专利名称：喷出装置及使用喷出装置的喷出方法
技术领域：
本发明涉及喷出装置及使用喷出装置的喷出方法。
背景技术：
伴随近年信息化社会的发展，对更大型的液晶显示装置的需求急剧增加，希望提 高其生产性。在彩色液晶显示装置中，为使显示图像彩色化而使用彩色滤色器，彩色滤色器 是通过在基板上的规定区域以规定的图案配置R(红)、G(绿)、B (蓝)三色油墨而制成的。 油墨的喷出多采用喷墨(ink jet)方式。目前，多数的喷出装置具有水平静置于基准面上的台座、在台座上沿一方向能移 动的基板移动部、在与上述移动方向垂直的水平方向能移动的头保持部。在专利文献1记载的装置中，虽然采用以使头保持部在基板上扫描的方式往返移 动并喷出的方式，但是，在该方式中，与基板的大型化成比例，油墨的喷出需要长的时间，另 外，在均勻且以规定的间隔命中油墨时，对喷墨头的控制就变得很难。相对于上述方式，在专利文献2或专利文献3记载的装置中，采用相对于台座静止 的头保持部保持多个头，并向通过其下的基板喷出油墨的方式，有可能能解决上述课题，但 是，专利文献2或专利文献3记载的装置都是假定在纸等被记录介质上印刷图像的情况，在 要求更高的喷出精度的液晶显示装置的制造中不适用。专利文献1 (日本)特开平11-248925号公报专利文献2 (日本)特开平08-174808号公报专利文献3 (日本)特开平11-277734号公报
发明内容
本发明是为解决上述现有技术中的不良情况而开发的，其目的在于，提供一种喷
出装置，相对于大型基板，在一次通过头保持部之下的期间，以规定的间隔能同样地涂敷油
m
蛮O为解决上述课题，本发明提供一种喷出装置，具有相对于基准面静置的台座；具 有多个分别设置有多个喷出口的头的头组；具有多组所述头组的头群；固定于所述台座且 保持所述头的头保持部；以及相对于所述台座，在平行于所述基准面的第一方向能移动的 基板移动部，从所述喷出口向配置于所述基板移动部上的基板，喷出喷出液，使所述喷出液 的液滴命中到所述基板，一个所述头组中的多个所述头，以多个所述喷出口正投影于与所 述基准面平行且与所述第一方向垂直的第二方向的轴上的位置的间隔相等的方式来配置， 在一个所述头群中，正投影于所述第二方向的轴上的所述喷出口的位置关系中，其它的所 述头组的所述喷出口位于一个头组中邻接的二个所述喷出口之间，多个所述头组中的所述 喷出口被等间隔地配置。本发明的喷出装置中，具备基板旋转机构，在所述基板移动部上使所述基板与所 述基准面平行地旋转。
4
本发明的喷出装置中，所述多个头在所述头保持部中安装于安装板，并且具有头 移动机构，通过在所述第二方向移动所述安装板，使所述多个头一起在所述第二方向移动。本发明的喷出装置中，所述头群中包含的所述喷出口的列的所述第二方向的宽度 与所述基板上的被喷出范围的宽度相同或比其大。本发明提供一种喷出方法，使用上述喷出装置，在所述基板上设定的多个命中位 置的、所述基板上的所述命中位置的一方向排列的两端的命中位置的中心间的距离为，分 别位于一个所述头群中的所述喷出口的所述第二方向排列的两端的喷出口的中心间的距 离以下，所述命中位置的所述一方向与所述第二方向平行，以相对于所述第二方向，所述命 中位置的分别位于所述一方向排列的两端的命中位置的中心的双方，均位于1个所述头群 中的所述喷出口的分别位于所述第二方向排列的两端的喷出口的中心间的方式，进行对 位，之后，一边使所述基板移动部在所述第一方向通过所述头保持部之下，一边将所述喷出 液喷出到所述命中位置。本发明由于从等间隔配置的多个喷出口喷出油墨，所以能以规定的间隔同样地涂 敷油墨，进而能获得高品质的液晶基板。本发明由于在使基板沿一方向通过头保持部之下的期间进行油墨的涂敷，所以能 缩短喷出所需的时间。
图1是能使用于本发明的喷出装置的一例的侧面图；图2是能使用于本发明的喷出装置的一例的平面图；图3是将第一、第二固定摄像机的图像放置于一个平面坐标系内时的固定摄像机 的图像的示意图；图4是说明头与喷出口的配置的图；图5是说明多个喷出口成交错排列且形成一喷出口列时的头与喷出口的配置的 图。符号说明10、喷出装置20、基板移动部30、头保持部32、头35、喷出口38、头组50、基板70、台座
具体实施例方式将在RGB彩色滤色器的制造中使用喷出装置的情况作为一例进行说明。<喷出装置的结构>图1是本发明中使用的喷出装置10的侧面图，图2表示平面图。
喷出装置10具有相对于水平基准面静置的台座70、长的导轨71、基板移动部 20、头保持部30。导轨71以其上表面成为水平的方式配置在台座70上。基板移动部20配 置于导轨71上。头保持部30被固定于台座70的支柱72支承，并被固定于比导轨71上的 基板移动部20的高度更高的位置。基板移动部20具有导轨上移动机构41。基板移动部20配置于导轨上移动机构 41上。导轨上移动机构41接受从控制装置92传送的信号，使基板移动部20在导轨71 上移动。导轨上移动机构41例如使用电动机。基板移动部20通过在导轨71上移动，能在头保持部30之下往返移动。以下，将沿导轨71移动的基板移动部20的移动方向称为y轴方向(第一方向)， 将与其垂直的水平方向(对位方向)称为X轴方向(第二方向)。头保持部30具有安装板33、和安装于安装板33的多个头32。图4是说明头32与喷出口 35的配置的示意图。各头32具有多个喷出口 35。一个头32的多个喷出口 35在其头32的一面排成一 列而形成喷出口列。一个头32中的喷出口 35在一方向等间隔地配置，当将该间隔设定为喷出口间隔 (喷出口的中心间距离)D时，各头32的喷出口间隔D彼此也为同一值。在本发明中，一个头32的多个喷出口 35只要在一方向等间隔地配置，则就未必在 一直线上排列，例如图5所示，也可以为交错排列，形成一喷出口列。在此，各头32以上述一方向与χ轴方向平行的朝向，安装于安装板33上。各头32形成为，头32的上述一方向的长度比在喷出口列的长度(端部的喷出口 35的中心间的上述一方向的距离)上加上喷出口间隔D的长度更大，因此，将多个头32排 成与χ轴平行的一列，且将y轴上的位置设为相同时，位于一个头32的喷出口列端部的喷 出口 35与位于邻接的头的喷出口列端部的喷出口之间的χ轴方向的距离以比喷出口间隔 D大的距离分开。在本发明中，以沿χ轴方向排列的多个头32即便在不同的头的端部的喷出口间χ 轴方向的距离也为喷出口间隔D的方式，将邻接的头的喷出口 35在y轴上配置于不同的位 置，邻接的头的端部在Χ轴上重合，包含不同的头的喷出口间，将各喷出口 35按照在χ轴上 以喷出口间隔D排列的方式(在χ轴上正投影的位置的间隔相等)配置。该情况下，沿χ轴排列的多个头32的喷出口 35能在y轴上配置于两种位置，且邻 接的头32的喷出口列交互配置于两种位置时，这样配置的一组多个头32被交错排列，构成 一个头组38。在安装板33上头组38被配置多组。规定数η的头组38构成头群，在一个头群中，在正投影于χ轴上的喷出口 35的位 置关系中，在一个头组38中邻接的两个喷出口 35之间，以在χ轴方向成等间隔D/n的方式 各配置一个其它头组的喷出口 35。头保持部30具有未图示的墨盒，在墨盒中贮存有R、G、B三色中的一种颜色的油 墨。各头32与墨盒连接。各喷出口 35分别具有在其内部装满油墨(喷出液)的油墨室，在各油墨室分别配置有压力产生装置。各压力产生装置接受由外部的控制装置92传送的信号，使油墨室内产 生规定的压力，从喷出口 35喷出规定量的油墨。在头保持部30具有三个以上的头群的情况下，各头32按每个头群连接于不同颜 色的墨盒，由此，一个头保持部30能喷出3种颜色的油墨。基板移动部20具有基板吸附板24。基板吸附板24配置于基板移动部20上。基板吸附板24的朝向上方的面具有未图示的吸引口，吸引口与未图示的真空泵 连接。在基板吸附板24上配置了基板50之后，用真空泵进行排气时，基板50被真空吸附 并保持于基板吸附板24上。在基板50上规定有R、G、B各色的被喷出范围(命中位置)。基板50在相对于移 动方向垂直的方向和平行的方向具有格子状的黑底(black matrix)，各命中位置配置于由 黑底划分出的区域。分别位于与一张基板50上的命中位置的移动方向垂直的方向的排列的两端的命 中位置的中心间的距离(被喷出范围的宽度)形成为，分别位于一个头群中的喷出口列的 两端的喷出口 35的中心间的χ轴方向的距离(喷出口 35的列的χ轴方向的宽度)以下。在与基板50的移动方向垂直的水平方向上相邻的命中位置的间隔，与在一个头 群中的X轴方向上邻接的喷出口间隔相同，或形成为在X轴方向上邻接的喷出口间隔的整 数倍的长度。〈油墨的喷出工序〉说明油墨向基板50上的喷出工序。通过后述的第一对位工序的对位作业，多个头32相对于台座70上的坐标预先进 行对位。下面，将相对于台座70上的坐标已对位的多个头32统一称为头列。首先，使基板移动部20移动到移动开始位置并静止。在基板吸附板24上，以连接 基板50所具有的两个基板基准点51的线段大概沿χ轴方向的朝向，载置基板50，且真空吸 附，将基板50吸附保持于基板吸附板24上。接着，使基板50与基板移动部20 —起移动，在进行基板50与头列的对位的位置， 使一端静止。在此，如后述的第二对位工序的对位作业，通过移动摄像机21和固定摄像机 31将基板50与头列进行对位后，使基板50通过头保持部30的下方。在进行多个头32相对于台座70上的坐标的对位、基板50与头列的对位的状态 下，基板50通过头保持部30的下方的期间，基板50上的命中位置至少通过一个喷出口 35 的正下方，通过控制装置92，对于一个命中位置，从一个喷出口 35喷出油墨，在各命中位置 命中一个颜色的油墨。当基板50通过头保持部30的下方并到达卸下位置时，在基板50上的各命中位置 油墨被命中，并在卸下位置干燥后，解除真空吸附，从基板吸附板24上卸下基板50。<第一对位工序>下面，说明由原点对位作业、头列对位作业、固定摄像机的摄像机基准点的位置测 定作业构成的第一对位工序。基板移动部20具有移动摄像机21和未图示的摄像机移动机构。移动摄像机21 配置于基板移动部20的y轴方向的端部。移动摄像机21在上端具有镜头，由移动摄像机 21拍摄的图像由观察装置91进行图像处理。观察装置91例如使用计算机。
将固定于基板移动部20的坐标系中的、与基板移动部20的移动方向垂直的水平 方向称为X方向时，摄像机移动机构接受从控制装置92传送的信号，使移动摄像机21沿X 方向移动。摄像机移动机构例如使用电动机。<原点对位作业>首先，进行移动摄像机21和原点的对位，以便得知由移动摄像机21拍摄的图像上 的一点的xy坐标。在外部的测定装置93中设置有将移动摄像机21的χ坐标上的移动量以带士符 号来测定的X轴方向距离测定装置、和将y坐标上的移动量以带士符号来测定的y轴方向 距离测定装置，当移动摄像机21移动了两点间时，连接移动的始点和终点的向量的χ成分 和y成分就变已知。由于测定的距离带符号，所以往返移动并返回始点时的测定值为零。在移动摄像机21能拍摄的范围即视野内，规定有视野内不动的移动基准点。在该喷出装置10中，规定有相对于台座70静止的xy坐标的原点。使移动摄像机21移动，拍摄原点、或者在假定了由移动摄像机21拍摄通过原点的 垂线时，拍摄通过原点的垂线，当原点的图像、或通过原点的垂线的图像与移动基准点一致 时，将X轴方向距离测定装置和y方向距离测定装置的值设为零。当从该状态移动摄像机21移动时，由移动摄像机21拍摄的图像上的、与移动基准 点重合的位置的xy坐标就变为已知。<头列对位作业>接着，通过基板移动部20向y轴方向的移动、移动摄像机21向χ方向的移动，使 移动摄像机21位于一个喷出口 35之下。观察移动摄像机21的图像，当移动基准点与该喷 出口 35的图像的中心一致时，从测定装置93的值求出该喷出口 35的xy坐标。在所有的喷出口，反复进行这样的喷出口 35的xy坐标的测定作业。各喷出口 35的xy坐标分别预先设定有设定值。在xy坐标的测定值与设定值有 误差的情况下，通过各头32所具有的个别头微调单元(微动螺丝)，使其与设定值一致。<固定摄像机的摄像机基准点的位置测定作业>头保持部30具有两个固定摄像机31。两个固定摄像机31固定于头保持部30的 y轴方向的一端。由于固定摄像机31在下端具有镜头，所以，能拍摄在下面移动的基板50。两个固定摄像机31的配置被设计成，分别设定于各摄像机的摄像机基准点的两 点间的距离与基板50所具有的两个基板基准点51间的距离相同，连接两个摄像机基准点 的线段与χ轴方向平行。但是实际上，两个固定摄像机31由于固定于安装板33时有安装误差，因此，被配 置于从设计值偏离的位置。固定摄像机31在镜头上的摄像机基准点的位置，具有能从外面用移动摄像机21 拍摄的标记。使移动摄像机21移动，位于一个固定摄像机31之下。在由移动摄像机21拍 摄的图像上，当固定摄像机31的标记的图像与移动基准点一致时，从测定装置93的值测定 该固定摄像机31的摄像机基准点的xy坐标。另一个固定摄像机的摄像机基准点的xy坐 标也同样测定，并分别进行存储。<第二对位工序>下面，说明进行基板50与头列的对位作业的第二对位工序。
由固定摄像机31拍摄的图像通过观察装置91进行图像处理，图像内的所希望的 位置的坐标就变为已知。首先，使基板移动部20沿y轴方向移动，将基板50所具有的两个基板基准点51 在两个固定摄像机31之下各定位一个。图3表示在一个平面坐标上放置第一、第二固定摄像机的图像85a、85b时的固定 摄像机图像的示意图80。图3的符号81a、81b表示第一、第二固定摄像机的摄像机基准点，符号82a、82b表 示各自的设计值(第一、第二设计值)。符号83a、83b表示第一、第二固定摄像机分别拍摄 的基板基准点51的图像(第一、第二基板基准点)。观察装置91将通过第一、第二设计值82a、82b的两点的直线与通过第一、第二基 板基准点83a、83b的两点的直线所构成的角度θ的值，从各点的坐标，通过计算来求得，并 传送给控制装置92。基板移动部20具有旋转移动机构42。旋转移动机构42接受从控制装置92传送 的信号，使基板吸附板24绕其中心轴水平地角度旋转移动。与此同时，保持于基板吸附板 24的基板50也水平地旋转移动。旋转移动机构42例如使用以压缩空气进行旋转驱动的空 气轴(air-spindle)。当控制装置92从观察装置91接受上述的两个直线构成的角度θ的值时，对旋转 移动机构42传送进行角度θ的旋转的控制信号。当基板50仅旋转移动角度θ时，两条 直线成为平行的位置关系。旋转移动后的两个基板基准点51由观察装置91进行图像处理，各自的xy坐标就 已知。由于在基板50上两个基板基准点51与各命中位置的相对位置被预先设定，所以， 如果知道基板基准点51的xy坐标，就可得知各命中位置的xy坐标。各喷出口 35由于通过上述第一对位工序进行对位，所以xy坐标就可知。头保持部30具有未图示的头移动机构。头移动机构接受从控制装置92传送的信 号，使安装板33沿χ轴方向移动。与此同时，所有的头32在维持各头的相对位置的原状态 下，沿χ轴方向移动。头移动机构例如使用电动机。以规定的喷出口 35的χ坐标与规定的命中位置的χ坐标一致的方式，通过头移动 机构使所有的头沿X轴方向仅移动规定距离且静止。以如上的顺序结束第二对位工序。在该状态中，规定的喷出口 35与规定的命中位 置中没有X坐标的差，y坐标的距离的差已知。本发明不限于RGB彩色滤色器的制造，也包括例如EL(场致发光)显示元件及液 晶显示装置的制造。
9
权利要求
一种喷出装置，具有相对于基准面静置的台座；具有多个分别设置有多个喷出口的头的头组；具有多组所述头组的头群；固定于所述台座且保持所述头的头保持部；以及相对于所述台座，在平行于所述基准面的第一方向能移动的基板移动部，从所述喷出口向配置于所述基板移动部上的基板，喷出喷出液，使所述喷出液的液滴命中到所述基板，该喷出装置的特征在于，一个所述头组中的多个所述头，以多个所述喷出口正投影于与所述基准面平行且与所述第一方向垂直的第二方向的轴上的位置的间隔相等的方式来配置，在一个所述头群中，正投影于所述第二方向的轴上的所述喷出口的位置关系中，其它的所述头组的所述喷出口位于一个头组中邻接的二个所述喷出口之间，多个所述头组中的所述喷出口被等间隔地配置。
2.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，具备基板旋转机构，在所述基板移动部上使所述基板与所述基准面平行地旋转。
3.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于， 所述多个头在所述头保持部中安装于安装板，该喷出装置具有头移动机构，通过在所述第二方向移动所述安装板，使所述多个头一 起在所述第二方向移动。
4.根据权利要求2所述的喷出装置，其特征在于， 所述多个头在所述头保持部中安装于安装板，该喷出装置具有头移动机构，通过在所述第二方向移动所述安装板，使所述多个头一 起在所述第二方向移动。
5.根据权利要求1所述的喷出装置，其特征在于，所述头群中包含的所述喷出口的列的所述第二方向的宽度与所述基板上的被喷出范 围的宽度相同或比其大。
6.根据权利要求2所述的喷出装置，其特征在于，所述头群中包含的所述喷出口的列的所述第二方向的宽度与所述基板上的被喷出范 围的宽度相同或比其大。
7.根据权利要求3所述的喷出装置，其特征在于，所述头群中包含的所述喷出口的列的所述第二方向的宽度与所述基板上的被喷出范 围的宽度相同或比其大。
8.根据权利要求4所述的喷出装置，其特征在于，所述头群中包含的所述喷出口的列的所述第二方向的宽度与所述基板上的被喷出范 围的宽度相同或比其大。
9.一种喷出方法，其特征在于，使用权利要求1 8中任一项所述的喷出装置，在所述基板上设定的多个命中位置的、所述基板上的所述命中位置的一方向排列的两端的命中位置的中心间的距离为，分别位于一个所述头群中的所述喷出口的所述第二方向 排列的两端的喷出口的中心间的距离以下，所述命中位置的所述一方向与所述第二方向平行，以相对于所述第二方向，所述命中 位置的分别位于所述一方向排列的两端的命中位置的中心的双方，均位于1个所述头群中 的所述喷出口的分别位于所述第二方向上排列的两端的喷出口的中心之间的方式，进行对 位，之后，一边使所述基板移动部在所述第一方向通过所述头保持部之下，一边将所述喷 出液喷出到所述命中位置。
全文摘要
本发明涉及喷出装置及使用喷出装置的喷出方法。本发明提供一种喷出装置，在使基板通过头保持部之下的期间能同样地喷出油墨。本发明的喷出装置具有头保持部(30)和在y轴方向能移动的基板移动部(20)。在头保持部(30)，多个头(32)构成头组，多个头组构成头群。一个头组中的头(32)以多个喷出口(35)正投影于x轴上的位置间隔相等的方式配置，且在一个头群中，正投影于x轴上的喷出口的位置关系中，在一个头组中邻接的两个喷出口(35)之间设置其它的头组的喷出口(35)，多个头组中的喷出口等间隔地配置。将被喷出范围的宽度为一个头群中包含的喷出口(35)的列的x轴方向的宽度以下的基板(50)，在基板移动部(20)上对位后，一边使其通过头保持部(30)之下，一边喷出所述油墨，由此，能同样地喷出。
文档编号B41J2/01GK101927599SQ201010208450
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者井上祐也, 前川原博实, 滑川巧, 羽根功二, 马场惠 申请人:株式会社爱发科