KR20210036833A - 잉크젯 장치 - Google Patents

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KR20210036833A
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히데히로 요시다
요우스케 도요후쿠
겐타로 구마자와
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

잉크젯 장치에, 길이 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치된 복수의 노즐을 갖고, 인쇄 폭방향으로 서로 다른 영역에 잉크를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드와, 디스플레이 패널의 인쇄면에 대하여 수직인 축둘레로 복수의 잉크젯 헤드를 회전시킴으로써, 노즐의 인쇄 폭방향의 간격을 변경하는 회전 동작, 및 잉크젯 헤드를 인쇄 폭방향으로 시프트시키는 시프트 동작을 행하는 위치 조정 기구를 마련한다.

Description

잉크젯 장치{INKJET DEVICE}
본 발명은, 복수의 노즐로부터 잉크를 토출함으로써 인쇄 대상에 잉크를 도포하는 잉크젯 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 인쇄 방향에 대하여 직각인 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 배치한 복수의 노즐로부터 잉크를 토출함으로써, 상기 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 인쇄 대상에 잉크를 도포하는 잉크젯 장치가 개시되어 있다. 이 잉크젯 장치에서는, 상기 복수의 노즐을, 가늘고 긴 형상의 잉크젯 헤드에 길이 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치하고 있다. 그리고, 인쇄 대상의 인쇄면에 대하여 수직인 축둘레로 잉크젯 헤드를 회전시킴으로써, 노즐의 인쇄 폭방향의 간격을 변경할 수 있도록 하고 있다.
일본 공개특허공보 2006-272035호
그러나, 특허문헌 1에 개시된 잉크젯 장치는, 잉크젯 헤드를 1개밖에 구비하고 있지 않으므로, 인쇄 대상이 대형의 디스플레이 디바이스 등, 대형인 경우, 잉크젯 헤드를 인쇄 폭방향으로 길게 할 필요가 있다. 그러나, 잉크젯 헤드를 과하게 길게 하면, 노즐의 간격에 대한 열팽창의 영향이 커진다.
또, 인쇄 대상의 인쇄면을 인쇄 폭방향으로 분할하여, 일 분할 영역의 인쇄 방향 전체의 인쇄를 종료한 후에, 다른 분할 영역의 인쇄를 행하도록 하면, 인쇄 타이밍의 차에 의하여 젖음 상태나 건조의 정도가 불균일해져, 인쇄 얼룩이 발생한다.
본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 잉크젯 헤드를 과하게 길게 하지 않고, 대형의 인쇄 대상에 발생하는 인쇄 얼룩을 저감시키는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 인쇄 방향에 대하여 직각인 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 배치한 복수의 노즐로부터 잉크를 토출함으로써, 상기 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 인쇄 대상에 잉크를 도포하는 잉크젯 장치로서, 소정의 배치 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치된 복수의 상기 노즐을 갖고, 또한 인쇄 폭방향으로 서로 다른 영역에 잉크를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드와, 상기 인쇄 대상의 인쇄면에 대하여 수직인 축둘레로 상기 복수의 잉크젯 헤드를 회전시킴으로써, 상기 노즐의 상기 인쇄 폭방향의 간격을 변경하는 회전 동작, 및 상기 복수의 잉크젯 헤드 중 적어도 하나를 상기 인쇄 폭방향으로 시프트시키는 시프트 동작을 행하는 위치 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
이로써, 상기 복수의 잉크젯 헤드에 병행하여 잉크를 토출시킴으로써, 각 잉크젯 헤드의 노즐 배치 영역보다 인쇄 폭방향으로 넓은 영역에 단시간에 잉크를 도포할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드를 과하게 길게 하지 않고, 대형의 인쇄 대상에 발생하는 인쇄 얼룩을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 잉크젯 헤드를 과하게 길게 하지 않고, 대형의 인쇄 대상에 발생하는 인쇄 얼룩을 저감시킬 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 관한 잉크젯 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 잉크젯 장치의 가동자(可動子) 위치 검지 장치, 위치 조정 기구 및 위치 조정 기구 제어부의 블록도이다.
도 3은 실시형태 2의 도 1 상당도이다.
도 4는 실시형태 3의 도 1 상당도이다.
도 5는 실시형태 3에 관한 잉크젯 장치의 위치 조정 기구 및 위치 조정 기구 제어부의 블록도이다.
도 6은 실시형태 4의 도 1 상당도이다.
도 7은 실시형태 4에 관한 잉크젯 장치의 가동자 위치 검지 장치, 위치 조정 기구, 노즐 위치 검지 장치 및 위치 조정 기구 제어부의 블록도이다.
도 8은 실시형태 4에 관한 잉크젯 장치의 위치 조정 기구 제어부에 의한 노즐 위치의 조정 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 9는 실시형태 5의 도 1 상당도이다.
도 10은 실시형태 5에 관한 잉크젯 장치의 가동자 위치 검지 장치, 위치 조정 기구, 착탄(着彈) 위치 검지 장치 및 위치 조정 기구 제어부의 블록도이다.
도 11은 실시형태 6의 도 1 상당도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII선에 상당하는 단면도이다.
도 13은 도 11의 XIII-XIII선에 상당하는 단면도이다.
도 14는 실시형태 6에 관한 잉크젯 장치의 위치 조정 기구, 헤드 위치 특정부 및 위치 조정 기구 제어부의 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면에 근거하여 설명한다.
(실시형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 관한 잉크젯 장치(100)를 나타낸다. 이 잉크젯 장치(100)는, 장치 본체(101)와, 인쇄 스테이지(102)와, 당해 인쇄 스테이지(102)를 소정의 인쇄 방향(X)으로 이동시키는 도시하지 않은 반송 장치를 구비하고 있다. 인쇄 스테이지(102)의 상면에는, 인쇄 대상으로서의 1매의 디스플레이 패널(103)이 그 표면을 상방을 향하여 흡착 등의 방법으로 고정되어 있다. 디스플레이 패널(103)의 표면은, 뱅크(103a)에 의하여 구획된 복수의 발색 영역(103b)을 갖는다. 각 발색 영역(103b)은, 부화소 1개분에 상당한다. 적색, 녹색, 청색의 3개의 부화소가 인쇄 폭방향(Y)으로 나열되어 1화소를 구성한다. 인쇄 폭방향(Y)은, 인쇄 방향(X)에 대하여 직각인 방향이다. 각 발색 영역(103b)에는, 잉크(104)가 도포된다. 잉크(104)는, 적색, 녹색, 또는 청색으로 발광하는 양자 도트 잉크이다.
장치 본체(101)는, 4개의 가늘고 긴 형상의 잉크젯 헤드(105)와, 도 2에 나타내는 위치 조정 기구(106)와, 가동자 위치 검지 장치(107)와, 위치 조정 기구 제어부(108)를 구비하고 있다.
잉크젯 헤드(105)는, 인쇄 스테이지(102)의 상방에 마련된다. 각 잉크젯 헤드(105)에는, 복수의 노즐(105a)이 길이 방향으로 서로 동등한 간격을 두고 직선상으로 형성되어 있다. 각 노즐(105a)은, 그 토출 방향을 인쇄 스테이지(102) 측, 즉 하방(도 1의 지면 안측)을 향하고 있다. 각 잉크젯 헤드(105)의 일단부에는, 상방 또는 하방, 즉 디스플레이 패널(103)의 인쇄면에 대하여 수직인 방향으로 돌출하는 회전축(109)이 고정되어 있다. 즉, 회전축(109)은, 인쇄 방향(X) 및 인쇄 폭방향(Y)에 대하여 직교하는 방향으로 뻗어 있다. 또한, 후에 설명하는 모터(112)의 동력에 의하여 잉크젯 헤드(105)가 회전 가능하게 구성되어 있으면, 회전축(109)은 없어도 된다. 또, 복수의 노즐(105a)은, 일직선 상에 나열되도록 형성할 수 있다. 각 잉크젯 헤드(105)에 있어서 복수의 노즐(105a)이 일직선 상에 나열되어 있으면, 하나의 노즐열마다 개별적으로, 후에 설명하는 회전 동작 및 시프트 동작을 행하게 할 수 있다. 즉, 복수의 노즐(105a)의 인쇄 폭방향(Y)에 있어서의 간격을 보다 양호한 정밀도로 조정할 수 있다. 또, 회전축(109) 즉 잉크젯 헤드(105)의 회전 중심축은, 복수의 노즐(105a)과 함께 일직선 상에 나열되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, 후에 설명하는 각도(
Figure pat00001
)의 조정에 의하여, 인접하는 노즐(105a)끼리의 인쇄 폭방향(Y)에 있어서의 간격을 용이하게 원하는 값으로 조정할 수 있다.
위치 조정 기구(106)는, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 위치를 조정한다. 위치 조정 기구(106)는, 회전 기구(110)와, 시프트 기구(111)를 구비하고 있다.
회전 기구(110)는, 각 잉크젯 헤드(105)를 각 회전축(109) 둘레로 회전시킴으로써, 노즐(105a)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격을 변경하는 회전 동작을 행한다. 회전 기구(110)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 길이 방향이 인쇄 방향(X)에 대하여 이루는 각도(
Figure pat00002
)를 0~90도의 범위의 각도로 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 회전 기구(110)는, 4개의 모터(112)와, 4개의 동력 전동 기구(113)를 구비하고 있다. 1개의 모터(112)와 1개의 동력 전동 기구(113)로 이루어지는 세트가, 후에 설명하는 가동자(115) 1개당 1세트, 각 가동자(115)에 장착되어 있다. 각 잉크젯 헤드(105)의 일단부는, 회전축(109) 및 동력 전동 기구(113)를 개재하여, 각 모터(112)에 1개씩 연결되어 있다. 동력 전동 기구(113)는, 모터(112)의 동력을 회전축(109)에 전달함으로써 회전축(109) 나아가서는 잉크젯 헤드(105)를 회전시킨다. 또한, 동력 전동 기구(113)를 개재하지 않고, 모터(112)를 회전축(109) 혹은 잉크젯 헤드(105)의 일단부에 직접 연결해도 되는 것은 말할 것도 없다.
시프트 기구(111)는, 각 잉크젯 헤드(105)를 인쇄 폭방향(Y)으로 시프트시키는 시프트 동작을 행한다. 시프트 기구(111)는, 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗도록 배치되고, 또한 영구 자석이 내장된 샤프트(114)와, 샤프트(114)를 외주 측으로부터 둘러싸도록 권회(捲回)된 코일(전자석)을 내장하는 4개의 가동자(115)를 구비한 샤프트 모터이다. 각 가동자(115)의 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써, 각 가동자(115)를 인쇄 폭방향(Y)의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 가동자(115)와 잉크젯 헤드(105)는, 회전축(109)을 개재하여 연결되어 있다. 또, 가동자(115)에는, 상기 회전 기구(110)가 장착되어 있다. 따라서, 상기 잉크젯 헤드(105) 및 회전 기구(110)는, 가동자(115)와 함께 샤프트(114)를 따라 인쇄 폭방향(Y)으로 이동 가능하게 되어 있다.
가동자 위치 검지 장치(107)는, 각 가동자(115)의 위치를 검지한다. 가동자 위치 검지 장치(107)는, 리니어 스케일(116)과, 독취 헤드(117)를 구비하고 있다. 리니어 스케일(116)은, 샤프트(114)와 평행하게 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗도록 배치되어 있다. 독취 헤드(117)는, 각 가동자(115)에 고정되어 있다. 각 독취 헤드(117)는, 리니어 스케일(116)의 위치 정보를 독취함으로써, 가동자(115)의 위치를 검지한다.
위치 조정 기구 제어부(108)는, 가동자 위치 검지 장치(107)의 검지 결과에 근거하여, 위치 조정 기구(106)를 제어한다. 위치 조정 기구 제어부(108)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 길이 방향의 간격을 미리 기억하고 있다. 그리고, 위치 조정 기구 제어부(108)는, 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격과, 기억한 노즐(105a)의 간격에 근거하여, 각 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00003
)와 가동자(115)의 인쇄 폭방향(Y)의 위치를 산출한다. 각도(
Figure pat00004
)(이하, 산출 각도(
Figure pat00005
)라고 부름)는, 이하의 식 1에 의하여 산출된다.
Figure pat00006
=sin-1(발색 영역(103b)의 간격/노즐(105a)의 간격)…(식 1)
위치 조정 기구 제어부(108)는, 4개의 잉크젯 헤드(105)가 인쇄 폭방향으로 서로 다른 영역에 잉크(104)를 토출하도록 위치 조정 기구(106)를 제어한다.
위치 조정 기구 제어부(108)의 기능은, 퍼스널 컴퓨터 등의 CPU(Central Processing Unit) 등에 의하여 실현된다.
상술한 바와 같이 구성된 잉크젯 장치(100)에서는, 이하와 같이 노즐(105a)의 위치가 조정된다.
먼저, 유저가, 인쇄 대상의 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격과, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 길이 방향의 간격을 위치 조정 기구 제어부(108)에 보존한다. 이어서, 위치 조정 기구 제어부(108)가, 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격과, 기억한 노즐(105a)의 간격에 근거하여, 각 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00007
)와 가동자(115)의 인쇄 폭방향(Y)의 위치를 산출한다. 그 후, 위치 조정 기구 제어부(108)가, 각 잉크젯 헤드(105)의 길이 방향이 인쇄 방향(X)에 대하여 각도(
Figure pat00008
)를 이루도록, 회전 기구(110)에 회전 동작을 행하게 한다. 이로써, 모터(112)가 구동되고, 모터(112)의 동력이 동력 전동 기구(113)를 개재하여 각 잉크젯 헤드(105)의 회전축(109)에 전해져, 잉크젯 헤드(105)가 회전축(109) 둘레로 회전하여, 각 잉크젯 헤드(105)의 길이 방향이 인쇄 방향(X)에 대하여 각도(
Figure pat00009
)를 이룬다. 또, 위치 조정 기구 제어부(108)는, 각 가동자(115), 즉 각 잉크젯 헤드(105)의 일단부의 인쇄 폭방향(Y)의 위치가 산출한 위치가 되도록, 가동자 위치 검지 장치(107)의 검지 결과를 참조하여, 시프트 기구(111)에 시프트 동작을 행하게 한다. 구체적으로는, 가동자(115)의 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써, 가동자(115)를 인쇄 폭방향(Y)의 임의의 위치로 이동시킨다. 이 상태에서, 각 잉크젯 헤드(105)의 복수의 노즐(105a)은, 인쇄 폭방향(Y)으로 간격을 두고 배치된다.
잉크젯 헤드(105)의 위치 조정의 종료 후, 장치 본체(101)를 고정한 상태에서 인쇄 스테이지(102)를 일정한 스피드로 인쇄 방향(X)으로 이동시키면서, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 복수의 노즐(105a)로부터 소정의 타이밍마다 잉크(104)를 동시에 토출시킨다. 4개의 잉크젯 헤드(105)는, 인쇄 폭방향으로 서로 다른 영역에 잉크(104)를 토출한다. 토출된 잉크(104)는, 인쇄 폭방향(Y)으로 서로 간격을 두고 발색 영역(103b) 상에 도포된다. 또한, 각 노즐(105a)로부터 한 번에 토출되는 잉크(104)는 소정의 체적인 것이 요구된다. 잉크(104)의 체적이 불균일하면, 디스플레이 패널(103)의 화소마다의 밝기나 색조가 불균일하여, 디스플레이 패널(103)의 품질이 저하된다. 또, 발색 영역(103b)으로부터 잉크(104)가 유출되면, 발광 불량이나 인접한 발색 영역(103b)으로의 잉크(104)의 침입에 의한 혼색(混色)을 초래한다. 따라서, 각 발색 영역(103b)에 잉크(104)를 정확하게 착탄시키는 것이 중요하다.
이와 같이, 인쇄 대상의 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격을 위치 조정 기구 제어부(108)에 설정함으로써, 잉크젯 헤드(105)의 위치를 자동적으로 조정할 수 있으므로, 인쇄 대상의 디스플레이 패널(103)의 종류를 변경할 때의 설정 작업이 용이하다.
따라서, 본 실시형태 1에 의하면, 복수의 잉크젯 헤드(105)에 병행하여 잉크(104)를 토출시킴으로써, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a) 배치 영역보다 인쇄 폭방향(Y)으로 넓은 영역에 단시간에 잉크(104)를 도포할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드(105)를 과하게 길게 하지 않고, 대형의 디스플레이 패널(103)에 발생하는 인쇄 얼룩을 저감시킬 수 있다.
(실시형태 1의 변형예)
상기 실시형태 1에서는, 인쇄 대상의 디스플레이 패널(103)을 1매로 했지만, 복수 매로 해도 된다. 또, 발색 영역(103b)의 간격이 다른 복수 종류의 디스플레이 패널(103)을, 인쇄 스테이지(102) 상에 인쇄 폭방향(Y)으로 나열해도 된다. 그리고, 위치 조정 기구 제어부(108)가, 각 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격을 미리 기억하고, 각 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00010
)와 인쇄 폭방향(Y)의 위치를, 각 잉크젯 헤드(105)의 인쇄 대상의 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 간격과, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 간격에 근거하여 산출하도록 해도 된다. 또, 인쇄 스테이지(102) 상의 인쇄 폭방향(Y) 일부의 영역에 인쇄 대상이 배치되어 있지 않을 때, 인쇄 대상이 배치되어 있지 않은 영역에 대향하는 개소에는, 잉크젯 헤드(105)를 배치하지 않고, 인쇄 대상이 배치된 영역에 대향하는 개소에 잉크젯 헤드(105)를 집중하여 배치해도 된다. 이로써, 잉크젯 헤드(105)의 수를 줄여, 설비를 경량화할 수 있다.
(실시형태 2)
도 3은, 본 발명의 실시형태 2에 관한 잉크젯 장치(200)를 나타낸다. 본 실시형태 2에서는, 도 3 중 좌우 양측(인쇄 폭방향(Y) 양측)에 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105)의 일단부가, 인쇄 방향(X)으로 뻗는 가늘고 긴 형상의 연결부로서의 연결 프레임(201)에 의하여 서로 연결되어 있다. 연결 프레임(201)의 단부(端部)와 잉크젯 헤드(105)의 단부는, 회전 기구(110) 및 회전축(109)을 개재하여 연결되어 있다. 연결 프레임(201)의 길이 방향 중앙에 가동자(115)가 고정되어 있다. 각 잉크젯 헤드(105)의 회전 기구(110)는, 가동자(115)가 아닌, 연결 프레임(201)의 단부에 장착되어 있다. 즉, 1개의 연결 프레임(201)의 양단에는, 회전 기구(110)를 구성하는 한 쌍의 모터(112)가 1개씩, 및 한 쌍의 동력 전동 기구(113)가 1개씩 장착되어 있다. 또, 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105) 중 1개의 일단부는, 한 쌍의 모터(112) 중 1개에 직접 또는 동력 전동 기구(113) 및 회전축(109)을 개재하여 연결되어 있다. 또, 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105) 중 다른 1개의 일단부는, 한 쌍의 모터(112) 중 다른 1개에 직접 또는 동력 전동 기구(113) 및 회전축(109)을 개재하여 연결되어 있다. 따라서, 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105) 및 그들과 연결되어 있는 1개의 연결 프레임(201)은, 평면시에서 Z자상으로 배치되어 있다. 또한, 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105) 중 1개의 회전 중심(예를 들면 회전축(109))과 인접하는 2개의 잉크젯 헤드(105) 중 다른 1개의 회전 중심(예를 들면 회전축(109))은, 인쇄 방향(X)과 평행한 직선상으로 나열되어 있다. 이 관계가 충족되는 한, 연결부는 연결 프레임(201)과 같은 가늘고 긴 형상이 아니어도 된다.
또, 본 실시형태 2에서는, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 간격(D1)은 공통의 길이로 설정되어 있다. 또, 위치 조정 기구 제어부(108)는, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00011
)로서, 공통의 값을 산출한다. 연결 프레임(201)을 사이에 두고 도 3 중 좌측의 잉크젯 헤드(105)의 회전축(109) 측의 가장 단부의 노즐(105a)과 당해 회전축(109)과의 간격(D2), 및 연결 프레임(201)을 사이에 두고 도 3 중 우측의 잉크젯 헤드(105)의 회전축(109) 측의 가장 단부의 노즐(105a)과 당해 회전축(109)과의 간격(D3)의 합계가, 각 잉크젯 헤드(105) 내에서 인접하는 노즐(105a)의 간격(D1)과 동등해진다. 즉, 이하의 식 2가 성립한다.
D1=D2+D3…(식 2)
따라서, 연결 프레임(201)에 의하여 서로 연결된 1대의 잉크젯 헤드(105) 사이에서 인접하는 노즐(105a)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격(D4)이, 각 잉크젯 헤드(105) 내에서 인접하는 노즐(105a)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격(D5)과 동등해진다.
그 외의 구성은, 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 본 실시형태 2에 의하면, 가동자(115)의 수를 반감할 수 있으므로, 잉크젯 장치(200)의 비용 및 중량을 삭감할 수 있다.
(실시형태 2의 변형예)
상기 실시형태 2에서는, 2개의 잉크젯 헤드(105)를 연결 프레임(201)으로 서로 연결했지만, 2개 이상의 잉크젯 헤드(105)를 연결 프레임(201)으로 연결해도 된다.
(실시형태 3)
도 4는, 본 발명의 실시형태 3에 관한 잉크젯 장치(300)를 나타낸다. 본 실시형태 3에서는, 실시형태 1의 위치 조정 기구(106) 및 위치 조정 기구 제어부(108) 대신에, 도 5에 나타내는 위치 조정 기구 (301) 및 위치 조정 기구 제어부(312)가 마련되어 있다.
위치 조정 기구(301)는, 4세트의 인쇄 방향 가동자(302) 및 인쇄 폭방향 가동자(303)와, 연동 기구로서의 가동자 연동 레일(304)과, 1대의 인쇄 폭방향 레일(305)과, 제1~제4 인쇄 방향 안내 레일(306a~306d)과, 인쇄 폭방향 안내 레일(307)과, 모터 등의 동력원(308)과, 동력 전달 기구(309)를 구비하고 있다. 본 실시형태 3에서는, 4개의 잉크젯 헤드(105)를, 도 4 중 우측으로부터 순서대로 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)라고 부른다. 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)의 노즐(105a)의 간격은, 공통으로 되어 있다.
각 잉크젯 헤드(1051~1054)의 길이 방향 일단부의 회전축(109)에는, 인쇄 방향 가동자(302)가 연결되어 있다. 인쇄 방향 가동자(302)의 인쇄 방향(X) 전후 양단면의 인쇄 폭방향(Y) 양단부에는, 라운드(302a)가 형성되어 있다. 각 잉크젯 헤드(1051~1054)의 길이 방향 타단부에도, 상방 또는 하방, 즉 디스플레이 패널(103)의 인쇄면에 대하여 수직인 방향으로 돌출하는 회전축(310)이 고정되고, 당해 회전축(310)에는, 인쇄 폭방향 가동자(303)가 연결되어 있다. 잉크젯 헤드(105)는, 인쇄 방향 가동자(302) 및 인쇄 폭방향 가동자(303)에 대하여 회전축(109, 310) 둘레로 회동(回動) 가능하게 되어 있다. 즉, 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)는, 각각 자신의 일단부에 있어서 복수의 인쇄 폭방향 가동자(303) 중 하나에 상대 회전 가능하게 연결되어 있음과 함께, 자신의 타단부에 있어서 복수의 인쇄 방향 가동자(302) 중 하나에 상대 회전 가능하게 연결되어 있다.
인쇄 폭방향(Y)으로 뻗음과 함께 인쇄 방향(X)으로 시프트 가능하게 배치된 가동자 연동 레일(304)은, 상하 방향으로 관통하여, 인쇄 폭방향(Y)으로 긴 직사각형의 긴 구멍(304a)을 갖고 있다. 당해 긴 구멍(304a)의 인쇄 방향(X)의 폭은, 인쇄 방향 가동자(302)의 폭보다 약간 길게 설정되어 있다. 가동자 연동 레일(304)은, 긴 구멍(304a) 내에 4개의 인쇄 방향 가동자(302)를 수용함으로써, 4개의 인쇄 방향 가동자(302)의 인쇄 방향(X)의 위치를 정렬하고 있다. 인쇄 방향 가동자(302)의 인쇄 방향(X) 전후 양단면은, 긴 구멍(304a)의 내주면에 맞닿거나 또는 미소한 간극을 두고 내측으로부터 대향하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 가동자 연동 레일(304)은, 4개의 인쇄 방향 가동자(302)를 인쇄 폭방향(Y) 즉 가동자 연동 레일(304)을 따라 이동 가능한 상태로 인쇄 방향(X)을 따르는 방향으로 연동시킨다. 즉, 각 인쇄 방향 가동자(302)는, 가동자 연동 레일(304)을 따라 이동 가능하게 배치되어 있다.
인쇄 폭방향 레일(305)은, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 인쇄 방향(X) 전후 양측에서 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗어 있다.
제1~제4 인쇄 방향 안내 레일(306a~306d)은, 인쇄 방향(X)으로 뻗는 장척상으로 형성되고, 도 4 중 우측으로부터 순서대로 서로 평행하게 배치되어 있다. 제1~제4 인쇄 방향 안내 레일(306a~306d)의 양단부는, 인쇄 폭방향 레일(305)에 베어링(311)을 개재하여 연결되어, 당해 인쇄 폭방향 레일(305)에 의하여 인쇄 폭방향(Y)으로 안내된다. 즉, 제1~제4 인쇄 방향 안내 레일(306a~306d)의 양단부는, 인쇄 폭방향(Y)으로 시프트 가능하게 배치되어 있다. 제1~제3 인쇄 방향 안내 레일(306a~306c)의 일단부 근방은, 제2~제4 잉크젯 헤드(1052~1054)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)에 순서대로 고정되어 있다. 또, 제1~제4 인쇄 방향 안내 레일(306a~306d)에 있어서의 인쇄 폭방향 가동자(303)보다 타단 근방에는, 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)가 순서대로 인쇄 방향(X)을 따르는 방향으로 슬라이딩 가능하게 계합(係合)되어 있다. 즉, 제1~제3 인쇄 방향 안내 레일(306a~306c)은, 인접하는 1대의 상기 잉크젯 헤드(105) 중 일방의 잉크젯 헤드(105)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)에 고정되고, 또한 타방의 잉크젯 헤드(105)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)를 인쇄 방향(X)을 따르는 방향으로 안내하게 되어 있다.
인쇄 폭방향(Y)으로 뻗도록 배치된 인쇄 폭방향 안내 레일(307) 상에는, 인쇄 폭방향 가동자(303)가 인쇄 폭방향(Y)에 슬라이딩 가능하게 배치되어 있다. 또한, 인쇄 폭방향 가동자(303)는, 인쇄 폭방향 안내 레일(307)에 대하여 롤러 등의 구름 부재를 개재하여 이동해도 된다.
동력 전달 기구(309)는, 복수의 인쇄 폭방향 가동자(303) 중 하나, 본 실시형태에 있어서는 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)에 연결되어 있다. 동력 전달 기구(309)는, 동력원(308)의 동력을 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)에 전달함으로써, 당해 인쇄 폭방향 가동자(303)를 인쇄 폭방향(Y)으로 이동시키도록 되어 있다. 또한, 동력 전달 기구(309)는, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303) 이외의 인쇄 폭방향 가동자(303)에 연결되어도 된다.
위치 조정 기구 제어부(312)는, 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)의 노즐(105a)의 길이 방향의 간격을 미리 기억하고 있다. 위치 조정 기구 제어부(312)는, 미리 기억한 노즐(105a)의 간격에 근거하여, 노즐(105a)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격이, 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격이 되도록, 동력원(308)을 제어한다.
위치 조정 기구 제어부(312)의 기능은, 퍼스널 컴퓨터 등의 CPU(Central Processing Unit) 등에 의하여 실현된다.
본 실시형태 3의 잉크젯 장치(300)에서는, 동력원(308)의 구동에 의하여, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)를 도 4 중 우방향(인쇄 폭방향(Y) 일방)으로 이동시키면, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303) 측의 단부가 도 4 중 우방향으로 당겨진다. 그러면, 제1 잉크젯 헤드(1051)가 회전축(109) 둘레로 각도(
Figure pat00012
)를 크게 하는 방향으로 회동하고, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)가 도 4 중 하방향(인쇄 방향(X)을 따르는 일방) 및 우방향으로 이동한다. 이로써, 가동자 연동 레일(304)이 도 4 중 하방향으로 밀려, 제2 잉크젯 헤드(1052)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)도 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)에 연동되어 도 4 중 하방향(인쇄 방향(X)을 따르는 일방)으로 이동한다. 또, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 방향 가동자(302)의 도 4 중 우측으로의 이동력이 제1 인쇄 방향 안내 레일(306a)을 개재하여 제2 잉크젯 헤드(1052)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)에 전달되어 당해 인쇄 폭방향 가동자(303)가 도 4중 우방향으로 이동한다. 제2 잉크젯 헤드(1052)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)가 우방향으로 이동하면, 제2 잉크젯 헤드(1052)가 각도(
Figure pat00013
)를 크게 하는 방향으로 회동한다. 가동자 연동 레일(304) 및 제1 인쇄 방향 안내 레일(306a)의 이동력은, 제3 및 제4 잉크젯 헤드(1053, 1054)에도 전해져, 제1~제4의 모든 잉크젯 헤드(1051~1054)가 각도(
Figure pat00014
)를 크게 하는 방향으로 회동함과 함께, 도 4 중 우방향으로 이동한다.
또, 동력원(308)의 구동에 의하여, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)를 도 4 중 좌방향으로 이동시킴으로써, 제1~제4의 모든 잉크젯 헤드(1051~1054)를 각도(
Figure pat00015
)를 작게 하는 방향으로 회동시킴과 함께, 도 4 중 좌방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)를 인쇄 폭방향(Y)으로 이동시키는 것만으로, 제1~제4 잉크젯 헤드(1051~1054)의 기울기 각도(
Figure pat00016
)와 인쇄 폭방향(Y)의 간격을 동시에 변경할 수 있다.
그 외의 구성은, 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 본 실시형태 3에 의하면, 하나의 동력원(308)으로 복수의 잉크젯 헤드(105)의 위치를 조정할 수 있으므로, 동력원(308)의 수를 줄여, 잉크젯 장치(100)의 비용 및 중량을 삭감할 수 있다.
또, 인쇄 방향 가동자(302)의 인쇄 방향(X) 전후 양단면의 인쇄 폭방향(Y) 양단부에 라운드(302a)를 형성했으므로, 인쇄 방향 가동자(302)가 인쇄 폭방향(Y)으로의 이동을 개시할 때에 마찰력이 크게 작용하여 인쇄 방향 가동자(302)가 가동자 연동 레일(304)의 긴 구멍(304a)의 내주면에 걸리는 것을 방지할 수 있다.
(실시형태 3의 변형예)
또한, 상기 실시형태 3에 있어서, 인쇄 방향 가동자(302)에 라운드(302a)를 형성하는 대신에, 위치 조정 기구 제어부(312)가, 제1 잉크젯 헤드(1051)에 연결된 인쇄 폭방향 가동자(303)를 인쇄 폭방향(Y)으로 진동시키면서 인쇄 폭방향(Y)으로 이동시키도록 동력원(308)을 제어하도록 해도 된다. 이로써, 인쇄 방향 가동자(302)가 인쇄 폭방향(Y)으로의 이동을 개시할 때에 인쇄 방향 가동자(302)가 마찰력에 의하여 가동자 연동 레일(304)의 긴 구멍(304a)의 내주면에 걸리는 것을 방지할 수 있다.
또, 인쇄 방향 가동자(302)가 마찰력에 의하여 가동자 연동 레일(304)의 긴 구멍(304a)의 내주면에 걸리는 것을 방지하기 위하여, 인쇄 방향 가동자(302)와 가동자 연동 레일(304)의 사이에 여유를 마련해도 된다. 이러한 경우, 인쇄 방향 가동자(302)의 위치를 수동으로 미조정하기 위한 기구를 마련하거나, 동력원(308)의 속도 제어 시나, 인쇄 폭방향 가동자(303)의 위치 조정의 종료 시에는, 도 4 중의 우측으로부터 좌측 등, 소정 방향으로 이동시키도록 함으로써, 여유를 마련한 것에 의한 위치 어긋남을 억제할 수 있다.
(실시형태 4)
도 6은, 본 발명의 실시형태 4에 관한 잉크젯 장치(400)를 나타낸다. 본 실시형태 4에서는, 잉크젯 장치(400)가, 도 7에 나타내는 바와 같이, 노즐 위치 검지 장치(401)를 구비하고, 실시형태 1의 위치 조정 기구 제어부(108) 대신에, 위치 조정 기구 제어부(402)를 구비하고 있다.
노즐 위치 검지 장치(401)는, 노즐(105a)의 위치를 검지한다. 노즐 위치 검지 장치(401)는, 카메라(403)와, 카메라 지지축(404)과, 지지축 안내축(405)과, 노즐 위치 산출부(406)를 구비하고 있다.
카메라(403)는, 노즐(105a)에 대향하는 방향 즉 상방을 향하도록, 4개의 잉크젯 헤드(105)보다 하측에 배치되어 있다.
카메라 지지축(404)은, 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗으며, 카메라(403)를 인쇄 폭방향(Y)으로 슬라이딩 가능하게 하방으로부터 지지하고 있다. 카메라 지지축(404)은 도시하지 않은 가동자를 구비하고 있다. 카메라(403)는, 이 가동자를 개재하여 카메라 지지축(404)에 장착되어 있다. 이 가동자는 카메라 지지축(404)을 외주 측으로부터 둘러싸도록 권회된 코일(전자석)을 내장하고, 카메라 지지축(404)과 함께 샤프트 모터를 구성하고 있다.
지지축 안내축(405)은, 인쇄 방향(X)으로 나열되며, 카메라 지지축(404)의 인쇄 폭방향(Y) 일단부를 인쇄 방향(X)을 따르는 방향으로 슬라이딩 가능하게 하방으로부터 지지하고 있다. 지지축 안내축(405)은 연결부(405a)를 구비하고 있다. 이 연결부(405a)는 지지축 안내축(405)을 외주 측으로부터 둘러싸도록 권회된 코일(전자석)을 내장하고, 지지축 안내축(405)과 함께 샤프트 모터를 구성하고 있다. 따라서, 카메라(403)는 인쇄 방향(X) 및 인쇄 폭방향(Y)으로 가능하게 이동할 수 있고, 나아가서는 촬영 대상의 임의의 노즐(105a) 아래로 이동할 수 있다.
노즐 위치 산출부(406)는, 카메라(403)에 의하여 촬영된 화상에 근거하여, 화상 인식에 의하여 노즐(105a)의 중심 위치를 노즐(105a)의 위치로서 산출한다.
위치 조정 기구 제어부(402)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 길이 방향의 간격을 미리 기억하고 있다.
위치 조정 기구 제어부(402)는, 노즐 위치 검지 장치(401)의 검지 결과에 근거하여, 도 8에 나타내는 바와 같은 노즐 위치의 조정 동작을 행한다.
먼저, (S4001)에 있어서, 위치 조정 기구 제어부(402)는, 디스플레이 패널(103)에 있어서의 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격과, 기억한 노즐(105a)의 간격에 근거하여, 각 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00017
)를 산출한다. 여기에서, 좌단(左端)의 잉크젯 헤드(105)의 좌단의 노즐(105a)의 위치를 기준 위치로 한다. 위치 조정 기구 제어부(402)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 가장 좌측에 있는 노즐(105a)보다 좌측에 있는 다른 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 합계수에, 원하는 노즐(105a)의 간격, 즉 발색 영역(103b)의 인쇄 폭방향(Y)의 간격을 둠으로써, 기준 위치부터, 각 잉크젯 헤드(105)의 좌단의 노즐(105a)까지의 거리(DI)를 산출한다. 도 6 중, 우단(右端)의 잉크젯 헤드(105)에 대하여 산출된 거리(DI)만을 나타낸다.
다음으로, (S4002)에 있어서, 위치 조정 기구 제어부(402)는, 산출한 각도(
Figure pat00018
)에 근거하여, 회전 기구(110)에 회전 동작을 행하게 함과 함께, 산출한 거리(DI)에 근거하여, 시프트 기구(111)에 시프트 동작을 행하게 한다.
그 후, (S4003)에 있어서, 위치 조정 기구 제어부(402)는, (S4002)의 동작 후에 노즐 위치 검지 장치(401)에 의하여 검지된 노즐(105a)의 위치와, 원하는 노즐(105a)의 위치의 어긋남을 산출한다.
그리고, (S4004)에 있어서, 위치 조정 기구 제어부(402)는, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 양단의 노즐(105a)의 위치에 대하여 산출한 어긋남의 평균이 작아지도록, 회전 기구(110)에 회전 동작을 행하게 함과 함께, 시프트 기구(111)에 시프트 동작을 행하게 한다. 이로써, 노즐(105a)의 위치가 보정된다.
노즐 위치 산출부(406) 및 위치 조정 기구 제어부(402)의 기능은, 퍼스널 컴퓨터 등의 CPU(Central Processing Unit) 등에 의하여 실현된다.
그 외의 구성은, 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 본 실시형태 4에 의하면, 노즐(105a)을 보다 확실하게 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
또, 위치 조정 기구 제어부(402)가, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 양단의 노즐(105a)의 어긋남의 평균이 작아지도록, 위치 조정 기구(106)를 제어하므로, 잉크젯 헤드(105)의 양단의 노즐(105a)의 위치 어긋남에 기인하여 디스플레이 패널(103)의 화상에 주기적인 농담(濃淡)이 나타나는 것을 억제할 수 있다.
(실시형태 4의 변형예)
또한, 상기 실시형태 4에서는, 위치 조정 기구 제어부(402)가, (S4004)에 있어서, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 양단의 노즐(105a)의 어긋남의 평균이 작아지도록, 위치 조정 기구(106)를 제어했다. 그러나, 위치 조정 기구 제어부(402)가, (S4004)에 있어서, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 모든 노즐(105a)의 어긋남의 평균이 작아지도록, 위치 조정 기구(106)를 제어하도록 해도 된다.
(실시형태 5)
도 9는, 본 발명의 실시형태 5에 관한 잉크젯 장치(500)를 나타낸다. 본 실시형태 5에서는, 잉크젯 장치(500)가, 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시형태 4의 노즐 위치 검지 장치(401) 및 위치 조정 기구 제어부(402) 대신에, 착탄 위치 검지 장치(501) 및 위치 조정 기구 제어부(502)를 구비하고 있다.
착탄 위치 검지 장치(501)는, 인쇄 후의 인쇄 대상에 있어서의 잉크(104)의 착탄 위치를 검지한다. 착탄 위치 검지 장치(501)는, 카메라(503)와, 카메라 안내축(504)과, 착탄 위치 산출부(505)를 구비하고 있다.
카메라(503)는, 인쇄 후의 인쇄 대상의 인쇄면을 촬영한다. 따라서, 인쇄 스테이지(102)에 대향하는 방향 즉 하방을 향하도록 배치되어 있다. 또한, 카메라(503)로서는, 예를 들면 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗는 라인 상에 촬상 소자를 배치한 라인 카메라가 이용된다.
카메라 안내축(504)은, 도시하지 않은 가동자를 구비하고 있다. 카메라(503)는, 이 가동자를 개재하여 카메라 안내축(504)에 장착되어 있다. 이 가동자는 카메라 안내축(504)을 외주 측으로부터 둘러싸도록 권회된 코일(전자석)을 내장하고, 카메라 안내축(504)과 함께 샤프트 모터를 구성하고 있다. 따라서, 카메라(503)는 인쇄 폭방향(Y)으로 가능하게 이동할 수 있고, 나아가서는 촬영 대상의 임의의 착탄 후의 잉크 상으로 이동할 수 있다.
착탄 위치 산출부(505)는, 카메라(503)에 의하여 촬영된 화상에 근거하여, 잉크(104)의 착탄 위치를 산출한다.
위치 조정 기구 제어부(502)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 노즐(105a)의 간격을 미리 기억하고 있다.
위치 조정 기구 제어부(502)는, 착탄 위치 검지 장치(501)의 검지 결과에 근거하여, 이하와 같은 노즐 위치의 조정 동작을 행한다.
먼저, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 실시형태 4의 위치 조정 기구 제어부(402)와 동일하게, 상기 (S4001) 및 (S4002)의 동작을 행한다.
다음으로, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 모든 잉크젯 헤드(105)의 모든 노즐(105a)로부터 1방울씩 잉크(104)를 토출시켜, 인쇄 대상으로서의 시험용 디스플레이 패널(506)에 착탄시킨다. 잉크(104)를 착탄시키는 시험용 디스플레이 패널(506)로서는, 착탄 후의 표면 장력 등에 의한 잉크(104)의 이동을 최소한으로 하기 위하여, 뱅크(103a) 등의 구조물이 아닌, 또한 오물이 부착되어 있지 않은 청정한 것을 사용한다.
그 후, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 잉크(104)의 토출 후(인쇄 후)에 카메라(503)에 의하여 촬영된 시험용 디스플레이 패널(506)의 화상에 근거하여 착탄 위치 산출부(505)에 의하여 산출된 착탄 위치와, 원하는 착탄 위치와의 인쇄 폭방향(Y)의 어긋남을 산출한다.
그리고, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 양단의 노즐(105a)로부터 토출된 잉크(104)의 위치에 대하여 산출한 어긋남의 평균이 작아지도록, 노즐(105a)의 위치의 보정을 행한다. 위치 조정 기구 제어부(502)는, 회전 기구(110)에 회전 동작을 행하게 함과 함께, 시프트 기구(111)에 시프트 동작을 행하게 함으로써 노즐(105a)의 위치를 보정한다. 또한, 여기에서, 위치 조정 기구 제어부(502)가, 4개의 잉크젯 헤드(105)의 모든 노즐(105a)로부터 토출된 잉크(104)의 위치의 어긋남의 평균이 작아지도록, 노즐(105a)의 위치의 보정을 행하도록 해도 된다.
그 후, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 모든 잉크젯 헤드(105)의 모든 노즐(105a)로부터 1방울씩 잉크(104)를 재차 토출시켜, 시험용 디스플레이 패널(506)에 착탄시킨다.
그 후, 위치 조정 기구 제어부(502)는, 시험용 디스플레이 패널(506)로의 잉크(104)의 토출 후에 착탄 위치 검지 장치(501)에 의하여 검지된 착탄 위치와, 원하는 착탄 위치의 인쇄 방향(X)의 어긋남을 산출한다. 그리고, 각 노즐(105a)로부터 토출된 잉크(104)의 착탄 위치의 인쇄 방향(X)의 어긋남이 작아지도록, 각 노즐(105a)로부터의 잉크(104)의 토출 타이밍을 설정한다.
착탄 위치 산출부(505) 및 위치 조정 기구 제어부(502)의 기능은, 퍼스널 컴퓨터 등의 CPU(Central Processing Unit) 등에 의하여 실현된다.
그 외의 구성은, 실시형태 4와 동일하므로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 본 실시형태 5에 의하면, 노즐(105a)의 잉크(104)의 토출 각도에 편차가 있는 경우여도, 잉크(104)가 원하는 착탄 위치에 토출되도록, 잉크젯 헤드(105)의 위치를 조정할 수 있다.
(실시형태 6)
도 11~도 13은, 본 발명의 실시형태 6에 관한 잉크젯 장치(600)를 나타낸다. 본 실시형태 6에서는, 실시형태 1의 위치 조정 기구(106), 가동자 위치 검지 장치(107) 및 위치 조정 기구 제어부(108) 대신에, 도 14에 나타내는 위치 조정 기구(601), 헤드 위치 특정부(602), 및 위치 조정 기구 제어부(603)가 마련되어 있다. 또, 본 실시형태 6에서는, 각 잉크젯 헤드(105)에, 잉크젯 헤드(105)가 설비 문제에 의하여 낙하하는 것을 방지하기 위한 낙하 방지 와이어(617)가 접속되어 있다. 낙하 방지 와이어(617)에 의하여 잉크젯 헤드(105)가 드리워진 상태로 되었을 때에, 잉크젯 헤드(105)의 일방의 단부가 과하게 내려가지 않도록 하기 위하여, 낙하 방지 와이어(617)는, 잉크젯 헤드(105)의 길이 방향 중앙 부근에 장착하는 것이 바람직하다. 또한, 도 13 중, 부호 618은, 잉크젯 헤드(105)의 제어 신호를 전달하고, 또한 잉크를 공급하는 유틸리티 케이블이다. 유틸리티 케이블(618)이, 신호 케이블과 잉크 공급 케이블로 나누어져 있어도 되는 것은 말할 것도 없다.
위치 조정 기구(601)는, 유지 부재로서의 유지 플레이트(605)와, 복수의 착탈 장치로서의 흡착 패드(604)와, 이동부로서의 이동 장치(606)와, 안내 기구(607)를 구비하고 있다.
유지 플레이트(605)는, 잉크젯 헤드(105)에 상방(잉크(104)의 반대 토출 방향)으로부터 대향하도록 배치되어 있다. 유지 플레이트(605)는, 이동 장치(606)에 대향하는 평면(605a)을 갖고 있다. 이 평면(605a)은 유지 플레이트(605)의 하면이다. 또한, 유지 플레이트(605)는, 적어도 하나의 관통 구멍(605b)을 갖고 있다. 관통 구멍(605b)을 낙하 방지 와이어(617) 및 유틸리티 케이블(618)이 통과하고 있다.
흡착 패드(604)는, 그 흡착면을 상방을 향한 상태로 잉크젯 헤드(105)의 양단부의 상면에 각각 고정되어 있다. 흡착 패드(604)는, 유지 플레이트(605)에, 구체적으로는 평면(605a)에 착탈된다. 흡착 패드(604)는, 그 흡착면과 유지 플레이트(605)의 사이에 부압(負壓)을 발생시킴으로써, 흡착 대상에 흡착시킬 수 있다. 흡착 패드(604)는, 각 잉크젯 헤드(105)의 양단부에 1개씩 고정할 수 있다. 단, 흡착 패드(604)의 위치 및 수가 이와 같은 형태에 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다. 또한, 잉크젯 헤드(105)의 상면이 평면으로 구성되어 있고, 흡착 패드(604)가 이 평면과 단차가 없는 상태로 또는 이 평면보다 오목한 상태로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, 잉크젯 헤드(105)의 상면과 유지 플레이트(605)의 평면(605a)을 면접촉시키는 것이 가능해지고, 나아가서는 각 노즐(105a)과 유지 플레이트(605)의 거리를 균등하게 하는 것이 용이해진다. 즉, 각 노즐(105a)과 인쇄 대상인 디스플레이 패널(103)과의 거리를 용이하게 균등하게 할 수 있다.
이동 장치(606)는, 대좌부(台座部)(608)를 구비하고 있다. 대좌부(608)에는, 코일이 내장되어 있다. 대좌부(608)의 상면에는, 카메라(609)가 그 촬영 방향을 상방을 향한 상태로 배치되어 있음과 함께, 회전 및 상하 이동이 가능한 척축(610)이 상방을 향하여 돌출하여 설치되어 있다. 척축(610)의 돌출 방향은, 디스플레이 패널(103)의 인쇄면에 대하여 수직인 방향이 된다. 척축(610)의 선단에는, 척(611)이 고정되어 있다. 또, 이동 장치(606)는, 척축(610)을 회전시키는 척축 회동 장치(612), 척축(610)을 상하 이동시키는 척축 승강 장치(613) 및 척(611)을 개폐시키는 척 구동 장치(614)를 구비하고 있다. 즉, 척축(610)은, 대좌부(608)와 척(611)을 서로 상대 회전 가능하게 또한 접근 및 이반(離反) 가능하게 연결하고 있다.
안내 기구(607)는, 이동 장치 지지축(615)과, 지지축 안내축(616)을 구비하고 있다. 안내 기구(607)는, 이동 장치(606)를 인쇄 방향(X)을 따르는 방향 및 인쇄 폭방향(Y)으로 안내한다.
이동 장치 지지축(615)은, 인쇄 폭방향(Y)으로 뻗어 있다. 이동 장치(606)의 대좌부(608)를 인쇄 폭방향(Y)으로 슬라이딩 가능하게 하방으로부터 지지하고 있다. 이동 장치 지지축(615)에는, 영구 자석이 내장되어 있다. 대좌부(608)의 코일은, 이동 장치 지지축(615)을 외주 측으로부터 둘러싸도록 위치하고 있다. 그리고, 대좌부(608)의 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써, 대좌부(608)를 인쇄 폭방향(Y)의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 이동 장치 지지축(615)의 인쇄 폭방향 일단부(도 11중 우측의 단부)에는, 연결부(615a)가 마련되어 있다. 이 연결부(615a)에도 코일이 내장되어 있다.
지지축 안내축(616)은, 인쇄 방향(X)으로 뻗어 있다. 지지축 안내축(616)에는, 이동 장치 지지축(615)의 연결부(615a)가 인쇄 방향(X)을 따르는 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결되어 있다. 지지축 안내축(616)에도 영구 자석이 내장되어 있다. 연결부(615a)의 코일은, 지지축 안내축(616)을 외주 측으로부터 둘러싸도록 위치하고 있다. 그리고, 연결부(615a)의 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써, 이동 장치 지지축(615)을 인쇄 방향(X)을 따르는 방향의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다.
헤드 위치 특정부(602)는, 카메라(609)에 의하여 촬영된 화상에 근거하여, 잉크젯 헤드(105)의 현재의 위치를 특정한다. 위치의 특정은, 예를 들면 잉크젯 헤드(105)의 외형의 인식이나 잉크젯 헤드(105)에 미리 부여된 마크의 인식에 의하여 행한다. 헤드 위치 특정부(602)의 기능은, 퍼스널 컴퓨터 등의 CPU(Central Processing Unit) 등에 의하여 실현된다. 또한, 이동 장치 지지축(615)은, 복수의 잉크젯 헤드(105)가 배치되는 영역의 인쇄 폭방향(Y)의 길이보다 길다. 또, 지지축 안내축(616)은, 복수의 잉크젯 헤드(105)가 배치되는 영역의 인쇄 방향(X)의 길이보다 길다. 따라서, 카메라(609)는, 촬영 대상의 임의의 노즐(105a) 하로 이동할 수 있다. 또한, 카메라(609)는, 대좌부(608)의 하면에, 카메라(609)의 촬영 방향을 하방을 향한 상태로 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 카메라(609)는, 착탄 후의 잉크의 위치를 촬영할 수 있다. 또, 이 경우, 헤드 위치 특정부(602) 대신에 착탄 위치 산출부가 마련된다.
위치 조정 기구 제어부(603)는, 각 잉크젯 헤드(105)에 대하여, 이하와 같은 위치의 조정 동작을 행한다.
먼저, 유지 플레이트(605)에 흡착 패드(604)를 개재하여 조정 대상의 잉크젯 헤드(105)가 장착된 상태에서, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 이동 장치(606)를 잉크젯 헤드(105)의 하방으로 이동시킨다. 이동 장치(606)의 이동은, 대좌부(608) 및 연결부(615a)의 코일에 흐르는 전류의 제어에 의하여 행할 수 있다.
이어서, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 헤드 위치 특정부(602)에 의하여 특정된 현재의 위치에 근거하여, 이동 장치(606)의 척(611)이 조정 대상의 잉크젯 헤드(105)의 바로 아래에 위치하도록 이동 장치(606)를 이동시킨다.
그리고, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 이동 장치(606)의 척(611)을 조정 대상의 잉크젯 헤드(105)의 바로 아래에 배치한 상태에서, 척축 승강 장치(613)의 제어에 의하여, 척축(610)을 상방으로 이동시키고, 척 구동 장치(614)의 제어에 의하여, 척(611)에 잉크젯 헤드(105)를 끼워 넣고 유지시킨다.
그리고, 이 상태에서, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 흡착 패드(604)의 흡착면과 유지 플레이트(605)의 사이에 부압을 발생시키는 것을 정지함으로써(흡착 패드(604)에 흡착을 OFF로 함), 흡착 패드(604)를 유지 플레이트(605)로부터 이탈시킨다. 그리고, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 척축 승강 장치(613)의 제어에 의하여, 척축(610)을 강하시킨다.
그 후, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 잉크젯 헤드(105)가 인쇄 폭방향(Y)의 원하는 위치에 위치하도록 이동 장치(606)를 원하는 위치로 이동시킴과 함께, 잉크젯 헤드(105)의 각도(
Figure pat00019
)가 원하는 각도가 되도록, 척축 회동 장치(612)의 제어에 의하여, 척축(610)을 회전시킨다. 이로써, 잉크젯 헤드(105)가 척축(610) 둘레로 척(611)에 유지된 상태로 회동한다. 그리고, 위치 조정 기구 제어부(603)는, 척축 승강 장치(613)의 제어에 의하여, 척축(610)을 상방으로 이동시켜, 흡착 패드(604)의 흡착면을 유지 플레이트(605)에 접촉시킨다. 그리고, 흡착 패드(604)의 흡착면과 유지 플레이트(605)의 사이에 부압을 발생시킴으로써(흡착 패드(604)의 흡착을 ON으로 함), 흡착 패드(604)를 유지 플레이트(605)에 장착한다. 이로써, 잉크젯 헤드(105)를 유지 플레이트(605)에 고정한다.
그 외의 구성은, 실시형태 1과 동일하므로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
따라서, 본 실시형태 6에 의하면, 잉크젯 헤드(105)에 실시형태 1의 회전 기구(110) 및 시프트 기구(111)를 장착하지 않아도 되므로, 잉크젯 헤드(105)를 상방으로부터 지지하는 지지체로의 부하를 저감시킬 수 있다.
(실시형태 6의 변형예)
또한, 상기 실시형태 4에 있어서, 위치 조정 기구(106) 대신에, 실시형태 6의 위치 조정 기구(601)를 마련하고, (S4002) 및 (S4004)에 있어서의 잉크젯 헤드(105)의 이동을, 위치 조정 기구(601)에 의하여 행하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태 5에 있어서, 위치 조정 기구(106) 대신에, 실시형태 6의 위치 조정 기구(601)를 마련하고, (S4002)와 노즐 위치의 보정 공정에 있어서의 잉크젯 헤드(105)의 이동을, 위치 조정 기구(601)에 의하여 행하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태 6에서는, 착탈 장치로서 흡착 패드(604)를 이용했지만, 자력(磁力)에 따라 착탈하는 착탈 장치를 이용해도 된다. 또, 인쇄 시에 흡착 패드(604)가 부압의 발생에 의한 흡착에 더하여, 기계적인 고정 방법에 의하여 유지 플레이트(605)에 고정되도록 해도 된다. 이로써, 잉크젯 헤드(105)의 인쇄 시의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
(그 외의 변형예)
상기 실시형태 1~6 및 변형예에서는, 잉크젯 장치(100)에 잉크젯 헤드(105)를 4개 마련했지만, 4개 이외의 복수 개 마련해도 된다.
상기 실시형태 1~6 및 변형예에서는, 잉크젯 헤드(105)를 가늘고 긴 형상으로 하고, 노즐(105a)을 잉크젯 헤드(105)의 길이 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치했다. 그러나, 잉크젯 헤드(105)를 다른 형상으로 하고, 노즐(105a)을 소정의 배치 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치해도 된다.
상기 실시형태 1~6 및 변형예에서는, 위치 조정 기구(106, 301, 601)를, 마련된 모든 잉크젯 헤드(105)를 인쇄 폭방향으로 시프트할 수 있도록 구성했지만, 일부의 잉크젯 헤드(105)만을 인쇄 폭방향으로 시프트할 수 있도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시형태 1~6 및 변형예에 있어서, 위치 조정 기구(106, 301, 601) 대신에, 잉크젯 헤드(105)를 회전시키는 회전 동작, 및 복수의 잉크젯 헤드(105) 중 적어도 하나를 인쇄 폭방향으로 시프트시키는 시프트 동작 중 어느 일방의 동작만을 행하는 위치 조정 기구를 마련해도 된다.
또, 상기 실시형태 1~6 및 변형예에서는, 인쇄 동작 중, 잉크젯 헤드(105)를 고정한 상태에서 디스플레이 패널(103)을 이동시켰지만, 본 발명은, 인쇄 대상을 고정한 상태에서 잉크젯 헤드(105)를 이동시키는 잉크젯 장치에도 적용할 수 있다.
또, 상기 실시형태 1~6 및 변형예에서는, 본 발명을, 디스플레이 패널(103)의 인쇄에 적용했지만, 본 발명은, 디스플레이 패널(103) 이외의 부재를 인쇄 대상으로 하는 산업용 잉크젯 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 장치는, 잉크젯 헤드를 길게 하지 않아도, 대형의 인쇄 대상에 발생하는 인쇄 얼룩을 저감시킬 수 있다는 실용성이 높은 효과가 얻어지는 점에서, 매우 유용하며 산업상의 이용성은 높다.
100 잉크젯 장치
101 인쇄 장치
102 인쇄 스테이지
103 디스플레이 패널(인쇄 대상)
103a 뱅크
103b 발색 영역
104 잉크
105 잉크젯 헤드
105a 노즐
106 위치 조정 기구
107 가동자 위치 검지 장치
108 위치 조정 기구 제어부
109 회전축
110 회전 기구
111 모터
113 동력 전동 기구
114 샤프트
115 가동자
116 리니어 스케일
117 독취 헤드
200 잉크젯 장치
201 연결 프레임(연결부)
300 잉크젯 장치
301 위치 조정 기구
302 인쇄 방향 가동자
302a 라운드
303 인쇄 폭방향 가동자
304 가동자 연동 레일(연동 기구)
305 인쇄 폭방향 레일
306a~306d 제1~제4 인쇄 방향 안내 레일
307 인쇄 폭방향 안내 레일
308 동력원
309 동력 전달 기구
310 회전축
311 베어링
312 위치 조정 기구 제어부
400 잉크젯 장치
401 노즐 위치 검지 장치
402 위치 조정 기구 제어부
403 카메라
404 카메라 지지축
405 지지축 안내축
405a 연결부
406 노즐 위치 산출부
500 잉크젯 장치
501 착탄 위치 검지 장치
502 위치 조정 기구 제어부
503 카메라
504 카메라 안내축
505 착탄 위치 산출부
506 시험용 디스플레이 패널
600 잉크젯 장치
601 위치 조정 기구
602 헤드 위치 특정부
603 위치 조정 기구 제어부
604 흡착 패드(착탈 장치)
605 유지 플레이트(유지 부재)
605a 평면
605b 관통 구멍
606 이동 장치
607 안내 기구
608 대좌부
609 카메라
610 척축
611 척
612 척축 회동 장치
613 척축 승강 장치
614 척 구동 장치
615 이동 장치 지지축
615a 연결부
616 지지축 안내축
617 낙하 방지 와이어
618 유틸리티 케이블
1051 제1 잉크젯 헤드
1052 제2 잉크젯 헤드
1053 제3 잉크젯 헤드
1054 제4 잉크젯 헤드

Claims (10)

  1. 인쇄 방향에 대하여 직각인 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 배치한 복수의 노즐로부터 잉크를 토출함으로써, 상기 인쇄 폭방향으로 간격을 두고 인쇄 대상에 잉크를 도포하는 잉크젯 장치로서,
    소정의 배치 방향으로 서로 간격을 두고 직선상으로 배치된 복수의 상기 노즐을 갖고, 또한 인쇄 폭방향으로 서로 다른 영역에 잉크를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드와,
    상기 인쇄 대상의 인쇄면에 대하여 수직인 축둘레로 상기 복수의 잉크젯 헤드를 회전시킴으로써, 상기 노즐의 상기 인쇄 폭방향의 간격을 변경하는 회전 동작, 및 상기 복수의 잉크젯 헤드 중 적어도 하나를 상기 인쇄 폭방향으로 시프트시키는 시프트 동작을 행하는 위치 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 잉크젯 헤드의 노즐의 위치를 검지하는 노즐 위치 검지 장치와,
    상기 노즐 위치 검지 장치의 검지 결과에 근거하여, 상기 위치 조정 기구를 제어하는 위치 조정 기구 제어부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    인쇄 후의 인쇄 대상에 있어서의 잉크의 착탄 위치를 검지하는 착탄 위치 검지 장치와,
    상기 착탄 위치 검지 장치의 검지 결과에 근거하여, 상기 위치 조정 기구를 제어하는 위치 조정 기구 제어부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는, 상기 인쇄 폭방향으로 뻗도록 배치된 샤프트, 상기 샤프트를 따라 이동 가능하게 배치된 복수의 가동자, 및 상기 복수의 가동자 각각에 1개씩 장착되어 있는 복수의 모터를 구비하고,
    상기 복수의 잉크젯 헤드 각각의 일단부는, 상기 복수의 모터에 1개씩 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는, 상기 인쇄 폭방향으로 뻗도록 배치된 샤프트, 상기 샤프트를 따라 이동 가능하게 배치된 연결부, 및 상기 연결부의 양단에 1개씩 장착되어 있는 한 쌍의 모터를 구비하고,
    상기 복수의 잉크젯 헤드 중 하나의 일단부는, 상기 한 쌍의 모터 중 하나에 연결되어 있고, 상기 복수의 잉크젯 헤드 중 다른 하나의 일단부는, 상기 한 쌍의 모터 중 다른 하나에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는, 상기 인쇄 폭방향으로 뻗도록 배치된 인쇄 폭방향 안내 레일, 상기 인쇄 폭방향 안내 레일을 따라 이동 가능하게 배치된 복수의 인쇄 폭방향 가동자, 상기 복수의 인쇄 폭방향 가동자 중 하나에 연결되고, 또한 상기 복수의 인쇄 폭방향 가동자 중 하나를 상기 인쇄 폭방향으로 이동시키는 동력 전달 기구, 상기 인쇄 폭방향으로 뻗음과 함께 상기 인쇄 방향으로 시프트 가능하게 배치된 가동자 연동 레일, 상기 가동자 연동 레일을 따라 이동 가능하게 배치된 복수의 인쇄 방향 가동자, 상기 인쇄 방향으로 뻗음과 함께 상기 인쇄 폭방향으로 시프트 가능하게 배치되며, 또한 상기 복수의 인쇄 방향 가동자를 상기 인쇄 방향으로 안내하는 복수의 인쇄 방향 안내 레일을 구비하고,
    상기 복수의 잉크젯 헤드는, 각각 자신의 일단부에 있어서 상기 복수의 인쇄 폭방향 가동자 중 하나에 상대 회전 가능하게 연결되어 있음과 함께, 자신의 타단부에 있어서 상기 복수의 인쇄 방향 가동자 중 하나에 상대 회전 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 조정 기구는,
    상기 잉크젯 헤드에 고정되는 착탈 장치와,
    상기 착탈 장치를 개재하여, 상기 잉크젯 헤드를 유지하는 유지 부재와,
    상기 잉크젯 헤드를 유지하고, 유지한 상기 잉크젯 헤드를 상기 인쇄 대상의 인쇄면에 대하여 수직인 축둘레로 회동시키는 이동 장치와,
    상기 이동 장치를 상기 인쇄 폭방향으로 안내하는 안내 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에는, 상기 잉크젯 헤드의 낙하를 방지하는 낙하 방지 와이어가 접속되어 있고,
    상기 유지 부재는, 상기 이동 장치에 대향하며, 또한 상기 착탈 장치가 착탈되는 평면, 및 상기 낙하 방지 와이어가 통과하는 관통 구멍을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이동 장치는, 상기 안내 기구에 의하여 안내되는 대좌부, 상기 잉크젯 헤드를 유지하는 척, 및 상기 대좌부와 상기 척을 서로 상대 회전 가능하게 또한 접근 및 이반 가능하게 연결하는 척축을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이동 장치에 장착된 카메라를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 장치.
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