專利名稱：液滴噴射裝置及涂敷體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴射液滴的液滴噴射裝置、以及采用該液滴噴射裝置的涂敷體的制造方法。
背景技術(shù)：
液滴噴射裝置，通常用于制造液晶顯示裝置、有機(jī)EL(ElectroLuminescence)顯示裝置、電子發(fā)射顯示裝置、等離子顯示裝置、電泳顯示裝置等各種顯示裝置。
該液滴噴射裝置，備有將液體作為微小液滴從若干個(gè)噴嘴分別噴出的液滴噴出頭(例如噴墨頭)，借助該液滴噴出頭，將液滴彈射在作為涂敷對(duì)象物的基板上，形成預(yù)定圖形的點(diǎn)陣，例如制造濾色鏡、黑底(濾色鏡的框)等的涂敷體(例如見專利文獻(xiàn)1)。另外，液體采用水性墨水、油性墨水、紫外線硬化墨水等各種墨水。例如，油性墨水包括顏料、溶劑、分散劑、添加劑和表面活性劑等各種成分。
專利文獻(xiàn)1日本特開2005-262464號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，在上述的液滴噴射裝置中，有時(shí)產(chǎn)生墨水成分沉淀、墨水內(nèi)產(chǎn)生氣泡等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象對(duì)液滴噴出頭的噴出性能有不良影響。
例如，當(dāng)產(chǎn)生了墨水成分的沉淀時(shí)，墨水的表面張力、粘度發(fā)生變化，最合適的噴出條件(例如驅(qū)動(dòng)電壓、脈沖寬度等)改變，所以，如果不重新設(shè)定液滴噴出頭的噴出條件，就會(huì)發(fā)生液滴噴出頭的噴出不良，產(chǎn)生歪扭、飛白等。尤其是當(dāng)墨水成分的沉淀嚴(yán)重時(shí)，墨水會(huì)堵塞噴嘴，造成液滴的不噴出。
另外，在由于墨水中的溶解氣體而在墨水內(nèi)產(chǎn)生了氣泡時(shí)，該氣泡也會(huì)堵塞噴嘴，所以，造成液滴噴出頭的噴出不良，產(chǎn)生扭歪、飛白等。尤其是當(dāng)墨水中存在很多氣泡時(shí)，該眾多的氣泡滯留在噴嘴內(nèi)，造成液滴的不噴出。
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的是提供一種能防止因液體成分的沉淀及液體內(nèi)的氣泡引起的噴出不良的發(fā)生的液滴噴射裝置及涂敷體的制造方法。
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的第1特征是，液滴噴射裝置備有液體收容部、液滴噴出頭、液體供給流路、液體供給部、液體返回流路、液體返回部；上述液體收容部，用于收容液體；上述液滴噴出頭，具有從液體收容部供給的液體通過的內(nèi)部流路，把通過了內(nèi)部流路的液體，作為液滴噴出；上述液體供給流路，將液體收容部和液滴噴出頭的內(nèi)部流路連通，把液體從液體收容部供給到液滴噴出頭；上述液體供給部，設(shè)在液體供給流路中，把液體從液體收容部通過液體供給流路供給到液滴噴出頭；上述液體返回流路，將液滴噴出頭的內(nèi)部流路與液體收容部連通，把通過了液滴噴出頭的內(nèi)部流路的液體，從液滴噴出頭返回到液體收容部；上述液體返回部，設(shè)在液體返回流路中，把通過了液滴噴出頭的內(nèi)部流路的液體，從液滴噴出頭通過液體返回流路返回到液體收容部。
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的第2特征是涂敷體的制造方法，采用上述第1特征的液滴噴射裝置，將液滴噴射到涂敷對(duì)象物上。
根據(jù)本發(fā)明，能防止因液體成分的沉淀及液體內(nèi)的氣泡引起的噴出不良的發(fā)生。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的液滴噴射裝置的概略構(gòu)造的外觀立體圖。
圖2是表示圖1所示的液滴噴射裝置的概略構(gòu)成的模式圖。
圖3是將圖2所示的液滴噴射裝置的一部分放大表示的示意圖。
圖4是表示圖1及圖2所示的液滴噴射裝置的液體循環(huán)處理流程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)。
如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的液滴噴射裝置1包括墨水涂敷盒1A和墨水供給盒1B。墨水涂敷盒1A，采用把液體墨水作為液滴從噴嘴噴出的液滴噴出頭2，將墨水涂敷在基板3上。墨水供給盒1B把墨水供給到該墨水涂敷盒1A。這些墨水涂敷盒1A和墨水供給盒1B相鄰地配置著，一起固定在臺(tái)架4的上面。
在墨水涂敷盒1A的內(nèi)部，疊置著Y軸方向滑動(dòng)板5、Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6、X軸方向移動(dòng)臺(tái)7和基板保持臺(tái)8。這些Y軸方向滑動(dòng)板5、Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6、X軸方向移動(dòng)臺(tái)7和基板保持臺(tái)8形成為平板狀。
Y軸方向滑動(dòng)板5固定在臺(tái)架4的上面。在Y軸方向滑動(dòng)板5的上面，沿Y軸方向設(shè)有若干個(gè)導(dǎo)引槽5a。設(shè)在Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6的下面的導(dǎo)引用突起部(圖未示)卡合在這些導(dǎo)引槽5a內(nèi)。這樣，Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6可在Y軸方向移動(dòng)地設(shè)在Y軸方向滑動(dòng)板5的上面。該Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6，借助采用Y軸方向移動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，沿各導(dǎo)引槽5a在Y軸方向移動(dòng)。
在Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6的上面，沿X軸方向設(shè)有若干個(gè)導(dǎo)引槽6a。設(shè)在X軸方向移動(dòng)臺(tái)7的下面的導(dǎo)引用突起部(圖未示)卡合在這些導(dǎo)引槽6a內(nèi)。這樣，X軸方向移動(dòng)臺(tái)7可在X軸方向移動(dòng)地設(shè)在Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6的上面。該X軸方向移動(dòng)臺(tái)7，借助采用X軸方向移動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，沿各導(dǎo)引槽6a在X軸方向移動(dòng)。
在X軸方向移動(dòng)臺(tái)7的上面，固定著保持基板3的基板保持臺(tái)8。該基板保持臺(tái)8備有夾持基板3的基板夾持機(jī)構(gòu)9，借助該基板夾持機(jī)構(gòu)9，把基板3緊密地固定在基板保持臺(tái)8上?；鍔A持機(jī)構(gòu)9，例如采用コ字形的夾持配件等。另外，作為基板3的保持機(jī)構(gòu)，也可以設(shè)置吸附基板3的基板吸附機(jī)構(gòu)來代替基板夾持機(jī)構(gòu)9?；逦綑C(jī)構(gòu)例如采用橡膠吸盤、抽吸泵等。
在此，基板保持臺(tái)8的Y軸方向移動(dòng)量，由Y軸方向編碼器的脈沖信號(hào)(位置信號(hào))檢測出來。同樣地，基板保持臺(tái)8的X軸方向移動(dòng)量，由X軸方向編碼器的脈沖信號(hào)(位置信號(hào))檢測出來。
在墨水涂敷盒1A的內(nèi)部，立設(shè)著一組立柱(支柱)10。這些立柱10配置在與Y軸方向滑動(dòng)板5的導(dǎo)引槽5a垂直的方向即X軸方向上的、夾住Y軸方向滑動(dòng)板5的位置。
在一組立柱10上架設(shè)著X軸方向滑動(dòng)板11。在X軸方向滑動(dòng)板11的前面，沿X軸方向設(shè)有導(dǎo)引槽11a。在基板13上垂設(shè)著若干個(gè)噴墨頭單元12，設(shè)在該基板13背面的導(dǎo)引用突起(圖未示)卡合在這些導(dǎo)引槽11a內(nèi)。這樣，基板13可在X軸方向移動(dòng)地設(shè)在X軸方向滑動(dòng)板11上。該基板13、即噴墨頭單元12，借助采用頭單元移動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，沿導(dǎo)引槽11a在X軸方向移動(dòng)。
各噴墨頭單元12，分別備有液滴噴出頭2。這些液滴噴出頭2，分別可裝卸地設(shè)在各噴墨頭單元12的前端。液滴噴出頭2備有噴嘴板(圖未示)，該噴嘴板具有噴出液滴用的若干個(gè)噴嘴(貫通孔)。在該液滴噴出頭2上，設(shè)有儲(chǔ)存墨水用的墨水緩沖容器等的液體緩沖容器14。液體緩沖容器14與液滴噴出頭2設(shè)為一體，與液滴噴出頭2一起相對(duì)于噴墨頭單元12裝卸。
在噴墨頭單元12，設(shè)有使液滴噴出頭2在垂直于基板3面的方向即Z軸方向移動(dòng)的Z軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)12a、使液滴噴出頭2在Y軸方向移動(dòng)的Y軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)12b、使液滴噴出頭2在θ方向旋轉(zhuǎn)的θ方向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12c。這樣，液滴噴出頭2可在Z軸方向及Y軸方向移動(dòng)，可在θ軸方向旋轉(zhuǎn)。
另外，在墨水涂敷盒1A的內(nèi)部，設(shè)有用于清掃液滴噴出頭2的噴嘴的墨水堵塞等的頭維護(hù)單元15。該頭維護(hù)單元15，配置在噴墨頭單元12的移動(dòng)方向延長線上、離開基板3的位置。當(dāng)噴墨頭單元12移動(dòng)到與該頭維護(hù)單元15相向的待機(jī)位置時(shí)，頭維護(hù)單元15就自動(dòng)地清洗液滴噴出頭2的噴嘴的墨水堵塞等。
在墨水供給盒1B的內(nèi)部，設(shè)有收容墨水的墨水容器等的液體收容部16、將墨水從該液體收容部16通過液體緩沖容器14供給到各液滴噴出頭2的液體供給部17、從供給到各液滴噴出頭2的墨水中除去成為氣泡發(fā)生原因的溶解氣體的脫氣部18、將墨水從各液滴噴出頭2返回到液體收容部16的液體返回部19。
另外，墨水從液體收容部16，通過液體供給部17被供給到各液體緩沖容器14。墨水采用水性墨水、油性墨水、紫外線硬化墨水等各種墨水。例如，油性墨水包括顏料、溶劑、分散劑、添加劑和表面活性劑等各種成分。
在臺(tái)架4的內(nèi)部，設(shè)有控制液滴噴射裝置1的各部的控制部20和儲(chǔ)存各種程序的存儲(chǔ)部(圖未示)等?？刂撇?0按照各種程序，進(jìn)行Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6的移動(dòng)控制、X軸方向移動(dòng)臺(tái)7的移動(dòng)控制、基板3的移動(dòng)控制、Z軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)12a的驅(qū)動(dòng)控制、Y軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)12b的驅(qū)動(dòng)控制以及θ方向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12c的驅(qū)動(dòng)控制等。這樣，可以使基板保持臺(tái)8上的基板3和各噴墨頭單元12的液滴噴出頭2的相對(duì)位置作各種變化。
下面，詳細(xì)說明與液滴噴射裝置1的墨水循環(huán)相關(guān)的各部。
如圖2所示，液滴噴出頭2具有內(nèi)部流路2a(見圖3)，從液體收容部16供給的墨水通過該內(nèi)部流路2a，液滴噴出頭2把通過該內(nèi)部流路2a的墨水作為液滴噴出?？刂撇?0具有分別驅(qū)動(dòng)控制各液滴噴出頭2的頭控制部20a、和驅(qū)動(dòng)控制液體供給部17、脫氣部18、液體返回部19、若干個(gè)閥23的液體循環(huán)控制部20b。
在液體收容部16與各液滴噴出頭2之間，設(shè)有將液體收容部16與各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a連通的液體供給流路21。該液體供給流路21是把墨水從液體收容部16供給到各液滴噴出頭2的流路。液體供給流路21例如采用管道等。
在各液滴噴出頭2與液體收容部16之間，設(shè)有將各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a與液體收容部16連通的液體返回流路22。該液體返回流路22，是把通過了各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a的墨水，從各液滴噴出頭2返回到液體收容部16的流路。液體返回流路22例如采用管道等。
在液體供給流路21中，從液體收容部16一側(cè)起，依次設(shè)有脫氣部18、液體供給部17、各閥23和各液體緩沖容器14。在液體返回流路22中設(shè)有液體返回部19。
脫氣部18，是從在液體供給流路21內(nèi)流動(dòng)的墨水中除去墨水中的溶解氣體的裝置。各閥23分別與各液滴噴出頭2對(duì)應(yīng)地設(shè)置著。這些閥23通常是開放狀態(tài)，在對(duì)應(yīng)的液滴噴出頭2的更換時(shí)等關(guān)閉。
液體供給部17是把墨水從液體收容部16通過液體供給流路21供給到各液滴噴出頭2的裝置。該液體供給部17例如采用液體用泵等。
液體返回部19，是為了使通過了各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a的墨水從各液滴噴出頭2通過液體返回流路22返回液體收容部16，而對(duì)流路內(nèi)的液體施加朝著所需流動(dòng)方向的力的裝置。該液體返回部19例如采用液體用泵等。
液體緩沖容器14，利用儲(chǔ)存在其內(nèi)部的墨水的液面與液滴噴出頭2的噴嘴面(噴嘴板的外面)的水頭差(水頭壓)，調(diào)節(jié)噴嘴前端的墨水的液面(彎液面)。這樣，可以防止墨水的漏出、排出不良。
另外，液體緩沖容器14還具從流過液體供給流路21的墨水中除去氣泡的、作為氣泡除去部的功能。該液體緩沖容器14，如圖3所示，使墨水沿其內(nèi)部的內(nèi)壁面14a流動(dòng)，將沿其內(nèi)壁面14a流下的墨水儲(chǔ)存起來。這時(shí)，存在于液體供給流路21中的氣泡被去除。尤其是，在液滴噴出頭2的更換等作業(yè)中侵入液體供給流路21中的氣泡也能被除去。
下面，說明該液滴噴射裝置1的液滴噴射處理及液體循環(huán)處理。液滴噴射裝置1的控制部20，按照各種程序，執(zhí)行液滴噴射處理和液體循環(huán)處理。
在液滴噴射處理中，控制部20使各噴墨頭單元12從待機(jī)位置移動(dòng)到與基板3相向的位置。這時(shí)，各噴墨頭單元12被X軸方向滑動(dòng)板11的導(dǎo)引槽11a導(dǎo)引，移動(dòng)到與基板3相向的位置。接著，控制部20驅(qū)動(dòng)控制Y軸方向移動(dòng)臺(tái)6和X軸方向移動(dòng)臺(tái)7，控制部20的頭控制部20a驅(qū)動(dòng)控制各噴墨頭單元12的液滴噴出頭2的噴出動(dòng)作。這樣，液滴噴出頭2，把內(nèi)部流路2a內(nèi)的墨水作為液滴分別從各噴嘴噴出，將這些液滴彈射到在Y軸方向移動(dòng)的基板3上，依次形成預(yù)定圖形的點(diǎn)陣。
在液體循環(huán)處理中，控制部20的液體循環(huán)控制部20b，如圖4所示，在液滴噴射裝置1接通著電源時(shí)，通常將各閥23保持在開放狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)液體供給部17和脫氣部18(步驟S1)。這樣，液體收容部16內(nèi)的墨水經(jīng)過液體供給流路21，穿過脫氣部18。這時(shí)，溶解氣體被脫氣部18從在液體供給流路21內(nèi)流動(dòng)的墨水中除去。除去了溶解氣體的墨水，通過液體供給流路21，儲(chǔ)存在各液體緩沖容器14內(nèi)。這時(shí)，存在于液體供給流路21中的氣泡被各液體緩沖容器14除去。然后，各液體緩沖容器14內(nèi)的墨水，與對(duì)應(yīng)的液滴噴出頭2的噴出動(dòng)作相應(yīng)地，被供給到液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a。供給到該內(nèi)部流路2a的墨水，借助上述的液滴噴射處理，從液滴噴出頭2的各噴嘴作為液滴噴出。
接著，液體循環(huán)控制部20b，判斷各液滴噴出頭2的噴出動(dòng)作是否停止預(yù)定時(shí)間(例如3分鐘左右)(步驟S2)，使其停止待機(jī)(步驟S2的NO)。例如，液體循環(huán)控制部20b，在基板3的運(yùn)送中或程度更替中等情況下，判斷各液滴噴出頭2的噴出動(dòng)作是否處于停止中。
在判斷為各液滴噴出頭2的噴出動(dòng)作停止預(yù)定時(shí)間時(shí)(步驟S2的YES)，驅(qū)動(dòng)液體返回部19(步驟S3)，返回步驟S2的處理。這樣，各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a中的墨水，通過液體返回流路22，返回到液體收容部16。這樣，液體收容部16內(nèi)的墨水，在液體供給流路21、各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a和液體返回流路22中循環(huán)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，通過設(shè)置液體返回流路22和液體返回部19，各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a中的墨水，通過液體返回流路22返回到液體收容部16，液體收容部16內(nèi)的墨水，在各液滴噴出頭2的內(nèi)部流路2a和液體返回流路22中循環(huán)。所以，可防止墨水成分的沉淀。另外，通過在液體供給流路21中設(shè)置脫氣部18，溶解氣體從流過液體供給流路21的墨水中被除去，所以，可防止在液體供給流路21中產(chǎn)生氣泡。上述措施，可以防止墨水成分沉淀和墨水內(nèi)氣泡引起的噴出不良的發(fā)生。
另外，在液體供給流路21中設(shè)置了液體緩沖容器14，該液體緩沖容器14作為從流過液體供給流路21的墨水中除去氣泡的氣泡除去部，這樣，氣泡被從流過液體供給流路21的墨水中除去，所以，可更加切實(shí)地防止因墨水內(nèi)的氣泡引起的噴出不良的發(fā)生。尤其是，在液滴噴出頭2的更換等作業(yè)中侵入液體供給流路21中的氣泡，也能被除去。
另外，液體緩沖容器14使流過液體供給流路21的墨水沿其內(nèi)壁面14a流動(dòng)，把沿內(nèi)壁面14a流下的墨水儲(chǔ)存起來，這樣，可用簡單的構(gòu)造，切實(shí)地從流過液體供給流路21的墨水中除去氣泡。另外，通過改變液體緩沖容器14的墨水儲(chǔ)存量，可以容易地調(diào)節(jié)噴嘴內(nèi)的墨水液面。
另外，采用前述的液滴噴射裝置1，把液滴噴射到作為涂敷對(duì)象物的基板3上，制造例如濾色鏡、黑底(濾色鏡的框)等的涂敷體，所以，可以防止涂敷體的制造不良的發(fā)生，能得到可靠性高的涂敷體。
(其它實(shí)施形態(tài))本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施形態(tài)，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)，可以作各種變更。
例如，在上述實(shí)施形態(tài)中，在液體供給流路21上設(shè)置了液體緩沖容器14，但是并不限于此，例如在液體供給流路21上也可以不設(shè)置液體緩沖容器14。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴射裝置，備有液體收容部、液滴噴出頭、液體供給流路、液體供給部、液體返回流路和液體返回部；上述液體收容部，用于收容液體；上述液滴噴出頭，具有從上述液體收容部供給的上述液體通過的內(nèi)部流路，把通過上述內(nèi)部流路的上述液體作為液滴噴出；上述液體供給流路，將上述液體收容部和上述液滴噴出頭的上述內(nèi)部流路連通，把上述液體從上述液體收容部供給到上述液滴噴出頭；上述液體供給部，設(shè)在上述液體供給流路中，把上述液體從上述液體收容部，通過上述液體供給流路供給到上述液滴噴出頭；上述液體返回流路，將上述液滴噴出頭的上述內(nèi)部流路與上述液體收容部連通，把通過了上述液滴噴出頭的上述內(nèi)部流路的上述液體，從上述液滴噴出頭返回到上述液體收容部；上述液體返回部，設(shè)在上述液體返回流路中，把通過了上述液滴噴出頭的上述內(nèi)部流路的上述液體，從上述液滴噴出頭通過上述液體返回流路返回到上述液體收容部。
2.如權(quán)利要求1所述的液滴噴射裝置，其特征在于，具有脫氣部，該脫氣部設(shè)置在上述液體供給流路中，用于從在上述流體供給流路中流動(dòng)的上述液體中除去溶解氣體。
3.如權(quán)利要求1所述的液滴噴射裝置，其特征在于，具有氣泡除去部，該氣泡除去部設(shè)置在上述液體供給流路中，用于從在上述流體供給流路中流動(dòng)的上述液體中除去氣泡。
4.如權(quán)利要求3所述的液滴噴射裝置，其特征在于，上述氣泡除去部使流過上述液體供給流路的上述液體沿內(nèi)壁面流動(dòng)，將沿上述內(nèi)壁面流動(dòng)的上述液體加以存儲(chǔ)。
5.一種涂敷體的制造方法，采用權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的液滴噴射裝置，將液滴噴射到涂敷對(duì)象物上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液滴噴射裝置，能防止因液體成分的沉淀及液體內(nèi)的氣泡引起的噴出不良。本發(fā)明的液滴噴射裝置備有液滴噴出頭(2)、液體供給流路(21)、液體供給部(17)、液體返回流路(22)和液體返回部(19)。液滴噴出頭(2)具有從液體收容部(16)供給來的液體通過的內(nèi)部流路(2a)，把通過了該內(nèi)部流路(2a)的液體作為液滴噴出。液體供給流路(21)將液體收容部(16)與液滴噴出頭(2)的內(nèi)部流路(2a)連通。液體供給部(17)設(shè)在液體供給流路(21)中，把液體從液體收容部(16)通過液體供給流路(21)供給到液滴噴出頭(2)。液體返回流路(22)將液滴噴出頭(2)的內(nèi)部流路(2a)與液體收容部(16)連通。液體返回部(19)設(shè)在液體返回流路(22)中，把通過了液滴噴出頭(2)的內(nèi)部流路(2a)的液體，從液滴噴出頭(2)通過液體返回流路(22)返回到液體收容部(16)。
文檔編號(hào)B41J2/195GK101028762SQ200610172149
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者高林弘德, 櫻井直明, 木名瀨淳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝