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【発明の名称】 ヘッドユニット組立方法、ヘッドユニット組立装置、及び液滴吐出装置
【発明者】 【氏名】白崎 享

【氏名】牧野 徹

【氏名】櫻田 淳

【氏名】星川 英樹

【氏名】佐藤 伸一郎

【要約】 【課題】ヘッドユニットを液滴吐出装置のヘッドユニット取付部に安定に且つ精度良く組み付けることで、液滴吐出ヘッドを精度良く組み付けることができるヘッドユニット組立方法、ヘッドユニット組立装置、及び液滴吐出装置を提供する。

【構成】ユニットプレート51に液滴吐出ヘッドを位置決めすると共に固定して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、ユニット固定部へのユニットプレート51の取付面51Aを、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブル110に当接させた状態で、ユニットプレート51をユニット保持テーブル110に取付けるユニットプレートセット工程と、ユニットプレート51がユニット保持テーブル110に取付けられた状態で、液滴吐出ヘッドをユニットプレート51の所定の位置に位置決めする位置調整工程と、を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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方法であって、
前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートに位置調整可能に仮固定する仮固定工程と、
前記ユニットプレートの取付面を、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに当接させた状態で、前記ユニットプレートを前記ユニット保持テーブルに取付けるユニットプレートセット工程と、
前記ユニットプレートが前記ユニット保持テーブルに取付けられた状態で、前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートの所定の位置に位置決めする位置調整工程と、
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、を有することを特徴とするヘッドユニット組立方法。
【請求項2】
前記ユニットプレートセット工程において、前記ユニット保持テーブルに取付けられた前記ユニットプレートの前記ユニット保持テーブルに接触する部分は、前記ユニットプレートが取付けられる装置のユニット固定部に固定された前記ユニットプレートが前記ユニット固定部に接触する部分と略同一であることを特徴とする請求項1に記載のヘッドユニット組立方法。
【請求項3】
前記ヘッドユニットは、前記液滴吐出ヘッドが第一保持部材及び第二保持部材を介して前記ユニットプレートに固定される構成であって、
前記仮固定工程においては、前記液滴吐出ヘッドを前記第一保持部材に固定することにより、前記ユニットプレートに固定された前記第二保持部材に対して前記液滴吐出ヘッドと前記第一保持部材とを移動調整可能に固定することで前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートに仮固定し、
前記固定工程においては、前記第一保持部材を前記第二保持部材に固定することで前記液滴吐出ヘッドを前記ユニットプレートに固定することを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドユニット組立方法。
【請求項4】
前記固定工程において前記ユニットプレートの所定の位置に前記液滴吐出ヘッドを固定する第一の固定方法は、接着剤を用いて前記第一保持部材を前記第二保持部材に接着する接着固定であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のヘッドユニット組立方法。
【請求項5】
前記固定工程において前記ユニットプレートの所定の位置に前記第一の固定方法で固定された前記液滴吐出ヘッドを、前記第一の固定方法とは異なる第二の固定方法でさらに固定する追加固定工程を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のヘッドユニット組立方法。
【請求項6】
前記第二の固定方法は締結部材を用いる締結固定であることを特徴とする請求項5に記載のヘッドユニット組立方法。
【請求項7】
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を前記ヘッドユニット組立装置に取付けるためのユニット保持テーブルを備え、前記ユニットプレートの取付面を前記ユニット保持テーブルに当接させた状態で、前記ユニットプレートを前記ユニット保持テーブルに取付けることを特徴とするヘッドユニット組立装置。
【請求項8】
前記ユニット保持テーブルに取付けられた前記ユニットプレートの前記ユニット保持テーブルに接触する部分は、前記ユニットプレートが取付けられる装置のユニット固定部に固定された前記ユニットプレートが前記ユニット固定部に接触する部分と略同一であることを特徴とする請求項7に記載のヘッドユニット組立装置。
【請求項9】
前記ユニット保持テーブルは、前記ユニット固定部に形成された前記ユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を備えることを特徴とする請求項7又は8に記載のヘッドユニット組立装置。
【請求項10】
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を備える液滴吐出装置であって、
前記ユニットプレートを前記液滴吐出装置に固定するためのユニット固定部を備え、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するためのヘッドユニット組立装置に前記ユニットプレートを取付けるためのユニット保持テーブルへの前記ユニットプレートの取付面を当接させた状態で、前記ユニットプレートを前記ユニット固定部に取付けることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項11】
前記液滴吐出装置の前記ユニット固定部に固定された前記ユニットプレートの前記ユニット固定部に接触する部分は、前記ユニット保持テーブルに取付けられた前記ユニットプレートの前記ユニット保持テーブルに接触する部分と略同一であることを特徴とする請求項10に記載の液滴吐出装置。
【請求項12】
前記ユニット保持テーブルに形成された前記ユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を備えることを特徴とする請求項10又は11に記載の液滴吐出装置。
【請求項13】
第一保持部材及び第二保持部材を更に備え、
前記液滴吐出ヘッドが前記第一保持部材に固定されており、前記第一保持部材が前記第二保持部材に固定されており、前記第二保持部材が前記ユニットプレートに固定されていることを特徴とする請求項11又は12に記載の液滴吐出装置。
【請求項14】
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を備える液滴吐出装置に備えられており、前記ユニットプレートを前記液滴吐出装置に固定するためのユニット固定部であって、
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するためのヘッドユニット組立装置に前記ユニットプレートを取付けるためのユニット保持テーブルへの前記ユニットプレートの取付面を当接させた状態で、前記ユニットプレートを前記ユニット固定部に固定可能なプレート当接部を備えたことを特徴とするユニット固定部。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、液滴を吐出するヘッドを有するヘッドユニットを備えた液滴吐出装置、当該ヘッドユニットを組立てるヘッドユニット組立方法、及びヘッドユニット組立装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、カラー液晶装置のカラーフィルタ膜や有機エレクトロルミネセンス装置の発光膜などの機能膜を形成する技術として、液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を用いて、機能膜の材料を含む液状材料の液滴を吐出して基板上の任意の位置に着弾させ、着弾した液状材料を乾燥させて機能膜を形成する技術が知られている。このような膜形成に用いられる液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドは、そのノズル列から微小な液滴を精度良く且つ選択的に吐出することができるため、液晶表示装置のカラーフィルタの製造などの他にも、各種の電子デバイスや光デバイス等の製造装置への応用も期待されている。
【0003】
このような応用技術を考慮すると、液滴吐出ヘッド自体の性能に加え、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルが基板の所望の位置に対向するように液滴吐出ヘッドと基板とを相対移動させる走査機構の位置精度や、その前提となる液滴吐出装置におけるノズル(ノズル列)の位置精度(組付け精度)に、高い精度が要求される。また、吐出対象となる液体等によっては、液滴吐出ヘッドの寿命が短くなり、液滴吐出ヘッドの頻繁な交換も考慮する必要がある。特許文献1には、複数の液滴吐出ヘッドを、単一のサブキャリッジに安定に且つ精度良く組み付けることができるヘッドユニットの構成および組立方法(複数IJヘッド搭載サブキャリッジおよびその組立方法)が開示されている。特許文献2には、ヘッドユニットの組立装置(複数IJヘッド搭載サブキャリッジ組立機)が開示されている。
【0004】
【特許文献1】特開2005―224685号公報
【特許文献2】特開2005―231305号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、複数の液滴吐出ヘッドが精度良く組み付けられたヘッドユニットは、液滴吐出装置の走査機構に形成された取付部に組み付けられることで、液滴吐出装置に取付けられることから、ヘッドユニットの当該取付部への組付け精度も高い精度が要求されるという課題があった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、ヘッドユニットを取付部に安定に且つ精度良く組み付けることで、液滴吐出ヘッドを精度良く組み付けることができるヘッドユニット組立方法、ヘッドユニット組立装置、及び液滴吐出装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によるヘッドユニット組立方法は、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複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれを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、液滴吐出ヘッドをユニットプレートに位置調整可能に仮固定する仮固定工程と、ユニットプレートの取付面をヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに当接させた状態で、ユニットプレートをユニット保持テーブルに取付けるユニットプレートセット工程と、ユニットプレートがユニット保持テーブルに取付けられた状態で、液滴吐出ヘッドをユニットプレートの所定の位置に位置決めする位置調整工程と、位置決めされた液滴吐出ヘッドをユニットプレートの当該位置に固定する固定工程と、を有することを特徴とする。
【0008】
本発明に係るヘッドユニット組立方法によれば、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めは、ユニットプレートが、ユニットプレートの取付面において、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに取付けられた状態で実行される。従って、ユニットプレートがユニットプレートの取付面において取付けられた状態と実質的に同等な状態で、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めが実行される。ユニットプレートがユニットプレートの取付面とは異なる第1の面でユニット保持テーブルに取付けられて位置決めが実行される場合には、取付面と第1の面との位置関係はユニットプレートの形状誤差の範囲でばらつく可能性があることから、取付面で固定された状態でのユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニットが取付けられた装置との位置関係として、第1の面でユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニット組立装置との位置関係が、必ずしも再現されない可能性がある。従って、液滴吐出ヘッドの位置決めを、ユニットプレートが取付面においてヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに取付けられた状態で実行することで、ユニット保持テーブルに取付面とは異なる面で取付けられる場合に比べて、ユニットプレートの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを実行することができる。
【0009】
本発明において、ヘッドユニット組立方法は、ユニットプレートセット工程において、ユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレートのユニット保持テーブルに接触する部分は、ユニットプレートが取付けられる装置のユニット固定部に固定されたユニットプレートがユニット固定部に接触する部分と略同一であることが好ましい。
【0010】
このヘッドユニット組立方法によれば、ユニットプレートがユニット固定部に接触する部分とユニット保持テーブルに接触する部分とが略同一である。これにより、取付面のうねりや湾曲などの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを実行することができる。また、ユニットプレートを精度良く取付けるために形状誤差が小さくなるように精密に仕上げることを必要とする部分が、ユニット固定部に接触する部分のみでよいことから、精密に仕上げることを必要とする部分を少なくすることもできる。
【0011】
本発明において、ヘッドユニット組立方法は、ヘッドユニットが、液滴吐出ヘッドが第一保持部材及び第二保持部材を介してユニットプレートに固定される構成であって、仮固定工程においては、液滴吐出ヘッドを第一保持部材に固定することにより、ユニットプレートに固定された第二保持部材に対して液滴吐出ヘッドと第一保持部材とを移動調整可能に固定することで液滴吐出ヘッドをユニットプレートに仮固定し、固定工程においては、第一保持部材を第二保持部材に固定することで液滴吐出ヘッドをユニットプレートに固定することが好ましい。
【0012】
このヘッドユニット組立方法によれば、液滴吐出ヘッドを第一保持部材に固定することにより、ユニットプレートに固定された第二保持部材に対して液滴吐出ヘッドと第一保持部材とを移動調整可能に固定する。これにより、第一保持部材に力を加えることで、液滴吐出ヘッドに直接力を加えることなく、液滴吐出ヘッドの位置調整をすることができる。また、固定実行後にヘッドをユニットプレートから外す必要が生じた場合には、第二保持部材のユニットプレートへの固定を解除することで、ヘッドをユニットプレートから外すことができる。第一保持部材の第二保持部材への固定は、取り外しのし易さを考慮することが不要となり、位置調整した液滴吐出ヘッドを当該位置調整された位置から動かす可能性が小さく確実に固定できる方法を選択することができる。
【0013】
本発明において、ヘッドユニット組立方法は、固定工程においてユニットプレートの所定の位置に液滴吐出ヘッドを固定する第一の固定方法は、接着剤を用いて第一保持部材を第二保持部材に接着する接着固定であることが好ましい。
【0014】
このヘッドユニット組立方法によれば、第一保持部材と第二保持部材の当接部に接着剤を配置し、当該接着剤を固化させることで、ユニットプレートの所定の位置に位置決めされた液滴吐出ヘッドを固定することができる。互いに固定される第一保持部材と第二保持部材とに固定力を作用させることを必要とする締結部材を用いる固定と異なり、第一保持部材及び第二保持部材に力を加えることなく固定することができることから、位置決めされた液滴吐出ヘッドが固定される過程で移動させられる可能性を抑制することができる。即ち、精度良く位置決めされた液滴吐出ヘッドを位置精度を損なうことなく固定することができる。
【0015】
本発明において、ヘッドユニット組立方法は、固定工程においてユニットプレートの所定の位置に第一の固定方法で固定された液滴吐出ヘッドを、第一の固定方法とは異なる第二の固定方法でさらに固定する追加固定工程を更に有することが好ましい。
【0016】
このヘッドユニット組立方法によれば、第一の固定方法で第二保持部材に固定された第一保持部材を第二の固定方法でさらに固定することで、第一の固定方法のみで固定した場合に比べてより確実に固定することができる。
【0017】
本発明において、ヘッドユニット組立方法は、第二の固定方法は締結部材を用いる締結固定であることが好ましい。
【0018】
このヘッドユニット組立方法によれば、締結部材を用いることで、確実に固定することができる。締結部材を用いる締結固定は、例えば、ねじを用いるねじ固定である。
【0019】
本発明によるヘッドユニット組立装置は、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液滴吐出ヘッドのそれぞれを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するヘッドユニット組立装置であって、ユニットプレートをヘッドユニット組立装置に取付けるためのユニット保持テーブルを備え、ユニットプレートの取付面をユニット保持テーブルに当接させた状態で、ユニットプレートをユニット保持テーブルに取付けることを特徴とする。
【0020】
本発明に係るヘッドユニット組立装置によれば、ユニットプレートは、ユニットプレートの取付面において、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに取付けられる。この状態で、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めが、実行される。従って、ユニットプレートがユニットプレートの取付面においてユニット固定部へ取付けられた状態と実質的に同等な状態で、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めが実行される。ユニットプレートがユニットプレートの取付面とは異なる第1の面でユニット保持テーブルに取付けられて位置決めが実行される場合には、取付面と第1の面との位置関係はユニットプレートの形状誤差の範囲でばらつく可能性があることから、取付面でユニット固定部に固定された状態でのユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニットが取付けられる装置との位置関係として、第1の面でユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニット組立装置との位置関係が、必ずしも再現されない可能性がある。従って、液滴吐出ヘッドの位置決めを、ユニットプレートが取付面においてヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに取付けられた状態で実行することで、ユニット保持テーブルに取付面とは異なる面で取付けられる場合に比べて、ユニットプレートの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを実行することができる。
【0021】
本発明において、ヘッドユニット組立装置は、ユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレートのユニット保持テーブルに接触する部分は、ユニット固定部に固定されたユニットプレートがユニット固定部に接触する部分と略同一であることが好ましい。
【0022】
このヘッドユニット組立装置によれば、ユニットプレートがユニット固定部に接触する部分とヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに接触する部分とが略同一である。これにより、取付面のうねりや湾曲などの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを実行することができる。また、ユニットプレートを精度良く取付けるために形状誤差が小さくなるように精密に仕上げることを必要とする部分が、ユニット固定部に接触する部分のみでよいことから、精密に仕上げることを必要とする部分を少なくすることもできる。
【0023】
本発明において、ヘッドユニット組立装置は、ユニット保持テーブルが、ユニット固定部に形成されたユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を備えることが好ましい。
【0024】
このヘッドユニット組立装置によれば、ユニットプレートは、ユニット固定部に形成されたユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を用いて、ヘッドユニット組立装置に取付けられる。ヘッドユニットを固定する場合、ユニット保持テーブルやユニット固定部に対して、ずれることなどがないように強固に固定される。一般的な部材の固定と同様に、強固に固定されたヘッドユニットのユニットプレートがユニット保持テーブルやユニット固定部に対して倣うことで、ユニットプレートに微少な形状変形を来たす可能性がある。ユニットプレートの微少な形状変形は、精密に位置合わせされた液滴吐出ヘッドの位置に誤差を生じさせる可能性がある。このヘッドユニット組立装置によれば、ユニット保持テーブルに固定されたユニットプレートに力を加えている第二位置決め手段及び第二固定手段がユニット固定部に形成された第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等である。このことから、ユニット保持テーブルに固定されることで、ユニットプレートに微少な形状変形が生じても、当該変形は、ユニットプレートがユニット固定部に固定された場合に生ずる微少な形状変形に近い変形である可能性が極めて高い。従って、ヘッドユニットがユニット固定部に取付けられた状態と略同等な状態で液滴吐出ヘッドの位置調整及び固定を実行することができるため、ユニットプレートを固定するために生ずる可能性がある形状変形の影響を軽減して、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを精密に実行することができる。
【0025】
本発明による液滴吐出装置は、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を備える液滴吐出装置であって、ユニットプレートを液滴吐出装置に固定するためのユニット固定部を備え、複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれを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するためのヘッドユニット組立装置にユニットプレートを取付けるためのユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面を当接させた状態で、ユニットプレートをユニット固定部に取付けることを特徴とする。
【0026】
本発明に係る液滴吐出装置によれば、ユニットプレートは、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面において、液滴吐出装置のユニット固定部に取付けられる。従って、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めが実行された状態と実質的に同等な状態で、ユニットプレートが液滴吐出装置のユニット固定部へ取付けられる。ユニットプレートがユニットプレートの取付面とは異なる第1の面でユニット保持テーブルに取付けられて位置決めが実行され場合には、取付面と第1の面との位置関係はユニットプレートの形状誤差の範囲でばらつく可能性があることから、取付面でユニット固定部に固定された状態でのユニットプレート及び液滴吐出ヘッドと液滴吐出装置との位置関係として、第1の面でユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニット組立装置との位置関係が、必ずしも再現されない可能性がある。液滴吐出ヘッドの位置決めの際のヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面において、液滴吐出装置のユニット固定部に取付けることで、ユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面とは異なる面で取付けられる場合に比べて、ユニットプレートの形状誤差の影響を軽減して、より精密にヘッドユニット組立装置における液滴吐出ヘッドの位置決め精度を維持した状態のヘッドユニットを液滴吐出装置に取付けることができる。
【0027】
本発明において、液滴吐出装置は、液滴吐出装置のユニット固定部に固定されたユニットプレートのユニット固定部に接触する部分は、ユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレートのユニット保持テーブルに接触する部分と略同一であることが好ましい。
【0028】
この液滴吐出装置によれば、ユニットプレートが液滴吐出装置のユニット固定部に接触する部分とヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに接触する部分とが略同一である。これにより、取付面のうねりや湾曲などの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めを実行することができる。また、ユニットプレートを精度良く取付けるために形状誤差が小さくなるように精密に仕上げることを必要とする部分が、ユニット固定部に接触する部分のみでよいことから、精密に仕上げることを必要とする部分を少なくすることもできる。
【0029】
本発明において、液滴吐出装置は、ユニット保持テーブルに形成されたユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を備えることが好ましい。
【0030】
この液滴吐出装置によれば、ユニットプレートは、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルに形成されたユニットプレートを位置決め及び固定するための第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等の機能を有する第二位置決め手段及び第二固定手段を用いて、液滴吐出装置のユニット固定部に取付けられる。ヘッドユニットを固定する場合、ユニット保持テーブルやユニット固定部に対して、ずれることなどがないように強固に固定される。一般的な部材の固定と同様に、強固に固定されたヘッドユニットのユニットプレートがユニット保持テーブルやユニット固定部に対して倣うことで、ユニットプレートに微少な形状変形を来たす可能性がある。ユニットプレートの微少な形状変形は、精密に位置合わせされた液滴吐出ヘッドの位置に誤差を生じさせる可能性がある。この液滴吐出装置によれば、ユニット固定部に固定されたユニットプレートに力を加えている第二位置決め手段及び第二固定手段がユニット保持テーブルに形成された第一位置決め手段及び第一固定手段と実質的に同等である。このことから、ユニット固定部に固定されることで、ユニットプレートに微少な形状変形が生じても、当該変形は、ユニットプレートがユニット保持テーブルに固定された場合に生ずる微少な形状変形に近い変形である可能性が極めて高い。従って、液滴吐出ヘッドの位置調整及び固定が実行された状態と略同等な状態でヘッドユニットが液滴吐出装置に取付けられるため、ユニットプレートを固定するために生ずる可能性がある形状変形の影響を軽減して、ヘッドユニット組立装置における液滴吐出ヘッドの位置決め精度を維持した状態のヘッドユニットを液滴吐出装置に取付けることができる。
【0031】
本発明において、液滴吐出装置は、第一保持部材及び第二保持部材を更に備え、液滴吐出ヘッドが第一保持部材に固定されており、第一保持部材が第二保持部材に固定されており、第二保持部材がユニットプレートに固定されていることが好ましい。
【0032】
この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドを第一保持部材に固定し、液滴吐出ヘッドと第一保持部材との組を移動することで液滴吐出ヘッドの位置を調整することができる。これにより、第一保持部材に力を加えることで、液滴吐出ヘッドに直接力を加えることなく、液滴吐出ヘッドの位置調整をすることができる。また、固定実行後にヘッドをユニットプレートから外す必要が生じた場合には、第二保持部材のユニットプレートへの固定を解除することで、ヘッドをユニットプレートから外すことができる。第一保持部材の第二保持部材への固定は、取り外しのし易さを考慮することが不要となり、位置調整した液滴吐出ヘッドを当該位置調整された位置から動かす可能性が小さく確実に固定できる方法を選択することができる。
【0033】
本発明によるユニット固定部は、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を備え、複数の液滴吐出ヘッドを描画対象である基板に対向させて、複数の液滴吐出ヘッドと基板とを基板の面方向に相対的に移動させるとともに、複数の液滴吐出ヘッドの中の任意の液滴吐出ヘッド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滴吐出ヘッドから液滴として吐出された液状材料を配置する液滴吐出装置に備えられており、ユニットプレートを液滴吐出装置に固定するためのユニット固定部であって、複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれを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するためのヘッドユニット組立装置にユニットプレートを取付けるためのユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面を当接させた状態で、ユニットプレートをユニット固定部に固定可能なプレート当接部を備えたことを特徴とする。
【0034】
本発明に係るユニット固定部によれば、ユニットプレートは、ヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面において、ユニット固定部に取付けられる。従って、液滴吐出ヘッドのユニットプレートの所定の位置への位置決めが実行された状態と実質的に同等な状態で、ユニットプレートが液滴吐出装置のユニット固定部へ取付けられる。ユニットプレートがユニットプレートの取付面とは異なる第1の面でユニット保持テーブルに取付けられて位置決めが実行される場合には、取付面と第1の面との位置関係はユニットプレートの形状誤差の範囲でばらつく可能性があることから、取付面でユニット固定部に固定された状態でのユニットプレート及び液滴吐出ヘッドと液滴吐出装置との位置関係として、第1の面でユニット保持テーブルに取付けられたユニットプレート及び液滴吐出ヘッドとヘッドユニット組立装置との位置関係が、必ずしも再現されない可能性がある。液滴吐出ヘッドの位置決めの際のヘッドユニット組立装置のユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面において、液滴吐出装置のユニット固定部に取付けることで、ユニット保持テーブルへのユニットプレートの取付面とは異なる面で取付けられる場合に比べて、ユニットプレートの形状誤差の影響を軽減して、より精密にヘッドユニット組立装置における液滴吐出ヘッドの位置決め精度を維持した状態のヘッドユニットをユニット固定部を介して液滴吐出装置に取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
以下、本発明に係るヘッドユニット組立方法、液滴吐出装置、及びヘッドユニット組立装置の一実施形態について図面を参照して、説明する。
【0036】
(液滴吐出装置)
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4参照)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。
【0037】
基板ステージ14は、基板Wを真空吸着して固定する吸着テーブルであり、回動機構16を介してX軸移動プレート12に、θ方向に回動可能に固定されている。X軸走査機構10は、X軸移動プレート12と、床上に設置されてX軸方向に延在しており、X軸移動プレート12をエアスライダ(図示省略)を介してX軸方向に移動させるリニアモータ11aを備えた一対のX軸ガイドレール11,11とを有している。一対のX軸ガイドレール11を挟むように、収容ボックス9が2個所配設されている。収容ボックス9内には、エアスライダに圧縮空気を供給するエアー供給手段の給気パイプや、X軸走査機構10に駆動信号などを送る信号ケーブルなどが収容されている。
【0038】
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。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。
【0039】
Y軸走査機構17は、10基のキャリッジユニット20をエアスライダ(図示省略)を介してY軸方向に移動させるリニアモータ18aを備えた一対のY軸ガイドレール18を有している。10基のキャリッジユニット20はそれぞれ個別にY軸方向に移動可能である。一対のY軸ガイドレール18は、床上に間隔を置いて立脚した6本の支持スタンド19上に、X軸走査機構10を跨ぐように配設されている。
【0040】
一対のY軸ガイドレール18の間には、キャリッジ22(ヘッドユニット30)に搭載された複数の液滴吐出ヘッド40のノズルの目詰まりの解消、ノズル面の異物や汚れの除去などのメンテナンスを行うメンテナンスユニット26が、複数の液滴吐出ヘッド40を臨む位置に配設されている。
【0041】
(液滴吐出ヘッド)
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。
【0042】
ポンプ部48の基部側、すなわちヘッド本体40Aの基部側は、液体導入部45を受けるべく方形フランジ状にフランジ部44が形成されている。このフランジ部44には、液滴吐出ヘッド40を副ヘッド保持部材33(図3参照)に固定する小ねじ用のねじ孔(雌ねじ)49が一対形成されている。この一対のねじ孔49,49は、両長辺部分に位置し、且つノズル形成面41aの中心に対し点対称となるように配設されている。詳細は後述するが、副ヘッド保持部材33を貫通してねじ孔49に螺合した2本のヘッド止めねじ37,37により、液滴吐出ヘッド40が副ヘッド保持部材33に固定される(図3参照)。
【0043】
ノズル形成プレート41のノズル形成面41aには、ノズル形成プレート41に形成されており液滴を吐出する吐出ノズル42から成る2列のノズル列43,43が形成されている。2列のノズル列43,43は相互に平行に列設されており、各ノズル列43は、等ピッチで並べた180個(図示では模式的に表している)の吐出ノズル42で構成されている。すなわち、ヘッド本体40Aのノズル形成面41aには、その中心線を挟んで2本のノズル列43,43が対称に配設されている。
【0044】
(液滴吐出ヘッドの取付)
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。
【0045】
図3(a)及び(b)に示すように、ユニットプレート51にはヘッド開口51aが形成されており、主ヘッド保持部材32がヘッド開口51aを略覆うように、ユニットプレート51に固定されている。主ヘッド保持部材32は、主ヘッド保持部材32に形成された孔を貫通してユニットプレート51に形成されたねじ孔に螺合した3本の保持部材ねじ38により、ユニットプレート51に固定されている。(以降、主ヘッド保持部材32がセットされた側を「裏面側」と表記し、反対側を「表面側」と表記する。)
【0046】
主ヘッド保持部材32にはフランジ開口32aが形成されており、副ヘッド保持部材33は、その長辺方向の両端部でフランジ開口32aを跨ぐようにして、主ヘッド保持部材32の裏面側に固定されている。副ヘッド保持部材33は、副ヘッド保持部材33に形成された孔を貫通して主ヘッド保持部材32に形成されたねじ孔に螺合した2本の保持部材ねじ38により、主ヘッド保持部材32に固定されている。
【0047】
副ヘッド保持部材33は、ステンレス等で構成された略長方形の平板状に形成されている。副ヘッド保持部材33には、その中央に液滴吐出ヘッド40のヘッド本体40Aが挿通する方形のヘッド本体開口33dが形成されている。上記したように、副ヘッド保持部材33は、フランジ開口32aを跨ぐようにして主ヘッド保持部材32の裏面側にセットされている。これに対し液滴吐出ヘッド40は、そのヘッド本体40Aをヘッド本体開口33dに挿通してヘッド本体40Aを裏面側に突出させるようにして主ヘッド保持部材32の表面側からセットされている。液滴吐出ヘッド40は、副ヘッド保持部材33に形成された孔を貫通してフランジ部44に形成されたねじ孔49に螺合した2本のヘッド止めねじ37により、副ヘッド保持部材33に固定されている。
【0048】
副ヘッド保持部材33のヘッド本体開口33dの周囲には、上記したねじ孔49に対応する2つの貫通孔、及びヘッド本体開口33dの中心線上において第一調整穴33aと第二調整穴33bとが形成されている。第一調整穴33a及び第二調整穴33bは、後述するヘッドユニット組立装置100(図7参照)における位置補正用の調整ピン121(図7参照)が係合される部位である。この場合、一対の調整ピン121の係合が無理なく為されるように、第一調整穴33aが円形に、第二調整穴33bが上記中心線方向に長い長円形に形成されている。
【0049】
また、ヘッド本体開口33dの中心線上において、第一調整穴33a及び第二調整穴33bのヘッド本体開口33dの反対側には2つの接着剤孔33cが、ヘッド本体開口33dに関して略対称位置に形成されている。各接着剤孔33cは副ヘッド保持部材33の横断方向に延びる長孔となっている。接着剤孔33cに接着剤を注入して、当該接着剤(図示省略)によって副ヘッド保持部材33を主ヘッド保持部材32に接着固定する。
【0050】
なお、液滴吐出ヘッド40がヘッド止めねじ37により副ヘッド保持部材33に固定されており、副ヘッド保持部材33の保持部材ねじ38および接着剤による主ヘッド保持部材32への固定がなされていない状態では、液滴吐出ヘッド40は、ユニットプレート51に対して、フランジ部44とフランジ開口32aとの隙間分、またはヘッド基板47とヘッド開口51aとの隙間分だけ移動可能に、固定された状態となる。本実施形態では、このような状態を「仮装着」状態と表記する。副ヘッド保持部材33及びヘッド基板47はフランジ開口32aの開口より大きいため、仮装着状態の液滴吐出ヘッド40(液滴吐出ヘッド40が主ヘッド保持部材32を挟んで副ヘッド保持部材33に固定された液滴吐出ヘッド40と副ヘッド保持部材33との組)が主ヘッド保持部材32から脱落することはない。液滴吐出ヘッド40のユニットプレート51への組付けは、液滴吐出ヘッド40を仮装着し、次に仮装着状態の液滴吐出ヘッド40の位置調整を行った後に、副ヘッド保持部材33の主ヘッド保持部材32への接着剤による接着固定、及び保持部材ねじ38によるねじ固定を行うことで実行される。主ヘッド保持部材32が第二保持部材に相当し、副ヘッド保持部材33が第一保持部材に相当する。
【0051】
(ヘッドユニット)
次に、図4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4は、ヘッドユニットの外観斜視図である。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4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(図示省略)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。ユニットプレート51には、また、第一位置規制孔52aと、第二位置規制孔52bと、4箇所のユニット固定孔53とが形成されている。第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bは、ヘッドユニット30をキャリッジ枠62(図5又は図6参照)に取り付ける際の位置決め用として用いられる。4箇所のユニット固定孔53は、ヘッドユニット30をキャリッジ枠62に固定するねじが貫通する孔である。図4に示したX軸、Y軸、Z軸は、図1に示したX軸、Y軸、Z軸と同一である。即ち、ヘッドユニット30が液滴吐出装置1に取付けられた状態では、液滴吐出ヘッド40に形成されたノズル列43(図2参照)は、Y軸方向に延在する構成になっている。
【0052】
(キャリッジ)
次に、キャリッジ22の全体構成について説明する。最初に、図5を参照してキャリッジ枠62とユニットプレート51との固定部構造について説明する。図5は、キャリッジ枠とユニットプレートとの固定部構造を示す模式図である。図5(a)は、キャリッジ枠のユニット受部の平面図であり、図5(b)は、ユニットプレートの模式平面図である。
【0053】
図5(a)に示すように、キャリッジ枠62には、キャリッジ枠62に固定されるユニットプレート51が当接する部分である略長方形のユニット受部62Aが2個所形成されている。2個所のユニット受部62Aは、X軸及びY軸に略平行な平面であって、Z軸方向の位置が略同一の平面である。ユニット受部62Aの中央付近には位置規制ピン63が立設されている。1個所のユニット受部62Aにはそれぞれ2個所のねじ孔64が形成されている。
【0054】
2個所のユニット受部62Aの平面形状は、後述するヘッドユニット組立装置100(図7参照)の保持テーブル110における2個所のユニット当接部162A(図8(a)参照)の平面形状と略同一である。2個所の位置規制ピン63及び4個所のねじ孔64の形状及び相互の位置関係は、後述する保持テーブル110のユニット受部162に形成された2個所の位置規制ピン163および4個所のねじ孔164(図8(a)参照)の形状及び相互の位置関係と略同一である。ユニット受部62Aが、液滴吐出装置のユニット固定部に相当する。ユニット受部62Aのユニットプレート51が当接する面がプレート当接部に相当する。
【0055】
図5(b)に示すように、ユニットプレート51には、上記した第一位置規制孔52aと、第二位置規制孔52bと、4箇所のユニット固定孔53とが形成されている。第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bは、ヘッドユニット30がキャリッジ枠62に取り付けられる際に位置規制ピン63が嵌合することで、ヘッドユニット30とキャリッジ枠62とのX軸及びY軸に平行な方向の位置を規定する。4箇所のユニット固定孔53は、ねじ孔64に対応する位置に形成されており、ヘッドユニット30をキャリッジ枠62に固定するユニット固定ねじ68(図6参照)が貫通する孔である。ヘッドユニット30がキャリッジ枠62に取り付けられた状態で、ユニットプレート51は、液滴吐出ヘッド40のヘッド本体40Aが突出する裏面側とは反対の表面側の面の取付面51Aがユニット受部62Aに当接する。取付面51Aは図5(b)において二点鎖線で区切って網掛けを施した範囲である。取付面51Aが、ユニットプレートの取付面に相当する。
【0056】
次に、図6を参照して、組立てられた状態のキャリッジ22の構成について説明する。図6は、ヘッドプレート側から見たキャリッジの外観斜視図である。図4又は図5(b)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、第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bと、ユニット固定孔53とが形成されている。図6に示すように、ヘッドユニット30は、キャリッジ枠62に設けられた位置規制ピン63をユニットプレート51に形成された第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bに嵌入させることで、キャリッジ枠62に対して位置決めされている。位置決めされたヘッドユニット30は、ユニットプレート51に形成されたユニット固定孔53(図4または図5(b)参照)を貫通してキャリッジ枠62に形成されたねじ孔64(図5(a)参照)に螺合した4本のユニット固定ねじ68により、キャリッジ枠62に固定されている。液状体供給ユニット23(図1参照)に貯留された液状体は、図示省略した給液管及びバルブを経由して液滴吐出ヘッド40に供給される。ヘッド用電装ユニット24(図1参照)から供給される電気信号は、IF基板69で中継されて、図示省略した配線ケーブルを経由して液滴吐出ヘッド40に供給される。位置規制ピン63が、第一又は第二位置決め手段に相当し、ねじ孔64が、第一又は第二固定手段に相当する。
【0057】
上述したように、キャリッジ22はキャリッジプレート21にθ方向(Z軸回り方向)に回動可能に取付けられる。キャリッジプレート21に取付けられたキャリッジ22をθ方向に回動させて、図5に示したX軸、Y軸方向を、図1に示したX軸、Y軸方向に一致させることで、液滴吐出ヘッド40に形成されたノズル列43の延在方向をY軸方向に一致させる。
【0058】
(ヘッドユニット組立装置)
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および組立方法について説明する。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。二次固定工程が追加固定工程に相当する。
【0059】
図7に示すように、ヘッドユニット組立装置100は、ユニット移動装置101、ヘッド補正装置102、接着固定装置(図示省略)、及び認識装置104を備えている。ユニット移動装置101は、ヘッドユニット30を搭載し、これをX軸及びY軸に平行な平面内においてX軸方向、Y軸方向、θ方向に移動させる。ヘッド補正装置102は、ユニットプレート51に仮装着されている各液滴吐出ヘッド40の位置を適切な位置に合わせ込む、位置補正を行う。接着固定装置は、接着剤孔33c(図3参照)に流入させるように接着剤を供給して、ユニットプレート51に対して位置補正された各液滴吐出ヘッド40を、当該位置に一次固定(接着固定)する。認識装置104は、液滴吐出ヘッド40の位置補正に先立ってユニットプレート51及び各液滴吐出ヘッド40を位置認識する。ヘッドユニット組立装置100はまた、これらユニット移動装置101、ヘッド補正装置102、接着固定装置、及び認識装置104を統括制御する制御装置(図示省略)を備えている。ユニット移動装置101、ヘッド補正装置102、接着固定装置、及び認識装置104は、機台106の上、または機台106の上に設置された支持スタンド116に支持されるように設置されている。
【0060】
ユニット移動装置101は、組立対象物であるヘッドユニット30を載置して保持する保持テーブル110と、保持テーブル110が固定されており、保持テーブル110をθ方向に回動することで保持テーブル110に載置されたヘッドユニット30をθ方向に回動する回動機構109を備えている。ユニット移動装置101は、また、回動機構109をX軸方向に移動することでヘッドユニット30をX軸方向に移動するX軸移動機構107と、回動機構109をY軸方向に移動することでヘッドユニット30をY軸方向に移動するY軸移動機構108とを備えている。保持テーブル110が、ユニット保持テーブルに相当する。
【0061】
Y軸移動機構108は、Y軸移動プレート117と、機台106の上にY軸方向に延在するように設けられており、Y軸移動プレート117をエアスライダ(図示省略)を介してY軸方向に移動させるリニアモータ118aを備えた一対のY軸レール118,118とを有している。X軸移動機構107は、X軸移動プレート112と、Y軸移動プレート117の上にX軸方向に延在するように設けられており、X軸移動プレート112をエアスライダ(図示省略)を介してX軸方向に移動させるリニアモータ111aを備えた一対のX軸レール111,111とを有している。回動機構109は、X軸移動プレート112に固定された固定プレート119aと、図示省略した回動モータを介して固定プレート119aにθ方向に回動可能に支持されている回動プレート119bとを有している。保持テーブル110は、回動プレート119bに固定されている。
【0062】
認識装置104は、ヘッドなどの画像を認識するためのカメラ143及びレンズ144と、対象物を照明するための照明装置146と、カメラ143及びレンズ144をZ軸方向に移動してピント調節を行うためのカメラ上下機構147及びカメラ上下モータ148と、を有している。認識装置104は、カメラ143、レンズ144、照明装置146、カメラ上下機構147、及びカメラ上下モータ148の組を一対備えている。認識装置104は、レンズ144が、保持テーブル110上に載置されたヘッドユニット30に対向できるように、支持スタンド116に支持されている。
【0063】
ヘッド補正装置102は、一対の調整ピン121,121を有している。一対の調整ピン121,121は、副ヘッド保持部材33に形成された第一調整穴33aと第二調整穴33bとに係合して、ユニットプレート51に仮装着された液滴吐出ヘッド40を適切な位置に位置決めするために微少移動させる力を副ヘッド保持部材33に印加する。ヘッド補正装置102は、また、図7では認識装置104の影になる部分に設けられたX軸移動機構、Y軸移動機構、回動機構、および調整ピン上下機構、を有している。調整ピン上下機構によって調整ピン121,121を下降させることで第一調整穴33a及び第二調整穴33bに係合させる。X軸移動機構とY軸移動機構とによって、X軸およびY軸に平行な方向に第一調整穴33a及び第二調整穴33bに係合した調整ピン121,121を移動させること、及び、回動機構によってθ方向に回動させることで、ユニットプレート51に仮装着された液滴吐出ヘッド40を微少移動させて、適切な位置に位置決めする。一対の調整ピン121,121相互のX軸とY軸とに平行な平面方向の位置関係は固定であって、X軸移動機構、Y軸移動機構、および回動機構によって同時に移動させられる。調整ピン上下機構による移動は、各調整ピン121毎に個別に行われる。
【0064】
次に、ヘッドユニット組立装置100が実行する位置決め一次固定の概要を説明する。作業の実行に先立ち、保持テーブル110にアライメントマスクを導入し、認識装置104によりアライメントマスクの基準マークを画像認識する。基準マークは、基準ピン54に形成された基準マークの位置、及び基準ピン54(基準マーク)を基準とした各液滴吐出ヘッド40の位置すべき基準位置を印したものである。ヘッドユニット組立装置100は、画像認識した基準位置データを記憶し、この基準位置データ(マスタデータ)に基づいて各液滴吐出ヘッド40の位置補正が行われる。なお、アライメントマスクは、新規のヘッドユニット30の導入組立時は元より、同一のヘッドユニット30であっても、その組立個数や稼動時間に基づいて、定期的に導入される。もちろん、その際に基準位置データはリセットされる。
【0065】
ヘッドユニット組立装置100には、液滴吐出ヘッド40が仮装着されたヘッドユニット30がセットされる。ヘッドユニット30は、各液滴吐出ヘッド40のヘッド本体40Aを上向きにして保持テーブル110の上面にセットされる。ヘッドユニット30の組立ては、先ず認識装置104による基準ピン54の位置認識からスタートする。基準ピン54が位置認識されると、この認識データと基準位置データとが比較され、その比較結果に基づいて、ユニット移動装置101により基準ピン54即ちユニットプレート51の位置補正が行われる。これにより、実物の基準ピン54の位置が基準位置データの基準ピン54の位置に合致する。次に、認識装置104により液滴吐出ヘッド40が位置認識され、この認識結果(比較結果)に基づいてヘッド補正装置102により、液滴吐出ヘッド40の位置補正が行われる。ヘッドユニット組立装置100にヘッドユニット30をセットする工程がユニットプレートセット工程に相当し、液滴吐出ヘッド40を仮装着する工程が仮固定工程に相当する。ヘッド補正装置102による液滴吐出ヘッド40の位置補正が、位置調整工程に相当する。
【0066】
続いて、この位置補正状態を維持しつつ、接着固定装置によって、副ヘッド保持部材33の主ヘッド保持部材32への接着剤による接着固定が実行されることで、液滴吐出ヘッド40がユニットプレート51に一次固定される。その際、接着剤が硬化するまで、調整ピン121,121と第一調整穴33a及び第二調整穴33bとの係合を維持することで、ヘッド補正装置102は、副ヘッド保持部材33(液滴吐出ヘッド40)を動かないように押さえている。そして、この液滴吐出ヘッド40の位置認識から接着までの工程を、液滴吐出ヘッド40の個数分繰り返すことで、1基のヘッドユニット30の液滴吐出ヘッド40の位置決め一次固定が完了する。接着固定装置による、副ヘッド保持部材33の主ヘッド保持部材32への接着剤による接着固定が、固定工程に相当する。
【0067】
(保持テーブル)
次に、ヘッドユニット30を載置して保持する保持テーブル110の構成について説明する。最初に、図8を参照して保持テーブル110とユニットプレート51との固定部構造について説明する。図8は、保持テーブルとユニットプレートとの固定部構造を示す模式図である。図8(a)は、保持テーブルのユニット受部近傍の平面図であり、図8(b)は、ユニットプレートの平面図である。
【0068】
図8(a)に示すように、保持テーブル110には、保持テーブル110に固定されるユニットプレート51が当接する部分である略長方形のユニット受部162が2個所形成されている。2個所のユニット受部162は、X軸及びY軸に略平行な平面であって、Z軸方向の位置が略同一の平面である。ユニット受部162の中央付近には位置規制ピン163が立設されている。1個所のユニット受部162にはそれぞれ2個所のねじ孔164が形成されている。ユニット受部162においてユニットプレート51が当接するユニット当接部162Aは、図8(a)において二点鎖線で区切って網掛けを施した範囲である。ユニット受部162の両側には、マスク受部161が形成されている。マスク受部161は、ユニット受部162より高く(図9参照)なっている。
【0069】
2個所のユニット当接部162Aの平面形状は、図5(a)を参照して説明したキャリッジ枠62の2個所のユニット受部62Aの形状と略同一である。2個所の位置規制ピン163及び4個所のねじ孔164の形状及び相互の位置関係は、図5(a)を参照して説明したキャリッジ枠62に設けられた2個所の位置規制ピン63及び4個所のねじ孔64の形状及び相互の位置関係と実質的に同一である。
【0070】
図8(b)に示すように、ユニットプレート51には、上記した第一位置規制孔52aと、第二位置規制孔52bと、4箇所のユニット固定孔53とが形成されている。第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bは、ヘッドユニット30が保持テーブル110に取り付けられる際に位置規制ピン163が嵌合することで、ヘッドユニット30と保持テーブル110とのX軸及びY軸に平行な方向の位置を規定する。4箇所のユニット固定孔53は、ねじ孔164がユニット固定孔53に対応する位置に形成されており、ヘッドユニット30を保持テーブル110に固定するユニット固定ねじ68(図9参照)が貫通する孔である。ヘッドユニット30が保持テーブル110に取り付けられた状態で、ユニットプレート51は、液滴吐出ヘッド40のヘッド本体40Aが突出する裏面側とは反対の表面側の面の取付面51Aがユニット受部162のユニット当接部162Aに当接する。取付面51Aは図8(b)において二点鎖線で区切って網掛けを施した範囲である。
【0071】
次に、図9を参照して、ヘッドユニット30が保持テーブル110に載置された状態について説明する。図9は、保持テーブルと保持テーブルに載置されたヘッドユニットの外観斜視図である。図4又は図5(b)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、第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bと、ユニット固定孔53とが形成されている。図9に示すように、ヘッドユニット30は、保持テーブル110に設けられた位置規制ピン163をユニットプレート51に形成された第一位置規制孔52a及び第二位置規制孔52bに嵌入させることで、保持テーブル110に対して位置決めされている。位置決めされたヘッドユニット30は、ユニットプレート51に形成されたユニット固定孔53を貫通して保持テーブル110に形成されたねじ孔164(図8(a)参照)に螺合した4本のユニット固定ねじ68により、保持テーブル110に固定されている。位置規制ピン163が、第一又は第二位置決め手段に相当し、ねじ孔164が、第一又は第二固定手段に相当する。
【0072】
以下、実施形態の効果を記載する。本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)ユニットプレート51は、キャリッジ枠62にもユニット受部162にもユニットプレート51の表側の面で当接する。キャリッジ枠62とユニット受部162に異なる面で取付けられる場合に比べて、ユニットプレート51の形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッド40のユニットプレート51の所定の位置への位置決めを実行することができる。
【0073】
(2)ユニットプレート51は、キャリッジ枠62にもユニット受部162にも同一の取付面51Aにおいて当接する。これにより、取付面51Aのうねりや湾曲などの形状誤差がキャリッジ枠62に対してとユニット受部162に対してとで略同等となる。これにより、取付面51Aの形状誤差の影響を軽減して、より精密に液滴吐出ヘッド40のユニットプレート51の所定の位置への位置決めを実行することができる。また、ユニットプレート51を精度良く取付けるために形状誤差が小さくなるように精密に仕上げることを必要とする部分が、取付面51Aのみでよいことから、精密に仕上げることを必要とする部分を少なくすることもできる。
【0074】
(3)保持テーブル110に設けられた2個所の位置規制ピン163及び4個所のねじ孔164の形状及び相互の位置関係は、キャリッジ枠62に設けられた2個所の位置規制ピン63及び4個所のねじ孔64の形状及び相互の位置関係と略同一である。このことから、ヘッドユニット30がキャリッジ枠62に固定されることで、ユニットプレート51に微少な形状変形が生じても、当該変形は、ヘッドユニット30が保持テーブル110に固定された場合に生ずる微少な形状変形に近い変形である可能性が極めて高い。従って、液滴吐出ヘッド40の位置調整及び固定が実行された状態と略同等な状態でヘッドユニット30が液滴吐出装置1に取付けられるため、ヘッドユニット30を固定するために生ずる可能性がある形状変形の影響を軽減して、液滴吐出ヘッド40がユニットプレート51の所定の位置へ位置決めされた精度を損なうことなくヘッドユニット30を液滴吐出装置1に取付けることができる。
【0075】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、前記実施形態に限らない。本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1】液滴吐出装置の概構成を示す外観斜視図。
【図2】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。
【図3】(a)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。(b)図3(a)にA−Aで示した断面の断面図。
【図4】ヘッドユニットの外観斜視図。
【図5】キャリッジ枠とユニットプレートとの固定部構造を示す模式図。
【図6】ヘッドプレート側から見たキャリッジの外観斜視図。
【図7】ヘッドユニット組立装置の構成を示す模式図。
【図8】保持テーブルとユニットプレートとの固定部構造を示す模式図。
【図9】保持テーブルと保持テーブルに載置されたヘッドユニットの外観斜視図。
【符号の説明】
【0077】
1…液滴吐出装置、10…X軸走査機構、14…基板ステージ、16…回動機構、17…Y軸走査機構、20…キャリッジユニット、21…キャリッジプレート、22…キャリッジ、30…ヘッドユニット、32…主ヘッド保持部材、33…副ヘッド保持部材、33a…第一調整穴、33b…第二調整穴、33c…接着剤孔、40…液滴吐出ヘッド、41…ノズル形成プレート、42…吐出ノズル、49…ねじ孔、51…ユニットプレート、51A…取付面、52a…第一位置規制孔、52b…第二位置規制孔、53…ユニット固定孔、54…基準ピン、62…キャリッジ枠、62A…ユニット受部、63…位置規制ピン、64…ねじ孔、100…ヘッドユニット組立装置、101…ユニット移動装置、102…ヘッド補正装置、104…認識装置、107…X軸移動機構、108…Y軸移動機構、109…回動機構、110…保持テーブル、121…調整ピン、162…ユニット受部、162A…ユニット当接部、163…位置規制ピン、164…ねじ孔。
【出願人】 【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【出願日】 平成18年6月22日(2006.6.22)
【代理人】 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉

【識別番号】100127661
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 一彦


【公開番号】 特開2008−843(P2008−843A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−172249(P2006−172249)