TWI763328B - 油墨塗佈裝置、油墨塗佈裝置的控制裝置及油墨塗佈方法 - Google Patents

油墨塗佈裝置、油墨塗佈裝置的控制裝置及油墨塗佈方法 Download PDF

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Abstract

[課題]提供一種油墨塗佈裝置，其可抑制產生由於未發揮表面的充分的改質效果所引起之油墨的塗佈不良。 [解決手段]表面改質裝置改變基板表面的親液性。噴墨頭將油墨進行液滴化並朝向基板吐出。控制裝置控制表面改質裝置及噴墨頭。該控制裝置對表面藉由表面改質裝置已被改質之每個基板監視從進行了改質時起的經過時間，對於表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板，中止從噴墨頭吐出油墨。

Description

油墨塗佈裝置、油墨塗佈裝置的控制裝置及油墨塗佈方法
本發明係有關油墨塗佈裝置、油墨塗佈裝置的控制裝置及油墨塗佈方法。
本申請案係主張基於2020年3月2日申請之日本專利申請第2020-035024號的優先權。該日本申請案的全部內容係藉由參閱而援用於本說明書中。
作為在基板上形成各種膜之方法，已知有一種噴墨法(例如專利文獻1)。在專利文獻1中所揭示之方法中，使用噴墨頭將液晶顯示裝置用取向材料塗佈於基板上。作為取向材料，例如使用聚醯亞胺樹脂等有機高分子材料。在專利文獻1中所揭示之方法中，在將取向材料塗佈於基板之前，藉由對基板照射紫外線而使基板表面改質。藉由該紫外線照射，基板表面對聚醯亞胺樹脂等取向材料具有親液性。再者，即使在將除有機高分子材料以外的油墨用作所塗佈之油墨之方法中，有時亦可藉由紫外線照射來進行基板表面或被印刷物表面的改質。
[先前技術文獻]
[專利文獻1] 日本特開2003-75795號公報
即使進行基板表面的改質，當對基板塗佈了油墨時，有時亦可能無法發揮充分的改質效果，無法形成所期望形狀的油墨膜。
本發明的目的在於提供一種可抑制產生由於未發揮表面的充分的改質效果所引起之油墨的塗佈不良的油墨塗佈裝置、油墨塗佈裝置的控制方法及油墨塗佈方法。
依據本發明的一觀點，提供一種油墨塗佈裝置，其係具有：表面改質裝置，係改變基板表面的親液性；噴墨頭，係將油墨進行液滴化並朝向基板吐出；及控制裝置，係控制前述表面改質裝置及前述噴墨頭，前述控制裝置，係對表面藉由前述表面改質裝置已被改質之每個基板監視從進行了改質時起的經過時間，對於表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板，中止從前述噴墨頭吐出油墨。
依據本發明的另一觀點，提供一種控制裝 置，其係油墨塗佈裝置的控制裝置，前述油墨塗佈裝置在進行改變基板表面的親液性之表面改質之後，將油墨進行液滴化並朝向進行了表面改質之基板吐出，前述控制裝置，係對表面已被改質之每個基板監視從進行了改質時起的經過時間，對於表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板，中止將油墨進行液滴化並吐出之處理。
依據本發明的又一觀點，提供一種油墨塗佈方法，係進行如下步驟：進行改變基板表面的親液性之表面改質，使油墨的液滴彈著於進行了表面改質之前述基板的表面以進行油墨的塗佈，監視從進行了前述基板的表面改質之時點起的經過時間，若在進行油墨塗佈之前經過時間超過容許上限值，則中止油墨塗佈。
即使在同一條件下對基板表面進行改質，亦可能對附著於基板上之油墨無法獲得所期望的潤濕性，並產生油墨的塗佈不良。依據本申請發明人的各種評價實驗明確了：若進行表面改質並在油墨塗佈裝置內基板滯留時間變長，則容易產生塗佈不良。在本申請的發明中，由於對進行表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板中止油墨的吐出，因此能夠抑制產生油墨的塗佈不良。
10:表面改質裝置
20:油墨塗佈部
21:基座
22:移動機構
22X:X方向移動機構
22Y:Y方向移動機構
22T:基板保持台
24:支撐構件
30:油墨吐出單元
31:噴墨頭
32:噴嘴
33:硬化用光源
35:攝像裝置
40:控制裝置
51:第1輸送裝置
52:第2輸送裝置
53:升降器
54:線性導件
55:搬出路徑
60:基板
61:對準標記
S01:藉由第1輸送裝置輸送接著應處理之基板
S02:對基板表面進行改質
S03:開始監視從改質處理結束起的經過時間
S04:將基板保持在保持台上
S05:對準基板
S06:對準是否正常？
S07:繪製資料的生成是否正常？
S08:經過時間是否為容許上限值以下？
S09:塗佈油墨
S10:搬出基板
S11:處理是否結束？
S12:通知操作者
S13:是否繼續進行處理？
S14:通知操作者
S15:排除基板
S21:對準基板、基板表面的改質
S22:開始監視從改質處理結束起的經過時間
[圖1]係基於一實施例之油墨塗佈裝置的概略圖。
[圖2]係表示基板保持台、油墨吐出單元及攝像裝置的俯視觀察時的位置關係之圖。
[圖3]係表示使用基於一實施例之油墨塗佈裝置進行油墨塗佈之步驟之流程圖。
[圖4]係表示使用基於另一實施例之油墨塗佈裝置進行油墨塗佈之步驟之流程圖。
參閱圖1~圖3及表1，對一實施例之油墨塗佈裝置進行說明。
圖1係基於本實施例之油墨塗佈裝置的概略圖。基板60放置在由複數個滾子組成之第1輸送裝置51的滾子上，並從保管位置輸送至中繼位置。在第1輸送裝置51的上方配置有表面改質裝置10。表面改質裝置10包括例如紫外線燈，並對藉由第1輸送裝置51輸送之基板60的表面照射紫外線。該紫外線具有在與第1輸送裝置51的輸送方向正交之方向上長的長條形狀的剖面，能夠對被輸送之基板60的整個表面照射紫外線。
第2輸送裝置52將藉由第1輸送裝置51輸送至中繼位置之基板60輸送至油墨塗佈部20的基板保持台22T 上。第2輸送裝置52具備線性導件54和升降器53。升降器53保持被輸送至第1輸送裝置51的中繼位置之基板60並使其上升。保持基板60的升降器53被線性導件54引導並移動至油墨塗佈部20之後，藉由進行下降而使基板60保持於基板保持台22T上。
再者，升降器53保持塗佈有油墨之基板60並從油墨塗佈部20輸送至搬出路徑55。輸送至搬出路徑55之基板60被輸送至完成油墨塗佈之基板60的保管位置。
接著，對油墨塗佈部20的構成進行說明。移動機構22支撐於基座21上。移動機構22包括X方向移動機構22X、Y方向移動機構22Y及基板保持台22T。定義xyz正交座標系，其x軸及y軸朝向水平方向，z軸朝向垂直上方。X方向移動機構22X使Y方向移動機構22Y相對於基座21在x方向上移動，Y方向移動機構22Y使基板保持台22T相對於基座21在y方向上移動。移動機構22還使基板保持台22T以與z方向平行之旋轉軸為旋轉中心進行旋轉，藉此能夠改變在xy面內基板60在旋轉方向的姿勢。
在基板保持台22T的上表面(保持面)上保持油墨塗佈對象亦即基板60。基板60例如由真空吸盤固定於基板保持台22T上。油墨吐出單元30及攝像裝置35例如由門式支撐構件24支撐於基板保持台22T的上方。油墨吐出單元30被支撐為相對於基座21可以升降。油墨吐出單元30具有與基板60對向之複數個噴嘴。各噴嘴朝向基板60的表面吐出光硬化性(例如紫外線硬化性)油墨。攝像裝置35拍 攝基板60的表面。
圖1中示出使油墨吐出單元30及攝像裝置35相對於基座21靜止且使基板60移動之構成，相反地，亦可採用使基板60相對於基座21靜止且使油墨吐出單元30及攝像裝置35移動之構成。
控制裝置40控制表面改質裝置10、第1輸送裝置51、第2輸送裝置52、移動機構22及油墨吐出單元30。由攝像裝置35拍攝之圖像資料被輸入到控制裝置40。
圖2係表示基板保持台22T、油墨吐出單元30及攝像裝置35的俯視觀察時的位置關係之圖。在基板保持台22T的保持面上保持有基板60。油墨吐出單元30及攝像裝置35支撐於基板60的上方。
油墨吐出單元30包括噴墨頭31及硬化用光源33。噴墨頭31的與基板60對向之面上設置有複數個噴嘴32。複數個噴嘴32在x方向上等間隔地排列。
硬化用光源33在y方向上分別配置在噴墨頭31的兩側，並作為使附著於基板60上之油墨硬化之硬化裝置發揮作用。移動機構22被控制裝置40控制，藉此使保持在基板保持台22T上之基板60在x方向及y方向上移動。再者，控制裝置40控制油墨從噴墨頭31的各噴嘴32的吐出。
藉由一邊使基板60在y方向上移動，一邊從噴墨頭31吐出油墨，能夠使油墨液滴附著於基板60上。附著於基板60上之油墨藉由從位於基板60的移動方向的下游側之硬化用光源33放射之光而被硬化。在本說明書中，將 一邊使基板60在y方向上移動，一邊使油墨從噴墨頭31附著於基板60上之動作稱為“掃描動作”。藉由使噴墨頭31相對於基板60的x方向的位置不同而進行複數次掃描動作，能夠使油墨附著於基板60的整個表面的所期望位置。
在基板60上設置有複數個對準標記61。例如，在基板60的四個角分別設置有對準標記61。控制裝置40控制移動機構22，從而將複數個對準標記61依序配置在攝像裝置35的視角內。控制裝置40獲取由攝像裝置35拍攝之對準標記61的圖像資料。
控制裝置40藉由分析對準標記61的圖像資料，獲取對準標記61各自的位置資訊。由4個對準標記61的位置資訊求出基板60在x方向及y方向的位置、在旋轉方向的姿勢、伸縮資訊。控制裝置40依據旋轉方向的姿勢的檢測結果來控制移動機構22，並進行基板60在旋轉方向的位置對準。
控制裝置40中儲存有定義應形成於基板60上之油墨膜的形狀及位置的圖像資料。控制裝置40依據該圖像資料生成用於控制噴墨頭31及移動機構22之繪製資料。例如，依據基板60的伸縮資訊生成使應形成膜的形狀伸縮之繪製資料。
圖3係表示使用基於本實施例之油墨塗佈裝置進行油墨塗佈之步驟之流程圖。
首先，藉由第1輸送裝置51(圖1)將接著應處理之基板60從保管位置輸送至中繼位置(步驟S01)。在輸 送的中途，從表面改質裝置10對基板60的表面照射紫外線，從而對基板表面進行改質(步驟S02)。控制裝置40開始監視從進行了基板60的整個表面改質時起的經過時間(步驟S03)。例如，將基板60的整個表面的改質結束之時刻設為經過時間監視的開始時點。然後，第2輸送裝置52(圖1)將基板60從中繼位置搬出，並輸送至油墨塗佈部20的基板保持台22T。基板保持台22T將被輸送過來之基板60保持在其上表面(步驟S04)。
接著，進行基板60的對準(步驟S05)。具體而言，控制裝置40檢測設置在基板60上之對準標記61的位置，並獲取基板60的位置、旋轉方向的姿勢、伸縮資訊。依據需要，進行基板60在旋轉方向的位置對準。若對準正常結束(步驟S06)，則依據定義了應形成於基板60上之膜的形狀及位置之圖像資料和在步驟S05中獲取之對準資訊來生成繪製資料。若繪製資料的生成正常結束(步驟S07)，則判定從進行了基板60的改質時起的經過時間是否為容許上限值以下(步驟S08)。針對每種基板類型定義有該容許上限值，並將其儲存在控制裝置40中。
表1係表示容許上限值的定義的一例之圖表。例如，針對基板類型A、B、C、D，作為各自的容許上限值而設定有2小時、4小時、4小時及3小時。
在從進行了基板60的改質時起的經過時間為容許上限值以下之情況下，對該基板60進行油墨塗佈(步驟S10)。若油墨塗佈結束，則將基板60從油墨塗佈部20搬 出，並轉移到搬出路徑55(步驟S10)。在殘留有未處理基板60之情況下，對接著應處理之未處理基板60重複進行從步驟S01起的處理(步驟S11)。
另外，在對1片基板60繼續進行處理之期間，可以對下一片基板60開始進行處理。例如，在步驟S10中將完成油墨塗佈之基板60從油墨塗佈部20剛搬出之後，可以將未處理基板60搬入油墨塗佈部20中。在該情況下，在對被搬入油墨塗佈部20中之基板60塗佈油墨之過程中(步驟S09)，藉由並行進行對接著應處理之基板60之改質處理(步驟S02)，可以結束對接著應處理之基板60之改質處理，直至油墨塗佈結束。
在步驟S06中對準未正常結束之情況下，控制裝置40通知操作者對準未正常結束(步驟S12)。例如，在未能檢測到對準標記61時等，對準未正常結束。操作者依據對準不良的原因或狀況來判斷是否繼續進行處理(步驟S13)。例如，在4個對準標記61中未能檢測到1個對準標記61，而能夠正常檢測到剩餘的3個對準標記61的情況下，可以繼續進行處理。此時，控制裝置40依據3個對準標記61的檢測結果進行基板60的對準。
在不繼續進行處理之情況下，將對準不良的基板60從油墨塗佈裝置中排除。例如，操作員若接受對控制裝置40不繼續進行處理之命令，則控制裝置40將未塗佈有油墨之基板60從基板保持台22T搬出到搬出路徑55上。在將對準不良的基板60從油墨塗佈裝置中排除之後，控制 裝置40對接著應處理之基板重複進行從步驟S01起的步驟。
在未能正常生成繪製資料之情況下(步驟S07)，或者在從進行了改質時起的經過時間超過容許上限值之情況下(步驟S08)，控制裝置40通知操作者繪製資料的生成不良或超過經過時間(步驟S14)。操作員確認被通知之內容，並將排除基板60之命令賦予到控制裝置40。控制裝置40將基板60從基板保持台22T搬出到搬出路徑55(步驟S15)。若將基板60從油墨塗佈裝置中排除，則控制裝置40對接著應處理之基板重複進行從步驟S01起的步驟。
關於在步驟S15中被排除之基板60，操作員可以進行與排除原因對應之處理。在排除原因在於基板60本身之情況下，可以廢棄該基板60。在排除原因在於油墨塗佈裝置且基板60本身正常之情況下，操作員在進行油墨塗佈裝置的維護之後，對該基板60可以再次執行從步驟S01起的步驟。
接著，對本實施例的優異之效果進行說明。
本申請的發明人藉由各種評價實驗發現了：即使進行基板表面的改質處理，若從改質處理結束起的經過時間變長，則改質效果亦降低，無法獲得充分的親液性。若從噴墨頭31對不具有充分的親液性之基板60吐出油墨而進行油墨塗佈，則可能附著於基板60上之油墨在表面上不會擴散而無法形成所期望形狀的膜。
在本實施例中，監視從進行了基板60的表面 改質時起的經過時間，若經過時間超過容許上限值，則中止油墨塗佈。故，能夠抑制產生未形成有所期望形狀的膜之不良基板60。又，導致改質效果降低至無法形成正常形狀的膜之程度的時間取決於基板60的表面的材質、應形成膜的形狀等。在本實施例中，由於針對每種基板類型設定有經過時間的容許上限值，因此能夠提高對基板60是否塗佈油墨的判定精度。
接著，對上述實施例的變形例進行說明。
在上述實施例中，將照射紫外線之紫外線燈用作表面改質裝置10，但是亦可藉由其他方法進行表面改質。例如，可以進行準分子雷射照射、電漿的照射等。
在上述實施例中，在步驟S07(圖3)中生成繪製資料之後，判定從表面改質起的經過時間是否為容許上限值以下，但是亦可在步驟S03中開始監視經過時間之後，在經過時間達到容許上限值的時點通知操作員(步驟S13)。
接著，參閱圖4對其他實施例進行說明。以下，對於與圖1~圖3及表1所示之實施例相同之構成省略說明。在基於本實施例之油墨塗佈裝置中，在第1輸送裝置51的上方未配置有表面改質裝置10(圖1)。在本實施例中，將硬化用光源33(圖2)用作表面改質裝置的光源。
圖4係表示使用基於本實施例之油墨塗佈裝置進行油墨塗佈之步驟之流程圖。在本實施例中，在由第1輸送裝置51輸送接著應處理之基板60之過程中(步驟S01) 不進行基板60的表面的改質，而使基板60保持於基板保持台22T上(步驟S04)。
使基板60相對於攝像裝置35及硬化用光源33移動，並且並行進行對準標記61的檢測和從硬化用光源33向基板60的紫外線照射(步驟S21)。藉由照射來自硬化用光源33的紫外線，基板60的表面被改質。若基板60的整個表面的改質結束，則開始監視從改質處理結束起的經過時間(步驟S22)。步驟S06之後的步驟與圖3所示之步驟相同。
接著，對本實施例的優異之效果進行說明。
在本實施例中，與圖1~圖3及表1所示之實施例同樣地，能夠抑制產生未形成有所期望形狀的膜之不良基板60。再者，在本實施例中，由於將硬化用光源33用作改質用光源，因此不需要相當於圖1所示表面改質裝置10之光源。藉此，能夠實現油墨塗佈裝置的組件數量的減少及低廉化。
上述各實施例為示例，當然可以部分替換或組合不同實施例中所示出之構成。關於複數個實施例的基於相同構成之相同之作用效果，對每個實施例不逐一說明。再者，本發明並不受上述實施例的限制。例如可以進行各種變更、改進、組合等，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。
Figure 110106407-A0305-02-0015-1

Claims (6)

  1. 一種油墨塗佈裝置，係具有： 表面改質裝置，係改變基板表面的親液性； 噴墨頭，係將油墨進行液滴化並朝向基板吐出；及 控制裝置，係控制前述表面改質裝置及前述噴墨頭， 前述控制裝置，係對表面藉由前述表面改質裝置已被改質之每個基板監視從進行了改質時起的經過時間，對於表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板，中止從前述噴墨頭吐出油墨。
  2. 如請求項1所述之油墨塗佈裝置，其進一步具有移動機構，前述移動機構保持基板並使所保持之基板移動， 前述表面改質裝置及前述噴墨頭，係配置在被前述移動機構保持之基板移動之範圍的一部分區域的上方， 前述表面改質裝置，係對被前述移動機構保持之基板照射紫外線， 前述控制裝置，係一邊控制前述移動機構而使基板移動，一邊從前述表面改質裝置對基板照射紫外線，藉此進行基板表面的改質。
  3. 如請求項2所述之油墨塗佈裝置，其進一步具有攝像裝置，前述攝像裝置配置在被前述移動機構保持之基板移動之範圍的一部分區域的上方， 前述控制裝置，係在對基板照射紫外線時的基板移動時，由前述攝像裝置檢測基板的對準標記，並獲取基板的位置資訊。
  4. 如請求項3所述之油墨塗佈裝置，其中 前述控制裝置，係針對進行處理之基板的每種基板類型儲存有前述容許上限值，並使用與表面已被改質之基板的基板類型對應之前述容許上限值來判定是否中止油墨的吐出。
  5. 一種控制裝置，其係油墨塗佈裝置的控制裝置，前述油墨塗佈裝置在進行改變基板表面的親液性之表面改質之後，將油墨進行液滴化並朝向進行了表面改質之基板吐出， 前述控制裝置對表面已被改質之每個基板監視從進行了改質時起的經過時間，對於表面改質之後的經過時間超過容許上限值之基板，中止將油墨進行液滴化並吐出之處理。
  6. 一種油墨塗佈方法，係進行如下步驟： 進行改變基板表面的親液性之表面改質， 使油墨的液滴彈著於進行了表面改質之前述基板的表面以進行油墨的塗佈， 監視從進行了前述基板的表面改質之時點起的經過時間，若在進行油墨塗佈之前經過時間超過容許上限值，則中止油墨塗佈。
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