部位
２４ｂ アダプタの横に延在した部位
２５ 溝
２６、２７ 側面
２８ ねじ孔
２９、３０ ねじ孔
３１ 取付シャフトの下面
３２、３３ ねじ
３４ 取付シャフトの側面（基準平面とは反対側の側面）
４１ アダプタの横に延在した部位の下面
４２ アダプタの横に延在した部位の側面
４４ 取付壁部
４５ 取付壁部の内側の側面
４６ ハウジングの上面
４７、４８、４９ ねじ
５１ 被塗布物
５２ 基板
５３ 測長器
ｇ ギャップ
ｊ 噴出領域
Ｐ１ ノズルピッチ

Claims (7)

1. 液状材料を吐出するノズルを一列に配設したライン型インクジェットノズルを、ノズルの位置をノズルピッチの１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設してなるインクジェットヘッドを備えると共に、前記ライン型インクジェットノズルのノズル面に対向させて配設した状態にある測長器により測定された該ノズル面と測長器との間の距離と、被塗布物の上に載せられた基板に上記と同一の方向性をもって対向させて配設した状態にある前記測長器により測定された該基板と測長器との間の距離との両距離の差から算出されたギャップに基づく距離だけ前記ライン型インクジェットノズルのノズル面と被塗布物とが離間するように調整がなされることを特徴とするインクジェット吐出装置。
2. 液状材料を吐出するノズルを一列に配設したライン型インクジェットノズルを、ノズルの位置をノズルピッチの１/ｎピッチ分、互いにずらしてｎ個並列に配設したインクジェットノズルユニットを、前記ライン型インクジェットノズルのノズルを配設した方向に千鳥状に互い違いに位置をずらして直列に配設してなるインクジェットヘッドを備えると共に、前記ライン型インクジェットノズルのノズル面に対向させて配設した状態にある測長器により測定された該ノズル面と測長器との間の距離と、被塗布物の上に載せられた基板に上記と同一の方向性をもって対向させて配設した状態にある前記測長器により測定された該基板と測長器との間の距離との両距離の差から算出されたギャップに基づく距離だけ前記ライン型インクジェットノズルのノズル面と被塗布物とが離間するように調整がなされることを特徴とするインクジェット吐出装置。
3. 請求項２に記載のインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドは、インクジェットノズルユニット取り付け位置の基準となる基準平面を一直線に形成した取付シャフトを備え、前記各インクジェットノズルユニットを取付シャフトの基準平面に位置を合わせて取り付けたことを特徴とするインクジェット吐出装置。
4. 請求項１に記載したインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドの並列に配設したライン型インクジェットノズルの位置調整方法であって、並列に配設される各ライン型インクジェットノズルをカメラで撮影した画像に基づいて、ライン型インクジェットノズルを取り付けられるべき位置に調整するものであることを特徴とするライン型インクジェットノズルの位置調整方法。
5. 前記カメラで撮影した画像に、ライン型インクジェットノズルの任意に選択した部位が位置すべき位置に印を表示し、前記印にライン型インクジェットノズルの前記選択した部位を合わせることにより、ライン型インクジェットノズルを取り付けられるべき位置に調整するものであることを特徴とする請求項４に記載のライン型インクジェットノズルの位置調整方法。
6. 請求項２に記載したインクジェット吐出装置におけるインクジェットヘッドのインクジェットノズルユニットの位置調整方法であって、
   インクジェットノズルユニットの取り付け位置の基準となる基準平面が形成された取付シャフトを用い、前記取付シャフトの基準平面に、前記各インクジェットノズルユニットを位置合わせして取り付けるものであることを特徴とするインクジェットノズルユニットの位置調整方法。
7. 請求項１又は２に記載のインクジェット吐出装置を備えた配向膜形成装置。