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技術 機能液滴吐出ヘッドの管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システム

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 宇田智彦
出願日 2008年1月28日 (13年5ヶ月経過) 出願番号 2008-016000
公開日 2009年8月6日 (11年11ヶ月経過) 公開番号 2009-172545
状態 未査定
技術分野 流動性材料の適用方法、塗布方法 塗布装置2(吐出、流下) 塗布装置3(一般、その他)
主要キーワード 圧縮空気供給設備 運搬距離 仮セット 保管液 エタノールタンク プロセスポンプ ワイピング液 キャビィティ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

高精度の吐出検査が可能であると共に、吐出検査に対し反応性機能液を用いるものであっても、機能液滴吐出ヘッド寿命延命することができる機能液滴吐出ヘッドの管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システムを提供する。

解決手段

機能液を導入して機能液滴吐出ヘッド1の吐出検査を行う検査工程と、検査工程の後、ヘッド内流路10に洗浄液通液して機能液滴吐出ヘッド1を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程から実描画までの間、ヘッド内流路10に非反応性保管液充填して機能液滴吐出ヘッド1を保管する保管工程と、を備えたものである。

概要

背景

従来、この種の機能液滴吐出ヘッド管理方法として、他のインク着色剤成分と反応して沈殿物を生じる反応性成分を含まない組成検査用インクを用いて記録ヘッド吐出検査を行い、その後、検査用インクを着色剤と反応性成分を含まない保管用インクに置換して、実描画に使用するまで保管(保存)する記録ヘッドの保存方法が知られている(特許文献1参照)。具体的には、シアンマゼンタイエローカラーインクに対するブラックインク添加剤が反応性成分であり、反応性成分を含まないインクで吐出検査および保存を行うことで、着色成分を含むインクで吐出検査を行っても、カラーインクの着色成分とブラックインクの添加剤とが混合する可能性を排除し、実描画に使用するまで機能液滴吐出ヘッドに機能低下が生じないようにしている。
特開2002−160356号公報

概要

高精度の吐出検査が可能であると共に、吐出検査に対し反応性機能液を用いるものであっても、機能液滴吐出ヘッドの寿命延命することができる機能液滴吐出ヘッドの管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システムを提供する。機能液を導入して機能液滴吐出ヘッド1の吐出検査を行う検査工程と、検査工程の後、ヘッド内流路10に洗浄液通液して機能液滴吐出ヘッド1を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程から実描画までの間、ヘッド内流路10に非反応性保管液充填して機能液滴吐出ヘッド1を保管する保管工程と、を備えたものである。

目的

本発明は、高精度の吐出検査が可能であると共に、吐出検査に対し反応性の機能液を用いるものであっても、機能液滴吐出ヘッドの寿命を延命することができる機能液滴吐出ヘッドの管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システムを提供することをその課題としている。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

ワークへの実描画に際し、ヘッド内流路に対し寿命に影響を与える反応性機能液を導入してインクジェット方式液滴吐出を行う機能液滴吐出ヘッド管理方法であって、前記機能液を導入して前記機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を行う検査工程と、前記検査工程の後、前記ヘッド内流路に洗浄液通液して前記機能液滴吐出ヘッドを洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程から前記実描画までの間、前記ヘッド内流路に非反応性保管液充填して前記機能液滴吐出ヘッドを保管する保管工程と、を備えたことを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの管理方法。

請求項2

前記機能液の溶媒が、前記反応性を有するグリコールエーテル系の液体であり、前記保管液が、水を主成分とする溶液であることを特徴とする請求項1に記載の機能液滴吐出ヘッドの管理方法。

請求項3

前記洗浄工程は、前記ヘッド内流路に前記溶媒を通液する溶媒洗浄工程と、前記溶媒洗浄工程の後、前記ヘッド内流路にアルコールを通液するアルコール洗浄工程と、を有することを特徴とする請求項2に記載の機能液滴吐出ヘッドの管理方法。

請求項4

前記保管工程の後、前記ヘッド内流路に対し、前記アルコールを通液した後、前記溶媒を通液する直前洗浄工程を、更に備えたことを特徴とする請求項2または3に記載の機能液滴吐出ヘッドの管理方法。

請求項5

前記吐出検査および前記実描画における前記機能液の導入累積時間に基づいて、前記機能液滴吐出ヘッドの寿命が設定されており、前記寿命に達した段階で前記機能液滴吐出ヘッドを、前記実描画について使用不可とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の機能液滴吐出ヘッドの管理方法。

請求項6

ワークへの実描画に際し、ヘッド内流路に対し寿命に影響を与える反応性の機能液を導入してインクジェット方式の液滴吐出を行う機能液滴吐出ヘッドの管理システムであって、前記機能液を導入して前記機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を行う検査装置と、前記機能液滴吐出ヘッドに洗浄液を導入し前記ヘッド内流路に前記洗浄液を通液した後、前記ヘッド内流路に非反応性の保管液を充填する洗浄装置と、を備え、前記洗浄装置は、前記ヘッド内流路に前記洗浄液を供給する洗浄液タンクと、前記ヘッド内流路に前記保管液を供給する保管液タンクと、前記洗浄液タンクおよび前記保管液タンクと、前記機能液滴吐出ヘッドとを接続する接続流路と、前記接続流路の上流端を、前記洗浄液タンクと前記保管液タンクの間で流路切替えする流路切替え手段と、前記機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接自在に密接し、前記洗浄液および前記保管液を吸引する吸引手段と、前記流路切替え手段および前記吸引手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記接続流路を前記洗浄液タンク側に切り替え、前記吸引手段を駆動して、前記ヘッド内流路に前記洗浄液を通液する洗浄動作と、前記洗浄動作の後、前記接続流路を前記保管液タンク側に切り替え、前記吸引手段を駆動して、前記ヘッド内流路に前記保管液を充填する充填動作と、を実行することを特徴とする機能液滴吐出ヘッドの管理システム。

請求項7

前記洗浄液タンクは、前記機能液の溶媒を貯留する溶媒タンクおよびアルコールを貯留するアルコールタンクとから成り、前記流路切り替え手段は、さらに前記溶媒タンクと前記アルコールタンクとの相互間で、流路切替え可能に構成された洗浄液切替え手段を有し、前記制御手段は、前記洗浄動作において、前記接続流路を前記溶媒タンク側に切り替え、前記吸引手段を駆動して、前記ヘッド内流路に前記溶媒を通液する溶媒通液動作と、前記溶媒通液動作の後、前記接続流路を前記アルコールタンク側に切り替え、前記吸引手段を駆動して、前記ヘッド内流路に前記アルコールを通液するアルコール通液動作と、を実行することを特徴とする請求項6に記載の機能液滴吐出ヘッドの管理システム。

技術分野

0001

本発明は、ワークへの実描画に際し、ヘッド内流路に対し寿命に影響を与える反応性機能液を導入してインクジェット方式液滴吐出を行う機能液滴吐出ヘッド管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システムに関するものである。

背景技術

0002

従来、この種の機能液滴吐出ヘッドの管理方法として、他のインク着色剤成分と反応して沈殿物を生じる反応性成分を含まない組成検査用インクを用いて記録ヘッド吐出検査を行い、その後、検査用インクを着色剤と反応性成分を含まない保管用インクに置換して、実描画に使用するまで保管(保存)する記録ヘッドの保存方法が知られている(特許文献1参照)。具体的には、シアンマゼンタイエローカラーインクに対するブラックインク添加剤が反応性成分であり、反応性成分を含まないインクで吐出検査および保存を行うことで、着色成分を含むインクで吐出検査を行っても、カラーインクの着色成分とブラックインクの添加剤とが混合する可能性を排除し、実描画に使用するまで機能液滴吐出ヘッドに機能低下が生じないようにしている。
特開2002−160356号公報

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、機能液滴吐出ヘッドの工業応用に用いる機能液(インク)では、印刷インクと異なり、機能成分顔料に相当)が特殊であるためこれに合せて溶媒も特殊なものを用いる。このため、この溶媒が、例えばヘッドプレート等の接着剤シール材に反応し、接着剤の接着力を低下させ或いはシール材を劣化させる等の問題がある。一方、工業応用に用いる機能液滴吐出ヘッドには、高精度の吐出性能が求められる。このため、ヘッド毎に、また吐出ノズル毎に性能を精度良く検査することが求められる。

0004

したがって、上記従来の記録ヘッドの保管方法の技術を、工業応用の機能液滴吐出ヘッドに転用しようとしても、実描画と全く同一成分のインクを用いない検査では、実描画に即した高精度の検査結果を得ることができない問題があった。また、ヘッド内流路に対し反応性を有するインクについては、上記従来技術において想定されていない。

0005

本発明は、高精度の吐出検査が可能であると共に、吐出検査に対し反応性の機能液を用いるものであっても、機能液滴吐出ヘッドの寿命を延命することができる機能液滴吐出ヘッドの管理方法および機能液滴吐出ヘッドの管理システムを提供することをその課題としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明の機能液滴吐出ヘッドの管理方法は、ワークへの実描画に際し、ヘッド内流路に対し寿命に影響を与える反応性の機能液を導入してインクジェット方式の液滴吐出を行う機能液滴吐出ヘッドの管理方法であって、機能液を導入して機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を行う検査工程と、検査工程の後、ヘッド内流路に洗浄液通液して機能液滴吐出ヘッドを洗浄する洗浄工程と、洗浄工程から実描画までの間、ヘッド内流路に非反応性保管液充填して機能液滴吐出ヘッドを保管する保管工程と、を備えたことを特徴とする。

0007

この場合、機能液の溶媒が、反応性を有するグリコールエーテル系の液体であり、保管液が、水を主成分とする溶液であることが、好ましい。

0008

また、本発明の機能液滴吐出ヘッドの管理システムは、ワークへの実描画に際し、ヘッド内流路に対し寿命に影響を与える反応性の機能液を導入してインクジェット方式の液滴吐出を行う機能液滴吐出ヘッドの管理システムであって、機能液を導入して機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を行う検査装置と、機能液滴吐出ヘッドに洗浄液を導入しヘッド内流路に洗浄液を通液した後、ヘッド内流路に非反応性の保管液を充填する洗浄装置と、を備え、洗浄装置は、ヘッド内流路に洗浄液を供給する洗浄液タンクと、ヘッド内流路に保管液を供給する保管液タンクと、洗浄液タンクおよび保管液タンクと、機能液滴吐出ヘッドとを接続する接続流路と、接続流路の上流端を、洗浄液タンクと保管液タンクの間で流路切替えする流路切替え手段と、機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接自在に密接し、洗浄液および保管液を吸引する吸引手段と、流路切替え手段および吸引手段を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、接続流路を洗浄液タンク側に切り替え、吸引手段を駆動して、ヘッド内流路に洗浄液を通液する洗浄動作と、洗浄動作の後、接続流路を保管液タンク側に切り替え、吸引手段を駆動して、ヘッド内流路に保管液を充填する充填動作と、を実行することを特徴とする。

0009

これらの構成によれば、ヘッド内流路に対し、寿命に影響を与える反応性の機能液で機能液滴吐出ヘッドの吐出検査を行うため、実描画に即した高精度の吐出検査の結果を得ることができる。また、ヘッド内流路に機能液の溶媒を通液することで機能液を洗い流し、ヘッド内流路に非反応性の保管液を充填して機能液滴吐出ヘッドを保管することで、洗浄後のヘッド内流路に対する機能液の影響を排除することができ、保管時間が長くても機能液滴吐出ヘッドの実描画における寿命を延命することができる。なお、機能液の溶媒は、ブチルジグリコールアセテートであり、保管液は、界面活性剤を含む水溶液であることが、好ましい。

0010

この場合、洗浄工程は、ヘッド内流路に溶媒を通液する溶媒洗浄工程と、溶媒洗浄工程の後、ヘッド内流路にアルコールを通液するアルコール洗浄工程と、を有することが、好ましい。

0011

同様に、洗浄液タンクは、機能液の溶媒を貯留する溶媒タンクおよびアルコールを貯留するアルコールタンクとから成り、流路切り替え手段は、さらに溶媒タンクとアルコールタンクとの相互間で、流路切替え可能に構成された洗浄液切替え手段を有し、制御手段は、洗浄動作において、接続流路を溶媒タンク側に切り替え、吸引手段を駆動して、ヘッド内流路に溶媒を通液する溶媒通液動作と、溶媒通液動作の後、接続流路をアルコールタンク側に切り替え、吸引手段を駆動して、ヘッド内流路にアルコールを通液するアルコール通液動作と、を実行することが、好ましい。

0012

これらの構成によれば、機能液の溶媒により、ヘッド内流路から吐出検査に用いた機能液中に含まれる顔料などを洗い流すことができ、アルコールによりヘッド内流路に対する親和性を減少させることなく、ヘッド内流路の溶媒をアルコールに置換することができる。よって、機能液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に対し影響を与える機能液を、効率的に洗い流すことができる。なお、アルコールは、エタノールであることが、好ましい。

0013

この場合、保管工程の後、ヘッド内流路に対し、アルコールを通液した後、溶媒を通液する直前洗浄工程を、更に備えたことが、好ましい。

0014

この構成によれば、例えば、保管してある機能液滴吐出ヘッドを実描画に使用する場合、ヘッド内流路をアルコールに置換することができ、さらに機能液の溶媒に置換することができる。すなわち、親和性を考慮しつつスムーズに且つ確実に保管液から機能液へ置換することができる。

0015

この場合、吐出検査および実描画における機能液の導入累積時間に基づいて、機能液滴吐出ヘッドの寿命が設定されており、寿命に達した段階で機能液滴吐出ヘッドを、実描画について使用不可とすることが、好ましい。

0016

この構成によれば、実描画において、導入累積時間により、機能液的吐出ヘッド交換時期(寿命)を簡単に把握することができる。また、ヘッド内流路と機能液との反応が進んで障害が生ずる機能液滴吐出ヘッドにより、実描画が続行されることを有効に防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドの管理システム(以下、単に「管理システム」という。)を用いた機能液滴吐出ヘッドの一連の管理方法について説明する。管理対象となる機能液滴吐出ヘッドは、高精度の吐出性能が求められるため、機能液滴吐出ヘッド単体での吐出性能の検査(第1吐出検査)を行った後、複数の液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットでの吐出性能の検査(第2吐出検査)を行い、両検査に合格した機能液滴吐出ヘッド(ヘッドユニット)のみで実描画に使用するようになっている。本発明に係る管理方法は、第1・第2吐出検査およびその後に機能液滴吐出ヘッドを保管するための方法であり、管理システムは、その際に使用する使用するシステムである。

0018

まず、図1を参照して、管理(検査・洗浄・保管)対象物となる機能液滴吐出ヘッド1について説明する。機能液滴吐出ヘッド1は、いわゆる2連のインクジェットヘッドであり、2連の接続針2を有する機能液導入部3と、機能液導入部3に連なる2連のヘッド基板4と、ヘッド基板4の下方に連なり機能液滴吐出するヘッド本体5と、を備えている。各接続針2は、接続流路63に接続され、機能液滴吐出ヘッド1のヘッド本体5に機能液を導入する。ヘッド本体5は、複数の吐出ノズル6が開口したノズル面7を有するノズルプレート8と、各接続針2に連なる共通室と、共通室と各吐出ノズル6との間に介設したピエゾ圧電素子を有する圧力室キャビィティ)と、を有している(いずれも図示省略)。ノズル面7には、2連の接続針2に対応して、多数(180個)の吐出ノズル6から成る2本のノズル列9が形成されている。すなわち、接続針2(機能液導入口)、共通室、圧力室および吐出ノズル6に至る流路(実際には2組)により、ヘッド内流路10が構成されている。機能液滴吐出ヘッド1に所定の電圧印加(駆動)すると、ピエゾ圧電素子のよる圧力室のポンプ作用により、吐出ノズル6から機能液滴が吐出される。

0019

次に、図2を参照して、管理方法について詳細に説明する。実施形態の機能液滴吐出ヘッド1は、例えば液晶表示装置等のカラーフィルタ画素を形成する(成膜)するものであり、実描画において、R・G・Bの色材(顔料に相当)と、溶媒であるBCA(ブチルジグリコールアセテート)とを主成分とする3色の機能液滴を吐出する。したがって、実描画においては、R色、G色およびB色の機能液滴吐出ヘッド1により、描画(カラーフィルタの成膜)が行われる。一方、機能液の溶媒であるBCAは、ヘッドプレートの接着剤(エポキシ樹脂接着剤)に反応し経時的に接着力を低下させるため、機能液滴吐出ヘッド1の寿命に影響する。すなわち、カラーフィルタを製造するための実施形態の機能液は、これを吐出する機能液滴吐出ヘッド1のヘッド内流路10に対して反応性を有している。

0020

そこで、実施形態の管理方法では、製造後の機能液滴吐出ヘッド1(民生用のヘッド)から、カラーフィルタの製造に適した良質の機能液滴吐出ヘッド1を選別し、選別した機能液滴吐出ヘッド1の複数個キャリッジ81に組み込み、ヘッドユニット82として描画装置に搭載するようにしている。また、選別に際し、機能液滴吐出ヘッド1の吐出性能を検査すると共に、この検査において、実描画に即して機能液を用いて行い、且つ機能液滴吐出ヘッド1個々の吐出性能をデータ化するようにしている。さらに、機能液滴吐出ヘッド1の実描画における寿命を考慮し、機能液滴吐出ヘッド1に機能液を導入した導入累積時間をカウントして、機能液滴吐出ヘッド1(実際は、ヘッドユニット82単位)の寿命を管理するようにしている。またその際、上記の寿命を考慮し、最終検査から実描画に至る保管(保管・運搬)時に、機能液滴吐出ヘッド1に充填しておく保管液を、溶媒であるBCAに代えて水系のものを用いるようにしている。

0021

製造直後の機能液滴吐出ヘッド1は、水を主成分とする保管液を充填した状態で提供される。保管液は、例えば界面活性剤や防腐剤を含む水溶液であり、上記のBCAと異なり、ヘッドプレートの接着剤に反応するものではない(非反応性)。なお、以下の説明に記載した「保管液」は、この保管液と同一のものである。

0022

実施形態の管理方法では、後述するヘッド洗浄装置12により、受け入れた機能液滴吐出ヘッド1に対し、機能液による機能液滴吐出ヘッド1単体としての吐出性能検査を行うべく、ヘッド内流路10の保管液を機能液に置換する。具体的には、まず、機能液滴吐出ヘッド1のヘッド内流路10に上記の保管液と相溶性を有するエタノールを通液する。これにより、ヘッド内流路10に対する親和性を維持したまま、ヘッド内流路10に充填されていた保管液をエタノールに置換する(図2(S1)参照)。次に、ヘッド内流路10に吐出性能検査で用いる機能液の溶媒であるBCAを通液することによりヘッド内流路10をBCAに置換する(図2(S2)参照)。ここで、機能液滴吐出ヘッド1に機能液を導入して、後述する第1検査装置13による機能液滴吐出ヘッド1単体における第1吐出検査を行う(図2(S3)参照)。

0023

第1吐出検査では、上記したように実描画で用いる機能液で検査を行うため、まず、ヘッド内流路10に実描画で使用する色(R・GあるいはB)の機能液を通液することで、BCAを機能液に置換する。そして、メンテナンス部43で機能回復を行いながら、機能液滴吐出ヘッド1から吐出された機能液滴の吐出不良、飛行曲りおよび重量などを測定する。この第1吐出検査において、所定の基準値以上に達した機能液滴吐出ヘッド1のみが選別され、以下の工程に移行する。なお、第1吐出検査において基準値以下だった機能液滴吐出ヘッド1は、再度第1吐出検査を行った後に合否を判定する。

0024

第1吐出検査に合格した機能液滴吐出ヘッド1は、ヘッド洗浄装置12により、ヘッド内流路10に再度BCAを通液することで、ヘッド内流路10にある機能液に含まれる色材などを洗い流す(図2(S4)参照)。また、第1吐出検査からヘッドユニット82の組立までの間、機能液滴吐出ヘッド1を適切に保管すべく、ヘッド内流路10にBCAが充填される。次に、描画装置に搭載すべく、ヘッドユニット組立装置14により、第1吐出検査に合格した機能液滴吐出ヘッド1の複数(12個)を、検査結果を参照しながらキャリッジ81に組み込み、ヘッドユニット82を構成する(図2(S5)参照)。ここで、実施形態の管理方法では、ヘッドユニット82としての吐出性能の最終検査(第2吐出検査)を行う。

0025

第2吐出検査(検査工程)は、後述する第2検査装置13を用い、第1吐出検査と同様にまず、ヘッド内流路10に実描画で使用する色(R・GあるいはB)の機能液を通液することで、BCAを機能液に置換する。そして、メンテナンス部43で機能回復を行いながら、12個の機能液滴吐出ヘッド1から吐出された機能液滴の吐出不良、飛行曲りおよび重量などを測定する(図2(S6)参照)。第2吐出検査において、所定の基準値以上に達したヘッドユニット82のみが選別され、以下の工程に移行する。ここで、第2吐出検査で一定の基準値に達した(合格)ヘッドユニット82に対し、実描画まで、各機能液滴吐出ヘッド1のヘッド内流路10に影響を与えずに保管すべく、後述する洗浄装置14により洗浄工程および保管工程を行い、ヘッド内流路10を上記の保管液に置換する。

0026

この洗浄工程は、各機能液滴吐出ヘッド1のヘッド内流路10にBCAを通液する溶媒洗浄工程と、溶媒洗浄工程の後、ヘッド内流路10内にエタノールを通液するアルコール通洗浄工程と、により行われる。溶媒洗浄工程では、ヘッド内流路10にBCAを通液することで、ヘッド内流路10にある機能液に含まれる色材などを洗い流す(図2(S7)参照)。アルコール洗浄工程では、溶媒洗浄工程の後、ヘッド内流路10内にエタノールを通液(図2(S8)参照)することで、ヘッド内流路10に対する親和性を考慮しつつ、ヘッド内流路10からBCAを洗い流す。

0027

保管工程は、保管液を通液することで、保管液をヘッド内流路10に充填する(図2(S9)参照)。そして、保管液で満たされた機能液滴吐出ヘッド1(ヘッドユニット82)を実描画まで保管する(図2(S10)参照)。この保管時間は、描画装置の運転スケジュールや描画装置までの運搬距離等で、その長短が左右されるが、各機能液滴吐出ヘッド1には、そのヘッド内流路10に対し非反応性となる保管液が充填されているため、上記の導入累積時間はカウントされることはない。

0028

次に、保管している機能液滴吐出ヘッド1を描画装置に搭載すべく、ヘッド内流路10に充填してある保管液を機能液に置換する(直前洗浄工程)。具体的には、直前ユニット洗浄装置17により、ヘッド内流路10に保管液と相溶性を有するエタノールを通液する。これにより、ヘッド内流路10に対する親和性を維持したまま、ヘッド内流路10に充填されていた保管液をエタノールに置換する(図2(S11)参照)。次に、ヘッド内流路10にBCAを通液することにより、ヘッド内流路10をBCAに置換する(図2(S12)参照)。そして、ヘッド内流路10がBCAに置換されたヘッドユニット82を、描画装置に搭載して、全管理工程を終了する。

0029

次に、図2ないし図5を参照して、上記の管理方法を実施する管理システム11について説明する。図2に示すように、この管理システム11は、単体の機能液滴吐出ヘッド1を洗浄するヘッド洗浄装置12(「S1」、「S2」、「S4」を実施)と、単体の機能液滴吐出ヘッド1を検査する第1検査装置13(「S3」を実施)と、ヘッドユニット組立装置14(「S5」を実施)と、ヘッドユニット82の状態で機能液滴吐出ヘッド1を検査する第2検査装置15(「S6」を実施)と、ヘッドユニット82の状態で機能液滴吐出ヘッド1を洗浄するユニット洗浄装置16(洗浄装置)(「S7」、「S8」、「S9」を実施)と、描画装置に併設された直前ユニット洗浄装置17(「S11」、「S12」を実施)と、で構成されている。なお、請求項にいう検査装置は、第1検査装置13および第2検査装置15から構成されている。

0030

図3に示すように、ヘッド洗浄装置12は、エタノールを貯留する洗浄エタノールタンク21と、BCAを貯留する洗浄BCAタンク22と、両タンク21,22と機能液滴吐出ヘッド1とを接続する洗浄液供給チューブ23と、機能液滴吐出ヘッド1を介して洗浄液を吸引する吸引機構24と、洗浄後の廃液を貯留する洗浄廃液タンク25と、を備えており、制御装置26により統括的に制御されている。

0031

両タンク21,22は、機能液滴吐出ヘッド1に通液する洗浄液に応じて開閉バルブ31により切替え可能に構成されている。吸引機構24は、機能液滴吐出ヘッド1のノズル面7を覆うように密接すると共に、ヘッド内流路10を通液した洗浄液の受けとなる吸引キャップ32と、図外の圧縮空気供給設備に接続されており、両洗浄液の吸引を行なうプロセスポンプ33と、を有している。

0032

このヘッド洗浄装置12では、機能液滴吐出ヘッド1をセットした後、開閉バルブ31を洗浄エタノールタンク21側に切り替えて、洗浄エタノールタンク21と機能液滴吐出ヘッド1とを、洗浄液供給チューブ23を介して連通させた後、吸引機構24を駆動する。これにより、洗浄エタノールタンク21に貯留しているエタノールは、洗浄液供給チューブ23を経て、ヘッド内流路10に通液される。

0033

次に、開閉バルブ31を洗浄BCAタンク22側に切り替えて、洗浄BCAタンク22と機能液滴吐出ヘッド1とを、洗浄液供給チューブ23を介して連通させた後、吸引機構24を駆動する。これにより、洗浄BCAタンク22に貯留しているBCAは、洗浄液供給チューブ23を経て、ヘッド内流路10に通液される。

0034

図4に示すように、第1検査装置13は、キャビネット形式機台41と、機台41上に載置され、機能液滴吐出ヘッド1の吐出性能の検査を行う吐出検査部42と、機能液滴吐出ヘッド1の一時的な保管および機能回復を行うメンテナンス部43と、を備えている。機能液滴吐出ヘッド1は、X軸方向およびY軸方向に移動するXYテーブル44により、吐出検査部42およびメンテナンス部43を行き来するようになっている。

0035

メンテナンス部43は、ワイピング液含侵させたワイピングシート51を、吐出ノズル6のノズル面7に押し当ててワイピングするワイピング装置52と、キャップ53を機能液滴吐出ヘッド1のノズル面7に密着させて機能液を吸引して吐出ノズル6の目詰まり等を解消する吸引装置54と、を有している。

0036

吐出検査部42は、R・G・B色のそれぞれの機能液タンク83を有し、各色別の機能液を機能液滴吐出ヘッド1に選択的に導入する機能液供給部55と、機能液滴吐出ヘッド1から吐出された機能液滴の吐出不良、飛行曲りおよび不良吐出を検査する飛行検査ユニット56と、吐出された機能液滴の重量を測定する吐出量測定ユニット57と、機能液滴吐出ヘッド1から吐出された着弾ドット体積測定のためのガラス基板をセットするターゲットステージ58と、を備えている。を有している。

0037

この第1検査装置13では、3つの機能液滴吐出ヘッド1をXYテーブル44にセットした後、自然水頭により各機能液タンク83から図外の機能液供給チューブを介して機能液滴吐出ヘッド1へ機能液が供給される。飛行検査ユニット56では、撮影された機能液滴は、その撮影結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッド1からの飛行速度計測されると共に、吐出不良、飛行曲りおよび不良吐出があるか否かを検査する。吐出量測定ユニット57では、機能液滴吐出ヘッド1を容器84に臨ませた後、ノズル列9単位で数万発の機能液滴を吐出し、電子天秤85により機能液の吐出重量を測定し、吐出ノズル9の数で除算することで機能液滴吐出ヘッド1に印加する駆動電圧(ノズル列9単位)を決定する。

0038

ヘッドユニット組立装置14は、特に図示しないが、キャリッジ81に12個の機能液滴吐出ヘッド1を仮セットしたヘッドユニット82を導入し、アライメントマスクに基づいて、各機能液滴吐出ヘッド1の位置合わせ、およびキャリッジへ81の接着、そしてねじ止めによる本固定を行う。

0039

第2検査装置15は、特に図示しないが、第1検査装置13と同様の形態を有し、検査ステージ上に、12個の機能液滴吐出ヘッド1の全吐出ノズルをマーキングしたアライメントマスクと、12個の機能液滴吐出ヘッド1からの検査吐出を受ける検査シートを有し、アライメントマスクと検査シートに吐出された着弾ドットとを比較して、吐出性能の検査を行う。また、各機能液滴吐出ヘッド1への駆動電圧を調整すべく、ノズル列9単位で機能液滴の重量を測定するようになっている。

0040

図5に示すように、ユニット洗浄装置16は、洗浄液を貯留する洗浄液タンク62と、保管液を貯留する保管液タンク61と、保管液タンク61および洗浄液タンク62と機能液滴吐出ヘッド1とを接続する接続流路63と、洗浄液や保管液を吸引する吸引装置(吸引手段)64と、これら装置を統括的に制御する制御装置(制御手段)88と、を有している。また、洗浄液タンク62は、洗浄液として機能液の溶媒(BCA)を貯留する溶媒タンク65と、洗浄液としてエタノールを貯留するアルコールタンク66と、で構成されており、洗浄液切替えバルブ(洗浄液切替え手段)67により切替え可能に構成されている。

0041

接続流路63は、上流端が溶媒タンク65に接続された溶媒タンク側短チューブ68と、上流端がアルコールタンク66に接続されたアルコールタンク側短チューブ69と、切替バルブ(流路切替え手段)70を介して、保管液タンク61に接続された保管液タンク側短チューブ71と、切替えバルブ70が介設され、洗浄液切替えバルブ67から機能液滴吐出ヘッド1に接続するための接続ユニット72至るまでの主接続チューブ73と、で構成されている。主接続チューブ73の下流端は、ヘッドユニット82に搭載されている各機能液滴吐出ヘッド1に接続するように、12分岐している。

0042

吸引装置64は、機能液滴吐出ヘッド1のノズル面7に密着する吸引ユニット74と、廃液流路87を介し、吸引ユニット74に接続され、機能液滴吐出ヘッド1を介して、洗浄液や保管液を吸引する吸引ポンプ75と、吸引ポンプ75に連なり、吸引した洗浄液を廃棄する廃液タンク76と、から構成されている。廃液流路87の上流端は、各機能液滴吐出ヘッド1に接続するように、12分岐している。

0043

このユニット洗浄装置16では、ヘッドユニット82をセットした後、溶媒通液動作を行う。溶媒通液動作では、洗浄液切替えバルブ67を溶媒タンク65側に切り替えると共に、切替バルブ70を洗浄液タンク62側に切り替えて、溶媒タンク65と機能液滴吐出ヘッド1とを、接続流路63を介して連通させた後、吸引装置64を駆動する。これにより、溶媒タンク65に貯留しているBCAは、溶媒タンク側短チューブ68および主接続チューブ73を経て、ヘッド内流路10に通液される。

0044

次に、アルコール通液動作では、洗浄液切替えバルブ67をアルコールタンク66側に切り替えて、アルコールタンク66と機能液滴吐出ヘッド1とを、接続流路63を介して連通させた後、吸引装置64を駆動する。これにより、アルコールタンク66に貯留しているエタノールは、アルコールタンク側短チューブ69および主接続チューブ73を経て、ヘッド内流路10に通液する。

0045

保管工程では、切替バルブ70を保管液タンク61側に切り替えて、保管液タンク61と機能液滴吐出ヘッド1とを、接続流路63を介して連通させた後、吸引装置64を駆動する。これにより、保管液タンク61に貯留している保管液(水を主成分とする界面活性剤含む溶液)を、ヘッド内流路10に充填する。そして、保管液で満たされた機能液滴吐出ヘッド1を実描画まで保管する。

0046

直前ユニット洗浄装置は、上記のユニット洗浄装置と同様の形態を有している。よって、ここでは説明を省略する。

0047

以上の構成によれば、第2吐出検査から実描画に至る保管期間が長くなっても、各機能液滴吐出ヘッド1のヘッド内流路10に水溶性の保管液が充填されているので、この間に導入累積時間はカウントされることがない。すなわち、第2吐出検査から実描画に至る保管期間が長くなっても、このことが機能液滴吐出ヘッド1の寿命に影響することがなく、実質的に機能液滴吐出ヘッド1の実描画における寿命を延長することができる。いうまでもないが、導入累積時間が機能液滴吐出ヘッド1の寿命とされる所定の時間に達したら、描画装置において機能液滴吐出ヘッド1(ヘッドユニット82)の交換が実施される。

0048

なお、本実施形態では、第1吐出検査直後に、ヘッドユニット82を組立てているが、第1吐出検査を通過した機能液滴吐出ヘッド1を上記の洗浄装置14を用いて、ヘッド内流路10を保管液に置換して一時的に保管するようにしてもよい。

図面の簡単な説明

0049

機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。
機能液滴吐出ヘッドの管理方法を説明するためフローチャートである。
ヘッド洗浄装置の模式図である。
第1検査装置の平面図である。
ユニット洗浄装置の模式図である。

符号の説明

0050

1…機能液滴吐出ヘッド10…ヘッド内流路13…第1検査装置15…第2検査装置 16…ユニット洗浄装置61…保管液タンク62…洗浄液タンク63…接続流路64…吸引装置65…溶媒タンク66…アルコールタンク67…洗浄液切替バルブ70…切替バルブ

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