JP2008049216A - 液滴吐出装置、ヘッドユニット、ヘッドユニット組立方法、及びヘッドユニット組立装置 - Google Patents
液滴吐出装置、ヘッドユニット、ヘッドユニット組立方法、及びヘッドユニット組立装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明による液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドをユニットプレートに固定したヘッドユニットを備え、液滴吐出ヘッドを描画対象である基板に対向させ、液滴吐出ヘッドと基板とを相対的に移動させるとともに、液滴吐出ヘッドが有する任意の液滴吐出ノズルから基板に向けて液滴を吐出させることで、基板の任意の位置に液状材料を配置する液滴吐出装置であって、液滴吐出ヘッドをユニットプレートに位置決めするための一対の基準点は、複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれからの距離の最大値が最も小さくなる点であるヘッドユニット重心を通る同一の直線上に配置されている液滴吐出装置である。
【選択図】図5
Description
XG=(XA+XB+・・・+XN)/n
YG=(YA+YB+・・・+YN)/n
最初に、液滴吐出装置の全体構成について、図1を参照して説明する。図1は液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図である。図1に示すように、液滴吐出装置1は、液状体を液滴として吐出して着弾させる対象である描画対象としての基板Wを載置するための基板ステージ14と、基板ステージ14を主走査方向に移動させるX軸走査機構10と、を備えている。また、複数の液滴吐出ヘッド40(図2参照)を搭載するヘッドユニット30(図5参照)を有するキャリッジ22(図6参照)を備えるキャリッジユニット20と、キャリッジユニット20を副走査方向に移動させるY軸走査機構17と、を備えている。図1に矢印で示したように、主走査方向をX軸方向、主走査方向(X軸方向)に略直交する副走査方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向、Z軸方向回りの回動方向をθ方向と表記する。
次に、図2を参照して液滴吐出ヘッド40について説明する。図2は、液滴吐出ヘッドをノズル形成プレート側から見た外観斜視図である。この液滴吐出ヘッド40は、いわゆる2連のものであり、2連の接続針46,46を有する液体導入部45と、液体導入部45の側方に連なる2連のヘッド基板47と、液体導入部45に連なる2連のポンプ部48と、ポンプ部48に連なるノズル形成プレート41とを備えている。液体導入部45には、配管接続部材が接続され、ヘッド基板47には、フレキシブルフラットケーブルが接続される。一方、このポンプ部48とノズル形成プレート41とにより、方形のヘッド本体40Aが構成されている。
次に、液滴吐出ヘッド40のユニットプレート51への取付構造について、図3を参照して説明する。図3は、液滴吐出ヘッドのユニットプレートへの取付構造を示す図である。図3(a)は、ユニットプレートに取付けられた液滴吐出ヘッドをノズルプレート側からみた平面図であり、図3(b)は、図3(a)にA−Aで示した断面の断面図である。
次に、液滴吐出ヘッド40のユニットプレート51上の位置を規定する際の基準となる基準ピン54について、図4を参照して説明する。一対の基準ピン54,54(図5参照)は、ヘッドユニット30が取付けられたキャリッジユニット20を液滴吐出装置1に取付ける際にθ方向に位置決め(位置認識)するための基準としても用いられる。また、ヘッドユニット30(ユニットプレート51)をヘッドユニット組立装置100(図7参照)に取付ける際にθ方向に位置決めするための基準としても用いられる。一対の基準ピン54,54のユニットプレート51上の配置位置については後述する。
次に、図5を参照してヘッドユニット30の全体構成について説明する。図5は、キャリッジにおけるヘッドユニットの平面図である。図3を参照して説明したように、ヘッドユニット30のユニットプレート51には、主ヘッド保持部材32及び副ヘッド保持部材33を介して液滴吐出ヘッド40が取付けられている。図5に示すように、1基のヘッドユニット30は、12個の液滴吐出ヘッド40を備えている。ユニットプレート51には、基準マーク孔56(図4参照)が形成された一対の基準ピン54,54が固定されており、12個の液滴吐出ヘッド40はそれぞれ基準ピン54に形成された基準マーク孔56を基準として、適切な位置に位置決めして固定されている。
次に、図6を参照してキャリッジユニット20の全体構成について説明する。図6は、キャリッジユニットの側面図である。キャリッジユニット20は、キャリッジプレート21を備え、キャリッジ22が吊下機構70を介してキャリッジプレート21にθ方向に回動可能に取付けられている。上述したように、キャリッジプレート21は、一対のY軸ガイドレール18に差し渡されるようにして配置されている。差し渡されたキャリッジプレート21の上には、各液状体が貯留されたタンクから配管を経由して送り込まれた液状体を所定量貯留して、各液滴吐出ヘッド40に液状体を供給する液状体供給ユニット23と、各液滴吐出ヘッド40を駆動するための電気信号を供給するヘッド用電装ユニット24とが、載置されている。
次に、ヘッドユニット30を組立てるヘッドユニット組立装置100について説明する。ヘッドユニット組立装置100は、上記したヘッドユニット30を組立対象物とし、ユニットプレート51に仮装着した12個の液滴吐出ヘッド40をそれぞれ精度良く位置決めして接着(一次固定)するものである。なお、このヘッドユニット組立装置100で、液滴吐出ヘッド40を一次固定したヘッドユニット30は、保持部材ねじ38を用いてさらに固定する二次固定工程及び洗浄工程を経て、キャリッジ枠62にセットされる。図7は、ヘッドユニット組立装置の構成を示す模式図である。
次に、ヘッドユニット30を組立てるヘッドユニット組立装置100による組立方法について、図9を参照して詳細に説明する。図9は、ヘッドユニット組立装置によるヘッドユニットの組立過程を示すフローチャートである。
(1)1基のヘッドユニット30に搭載された12個の液滴吐出ヘッド40は、ヘッド401f,401e,401d,401c,401b,401aと、ヘッド400a,400b,400c,400d,400e,400fとが、基準点である基準マーク孔56の中点Gに関して点対称の位置及び方向に配置されている。中点Gは、複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれからの距離の最大値が最も小さくなる点であることから、中点Gを原点とする座標で液滴吐出ヘッド40の位置を規定することで、原点に対してヘッド400aから400f及び401aから401fが配置されるべき位置までの距離の最大値を最も小さくして、位置誤差の要因である距離のばらつきの絶対値を小さくすることで、液滴吐出ヘッド40を精度良く位置決めすることができる。
Claims (21)
- 複数の液滴吐出ヘッドをユニットプレートに固定したヘッドユニットを備える液滴吐出装置であって、
前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれの液滴吐出ヘッドの前記ユニットプレート上の位置は、それぞれの前記液滴吐出ヘッドの位置の重心を基準点として規定されていることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記基準点の位置は、前記基準点の前記ユニットプレート上の位置を規定して前記液滴吐出ヘッドの位置を規定するために前記ユニットプレート上に形成された一対の第一基準点を通る直線上に規定されていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記液滴吐出ヘッドと描画対象とのいずれか一方が他方に対して相対移動する方向は互いに略直行する2方向であって、
前記直線の延在方向が、前記液滴吐出ヘッドと前記描画対象との一方が他方に対して相対移動する前記2方向のうちの1方向に一致することを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出装置。 - 前記ヘッドユニットを前記液滴吐出装置に取付ける際に前記液滴吐出装置に対する前記ヘッドユニットの位置を規定するための位置規制部材をさらに備え、
当該位置規制部材を前記ユニットプレートの前記直線上に配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。 - 前記位置規制構造は、前記ユニットプレートに形成された孔であることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
- 前記位置規制構造は、前記ユニットプレートに形成された突起であることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
- 前記液滴吐出ヘッドは、前記第一基準点に対して前記液滴吐出ヘッドに形成された液滴吐出ノズルの位置を位置決めすることで位置決めされていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
- 前記液滴吐出ノズルが形成されたノズル面に垂直な方向における前記第一基準点の位置は、前記ノズル面と略同じであることを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出装置。
- 前記液滴吐出装置に取付けられた前記ヘッドユニットを前記液滴吐出ヘッドと前記描画対象との相対移動方向に垂直なZ軸周りに回動させるための回動機構の回動中心の位置が、前記Z軸に垂直な方向において前記基準点と略重なることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
- 前記基準点は、前記一対の第一基準点の中点の位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。
- 複数の液滴吐出ヘッドをユニットプレートに固定したヘッドユニットであって、
前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれの液滴吐出ヘッドの前記ユニットプレート上の位置は、それぞれの前記液滴吐出ヘッドの位置の重心を基準点として規定されていることを特徴とするヘッドユニット。 - 前記基準点の位置は、前記基準点の前記ユニットプレート上の位置を規定して前記液滴吐出ヘッドの位置を規定するために前記ユニットプレート上に形成された一対の第一基準点を通る直線上に規定されていることを特徴とする請求項11に記載のヘッドユニット。
- 複数の液滴吐出ヘッドがユニットプレートに固定されたヘッドユニットの前記ユニットプレートに前記複数の液滴吐出ヘッドをそれぞれ固定して前記ヘッドユニットを形成するヘッドユニット組立方法であって、
前記ユニットプレート上に形成されており、前記液滴吐出ヘッドを位置決めする際に基準とする一対の第一基準点の設定位置と、前記一対の第一基準点に対する前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置と、を読み込む設定位置取得工程と、
前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれの前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートに仮固定する仮固定工程と、
前記複数の液滴吐出ヘッドが仮固定された前記ユニットプレートをヘッドユニット組立装置のセットテーブルに固定するセット工程と、
前記セットテーブルに固定された前記ユニットプレートに形成された第一基準点の位置を検出する基準点検出工程と、
前記ユニットプレートを移動することで、前記基準点検出工程で位置を検出した前記一対の第一基準点が前記設定位置取得工程で読み込んだ前記設定位置に位置するように、前記一対の第一基準点を移動する基準点設定工程と、
前記液滴吐出ヘッドの位置を前記設定位置読込工程で読み込んだ前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置に移動することで、前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置に位置決めするヘッド位置決め工程と、
位置決めされた前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートの当該位置に固定する固定工程と、を有し、
前記液滴吐出ヘッドの前記ユニットプレート上の位置は、それぞれの前記液滴吐出ヘッドの位置の重心を基準点として規定されていることを特徴とするヘッドユニット組立方法。 - 前記基準点の位置は、前記一対の第一基準点を通る直線上に規定されていることを特徴とする請求項13に記載のヘッドユニット組立方法。
- 前記基準点設定工程は、前記一対の第一基準点を通る直線の延在方向を、前記一対の第一基準点の前記設定位置を通る直線の延在方向に合致させるために、前記ユニットプレートを前記ユニットプレートの面方向に回動させる方向調整工程を含み、当該方向調整工程において前記ユニットプレートを、前記基準点を中心として回動させることを特徴とする請求項13又は14に記載のヘッドユニット組立方法。
- 前記一対の第一基準点に対して前記液滴吐出ヘッドに形成された液滴吐出ノズルの位置を位置決めすることで前記液滴吐出ヘッドの位置決めを行うことを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載のヘッドユニット組立方法。
- 複数の液滴吐出ヘッドをユニットプレートに固定したヘッドユニットの前記ユニットプレートに、前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれを前記ユニットプレートの所定の位置に位置決めするとともに固定して前記ヘッドユニットを形成するヘッドユニット組立装置であって、
前記ユニットプレート上に形成されており、前記液滴吐出ヘッドを位置決めする際に基準とする一対の第一基準点の設定位置と、前記一対の第一基準点に対する前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置を読み込む設定位置読込部と、
前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれの前記液滴吐出ヘッドが仮固定された前記ユニットプレートを固定するセットテーブルと、
前記セットテーブルに固定された前記ユニットプレートに形成された第一基準点の位置を検出する基準点検出部と、
前記基準点検出部が位置を検出した前記一対の第一基準点を、前記設定位置読込部が読み込んだ前記設定位置に位置させるように、前記ユニットプレートを移動する基準点設定部と、
前記液滴吐出ヘッドの位置を前記設定位置読込部が読み込んだ前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置に移動することで、前記液滴吐出ヘッドを配置すべき位置に位置決めするヘッド位置調整部と、
位置決めされた前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートの当該位置に固定するヘッド固定部と、を備え、
前記液滴吐出ヘッドの前記ユニットプレート上の位置は、それぞれの前記液滴吐出ヘッドの位置の重心を基準点として規定されていることを特徴とするヘッドユニット組立装置。 - 前記基準点の位置は、前記一対の第一基準点を通る第一の直線上に規定されていることを特徴とする請求項17に記載のヘッドユニット組立装置。
- 前記基準点設定部は、前記セットテーブルに固定された前記ユニットプレートを前記ユニットプレートの前記液滴吐出ヘッドの取付面に垂直なZ軸周りに回動させるための回動機構を有し、
前記セットテーブルは、前記Z軸に垂直な方向において、前記基準点が前記回動機構の回動中心の位置に略重なる位置に、前記ユニットプレートが固定されるように形成されていることを特徴とする請求項17又は18に記載のヘッドユニット組立装置。 - 前記ユニットプレートは、前記ヘッドユニットを前記ヘッドユニット組立装置に取付ける際に前記ヘッドユニット組立装置に対する前記ヘッドユニットの位置を規定するための部材であって、前記第一の直線上に配置されている位置規制部材をさらに備え、
ヘッドユニット組立装置は、前記ヘッドユニットを前記ヘッドユニット組立装置に取付ける際に前記位置規制部材と協働して前記ユニットプレートの前記セットテーブルに対する位置を規制するための一対のプレート位置規制部材をさらに備え、
当該一対のプレート位置規制部材のそれぞれを前記回動機構の前記回動中心を通る第二の直線上に配置したことを特徴とする請求項17乃至19のいずれか一項に記載のヘッドユニット組立装置。 - 前記ヘッド位置調整部は、
前記ユニットプレートに対して前記液滴吐出ヘッドを、前記ユニットプレートの前記液滴吐出ヘッドの取付面に平行な第1の方向に移動させる第1の移動機構と、
前記ユニットプレートに対して前記液滴吐出ヘッドを、前記ユニットプレートの前記液滴吐出ヘッドの取付面に平行であり、前記第1の方向に略直交する第2の方向に移動させる第2の移動機構と、
前記第1の方向と前記第2の方向とに直交する第3の方向の軸周りに前記液滴吐出ヘッドを回動させるためのヘッド回動機構と、を有し、
前記第1の方向又は前記第2の方向が、前記第二の直線の延在方向であることを特徴とする請求項17乃至20のいずれか一項に記載のヘッドユニット組立装置。
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