JP5023147B2 - スペーサの配置方法 - Google Patents

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Description

本発明は、スペーサの配置方法に関する。
近年では、液晶表示装置のスペーサを配置するために、インクジェット方式のプリンターが用いられている。
このプリンターは、多数のノズル孔が一列に列設された吐出ヘッドを有しており、吐出ヘッドと吐出対象物とを相対的に移動させると、吐出対象物表面の行列状に並んだ位置に吐出液を着弾させることができる。
吐出対象物表面では、各ノズル孔が吐出したスペーサは、ノズル孔毎に一列に並んでいる。
ノズル孔の機械精度や吐出ヘッド内の圧電素子の特性のばらつきにより、スペーサが配置された基板に筋が見えてしまう。
特開２００４−１０９８５６号公報 特開平１１−２４０８３号公報
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、筋が発生しないスペーサの配置技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、吐出ヘッド内の圧電素子に電圧を印加し、前記吐出ヘッド内に設けられた複数のノズル孔からスペーサを含む吐出液を繰り返し吐出させ、吐出対象物上に予め設定された複数の吐出位置に着弾させ、前記スペーサを前記吐出位置に配置するスペーサの配置方法であって、係数値を乱数で求め、前記吐出位置毎に前記係数値を設定し、前記係数値に応じた液量の前記吐出液を前記吐出位置毎に吐出させるスペーサの配置方法である。
また、本発明は、前記各ノズル孔から同じ体積の吐出液を吐出させる前記圧電素子への第一修正電圧値を前記ノズル孔毎に求め、前記吐出位置と対応した前記係数値と前記第一修正電圧値とから、前記圧電素子へ印加する第二修正電圧値を前記吐出位置毎に求めるスペーサの配置方法である。
本発明によれば、スペーサが配置された基板には筋が見えない。
本発明に用いる吐出装置を説明するための側面図 本発明に用いる吐出装置を説明するための平面図 吐出ヘッドに設けられたノズル孔を説明するための平面図 未処理の検査用の吐出対象物の表面を説明するための平面図 筋が発生した状態の検査用の吐出対象物の表面を説明するための平面図
符号の説明
４…吐出ヘッド １０…吐出対象物 １１…吐出位置 Ｎ1〜Ｎn…ノズル孔
図１は、本発明に用いる吐出装置１の側面図であり、図２は平面図である。
この吐出装置１は、台２を有しており、台２上に配置された軸３には、複数のノズル孔Ｎ1〜Ｎnを有する吐出ヘッド４が配置されている。
吐出ヘッド４の内部には、ノズル孔Ｎ1〜Ｎn毎に不図示の圧電素子が設けられている。吐出ヘッド４は、吐出液供給装置５に接続されており、吐出液供給装置５から吐出ヘッド４に吐出液を供給しながら、制御装置６によって圧電素子に電圧を印加すると、各ノズル孔Ｎ1〜Ｎnから、所望量の吐出液を吐出できるように構成されている。圧電素子は、ノズル孔Ｎ1〜Ｎn毎に設けられており、圧電素子に電圧を印加すると、圧電素子に対応するノズル孔Ｎ1〜Ｎnから吐出液が吐出される。圧電素子に印加する電圧は、圧電素子毎に異なる値にすることができる。
軸３及び吐出ヘッド４は駆動装置７に接続されており、水平面内で互いに垂直方向に移動できるように構成されている。軸３の移動方向をＹ軸方向、吐出ヘッド４の移動方向をＸ軸方向とすると、吐出ヘッド４は水平面内で回転可能に構成されている。ノズル孔Ｎ1〜Ｎnは、図３に示すように、一定間隔ｗで一列に列設されており、ノズル孔Ｎ1〜Ｎnの列がＸ軸と平行な状態から角度θだけ傾けられると、Ｘ軸方向のノズル孔Ｎ1〜Ｎnの間隔はｔ＝ｗ×ｃｏｓθになり、Ｘ軸方向のノズル孔Ｎ1〜Ｎnの間隔ｔを調節することができる。
吐出対象物１０表面の行列状に並んだ位置に、図４のように、吐出液の吐出位置１１が設定されており、Ｘ軸方向の吐出位置１１の間隔Ｌとノズル孔Ｎ1〜ＮnのＸ軸方向の間隔ｗ×ｃｏｓθが一致するように、角度θを設定すると、軸３及び吐出ヘッド４を移動させることで、吐出対象物１０表面の行列状の吐出位置１１に、吐出液を着弾させることが可能となる。
この吐出装置１を用いて、吐出対象物１０表面にスペーサを配置する手順について説明する。
吐出ヘッド４は制御装置６に接続されており、制御装置６はコンピュータ８に接続されている。
各吐出位置１１に配置すべきスペーサの個数は予めコンピュータ８の記憶装置９内に記憶されており、先ず、コンピュータによって上記角度θを求め、吐出ヘッド４を回転させておく。
使用した圧電素子の特性と、配置するスペーサの個数から、圧電素子に印加する印加電圧の初期値は予めコンピュータ８に記憶されており、各ノズル孔Ｎ1〜Ｎnの圧電素子に同じ大きさの初期値の印加電圧を印加し、検査用の吐出対象物１０表面に行列状に吐出液を着弾させる。
図５に示すように、各ノズル孔Ｎ1〜Ｎnから吐出され、吐出対象物上に着弾した吐出液２０は、軸３の移動方向と平行な方向に一列に並んでいる。ノズル孔Ｎ1〜Ｎnの形成精度や圧電素子の特性にはばらつきがあるため、特性が他のノズル孔Ｎ1、Ｎ3〜Ｎnと異なるノズル孔Ｎ2が着弾させた列Ｐ2では、スペーサの個数は、他の列Ｐ1、Ｐ3〜Ｐn中のスペーサの個数と大きく異なり、筋として見えてしまう。
各ノズル孔Ｎ1〜Ｎnに対応する列Ｐ1〜Ｐn毎にスペーサの個数を合計し、平均個数を算出すると、設定されたスペーサの個数との比率が分かる。
一定の液量の吐出液を繰り返し吐出したときに、吐出液に含まれるスペーサの個数の平均値は吐出液量に比例する。吐出液の液量は、圧電素子に印加する電圧に比例するから、実際に吐出液を吐出して配置したスペーサの平均個数と、設定されたスペーサ個数の比率から、設定されたスペーサの個数を配置するために圧電素子に印加すべき第一修正電圧値をノズル孔Ｎ1〜Ｎn毎に算出することができる。
第一修正電圧値は、ノズル孔Ｎ1〜Ｎnと対応付けてコンピュータ８に記憶しておき、記憶された第一修正電圧値で、検査用の吐出対象物１０上に吐出液を吐出し、行列状に吐出位置１１に着弾させると、各列の平均個数は設定値と略一致し、筋が発生しなくなる。
しかし、多数の吐出対象物１０にスペーサを配置すると、ノズル孔Ｎ1〜Ｎnや圧電素子の特性が変化したり、吐出ヘッド４内部の吐出液の状態等により、一時的に筋が発生する場合があり、一旦発生した筋も、他の吐出対象物１０への吐出液の吐出を行っているうちに消滅するため、電圧値の修正では発生を防止することはできない。
この筋が発生した列の平均個数は、設定値からわずかに異なっているだけであるが、筋が発生する根本的な原因は、平均個数が他の列とは異なる列が発生することではなく、均一な個数のスペーサを有する吐出位置１１が行列状に配置された平面の中に、他とは異なる個数のスペーサを有する列が発生することにあるから、平均個数を一致させるよりも、均一な個数のスペーサを配置しないようにすればよい。
コンピュータ８の記憶装置９の内部には、吐出対象物１０上の吐出位置１１が記憶されている。また、コンピュータ８の記憶装置９の内部には、乱数発生関数がプログラムされており、この乱数発生関数によって乱数を発生させ、発生する毎に吐出位置１１と一対一に対応付けて乱数係数として記憶しておく。例えば、吐出位置１１に番号を付し、乱数を発生順序で対応付けて記憶しておく。
乱数係数は、圧電素子に印加する電圧を±数十％の範囲内でばらつかせるための数値であり、乱数係数値は１±数十％の範囲内の正数実数である。
そして、各吐出位置１１と対応付けて記憶された乱数係数に、その吐出位置１１に吐出液を吐出するノズル孔Ｎ1，Ｎ2……，Ｎn-1，又はＮnの第一修正電圧値を乗算して各吐出位置１１毎に第二修正電圧値を算出し、吐出位置１１と対応付けて記憶しておく。
吐出対象物１０上の各吐出位置１１に吐出液を吐出し、スペーサを配置する際には、吐出位置１１毎に記憶された第二修正電圧値で吐出液を吐出させると、各吐出位置１１には乱数に従った個数のスペーサが配置される。この個数は一定ではなく、不均一な個数のスペーサが行列状に配置される。
この場合、平均個数が設定値とは異なる列が発生しても、その列の周囲は不均一な個数のスペーサが配置されているので、筋が見えることはない。
なお、乱数を発生させる場合、同じ値の乱数が連続して発生する場合があり、そのような乱数に基づいて、第二修正電圧値が生成されると、筋が発生する場合がある。先ず、求めた第二修正電圧値でスペーサを配置して表面を観察し、筋が見えた場合には、別の乱数を発生させて第二修正電圧値を求め直し、記憶内容を、求め直した第二修正電圧値に書き換えてスペーサを配置し直し、筋が見えなくなった場合に、その乱数係数を採用すればよい。
上記例では、第二修正電圧値を記憶したが、電圧値ではなく、配置するスペーサの個数や吐出液量を記憶しておき、吐出の際に電圧値に換算して圧電素子に印加してもよい。
また、液晶表示装置を組み立てる際に吐出位置１１に配置するスペーサの個数の上限値と下限値が設定されている場合、第二修正電圧値が、スペーサ個数の上限値と下限値を超えないような乱数係数を発生させればよい。
また、乱数係数から第二修正電圧値を吐出位置１１毎に求める際、第一修正電圧値に乱数係数を乗算したが、印加電圧の初期値に乱数係数を乗算し、第二修正電圧値としてもよい。
また、上記実施例では、軸３と吐出ヘッド４を移動させたが、軸３を静止させ、吐出対象物１０と吐出ヘッド４を移動させるようにしてもよい。
また、吐出対象物１０の幅よりも長い吐出ヘッド４を用いれば、軸３と吐出ヘッド４を静止させ、吐出対象物１０を移動させてもよい。

Claims (2)

  1. 吐出ヘッド内の圧電素子に電圧を印加し、前記吐出ヘッド内に設けられた複数のノズル孔からスペーサを含む吐出液を繰り返し吐出させ、吐出対象物上に予め設定された複数の吐出位置に着弾させ、前記スペーサを前記吐出位置に配置するスペーサの配置方法であって、
    係数値を乱数で求め、前記吐出位置毎に前記係数値を設定し、前記係数値に応じた液量の前記吐出液を前記吐出位置毎に吐出させるスペーサの配置方法。
  2. 前記各ノズル孔から同じ体積の吐出液を吐出させる前記圧電素子への第一修正電圧値を前記ノズル孔毎に求め、
    前記吐出位置と対応した前記係数値と前記第一修正電圧値とから、前記圧電素子へ印加する第二修正電圧値を前記吐出位置毎に求める請求項１記載のスペーサの配置方法。
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