JP5544055B2

JP5544055B2 - インクジェット塗布装置

Info

Publication number: JP5544055B2
Application number: JP2009031125A
Authority: JP
Inventors: 俊幸佐々木; 雅彦黒澤; 蓉子豊田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: JP2010184216A

Description

本発明は、インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するヘッドを有するインクジェット塗布装置に関する。

従来より、液晶表示パネルの製造に際して、ガラス基板に配向膜等を形成するべく、インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するインクジェット塗布装置が用いられる。このようなインクジェット塗布装置は、複数のノズルを配置してなるヘッドを有し、当該ヘッドの噴射面から基板ステージに搭載されたガラス基板に向けて溶液を噴射塗布する。

このようなインクジェット塗布装置においては、ヘッドに付着した溶液が固化してノズルの目詰まり等が生じることを防止すべく、定期的にヘッドの噴射面の清掃が行われる。具体的には、基板ステージの近傍には、洗浄液を貯留し、水平方向に往復移動可能な洗浄槽が設けられている。更には、洗浄槽には、ゴム等の弾性部材であるブレードが取り付けられている。このブレードは、水平方向の回転軸を中心とする回転動によって洗浄液に浸されたり、外部に露出したりする。そして、ブレードは、ヘッドの噴射面に接触し、更に、洗浄槽とともに水平方向に移動することによって、当該噴射面を擦ることで清掃する。

特開２００６−２７２７９１号公報

しかしながら、上述した従来のインクジェット塗布装置では、洗浄槽が水平方向に往復移動する際に、当該洗浄槽に貯留された洗浄液の液面が揺れて、洗浄槽の外部に飛び散ったり、洗浄槽から溢れたりする等の液はねが生じる場合があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、洗浄液の液はねを防止したインクジェット塗布装置を提供するものである。

本発明に係る、インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するヘッドを有するインクジェット塗布装置は、前記ヘッドにおける溶液の噴射面を清掃する清掃部材と、この清掃部材を洗浄するための洗浄液を貯留し、水平方向に移動可能な洗浄槽と、前記洗浄槽は、その側壁の上端の辺に沿って設けられ、前記側壁の上端によって形成される開口部の内側に向かって延在するカバーを有する。

この構成によれば、洗浄槽の側壁の上端の辺に沿って取り付けられ、洗浄槽の開口部の内側に向かって延在するカバーが設けられることにより、洗浄槽が移動する際には、当該カバーが、洗浄液が洗浄槽の外部に飛び散ったり、洗浄槽から溢れたりすること等を防ぎ、液はねが防止される。

本発明に係る、インクジェット塗布装置は、インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するヘッドと、前記基板を支持し、水平方向における一方向に移動可能な基板ステージとを有するインクジェット塗布装置であって、
前記ヘッドにおける溶液の噴射面を清掃する清掃部材と、
この清掃部材を浸漬させて洗浄するための洗浄液を貯留し、前記基板ステージと共に移動可能な洗浄槽とを有し、
前記洗浄槽は、前記洗浄槽内を前記一方向に仕切る仕切り板を有し、
前記清掃部材は、前記一方向とは交差する方向に延在されて成り、前記仕切り板によって仕切られた領域の１つに対向するように配置される。

この構成によれば、洗浄槽に貯留された洗浄液の液面が仕切られることによって、洗浄液の動きが規制され、洗浄槽が移動する際における、洗浄液の液面の揺れを小さくして、洗浄液が洗浄槽の外部に飛び散ったり、洗浄槽から溢れたりする際の液はねが防止される。

同様の観点から、本発明に係るインクジェット塗布装置は、前記仕切り板の上端が、前記洗浄液の液面よりも高い位置である。

また、本発明に係るインクジェット塗布装置は、前記仕切り板の下部に形成される貫通孔を有する。

この構成によれば、洗浄液の上層である液面側の移動を規制しつつ、下層においては移動の自由を確保することで、洗浄液が洗浄槽の外部に飛び散ったり、洗浄槽から溢れたりする際の液はねが防止される。

同様の観点から、本発明に係るインクジェット塗布装置は、前記貫通孔の高さは、前記仕切り板の高さの４０％以下とすることができる。

本発明によれば、洗浄液が洗浄槽の外部に飛び散ったり、洗浄槽から溢れたりすること等の液はねが防止される。そのため、塗布装置を清浄な状態に保つことができ、塗布装置の清掃によって生じる作業者の負荷を軽減することが可能となる。

本発明の実施形態に係るインクジェット塗布装置の構成を示す図である。清掃機構の構成を示す図である。仕切り板の斜視図である。プレートの平面図である。仕切り開口率と洗浄液の波高との対応関係を示す図である。液はね防止カバーの変形例（その１）を示す図である。液はね防止カバーの変形例（その２）を示す図である。液はね防止カバーの変形例（その３）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット塗布装置の構成を示す図である。図１に示すインクジェット塗布装置１００は、液晶表示パネルの製造に際して、インクジェット方式によりガラス基板２００に溶液を噴射塗布して、配向膜を形成するものである。

インクジェット塗布装置１００は、ベース１０１、レール１０２、基板ステージ１０３、支持ピン１０４、ヘッド１０７、移動装置１３０及び清掃機構１５０により構成される。

ベース１０１の上面には所定の間隔で配置された２本のレール１０２が水平方向に敷設されている。このレール１０２には、基板ステージ１０３が移動可能に取り付けられる。当該基板ステージ１０３は、不図示の駆動源によって水平方向（図１のＡの方向）に移動する。基板ステージ１０３の上面には、多数の支持ピン１０４が取り付けられている。この支持ピン１０４によって、ガラス基板２００は支持され、基板ステージ１０３に搭載される。

基板ステージ１０３に搭載されるガラス基板２００の上方には、複数のヘッド１０７、本実施形態においては、８つのヘッド１０７が設けられている。８つのヘッド１０７は、矢印Ａ方向に直交する方向に４つ並んだ２列の千鳥状配置とされる。これらヘッド１０７は、下面に不図示のノズルが配置されており、当該下面が噴射面となって、ガラス基板２００に向けて、当該ガラス基板２００の上面に配向膜を形成するための溶液（例えばポリイミド溶液）をインクジェット方式で噴射塗布する。

移動装置１３０は、取付部材１３４、スライドガイド１３５、スライドテーブル１３６、モータ１３７、エアシリンダ１４０により構成される。

取付部材１３４は、Ｌ字型に形成されており、垂直な辺が基板ステージ１０３に固定されるとともに、水平な辺が基板ステージ１０３の下面と略同一高さとなるように配置されている。スライドガイド１３５は、取付部材１３４の水平な辺の上部に水平方向に敷設されている。スライドテーブル１３６は、スライドガイド１３５上を移動可能に取り付けられており、モータ１３７の駆動によって、水平方向（図１のＡの方向）に往復移動可能とされる。

エアシリンダ１４０は、スライドテーブル１３６の上部に取り付けられている。エアシリンダ１４０のロッド１４１の上部には、清掃機構１５０が取り付けられている。

図２は、清掃機構１５０の構成を示す図である。図２に示す清掃機構１５０は、ヘッド１０７の噴射面を清掃するものであり、ヘッド１０７の噴射面を清掃する清掃部材としての弾性ブレード１６３、弾性ブレード１６３を洗浄するための洗浄槽１５２を有する。

洗浄槽１５２は、上端が開口した矩形箱状をなし、底部１５３と、４つの側壁１５４とにより構成され、洗浄液２５０を貯留する。底部１５３の下面には、ロッド１４１が取り付けられている。

弾性ブレード１６３は、回転装置１６０に支持されてなり、回転装置１６０は、回転軸１６１、ブロック体１６２及び不図示の駆動源により構成される。回転軸１６１は、洗浄槽１５２に回転自在に支持され、水平方向であって、且つ、基板ステージ１０３や移動装置１３０のスライドテーブル１３６の移動方向と垂直をなす方向に延在する。図２では、２つの回転装置１６０が図示されているが、それぞれの回転装置１６０には、ヘッド１０７に対応して４つずつ弾性ブレード１６３が取り付けられる。

ブロック体１６２は、回転軸１６１に取り付けられており、当該回転軸１６１を不図示の駆動源によって回転させることで回転軸１６１と一体となって回転する。

清掃機構１５０がヘッド１０７の噴射面を清掃する際には、以下のような動作が行われる。ヘッド１０７は、定期的、例えば、１枚のガラス基板２００に対して溶液を噴射塗布する毎に清掃される。すなわち、１枚のガラス基板２００に対する溶液の噴射塗布が完了すると、基板ステージ１０３が図１における左方向の移動端まで移動し、弾性ブレード１６３をヘッド１０７の下方に位置付ける。

次に、エアシリンダ１４０の駆動によってロッド１４１が上方に移動する。これにより、ロッド１４１の上部に取り付けられた清掃機構１５０が上方に移動し、当該清掃機構１５０上で支持された弾性ブレード１６３は、その上端がヘッド１０７の噴射面に接触可能な高さに位置付けられる（図１に示す状態）。この状態で、移動装置１３０のスライドテーブル１３６が水平方向右側に移動することにより、弾性ブレード１６３は、ヘッド１０７の噴射面を擦りながら移動して清掃する。清掃後、エアシリンダ１４０の駆動によってロッド１４１を下降させて清掃機構１５０を元の高さ位置へ下降させるとともに、スライドテーブル１３６を図１における左方向へ移動させて、洗浄槽１５２を左側の移動端へ移動させる。この後、回転装置１６０は、回転軸１６１を１８０°回転させる。これにより、弾性ブレード１６３は、洗浄槽１５２に貯留された洗浄液２５０に浸され、当該弾性ブレード１６３に付着した汚れが洗い流される。洗浄の後、回転装置１６０は、回転軸１６１を１８０°回転させ、弾性ブレード１６３を清掃位置へ戻し、次の清掃に待機させる。

ここで、上述の清掃の際、移動装置１３０のスライドテーブル１３６が水平方向に移動することにより、清掃機構１５０の洗浄槽１５２も水平方向に移動する。また、ガラス基板２００に対して溶液を噴射塗布する際、基板ステージ１０３が水平方向に移動すると、洗浄槽１５２も移動する。このように、洗浄槽１５２が水平方向に移動を行うと、当該洗浄槽１５２に貯留された洗浄液２５０の液面が揺れて、洗浄槽１５２の外部に飛び散ったり、洗浄槽１５２から溢れたりする等の液はねが生じる場合がある。そこで、本実施形態では、洗浄槽１５２に、液はね防止カバー１７０と、仕切り板１８０とを取り付けるようにした。

液はね防止カバー１７０は、Ｌ字型の部材であり、垂直な辺が洗浄槽１５２の側壁１５４の上端の辺に沿って取り付けられ、水平な辺が洗浄槽１５２の側壁１５４の上端と略同一高さであって、４つの側壁１５４の上端によって形成される開口部の内側に向かって延在している。この液はね防止カバー１７０は、４つの側壁１５４のうち洗浄槽１５２の水平方向における移動方向において対向して配置された一対の側壁１５４に設けられる。なお、液はね防止カバー１７０を開口部全周に配置してもよい。

この液はね防止カバー１７０が取り付けられることにより、洗浄槽１５２が水平方向に移動する際には、当該液はね防止カバーが、洗浄液２５０が洗浄槽１５２の外部に飛び散ったり、洗浄槽１５２から溢れたりすること等を防ぎ、液はねが防止される。

一方、仕切り板１８０は、図３に示すように、洗浄槽１５２内を矢印Ａ方向に２つ、矢印Ａ方向に直交する方向に４つの合計８つの小領域に仕切るように底部１５３に取り付けられた複数、例えば、１０枚のプレート１８１により構成される。具体的には、洗浄槽１５２を矢印Ａ方向に直行する方向に４等分する位置に、１枚が洗浄槽１５２における矢印Ａ方向の長さの半分の長さを有するプレート１８１を２枚直列に接続してそれぞれ配置し、これら４つに仕切られた各領域を矢印Ａ方向に２等分する位置にプレート１８１をそれぞれ配置する。このようにして形成された各小領域は、８つの弾性ブレード１６３のそれぞれに対応する。

図４は、プレート１８１の平面図である。図４に示すプレート１８１の高さＬ１は、洗浄槽１５２の底面１５３に取り付けられたときに、プレート１８１の上端が洗浄液２５０の液面よりも高い位置となるような高さに設定される。また、プレート１８１の下部（洗浄槽１５２の底面１５３と接する側）には、高さＬ２の貫通孔として切欠き部１８２が形成されている。

仕切り板１８０が洗浄槽１５２の底部１５３に取り付けられて、当該洗浄槽１５２が小領域に仕切られて、洗浄槽１５２に貯留された洗浄液２５０の液面が仕切られることによって、洗浄槽１５２が矢印Ａ方向に移動したときに、洗浄液２５０がその上層部分において大きく移動することが規制される。そのため、洗浄槽１５２が移動したときに、洗浄槽１５２の側壁１５４に押し寄せる洗浄液２５０の液が高くなることが防止され、洗浄液２５０が洗浄槽１５２の外側に飛び散ったり、洗浄槽１５２から溢れたりする際の液はねが防止される。他方、仕切り板１８０を構成するプレート１８１のそれぞれに切欠き部１８２を形成することによって、洗浄液２５０の下層においては移動の自由を確保することができる。

このように、洗浄液２５０の下層において移動の自由を確保することで、当該洗浄液２５０の汚れの度合を洗浄槽１５２内の全域において可能な限り均一にすることができる。このため、複数の弾性ブレード１６３の洗浄状態の均一化を図ることができ、複数のヘッド１０７の噴射面を一様に清掃することが可能となり、ひいては、溶液の均一な塗布が可能となる。更には、洗浄液２５０の下層において移動の自由を確保することで、図３に示すように、洗浄槽１５２の底面１５３に廃液口１５５が１箇所のみ設けられている場合であっても、廃液処理を容易に行うことができる。

以下、本発明の発明者による実験の結果を説明する。図５は、プレート１８１の高さＬ１に対する、切欠き部１８２の高さＬ２の比率（仕切り開口率）と、洗浄槽１５２が移動する際の洗浄液２５０の波高との対応関係を示す図である。

図５に示すように、仕切り開口率Ｌ２／Ｌ１が０．４以下、すなわち、凹部１８２の高さＬ２が、プレート１８１の高さＬ１の４０％以下である場合には、洗浄液２５０の波高が抑制されることが明らかとなった。従って、凹部１８２の高さＬ２は、プレート１８１の高さＬ１の４０％以下とすることが望ましい。

なお、上述した実施形態では、インクジェット塗布装置１００が、ガラス基板２００に溶液を噴射塗布して配向膜を形成する場合について説明したが、レジスト等の機能性薄膜を形成する場合についても、同様に本発明を適用することができる。また、清掃部材を弾性ブレード１６３としたが、これに限られるものではなく、スポンジ状の部材や布などの吸水性部材のものを用いてもよい。また、液はね防止カバー１７０を略Ｌ字型状とし、洗浄槽１５２における側壁１５４の上端内側に取り付けたものとしたが、これに限られるものではなく他の形状、他の取り付け方であってもよい。例えば、図６Ａに示すように液はね防止カバー１７０が洗浄槽１５２内側に向けて張り出すように側壁１５４の上端外側に取り付けるようにしてもよい。また、図６Ｂに示すように液はね防止カバー１７０を側壁１５４と一体で設けてもよい。さらに、図６Ｃに示すように、液はね防止カバー１７０における洗浄液と接する面を、側壁１５４の内側の面と滑らかに連続する円弧形状に形成してもよい。

本発明に係るインクジェット塗布装置における洗浄機構は、洗浄液の液はねを防止することができ、インクジェット塗布装置における洗浄機構として有用である。

１００インクジェット塗布装置
１０１ベース
１０２レール
１０３基板ステージ
１０４支持ピン
１０７ヘッド
１３０移動装置
１３４取付部材
１３５スライドガイド
１３６スライドテーブル
１３７モータ
１４０シリンダ
１４１ロッド
１５０清掃機構
１５２洗浄槽
１５３底部
１５４側壁
１５５廃液口
１６０回転装置
１６１回転軸
１６２ブロック体
１６３弾性ブレード
１７０液はね防止カバー
１８０仕切り板
１８１プレート
１８２切欠き部
２００ガラス基板
２５０洗浄液

Claims

インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するヘッドを有するインクジェット塗布装置であって、
前記ヘッドにおける溶液の噴射面を清掃する清掃部材と、
この清掃部材を洗浄するための洗浄液を貯留し、水平方向に移動可能な洗浄槽とを有し、
前記洗浄槽は、その側壁の上端の辺に沿って設けられ、前記側壁の上端によって形成される開口部の内側に向かって延在するカバーを有することを特徴とするインクジェット塗布装置。
インクジェット方式により基板に溶液を噴射塗布するヘッドと、前記基板を支持し、水平方向における一方向に移動可能な基板ステージとを有するインクジェット塗布装置であって、
前記ヘッドにおける溶液の噴射面を清掃する清掃部材と、
この清掃部材を浸漬させて洗浄するための洗浄液を貯留し、前記基板ステージと共に移動可能な洗浄槽とを有し、
前記洗浄槽は、前記洗浄槽内を前記一方向に仕切る仕切り板を有し、
前記清掃部材は、前記一方向とは交差する方向に延在されて成り、前記仕切り板によって仕切られた領域の１つに対向するように配置されることを特徴とするインクジェット塗布装置。
前記仕切り板の上端は、前記洗浄液の液面よりも高い位置であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット塗布装置。
前記仕切り板は、その下部に貫通孔を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェット塗布装置。
前記貫通孔の高さは、前記仕切り板の高さの４０％以下であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット塗布装置。