CN1970298A - 喷墨印刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷墨印刷装置，依据本发明所提供的喷墨印刷装置包含：具有喷射墨水的喷嘴的第一喷墨头，该喷墨头沿垂直于印刷方向的第一线路排列并可以沿第一线路移动；具有喷射墨水的喷嘴的第二喷墨头，该喷墨头沿与第一线路平行的第二线路排列并可以沿第二线路移动；轴驱动部，以用于使第一喷墨头和第二喷墨头中的至少一个喷墨头沿印刷方向的垂直方向进行移动，以使第一喷墨头的喷嘴和第二喷墨头的喷嘴在印刷方向的垂直方向上沿互不相同的区域喷射墨水。据此，能够有效地适应印刷图案的变化而进行印刷。

Description

喷墨印刷装置

技术领域

本发明涉及喷墨印刷装置，尤其涉及能够有效地适应印刷图案的变化而进行印刷的喷墨印刷装置。

背景技术

喷墨印刷装置用于通过喷墨头将形成图案的墨水喷射到基片上而形成图案。在基片上形成图案的图案形成技术被广泛应用于半导体或LCD、PDP等平板显示器件的制造工艺中。图案形成技术除了喷墨印刷技术之外还包括纱网印刷(Screen Print)技术、光刻技术等。纱网印刷技术虽然工艺简单、成本低廉，但图案的均匀性不佳，因此不适合形成高精度的图案，而光刻技术虽然因图案的均匀性好而适合形成高精度的图案，但感光膜的形成、曝光、显影、蚀刻等一系列工艺较为复杂而且成本较高。

与此相比，喷墨印刷技术可以通过简单的工艺形成造价低廉而且高精度的图案，因此目前受到广泛瞩目。喷墨印刷技术能够适用于平板显示装置的所有用于形成图案的工艺中，尤其适用于形成滤色片，此外还适用于形成配向膜、荧光体、电极、介电层等。

图1为现有的喷墨印刷装置的示意图，图2为表示图1所示的喷墨印刷装置的工作情况的仰视图。如图所示，喷墨印刷装置101具有喷墨头110，该喷墨头110上排列着用于喷射墨水I的喷嘴112。喷嘴112以一定间距P排列在喷墨头110的喷墨面。喷墨头110喷射的墨水I被喷到基片等印刷对象上形成期望的印刷图案。

移动架120与固定架130朝印刷方向X并排设置。固定架130相对于移动架120位置固定。移动架120具有角度调节部件140，因此可以相对于固定架130沿印刷方向X移动。角度调节部件140具有一定螺距的螺纹，从而随着角度调节部件140的旋转而移动移动架120。

在移动架120与固定架130之间沿印刷方向X设置多个喷墨头110。喷墨头110的一端由第一支架114支持，而第一支架114通过第一铰链部122可旋动地被移动架120支持。喷墨头110的另一端由第二支架116支持，而第二支架116通过第二铰链部132可旋动地被固定架130支持。喷墨头110由第一支架114和第二支架116支持，并通过位置调节部件150可以沿喷墨头110的长度方向B移动。位置调节部件150具有一定螺距的螺纹，因此随着位置调节部件150的旋转朝移动架120对喷墨头110的另一端施加压力使喷墨头110沿长度方向B移动。弹簧部件160产生与位置调节部件150所施加的压力方向相反的弹性恢复力。

这种喷墨印刷装置101根据所要印刷的印刷图案的间距，通过角度调节部件140与位置调节部件150调节喷墨头110的位置及角度a。随着角度调节部件140朝印刷方向X移动移动架120，喷墨头110以第一铰链部122及第二铰链部132为中心进行旋转。由此调节沿印刷方向X的垂直方向布置的喷嘴112间距使其与印刷图案间距一致。并且，根据位置调节部件150的压力调节喷墨头110的长度方向B的位置使其适合印刷图案。

但是，这种现有的喷墨印刷装置101，由于多个喷墨头110被排列成沿印刷方向X对同一区域喷射墨水，因此不能有效使用多个喷墨头110。即，第一喷墨头(图1的110a)沿印刷方向X首先对印刷对象喷射墨水，而第二喷墨头110b设置成对第一喷墨头110a喷射墨水的区域再喷射墨水，因此只有第一喷墨头110a对印刷图案的形成做出贡献，而第二喷墨头110b可能处于无用状态。

并且，现有的喷墨印刷装置101，要根据印刷图案的变化设置喷墨头110较为繁琐。当印刷图案的间距发生变化时，需要利用角度调节部件140沿印刷方向X移动移动架120，并利用位置调节部件150调节喷墨头110的长度方向B位置。这种调节过程相当耗费时间，随之可能会增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效地适应印刷图案的变化而进行印刷的喷墨印刷装置。

为了实现上述目的，依据本发明所提供的喷墨印刷装置包含：具有喷射墨水的喷嘴的第一喷墨头，该喷墨头沿垂直于印刷方向的第一线路排列并可以沿第一线路移动；具有喷射墨水的喷嘴的第二喷墨头，该喷墨头沿与所述第一线路平行的第二线路排列并可以沿第二线路移动；轴驱动部，以用于使所述第一喷墨头和所述第二喷墨头中的至少一个喷墨头沿所述印刷方向的垂直方向进行移动，以使所述第一喷墨头的喷嘴和所述第二喷墨头的喷嘴在所述印刷方向的垂直方向上沿互不相同的区域喷射墨水。

并且，所述第一喷墨头和所述第二喷墨头分别具有沿长度方向按照相同的间距排列的多个喷嘴，依据本发明所提供的喷墨印刷装置还可以包含旋转驱动部，以用于旋转所述第一喷墨头和所述第二喷墨头，以使其相对于所述印刷方向的垂直方向具有相同的旋转角度。

并且，所述第一线路与所述第二线路可以相互隔开一定距离，以使所述第一喷墨头与所述第二喷墨头在由所述旋转驱动部进行旋转时互不发生干涉。

并且，还包含支持所述第一喷墨头的第一支座和支持所述第二喷墨头的第二支座，而且所述轴驱动部可以包含：向所述印刷方向的垂直方向延伸的第一导轨，该导轨支持所述第一支座并使其可以沿第一导轨移动，使得所述第一喷墨头沿所述第一线路移动；与所述第一导轨平行布置的第二导轨，该导轨支持所述第二支座并使其可以沿第二导轨移动，使得所述第二喷墨头沿所述第二线路移动；第一轴驱动电机，以用于使所述第一支座沿所述第一导轨移动；第二轴驱动电机，以用于使所述第二支座沿所述第二导轨移动。

并且，所述第一支座及所述第二支座可以分别在所述第一导轨及所述第二导轨上进行装卸。

并且，所述第一支座及所述第二支座可以具有向相互远离的方向延伸一定长度的延伸部，以使所述第一喷墨头与所述第二喷墨头在由所述旋转驱动部进行旋转时互不发生干涉。

并且，还包含支持所述第一导轨和所述第二导轨的轨道支座，所述第一导轨与所述第二导轨的轨道面可以在所述印刷方向上的所述轨道支座的两个侧面相互远离而设置。

并且，所述旋转驱动部可以包含：由所述第一支座可旋转地加以支持的第一支架，以用于支持所述第一喷墨头；由所述第二支座可旋转地加以支持的第二支架，以用于支持所述第二喷墨头；第一旋转驱动电机，以用于使所述第一支架相对于所述第一支座进行旋转；第二旋转驱动电机，以用于使所述第二支架相对于所述第二支座进行旋转。

并且，还可以包含：相机，以用于监测所述第一喷墨头和所述第二喷墨头的在所述印刷方向的垂直方向上的位置和旋转角度位置；控制部，以用于基于所述相机所监测的位置信息控制所述轴驱动部和所述旋转驱动部，以调节所述第一喷墨头和所述第二喷墨头的所述垂直方向上的位置和所述旋转角度位置。

并且，所述第一喷墨头和所述第二喷墨头中的至少一个喷墨头的数量可以为多个。

附图说明

图1为现有的喷墨印刷装置的示意图；

图2为表示图1所示的喷墨印刷装置的工作情况的仰视图；

图3为依据本发明第一实施例所提供的喷墨印刷装置的示意图；

图4为表示图3中的喷墨头排列情况的仰视图；

图5为表示图3所示的喷墨印刷装置的工作情况的概要图；

图6为表示依据本发明第二实施例所提供的喷墨印刷装置的概要图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。各实施例中的相同的构成要素采用相同的标号。对于相同的构成要素只在第一实施例中进行代表性的说明，在其他实施例中可能省略其说明。

图3为依据本发明第一实施例所提供的喷墨印刷装置的示意图，图4为表示图3中的喷墨头排列情况的仰视图。如图所示，喷墨印刷装置1包含第一喷墨头10a、第二喷墨头10b及轴驱动部30。喷墨印刷装置1沿印刷方向X在印刷对象(未图示)上形成印刷图案。在此，可以采用印刷对象(未图示)朝印刷方向X移动的方式或者喷墨印刷装置1朝印刷方向X移动的方式。印刷对象(未图示)可能是液晶显示器的基片，尤其是滤色片，也可能是其他需要形成不同的印刷图案的单元。

第一喷墨头10a与第二喷墨头10b在喷墨面具有喷射一定量的墨水的喷嘴12。第一喷墨头10a沿与印刷方向X相垂直的第一线路A排列并可沿该线路移动，而第二喷墨头10b沿与第一线路A相平行的第二线路B排列并可沿该线路移动。

第一喷墨头10a由第一支架42a支持，第一支架42a由第一支座20a支持而能够相对于沿喷墨头10a喷射墨水的方向的旋转轴进行旋转。第二喷墨头10b由第二支架42b支持，第二支架42b由第二支座20b支持而能够相对于与第一支架42a的旋转轴方向相同的旋转轴进行旋转。

轴驱动部30将第一喷墨头10a和第二喷墨头10b中的至少一个沿印刷方向X的垂直方向移动，以使第一喷墨头10a的喷嘴12和第二喷墨头10b的喷嘴12在印刷方向X的垂直方向对互不相同的的区域喷射墨水。

轴驱动部30包含导轨32和轴驱动电机34。导轨32包含沿印刷方向X的垂直方向延伸并相互平行的第一导轨32a和第二导轨32b。第一导轨32a上沿印刷方向X的垂直方向可移动地排列多个分别设有第一喷墨头10a的第一支座20a。第二导轨32b上沿印刷方向X的垂直方向可移动地排列多个分别设有第二喷墨头10b的第二支座20b。

轴驱动电机34包含第一轴驱动电机34a和第二轴驱动电机34b。第一轴驱动电机34a沿第一导轨32a移动第一支座20a。第二轴驱动电机34b沿第二导轨32b移动第二支座20b。第一轴驱动电机34a与第二轴驱动电机34b可以采用能够进行精确控制的线性电动机或者其他类型的电机。据此，第一喷墨头10a和第二喷墨头10b可以分别沿第一线路A和第二线路B移动。

轴驱动部30为避免第一喷墨头10a和第二喷墨头10b的喷墨区域在印刷方向X的垂直方向上互相重叠，将第一支座20a和第二支座20b分别设置在第一导轨32a和第二导轨32b。由此，喷墨印刷装置1可以利用所有沿印刷方向X设置的多个喷墨头10a、10b形成印刷图案。

第一支座20a和第二支座20b分别具有向远离第一导轨32a和第二导轨32b的方向延伸的延伸部22。由此，第一线路A与第二线路B可以保持足够的距离，以使第一喷墨头10a和第二喷墨头10b在由旋转驱动部40a、40b进行旋转时互不发生干涉。作为另一种实施方式，为了充分确保第一线路A与第二线路B之间的间隔距离d而使第一喷墨头10a与第二喷墨头10b互不发生干涉，还可以采用使第一导轨32a与第二导轨32b保持足够的距离等通常的结构。

第一导轨32a和第二导轨32b由轨道支座31支持。分别支持第一支座20a和第二支座20b的第一导轨32a与第二导轨32b的轨道面在印刷方向X上的轨道支座31的两个侧面相互远离而设置。由此，第一导轨32a和第二导轨32b在空间上有效地支持第一支座20a和第二支座20b，并使第一支座20a和第二支座20b可以移动。作为另一种实施方式，第一导轨32a与第二导轨32b还可以平行设置在轨道支座31的同一个侧面上。

喷墨印刷装置1包含具有支架42a、42b和旋转驱动电机44a、44b的旋转驱动部40a、40b。旋转驱动电机44a、44b使支架42a、42b相对于支座20a、20b进行旋转，以使喷墨头10a、10b的位置相对于印刷方向X的垂直方向具有一定的旋转角度位置。旋转驱动电机44a、44b设置在支架42a、42b与支座20a、20b之间，并使电机的旋转轴与支架42a、42b的旋转轴一致。作为另一种实施方式，旋转驱动电机44a、44b可以具有传递动力的传动单元，使得电机旋转轴与支架42a、42b的旋转轴互不相同。

旋转驱动电机44a、44b包含旋转第一支架42a的第一旋转驱动电机44a和旋转第二支架42b的第二旋转驱动电机44b。旋转驱动部40a、40b通过第一旋转驱动电机44a和第二旋转驱动电机44b旋转第一支架42a和第二支架42b，使得第一喷墨头10a和第二喷墨头10b分别以第一线路A和第二线路B为基准具有相同的旋转角度。

第一喷墨头10a和第二喷墨头10b上沿长度方向按照相同的间距P排列喷嘴12。随着旋转驱动部40a、40b旋转支架42a、42b，喷嘴12沿印刷方向X的垂直方向，即沿第一线路A或第二线路B方向的间距发生变化。旋转驱动部40a、40b通过旋转驱动电机44a、44b而旋转支架42a、42b，以使需要在印刷对象上印刷的印刷图案的间距与喷嘴12相对于印刷方向X的垂直方向的间距一致。

喷墨印刷装置1包含：高倍率相机(图4中的50)，用于监测第一喷墨头10a和第二喷墨头10b的在印刷方向X的垂直方向上的位置和旋转角度位置；控制部(图4中的60)，用于基于相机50所监测的位置信息控制轴驱动部30和旋转驱动部40a、40b，以调节第一喷墨头10a和第二喷墨头10b的垂直方向位置和旋转角度位置。

相机50监测喷墨头10a、10b的在印刷方向X的垂直方向上的位置和旋转角度位置，并监测喷嘴12沿印刷方向X的垂直方向的间距。随着旋转驱动部40a、40b旋转喷墨头10a、10b，相机50监测喷嘴12的间距并将监测到的信息传送到控制部60。控制部60对监测到的信息与所要印刷的印刷图案的间距进行比较分析，然后向轴驱动部30和旋转驱动部40a、40b提供控制信号。控制部60基于相机50所监测到的位置信息，对轴驱动部30和旋转驱动部40a、40b进行反馈控制，直到印刷图案的间距与喷嘴12的垂直方向间距相互一致。

据此，可以在短时间内对应于印刷图案的间距有效地对齐喷墨头10a、10b。尤其，在各种大小的面板上形成滤色片的象素等印刷图案的间距频繁地发生变化时可以有效地对应于各种变化形成印刷图案。

虽然附图中在第一导轨32a上设置3个第一喷墨头10a，而在第二导轨32b上设置2个第二喷墨头10b，但也可以在第一导轨32a和第二导轨32b上分别设置1个第一喷墨头10a和1个第二喷墨头10b，或者在导轨32上设置不同数量的喷墨头10a、10b。轴驱动部30调节第一喷墨头10a和第二喷墨头10b，使其具有互不相同的喷墨区域。最好设置分别与喷墨头10a、10b一一对应的多个轴驱动电机34和旋转驱动电机44a、44b。

第一支座20a和第二支座20b分别在第一导轨32a和第二导轨32b上进行装卸。由此，可以对应于印刷图案形成区域在印刷方向X的垂直方向上的长度调节安装在导轨32上的喷墨头10a、10b的数量。在相对于印刷方向X的垂直方向跨度较大的印刷对象上形成印刷图案时，可以安装相对较多的喷墨头10a、10b，而在相反情况下可以减少喷墨头10a、10b的安装数量，从而可以有效地形成印刷图案。

以下参照图3及图5说明本发明第一实施例所提供的喷墨印刷装置的工作情况。

图5为表示图3所示的喷墨印刷装置的工作情况的概要图。如图所示，形成具有一定间距的印刷图案时，旋转驱动部40a、40b旋转喷墨头10a、10b使其相对于印刷方向X的垂直方向具有一定的旋转角度a，以使印刷图案的间距与喷嘴在印刷方向X的垂直方向上的间距相一致。与此同时，轴驱动部30为使第一喷墨头10a和第二喷墨头10b在印刷方向X的垂直方向上具有互不相同的喷墨区域，分别沿垂直方向Y移动第一喷墨头10a和第二喷墨头10b。其中，某一个喷墨头的位置可以不变。

相机50监测喷墨头10a、10b的垂直方向位置和旋转角度位置，并监测喷嘴12在印刷方向X的垂直方向上的间距。控制部60基于相机50所监测的位置信息对旋转驱动部40a、40b进行反馈控制，以使印刷图案的间距与喷嘴12沿印刷方向X的垂直方向的间距相一致。与此同时，控制部60对轴驱动部30进行反馈控制，以使第一喷墨头10a的喷墨区域Aa与第二喷墨头10b的喷墨区域Ab不相互重叠，并使Aa区域与Ab区域相互连续。

作为另一实施例，控制部60可以先控制旋转驱动部40a、40b使印刷图案的间距与喷嘴12沿印刷方向X的垂直方向的间距相一致，然后控制轴驱动部30使第一喷墨头10a与第二喷墨头10b的喷墨区域不相互重叠，而且不产生非连续区域。

下面说明本发明第二实施例所提供的喷墨印刷装置。

图6为表示依据本发明第二实施例所提供的喷墨印刷装置的概要图。如图所示，在第一导轨32a上设置5个第一喷墨头10a，而在第二导轨32b上设置4个第二喷墨头10b。由此，第二实施例所提供的喷墨印刷装置与第一实施例所提供的喷墨印刷装置相比，可以在跨度相对较大的区域同时喷墨而形成印刷图案。

作为另一实施例，可以在第一导轨32a上设置4个第一喷墨头10a，而在第二导轨32b上设置5个第二喷墨头10b。作为又一个实施例，可以在导轨32上分别设置相同数量的喷墨头10a、10b。

如上所述，依据本发明所提供的喷墨印刷装置能够有效地适应印刷图案的变化而进行印刷。

Claims (10)

1、一种喷墨印刷装置，其特征在于包含：

具有喷射墨水的喷嘴的第一喷墨头，该喷墨头沿垂直于印刷方向的第一线路排列并可以沿第一线路移动；

具有喷射墨水的喷嘴的第二喷墨头，该喷墨头沿与所述第一线路平行的第二线路排列并可以沿第二线路移动；

轴驱动部，以用于使所述第一喷墨头和所述第二喷墨头中的至少一个喷墨头沿所述印刷方向的垂直方向进行移动，以使所述第一喷墨头的喷嘴和所述第二喷墨头的喷嘴在所述印刷方向的垂直方向上沿互不相同的区域喷射墨水。

2、根据权利要求1所述的喷墨印刷装置，其特征在于：

所述第一喷墨头和所述第二喷墨头分别具有沿长度方向按照相同的间距排列的多个喷嘴；

还包含旋转驱动部，以用于旋转所述第一喷墨头和所述第二喷墨头，以使其相对于所述印刷方向的垂直方向具有相同的旋转角度。

3、根据权利要求2所述的喷墨印刷装置，其特征在于所述第一线路与所述第二线路相互隔开一定距离，以使所述第一喷墨头与所述第二喷墨头在由所述旋转驱动部进行旋转时互不发生干涉。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的喷墨印刷装置，其特征在于还包含支持所述第一喷墨头的第一支座和支持所述第二喷墨头的第二支座，而且所述轴驱动部包含：

向所述印刷方向的垂直方向延伸的第一导轨，该导轨支持所述第一支座并使其可以沿第一导轨移动，使得所述第一喷墨头沿所述第一线路移动；

与所述第一导轨平行布置的第二导轨，该导轨支持所述第二支座并使其可以沿第二导轨移动，使得所述第二喷墨头沿所述第二线路移动；

第一轴驱动电机，以用于使所述第一支座沿所述第一导轨移动；

第二轴驱动电机，以用于使所述第二支座沿所述第二导轨移动。

5、根据权利要求4所述的喷墨印刷装置，其特征在于所述第一支座及所述第二支座可以分别在所述第一导轨及所述第二导轨上进行装卸。

6、根据权利要求4所述的喷墨印刷装置，其特征在于所述第一支座及所述第二支座具有向相互远离的方向延伸一定长度的延伸部，以使所述第一喷墨头与所述第二喷墨头在由所述旋转驱动部进行旋转时互不发生干涉。

7、根据权利要求4所述的喷墨印刷装置，其特征在于：

还包含支持所述第一导轨和所述第二导轨的轨道支座；

所述第一导轨与所述第二导轨的轨道面在所述印刷方向上的所述轨道支座的两个侧面相互远离而设置。

8、根据权利要求4所述的喷墨印刷装置，其特征在于所述旋转驱动部包含：

由所述第一支座可旋转地加以支持的第一支架，以用于支持所述第一喷墨头；

由所述第二支座可旋转地加以支持的第二支架，以用于支持所述第二喷墨头；

第一旋转驱动电机，以用于使所述第一支架相对于所述第一支座进行旋转；

第二旋转驱动电机，以用于使所述第二支架相对于所述第二支座进行旋转。

9、根据权利要求2所述的喷墨印刷装置，其特征在于还包含：

相机，以用于监测所述第一喷墨头和所述第二喷墨头的在所述印刷方向的垂直方向上的位置和旋转角度位置；

控制部，以用于基于所述相机所监测的位置信息控制所述轴驱动部和所述旋转驱动部，以调节所述第一喷墨头和所述第二喷墨头的所述垂直方向上的位置和所述旋转角度位置。

10、根据权利要求1所述的喷墨印刷装置，其特征在于所述第一喷墨头和所述第二喷墨头中的至少一个喷墨头的数量为多个。

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