JP2005324115A - Coating device - Google Patents
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Abstract
【課題】
インクジェットヘッドを用いた塗布装置において、予め吐出口列の湾曲の傾向を取得し、その取得結果を吐出動作に反映すること。
【解決手段】
インクジェットヘッドの各吐出口の中心位置情報を得る情報収集部と、情報収集部によって得られた各吐出口の位置情報に基づきインクジェットヘッドの駆動諸元を決定する制御部とを備えた塗布装置を提供する。
また、制御部により現在のインクジェットヘッド走査方向では集合体に対して吐出動作を実施出来ないと判断した場合、走査方向を、幅と奥行のうち、どちらか長い方に対して垂直とする。
【選択図】 図1
【Task】
In a coating apparatus using an inkjet head, the tendency of the ejection port array to be curved is acquired in advance, and the acquisition result is reflected in the ejection operation.
[Solution]
An application apparatus comprising: an information collecting unit that obtains center position information of each discharge port of an ink jet head; and a control unit that determines driving specifications of the ink jet head based on position information of each discharge port obtained by the information collecting unit provide.
In addition, when the control unit determines that the ejection operation cannot be performed on the aggregate in the current inkjet head scanning direction, the scanning direction is perpendicular to the longer of the width and the depth.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、インクジェットヘッドを用いた塗布装置に係り、特に、インクジェットヘッドの射出特性、特にインクジェットヘッド吐出口列の湾曲に起因する着弾ばらつきを制御する機構を備えた塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating apparatus using an inkjet head, and more particularly, to a coating apparatus provided with a mechanism that controls ejection variation of an inkjet head, in particular, landing variation caused by the curvature of an inkjet head discharge port array.
従来、複数の吐出口を備えたインクジェットヘッドを用いてカラーフィルタや有機ELの発光層を形成することが提案されている。ところで、複数の吐出口を備えたインクジェットヘッドにおいては、吐出口列が反り(インクジェットヘッドの反り)により、正規の位置に液滴を塗布できないと言う問題が発生する。この課題を可決する方法として、特許文献1では、カラーフィルタを製造する場合に、長手方向に複数のインク吐出ノズルが並んで配置されたインクジェットヘッドの反りを矯正する反り矯正手段を用いて行っている。この特許文献1の反り矯正手段はプレートにインクジェットヘッドを取り付けるためにインクジェットヘッド側に複数の貫通穴とネジを切った穴を設けて、それぞれの穴及びネジに挿入するボルトの締め付け力を調整することで反りを矯正するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed to form a color filter or an organic EL light-emitting layer using an inkjet head having a plurality of ejection openings. By the way, in an inkjet head having a plurality of ejection openings, there arises a problem that droplets cannot be applied at regular positions due to warpage of the ejection opening array (warping of the inkjet head). As a method for deciding this problem, in
しかしながら、特許文献1記載の技術を本塗布装置で使用するインクジェットヘッドに利用すると以下の課題が生じる可能性がある。
However, when the technique described in
すなわち、複数のボルトを用いて反りを矯正するために、調整に手間がかかる。また、上記反り矯正手段を施したインクジェットヘッドでは、塗布作業中に再び元の反り形状に復元する可能性があり、その復元量の予測は不可能である。そのため、適当な時間毎にインクジェットヘッドの状態を監視する必要がある。 That is, it takes time and effort to correct the warp using a plurality of bolts. In addition, the inkjet head subjected to the warp correction means may be restored to the original warped shape again during the coating operation, and the amount of restoration cannot be predicted. For this reason, it is necessary to monitor the state of the inkjet head at appropriate intervals.
本願発明は、反り矯正手段を用いずに精度良く塗布できる塗布装置を提供することを目的とした。 An object of the present invention is to provide a coating apparatus that can be applied with high accuracy without using a warp correction means.
上記目的を達成するため、本発明は、インクジェットヘッドの各吐出口の中心位置情報を得る情報収集部と、情報収集部によって得られた各吐出口の位置情報に基づきインクジェットヘッドの駆動諸元を決定する駆動制御部とを備え、駆動制御部は、各吐出口の前記中心位置情報から近似直線を求め、それをインクジェットヘッドの吐出口列とし、また中心位置情報から近似曲線を求め、それをインクジェットヘッドの吐出口列偏差とし、これら両者間の吐出口での幅を吐出口補正値とし、この吐出口補正値を各吐出口毎に取得して、補正値が基準範囲内にあるか、基準範囲外の場合、基板を回転することで対応可能かを判断する判断部を設けた構成としたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an information collecting unit that obtains center position information of each discharge port of an ink jet head, and driving parameters of the ink jet head based on position information of each discharge port obtained by the information collecting unit. A drive control unit for determining, and the drive control unit obtains an approximate straight line from the center position information of each discharge port, uses it as a discharge port array of the inkjet head, and obtains an approximate curve from the center position information, The ejection port array deviation of the inkjet head, the width at the ejection port between these two as the ejection port correction value, and obtaining this ejection port correction value for each ejection port, whether the correction value is within the reference range, In the case of out of the reference range, a configuration is provided in which a determination unit is provided for determining whether the substrate can be handled by rotating.
本発明によれば、インクジェットヘッド本体の構造的性質に起因する吐出口列の湾曲の度合いを把握し、その情報に応じて、適切な吐出位置の補正や走査方向の最適化を実施することが可能であり、結果として湾曲による着弾精度の低下を抑えることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to grasp the degree of curvature of the ejection port array due to the structural properties of the ink jet head body, and to appropriately correct the ejection position and optimize the scanning direction according to the information. As a result, it is possible to suppress a decrease in landing accuracy due to bending.
インクジェット方式は、単に文書の印字やカラー写真の印刷だけに止まらず、単一基板上に複数の薄膜パターンをそれぞれ異なる塗布材料で形成し、機能性デバイスを得る技術として応用され、その研究開発が盛んに行われている。その応用先として、フルカラー液晶ディスプレイに用いるRGB各色カラーフィルタや、次世代FPD(フラットパネルディスプレー)として注目されている有機ELを用いた画像表示装置(以下、有機EL表示装置と称す)の形成技術等が挙げられる。 The inkjet method is not limited to simply printing documents and printing color photographs, but is applied as a technology for forming functional devices by forming multiple thin film patterns on a single substrate using different coating materials. It is actively done. As its application destination, RGB color filters used in full-color liquid crystal displays, and image display devices (hereinafter referred to as organic EL display devices) using organic ELs that are attracting attention as next-generation FPDs (flat panel displays) Etc.
上記応用先でのインクジェット方式は、極微少量液滴を射出可能なインクジェットヘッドと、画像表示デバイスの母体となる多数の液滴着弾部を有する基板を搭載固定したXYステージとを相対的に駆動させ、所定の液滴着弾部に所定の塗布材料を吐出する方式となるが、近年、画像表示デバイスの高解像度化に伴い、インクジェット塗布装置の信頼性(液滴着弾精度や基板位置決め精度など)も高精度のものが要求されている。 In the inkjet system at the application destination, an inkjet head capable of ejecting a very small amount of droplets and an XY stage on which a substrate having a large number of droplet landing portions serving as a base of an image display device is mounted and fixed are relatively driven. In this method, a predetermined coating material is discharged onto a predetermined droplet landing portion. In recent years, as the resolution of an image display device is increased, the reliability of an inkjet coating apparatus (such as droplet landing accuracy and substrate positioning accuracy) is also improved. High precision is required.
ここで、上記信頼性を確保するためには、インクジェットヘッドそのものの製作精度向上が課題となる。言い換えれば,インクジェットヘッド下部に直線状に配置されて成る微細な吐出口の製作精度がインクジェット塗布装置の信頼性を大きく占めることとなる。しかしながら、インクジェットヘッドの製作工程によっては、インクジェットヘッド吐出口列が湾曲し、そのために吐出口位置のばらつきが発生し、画像表示デバイスの形成が容易ではないことが判明した。下記にその理由について示す。 Here, in order to ensure the reliability described above, it is necessary to improve the manufacturing accuracy of the inkjet head itself. In other words, the manufacturing accuracy of the fine discharge ports arranged linearly below the ink jet head greatly occupies the reliability of the ink jet coating apparatus. However, depending on the manufacturing process of the ink jet head, the ink jet head discharge port array is curved, which causes variations in the discharge port position, and it has been found that it is not easy to form an image display device. The reason is shown below.
図2は湾曲したインクジェットヘッドの吐出口面を示す。多数の溝部を有し、前記溝部の隔壁部に電極が設けられている圧電性セラミック基板と、前記圧電性セラミック基板の多数の溝部をその上面から蓋をするように接合し、前記圧電性セラミック基板の一端面に同一平面となる面を有するカバープレートと、前記圧電性セラミック基板の一端面に対して接合する際、前記溝部と対応するように直線状に配置された多数の吐出口を有する吐出口プレートとからなり、前記電極に電圧を印可し、前記隔壁をせん断変形させることにより所望の液体を微細孔から吐出するインクジェットヘッドにおいて、上記接合における各面は例えばエポキシ系強力接着剤によって瞬時に接合されるが、接合し固着した後の接着剤の体積変化に起因する各部材に発生する残留応力や接着剤の膨張収縮等により、固着した後の吐出口列は直線30とならず、程度の差は有るが、近似曲線31の如く湾曲してしまうのである。
FIG. 2 shows the discharge port surface of the curved inkjet head. A piezoelectric ceramic substrate having a large number of grooves, and electrodes provided on partition walls of the groove, and a large number of grooves of the piezoelectric ceramic substrate are joined so as to cover the upper surface thereof, and the piezoelectric ceramic A cover plate having a surface that is coplanar with one end surface of the substrate, and a plurality of discharge ports arranged in a straight line so as to correspond to the groove portions when bonded to the one end surface of the piezoelectric ceramic substrate In an inkjet head comprising a discharge port plate, applying a voltage to the electrodes, and discharging the desired liquid from the fine holes by shear deformation of the partition walls, each surface in the bonding is instantaneously applied by, for example, an epoxy-based strong adhesive However, due to the residual stress generated in each member due to the volume change of the adhesive after bonding and fixing, the adhesive expands and contracts, etc. Outlet row after does not become straight 30, although there varying degrees, is from being curved as
上記に鑑み、本願発明者らは所有する全数のインクジェットヘッドに対してその吐出口位置の検出を実施したが、全数のインクジェットヘッドにおいて、吐出口列が湾曲していることを確認した。 In view of the above, the inventors of the present invention carried out detection of the ejection port positions for all the inkjet heads owned by the present inventors, and confirmed that the ejection port arrays were curved in all the inkjet heads.
この状態で、吐出口から吐出される液滴が塗布対象物に着弾できるように、インクジェットヘッドを位置合わせして、各吐出口から同じタイミングで吐出動作を実施すると、各吐出口の着弾位置が、図2のY座標方向へずれてしまい、精度良く着弾できない。 In this state, if the inkjet head is aligned and the ejection operation is performed from each ejection port at the same timing so that the droplets ejected from the ejection port can land on the application target, the landing position of each ejection port is 2 is shifted in the Y-coordinate direction of FIG.
また、インクジェットヘッドを傾けて使用することは、単一のインクジェットヘッドで複数種類の塗布基板を塗布可能である等汎用的な運用が行え、望ましい方式であることは周知の考え方であるが、この状態で、吐出口から吐出される液滴が塗布対象物に着弾できるように、インクジェットヘッドを位置合わせして、各吐出口から同じタイミングで吐出動作を実施すると、各吐出口の着弾位置が、図2のY座標方向とX座標方向の双方へずれてしまい、同様に、精度良く着弾できない。 In addition, it is a well-known idea that the use of an inkjet head tilted is a desirable method because it can be used for general purposes, such as being able to apply multiple types of coated substrates with a single inkjet head. In the state, when the inkjet head is aligned and the discharge operation is performed at the same timing from each discharge port so that the droplet discharged from the discharge port can land on the application target, the landing position of each discharge port is It shifts in both the Y coordinate direction and the X coordinate direction in FIG. 2, and similarly, it cannot land with high accuracy.
以上により、本発明ではインクジェットヘッドを塗布装置に装着して吐出作業を実施する前に予め吐出口列の湾曲状態を確認し把握し、湾曲状態が許容範囲内か、また、基板を回転することにより対応可能か、対応できな場合交換する必要があるかを判断する判定部を設けたものである。 As described above, according to the present invention, the curved state of the ejection port array is confirmed and grasped in advance before the inkjet head is mounted on the coating apparatus and the ejection operation is performed, and the curved state is within an allowable range or the substrate is rotated. Is provided with a determination unit that determines whether it can be handled or whether it is necessary to replace it.
図1に本発明の一実施例の塗布装置の概略図を示す。本塗布装置は、ベースとなる架台1上に門型フレーム2が設けられている。門型フレーム2にはZ軸ステージ3が設けてあり、これはZ軸駆動モータ4でZ軸方向に移動可能であり、このZ軸ステージ3上にはインクジェットヘッド本体5をθ方向に回転可能とするゴニオステージ(図示しない)を備えたヘッドブラケット6が取り付けてある。さらに、門型ステージ2には塗布データの格納と前記塗布データに従いインクジェットヘッド本体5に吐出動作命令を発信するインクジェットヘッド制御部38が設けてある。
FIG. 1 shows a schematic view of a coating apparatus according to an embodiment of the present invention. In this coating apparatus, a
門型フレーム2の脚部の中央、架台1の上面には、Xステージ9と、X軸駆動モータ10が固定されており、このXステージ9の上面には、Yステージ11と、Y軸駆動モータ12が、それらの行程が直交するよう取付けてある。そして、Yステージ11の上面にはθ回転ユニット13が、さらにθ回転ユニット13上には吸着テーブル14が、それぞれ取付けられ、最終的に、吸着テーブル14上面と架台1上面とが平行となるよう位置決めされ、取付けられている。
An
吸着テーブル14の上面には微細な吸引穴が複数設けてある。この吸着テーブル14上面に設けた吸引穴は図示しない真空発生装置と連通されているため、基板32をテーブル上面に吸着保持することが可能である。また、吸着テーブル14前側の端面にはインクジェットヘッド本体5の目詰り防止ならびに目詰り要因排除を目的としたクリーニング装置15が取付けられている。
A plurality of fine suction holes are provided on the upper surface of the suction table 14. Since the suction holes provided on the upper surface of the suction table 14 communicate with a vacuum generator (not shown), the
上記構成により、吸着ステージ14上に設置された基板32の表面とインクジェットヘッド本体5の吐出口面とが互いに平行を保ちつつ、X方向、Y方向への吸着テーブル14を駆動し、且つ、吸着プレート14上面中心を回転軸としての回転駆動できるようにしてある。また、インクジェットヘッド本体5はZ方向へに駆動できる。
With the above configuration, the surface of the
なお、インクジェットヘッド本体5を駆動するZ軸駆動モータ4の下降ストロークは、少なくともクリーニング装置15がインクジェットヘッド本体5に対して各種クリーニング可能となる距離よりも大きく移動できるように設定してある。
The descending stroke of the Z-
門型フレーム2の図中右脚部には、塗布材料ボトル16が上下に垂直移動可能なボトルホルダ17に取付けられている。また、塗布材料ボトル16近傍に、インクジェットヘッド5内部流路を洗浄するための洗浄用溶剤を入れた洗浄液ボトル19が設けられている。これらは、図示しない供給手段によりインクジェットヘッド本体5へ供給、適宜、供給切替えを行うことが可能となっている。
A coating material bottle 16 is attached to a bottle holder 17 that can move vertically up and down on the right leg of the
塗布装置近傍にはPC(制御装置と言う場合もある)18が設けてある。PC18では、本塗布装置に付帯する構成機器の駆動制御や状態監視等を行う。 A PC (sometimes referred to as a control device) 18 is provided in the vicinity of the coating device. The PC 18 performs drive control, state monitoring, and the like of component devices attached to the coating apparatus.
図3に本発明の一実施例である、本塗布装置に適用される基板とその塗布方法について示す。なお、ここでは湾曲と傾き角θXによりX方向に位置ずれした吐出口の補正方法について述べる。 FIG. 3 shows a substrate applied to the coating apparatus and a coating method thereof, which is an embodiment of the present invention. Here, a correction method for the ejection port displaced in the X direction due to the curvature and the inclination angle θX will be described.
基板32に対して矢印33は、インクジェットヘッドの走査方向を表し、図中の一点鎖線は、それぞれX座標と平行で傾き角θXの基準となる基準線35aと、傾き角θXを有する理想直線35bとを示している。また他の一点鎖線は、それぞれ吐出口22a、22d、22gから基板32に吐出される液滴の軌跡36a、36d、36gを示している。なお、説明を明確にするため、本図では湾曲の度合いを誇張し、吐出口の数を限定して(本来は128乃至512ノズル存在する)記載している。なお、傾き角θX、理想直線35bについては後述図4によって詳細に説明する。
An arrow 33 with respect to the
基板32には、規定の深さを有する楕円状の液滴着弾領域すなわちバンクが設けられており、赤色(R)発光層用バンク列34AR、緑色(G)発光層用バンク列34AG、青色(B)発光層用バンク列34ABの順に、共通のバンク幅38とバンク奥行39を有し一定間隔で配置されている。本実施例では、赤色(R)発光層用バンク列34ARに対して吐出動作を実施することを前提とし、それ以外のバンクを全て点線で示してある。
The
一般に有機EL用のパネルにおいては、RGB各色発光層用バンク列34AR、34AG、34ABはまとめて1画素とし、1画素当りの画素幅(X方向バンクピッチ)と画素奥行(Y方向バンクピッチ)の長さが等しいものとしている。このために、バンク幅38とバンク奥行39には少なくとも3倍の長さ差がある。
In general, in an organic EL panel, the RGB color light emitting layer bank rows 34AR, 34AG, and 34AB are collectively set as one pixel, and the pixel width (X direction bank pitch) and pixel depth (Y direction bank pitch) per pixel are set. The length is assumed to be equal. For this reason, the
さて、インクジェットヘッド吐出口列が湾曲していると精度良く液滴を着弾させることが難しいのは、先の図2の説明で述べた通りである。図3においても吐出口22dの着弾位置特に図中X座標方向の位置ずれが著しいことがわかる。 As described above with reference to FIG. 2, it is difficult to land droplets with high accuracy when the inkjet head discharge port array is curved. Also in FIG. 3, it can be seen that the landing position of the discharge port 22d, particularly the positional deviation in the X-coordinate direction in the figure is significant.
ここで、本塗布装置に使用する基板32の構造的特徴、すなわち1画素当りの画素幅と画素奥行の長さが等しい特徴を活かし、走査方向におけるバンク幅38とバンク奥行39の関係を図3下図に示す基板32の如く入れ替える。すなわち、吸着テーブル14をθ回転ユニット13により90°回転させることで、基板32を回転させて図のように走査方向のバンクが短くなるようにする。このように、インクジェットヘッド本体5の走査方向をバンクの長手方向に対して直角にすることにより、湾曲とインクジェットヘッド本体5の傾き角θXによるX座標方向への位置ずれは、バンク幅の大きさで吸収することが可能となる。
Here, the relationship between the
一方、一つのバンクに一回の液滴では足りずに複数の液滴を吐出させなければならないケースがある。この場合、図3下図の基板32への吐出動作においては、吐出させたい液滴数だけ基板を走査方向33と直角方向に移動しながら行わなければならず、本塗布方法では基板処理速度が遅くなる問題が発生する。なお、図3上図の基板32では、基板の長手方向に対して平行に塗布するため、長手方向の余裕があり、その余裕を用いて液バランスの良くなるよう任意のバンク内位置に走査方向33に移動しながら液滴を着弾可能であるので、その問題は発生しない。
On the other hand, there is a case where a plurality of droplets need to be ejected instead of one droplet per bank. In this case, in the discharge operation to the
他方、インクジェットヘッド本体5の湾曲度合いは様々あり、たとえ湾曲していたとしても、湾曲最大変位部に位置する吐出口位置が着弾誤差範囲内にあり、基板32状態でも充分吐出動作が可能な場合がある
そのため、本実施例では、吐出口列が湾曲している場合、まずインクジェットヘッド本体5吐出口列の湾曲を認識し、その状態に応じてインクジェットヘッドの走査方向33を決定する。
On the other hand, the degree of bending of the inkjet head
例えば具体的には、130dpiの画像表示デバイスを形成する基板に、一度の液滴吐出で130個の液滴を同時に、吐出口一箇所当り約42ピコリットル吐出可能なインクジェットヘッドを適用するケースについて考察する。なお、本ケースで使用する基板へは、湾曲の無い状態でのインクジェットヘッド本体5の傾き角を30°に形成すれば吐出タイミング次第でバンクの中心に正確に着弾可能であるものとする。ここで、吐出口の湾曲の最大変位が約20μmあるとすれば、その最大変位部に位置する吐出口は、すでに、液滴の吐出対象であるバンク中心よりX方向に20×sin30°=10μm左にずれていることになる。
For example, specifically, a case where an inkjet head capable of discharging about 130 picoliters per discharge port at the same time to a substrate on which a 130 dpi image display device is formed by discharging one droplet at a time is applied. Consider. It should be noted that if the inclination angle of the ink jet head
一方、基板において、横方向に隣接するRGB三箇所分のバンクを1画素と定義し、1画素当りの幅と奥行の長さが略等しいとすれば、バンク一箇所当りの奥行39はバンク間ピッチを考慮し約180μm、幅38は上記1画素の三等分とし同様に約60μmとなる。このため、球径が約43μmとなる42ピコリットルの液滴の着弾直前の状態で、すでに、液滴がバンクから1.5μmはみ出てしまうことになる。
On the other hand, if a bank corresponding to three locations of RGB adjacent in the horizontal direction on the substrate is defined as one pixel and the width per pixel and the length of the depth are substantially equal, the
この状態においても、バンク底面の親水面が有する表面張力作用で液滴を引き込むことが可能では有るが、引き込み切れず基板の意図しない位置に残った塗布材料は基板を汚損する原因となる。さらに、液滴の飛行角度のバラツキによる着弾誤差(約±4μm)や塗布装置の構造に起因する機械的精度誤差等を考慮すれば、液滴の着弾位置は吐出させたいバンク外となり、混色の原因となる。そのため、基板を90度回転して見かけ上幅が長い状態として、滴下はインクジェットヘッドを副走査方向(幅方向)に移動させながら1列分の吐出を行い。その列の吐出が終了してから主走査方向に基板を3列分移動して再び同じように吐出動作を行うものである。 Even in this state, it is possible to draw droplets by the surface tension action of the hydrophilic surface of the bottom surface of the bank, but the coating material that cannot be drawn in and remains at an unintended position of the substrate causes the substrate to become dirty. Furthermore, if landing errors (approximately ± 4 μm) due to variations in the flying angle of the droplets and mechanical accuracy errors due to the structure of the coating device are taken into consideration, the landing position of the droplets will be outside the bank to be ejected, and color mixing will occur. Cause. Therefore, the substrate is rotated 90 degrees so that the apparent width is long, and dropping is performed by discharging one column while moving the inkjet head in the sub-scanning direction (width direction). After the discharge of the row is completed, the substrate is moved by three rows in the main scanning direction and the discharge operation is performed again in the same manner.
図4は、本発明の一実施例になる、塗布装置に適用されるインクジェットヘッド吐出口列の配列状態の情報を収集する情報収集手段を示す。情報収集手段はCCDカメラ53を取り付けたカメラ駆動機構52を、支持プレート50に設けてあるレール上を移動させながら、CCDカメラ53により透明の保護プレート54を介してインクジェットヘッド本体5に設けてある吐出口22aを観測(撮像)して行う構成としてある。尚、観測(撮像)した情報は信号線55により制御装置(PC18)に送られる。
FIG. 4 shows an information collecting means for collecting information on the arrangement state of the inkjet head discharge port arrays applied to the coating apparatus according to an embodiment of the present invention. The information collecting means is provided in the inkjet head
インクジェットヘッド本体5の各吐出口の情報収集は下記要領で実施される。まず、CCDカメラ53をカメラ駆動機構52によりレール51に従い所定の基準位置へ駆動させた後、インクジェットヘッド本体5の吐出口のうち、最初に認識する吐出口(図中吐出口22a)がCCDカメラ53の視野内に入るようXステージ9、Yステージ11を駆動させ、ヘッドブラケット6またはθ回転ユニット13を調整し、CCDカメラ53のフォーカスを合わせるためZ軸ステージ3を上昇もしくは下降させる。
Information collection for each discharge port of the
なお、吐出口22aの撮像は、インクジェットヘッド本体5の吐出口からの意図しない液滴の滴下や、装置構成部品やその周辺からもたらされる細かい粉塵等からCCDカメラ53を保護するために、透明保護プレート54越しに実施する。
The ejection port 22a is imaged in order to protect the CCD camera 53 from unintentional drops of droplets from the ejection port of the
次に、CCDカメラ53の視野内にある最初に認識する吐出口を撮像し、その撮像情報をPC18に送信する。PC18では、その撮像情報から撮像した吐出口の中心を割出し、その座標情報を記録する。記録後、CCDカメラ53によって次に認識すべき吐出口が認識可能となるまでカメラ駆動機構52を駆動させる。以下、認識すべき吐出口が無くなるまで上記作業を繰り返す。
Next, an image is taken of the discharge port that is first recognized in the field of view of the CCD camera 53, and the image information is transmitted to the
なお、本図では、吐出口列方向の移動にレール51とカメラ駆動機構52を使用しているが、塗布装置の吸着テーブルの端部にCCDカメラを取り付け、Xステージ9、Yステージ11を駆動させる構成とすることで、レール51とカメラ駆動機構52を省略しても良い。また、情報収集手段は本塗布装置の吐出動作に妨げにならない場所に設置し、情報収集手段としての機能を果たせる場所であればどこに設置しても良い。さらに情報収集装置として別途、塗布装置近傍に設置しても良い。
In this figure, the
図5は、本発明の一実施例になる、塗布装置に適用されるインクジェットヘッドの吐出動作に必要な補正値の導出方法を示す。なお、ここでは湾曲と傾き角θXによりY方向に位置ずれした吐出口の補正方法について述べる。 FIG. 5 shows a method for deriving correction values necessary for the ejection operation of an inkjet head applied to a coating apparatus, according to an embodiment of the present invention. Here, a correction method for the ejection port displaced in the Y direction due to the curvature and the inclination angle θX will be described.
θXはインクジェットヘッド本体5の傾き角、31は湾曲の近似曲線、33は走査方向、35aは図中X座標と平行で傾き角θXの基準となる基準線、35bは、傾き角θXを与えられた傾き線であり理想直線をそれぞれ示す。なお、説明を明確にするため、図3と同様に本図では湾曲の度合いを誇張し、吐出口の数を限定して記載している。
θX is an inclination angle of the
まず、本塗布装置に搭載されるインクジェットヘッド本体5の基準線35aを求める。この基準線35aは、インクジェットヘッド本体5に規定の傾き角θXを与えるための基準となる線であり、言い換えれば傾き角θX=0°時の傾き線35bである。本実施例では、吐出口の一方の端点と他方の端点とを結んだ直線とし、Xステージ9(図1参照)の行程が描く直線の傾きと同等の角度とする。ここで、取得した全ての吐出口の中心位置情報を、基準線35aを基準に軸補正を実施し、PC18の記録内容を更新する。
First, the reference line 35a of the ink
続いて、湾曲に由来する各吐出口における湾曲変位ΔHn(nは吐出口固有の番号)を求める。湾曲変位ΔHnは、認識した全ての吐出口の座標をXY座標上にグラフ化し、そのグラフから吐出口列の理想直線35bと湾曲の近似曲線31を描き、その線群から各吐出口Y座標におけるY成分の距離差を各吐出口毎に関連付け、PC18に順次記録する。
Subsequently, the bending displacement ΔHn (n is a number unique to the discharge port) at each discharge port derived from the curve is obtained. The curve displacement ΔHn is a graph of the coordinates of all the recognized discharge ports on the XY coordinates. From the graph, the ideal straight line 35b of the discharge port array and the
なお、距離差を求める要素はこの限りではなく、例えばPC18に格納された各吐出口の位置情報と、湾曲の近似曲線31もしくは理想直線35bのいずれかであっても良いが、吐出口列の理想直線35bと湾曲の近似曲線31とから取得した場合、前述の図4の情報収集手段において、全吐出口の中心位置情報を取得する必要はないので作業の簡略化が可能である。この場合、両端に位置する吐出口と、湾曲の最大変位部に位置する可能性が高い吐出口(吐出口列の中心に位置することが多い)の三点だけ認識すれば良く、また、曲線の傾向に合わせて中心位置情報の取得数を可変しても良い。
The element for obtaining the distance difference is not limited to this, and may be, for example, the position information of each discharge port stored in the
続いて、インクジェットヘッド本体5の傾き角θXを求める。傾き角θXは、吐出動作を実施する基板の同色バンク間ピッチによって決まる。なお、傾き角θXによっては一回の走査でインクジェットヘッド本体の全ての吐出口を使用するとは限らず、規定の吐出口ピッチ毎に吐出動作を実施することになる。また、その傾き角θXはX方向の吐出口の位置ずれを可能な限り低減させるために鋭角であるのが望ましい。なお、傾き角θXの原点は、端部に位置する吐出口中心点でも良いし、吐出口列の中心でも良いし、他にヘッドブラケット6やθ回転ユニット13の回転中心等、装置構成上で形成された点でも良い。
Subsequently, the inclination angle θX of the
ここで、吐出動作を実施する基板の走査方向について決定する。上記湾曲変位ΔHnの最大値のX変位ΔXnと、予め設定した基板走査方向決定のための閾値とを比較し、その閾値を越えた場合、すなわち現在の基板走査方向では吐出動作を実施させたくない場合、インクジェットヘッド本体5の走査方向をバンクの長手方向に対して直角となるようにして吐出動作を実施する。
Here, the scanning direction of the substrate on which the ejection operation is performed is determined. The maximum X displacement ΔXn of the bending displacement ΔHn is compared with a preset threshold value for determining the substrate scanning direction, and when the threshold value is exceeded, that is, the discharge operation is not desired to be performed in the current substrate scanning direction. In this case, the ejection operation is performed such that the scanning direction of the
続いて、傾き角θXにおける各吐出口の吐出待ち距離Dnを求める。本実施例では、基準線35aと理想直線35bとの距離差を傾斜待ち距離Pn、湾曲変位ΔHnと傾き角θXとの三角関数により求め、走査方向に対して平行な距離差を湾曲待ち距離Wnとし、それらの総和を吐出待ち距離Dnとする。なお、これらの単位は時間でも良い。 Subsequently, the discharge waiting distance Dn of each discharge port at the inclination angle θX is obtained. In this embodiment, the distance difference between the reference line 35a and the ideal straight line 35b is obtained by a trigonometric function of the inclination waiting distance Pn, the bending displacement ΔHn and the inclination angle θX, and the distance difference parallel to the scanning direction is determined as the bending waiting distance Wn. And the sum of them is set as a discharge waiting distance Dn. These units may be time.
以上のように、吐出待ち距離に湾曲による成分を加算することにより、Y方向の誤差を補正することが可能となる。 As described above, it is possible to correct an error in the Y direction by adding a component due to curvature to the ejection waiting distance.
図6は、本発明の一実施形態になる、塗布装置の動作フローチャートを示す。なお、塗布装置の各部動作は、図1に基づいて説明を行う。 FIG. 6 shows an operation flowchart of the coating apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, operation | movement of each part of a coating device is demonstrated based on FIG.
まず、インクジェットヘッド本体5に取付けられている図示しないヘッド保護装置を取り外す。なお、このヘッド保護装置は、インクジェットヘッド本体5吐出口およびその周縁部の乾燥による目詰りを防止するために用いている。そして、PC18を起動し、適宜塗布材料ボトル16や洗浄用溶剤ボトル19内の残量を確認し、各構成機器の自己診断等を実施し、塗布準備を終了させる(ステップ401)。そして、クリーニング装置15によってインクジェットヘッド本体5吐出口とその周縁部の清掃を実施し、目詰り要因を排除する(ステップ402)。
First, a head protection device (not shown) attached to the
続いて、インクジェットヘッド本体5の湾曲度合いの認識作業を実施し(ステップ403)、吐出動作に必要な補正値の算出を実施し(ステップ409)、得られた補正値によって、インクジェットヘッド本体5をヘッドブラケット6またはθ回転ユニット13によって傾き角θXに設定し、走査方向を決定し、これから吐出動作を実施する基板32に対応した塗布データを形成する。
Subsequently, the degree of bending of the
そして、図示しない基板前処理部から搬送されてきた基板32を吸着プレート上の所定の位置に搭載し、図示しない真空発生手段を駆動させ基板32を吸着固定し(ステップ404)、設定した走査方向に見合う基板位置関係を保ち、そしてZステージ3を駆動させ、インクジェットヘッド本体5吐出口面と基板32表面とを規定の基板間距離に設定する。
Then, the
続いて、塗布作業を開始する(ステップ405)。塗布作業が終了すれば、図示しない真空発生手段を駆動させ基板32の吸着を解除し、基板後処理部へ搬送する(ステップ406)。
Subsequently, the coating operation is started (step 405). When the coating operation is completed, the vacuum generating means (not shown) is driven to release the suction of the
ここで、規定の基板処理枚数に達し(ステップ406)、さらにその枚数がインクジェットヘッド5のクリーニングの必要な枚数に達した(ステップ407)ならば、クリーニング装置15を駆動させ、各種クリーニングを実施する。クリーニングが終了次第、再度塗布作業(前記ステップ404、ステップ405、ステップ406)を実施する。 Here, when the prescribed number of processed substrates has been reached (step 406) and the number has reached the number necessary for cleaning the inkjet head 5 (step 407), the cleaning device 15 is driven to perform various cleanings. . As soon as the cleaning is completed, the coating operation (step 404, step 405, step 406) is performed again.
規定の基板処理枚数に達すると、本塗布装置での塗布作業は終了となる。終了前に、クリーニング装置15を駆動させ、各種クリーニングを実施する。最後に、図示しないヘッド保護装置をインクジェットヘッド5に装着し、作業は終了する。
When the prescribed number of processed substrates is reached, the coating operation in the coating apparatus is finished. Before the end, the cleaning device 15 is driven to perform various cleanings. Finally, a head protection device (not shown) is attached to the
1…袈台、2…門型ステージ、3…Z軸ステージ、4…Z軸駆動モータ、5…インクジェット本体、6…ゴニオステージ、9…Xステージ、11…Yステージ、13…回転ユニット、14…吸着テーブル、15…クリーニング装置、16…発光材料ボトル、18…制御装置、19…洗浄液ボトル。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各インクジェットヘッドの各吐出口の中心位置情報を得る情報収集部と、前記情報収集部によって得られた前記各吐出口の位置情報に基づき前記インクジェットヘッドの駆動諸元を決定する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記各吐出口の前記中心位置情報から近似直線を求め、それを前記インクジェットヘッドの吐出口列とし、また前記中心位置情報から近似曲線を求め、それを前記インクジェットヘッドの吐出口列偏差とし、これら両者間の前記吐出口での幅を吐出口補正値とし、前記吐出口補正値を前記各吐出口毎に取得することを特徴とする塗布装置。 In the coating apparatus for applying ink for each color on the substrate, provided for each color to apply an inkjet head having a plurality of ejection openings,
An information collection unit that obtains center position information of each ejection port of each inkjet head; and a drive control unit that determines drive parameters of the inkjet head based on the positional information of each ejection port obtained by the information collection unit; With
The drive control unit obtains an approximate straight line from the center position information of each discharge port, sets it as a discharge port array of the inkjet head, and obtains an approximate curve from the center position information, and uses this as a discharge line of the inkjet head. An application apparatus, wherein an outlet row deviation is set, a width at the discharge port between the two is set as a discharge port correction value, and the discharge port correction value is acquired for each discharge port.
前記インクジェットヘッドの各吐出口の中心位置情報を得る情報収集部と、前記情報収集部によって得られた前記各吐出口の位置情報に基づき前記インクジェットヘッドの駆動諸元を決定する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記各吐出口の前記中心位置情報から近似直線を求め、それを前記インクジェットヘッドの吐出口列とし、前記近似直線と前記吐出口に対応した中心位置情報との幅を吐出口補正値とし、前記吐出口補正値を前記各吐出口毎に取得することを特徴とする塗布装置。 In the coating apparatus for applying ink for each color on the substrate, provided for each color to apply an inkjet head having a plurality of ejection openings,
An information collecting unit that obtains center position information of each ejection port of the inkjet head; and a drive control unit that determines drive parameters of the inkjet head based on the positional information of each ejection port obtained by the information collecting unit. Prepared,
The drive control unit obtains an approximate straight line from the center position information of each of the discharge ports, uses it as a discharge port array of the inkjet head, and discharges the width between the approximate line and the center position information corresponding to the discharge port. An application apparatus characterized in that an outlet correction value is obtained and the discharge port correction value is obtained for each of the discharge ports.
前記近似直線は、前記各吐出口の前記中心位置情報から、最小二乗法によって得ることを特徴とする塗布装置。 In the coating device in any one of Claim 1 or Claim 2,
The approximating straight line is obtained by the least square method from the center position information of each discharge port.
前記近似直線は、前記各吐出口のうち両端それぞれ二箇所の前記中心位置情報を結んだ直線によって得ることを特徴とする塗布装置。 In the coating device in any one of Claim 1 or Claim 2,
The approximating straight line is obtained by a straight line connecting the center position information at two locations on both ends of each discharge port.
前記基板の表面には、その任意の位置に幅と奥行が同一ではない複数の凹部を有する集合体を有しており、
前記駆動制御部により現在の前記インクジェットヘッド走査方向では前記集合体に対して吐出動作を実施出来ないと判断した場合、前記走査方向を、前記幅と前記奥行のうち、どちらか長い方に対して垂直とすることを特徴とした塗布装置。
In the coating device according to any one of claims 1 to 4,
The surface of the substrate has an assembly having a plurality of recesses whose width and depth are not the same at any position thereof,
When it is determined by the drive control unit that an ejection operation cannot be performed on the aggregate in the current inkjet head scanning direction, the scanning direction is set to the longer of the width and the depth. A coating apparatus characterized by being vertical.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006167682A (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Toppan Printing Co Ltd | Ink jet coating equipment |
| JP2008246799A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Seiko Epson Corp | Liquid ejector |
| CN106004046A (en) * | 2016-06-12 | 2016-10-12 | 东莞市基汇实业有限公司 | Digital flat panel printer |
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2004
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