KR20060091328A - 액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액적 토출 장치 사이즈를 가능한 한 작게 억제하면서 보수 장치를 배치할 수 있는 동시에, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보할 수 있는 액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 보수 유닛(61, 62)은 흡착 테이블(19)의 하방(下方) 위치(대기 위치)에 배치되어 있다. 보수 동작시에는 흡착 테이블(19)이 보수 유닛(61, 62)과 간섭하지 않는 위치로 퇴피하여, 보수 유닛(61, 62)의 한쪽이 상승 구동하여, 보수 장치(44, 47 또는 45, 46)가 보수 위치에 배치된다. 이와 거의 동일한 시기에 캐리지(18)가 이동하여 액적 토출 헤드(15)가 보수 장치와 대응하는 소정 위치에 배치되어, 액적 토출 헤드(15)의 보수(캡핑이나 클리닝)가 실시된다. 보수 장치(44 내지 47)는 캐리지 이동 방향(Y축 방향)에서, 기판(32)에 묘화하는 주사시에 캐리지(18)가 취할 수 있는 최대 이동 범위 L 내에 위치하고 있다.

보수 장치, 흡착 테이블, 액적 토출 헤드, 캐리지, 캡핑, 클리닝

Description

액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법{LIQUID DISCHARGING APPARATUS AND METHOD OF PERFORMING MAINTENANCE ON LIQUID DISCHARGING HEAD}

도 1은 제 1 실시예의 액적 토출 시스템의 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 액적 토출 장치의 구성을 나타낸 사시도.

도 3은 액적 토출 장치의 구성을 나타내며, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도.

도 4는 액적 토출 장치의 전기 제어 블록도.

도 5는 액적 토출 장치의 동작을 나타낸 플로차트.

도 6은 제 2 실시예의 액적 토출 장치를 나타내며, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도.

도 7은 제 3 실시예의 액적 토출 장치를 나타내며, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도.

도 8은 제 4 실시예의 액적 토출 장치를 나타내며, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1…액적 토출 시스템

10…액적 토출 장치

13…주 주사 구동 장치

14…부 주사 구동 장치

15…액적 토출 헤드

18…캐리지

19…테이블로서의 흡착 테이블

32…워크로서의 기판

44…보수 장치 및 클리닝 장치로서의 캡핑 장치

45…보수 장치 및 클리닝 장치로서의 플러싱 장치

46…보수 장치 및 클리닝 장치로서의 와이핑 장치

47…보수 장치 및 중량 측정 창치로서의 전자 저울

56, 57…이동 수단을 구성하는 동시에 승강 수단으로서의 승강 장치

61…제 1 보수 유닛

62…제 2 보수 유닛

63, 64…이동 수단을 구성하는 레일

70…보수 유닛

71…가이드 부재로서의 가이드 레일.

75…이동 수단을 구성하는 모터

77…이동 수단을 구성하는 보수 구동 장치

78…이동 수단 및 제 2 주사 방향 이동 수단을 구성하는 에어 실린더

84, 85…이동 수단 및 제 1 주사 방향 이동 수단을 구성하는 리니어 모터.

본 발명은 워크에 대하여 액적(液滴) 토출 헤드를 상대적으로 이동시켜 워크에 묘화하는 액적 토출 장치에 관계되고, 특히 액적 토출 헤드에 대하여 클리닝 등의 보수를 행하는 보수 장치를 구비한 액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법에 관한 것이다.

종래, 워크에 대하여 액적을 토출하는 장치로서, 잉크젯식의 액적 토출 장치가 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1 내지 4에 나타난 액적 토출 장치는 기판 등의 워크를 탑재 배치하여 워크를 한쪽 방향으로 이동시키는 슬라이드 테이블과, 슬라이드 테이블의 상방(上方) 위치에서 슬라이드 테이블의 이동 방향과 직교하는 방향에 가이드 레일을 따라 이동하는 잉크젯 헤드(액적 토출 헤드)를 구비하여, 워크에 대하여 액적을 도포하고 있다.

액적 토출 장치에는 잉크젯 헤드의 노즐의 막힘, 헤드 표면으로의 먼지 부착, 헤드 내의 액중에 혼입된 기포 등에 대응하기 위해 클리닝 장치가 설치되어 있다. 클리닝 장치로서는 헤드 노즐면에 붙은 오염과 액적이 건조되어 고착화한 것을 청소하는 와이핑 장치, 액적을 토출하여 헤드 내의 기포나 점도 증가한 액체를 배출하는 플러싱 장치, 노즐 중의 액의 건조를 방지하기 위해서 헤드 표면을 덮어 공기의 흐름을 차단하는 캡핑 장치 등의 보수 장치가 있다.

클리닝 장치의 배치 위치로서는 잉크젯 헤드의 가이드 레일 하방(下方)에서 슬라이드 테이블 측방(側方) 위치에 배치된 것(특허문헌 1)이나, 슬라이드 테이블의 레일을 따라 이동할 수 있게 설치된 것(특허문헌 2, 3), 슬라이드 테이블 위에 설치한 것(특허문헌 4) 등이 알려져 있다.

[특허문헌 1] 일본국 공개 특개평10-206624호 공보(제 4 페이지, 도 1)

[특허문헌 2] 일본국 공개특허 제2001-171135호 공보(제 4 페이지, 도 1)

[특허문헌 3] 일본국 공개특허 제2003-48312호 공보(제 6 페이지, 도 1)

[특허문헌 4] 일본국 공개특허 제2003-230858호 공보(제 3 페이지, 도 1)

그러나, 특허문헌 1에 나타난 액적 토출 장치에서는 액적 토출 헤드로부터 액적을 토출하여 묘화를 행하는 주사시에 캐리지가 이동할 수 있는 최대 주사 범위(묘화 동작 범위)의 외측에 클리닝 장치가 설치되어 있기 때문에, 액적 토출 헤드를 클리닝 장치와 대응하는 위치까지 이동시키기 위해서 최대 주사 범위를 초과한 위치까지 캐리지를 이동시킬 필요가 있다. 이 결과, 캐리지를 안내하는 가이드 레일이 최대 주사 범위를 초과한 위치까지 캐리지 이동을 할 수 있게 상대적으로 길게 되어 있다. 이로 인해, 가이드 레일이 길어진 분만큼 액적 토출 장치가 대형화하는 문제나, 길이 증대에 의해 가이드 레일에 기계적인 휘어짐이 생기기 쉬워져, 액적 토출 헤드로부터 토출되어 기판 등의 워크 위에 착탄하는 액적의 위치 정밀도(액적 토출 위치 정밀도)를 저하시킬 우려가 있다는 문제가 있다. 특히 이후, 기판 등의 워크가 대형화함에 따라 최대 주사 범위가 확대되어 가이드 레일을 길게할 필요가 있고, 또한 캐리지에 카메라나 계측 장치 등 여러가지 부속 장치가 탑재되 어 캐리지 중량이 증가하면, 가이드 레일이 한층 더 쉽게 휘기 때문에, 액적 토출 위치 정밀도의 저하가 더욱 우려된다.

또한, 슬라이드 테이블과 동일한 레일에 다른 이동 테이블을 설치하고 그 위에 보수 장치를 배치한 특허문헌 2, 3에 나타난 액적 토출 장치는 워크에서의 묘화에 필요한 슬라이드 테이블의 이동 범위보다도 외측에 보수 장치를 설치한 구조이기 때문에, 액적 토출 장치 사이즈가 테이블 이동 방향으로 커진다는 문제가 있다.

또한, 슬라이드 테이블 위에 클리닝 장치를 설치한 특허문헌 4에 나타난 액적 토출 장치는 슬라이드 테이블 위에 기판 탑재 배치 영역 이외에 클리닝 장치의 설치 스페이스를 확보할 필요가 있기 때문에, 슬라이드 테이블 사이즈가 테이블 이동 방향으로 클리닝 장치의 설치 스페이스 분만큼 커지고, 이 경우도 액적 토출 장치 사이즈가 테이블 이동 방향으로 커진다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 액적 토출 장치 사이즈를 가능한 한 작게 억제하면서 보수 장치를 배치할 수 있는 동시에, 필요한 액적 토출 위치의 정밀도를 확보할 수 있는 액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 액적 토출 장치는 워크를 제 1 주사 방향으로 이동시키는 테이블과, 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 가이드 부재를 따라 제 2 주사 방향으로 이동하는 캐리지와, 액적 토출 헤드의 클리닝을 포함하는 보수에 제공하는 1개이상의 보수 장치와, 보수 장치를 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치와 액적 토출 헤드의 보수를 행하는 보수 위치로 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 보수 장치는 대기 위치에 배치된 때에 적어도 일부분이 제 1 주사 방향에서 테이블 위의 워크의 주사시 이동 범위로서 최대로 취할 수 있는 워크 최대 주사 범위 내에 위치하고, 또한, 보수 위치에 배치된 때에 적어도 일부분이 제 2 주사 방향에서 캐리지 주사시의 이동 범위로서 최대로 취할 수 있는 캐리지 최대 주사 범위 내에 위치하는 것을 요지로 한다.

여기에서, 「워크 최대 주사 범위」란, 제 1 주사 방향으로 최장의 워크를 탑재한 테이블을 워크에 액적을 토출하여 묘화하는 주사를 위해서 최대 스트로크로 이동시켰을 때에 상기 워크가 취할 수 있는 제 1 주사 방향의 이동 범위를 가리킨다. 이것은 최대 스트로크로 주사(이동)되는 테이블이 이동 방향의 한쪽 끝(가령 전단(前端))에 왔을 때에 테이블 위의 상기 워크 한쪽 끝(전단)이 위치하는 위치로부터, 테이블이 이동 방향의 다른쪽 끝(가령 후단(後端))에 왔을 때에 상기 워크의 다른쪽 끝(후단)이 위치하는 위치까지의 사이의 범위와 동일하다.

또한, 「캐리지 최대 주사 범위 」란, 액적 토출 헤드로부터 액적을 토출하여 묘화하는 주사시에 캐리지가 취할 수 있는 최대 이동 범위를 가리킨다. 이것은 캐리지 주사 방향에서 최장 길이의 워크를 테이블에 탑재하여 주사하고, 상기 워크에 캐리지 주사 방향에서 최대 범위로 묘화를 할 때의 캐리지 이동 범위와 동일하다. 캐리지 최대 주사 범위는 캐리지가 오른쪽 끝으로 이동했을 때의 캐리지 오른쪽 끝면에서, 캐리지가 왼쪽 끝으로 이동했을 때의 캐리지 왼쪽 끝면 사이의 범위로 한다. 또한, 테이블의 제 1 주사 방향을 주 주사 방향, 캐리지의 제 2 주사 방향을 부 주사 방향으로 해도 되고, 테이블의 제 1 주사 방향을 부 주사 방향, 캐리 지의 제 2 주사 방향을 주 주사 방향으로 해도 된다.

이에 의하면, 보수 장치가 액적 토출 헤드의 보수를 실시하는 보수 위치에 배치되었을 때, 상기 보수 장치의 적어도 일부분이 액적 토출 헤드에 의해 액적을 토출하여 묘화를 행하는 주사시의 캐리지 최대 주사 범위 내에 위치한다. 이 때문에, 묘화를 행하는 주사시뿐만 아니라 액적 토출 헤드의 보수시에도, 캐리지는 최대 주사 범위 내에서 이동할 수 있으면 충분하다. 따라서, 액적 토출 헤드의 최대 이동 범위를 상대적으로 좁게 설정할 수 있고, 나아가서는 캐리지 가이드 부재를 짧게 할 수 있다. 가이드 부재를 짧게 할 수 있으면, 예를 들면 캐리지에 카메라나 계측 장치 등의 부속 장치를 탑재하는 등 캐리지가 무거워졌다 해도, 가이드 부재가 휘어지기 어려워져, 토출 위치의 위치 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 가이드 부재가 짧아지면, 액적 토출 장치 사이즈를 캐리지 이동 방향(제 2 주사 방향)으로 작게 할 수 있다.

또한, 보수 장치는 보수를 종료하면, 이동 수단에 의해 주사중의 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치에 배치된다. 대기 위치에 배치되었을 때 보수 장치는 적어도 일부분이 제 1 주사 방향에서 테이블 위에 상정되는 워크 탑재 배치 영역이 이동 범위로서 취할 수 있는 워크 최대 주사 범위 내에 위치한다. 여기에서, 특허문헌 2, 3에 기재된 종래의 액적 토출 장치에서는 테이블과 공통 레일을 이용하는 등 테이블과 동일한 방향(제 1 주사 방향)으로 독립적으로 이동 가능한 보수 장치(클리닝 장치)이기 때문에, 테이블 최대 이동 범위의 외측에 보수 장치(클리닝 장치)를 배치해야 되고, 장치의 제 1 주사 방향으로의 대형화를 초래하고 있다. 또 한, 특허문헌 4에 기재된 종래의 액적 토출 장치에서도, 테이블 위의 단부(즉 테이블 위에서 워크 탑재 배치 영역에 대하여 제 1 주사 방향에 인접하는 단부)에 보수 장치(클리닝 장치)를 탑재시켰기 때문에, 테이블 위에 보수 장치를 탑재하지 않는 구성(즉 보수 장치를 탑재하지 않는 분만큼만 테이블 길이가 제 1 주사 방향으로 짧게 된 구성)에 비교하여, 주사시에서의 테이블 최대 이동 범위(테이블 최대 주사 범위라고 한다)가 길어져 있다. 이 때문에, 특허문헌 4의 장치에서도 제 1 주사 방향의 대형화를 초래하고 있다. 이에 대하여, 본 발명의 액적 토출 장치에서는 보수 장치가 대기 위치에서 워크 최대 주사 범위(테이블 최대 주사 범위보다도 보통 좁은 범위)내에 배치되어 있기 때문에, 제 1 주사 방향에서 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 액적 토출 장치에 의하면, 제 2 주사 방향뿐만아니라 제 1 주사 방향에도 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 이상에서, 액적 토출 장치의 대형화를 가능한 한 억제하면서 보수 장치를 배치할 수 있는 동시에, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보할 수 있는 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는 보수 동작 개시시에는 테이블이 보수 장치와 간섭하지 않는 테이블 퇴피 위치로 퇴피하는 동시에 보수 장치가 이동 수단에 의해 대기 위치로부터 보수 위치로 이동하고, 보수 동작 종료후에는 보수 장치가 이동 수단에 의해 보수 위치로부터 대기 위치로 퇴피할 수도 있다.

이에 의하면, 보수 동작시에 보수 장치는 적어도 일부분이 최대 이동 범위 내에 위치하는 보수 위치에 배치되지만, 보수 동작시 이외에는 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치에 배치되기 때문에, 묘화할 때 테이블의 주사를 방해할 일이 없다. 또한, 대기 위치는 보수 위치로 이동 가능한 장소이면 자유롭게 설정할 수 있어, 액적 토출 장치를 구성하기 쉬워진다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는, 보수 장치는 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래가 되는 테이블의 하방 위치를 대기 위치로 하여 배치되고, 이동 수단은 보수 장치를 대기 위치와 보수 위치 사이에서 승강시키는 승강 수단으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서, 액적 토출 헤드의 궤도는 캐리지가 가이드 부재에 안내되어 이동했을 때에 함께 이동하는 액적 토출 헤드의 이동 궤적을 가리키는 가상 궤도이다.

이에 의하면, 보수 장치의 설치 스페이스가 대기 위치도 포함하여 캐리지 최대 주사 범위 내에 들어가기 때문에, 액적 토출 장치 사이즈를 캐리지 주사 방향으로 작게 억제하는데 유효할 뿐 아니라, 보수 장치의 이동이 승강만이 되어 이동 수단을 승강 수단만으로 종료할 수 있기 때문에, 이동 수단을 간소한 기구로 할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치는 보수 장치는 복수 구비되고, 복수의 보수 장치는 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래에 캐리지 이동 방향을 따라 일렬로 배열될 수도 있다.

이에 의하면, 각종 보수 기능을 구비한 복수의 보수 장치를 캐리지 최대 주사 범위 내로 한정할 수 있기 때문에, 캐리지의 가이드 레일을 필요 최소한으로 짧은 길이로 할 수 있고, 액적 토출 장치 사이즈를 소형으로 억제할 수 있다. 또한, 복수의 보수 장치가 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래에 캐리지 이동 방향을 따라 일렬로 배열되어 있기 때문에, 보수를 행할 때는 캐리지를 이동시켜, 보수 장치 각각의 보수 위치까지 액적 토출 헤드를 이동시킴으로써 대응할 수 있기 때문에, 보수 장치의 이동은 승강만으로 종료되고, 이동 수단을 간소한 기구로 할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치는 보수 장치는 복수 구비되고, 상기 복수의 보수 장치는 상기 테이블의 주사 방향과 대략 동일한 방향으로 나열되어 적어도 일렬로 배열되는 동시에, 테이블의 하방 위치를 대기 위치로 하고, 이동 수단은 복수의 보수 장치 중 적어도 그 때 보수에 제공되는 보수 장치를, 대기 위치와 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래 중계 위치 사이에서 테이블 주사 방향과 대략 평행한 방향으로 이동시키는 제 1 주사 방향 이동 수단과, 중계 위치와 보수 위치 사이에서 보수 장치를 승강시키는 승강 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 복수의 보수 장치가 테이블 주사 방향으로 나열되어 배열되어 있기 때문에, 캐리지의 이동 범위가 한정된 스페이스 내에, 각 보수 장치의 설치 스페이스를 캐리지 주사 방향으로 널리 확보하기 쉬워진다. 이 때문에, 각 보수 장치 사이즈를 캐리지 주사 방향으로 확대할 수 있고, 예를 들면 보수 장치에 다양한 기능을 부여시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 액적 토출 장치는 보수 장치는 테이블에 대하여 액적 토출 헤드 궤도의 연장상 외측 위치를 대기 위치로 하여 배치될 수도 있다.

이에 의하면, 보수 장치는 테이블에 대하여 액적 토출 헤드의 궤도 연장상 외측이 되는 테이블의 측방 위치를 대기 위치로 하고, 대기 위치에서 테이블과 간 섭하지 않는다. 보수 장치의 대기 위치로부터 보수 위치로의 이동은 보수 장치를 캐리지 주사 방향으로 이동시키면 종료되기 때문에, 이동 수단을 간소한 기구로 할 수 있다. 또한, 보수 장치가 테이블의 외측(측방)에 위치하고 있기 때문에 보수 장치의 메인터넌스 등이 용이해진다.

본 발명의 액적 토출 장치는 보수 장치가 복수 구비되고, 복수의 보수 장치는 캐리지 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어 있어, 이동 수단은 보수 장치를 상기측방 위치와 보수 위치 사이에서 제 2 주사 방향으로 이동시키는 제 2 주사 방향 이동 수단을 구비할 수도 있다.

이에 의하면, 복수의 보수 장치는 테이블에 대하여 액적 토출 헤드의 궤도 연장상 외측 위치가 되는 테이블의 측방 위치를 대기 위치로 하여 캐리지 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어 있기 때문에, 대기 위치로부터 보수 위치로의 이동이 캐리지 주사 방향과 대략 동일한 방향으로의 이동만으로 종료된다. 따라서, 이동 수단을 간소한 기구로 할 수 있다. 또한, 보수 장치가 테이블의 외측(측방)에 위치하고 있기 때문에 보수 장치의 메인터넌스 등이 용이해진다.

본 발명의 액적 토출 장치는 보수 장치는 복수 구비되고, 복수의 보수 장치는 대기 위치에서 액적 토출 헤드의 궤도 연장상에 1개가 위치하는 동시에 테이블의 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어, 이동 수단은 복수의 보수 장치 중 보수에 제공하는 보수 장치를, 대기 위치와 액적 토출 헤드의 궤도 연장상 중계 위치 사이에서 제 1 주사 방향으로 이동시키는 제 1 주사 방향 이동 수단과, 보수 장치를 중계 위치와 보수 위치 사이에서 제 2 주사 방향으로 이동시키는 제 2 주사 방향 이 동 수단을 구비하게 할 수도 있다.

이에 의하면, 복수의 보수 장치는 대기 위치에서 테이블의 측방 위치에서 테이블 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어 있기 때문에, 복수의 보수 장치가 테이블의 측방 위치에 배치되어 있는 것에 비해, 액적 토출 장치 사이즈를 캐리지 주사 방향으로 작게 억제할 수 있다. 또한, 보수 장치의 보수 위치로의 이동이 대기 위치로부터 중계 위치로의 제 1 주사 방향의 이동과, 중계 위치로부터 보수 위치로의 제 2 주사 방향 이동의 2방향의 조합에 의해 이루어지기 때문에, 이동 수단을 비교적 간소한 기구로 할 수 있다. 또한, 보수 장치가 테이블의 외측(측방)에 위치하고 있기 때문에 보수 장치의 메인터넌스 등이 용이해진다.

본 발명의 액적 토출 장치는 워크를 제 1 주사 방향으로 이동시키는 테이블과, 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 가이드 부재를 따라 제 2 주사 방향으로 이동하는 캐리지와, 액적 토출 헤드의 클리닝을 포함하는 보수에 제공하는 1개이상의 보수 장치와, 보수 장치를 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치와 액적 토출 헤드의 보수를 행하는 보수 위치로 이동시키는 이동 수단을 구비하고, 보수 장치는 대기 위치에서는 주사중의 테이블과 간섭하지 않는 테이블의 하방 위치에 배치되고, 이동 수단은 보수 장치를 대기 위치와 보수 위치 사이의 이동 과정에서, 대기 위치의 높이와 보수 위치의 높이 사이에서 승강시키는 승강 수단을 가지는 것을 요지로 한다.

이에 의하면, 보수 장치는 보수를 하지 않는 대기시에는 주사중의 테이블과 간섭하지 않는 테이블 하방의 대기 위치에 배치된다. 보수를 실시할 때는 이동 수 단에 의해 보수 장치는 대기 위치로부터 보수 위치로 이동한다. 이 이동 과정에서, 대기 위치의 높이와 보수 위치의 높이 사이의 이동(승강)은 승강 수단에 의해 행해진다. 보수 장치는 대기 위치에서 테이블의 하측에 배치되고, 보수 위치에서는 액적 토출 헤드의 보수를 실시 가능한 위치에 배치된다. 즉, 보수 장치는 항상, 제 1 주사 방향에서 워크 최대 이동 범위 내에 위치하고, 제 2 주사 방향에서 캐리지의 최대 주사 범위 내에 위치한다. 따라서, 액적 토출 장치의 대형화를 가능한 한 억제하면서 보수 장치를 배치하는 동시에, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보할 수 있는 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는 상기 보수 장치에 의한 보수의 개시에 앞서, 상기 캐리지를 이동시켜 상기 보수 장치의 상기 보수 위치와 대응하는 소정의 위치에 상기 액적 토출 헤드를 배치시킬 수도 있다.

이에 의하면, 보수시에는 캐리지가 이동하여 액적 토출 헤드를 보수 위치와 대응하는 소정의 위치에 배치시키기 때문에, 보수에 앞서, 액적 토출 헤드가 궤도상의 어디에 위치해도, 보수 장치는 항상 결정된 보수 위치로 이동할 수 있다. 따라서, 이동 수단을 간소한 기구로 실현할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는 액적 토출 헤드의 클리닝에 제공하는 캡핑 장치, 와이핑 장치, 슬래싱 장치 중 적어도 하나를 상기 보수 장치로서 구비할 수도 있다.

이에 의하면, 액적 토출 장치는 캡핑 장치로 액적 토출 헤드의 건조를 방지할 수 있고, 와이핑 장치로 표면의 오염을 제거할 수 있고, 플러싱 장치로 점도 증 가된 액이나 기포를 배출할 수 있고, 액적 토출을 확실하게 행하도록 보수할 수 있다.

본 발명의 액적 토출 장치에서는 액적 토출 헤드로부터 토출되는 기능액의 중량을 측정하는 중량 측정 장치를 보수 장치로서 구비할 수도 있다.

이에 의하면, 액적 토출 헤드로부터 토출되는 기능액의 중량을 측정함으로써 그 측정 결과로부터, 예를 들면 1방울당 토출량이 적당량인지의 여부를 판단하고, 적당량이 되도록 토출량을 조정할 수 있기 때문에, 액적 토출에 의한 묘화 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 액적 토출 헤드의 보수 방법에서는 테이블을 보수 장치와 간섭하지 않는 테이블 퇴피 위치로 이동시키는 공정과, 보수 장치를 대기 위치로부터 보수 위치로 이동시키는 공정과, 캐리지를 이동시켜 보수 위치의 보수 장치와 대응하는 위치에 액적 토출 헤드를 배치하는 공정과, 보수 위치의 보수 장치에 액적 토출 헤드를 보수시키는 공정을 구비한 것을 요지로 한다. 또한, 테이블을 이동시키는 공정과, 액적 토출 헤드를 이동시키는 공정은 이 순서에 한정되지 않고, 동시에 행해져도 되고, 반대 순서로 행해져도 된다. 또한, 보수 장치를 이동시키는 공정과, 액적 토출 헤드를 이동시키는 공정은 이 순서에 한정되지 않고, 동시에 행해져도 되고, 반대 순서로 행해져도 된다.

이에 의하면, 보수시에는 테이블이 테이블 퇴피 위치로 퇴피하고, 보수 장치의 보수 위치로의 이동이 가능해지기 때문에, 보수 장치는 대기 위치로부터 보수 위치로 이동한다. 이에 전후하여, 캐리지를 이동시킴으로써 액적 토출 헤드가 보 수 위치의 보수 장치와 대응하는 위치에 배치된다. 이와 같이 하여 보수 장치와 액적 토출 헤드가 대응하는 위치에 배치되면 보수 장치에 의한 보수가 실시된다. 예를 들면, 테이블 위에 보수 장치의 설치 스페이스를 설치하지 않는 테이블이라도, 평면으로 봤을 때 상기 테이블과 겹치는 위치에 보수 장치를 대기시키는 구성을 취하는 것이 가능해지고, 이에 의해 액적 토출 장치 사이즈를 작게 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 테이블의 퇴피 공정과 액적 토출 헤드의 이동 공정을 시기를 중복시켜 실시하거나, 보수 장치의 보수 위치로의 이동 공정과 액적 토출 헤드의 이동 공정을 시기를 중복시켜 실시시키거나 하면, 보수에 요구되는 시간을 짧게 하여 종료할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체화한 제 1 실시예에 대해서 도 1 내지 도 5에 따라 설명한다.

(제 1 실시예)

우선, 액적 토출 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치의 구성을 나타낸 사시도이다. 액적 토출 시스템(1)은 워크로서 기판(32)의 소정 위치에 기능액을 액적으로서 토출하여 부착시키기 위한 장치이다.

도 1에서, 액적 토출 시스템(1)은 액적 토출 장치(10), 기판 공급 장치(16), 컨트롤 장치(17)로 구성되어 있다. 기판 공급 장치(16)는 기판(32)을 액적 토출 장치(10)내의 소정 작업 위치에 공급한다. 컨트롤 장치(17)는 액적 토출 장치(10)의 전반적인 제어와 기판 공급 장치(16)의 제어를 담당한다.

액적 토출 장치(10)는 액적 토출 헤드(15)를 하면(下面)에 탑재한 캐리지 (18)와, 액적 토출 헤드(15)의 위치를 제어하는 헤드 위치 제어 장치(11)와, 기판(32)을 소정 위치에 흡착시키는 흡착 테이블(19)과, 흡착 테이블(19)에 탑재된 기판(32)의 위치를 보정하는 기판 위치 제어 장치(12)와, 액적 토출 헤드(15)에 대하여 기판(32)을 주 주사 이동시키는 주 주사 구동 장치(13)와, 기판(32)에 대하여 액적 토출 헤드(15)를 부 주사 이동시키는 부 주사 구동 장치(14)와 보수 유닛(61, 62)(도 2, 도 3 참조) 등에 의해 구성되어 있다.

헤드 위치 제어 장치(11), 기판 위치 제어 장치(12), 주 주사 구동 장치(13), 부 주사 구동 장치(14) 등 각 장치는 베이스(30) 위에 설치된다. 또한 그 장치들은 필요에 따라서 커버(31)로 덮여 있다.

기판 공급 장치(16)는 기판(32)을 수용하는 기판 수용부(20)와, 기판(32)을 반송하는 로봇(21)을 가지고 있다. 로봇(21)은 바닥, 지면 등과 같은 설치면에 놓여진 기틀(22)과, 기틀(22)에 대하여 승강 이동하는 승강축(23)과, 승강축(23)을 중심으로 하여 회전하는 제 1 암(arm)(24)과, 제 1 암(24)에 대하여 회전하는 제 2 암(25)과, 제 2 암(25)의 선단(先端) 하면에 설치된 흡착 패드(26)를 가진다. 흡착 패드(26)는 에어 흡인력에 의해 기판(32)을 흡착할 수 있다.

액적 토출 헤드(15)의 근방에는 캐리지(18)에 설치되어 액적 토출 헤드(15)와 일체로 이동하는 헤드용 카메라(48)가 배치되어 있다. 또한, 베이스(30) 위에 설치된 지지 장치(도시 생략)에 지지된 기판용 카메라(49)가 기판(32)을 촬영할 수 있는 위치에 배치된다.

헤드용 카메라(48)는 액적 토출 상황을 확인하기 위한 것이다. 헤드용 카메 라(48)의 핀트는 기판(32) 표면에 맞게 조정되어, 액적 착지점의 위치 정밀도 검사, 액적 토출 상태 검사에 사용된다. 액적 토출 헤드(15) 노즐의 오염에 의한, 토출액의 비행 구부러짐 검사에 의해 클리닝 타이밍을 판단한다. 헤드용 카메라(48)는 촬영부와 광원으로 구성되고, 촬영부는 CCD식, 전자식 어느 것이어도 된다.

캐리지(18)의 하면에 탑재된 액적 토출 헤드(15)에는 복수의 노즐이 형성되어 있다. 액적 토출 헤드(15)는 예를 들면 특허문헌 3에 기재된 바와 같이 , 잉크젯 방식의 액적 토출 헤드가 복수 배열되어 구성될 수도 있다.

액적 토출 장치(10)를 구성하는 토대로서 베이스(30)는 그 위에 설치되어 있는 흡착 테이블(19) 등을 포함하는 구조물의 수평도를 확보하기 위해서 설치되고, 온도나 습도의 영향(변형 등)을 받기 어려운 재질이 사용되어 있다. 또한, 베이스(30)는 바닥으로부터의 진동을 받기 어렵게 하는 제진 장치(도시 생략)를 구비하고, 고유 진동수를 낮추기 위해서 무거운 재질이 사용되어 있다. 본 실시예에서는 베이스(30)의 재질로서 석재를 사용하고 있다. 물론, 베이스(30)에 영향을 미치지 않는 온도나 습도로 유지된 환경 하에서 사용되는 것이라면, 금속 등 가공하기 쉬운 재질을 사용할 수도 있다.

베이스(30) 위에 기틀(55), 그 위에 주 주사 구동 장치(13)가 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 주 주사 구동 장치(13)는 가이드 레일(50, 51), 가동대(52), 리니어 모터(53), 모터 지지대(54) 등으로 구성되어 있다. 테이블의 직진성을 좋게 하기 위해서, 가이드 레일(50, 51)과 가동대(52)의 슬라이딩부에는 공기를 개재시킨 에어 슬라이드 방식이 사용되어 있다. 슬라이딩부는 볼이나 원통을 개재시킨 리니어 가이드를 이용할 수도 있다. 구동원으로서 리니어 모터를 사용했지만, 펄스 모터와 볼나사로 동력을 전달할 수도 있다.

가동대(52)의 상부에, 기판 위치 제어 장치(12)가 배치되어 있다. 기판 위치 제어 장치(12)는 흡착 테이블(19)을 회전시키는 것으로, 펄스 모터와 감속 장치에 의해 구성되어 있다. 감속 장치는 하모닉 드라이브 등 백래쉬가 발생하지 않는 기구가 바람직하다. 기판(32)에는 위치 결정용 마크가 붙어 있고, 그 위치를 기판용 카메라(49)(도 1 참조)로 측정한다. 기준 각도와의 편위량만큼 흡착 테이블(19)을 회전하여, 기판(32)은 각도를 조절할 수 있다.

다음에 부 주사 구동 장치(14)에 대해서 설명한다. 부 주사 구동 장치(14)는 기틀(55) 위에 설치된 문 형태의 지지 프레임(66)에 의해 지지된다. 문 형태의 지지 프레임(66)은 주 주사 구동 장치(13)에 걸치고, 양각부(73, 74)가 주 주사 구동 장치(13)의 가이드 레일(50, 51)와 약간의 거리를 두고 외측에 세워 설치되어 있다.

부 주사 구동 장치(14)는 Y축 방향(제 2 주사 방향)으로 동작하고, X축 방향(제 1 주사 방향)으로 동작하는 주 주사 구동 장치(13)와 대략 직교하는 상태로 배치되어 있다. 부 주사 구동 장치(14)는 문 형태의 지지 프레임(66)의 가로로 걸쳐진 부분을 구성하는 가이드 부재로서의 가이드 레일(71)과, 가이드 레일(71)에 따라 이동하는 캐리지(18)를 가지고 있다. 캐리지(18)와 가이드 레일(71)의 슬라이딩부는 본 실시예에서는 에어 슬라이드 방식이 채용되어 있다. 슬라이딩부는 볼이나 원통을 개재시킨 리니어 가이드를 이용할 수도 있다.

헤드 위치 제어 장치(11)는 캐리지(18)를 높이 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 장치로서, 액적 토출 헤드(15)와 기판(32)의 거리를 조정하는 기능을 가진다. 가이드 레일(71)은 상세하게는 지지 프레임(66)의 각부(脚部)와 일체로 고정된 고정 레일과, 캐리지(18)를 지지하는 동시에 고정 레일에 대하여 상하 방향으로 이동 가능한 가동 레일을 가진다. 헤드 위치 제어 장치(11)는 가이드 레일(71)을 구성하는 가동 레일을 고정 레일에 대하여 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 장치이며, 가동 레일의 이동에 의해 캐리지(18)를 높이 방향(Z축 방향)으로 위치 조정한다. 조작자는 기판(32)의 두께를 컨트롤 장치(17)에 입력하고, 그 값에 따라 헤드 위치 제어 장치(11)는 캐리지(18)를 Z축 방향에서 적절한 위치에 배치한다. 또한, 캐리지(18)를 Z축 방향으로 위치 조정하는 방법으로서는 캐리지(18)에 거리 센서를 탑재 배치하고, 액적 토출 헤드(15)와 기판(32)의 거리를 수시로 길이 측정하여, 그 길이 측정 결과에 의거하여 위치 제어하는 방법으로 할 수도 있다. 거리 센서는 광학식, 정전 용량식, 전자식, 접촉 방식의 어느 것이라도 좋다.

컨트롤 장치(17)는 프로세서를 수용한 컴퓨터 본체부(27)와, 입력 장치로서의 키보드(28)와, 표시 장치로서의 CRT 등의 디스플레이(29)를 가진다.

다음에, 액적 토출 장치(10)에서의 보수 장치에 대해서, 도 2, 도 3을 이용하여 상세하게 설명한다. 도 2는 액적 토출 장치의 베이스 위에 설치된 구조 부분의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3의 (a)는 평면도이고, 도 3의 (b)는 정면도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 기틀(55) 위에는 액적 토출 헤드(15)에 대하여 클 리닝을 포함하는 보수를 행하는 제 1 보수 유닛(61)과 제 2 보수 유닛(62)이 설치되어 있다. 기틀(55)의 상면(上面)에서, 제 1 보수 유닛(61)은 가이드 레일(50)과 모터 지지대(54) 사이에 배치되고, 제 2 보수 유닛(62)은 가이드 레일(51)과 모터 지지대(54)사이에 배치되어 있다. 제 1 보수 유닛(61)과 제 2 보수 유닛(62)은 평면으로 봤을 때 흡착 테이블(19)의 주사 영역과 겹치는 위치에 배치되어 있기 때문에, 기틀(55)과 흡착 테이블(19)사이에 높이 방향에 필요한 설치 스페이스가 확보되도록 가이드 레일(50, 51) 및 모터 지지대(54)에 기틀(55)로부터의 높이(Z축 방향 길이)를 높게 했다. 물론, 기틀(55)의 상면에 오목부를 설치하고, 오목부에 보수 유닛을 배치함으로써, 가이드 레일(50, 51) 및 모터 지지대(54)에 기틀(55)로부터의 높이를 높게 하지 않는 구성일 수도 있다.

제 1 보수 유닛(61)은 기틀(55)에 설치된 승강 장치(56)와, 승강 장치(56)의 로드(rod) 상단에 고정된 가동판(80)을 가지고, 가동판(80)의 상면에 플러싱 장치(45)와 와이핑 장치(46)가 설치되어 있다. 한편, 제 2 보수 유닛(62)은 제 1 보수 유닛(61)과 동일한 구성의 승강 장치(57) 및 가동판(81)을 가지고, 가동판(81)의 상면에 캡핑 장치(44)와 전자 저울(47)이 설치되어 있다. 가동판(80, 81) 위에 설치된 캡핑 장치(44), 플러싱 장치(45), 와이핑 장치(46) 및 전자 저울(47)은 캐리지 이동 방향(Y축 방향)으로 일렬로 배열되어 있어, 이 4개 모두가 액적 토출 헤드(15)의 궤도 바로 아래에 배치되도록 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)은 기틀(55) 위의 소정 위치에 설치되어 있다. 본 명세서에서는 캡핑 장치(44), 플러싱 장치(45), 와이핑 장치(46), 전자 저울(47)을 가리켜, 보수 장치라고 칭한다. 승강 장 치(56, 57)는 본 실시예에서는 에어 실린더에 의해 구성되어 있다. 물론, 에어 실린더에 한정되지 않고, 유압 실린더, 펄스 모터와 볼나사 등에 의해 구성될 수도 있다.

플러싱 장치(45)와 와이핑 장치(46)는 승강 장치(56)의 로드가 신축하는 것에 의해 승강하고, 로드가 수축했을 때의 대기 위치와, 로드가 신장했을 때의 보수 위치에 배치된다. 또한, 캡핑 장치(44)와 전자 저울(47)도 동일하게, 승강 장치(57)의 로드가 신축하는 것에 의해 승강하고, 로드가 수축했을 때의 대기 위치와, 로드가 신장했을 때의 보수 위치에 배치된다. 보수 장치(44 내지 47)는 대기 위치에 배치된 상태에서는 흡착 테이블(19)의 하면보다 낮은 높이에 배치되어, 주사중의 흡착 테이블(19)과 간섭하지 않게 되어 있다. 한편, 보수 장치(44 내지 47)가 보수 위치에 배치된 상태에서는 각 보수 장치(44 내지 47)는 액적 토출 헤드(15)에 대하여 캡핑, 플러싱 시의 배출액 수용·흡인, 와이핑, 액적 중량 측정 등의 보수가 가능해지는 위치에 배치된다.

액적 토출 헤드(15)가 기판(32)에 대하여 액적을 토출하여 화소나 배선 등의 패턴을 나타내는 묘화중(주사중)의 보수 장치(44 내지 47)는 하강하여 흡착 테이블(19) 하방의 대기 위치로 퇴피하고 있다. 승강 장치(56, 57)는 보수 장치(44 내지 47) 중 그 때의 보수에 제공되는 보수 장치를 지지하는 측의 한 쪽만이 구동되어, 보수 동작 개시시에 그 보수 장치를 상승시켜 보수 위치로 이동시키는 동시에, 보수 동작 종료 후에 그 보수 장치를 하강시켜 대기 위치로 복귀시키게 되어 있다. 보수 동작 개시시에는 보수 장치의 보수 위치로의 이동에 앞서, 흡착 테이블(19)이 X축 방향으로 이동하여 도 2에 나타낸 테이블 퇴피 위치로 퇴피하고, 보수 장치의 보수 위치로의 이동을 방해하지 않도록 하고 있다.

또한, 보수 동작 개시시에는 캐리지(18)가 가이드 레일(71)을 따라 Y축 방향으로 이동하고, 보수 위치로 이동한 보수 장치와 대향 가능한 바로 위의 위치에 액적 토출 헤드(15)가 배치되어, 액적 토출 헤드(15)가 보수 장치에 의한 보수를 받는 것이 가능한 소정의 위치에 배치된다.

보수 장치로서의 캡핑 장치(44), 플러싱 장치(45), 와이핑 장치(46)는 액적 토출 헤드(15)의 액적 토출 성능을 양호하게 유지하기 위한 클리닝에 관한 보수를 행하는 클리닝 장치이며, 노즐이나 노즐 내의 기능액을 청정한 상태로 유지·복원하는 기능을 담당한다. 캡핑 장치(44)는 액적 토출 헤드(15)가 그 궤도상의 대기 위치(홈포지션)에 있을 때에, 노즐 내 기능액의 메니스커스가 건조되는 것을 방지하기 위해서 액적 토출 헤드(15)에 뚜껑(캡(cap))을 덮는 장치이다. 캡핑 장치(44)는 상방을 개구시킨 상자 형상의 뚜껑을 가지고, 상자 형상의 뚜껑을 액적 토출 헤드(15)의 노즐면에 가압하여 밀폐한다. 상자 형상의 뚜껑에는 액적 토출 헤드(15)와의 접촉 부분에 밀폐도를 높이기 위해서 탄성재가 설치되어 있다.

플러싱 장치(45)는 액적 토출 헤드(15)의 노즐로부터 액적을 연속적으로 토출하여 헤드 내의 기능액 및 기포를 배출하는 플러싱시에 액적 토출 헤드(15)의 노즐로부터 배출된 액적을 받는 장치이며, 상자 형상의 용기를 가진다. 본 예의 플러싱 장치(45)는 보수 위치에서 작동되면, 용기가 액적 토출 헤드(15)에 밀착하여 노즐면을 덮어, 노즐로부터 배출되는 액적의 비산을 방지하게 되어 있다. 액적 토 출 헤드(15)로부터 플러싱에 의해 배출된 배출액은 용기에 접속된 관을 통하여 진공 펌프에 의해 흡출(吸出)되어 탱크(도시 생략)에 모여진다.

와이핑 장치(46)는 액적 토출 헤드(15)의 노즐면을 닦아내는 장치이다. 본 예에서의 와이핑 장치(46)는 세정액을 묻힌 테이프 형상의 천으로 청소하는 방식(예를 들면 특허문헌 2에 개시된 와이핑 장치)을 채용하고 있다. 와이핑 장치는 고무판, 플라스틱판 등의 탄성재로 오염을 긁어내어 청소하는 방식을 채용할 수도 있다.

전자 저울(47)은 토출액의 중량을 측정하는 장치이며, 그 측정값은 컨트롤 장치(17)로 전송된다. 액적 토출 헤드(15)의 각 노즐로부터 예를 들면 100방울정도 토출하여, 중량을 측정한다. 컨트롤 장치(17)는 전자 저울(47)의 측정값에 의거하여, 액적 토출 헤드(15)로의 토출 제어 신호를 조정하여, 토출하는 액적의 크기(중량)를 조정한다.

도 2에서 L의 범위는 캐리지(18)가 주사시에 취할 수 있는 최대 이동 범위(이하, 캐리지 최대 주사 범위라고 한다 )이다. 즉, 캐리지 최대 주사 범위 L은 액적 토출 헤드(15)의 노즐로부터 액적을 토출하여 기판(32) 위에 소자나 배선 등의 소정 패턴을 묘화할 때의 캐리지(18) 주사시에서 최대 묘화 범위를 묘화할 때의 캐리지(18) 최대 이동 범위를 가리킨다. 캐리지(18)가 주사시에 최대 범위를 이동할 때에 좌단에 이르렀을 때의 캐리지(18) 좌단면으로부터, 캐리지(18)가 우단에 왔을 때의 캐리지(18) 우단면까지의 범위를 나타낸다. 또한, 이 범위 L은 캐리지 이동 방향에 최장 길이의 워크를 흡착 테이블(19)에 탑재 배치하여, 이 워크에 대하여 캐리지 이동 방향으로 최대 범위의 묘화를 할 때에서의 캐리지(18) 이동 범위를 가리킨다. 또한, 흡착 테이블(19)은 사이즈가 다른 복수 종의 워크를 탑재할 수 있는 구성일 수도 있지만, 1종류의 사이즈만 탑재할 수 있는 구성일 수도 있다. 특히 1종류의 워크를 흡착 테이블(19) 위에 1종류의 방향으로밖에 놓을 수 없는 경우는 그 놓는 방향에서 탑재한 워크의 캐리지 이동 방향 길이를 최장으로 가정한다.

본 실시예에서는 액적 토출 헤드(15)의 클리닝이나 액적 중량 측정을 포함하는 보수는 보수 장치(44 내지 47)가 캐리지 최대 주사 범위 L내의 소정 위치에 배치된 상태에서 행할 수 있다. 이 때문에, 캐리지(18)가 가이드 레일(71)을 따라 이동 가능한 최대 이동 가능 범위(가이드 레일(71)의 안내 홈의 범위와 거의 동등하다)는 캐리지 최대 주사 범위 L의 양측에 근소한 여유 범위를 설치한 것 만으로, 실질상, 캐리지 최대 주사 범위와 거의 동등한 길이가 되어 있다. 이 캐리지 최대 주사 범위 L과 거의 동일한 캐리지 최대 이동 가능 범위의 양측에 각부(脚部)(73, 74)에 지지되는 부위의 범위를 첨가함으로써 가이드 레일(71)의 길이가 규정되어 있다.

보수 장치(44 내지 47)는 대기 위치와 보수 위치의 어느 쪽에 배치된 경우라도, 캐리지 이동 방향(Y축 방향)에서, 4개 모두가 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 위치한다. 특히 본 실시예에서는 보수 장치(44 내지 47)는 대기 위치와 보수 위치의 어느 쪽에 배치된 경우라도, 캐리지 이동 방향(Y축 방향)에서, 중간 부근의 2개가 완전하게 헤드 최대 주사 범위(액적 토출 헤드(15)가 주사시에 Y축 방향으로 취할 수 있는 최대 이동 범위)내에 위치하고, 양단의 2개가 완전하게 혹은 일부분이 헤드 최대 주사 범위 내에 위치하고 있다. 또한, 보수 장치(44 내지 47)는 대기 위치와 보수 위치의 어느 쪽에 배치된 경우라도, 테이블 이동 방향(X축 방향)에서, 4개 모두가 흡착 테이블(19) 위에 X축 방향으로 최장의 기판(워크)(32)을 탑재 배치하여 주사했을 때에 이 최장 기판(32)이 취할 수 있는 최대 이동 범위(이하, 워크 최대 주사 범위라고 한다) K(도 3 참조)내에 위치한다. 여기에서, 흡착 테이블(19) 위에서 X축 방향으로 최장 기판(워크)(32)이 탑재 배치되는 탑재 배치 영역은 기판(32)을 위치 결정하는 가이드 장치(테이블의 탑재 배치면(흡착면)에 대하여 출몰 가능하게 설치된 복수의 가이드핀 또는 가이드판과, 그것들을 출몰 구동시키는 액추에이터를 가진 장치)가 흡착 테이블(19) 위에 탑재된 구성인 경우는 가이드 장치에 의해 가이드되는 X축 방향에서 최장 피가이드 영역으로부터 특정할 수 있다.

또한, 워크 최대 주사 범위는 X축 방향으로 최장 기판(워크)(32)을 탑재 배치한 흡착 테이블(19)을 최대 스트로크로 주사시켰을 때, 흡착 테이블(19)이 그 이동 범위의 한쪽 끝(예를 들면 전단)에 왔을 때의 워크의 한쪽 끝(전단)의 위치로부터, 흡착 테이블(19)이 그 이동 범위의 다른쪽 끝(예를 들면 후단)에 왔을 때 워크의 다른쪽 끝(후단)의 위치까지의 사이의 범위와 동등하다. 또한, 도 3에서는 흡착 테이블(19)이 주사시가 아니고 보수시의 테이블 퇴피 위치에 있기 때문에, 기판(워크)(32)은 워크 최대 주사 범위 K로부터 돌출하여 위치하고 있다.

도 4는 액적 토출 장치(10)의 전기 제어 블록도이다. 도 4에서, 프로세서로서 각종 연산 처리를 행하는 CPU(연산 처리 장치)(40)와, 각종 정보를 기억하는 메모리(41)를 가진다.

헤드 위치 제어 장치(11), 기판 위치 제어 장치(12), 주 주사 구동 장치(13), 부 주사 구동 장치(14), 액적 토출 헤드(15)를 구동하는 헤드 구동 회로(42)는 입출력 인터페이스(33) 및 버스(34)를 통하여 CPU(40)에 접속되어 있다. 또한, 기판 공급 장치(16), 입력 장치(28), 디스플레이(29), 캡핑 장치(44), 플러싱 장치(45), 와이핑 장치(46), 전자 저울(47) 및 보수 구동 장치(77)도 입출력 인터페이스(33) 및 버스(34)를 통하여 CPU(40)에 접속되어 있다.

메모리(41)는 RAM, ROM 등과 같은 반도체 메모리나, 하드디스크, CD-R0M과 같은 외부 기억 장치를 포함하는 개념이며, 기능적으로는 액적 토출 장치(10)의 동작 제어 순서가 기술된 프로그램 소프트(411)를 기억하는 기억 영역이나, 기판(32)내에서 토출 위치를 좌표 데이터로서 기억하기 위한 기억 영역이나, 부 주사 방향 Y으로의 기판(32)의 부 주사 이동량을 기억하기 위한 기억 영역이나, CPU(40)를 위한 워크 에리어나 템포라리(temporary) 파일 등으로서 기능하는 기억 영역이나 기타 각종 기억 영역이 설정된다.

CPU(40)는 메모리(41)내에 기억된 프로그램 소프트(411)에 따라, 기판(32) 표면의 소정 위치에 기능액을 액적 토출하기 위한 제어를 행하는 곳으로, 구체적인 기능 실현부로서, 플러싱 처리를 실현하기 위해 연산을 행하는 플러싱 연산부(401)와, 와이핑 처리를 실현하기 위한 연산을 행하는 와이핑 연산부(402)와, 캡핑 처리를 실현하기 위한 연산을 행하는 캡핑 연산부(403)와, 전자 저울(47)을 사용한 중량 측정을 실현하기 위한 연산을 행하는 중량 측정 연산부(404)와, 액적 토출 헤드(15)에 의해 액적을 토출하기 위한 연산을 행하는 토출 연산부(406)를 가진다.

플러싱 연산부(401), 와이핑 연산부(402), 캡핑 연산부(403), 중량 측정 연산부(404)는 보수 장치(44 내지 47)에 각각의 보수 내용에 따른 보수 동작을 실행시키는 시기 등을 연산한다. CPU(40)는 보수 장치(44 내지 47)의 어느 하나가 먼저 연산된 보수 동작 시기에 도달하면, 보수 구동 장치(77)를 구동 제어하여 해당하는 보수 장치의 보수 위치로의 이동(상승)과, 그 보수 동작 종료 후의 대기 위치로의 복귀(하강)를 실행시킨다. 승강 장치(56, 57)를 에어 실린더로 구성한 본 실시예에서는 보수 구동 장치(77)는 에어 실린더를 구동시키기 위한 압력 공기의 급기·배기를 컨트롤하기 위해서 에어 실린더에 연결되는 배관 위에 설치된 전자 밸브 등으로 구성된다.

CPU(40)는 각 승강 장치(56, 57)에 대응하는 한쪽의 전자 밸브에 개폐 신호를 송신함으로써 보수 구동 장치(77)를 구성하는 승강 장치(에어 실린더)(56, 57)를 구동 제어한다. 또한, 본 실시예에서는 승강 장치(56, 57)를 에어 실린더로 실시했지만, 직선 운동이 가능한 구동 장치이면 이에 한정되지 않고, 유압 실린더나 전동식 직동 액추에이터를 채용할 수도 있다. 유압 실린더로 실현하는 경우에는 유압 펌프 및 전자 밸브 등에 의해 보수 구동 장치(77)가 구성되게 되고, 유압 펌프의 구동 신호나 전자 밸브 등의 개폐 신호를 송신하여 보수 구동 장치(77)를 구동 제어한다. 또한, 직동 액추에이터로 실현하는 경우는 직동 액추에이터의 구동원인 모터 등에 의해 보수 구동 장치(77)가 구성되게 되고, 구동 신호를 송신하여 보수 구동 장치(77)를 구동 제어한다.

토출 연산부(406)를 상세하게 분할하면, 액적 토출 헤드(15)를 액적 토출을 위해 초기 위치로 배치하기 위한 토출 시작 위치 연산부(407)와, 기판(32)을 주 주사 방향 X로 소정의 속도로 주사 이동시키기 위한 제어를 연산하는 주 주사 제어 연산부(408)와, 액적 토출 헤드(15)를 부 주사 방향 Y로 소정의 부 주사량으로 이동시키기 위한 제어를 연산하는 부 주사 제어 연산부(409)와, 액적 토출 헤드(15)내의 복수로 된 노즐 중 어느 것을 작동시켜 기능액을 토출할지를 제어하기 위한 연산을 행하는 노즐 토출 제어 연산부(410) 등과 같은 각종 기능 연산부를 가진다.

또한, 본 실시예에서는 상기 각 기능이 CPU(40)를 이용하여 프로그램 소프트로 실현하게 했지만, 상기 각 기능이 CPU를 사용하지 않는 단독 전자 회로(하드웨어)에 의해 실현될 경우에는 그와 같은 전자 회로를 사용하는 것도 가능하다.

다음에, 도 5를 이용하여 액적 토출 장치(10)의 동작을 설명한다. 우선, 전원 투입 전의 액적 토출 장치(10)는 흡착 테이블(19)이 테이블 퇴피 위치로 퇴피한 상태에 있다. 또한, 액적 토출 헤드(15)는 홈 포지션(대기 위치)에 위치하여 캡핑 장치(44)에 의해 뚜껑(캡)이 씌워져 있다. 보수 유닛은 캡핑 장치(44)를 가진 제 2 보수 유닛(62)이 보수 위치에 있고, 제 1 보수 유닛(61)이 대기 위치에 있다. 오퍼레이터에 의한 전원 투입에 의해 액적 토출 장치(10)가 작동하면, 초기 설정이 실행된다(스텝 S1). 구체적으로는 캐리지(18)나 기판 공급 장치(16)나 컨트롤 장치(17) 등이 미리 결정된 초기 상태로 셋트된다. 다음에, 토출에 동반하여, 캡이 퇴피된다(스텝 S2). 즉, CPU(40)는 보수 구동 장치(77)를 구동시켜 캡핑 장치(44)의 뚜껑(캡)을 액적 토출 헤드(15)로부터 퇴피시키는 동시에, 승강 장치(57)를 구동시킴으로써 캡핑 장치(44) 및 액적 중량 측정 장치(47)를 대기 위치로 하강시킨 다. 이와 같이 하여 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)은 모두 대기 위치에 배치된다.

다음에, 클리닝 타이밍이 도래하면(스텝 S3에서 YES), 클리닝 동작에 들어간다. 제 1 보수 유닛(61)이 보수 위치에 없거나(스텝 S4에서 NO), 그 때 흡착 테이블(19)이 퇴피해 있지 않으면 흡착 테이블(19)을 테이블 퇴피 위치로 퇴피시키는 동시에, 제 1 보수 유닛(61)을 보수 위치에 이동시킨다(스텝 S5). 다음에 부 주사 구동 장치(14)를 구동시켜 액적 토출 헤드(15)를 플러싱 위치로 이동시키고(스텝S6), 액적 토출 헤드(15)의 노즐로부터 액적을 연속적으로 토출시키는 플러싱을 행한다(스텝 S7). 여기에서, 액적 토출 헤드(15)가 플러싱 위치에 도달했을 때에, 플러싱 장치(45)는 예를 들면 레버가 눌러짐으로써 기계적으로 작동되거나, 혹은 센서가 액적 토출 헤드(15)를 검지하여 전기적으로 작동되어, 액적 토출 헤드(15)의 노즐면에 상자 형상의 용기를 가압한다.

다음에 부 주사 구동 장치(14)를 작동시켜 액적 토출 헤드(15)를 와이핑 위치로 이동시켜(스텝 S8), 와이핑 장치(46)를 작동시킴으로써 와이핑을 행한다(스텝 S9). 이와 같이 하여 스텝 S4 내지 S9의 클리닝 동작이 종료된다.

다음에, 중량 측정 타이밍이 도래하면(스텝 S10에서 YES), 토출액의 중량 측정 동작에 들어간다. 제 2 보수 유닛(62)이 보수 위치에 없거나(스텝 S11에서 NO), 흡착 테이블(19)이 퇴피해 있지 않으면 흡착 테이블(19)을 테이블 퇴피 위치로 퇴피시키는 동시에, 제 2 보수 유닛(62)을 보수 위치로 이동시킨다(스텝 S12). 다음에 부 주사 구동 장치(14)를 구동시켜 액적 토출 헤드(15)를 전자 저울(47)의 중량 측정 위치로 이동시켜(스텝 S13), 노즐로부터 소정량(예를 들면 100방울정도)의 액적을 전자 저울(47) 위에 토출시키는 동시에, 그 토출된 기능액의 양을 전자 저울(47)에서 측정시킨다(스텝 S14). 그리고, 각 노즐의 기능액 토출 특성에 맞춰, 각 노즐로부터 미리 설정된 적당량의 액적이 토출되도록 각 노즐에 대응하는 압전 소자재에 인가하는 전압을 조절한다(스텝 S15).

클리닝 타이밍이나 중량 측정 타이밍이 도래하지 않는 경우(스텝 S3 및 S10에서 NO)나, 혹은 그 처리가 종료했을 경우에는 스텝 S16에 이행한다. 스텝 S16에서, 보수 유닛(61, 62)을 대기 위치로 퇴피시키고, 그 후에 스텝 S17에서, 기판 공급 장치(16)에 의해 기판(32)이 공급된다.

다음에, 기판용 카메라(49)에 의해 기판(32)을 관찰하면서 기판 위치 제어 장치(12)에 있는 θ 모터의 출력축을 회전시킴으로써, 흡착 테이블(19)에 고정된 기판(32)의 위치 결정을 행한다(스텝 S18). 헤드용 카메라(48)에 의해 액적 토출 헤드(15)의 위치 조정을 행하고, 토출을 시작하는 위치를 연산에 의해 결정하여(스텝 S19), 주 주사 구동 장치(13) 및 부 주사 구동 장치(14)를 적당하게 작동시켜 액적 토출 헤드(15)를 기판(32)에 대한 토출 시작 위치로 이동시킨다(스텝 S20).

다음에, X방향으로의 주 주사가 개시되고, 동시에 기능액의 토출을 개시시킨다(스텝 S21). 구체적으로는 주 주사 구동 장치(13)를 작동시킴으로써 기판(32)이 주 주사 방향 X로 일정한 속도에서 직선적으로 주사 이동하고, 그 이동 도중에 노즐이 토출 위치에 도달했을 때에, 노즐 토출 제어 연산부(410)에 의해 연산된 기능액 토출 신호에 의거하여 그 노즐로부터 액적을 토출시킨다.

1회의 주 주사가 종료되면, 부 주사 구동 장치(14)에 의해 부 주사 방향 Y로 미리 결정된 부 주사 방향 Y성분만 이동시킨다(스텝 S22). 다음에, 주 주사 및 액적 토출이 반복하여 행해진다(스텝 S23에서 NO, 스텝 S21에 이행).

이상과 같은 액적 토출 헤드(15)에 의한 기능액의 토출 작업이 기판(32) 전체 영역에 대하여 종료되면(스텝 S23에서 YES), 기판(32)이 외부로 배출된다(스텝 S24). 그 후, 오퍼레이터에 의해 처리 종료 지시가 있지 않는 한(스텝 S25에서 NO), 스텝 S3으로 돌아와서 다른 기판(32)에 대한 기능액의 토출 작업을 반복하여 행한다.

오퍼레이터로부터 작업 종료 지시가 있으면(스텝 S25에서 YES), 흡착 테이블(19)을 테이블 퇴피 위치로 퇴피시킨다(스텝 S26). 제 1 보수 유닛(61)과 제 2 보수 유닛(62)을 대기 위치로부터 보수 위치로 이동시킨다(스텝 S27). 그리고, 우선 액적 토출 헤드(15)를 부 주사 구동 장치(14)에 의해 와이핑 위치에 이동시키고(스텝 S28), 와이핑 장치(46)를 작동시킴으로써 액적 토출 헤드(15)의 노즐면을 와이핑한다(스텝 S29).

다음에, 액적 토출 헤드(15)를 부 주사 구동 장치(14)의 구동에 의해 캡핑 위치로 이동시키고(스텝 S30), 캡핑 장치(44)를 작동시킴으로써 액적 토출 헤드(15)에 캡핑한다(스텝 S31). 이상에 의해 일련의 토출 작업이 종료된다.

이와 같이 보수 동작시에는 흡착 테이블(19)을 테이블 퇴피 위치로 이동시키는 테이블 퇴피 공정(스텝 S26 등), 보수 장치(44 내지 47) 중 보수에 제공되는 1개를 보수 위치로 이동시키는 보수 이동 공정(스텝 S5, S12, S27), 액적 토출 헤드 (15)를 보수 받을 수 있게 보수 위치에 있는 보수 장치와 대응하는 위치로 이동시키는 헤드 이동 공정(스텝 S6, S8, S13, S28, S30), 보수 장치가 보수를 실시하는 보수 실시 공정(스텝 S7, S9, S14, S29, S31)이 행해진다. 그리고, 보수 실시 후, 보수 장치를 대기 위치로 이동시키는 대기 위치 복귀 공정(스텝 S16)이 행해지고, 일련의 보수 작업이 종료된다.

따라서, 본 실시예의 액적 토출 시스템(1)에 의하면 이하에 나타낸 효과가 있다.

(1) 보수 장치(44 내지 47)를 대기 위치와 보수 위치의 어느 쪽일 때라도, 캐리지 이동 방향(Y축 방향)에서, 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 배치하고, 캐리지(18)가 주사에 필요한 이동 범위 내에 이동하는 것 만으로 보수를 실시할 수 있게 했다. 이 결과, 캐리지(18)의 최대 이동 가능 범위가 최대 주사 범위 L보다 조금의 여유를 예상한 약간 긴 정도의 길이에서 종료되고, 보수를 위해서 최대 주사 범위 L(묘화 동작 범위)을 초과하는 영역에까지 이동 가능하게 캐리지(18) 궤도를 길게 할 필요가 없다. 따라서, 가이드 레일(71)의 길이를 특허문헌 1의 액적 토출 장치에 비교하여 상대적으로 짧게 할 수 있다. 따라서, 헤드용 카메라(48) 등의 부속 장치를 탑재하는 등 캐리지(18)의 중량이 증가해도, 가이드 레일(71)에 휘어짐이 발생하기 어려워지기 때문에, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보하기 쉬워진다. 또한, 가이드 레일(71)을 짧게 할 수 있기 때문에, 액적 토출 장치(10)사이즈를 캐리지 이동 방향으로 작게 억제할 수 있다. 또한, 보수 장치(44 내지 47)가 대기 위치 상태시 흡착 테이블(19)의 하방 위치에 배치되도록 하고, 보수 장치(44 내지 47)가 테이블 이동 방향(X축 방향)에서, 워크 최대 주사 범위 내에 위치하게 했기 때문에, 액적 토출 장치(10) 사이즈를 특허문헌 2, 3의 장치 구성과 비교하여 테이블 이동 방향에서 작게 억제할 수 있다. 이상에서, 액적 토출 장치(10)는 특허문헌 1 내지 4의 어느 쪽 장치보다도 장치 사이즈를 작게 억제하기 쉬울뿐 아니라, 특허문헌 1의 길이에 비교하여 가이드 레일(71)을 짧게 할 수 있기 때문에, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보하기 쉬워진다.

(2) 보수 장치(44 내지 47)는 승강만으로 대기 위치로부터 보수 위치로 이동할 수 있기 때문에, 이동 수단이 승강 장치(56, 57)만으로 종료되어, 이동 기구를 간단하게 할 수 있다.

(제 2 실시예)

상기 제 1 실시예에서는 보수 장치(44 내지 47)를 액적 토출 헤드(15)의 궤도를 따라 1열로 배열했지만, 제 2 실시예는 보수 장치(44 내지 47)를 테이블 이동 방향으로 2열로 배열한 예이다. 또한, 보수 유닛의 설치 위치 및 구성이 다르지만, 액적 토출 장치(10)의 다른 구성에 대해서는 제 1 실시예와 같기 때문에, 특히 다른 보수 유닛의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

도 6의 (a)는 제 2 실시예에서의 액적 토출 장치의 평면도이고, 도 6의 (b)는 동일한 정면도이다. 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치의 베이스(30)의 상면에는 캐리지 이동 방향으로 기틀(55)을 사이에 둔 양측 위치에, 제 1 보수 유닛(61) 및 제 2 보수 유닛(62)이 설치되어 있다. 제 1 보수 유닛(61) 및 제 2 보수 유닛(62)은 베이스(30) 상면에 설치된 승강 수단으로서의 승강 장치(56, 57)와, 승강 장치(56, 57)의 로드에 지지된 레일(63, 64)과, 보수 장치(44 내지 47)를 레일(63, 64)을 따라 테이블 이동 방향으로 이동시키는 구동원이 되는 리니어 모터(84, 85)를 가진다. 또한, 승강 장치(56, 57), 레일(63, 64), 리니어 모터(84, 85) 등으로 이루어진 이동 기구가 이동 수단에 상당한다. 레일(63, 64), 리니어 모터(84, 85) 등으로 이루어진 테이블 이동 방향으로의 이동 기구가 제 1 주사 방향 이동 수단에 상당한다. 또한, 도 4의 전기 제어 블록도에서의 보수 구동 장치(77)는 본 예의 경우, 승강 장치(에어 실린더)(56,57)를 구동 제어하는 전자 밸브 및 리니어 모터(84, 85)에 의해 구성된다. 물론, 승강 장치(56, 57)를 전동식 직동 액추에이터에 의해 실현할 수도 있다.

베이스(30) 상면 중앙에 배치된 기틀(55)의 상면에는 가이드 레일(50, 51), 리니어 모터(53)가 설치되고, 가이드 레일(50, 51)을 따라 이동 가능한 가동대(52)에 흡착 테이블(19)이 지지되어 있다. 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)은 승강 장치(56, 57)가 하강한 대기 상태에서 흡착 테이블(19)의 하방에 배치된다. 또한, 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)은 캐리지 이동 방향(도 6에서 좌우측 방향)에서, 캐리지 최대 주사 범위 L(도 2 참조)내에 위치하고 있다. 또한, 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)은 테이블 이동 방향에서, X축 방향으로 최장 기판의 주사시(묘화시)의 최대 이동 범위인 워크 최대 주사 범위 내에 위치하고 있다.

도 6의 (a) 및 (b)에 나타낸 상태가 제 1 및 제 2 보수 유닛(61, 62)이 대기 위치에 있는 상태이다. 1세트의 보수 장치(44, 45)를 가진 제 1 보수 유닛(61)이 대기 위치에 있는 상태에서는 캡핑 장치(44)가 액적 토출 헤드(15)의 궤도 바로 아 래가 되는 중계 위치에 위치하는 동시에, 플러싱 장치(45)가 중계 위치로부터 테이블 이동 방향으로 소정 거리 편위한 대기 위치에 위치한다. 한편, 1세트의 보수 장치(46, 47)를 가진 제 2 보수 유닛(62)이 대기 위치에 있는 상태에서는 와이핑 장치(46)가 액적 토출 헤드(15)의 궤도 바로 아래가 되는 중계 위치에 위치하는 동시에, 액적 중량 측정 장치(47)가 중계 위치로부터 테이블 이동 방향으로 소정 거리 편위한 대기 위치에 위치한다. 보수 장치(44 내지 47) 중 중계 위치에 있는 보수 장치는 승강 장치(56, 57)가 상승 구동됨으로써, 액적 토출 헤드(15)에 대한 보수가 실시 가능한 보수 위치에 배치된다. 또한, 각 보수 장치(44 내지 47)의 배열 순서는 이에 한정되는 것은 아니다.

보수 동작시에는 우선 기판(32)을 탑재한 흡착 테이블(19)이 보수 위치로 상승하려고 하는 보수 유닛(61, 62)에 간섭하지 않는 테이블 퇴피 위치까지 퇴피한다. 다음에 보수 장치(44 내지 47) 중 그 때 보수에 제공되는 보수 장치를 포함하는 1세트가 리니어 모터(84, 85)의 구동에 의해 대기 위치로부터 테이블 이동 방향으로 이동하고, 보수에 제공되는 1개의 보수 장치가 액적 토출 헤드(15)의 궤도 바로 아래의 중계 위치에 배치된다. 다음에, 승강 장치(56, 57) 중 보수에 제공되는 보수 장치를 지지하는 쪽의 승강 장치가 구동됨으로써, 상기 보수 장치가 중계 위치로부터 보수 위치까지 상승하여, 액적 토출 헤드(15)의 보수를 실시한다.

제 2 실시예에 의하면, 액적 토출 장치 사이즈 억제 및 필요한 액적 토출 위치 정밀도의 확보 등, 제 1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있는 것에 추가하여, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 보수 장치(44 내지 47)를 테이블 이동 방향에 2열로 나란히 배열함으로써, 보수 장치(44 내지 47)의 설치 스페이스를 테이블 이동 방향으로 널리 확보할 수 있기 때문에, 보수 장치(44 내지 47)에 다양한 기능을 부여하는 것이 가능해진다. 또한, 각 보수 유닛(61, 62)이 흡착 테이블(19)을 안내하는 가이드 레일(50, 51)의 외측에 배치되어, 보수 장치(44 내지 47)가 액적 토출 장치에서의 캐리지 이동 방향 외측 근처 위치에 테이블 이동 방향으로 나열되어 배치되어 있기 때문에, 보수 장치(44 내지 47)의 메인터넌스가 용이해진다.

(제 3 실시예)

제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 각 보수 장치를 캐리지(18)의 최대 주사 범위 내에 배치했지만, 제 3 실시예는 보수 장치를 보수 위치에 한하여 캐리지 최대 주사 범위 내에 배치한 예이다.

도 7의 (a)는 제 3 실시예에서의 액적 토출 장치의 평면도이고, 도 7의 (b)는 동일하게 정면도이다.

도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(10)의 캐리지 이동 방향 한쪽 끝측의 위치에는 보수 유닛(70)이 설치되어 있다. 보수 유닛(70)은 베이스(30)의 캐리지 이동 방향 한쪽 끝에 인접하여 배치된 보수용 베이스(65) 위에 지지되어 있다. 보수 유닛(70)은 보수용 베이스(65) 위에 설치된 가이드 레일(69)과, 가이드 레일(69)에 안내되어 캐리지 이동 방향과 평행한 방향으로 이동 가능한 스테이지(76)와, 스테이지(76)를 주행시키는 구동원이 되는 모터(75)와, 스테이지(76) 위에 캐리지 이동 방향을 따라 1열로 배열된 보수 장치(44 내지 47)를 구비하고 있 다. 모터(75)의 동력은 예를 들면 볼나사 또는 구동 벨트 등을 포함하는 동력 전달 기구(도시 생략)를 통하여 스테이지(76)에 전달되고, 이 전달된 동력을 추진력으로서 스테이지(76)는 가이드 레일(69)을 따라 이동한다. 또한, 도 4의 전기 제어 블록도에서의 보수 구동 장치(77)는 본 예의 경우, 모터(75)에 의해 구성된다. 또한, 가이드 레일(69), 스테이지(76) 및 모터(75) 등으로 구성된 이동 기구가 이동 수단 및 제 2 주사 방향 이동 수단에 상당한다.

스테이지(76)는 가이드 레일(69)과 거의 겹치는 위치로 퇴피한 대기 위치와, 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이 대기 위치로부터 흡착 테이블(19)측에 이동한 작동 위치 사이를 왕복 이동한다. 스테이지(76)가 대기 위치에 있을 때에 보수 장치(44 내지 47)는 대기 위치에 배치되어, 스테이지(76)가 작동 위치에 있을 때에 보수 장치(44 내지 47)는 도 7에 나타낸 보수 위치에 배치된다. 대기 위치에 배치된 상태에서는 보수 장치(44 내지 47)는 액적 토출 헤드(15)의 궤도 연장선상 외측에 위치한다. 보수 위치에 배치된 상태에서는 보수 장치(44 내지 47)는 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 위치한다. 또한, 테이블 이동 방향(도 7의 (a)에서의 상방 및 하방)에서, 보수 유닛(70)은 워크 최대 주사 범위 내에 위치한다. 또한, 보수 유닛(70)을 구성하는 각 보수 장치(44 내지 47)의 배열 순서는 도면에 나타낸 배열 순서에 한정되지 않고 적절하게 변경 가능하다.

보수 동작시에는 우선 기판(32)을 탑재한 흡착 테이블(19)이 보수 장치(44 내지 47)와 간섭하지 않는 테이블 퇴피 위치까지 퇴피한다. 다음에 모터(75)의 구동에 의해 보수 장치(44 내지 47)가 캐리지 최대 주사 범위 L(도2참조) 내의 보수 위치로 이동한다. 이 보수 장치(44 내지 47)의 보수 위치로의 이동과 거의 동일 시기에, 캐리지(18)가 가이드 레일(71)을 따라 이동하고, 보수 장치(44 내지 47) 중 그 때 보수에 제공되는 보수 장치가 보수 위치에 왔을 때의 위치와 대응하는 소정 위치까지 액적 토출 헤드(15)가 이동한다. 그리고, 보수에 제공되는 보수 장치는 액적 토출 헤드(15)의 보수를 실시한다. 보수를 종료한 후, 보수 장치는 반대의 이동 경로로 대기 위치에 복귀한다.

본 제 3 실시예에 의하면, 보수 위치에 배치된 상태에서, 보수 장치(44 내지 47)는 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 위치하기 때문에, 가이드 레일(71)을 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 캐리지(18) 중량이 증가해도 가이드 레일(71)이 휘어지기 어렵게 되어, 필요한 액적 토출 위치 정밀도를 확보하기 쉬워진다. 또한, 보수 유닛(70)이 액적 토출 장치(10)의 외측 근처에 위치하고 있기 때문에, 보수 장치(44 내지 47)의 메인터넌스 등이 용이해진다. 또한, 대기 위치에 배치된 보수 유닛(70)이 베이스(30)의 외측에 돌출하지만, 그 돌출 부분의 테이블 이동 방향에서의 폭이 가이드 레일(71)의 폭 정도로 비교적 좁기 때문에, 액적 토출 장치를 캐리지 이동 방향으로, 실질상, 폭이 좁은 소형인 것으로 할 수 있다. 또한, 테이블 이동 방향에서, 보수 유닛(70)이 워크 최대 주사 범위 내에 위치함으로써, 액적 토출 장치 사이즈를 테이블 이동 방향으로도 작게 억제할 수 있다.

(제 4 실시예)

제 4 실시예는 제 3 실시예의 변형예이며, 베이스의 측면에 배치된 복수의 보수 장치가 테이블 이동 방향으로 일렬로 배열되어 있는 점이 상기 제 3 실시예와 다르다.

도 8의 (a)는 제 4 실시예에서의 액적 토출 장치의 평면도이며, 도 8의 (b)는 동일하게 정면도이다.

도 8의 (b)에 나타낸 액적 토출 장치(10)의 캐리지 이동 방향 한쪽 끝측 위치에는 베이스(30)에 인접하여 보수용 베이스(65)가 설치되어 있고, 보수용 베이스(65) 위에 보수 유닛(70)이 설치되어 있다. 이 보수 유닛(70)의 구성이 제 3 실시예와 다르다. 보수 유닛(70)은 복수의 보수 장치(44 내지 47)를 테이블 이동 방향과 캐리지 이동 방향으로 이동 가능한 상하 2단의 슬라이드 기구를 가지고 있고, 이 슬라이드 기구 위에 복수의 보수 장치(44 내지 47)가 설치되어 있다. 하단 슬라이드 기구는 보수용 베이스(65) 위에 설치된 가이드 레일(63)과, 가이드 레일(63)에 안내되어 테이블 이동 방향과 평행한 방향으로 이동 가능한 스테이지(86)와, 스테이지(86)를 주행시키는 구동원이 되는 모터(75)를 구비한다. 또한, 상단 슬라이드 기구는 스테이지(86) 위에 고정된 가이드 레일(64)과, 가이드 레일(64)에 안내되어 캐리지 이동 방향으로 평행한 방향으로 이동 가능한 4열의 스테이지(76)와, 4열의 스테이지(76)를 개별적으로 주행시키는 구동원이 되는 4개의 에어 실린더(78)를 구비한다. 보수 장치(44 내지 47)는 상단 슬라이드 기구를 구성하는 각 스테이지(76) 위에 1개씩 설치되어 테이블 이동 방향을 따라 1열로 배열되어 있다. 또한, 도 4의 전기 제어 블록도에서의 보수 구동 장치(77)는 본 예의 경우, 모터(75)와, 에어 실린더(78)를 구동시키기 위한 압력 공기의 급기·배기를 컨트롤 하는 전자 밸브에 의해 구성된다. 또한, 보수 유닛(70)을 구성하는 상하 2단의 슬라 이드 기구가 이동 수단에 상당한다. 또한 모터(75)를 포함하는 하단 슬라이드 기구가 제 1 주사 방향 이동 수단을 구성하고, 에어 실린더(78)를 포함하는 상단 슬라이드 기구가 제 1 주사 방향 이동 수단을 구성한다.

하단 슬라이드 기구 모터(75)가 구동됨으로써, 4개의 보수 장치(44 내지 47)가 테이블 이동 방향으로 이동하여, 그 중 보수에 제공되는 1개의 보수 장치가 액적 토출 헤드(15)의 궤도 연장선상의 중계 위치에 배치된다. 다음에 하단 슬라이드 기구의 에어 실린더(78)가 구동됨으로써, 중계 위치에 배치된 보수 장치가 캐리지 이동 방향에 흡착 테이블(19)측으로 연장 돌출하게 이동하여 캐리지 최대 주사 범위 L(도 2 참조) 내의 보수 위치에 배치된다. 도 8의 예에서는 플러싱 장치(45)가 보수 위치에 배치되어 있다. 본 예에서는 모든 보수 장치(44 내지 47)가 캐리지 이동 방향에서 베이스(30)의 외측으로 퇴피하고, 또한 캡핑 장치(44)가 중계 위치에 배치된 상태를 보수 유닛(70)의 대기 위치로 하고 있다. 보수 유닛(70)이 대기 위치에 있을 때에 각 보수 장치(44 내지 47)가 취하는 위치가 각각의 대기 위치가 된다. 또한, 보수 유닛(70)을 구성하는 각 보수 장치(44 내지 47)의 배열 순서는 도면에 나타낸 배열 순서에 한정되지 않고 편의 변경 가능하다.

보수 작동시에는 흡착 테이블(19)이 테이블 퇴피 위치까지 퇴피하는 동시에, 보수 유닛(70)의 상하 슬라이드 기구의 모터(75) 등이 구동됨으로써, 보수에 제공되는 보수 장치가 중계 위치를 경유하여 보수 위치에 배치된다. 이에 전후하여 캐리지(18)가 이동하여 액적 토출 헤드(15)가 보수 위치의 보수 장치와 대응하는 위치에 배치된다. 그리고, 보수를 끝낸 보수 장치는 반대 이동 경로로 대기 위치에 복귀한다.

본 제 4 실시예에 의하면, 보수 장치(44 내지 47)를 테이블 이동 방향으로 1열로 배열하고, 보수 장치(44 내지 47)를 1개씩 캐리지 이동 방향에 보수 위치로 향하여 이동시키는 구성이기 때문에, 캐리지 이동 방향의 이동 스트로크를 제 3 실시예의 구성과 비교하여 짧게 할 수 있다. 따라서, 보수 유닛(70)의 캐리지 이동 방향의 돌출량을 제 3 실시예의 구성에 비교하여 짧게 할 수 있고, 제 3 실시예의 액적 토출 장치보다도 캐리지 이동 방향으로 장치 사이즈를 작게 할 수 있다.

(변형예 1) 보수 유닛의 대기 위치는 흡착 테이블의 하측과 측방에 배치한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 보수 유닛의 대기 위치를 흡착 테이블(19)의 상방에 배치할 수도 있다. 베이스(30)의 상면으로부터 흡착 테이블을 걸쳐 상방에 문 형태의 지지부를 설치하고, 이 지지부에 하방으로 로드를 신장 가능한 승강 장치(승강 수단)를 배치하여, 승강 장치의 로드에 테이블 이동 방향으로 액적 토출 헤드(15)측으로 이동 가능한 슬라이드 기구를 지지시키는 동시에, 슬라이드 기구의 스테이지에 보수 장치(44 내지 47)를 배치한 구성으로 한다. 보수 동작시에는 흡착 테이블(19)이 퇴피한 후, 보수 장치(44 내지 47)가 대기 위치로부터 중계 위치로 하강하고, 중계 위치로부터 테이블 이동 방향으로 이동하여 보수 위치에 배치된다. 본 구성에 의하면, 문 형태의 지지부와 같은 구조물이 증가하지만, 제 3 및 제 4 실시예에 비교하여 액적 토출 장치(10)의 바닥 면적을 좁게 할 수 있어 장치의 소형화를 도모할 수 있는 등, 제 2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(변형예 2) 보수 유닛의 이동 기구는 회전 운동과 직선 운동을 조합시킬 수 도 있다. 제 4 실시예에서는 보수 유닛(70)의 이동 기구로서, 테이블 이동 방향의 하단 슬라이드 기구와 캐리지 이동 방향의 상단 슬라이드 기구를 조합시켰지만, 회전 기구와 슬라이드 기구를 조합시킬 수도 있다. 보수용 베이스(65) 위에 회전 테이블을 배치하여 그 위에 가로지르는 방향으로 신축하는 슬라이드 기구를 복수 배치한다. 각 슬라이드 기구 위에 각 보수 장치(44 내지 47)를 배치한다.

(변형예 3) 복수의 보수 유닛을 배열시킬 때, 캐리지(18)의 이동 방향으로만 배열하는 구성(제 1 실시예, 제 3 실시예), 또는 테이블의 이동 방향으로만 배열하는 구성(제 2 실시예, 제 4 실시예)에 한정되지 않는다. 캐리지의 이동 방향과, 테이블의 이동 방향으로 배열한 조합일 수도 있다. 예를 들면 캡핑 장치(44)와 플러싱 장치(45)를 캐리지 이동 방향으로 배열하고, 와이핑 장치(46)와 전자 저울(47)을 테이블 이동 방향으로 배열한다. 본 구성에서는 보수 장치(44 내지 47)의 크기에 의해 최적의 배치로 하여, 장치 구조를 간단하게 할 수 있다.

(변형예 4) 제 1 실시예에서, 보수 유닛은 2개로 나누어 실시했지만, 승강 장치의 로드에 지지된 1개의 가동판 위에 보수 장치(44 내지 47) 전부를 배치하여 보수 유닛을 1개로 할 수도 있다. 예를 들면 리니어 모터(53)를 한쪽 가이드 레일(51)측에 접근시키고, 보수 유닛을 리니어 모터(53)와 다른 한쪽 가이드 레일(50) 사이에 배치한다. 본 구성에서는 2개의 보수 유닛을 개별적으로 제어할 필요가 없기 때문에 제어가 간단해질 뿐 아니라, 승강 장치를 1개로 줄이는 것도 가능하여, 1개로 줄였을 경우에는 보수 장치(44 내지 47)의 이동 기구를 간략한 구성으로 할 수 있다. 또한, 각 보수 장치(44 내지 47)를 1개의 가동판 위에 모두 설치하고, 1 개의 보수 유닛으로서 구성할 수도 있다. 또한, 각 보수 장치(44 내지 47)를 개별적으로 승강시킬 수 있게 4개의 보수 유닛을 설치한 구성을 채용할 수도 있다.

(변형예 5) 캡핑 장치(44)와 플러싱 장치(45)는 양쪽 기능을 겸비한 1개의 보수 장치로 바꿀 수도 있다. 이 보수 장치는 액적 토출 헤드(15)에 밀착 가능한 상자 형태의 용기를 가지고, 상자 형태 용기에는 플러싱시에 받아들인 액을 배출하는 배출 관이 구비된다. 액적 토출 헤드(15)에 상자 형태 용기를 밀착시킴으로써 캡핑 장치로서 기능하고, 액적 토출 헤드(15)에 상자 형태 용기를 밀착시킨 상태에서 액적을 토출함으로써 플러싱 장치로서 기능한다. 본 구성에서는 보수 장치를 1개 줄일 수 있기 때문에 보수 유닛의 구성을 간략화하면서 소형으로 할 수 있다.

(변형예 6) 상기 제 1 및 제 2 실시예에서는 복수의 보수 장치(44 내지 47) 모두를 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 위치시켰지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 제 1 실시예에서, 4개의 보수 장치(44 내지 47) 중 캐리지 이동 방향 양단의 2개에 대해서는 캐리지 최대 주사 범위 내에 일부분만 위치하는 구성이어도 된다. 또한, 제 2 실시예에서, 4개의 보수 장치(44 내지 47)가 일부분만이 캐리지 최대 주사 범위 L 내에 위치하는 구성이어도 된다. 요컨대, 캐리지 최대 주사 범위 L 내에서 액적 토출 헤드(15)가 보수 장치(44 내지 47)에 의한 보수를 받을 수 있다면, 보수 장치의 일부분만이 캐리지 최대 주사 범위 내에 위치하기만 해도 된다. 또한, 복수의 보수 장치를 구비한 액적 토출 장치에서, 캐리지 최대 주사 범위 내에 위치하는 보수 장치가 1개 있는 구성이어도 된다. 이 경우에서도, 1개의 보수 장치 분은 가이드 레일(71)을 짧게 억제할 수 있다.

이상의 설명에 따르면, 본 발명은 액적 토출 장치 사이즈를 가능한 한 작게 억제하면서 보수 장치를 배치할 수 있는 동시에, 필요한 액적 토출 위치의 정밀도를 확보할 수 있는 액적 토출 장치 및 액적 토출 헤드의 보수 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 워크를 제 1 주사 방향으로 이동시키는 테이블과,

   상기 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 가이드 부재를 따라 제 2 주사 방향으로 이동하는 캐리지와,

   상기 액적 토출 헤드의 클리닝을 포함하는 보수(保守)에 제공하는 1개 이상의 보수 장치와,

   상기 보수 장치를 주사중의 상기 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치와 상기 액적 토출 헤드의 보수를 행하는 보수 위치로 이동시키는 이동 수단을 구비하고,

   상기 보수 장치는 상기 대기 위치에 배치되었을 때에 적어도 일부가 상기 제 1 주사 방향에서 상기 테이블 위의 워크의 주사시의 이동 범위로서 최대 취할 수 있는 워크 최대 주사 범위내에 위치하고, 또한, 상기 보수 위치에 배치되었을 때에 적어도 일부가 상기 제 2 주사 방향에서 상기 캐리지의 주사시의 이동 범위로서 최대 취할 수 있는 캐리지 최대 주사 범위내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   보수 동작 개시시에는 상기 테이블이 상기 보수 장치와 간섭하지 않는 테이블 퇴피(退避) 위치로 퇴피하는 동시에 상기 보수 장치가 상기 이동 수단에 의해 상기 대기 위치로부터 상기 보수 위치로 이동하고, 보수 동작 종료후에는 상기 보 수 장치가 상기 이동 수단에 의해 상기 보수 위치로부터 상기 대기 위치로 퇴피하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 상기 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래가 되는 상기 테이블의 하방 위치를 상기 대기 위치로 하여 배치되고,

   상기 이동 수단은 상기 보수 장치를 상기 대기 위치와 상기 보수 위치 사이에서 승강시키는 승강 수단인 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 복수 구비되고,

   상기 복수의 보수 장치는 상기 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래에 상기 캐리지의 이동 방향을 따라 일렬로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 복수 구비되고, 상기 복수의 보수 장치는 상기 테이블의 주사 방향과 대략 동일한 방향으로 나열되어 적어도 일렬로 배열되는 동시에, 상기 테이블의 하방 위치를 상기 대기 위치로 하고,

   상기 이동 수단은 상기 복수의 보수 장치 중 적어도 그 때 보수에 제공되는 보수 장치를 상기 대기 위치와 상기 액적 토출 헤드의 궤도 바로 아래의 중계 위치 사이에서 상기 테이블의 주사 방향과 대략 평행한 방향으로 이동시키는 제 1 주사 방향 이동 수단과, 상기 중계 위치와 상기 보수 위치 사이에서 상기 보수 장치를 승강시키는 승강 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 상기 테이블에 대하여 상기 액적 토출 헤드의 궤도 연장상 외측의 위치를 상기 대기 위치로 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 복수 구비되고, 상기 복수의 보수 장치는 상기 캐리지의 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어 있고,

   상기 이동 수단은 상기 보수 장치를 상기 대기 위치와 상기 보수 위치 사이에서 상기 제 2 주사 방향으로 이동시키는 제 2 주사 방향 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 보수 장치는 복수 구비되고, 상기 복수의 보수 장치는 상기 대기 위치에서 상기 액적 토출 헤드의 궤도 연장상에 1개가 위치하는 동시에 상기 테이블의 주사 방향을 따라 일렬로 배열되어 있고,

   상기 이동 수단은 상기 복수의 보수 장치 중 보수에 제공하는 보수 장치를, 상기 대기 위치와 상기 액적 토출 헤드의 궤도 연장상의 중계 위치 사이에서 상기 제 1 주사 방향으로 이동시키는 제 1 주사 방향 이동 수단과, 상기 보수 장치를 상기 중계 위치와 상기 보수 위치 사이에서 상기 제 2 주사 방향으로 이동시키는 제 2 주사 방향 이동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
9. 워크를 제 1 주사 방향으로 이동시키는 테이블과,

   상기 워크에 액적을 토출하는 액적 토출 헤드를 탑재하는 동시에 가이드 부재를 따라 제 2 주사 방향으로 이동하는 캐리지와,

   상기 액적 토출 헤드의 클리닝을 포함하는 보수에 제공하는 1개 이상의 보수 장치와,

   상기 보수 장치를 상기 테이블과 간섭하지 않는 대기 위치와 상기 액적 토출 헤드의 보수를 행하는 보수 위치로 이동시키는 이동 수단을 구비하고,

   상기 보수 장치는 상기 대기 위치에서는 주사 중의 상기 테이블과 간섭하지 않는 상기 테이블의 하방 위치에 배치되고,

   상기 이동 수단은 상기 보수 장치를 상기 대기 위치와 상기 보수 위치 사이의 이동 과정에서, 상기 대기 위치의 높이와 상기 보수 위치의 높이 사이에서 승강시키는 승강 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 보수 장치에 의한 보수의 개시에 앞서, 상기 캐리지를 이동시켜 상기 보수 장치의 상기 보수 위치와 대응하는 소정 위치에 상기 액적 토출 헤드를 배치하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 액적 토출 헤드의 클리닝에 제공하는 캡핑 장치, 와이핑 장치, 플러싱 장치 중 적어도 1개를 상기 보수 장치로서 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
12. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 액적 토출 헤드로부터 토출되는 기능액의 중량을 측정하는 중량 측정 장치를 상기 보수 장치로서 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
13. 제 1 항 또는 제 9 항에 기재된 액적 토출 장치에서의 액적 토출 헤드의 보수 방법으로서,

    테이블을 보수 장치와 간섭하지 않는 테이블 퇴피 위치로 이동시키는 공정과,

    상기 보수 장치를 대기 위치로부터 보수 위치로 이동시키는 공정과,

    상기 캐리지를 이동시켜 보수 위치의 상기 보수 장치와 대응하는 위치에 상 기 액적 토출 헤드를 배치하는 공정과,

    상기 보수 위치의 상기 보수 장치로 상기 액적 토출 헤드를 보수시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 헤드의 보수 방법.

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