KR101009312B1 - 인쇄 장치 - Google Patents

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미츠루 야하기
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아키라 사와모리
시게루 엔도
미치하루 스기모토
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Abstract

과제
도포층에 대한 먼지의 혼입이 없는 인쇄 장치를 제공한다.
해결 수단
본원의 인쇄 장치 (1) 는 제 1 분출 헤드 (40) 와 인쇄 헤드 (30) 를 갖고 있고, 제 1 분출 헤드 (40) 는 인쇄 헤드 (30) 보다 이동 방향 (D) 선두측에 위치한다. 인쇄 대상물 (5) 에 잉크가 착탄되기 전에, 제 1 분출 헤드 (40) 로부터 제전 가스가 분사되어 인쇄 대상물 (5) 이 제전되고 먼지가 제거되므로, 도포층 (12) 에는 먼지가 혼입되지 않는다. 또한, 분출공 (46) 과 노즐 영역 (32) 사이에는 흡인공 (47) 이 배치되어 있어, 노즐 영역 (32) 에는 제전 가스의 기류가 발생하지 않으므로, 노즐 (35) 의 메니스커스도 흐트러지지 않는다.
인쇄 장치, 인쇄 헤드, 제 1 분출 헤드, 이오나이저, 분출공, 흡인공

Description

인쇄 장치{PRINTING APPARATUS}
기술분야
본 발명은 도포액을 노즐로부터 토출 (吐出) 하여 인쇄를 실시하는 인쇄 장치에 관한 것이다.
배경기술
종래부터 액정 표시 장치의 배향막이나 컬러 필터의 형성에는 잉크젯 프린터 (인쇄 장치) 가 사용되고 있다.
구체적으로는, 배향막 재료 (예를 들어 수지) 나 착색 재료가 용해 또는 분산된 잉크를 노즐로부터 토출하여 기판 표면에 착탄 (着彈) 시켜 도포층을 형성한 후, 그 도포층으로부터 여분의 용제를 건조 제거함으로써 원하는 막을 형성한다.
그러나, 대형 기판에 배향막이나 컬러 필터를 형성하는 경우에는, 인쇄 개시에서 종료까지 시간이 걸린다. 인쇄 개시 직후에 도포된 잉크와 인쇄 종료 직전에 도포된 잉크에서는 용제의 증발량에 차이가 있으므로, 건조 얼룩이 발생한다.
또한, 잉크의 도포 누출 방지나 두꺼운 막을 형성하기 위해서는, 먼저 착탄된 잉크와 나중에 착탄된 잉크가 서로 겹치도록 잉크의 토출을 실시한다.
잉크가 서로 겹친 부분은 다른 부분보다 두께가 크기 때문에, 그대로 잉크가 건조되면, 겹침 부분이 줄무늬상으로 남는다는 문제가 있다.
또한, 잉크로부터 증발되는 용제나 착탄시에 발생하는 잉크의 비말 (飛沫) 이 인쇄 장치에 부착되면, 인쇄 장치가 오염된다. 특히 용제나 비말이 노즐이나 노즐 부근에 부착되었을 때에는 노즐로부터의 잉크 토출량이 불안정해진다는 문제가 있었다.
또한, 상기 기판은 일반적으로 유리 기판이나 플라스틱 기판과 같은 절연성 기판이 사용되기 때문에 대전되기 쉽다. 기판이 대전되면 먼지 등이 기판 상에 흡착되고, 그 먼지가 성막 공정에서 혼입된다는 문제도 있었다.
특허 문헌 1 : 일본 특허공보 제3248685호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 제2003-297569호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 건조 얼룩이나 막두께 불균일이 없고, 인쇄 장치의 오염이나 성막 공정에서 먼지가 혼입되지 않는 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 인쇄 헤드와, 상기 인쇄 헤드를 이동시키는 제 1 이동 수단을 갖고, 상기 인쇄 헤드를 이동시키면서 잉크를 인쇄 대상물을 향하여 토출하도록 구성된 인쇄 장치로서, 상기 인쇄 헤드의 이동 방향의 선두측에 배치되고, 제 1 가스가 공급되는 제 1 분출 헤드와, 상기 제 1 분출 헤드 내에 배치되고, 상기 제 1 가스를 이온화하여 제전 (除電) 가스를 발생시키는 이오나이저와, 상기 제 1 분출 헤드의 상기 인쇄 대상물과 대면하는 위치에 형성되고, 상기 제전 가스를 상기 인쇄 대상물을 향하여 분출하는 분출공과, 상기 제 1 분출 헤드의 상기 분출공과 상기 인쇄 헤드 사이의 위치에 배치되고, 가스를 흡인하는 흡인 장치에 접속된 흡인공을 갖고, 상기 제 1 분출 헤드와 상기 인쇄 헤드는, 상기 제 1 이동 수단에 의해 함께 이동 가능하게 구성된 인쇄 장치이다.
본 발명은, 상기 인쇄 헤드의 상기 이동 방향 후방측에 배치되고, 제 2 가스가 공급되는 제 2 분출 헤드와, 상기 제 2 분출 헤드의 상기 인쇄 대상물과 대면하는 위치에 형성되고, 상기 제 2 가스를 상기 인쇄 대상물을 향하여 분출하는 분출공과, 상기 제 2 분출 헤드의 상기 분출공과 상기 인쇄 헤드 사이에 배치되고, 상기 흡인 장치에 접속된 흡인공을 갖고, 상기 제 2 분출 헤드는, 상기 인쇄 헤드와 상기 제 1 분출 헤드와 함께 이동 가능하게 된 인쇄 장치이다.
본 발명은, 상기 제 2 분출 헤드 내에는, 상기 제 2 가스와 함께 초음파를 조사하는 초음파 발생 수단이 형성된 인쇄 장치이다.
본 발명은, 상기 제 2 분출 헤드 내에 배치되고, 상기 제 2 가스를 이온화하는 이오나이저를 갖고, 상기 제 1 이동 수단은, 상기 인쇄 헤드와 상기 제 1, 제 2 분출 헤드를 함께 왕복 이동시키도록 구성된 인쇄 장치이다.
본 발명은, 상기 인쇄 헤드를 상기 제 1, 제 2 분출 헤드에 대하여 상대적으로 이동시키는 제 2 이동 수단을 갖는 인쇄 장치이다.
발명의 효과
잉크가 착탄되기 전에 인쇄 대상물에는 제전 가스가 분사되어 먼지가 제거되므로, 도포층에 먼지가 혼입되지 않는다. 노즐에는 제전 가스도 건조 가스도 들어가지 않으므로, 메니스커스가 흐트러지지 않아, 노즐의 토출이 안정된다. 잉크 착탄 후에 건조 가스가 분사되므로, 잉크는 신속히 건조되어 건조 얼룩이 일어나지 않는다. 잉크로부터 증발되는 용제나 잉크의 비말은 흡인 제거되므로, 인쇄 장치의 오염이나 작업 환경의 오염이 일어나지 않는다. 잉크 착탄 후, 초음파에 의해 도포층이 평탄화되므로, 막두께가 균일해진다.
도 1 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 인쇄 장치의 일례를 설명하는 평면도와 단면도이다.
도 2 는 제 1 분출 헤드의 확대 단면도이다.
도 3 은 제 2 분출 헤드의 확대 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 인쇄 장치의 다른 예를 설명하는 평면도이다.
도 5 는 제 1, 제 2 분출 헤드의 확대 단면도이다.
부호의 설명
1, 7 …… 인쇄 장치, 5 …… 인쇄 대상물, 11 …… 탑재대, 30 …… 인쇄 헤드, 35 …… 노즐, 40 …… 제 1 분출 헤드, 50 …… 제 2 분출 헤드
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
도 1(a) 의 부호 1 은 본 발명의 인쇄 장치의 일례를 나타내고 있다.
이 인쇄 장치 (1) 는 탑재대 (11) 와, 탑재대 (11) 상에 배치된 인쇄 기구 (3) 와, 인쇄 기구 (3) 를 탑재대 (11) 상에서 이동시키는 이동 수단 (15) 을 갖고 있다.
이동 수단 (15) 은, 레일 (14a, 14b) 과 모터 (19) 를 갖고 있다. 인쇄 기구 (3) 는 레일 (14a, 14b) 상에 탑재되고, 모터 (19) 의 구동력에 의해 레일 (14a, 14b) 의 부설 (敷設) 방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다.
인쇄 기구 (3) 는, 인쇄 헤드 (30) 와 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 를 갖고 있다. 인쇄 헤드 (30) 는 가늘고 길게 형성되어 있다.
인쇄 헤드 (30) 는 유지체 (31) 와 개별 헤드 (33) 를 갖고 있다. 여기서는, 개별 헤드 (33) 의 수는 복수 개이다. 각 개별 헤드 (33) 는 유지체 (31) 의 탑재대 (11) 측의 면에 1 열 또는 복수 열로 배열되어 있다.
각 개별 헤드 (33) 의 탑재대 (11) 측의 면에는 1 개 또는 복수 개의 노즐 (35) 이 형성되어 있다 (도 1(b)). 인쇄 기구 (3) 의 외부에는 잉크 공급계 (20) 가 배치되어 있다. 각 개별 헤드 (33) 는 각각 잉크 공급계 (20) 에 접속되고, 잉크 공급계 (20) 로부터 공급되는 잉크는 노즐 (35) 에서 탑재대 (11) 를 향하여 토출된다.
개별 헤드 (33) 의 배치는 노즐 (35) 이 일렬 또는 복수 열로 배열되도록 되어 있다. 도 1(b) 의 부호 32 는 노즐 (35) 의 열이 배열된 영역인 노즐 영역을 나타내고 있다. 노즐 (35) 의 열은, 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향과는 교차하는 방향으로 향해져 있다. 인쇄 기구 (3) 가 이동하면서 각 노즐 (35) 로부터 잉크가 토출되면, 소정 영역 내에 잉크가 착탄 가능하게 구성되어 있다.
제 1 분출 헤드 (40) 는 인쇄 헤드 (30) 의 일방의 장변측에 배치되고, 제 2 분출 헤드 (50) 는 인쇄 헤드 (30) 의 타방의 장변측에 배치되어 있다. 노즐 (35) 은 인쇄 헤드 (30) 에 형성되어 있으므로, 노즐 영역 (32) 은 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 사이에 위치한다.
인쇄 헤드 (30) 는 길이 방향이 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향과 교차하도록 향해져 있다. 따라서 제 1 분출 헤드 (40) 와 노즐 영역 (32) 과 제 2 분출 헤드 (50) 는, 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향을 따라 배열되어 있다.
인쇄 기구 (3) 의 외부에는 가스 공급계 (17) 와 흡인 장치 (18) 가 배치되어 있다. 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 는 가요성 배관을 통하여 가스 공급계 (17) 와 흡인 장치 (18) 에 각각 접속되어 있다.
도 2, 도 3 은 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 의 확대 단면도이다.
제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 는 헤드 본체 (41, 51) 를 갖고 있다. 각 헤드 본체 (41, 51) 의 내부에는 버퍼실 (42, 52) 이 형성되어 있다. 각 버퍼실 (42, 52) 에는 상기 서술한 가스 공급계 (17) 로부터 가스가 공급되도록 구성되어 있다.
헤드 본체 (41, 51) 의 탑재대 (11) 와 면하는 저벽에는 분출공 (46, 56) 이 형성되어 있다. 각 분출공 (46, 56) 은 일단이 버퍼실 (42, 52) 에 접속되고, 타단이 외부 분위기에 접속되어 있다. 따라서, 버퍼실 (42, 52) 은 분출공 (46, 56) 을 통하여 외부 분위기에 접속되어 있다.
도 1(a), (b) 의 부호 D 는, 노즐 (35) 로부터 잉크를 토출하면서 이동할 때 의 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향을 나타내고 있다. 그 이동 방향 (D) 의 선두측에 있는 분출 헤드를 제 1 분출 헤드 (40) 로 하고, 후방측에 있는 분출 헤드를 제 2 분출 헤드 (50) 로 하면, 제 1 분출 헤드 (40) 의 버퍼실 (42) 에는 이오나이저 (45) 가 설치되어 있다.
이오나이저 (45) 는 도시 생략된 전원에 접속되어 있다. 이오나이저 (45) 에 통전하여, 이오나이저 (45) 내에서 코로나 방전을 발생시키면, 버퍼실 (42) 에 공급된 가스가 이온화되어 제전 가스가 발생하고, 분출공 (46) 으로부터는 제전 가스가 분출된다.
한편, 제 2 분출 헤드 (50) 에는 이오나이저는 설치되어 있지 않아 이온화가 일어나지 않는다. 따라서, 제 2 분출 헤드 (50) 의 분출공 (56) 으로부터는 이온화되지 않은 가스 (건조 가스) 가 분출된다.
여기서는, 제 2 분출 헤드 (50) 의 버퍼실 (52) 에는 초음파 발생 수단 (55) 이 형성되어 있다. 초음파 발생 수단 (55) 은, 버퍼실 (52) 내부의 분출공 (56) 근방에 형성되어 있다. 초음파 발생 수단 (55) 을 동작시키면서 버퍼실 (52) 에 가스를 공급하면, 건조 가스의 기류와 함께 초음파 진동이 인쇄 대상물에 전달된다.
상기 서술한 바와 같이, 제 1 분출 헤드 (40) 는 제 2 분출 헤드 (50) 보다 이동 방향 (D) 선두에 위치한다. 따라서, 인쇄 기구 (3) 를 이동시키면서 제전 가스와 건조 가스의 분사를 실시하면, 이동 방향 (D) 을 따른 띠상의 영역에 제전 가스와 건조 가스가 기재된 차례대로 분사된다.
분출공 (46, 56) 은 가늘고 긴 슬릿, 또는 일렬 또는 2 열 이상으로 병렬 형성된 복수 개의 관통공으로 구성되어 있다. 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 는, 분출공 (46, 56) 의 길이 방향 또는 병렬 형성 방향이 이동 방향 (D) 과 교차하도록 향해져 있다. 따라서, 제전 가스가 분출되는 영역과 건조 가스가 분사되는 영역은, 각각 분출공 (46, 56) 의 길이에 따른 폭이 된다.
헤드 본체 (41, 51) 의 내부에는 흡인실 (43, 44, 53, 54) 이 형성되어 있다. 흡인실 (43, 44, 53, 54) 은 상기 서술한 흡인 장치 (18) 에 접속되어 있다. 헤드 본체 (41, 51) 의 저벽에는 흡인공 (47, 48, 57, 58) 이 형성되어 있다. 흡인공 (47, 48, 57, 58) 의 일단은 흡인실 (43, 44, 53, 54) 에 각각 접속되고, 타단은 외부 분위기에 접속되어 있다.
흡인 장치 (18) 로 흡인실 (43, 44, 53, 54) 내를 배기시키면, 그 내부 압력이 외부 분위기보다 낮아져, 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터 외부 분위기의 가스가 흡인된다.
흡인공 (47, 57) 은 분출공 (46, 56) 과 노즐 영역 (32) 사이의 위치에 각각 형성되고, 분출공 (46, 56) 에서 노즐 영역 (32) 측을 향하는 가스는 흡인공 (47, 57) 에 흡인된다. 따라서, 노즐 영역 (32) 을 흐르는 기류가 발생하지 않아, 노즐 (35) 에 제전 가스나 건조 가스가 들어가지 않는다.
여기서는, 분출공 (46, 56) 을 사이에 두고 노즐 영역 (32) 과는 반대측에도 흡인공 (48, 58) 이 위치하고 있다. 따라서, 제전 가스와 건조 가스 중, 인쇄 기구 (3) 의 외측으로 돌아 들어가는 가스도 흡인된다.
흡인공 (47, 48, 57, 58) 은 가늘고 긴 슬릿, 또는 일렬 또는 2 열 이상으로 병렬 형성된 복수 개의 관통공으로 구성되어 있다. 흡인공 (47, 48, 57, 58) 은, 그 길이 방향 (또는 병렬 형성 방향) 이 분출공 (46, 56) 의 병렬 형성 방향과 대략 평행하게 되어 있다.
흡인공 (47, 48, 57, 58) 의 길이 방향의 양단 또는 열의 양단은, 분출공 (46, 56) 의 길이 방향의 양단 또는 열의 양단과 동일하거나, 그것보다 외측으로 삐져 나와 있다. 따라서, 분출공 (46, 56) 의 각 부분으로부터 분출되는 가스는 균등하게 흡인공 (47, 48, 57, 58) 에 흡인된다.
다음으로, 이 인쇄 장치 (1) 를 사용하여 인쇄 대상물에 도포층을 형성하는 공정에 대해 설명한다. 도 1 은 인쇄 대상물 (5) 이 탑재대 (11) 상의 소정 위치에 배치된 상태를 나타내고 있고, 동일한 도면의 부호 4 는 인쇄 대상물 (5) 표면의 도포층을 형성해야 할 인쇄 영역을 나타내고 있다.
먼저 인쇄 기구 (3) 를 상기 서술한 이동 방향 (D) 과는 반대 방향으로 이동시켜, 인쇄 영역 (4) 보다 외측의 개시 위치 (S) 에 위치시킨다. 인쇄 기구 (3) 가 개시 위치 (S) 에 위치할 때에는, 제 1 분출 헤드 (40) 와 노즐 영역 (32) 과 제 2 분출 헤드 (50) 는, 인쇄 영역 (4) 에 가까운 쪽에서부터 기재된 차례대로 배열된 상태가 된다.
제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파 진동의 발생과 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터의 흡인을 개시하고, 제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파 진동의 발생과 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터의 흡인을 계속하면서, 인쇄 기구 (3) 를 개시 위치 (S) 에서 이동 방향 (D) 을 따라 이동시켜, 인쇄 기구 (3) 전체가 인쇄 영역 (4) 을 사이에 두고 개시 위치 (S) 와는 반대측인 종료 위치 (E) 까지 이동하였을 때, 제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파 진동의 발생과 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터의 흡인을 정지시킨다.
인쇄 영역 (4) 의 이동 방향 (D) 과 직교하는 방향의 길이를 인쇄 영역 (4) 의 폭으로 하면, 분출공 (46, 56) 의 슬릿 또는 열의 길이는 인쇄 영역 (4) 의 폭보다 커, 분출공 (46, 56) 의 슬릿 또는 열의 양단이 인쇄 영역 (4) 의 가장자리와 일치하거나, 그것보다 삐져 나오도록 되어 있고, 인쇄 기구 (3) 가 종료 위치 (E) 까지 이동하였을 때에는, 인쇄 영역 (4) 전부에 제전 가스가 분사되어 제전되고, 파티클 (먼지) 의 인쇄 대상물 (5) 에 대한 부착력이 저하되어, 파티클은 제전 가스에 날려 인쇄 영역 (4) 으로부터 제거된다.
상기 서술한 바와 같이, 제 1 분출 헤드 (40) 의 분출공 (46) 양측에는 흡인공 (47, 48) 이 형성되어 있으므로, 파티클은 제전 가스와 함께 흡인공 (47, 48, 57, 58) 에 흡인되어 인쇄 대상물 (5) 에 재부착되지 않는다. 노즐 영역 (32) 의 길이는 인쇄 영역 (4) 의 폭보다 커, 노즐 영역 (32) 의 양단은 인쇄 영역 (4) 의 가장자리와 일치하거나 그것보다 삐져 나오며, 인쇄 영역 (4) 의 폭 방향 일단에서 타단까지 잉크가 소정 간격을 두고 착탄 가능하게 되어 있다.
따라서, 노즐 영역 (32) 이 개시 위치 (S) 에서 인쇄 영역 (4) 으로 들어갔을 때에 잉크의 토출을 개시하고, 노즐 영역 (32) 이 인쇄 영역 (4) 에서 종료 위치 (E) 로 나올 때에 잉크의 토출을 정지시키면, 인쇄 영역 (4) 전부에 잉크가 착 탄된다.
잉크가 착탄되기 전에는 인쇄 영역 (4) 이 제전되어 있기 때문에, 잉크의 착탄 위치가 어긋나지 않고, 게다가 인쇄 영역 (4) 으로부터는 파티클이 제거되어 있으므로, 잉크의 도포층 (12) 에 파티클이 혼입되지 않는다.
분출공 (46, 56) 과 노즐 영역 (32) 사이에는 흡인공 (47, 57) 이 형성되어 있으므로, 상기 서술한 바와 같이 노즐 영역 (32) 에 기류가 발생하지 않는 데다가, 토출시나 착탄시에 발생하는 잉크의 비말도 흡인공 (47, 57) 에 흡인된다.
따라서, 노즐 (35) 에는 제전 가스나 건조 가스가 들어가지 않고, 노즐 (35) 의 주위가 잉크 비말로 오염되지도 않으므로, 노즐 (35) 내에 메니스커스의 흐트러짐이 발생하지 않아, 잉크의 토출이 안정적으로 실시된다.
상기 서술한 바와 같이, 제 2 분출 헤드 (50) 의 분출공 (56) 도, 그 슬릿 또는 열의 양단이 인쇄 영역 (4) 의 가장자리와 일치하거나 그것보다 삐져 나와 있으므로, 인쇄 영역 (4) 에 형성된 도포층 (12) 전부에 건조 가스가 분사되어, 도포층 (12) 을 구성하는 잉크로부터 용제가 증발 제거된다.
여기서는, 건조 가스의 기류와 함께 초음파 진동이 도포층 (12) 에 조사되므로, 도포층 (12) 이 건조될 때에는 초음파 진동에 의해 도포층 (12) 의 평탄화도 실시된다. 따라서, 도포층 (12) 은 평탄하고 건조한 것이 된다.
제 2 분출 헤드 (50) 에는, 분출공 (56) 의 이동 방향 (D) 후방에도 흡인공 (58) 이 형성되어 있으므로, 도포층 (12) 으로부터 증발 제거된 용제는 이 흡인공 (58) 에 흡인된다. 따라서, 인쇄 기구 (3) 외부로 누출되는 용제의 증기량이 적어, 작업 환경의 오염이 방지된다.
인쇄 기구 (3) 가 종료 위치 (E) 에 도달한 후, 도포층 (12) 이 형성된 상태의 인쇄 대상물 (5) 을 탑재대 (11) 로부터 치우고, 잉크의 토출을 정지시킨 상태에서, 인쇄 기구 (3) 를 이동 방향 (D) 과는 역방향으로 이동시켜 다시 개시 위치 (S) 로 되돌리면, 새로운 인쇄 대상물 (5) 에 도포층 (12) 을 형성할 수 있다.
이상은, 인쇄 기구 (3) 가 일 방향으로 이동할 때에만 잉크를 토출하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 4 의 부호 7 은 본 발명의 인쇄 장치의 다른 예를 나타내고 있고, 이 인쇄 장치 (7) 는 인쇄 기구 (3) 를 이동시키는 이동 수단 (제 1 이동 수단) (15) 과, 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 의 구성과, 분출공 (46, 56) 의 길이와 인쇄 영역 (4) 의 폭의 대소 관계도 도 1 의 인쇄 장치 (1) 와 동일하지만, 제 1 이동 수단 (15) 외에 제 2 이동 수단 (85) 을 갖고 있는 것과, 노즐 영역 (32) 의 넓이가 상이한 것과, 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 의 양방에 이오나이저 (45) 와 초음파 발생 장치 (55) 가 각각 장착된 것이 상이하다.
이오나이저 (45) 와 초음파 발생 장치 (55) 는 개별적으로 전환 가능하며, 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 는 이오나이저 (45) 를 동작시켰을 때에 분출공 (46, 56) 으로부터 제전 가스를 분출하고, 이오나이저 (45) 를 정지시킨 상태에서는 건조 가스를 분출한다. 또한, 건조 가스를 분출할 때에 초음파 발생 장치 (55) 를 동작시키면, 건조 가스의 기류와 함께 초음파 진동을 전달시킬 수 있다.
제 2 이동 수단 (85) 은 직선상의 가이드 (84) 와 모터 (86) 를 갖고 있고, 모터 (86) 의 구동력을 인쇄 헤드 (30) 에 전달하면, 인쇄 헤드 (30) 가 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 사이의 위치에서 가이드 (84) 의 부설 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구성되어 있다.
제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 는 제 2 이동 수단 (85) 에 의해 이동시키지 않아 가이드 (84) 에 대하여 상대적으로 정지되어 있고, 제 2 이동 수단 (85) 은 인쇄 헤드 (30) 를 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 에 대하여 상대적으로 이동시킨다.
가이드 (84) 의 부설 방향은 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향과 교차하고 있고, 따라서, 인쇄 헤드 (30) 가 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 에 대하여 상대적으로 이동할 때의 이동 방향은, 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향과 교차한다.
이 인쇄 장치 (7) 로 도포층 (12) 을 형성하는 공정에 대해 설명하면, 먼저 제 1 이동 수단 (15) 에 의해 인쇄 기구 (3) 를 인쇄 영역 (4) 보다 외측의 개시 위치 (S) 로 이동시킨다.
여기서는, 인쇄 기구 (3) 가 개시 위치 (S) 에 있을 때에, 인쇄 영역 (4) 에 가까운 쪽의 분출 헤드를 제 1 분출 헤드 (40) 로 하고, 인쇄 영역 (4) 에 먼 쪽의 분출 헤드를 제 2 분출 헤드 (50) 로 한다. 제 1 분출 헤드 (40) 로부터의 제전 가스의 분출과, 제 2 분출 헤드 (50) 로부터의 건조 가스의 분출과, 제 2 분출 헤드 (50) 내에서의 초음파의 발생과, 각 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터의 흡인을 개시한다.
다음으로, 인쇄 헤드 (30) 를 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 에 대하여 정 지시킨 상태에서, 제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파의 발생과 흡인을 계속한다. 그 상태에서, 제 1 분출 헤드 (40) 가 이동 방향 선두가 되도록 인쇄 기구 (3) 를 이동시킨다.
인쇄 기구 (3) 전체가 인쇄 영역 (4) 을 사이에 두고 개시 위치 (S) 와는 반대측인 반환 위치 (M) 로 이동하였을 때, 인쇄 기구 (3) 의 이동을 정지시켜, 제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파의 발생과 흡인을 정지시킨다.
인쇄 기구 (3) 가 이동하고 있는 동안, 노즐 영역 (32) 이 개시 위치 (S) 에서 인쇄 영역 (4) 으로 들어갔을 때에 잉크의 토출을 개시하고, 노즐 영역 (32) 이 인쇄 영역 (4) 에서 반환 위치 (M) 로 나올 때에 잉크의 토출을 정지시켜, 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향을 따른 띠상의 도포층 (12) 을 형성한다.
이 인쇄 장치 (7) 의 노즐 영역 (32) 의 길이는 인쇄 영역 (4) 의 폭보다 짧게 되어 있다. 따라서, 노즐 영역 (32) 이 반환 위치 (M) 로 나올 때에는 인쇄 영역 (4) 전부에 도포층 (12) 은 형성되어 있지 않아, 인쇄 영역 (4) 에는 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향을 따라 도포층 (12) 이 형성되어 있지 않은 부분이 남아 있다.
인쇄 기구 (3) 를 반환 위치 (M) 에서 정지시킨 상태에서, 인쇄 헤드 (30) 를 인쇄 기구 (3) 의 이동 방향과 교차하는 방향으로 이동시켜, 후술하는 귀로에서 노즐 영역 (32) 이 도포층 (12) 이 형성되어 있지 않은 부분을 통과하도록 인쇄 헤드 (30) 의 위치를 어긋나게 한다.
인쇄 기구 (3) 가 반환 위치 (M) 에 있을 때에는, 제 2 분출 헤드 (50) 가 인쇄 영역 (4) 에 가깝고, 제 1 분출 헤드 (40) 가 제 2 분출 헤드 (50) 보다 인쇄 영역 (4) 에서 멀게 되어 있다.
제 2 분출 헤드 (50) 로부터의 제전 가스의 분출과, 제 1 분출 헤드 (40) 로부터의 건조 가스의 분출과, 제 1 분출 헤드 (40) 내에서의 초음파 발생과, 각 흡인공 (47, 48, 57, 58) 으로부터의 흡인을 개시한다. 제전 가스와 건조 가스의 분출과 초음파의 발생과 흡인을 계속하면서, 인쇄 기구 (3) 를 이동시켜 반환 위치 (M) 에서 개시 위치 (S) 로 되돌린다.
인쇄 기구 (3) 가 반환 위치 (M) 에서 개시 위치 (S) 로 되돌아오는 귀로에서는, 개시 위치 (S) 에서 반환 위치 (M) 로 이동하는 왕로(往路)시와 비교하여 인쇄 헤드 (30) 의 위치가 어긋나 있어, 인쇄 헤드 (30) 는 도포층 (12) 이 형성되어 있지 않은 부분을 통과한다.
따라서, 노즐 영역 (32) 이 반환 위치 (M) 에서 인쇄 영역 (4) 으로 들어갔을 때에 잉크의 토출을 개시하고, 인쇄 영역 (4) 에서 개시 위치 (S) 로 나올 때에 잉크의 토출을 정지시키면, 왕로에서 도포층 (12) 이 형성되지 않았던 부분에 띠상의 도포층 (12) 이 형성된다.
여기서는, 노즐 영역 (32) 의 길이는 인쇄 영역 (4) 의 폭의 1/2 이거나, 그것보다 길게 되어 있다. 인쇄 기구 (3) 가 왕로를 이동할 때에는, 노즐 영역 (32) 의 일단이 인쇄 영역 (4) 의 폭 방향의 일단과 일치하거나, 그것보다 삐져 나오도록 한다. 또한, 귀로를 이동할 때에는, 노즐 영역 (32) 의 일단이 왕로에서 형성된 도포층 (12) 과 서로 겹쳐지고, 타단이 인쇄 영역 (4) 의 폭 방향의 타 단과 일치하거나, 그것보다 삐져 나오도록 하면, 인쇄 기구 (3) 를 일 왕복시키는 것만으로 인쇄 영역 (14) 전부에 도포층 (12) 이 형성된다.
도포층 (12) 의 형성이 종료되었을 때에는 인쇄 기구 (3) 는 개시 위치 (S) 로 되돌아와 있으므로, 인쇄 기구 (3) 를 다른 위치에 이동시키지 않아도 새로운 인쇄 대상물 (5) 에 대한 잉크의 도포를 개시할 수 있다.
이 인쇄 장치 (7) 에 있어서도, 도 1 에 나타낸 인쇄 장치 (1) 와 동일하게, 잉크가 착탄되기 전에 제전 가스가 분사되고, 잉크가 착탄된 후에 건조 가스가 분사된다. 따라서, 파티클의 혼입이 없고, 막두께 균일한 도포층 (12) 이 얻어진다.
여기서는, 인쇄 장치 (7) 는 탑재대 (11) 의 주위에 배치된 배기 장치 (89) 를 갖고 있다. 흡인공 (47, 48) 에서 완전히 흡인되지 않은 용제의 증기는 이 배기 장치 (89) 에 의해 흡인된다. 또한, 탑재대 (11) 를 도시 생략의 덮개 부재로 덮어 두면, 용제의 증기는 그 덮개 부재와 탑재대 (11) 로 둘러싸인 공간에 충만하므로, 용제의 증기에 의한 작업 환경의 오염이 일어나지 않는다.
또한, 노즐 영역 (32) 의 길이가 인쇄 영역 (4) 의 폭의 1/2 보다 짧은 경우에는, 인쇄 기구 (3) 를 1 왕복 반 이상 이동시켜 잉크의 토출을 실시하면, 인쇄 영역 (4) 전부에 도포층을 형성할 수 있다.
이상은, 건조 가스와 함께 초음파 진동을 인쇄 대상물 (5) 상의 도포층 (12) 에 조사하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 초음파 진동을 부가하지 않고 건조 가스를 도포층 (12) 에 분사해도 된다.
흡인공 (47, 48, 57, 58) 은 분출공 (46, 56) 의 양측에 형성하는 경우에 한정되지 않는다. 적어도 분출공 (46, 56) 과 노즐 영역 (32) 사이에 흡인공 (47, 57) 을 형성하면, 노즐 (35) 에 제전 가스도 건조 가스도 도달하지 않기 때문에, 노즐 (35) 의 토출량이 안정된다.
본 발명의 인쇄 장치 (1, 7) 는, 파티클의 혼입 방지나 막두께 균일성이 요구되는 도포층 (12) 의 형성에 특히 적합하다.
구체적으로는, 폴리이미드 수지 등의 수지 재료가 용제에 분산 또는 용해된 잉크를 도포하여 수지막으로 이루어지는 배향막을 형성하는 배향막의 형성 방법이 있다.
이상은, 인쇄 영역 (4) 전부에 도포층 (12) 을 형성하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 노즐 (35) 이 인쇄 대상물 (5) 의 소정 위치 상에 위치할 때에 잉크를 토출하여, 인쇄 대상물 (5) 의 소정 위치에 간격을 두고 도포층 (12) 을 형성할 수도 있다.
구체적으로는, 착색 재료 또는 PLED (고분자 발광 다이오드) 가 용제에 분산 또는 용해된 잉크를 인쇄 대상물 (5) 의 소정 장소 (픽셀) 내에 착탄시켜, 컬러 필터나 PLED 막을 형성하는 경우가 있다. 이 경우에 있어서도, 본 발명의 인쇄 장치 (1, 7) 를 사용하면, 컬러 필터나 PLED 막은 파티클의 혼입이 없고, 막두께 균일해진다.
인쇄 대상물 (5) 의 종류도 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 배향막이나 컬러 필터나 PLED 막을 형성하는 경우에는, 인쇄 대상물 (5) 은 표면 상 에 전극이 형성된 유리 기판이다.
제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 에 공급하는 가스의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, N2, O2, 공기 등이다. 이들 가스는 2 종류 이상을 혼합하여 동일한 분출 헤드에 공급해도 된다. 또한, 제 1, 제 2 분출 헤드 (40, 50) 마다 공급하는 가스의 종류를 바꿔도 된다.
이오나이저 (45) 의 설치 장소는 버퍼실 (42) 에 한정되는 것이 아니라, 분출공 (46) 으로부터 분출되기 전의 가스를 이온화할 수 있으면 된다. 예를 들어, 가스 공급계 (17) 에 이오나이저 (45) 를 설치하여, 제 1 분출 헤드 (40) 또는 제 2 분출 헤드 (50) 에 이온화된 제전 가스를 공급해도 된다.
본 발명에 사용하는 이오나이저 (45) 는 + 이온과 - 이온을 발생시키고, 대전된 물체를 역극성의 이온으로 중화시켜, 정전기를 제거하는 장치이다.
이오나이저 (45) 로는, 예를 들어 AC 식 정전기 제거 장치와 DC 식 정전기 제거 장치를 사용할 수 있다.
AC 식 정전기 제거 장치란, 교류 전원을 고전압 (AC 4㎸ 이상 7㎸ 이하) 으로 승압시켜, 상용 주파수 (50㎐ 내지 60㎐) 의 타이밍에서 플러스와 마이너스의 이온을 만든다. 이 정전기 제거 장치의 특징은 기종이 풍부하고, 취급이 간단한 점이다. 블로우 에어 (공기 분출) 등의 어시스트로 정전기 제거의 유효 범위를 확대시킨 정전기 제거 장치를 사용할 수도 있다.
DC 식 정전기 제거 장치란, 직류 고전압을 이용하고, 플러스와 마이너스의 전극을 갖고, 각각 플러스, 마이너스의 전극에 고전압을 인가하는 점이 AC 방식과 상이하다. 이온을 발생시키는 타이밍을 조정하거나, 플러스와 마이너스의 이온을 동시에 개별적으로 생성할 수 있으므로, 이온의 확산이 양호하여 대전물과의 거리가 떨어져도 정전기 제거의 효과가 얻어지는 것을 특징으로 한다.
DC 식 정전기 제거 장치에는, 또한 SSDC (스테디 스테이트) 방식과 펄스 DC 방식이 있다. SSDC 방식은 플러스와 마이너스 양극의 전극에 연속적으로 고전압을 인가하여 이온을 동시에 발생시킨다. 이온을 동시에 연속적으로 발생시키는 점이 다른 방식과 상이하다.
펄스 DC 방식은, 플러스와 마이너스 각각의 이미터에 교대로 직류 고전압을 인가하여 이온을 생성한다. 그 펄스 (주파수) 의 타이밍을 조정함으로써 설치 환경·작업 환경에 적합한 정전기 제거의 효과가 얻어진다.

Claims (5)

  1. 인쇄 헤드와, 상기 인쇄 헤드를 이동시키는 제 1 이동 수단을 갖고,
    상기 인쇄 헤드를 이동시키면서 잉크를 인쇄 대상물을 향하여 토출 (吐出) 하도록 구성된 인쇄 장치로서,
    상기 인쇄 헤드의 이동 방향의 선두측에 배치되고, 제 1 가스가 공급되는 제 1 분출 헤드와,
    상기 제 1 분출 헤드 내에 배치되고, 상기 제 1 가스를 이온화하여 제전 (除電) 가스를 발생시키는 이오나이저와,
    상기 제 1 분출 헤드의 상기 인쇄 대상물과 대면하는 위치에 형성되고, 상기 제전 가스를 상기 인쇄 대상물을 향하여 분출하는 분출공과,
    상기 제 1 분출 헤드의 상기 분출공과 상기 인쇄 헤드 사이의 위치에 배치되고, 가스를 흡인하는 흡인 장치에 접속된 흡인공을 갖고,
    상기 제 1 분출 헤드와 상기 인쇄 헤드는, 상기 제 1 이동 수단에 의해 함께 이동 가능하게 구성된, 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드의 상기 이동 방향 후방측에 배치되고, 제 2 가스가 공급되는 제 2 분출 헤드와,
    상기 제 2 분출 헤드의 상기 인쇄 대상물과 대면하는 위치에 형성되고, 상기 제 2 가스를 상기 인쇄 대상물을 향하여 분출하는 분출공과,
    상기 제 2 분출 헤드의 상기 분출공과 상기 인쇄 헤드 사이에 배치되고, 상기 흡인 장치에 접속된 흡인공을 갖고,
    상기 제 2 분출 헤드는, 상기 인쇄 헤드와 상기 제 1 분출 헤드와 함께 이동 가능하게 된, 인쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 분출 헤드 내에는, 상기 제 2 가스와 함께 초음파를 조사하는 초음파 발생 수단이 형성된, 인쇄 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 분출 헤드 내에 배치되고, 상기 제 2 가스를 이온화하는 이오나이저를 갖고,
    상기 제 1 이동 수단은, 상기 인쇄 헤드와 상기 제 1, 제 2 분출 헤드를 함께 왕복 이동시키도록 구성된, 인쇄 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 인쇄 헤드를 상기 제 1, 제 2 분출 헤드에 대하여 상대적으로 이동시키는 제 2 이동 수단을 갖는, 인쇄 장치.
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