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JP2010110700A - Inkjet coater, and parallel degree adjustment apparatus - Google Patents

Inkjet coater, and parallel degree adjustment apparatus Download PDF

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JP2010110700A
JP2010110700A JP2008285827A JP2008285827A JP2010110700A JP 2010110700 A JP2010110700 A JP 2010110700A JP 2008285827 A JP2008285827 A JP 2008285827A JP 2008285827 A JP2008285827 A JP 2008285827A JP 2010110700 A JP2010110700 A JP 2010110700A
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JP
Japan
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nozzle surface
nozzle
adjustment plate
plate
surface adjustment
Prior art date
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Application number
JP2008285827A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Murata
真朗 村田
Takahiro Miyata
貴裕 宮田
Tomoshi Shiba
智志 柴
Mitsuru Yahagi
充 矢作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet coater which allows the measurement of measuring a distance between a nozzle surface and a parallel degree adjustment plate at non-contact, and allows the easy performance of the adjustment of an angle of the nozzle surface and the parallel degree adjustment plate. <P>SOLUTION: A symbol 1 is the inkjet coater for depositing a delivery liquid at a desired position of a substrate 16 arranged on a substrate stage 12. The inkjet head 30 has first-third distance sensors 33<SB>1</SB>-33<SB>3</SB>and the parallel degree adjustment apparatus 25, and the distance of the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate 20 arranged on the substrate stage 12 is measured by the first-third distance sensors 33<SB>1</SB>-33<SB>3</SB>. Based on the measurement result, the angle of the nozzle surface relative to the nozzle surface adjustment plate 20 is adjusted by a nozzle surface adjustment mechanism 40 possessed by the parallel degree adjustment apparatus 25, and moves the inkjet head 30 to a desired position on the substrate 16 while maintaining the angle. The substrate 16 can be coated with a coating liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドが有するノズル面と調整板を非接触で測定し、その情報から予め決められた間隔を調整し、維持する、ノズル面調整手段に関するものである。   The present invention relates to a nozzle surface adjusting means for measuring a nozzle surface and an adjustment plate of an inkjet head in a non-contact manner, and adjusting and maintaining a predetermined interval from the information.

図5の符号100は、従来のインクジェット塗布装置である。従来のノズルプレート136と基板116との距離測定手段には、例えば、下記文献に、その方法が示されている。   Reference numeral 100 in FIG. 5 is a conventional inkjet coating apparatus. The conventional method for measuring the distance between the nozzle plate 136 and the substrate 116 is described in the following document, for example.

印刷ヘッド126は、ヘッド本体135とノズルプレート136を有している。印刷ヘッド126は、支持部105に装着システムアクチュエータ107を介して接続している。基板116からノズルプレート136までの高さを測定する距離センサ1331、1332も支持部105に接続されている。この支持部105は主アクチュエータ106を介して、印刷ブリッジ118に接続されている。
距離センサ1331、1332によって測定されたノズルプレート136と基板116との距離の調節は、装着システムアクチュエータ107により行われる。
The print head 126 has a head body 135 and a nozzle plate 136. The print head 126 is connected to the support unit 105 via the mounting system actuator 107. Distance sensors 133 1 and 133 2 for measuring the height from the substrate 116 to the nozzle plate 136 are also connected to the support portion 105. The support portion 105 is connected to the printing bridge 118 via the main actuator 106.
Adjustment of the distance between the nozzle plate 136 and the substrate 116 measured by the distance sensors 133 1 and 133 2 is performed by the mounting system actuator 107.

下記文献の発明によると、ノズルプレート136は、ノズルプレート136の高さ方向のみしか調整できない為、ノズルプレート136が奥行方向へ傾いていた場合は修正することが出来ない。
特開2007−144397号公報
According to the invention of the following document, since the nozzle plate 136 can be adjusted only in the height direction of the nozzle plate 136, it cannot be corrected when the nozzle plate 136 is inclined in the depth direction.
JP 2007-144497 A

ノズルプレート136には、吐出孔139が複数設けられており、ノズルプレート136から吐出される液滴は、ノズルプレート136と基板116との傾きの度合いによりその着弾位置精度に大きく関わっている。ここでは、ノズルプレート136の厚みは、一定である。   The nozzle plate 136 is provided with a plurality of ejection holes 139, and the droplets ejected from the nozzle plate 136 are greatly related to the landing position accuracy depending on the degree of inclination between the nozzle plate 136 and the substrate 116. Here, the thickness of the nozzle plate 136 is constant.

図6(a)のように、ノズルプレート136と基板116が平行であり、印刷ヘッド126が持つ吐出角度のばらつきをθ1、ノズルプレート136と基板116までの距離をL1とし、図6(b)のように、ノズルプレート136が基板116とθ2の角度で傾いた場合、ノズルプレート136の中心と基板116までの距離をL1、着弾位置のずれをL3とすると、L3は下記の数式(1)に従う。 As shown in FIG. 6A, the nozzle plate 136 and the substrate 116 are parallel, the variation in the discharge angle of the print head 126 is θ 1 , and the distance between the nozzle plate 136 and the substrate 116 is L 1 . When the nozzle plate 136 is inclined at an angle of θ 2 with respect to the substrate 116 as shown in b), if the distance between the center of the nozzle plate 136 and the substrate 116 is L 1 and the displacement of the landing position is L 3 , L 3 is According to the following formula (1).

3=L1×tan(θ1+θ2)……数式(1)
このとき、印刷ヘッド126の中心軸108bからの距離がL4の位置にある吐出孔139からの着弾位置のずれL5は下記の数式(2)に従う。
L 3 = L 1 × tan (θ 1 + θ 2 ) ...... Formula (1)
At this time, the deviation L 5 of the landing position from the ejection hole 139 where the distance from the central axis 108b of the print head 126 is at the position of L 4 follows the following formula (2).

5={L1+(L4×sinθ2)}×tan(θ1+θ2)……数式(2)
例えば、θ1=1[°]、L1=0.5[mm]、θ2=0.5[°]、とした場合、上記数式(1)より、L3=0.013[mm]の着弾位置のずれが発生する。
また、中心軸108bからL4=20[mm]離れた位置から吐出される液滴の着弾位置のずれは、上記数式(2)式より、L5=0.0176[mm]となる。
L 5 = {L 1 + (L 4 × sin θ 2 )} × tan (θ 1 + θ 2 ) (2)
For example, when θ 1 = 1 [°], L 1 = 0.5 [mm], and θ 2 = 0.5 [°], L 3 = 0.013 [mm] from the above equation (1). The landing position shifts.
Further, the deviation of the landing position of the droplets ejected from the position away from the central axis 108b by L 4 = 20 [mm] is L 5 = 0.0176 [mm] from the above equation (2).

以上の例では、横方向のみの傾きを考慮したが、奥行方向に傾く場合もあり、基板116とノズルプレート136との平行度が不十分だと、塗布位置精度は悪くなる。   In the above example, only the inclination in the horizontal direction is considered. However, the inclination may be in the depth direction. If the parallelism between the substrate 116 and the nozzle plate 136 is insufficient, the application position accuracy deteriorates.

上記課題を解決するために、本発明は、基板が配置される基板ステージと、前記基板ステージと相対移動可能に構成されたインクジェットヘッドとを有し、前記インクジェットヘッドのノズル面に設けられたノズル孔から前記基板に対して吐出液が吐出されるように構成された吐出装置であって、前記基板ステージには、ノズル面調整板が配置され、前記インクジェットヘッドには、前記ノズル面に対して位置が固定され、検出信号を射出可能な第一〜第三のセンサと、前記第一〜第三のセンサに測定された測定装置と、前記ノズル面の前記ノズル面調整板に対する角度を変化させるノズル面調整機構とを有し、前記第一〜第三のセンサから前記ノズル面調整板に前記検出信号が射出された結果、生成された測定信号を測定し、前記測定装置が前記ノズル面上の三点と前記ノズル面調整板との間の距離を求め、測定結果から、前記ノズル面調整機構によって前記ノズル面と前記ノズル面調整板とを平行にできるインクジェット塗布装置である。
本発明は、前記インクジェットヘッドは、前記インクジェットヘッドを上下移動させる上下移動装置を有し、前記測定装置は前記ノズル面と前記ノズル面調整板との間の距離を測定し、測定結果から、前記上下移動装置によって、前記ノズル面と前記ノズル面調整板との間を所定の距離にするインクジェット塗布装置である。
本発明は、前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれコイルが設けられ、前記ノズル面調整板には金属板が用いられ、前記第一〜第三のコイルに交流電圧を印加し、形成された磁力線を前記検出信号とし、前記第一〜第三のコイルに流れる交流電流を前記測定信号とするインクジェット塗布装置である。
本発明は、前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれ第一〜第三の超音波射出装置と第一〜第三の超音波検出装置が設けられ、前記ノズル面調整板には超音波反射板が用いられ、前記超音波射出装置から射出された射出超音波を前記検出信号とし、前記ノズル面調整板で反射され、前記第一〜第三の超音波検出装置で検出する反射超音波を前記測定信号とするインクジェット塗布装置である。
本発明は、前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれ第一〜第三の発光装置と第一〜第三の受光装置が設けられ、前記ノズル面調整板には鏡板が用いられ、前記発光装置から射出された射出光を前記検出信号とし、前記ノズル面調整板で反射され、前記第一〜第三の受光装置で検出する反射光を前記測定信号とするインクジェット塗布装置である。
本発明は、基板が配置される基板ステージと、前記基板ステージと相対移動可能に構成されたインクジェットヘッドとを有し、前記インクジェットヘッドのノズル面に設けられたノズル孔から前記基板に対して吐出液が吐出されるように構成された吐出装置であって、前記インクジェットヘッドのノズルは、金属から成るノズル面調整板に形成され、前記基板ステージには、前記基板ステージ表面に対して位置が固定され、検出信号を射出可能な第一〜第三のコイルと、前記第一〜第三のコイルに測定された測定装置と、前記金属板表面の前記基板ステージ表面に対する角度を変化させるノズル面調整機構とを有し、前記第一〜第三のコイルから前記ノズル面調整板に磁力線が検出信号として射出され、前記第一〜第三のコイルに流れる交流電流が測定信号として測定され、前記測定装置が前記ノズル面調整板上の三点と前記基板ステージとの間の距離を算出し、算出された距離から、前記ノズル面調整機構によって前記ノズル面調整板表面と前記基板ステージ表面とを平行にされるインクジェット塗布装置である。
In order to solve the above problems, the present invention includes a substrate stage on which a substrate is disposed, and an inkjet head configured to be relatively movable with respect to the substrate stage, and a nozzle provided on a nozzle surface of the inkjet head. An ejection device configured to eject ejection liquid from a hole to the substrate, wherein a nozzle surface adjustment plate is disposed on the substrate stage, and the inkjet head is disposed on the nozzle surface. First to third sensors whose positions are fixed and capable of emitting detection signals; measuring devices measured by the first to third sensors; and an angle of the nozzle surface to the nozzle surface adjustment plate is changed. A measurement device for measuring a measurement signal generated as a result of the detection signal being emitted from the first to third sensors to the nozzle surface adjustment plate. An ink jet coating apparatus that obtains a distance between three points on the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate and makes the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate parallel to each other by the nozzle surface adjustment mechanism from a measurement result. .
In the present invention, the inkjet head includes a vertical movement device that moves the inkjet head up and down, and the measurement device measures a distance between the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate, and from the measurement result, It is an inkjet coating device which makes a predetermined distance between the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate by a vertical movement device.
In the present invention, a coil is provided in each of the first to third sensors, a metal plate is used for the nozzle surface adjustment plate, an AC voltage is applied to the first to third coils, In the ink jet coating apparatus, the formed magnetic field lines are used as the detection signal, and the alternating current flowing through the first to third coils is used as the measurement signal.
According to the present invention, first to third ultrasonic emission devices and first to third ultrasonic detection devices are provided in the first to third sensors, respectively. A reflected wave ultrasonic wave plate is used, the reflected ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave emitting device is used as the detection signal, reflected by the nozzle surface adjusting plate, and detected by the first to third ultrasonic wave detecting devices. An inkjet coating apparatus using sound waves as the measurement signal.
In the first to third sensors of the present invention, first to third light emitting devices and first to third light receiving devices are provided, respectively, and a nozzle plate is used as the nozzle surface adjustment plate. The inkjet coating apparatus uses the emitted light emitted from the light emitting device as the detection signal, the reflected light reflected by the nozzle surface adjustment plate and detected by the first to third light receiving devices as the measurement signal.
The present invention includes a substrate stage on which a substrate is arranged, and an inkjet head configured to be relatively movable with respect to the substrate stage, and ejects the substrate from nozzle holes provided in a nozzle surface of the inkjet head. An ejection device configured to eject liquid, wherein the nozzle of the inkjet head is formed on a nozzle surface adjustment plate made of metal, and the position of the substrate stage is fixed with respect to the surface of the substrate stage The first to third coils that can emit detection signals, the measuring devices measured by the first to third coils, and the nozzle surface adjustment that changes the angle of the metal plate surface with respect to the substrate stage surface An alternating current that flows from the first to third coils to the nozzle surface adjustment plate as a detection signal and flows to the first to third coils. The flow is measured as a measurement signal, and the measurement device calculates a distance between three points on the nozzle surface adjustment plate and the substrate stage, and the nozzle surface adjustment mechanism calculates the nozzle surface from the calculated distance. An inkjet coating apparatus in which a plate surface and the substrate stage surface are made parallel to each other.

インクジェットヘッドが有する三つ以上の距離センサにより、調整板とノズル面との距離を測定し、ノズル面調整機構により、調整板とノズル面の角度を調整することが可能となる。   It is possible to measure the distance between the adjustment plate and the nozzle surface with three or more distance sensors included in the inkjet head and adjust the angle between the adjustment plate and the nozzle surface with the nozzle surface adjustment mechanism.

図1の符号1は、本発明のインクジェット塗布装置の一例である。
このインクジェット塗布装置1は、台座10と、基板ステージ12と、ガントリ13と、インクジェットヘッド30とを有している。台座10は板状であり、水平に配置され、台座10の表面上に、二本の細長いレール11a、11bが平行に配置されている。
Reference numeral 1 in FIG. 1 is an example of the ink jet coating apparatus of the present invention.
The inkjet coating apparatus 1 includes a pedestal 10, a substrate stage 12, a gantry 13, and an inkjet head 30. The pedestal 10 has a plate shape and is disposed horizontally. On the surface of the pedestal 10, two elongated rails 11a and 11b are disposed in parallel.

二本のレール11a、11bには、それぞれに主基板ステージ移動機構(不図示)が設けられ、板状の基板ステージ12の裏面には、副移動機構(不図示)が設けられている。   Each of the two rails 11 a and 11 b is provided with a main substrate stage moving mechanism (not shown), and a sub-moving mechanism (not shown) is provided on the back surface of the plate-like substrate stage 12.

主基板ステージ移動機構と副基板ステージ移動機構は契合され、副基板ステージ移動機構は、主基板ステージ移動機構に沿って移動できるように構成されている。
基板ステージ12は、レール11a、11bの上に配置され、主基板ステージ移動機構により、レール11a、11b上の一つの平面内を移動できるように構成されている。
The main substrate stage moving mechanism and the sub substrate stage moving mechanism are engaged, and the sub substrate stage moving mechanism is configured to be movable along the main substrate stage moving mechanism.
The substrate stage 12 is disposed on the rails 11a and 11b, and is configured to be movable in one plane on the rails 11a and 11b by the main substrate stage moving mechanism.

ガントリ13は、支柱18a、18bと、印刷ブリッジ18cを有している。支柱18a、18bは、レール11a、11bの外側の台座10の表面上に立設されている。
印刷ブリッジ18cは、基板ステージ12が移動する範囲の高さより上の位置に配置され、立設された支柱18a、18bによって固定されている。
The gantry 13 has struts 18a and 18b and a printing bridge 18c. The columns 18a and 18b are erected on the surface of the base 10 outside the rails 11a and 11b.
The printing bridge 18c is disposed at a position above the height of the range in which the substrate stage 12 moves, and is fixed by upright columns 18a and 18b.

基板ステージ12は、台座10と印刷ブリッジ18cの間の位置を通過するように構成されている。
印刷ブリッジ18cには、その長手方向に沿って細長いヘッド移動装置15が配置されており、インクジェットヘッド30は、ヘッド移動装置15に取り付けられている。
The substrate stage 12 is configured to pass a position between the base 10 and the printing bridge 18c.
An elongated head moving device 15 is disposed along the longitudinal direction of the printing bridge 18 c, and the inkjet head 30 is attached to the head moving device 15.

インクジェットヘッド30はヘッド移動装置15により、印刷ブリッジ18cの長手方向に沿って往復移動できるように構成されている。
インクジェット塗布装置1の外部には塗布液貯蔵タンク19が配置されており、この塗布液貯蔵タンク19とインクジェットヘッド30は接続され、塗布液貯蔵タンク19からインクジェットヘッド30に塗布液が供給される。
The ink jet head 30 is configured to be reciprocally moved along the longitudinal direction of the printing bridge 18 c by the head moving device 15.
A coating solution storage tank 19 is disposed outside the inkjet coating apparatus 1, and the coating solution storage tank 19 and the inkjet head 30 are connected, and the coating solution is supplied from the coating solution storage tank 19 to the inkjet head 30.

インクジェットヘッド30の底面には、ノズルプレート36が設けられている。後述するように、ノズルプレート36には複数の吐出孔39が形成されており、塗布液貯蔵タンク19からインクジェットヘッド30に供給された塗布液は、制御装置(不図示)によって選択された吐出孔から吐出可能に構成されている。   A nozzle plate 36 is provided on the bottom surface of the inkjet head 30. As will be described later, a plurality of discharge holes 39 are formed in the nozzle plate 36, and the coating liquid supplied from the coating liquid storage tank 19 to the inkjet head 30 is selected by a control device (not shown). It can be discharged from.

後述するノズル面調整方法により、ノズルプレート36と基板ステージ12を平行に、且つ、設定された距離だけ離間するように調整し、基板ステージ12上に基板を配置し、主基板ステージ移動機構とヘッド移動装置15を動作させると、図2のように、インクジェットヘッド30を基板上の所望位置に移動させ、吐出孔39から基板16の所望位置に塗布液を着弾させることができる。   The nozzle plate 36 and the substrate stage 12 are adjusted in parallel and separated by a set distance by a nozzle surface adjustment method to be described later, the substrate is placed on the substrate stage 12, and the main substrate stage moving mechanism and the head are arranged. When the moving device 15 is operated, as shown in FIG. 2, the inkjet head 30 can be moved to a desired position on the substrate, and the coating liquid can be landed on the desired position on the substrate 16 from the ejection holes 39.

また、ノズルプレート36と基板ステージ12表面が平行にされた状態では、インクジェットヘッド30は、ヘッド移動装置15により、平行な状態を維持したまま移動され、基板16表面に塗布液を吐出することが出来る。   Further, in a state where the nozzle plate 36 and the surface of the substrate stage 12 are made parallel, the ink jet head 30 can be moved by the head moving device 15 while maintaining the parallel state, and the coating liquid can be discharged onto the surface of the substrate 16. I can do it.

<インクジェットヘッドの構成>
図3(a)は、インクジェットヘッド30の平面図、図3(b)は、インクジェットヘッド30の側面図、図3(c)は、インクジェットヘッド30の斜視図である。
インクジェットヘッド30は、平行度調整装置25とヘッド本体26とを有している。
<Configuration of inkjet head>
3A is a plan view of the inkjet head 30, FIG. 3B is a side view of the inkjet head 30, and FIG. 3C is a perspective view of the inkjet head 30.
The ink jet head 30 includes a parallelism adjusting device 25 and a head main body 26.

平行度調整装置25は、ヘッド固定板32と軸受保持部材34とノズル面調整機構40を有しており、ヘッド固定板32は、ヘッド移動装置15に支持されている。ヘッド本体26と軸受保持部材34は、ノズル面調整機構40を介して連結している。   The parallelism adjusting device 25 includes a head fixing plate 32, a bearing holding member 34, and a nozzle surface adjusting mechanism 40, and the head fixing plate 32 is supported by the head moving device 15. The head body 26 and the bearing holding member 34 are connected via a nozzle surface adjustment mechanism 40.

ヘッド本体26は、タンク部35とタンク部35の底面に固定されたノズルプレート36から構成されている。上述の複数のノズル孔はノズルプレート36に形成されている。符号39は、ノズル孔を示している。   The head main body 26 includes a tank portion 35 and a nozzle plate 36 fixed to the bottom surface of the tank portion 35. The plurality of nozzle holes described above are formed in the nozzle plate 36. Reference numeral 39 indicates a nozzle hole.

軸受保持部材34には、ノズル面調整機構40が内蔵されており、ここでは、例えば、球面軸受37(ヒーハイスト社:SRJシリーズ)とヘッド本体固定部38から構成されている。球面軸受37の形状は球体である。
基板ステージ12と平行な平面をxy平面とし、xy平面と垂直な方向をz方向とする。
The bearing holding member 34 incorporates a nozzle surface adjustment mechanism 40, and here, for example, includes a spherical bearing 37 (Heheist: SRJ series) and a head body fixing portion 38. The shape of the spherical bearing 37 is a sphere.
A plane parallel to the substrate stage 12 is defined as an xy plane, and a direction perpendicular to the xy plane is defined as a z direction.

ノズル面調整機構40は不図示の駆動系と制御装置を有している。駆動系とヘッド本体固定部38には制御装置が接続されており、制御装置の信号により、球面軸受37は、ヘッド本体固定部38を、xz平面内及びyz平面内で、球面軸受37の中心点を中心に回転移動させることができる。   The nozzle surface adjustment mechanism 40 has a drive system and a control device (not shown). A control device is connected to the drive system and the head main body fixing portion 38, and the spherical bearing 37 causes the head main body fixing portion 38 to be centered on the spherical bearing 37 in the xz plane and the yz plane according to a signal from the control device. It can be rotated around a point.

球面軸受37とヘッド本体26は、ヘッド本体固定部38を介して連結されており、球面軸受37を動かすと、ノズルプレート36をxz平面内及びyz平面内で回転移動できるように構成されている。
また、ヘッド本体固定部38に制御装置から信号を送ると、ノズルプレート36が傾いた状態を維持し固定することができるように構成されている。
The spherical bearing 37 and the head main body 26 are connected via a head main body fixing portion 38, and when the spherical bearing 37 is moved, the nozzle plate 36 can be rotated and moved in the xz plane and the yz plane. .
Further, when a signal is sent from the control device to the head main body fixing unit 38, the nozzle plate 36 is maintained in an inclined state and can be fixed.

ヘッド固定板32には、上下移動装置29が設けられており、ヘッド本体26と連結した軸受保持部材34は、上下移動装置29に支持され、ノズルプレート36の傾きを維持したまま、上下移動ができるように構成されている。   The head fixing plate 32 is provided with a vertical movement device 29, and a bearing holding member 34 connected to the head body 26 is supported by the vertical movement device 29 and can move up and down while maintaining the inclination of the nozzle plate 36. It is configured to be able to.

ヘッド固定板32は、ヘッド移動装置15によって支持され、印刷ブリッジ18cの長手方向に沿って往復移動できる。ヘッド本体26と連結した軸受保持部材34は、上下移動装置29に支持されており、ノズルプレート36の傾きを維持したまま、印刷ブリッジ18cの長手方向に沿って移動可能である。   The head fixing plate 32 is supported by the head moving device 15 and can reciprocate along the longitudinal direction of the printing bridge 18c. The bearing holding member 34 connected to the head main body 26 is supported by the vertical movement device 29, and is movable along the longitudinal direction of the printing bridge 18c while maintaining the inclination of the nozzle plate 36.

<ノズル面調整方法>
インクジェットヘッド30は、第一〜第三の距離センサ331〜333を有している。
<Nozzle surface adjustment method>
The inkjet head 30 has first to third distance sensors 33 1 to 33 3 .

第一〜第三の距離センサ331〜333は、ノズルプレート36に対して固定されている。
ノズルプレート36は、厚みが一定であり、タンク部35の底面より広く形成されている。
The first to third distance sensors 33 1 to 33 3 are fixed to the nozzle plate 36.
The nozzle plate 36 has a constant thickness and is formed wider than the bottom surface of the tank portion 35.

ここでは、第一〜第三の距離センサ331〜333は、タンク部35からはみ出たノズルプレート36の外周付近に配置されている。第一〜第三の距離センサ331〜333は、直線上には並べられておらず、三角形を形成し、ノズルプレート36と平行にされている。ノズルプレート36の裏面をノズル面と呼ぶ。 Here, the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 are arranged in the vicinity of the outer periphery of the nozzle plate 36 that protrudes from the tank portion 35. The first to third distance sensors 33 1 to 33 3 are not arranged on a straight line, form a triangle, and are parallel to the nozzle plate 36. The back surface of the nozzle plate 36 is referred to as a nozzle surface.

図4(a)は、ノズルプレート36上に配置された第一〜第三の距離センサ331〜333の内部構造を示す図である。
図4(b)は、ノズルプレート36の真下位置からノズル面を見た図である。
FIG. 4A is a view showing the internal structure of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 arranged on the nozzle plate 36.
FIG. 4B is a view of the nozzle surface viewed from a position directly below the nozzle plate 36.

第一〜第三の距離センサ331〜333は、本発明の第一例では、第一〜第三のコイル281〜283から構成され、第一〜第三のコイル281〜283の中心軸線がノズルプレート36と垂直に配置されている。第一〜第三のコイル281〜283には、第一〜第三の交流電圧電源411〜413と第一〜第三の測定装置421〜423が接続されている。 In the first example of the present invention, the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 are configured by first to third coils 28 1 to 28 3 , and the first to third coils 28 1 to 28 3 are included. Three central axes are arranged perpendicular to the nozzle plate 36. The first to third AC voltage power supplies 41 1 to 41 3 and the first to third measuring devices 42 1 to 42 3 are connected to the first to third coils 28 1 to 28 3 .

基板ステージ12上で基板16が配置される領域以外の基板ステージ12の外周には、基板ステージ12と平行にノズル面調整板20が配置されている。
ノズル面調整板20は金属からなり、厚さは一定である。ノズル面調整板20の表面積は、ノズルプレート36の表面積と同じか、それ以上である。
On the outer periphery of the substrate stage 12 other than the region where the substrate 16 is disposed on the substrate stage 12, a nozzle surface adjustment plate 20 is disposed in parallel with the substrate stage 12.
The nozzle surface adjustment plate 20 is made of metal and has a constant thickness. The surface area of the nozzle surface adjustment plate 20 is equal to or greater than the surface area of the nozzle plate 36.

基板16に印刷する前に、主基板ステージ移動機構とヘッド移動装置15を動作させて、インクジェットヘッド30を、ノズル面調整板20の真上位置にノズルプレート36を移動させ、静止させる。
上下移動装置29を動作させてノズル面調整板20とノズルプレート36を近づける。
Before printing on the substrate 16, the main substrate stage moving mechanism and the head moving device 15 are operated to move the nozzle plate 36 to a position directly above the nozzle surface adjustment plate 20 and to make it stationary.
The vertical movement device 29 is operated to bring the nozzle surface adjustment plate 20 and the nozzle plate 36 closer to each other.

交流電圧電源411〜413に通電して第一〜第三のコイル281〜283に所定の周波数の電圧を印加して交流電流を流すと、検出信号として磁力線が形成され、第一〜第三のコイル281〜283の真下に位置するノズル面調整板20に達すると、その三箇所で渦電流が生じる。 When an alternating current is supplied by applying a voltage of a predetermined frequency to the AC voltage source 41 1 to 41 3 by energizing the first to third coil 28 1-28 3, magnetic field lines are formed as a detection signal, a first When reaching the nozzle surface adjusting plate 20 located just below the third coils 28 1 to 28 3 , eddy currents are generated at the three locations.

測定信号として各コイルに流れる交流電流が測定されており、ノズル面調整板20とノズルプレート36の上に配置された第一〜第三の距離センサ331〜333の下端との各距離が違うと、測定装置421〜423により、第一〜第三のコイル281〜283に流れる交流電流の振幅幅は、それぞれ異なる値が得られ、交流電流と電圧の位相差は、それぞれ異なる値が得られる。ノズル面調整板20とノズルプレート36の上に配置された第一〜第三の距離センサ331〜333の下端との各距離が等しい場合には、第一〜第三のコイル281〜283に流れる交流電流の振幅幅は等しく、交流電流と電圧の位相差は等しい値が得られるように構成されている。 An alternating current flowing through each coil is measured as a measurement signal, and each distance between the nozzle surface adjustment plate 20 and the lower ends of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 disposed on the nozzle plate 36 is determined. If different, the amplitude widths of the alternating currents flowing through the first to third coils 28 1 to 28 3 are obtained by the measuring devices 42 1 to 42 3 , respectively, and the phase difference between the alternating current and the voltage is different from each other. Different values are obtained. When the distances between the nozzle surface adjustment plate 20 and the lower ends of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 arranged on the nozzle plate 36 are equal, the first to third coils 28 1 to 28 1 to amplitude width of the AC current flowing to 28 3 are equal, the phase difference between the alternating current and voltage equal is configured to obtain.

第一〜第三のコイル281〜283に流れる交流電流の振幅幅と、交流電流と電圧の位相差から、ノズルプレート36上の第一〜第三の距離センサ331〜333の下端とノズル面調整板20との遠近の順番を測定することができる。 First to the amplitude width of the third coil 28 1-28 flowing through the 3 AC current, the phase difference between the alternating current and voltage, the first to third lower end of the distance sensor 33 to 333 on the nozzle plate 36 And the nozzle surface adjustment plate 20 can be measured in order of perspective.

第一〜第三の距離センサ331〜333の下端から遠近の差が小さくなる方向に、xz平面内及びyz平面内でノズルプレート36の傾きを調整すると、ノズルプレート36を調整板に対して平行にすることができる。 In the direction in which the difference between the distance from the first to third distance the lower end of the sensor 33 to 333 is reduced, by adjusting the inclination of the nozzle plate 36 in the xz plane and the yz plane, adjustment plate nozzle plate 36 to Can be parallel.

ノズル面調整板20とノズルプレート36の距離を変えながら、第一〜第三のコイル281〜283に流れる交流電流の振幅幅と電圧との位相差を測定する場合に、第一〜第三の距離センサ331〜333内の所定の測定点では、ノズル面調整板20と測定点との間の距離は、測定された振幅幅に略比例し、交流電流と電圧の位相差に略反比例する。 While changing the distance between the nozzle surface adjustment plate 20 and the nozzle plate 36, in the case of measuring the phase difference between the oscillation amplitude and the voltage of the alternating current flowing in the first to third coil 28 1-28 3, first to At predetermined measurement points in the three distance sensors 33 1 to 33 3 , the distance between the nozzle surface adjustment plate 20 and the measurement point is substantially proportional to the measured amplitude width, and is based on the phase difference between the alternating current and the voltage. It is approximately inversely proportional.

予め、ノズル面調整板20からの所定の基準位置と、各測定点を一致させて、交流電流の振幅幅と、交流電流と電圧の位相差を測定しておく。さらに、ノズル面調整板20と基準位置の間の距離と、第一〜第三の距離センサ331〜333の下端と測定点の間の距離を測定しておく。 A predetermined reference position from the nozzle surface adjustment plate 20 and each measurement point are matched with each other, and the amplitude width of the alternating current and the phase difference between the alternating current and the voltage are measured in advance. Further, the distance between the nozzle surface adjustment plate 20 and the reference position and the distance between the lower ends of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 and the measurement point are measured.

ノズル面調整板20から各測定点の間の距離が基準位置でない場合は、第一〜第三の距離センサ331〜333の各測定点に流れる交流電流の振幅幅と交流電流と電圧の位相差を測定し、予め測定したノズル面調整板20と基準位置の間の距離と、基準位置での交流電流の振幅幅と交流電流と電圧の位相差を基に、ノズル面調整板20と各測定点との間の距離を求めることができる。 If the distance between the nozzle face adjusting plate 20 of each measurement point is not the reference position, the amplitude width of the alternating current and the alternating current and voltage flowing through the respective measuring points of the first to third distance sensor 33 to 333 The nozzle surface adjusting plate 20 is measured based on the distance between the nozzle surface adjusting plate 20 measured in advance and the reference position, the amplitude width of the alternating current at the reference position, and the phase difference between the alternating current and the voltage. The distance between each measurement point can be determined.

また、ノズル面調整板20と各測定点との間の距離から第一〜第三の距離センサ331〜333の下端と各測定点の間の距離を差し引くと、ノズル面調整板20と第一〜第三の距離センサ331〜333の下端との間の各距離が求められる。 Further, when the distance between the lower ends of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 and each measurement point is subtracted from the distance between the nozzle surface adjustment plate 20 and each measurement point, the nozzle surface adjustment plate 20 and each distance between the first to third lower end of the distance sensor 33 to 333 is obtained.

ノズルプレート36とxz平面との角度をθxz、ノズルプレート36とyz平面との角度をθyzとすると、ノズル面調整板20と第一〜第三の距離センサ331〜333下端との間の距離と、予め測定しておいた第一〜第三の距離センサ331〜333の間の各距離からθxz及びθyzを求めることができ、球面軸受37を動かして、ノズルプレート36をθxz及びθyzを所定の角度に傾けることができる。ノズル面調整板20とノズルプレート36を平行にする場合は、球面軸受37を動かして、θxz及びθyzを共にゼロにするとノズルプレート36は、ノズル面調整板20に対して平行にすることができる。 When the angle between the nozzle plate 36 and the xz plane is θ xz , and the angle between the nozzle plate 36 and the yz plane is θ yz , the nozzle surface adjustment plate 20 and the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 are lower ends. the distance between, it is possible to determine the theta xz and theta yz from each distance between the first to third distance sensor 33 to 333 measured in advance, by moving the spherical bearing 37, the nozzle plate 36 can be tilted by θ xz and θ yz to a predetermined angle. When the nozzle surface adjustment plate 20 and the nozzle plate 36 are made parallel, the nozzle plate 36 is made parallel to the nozzle surface adjustment plate 20 by moving the spherical bearing 37 and setting both θ xz and θ yz to zero. Can do.

ノズル面調整板20に対してノズルプレート36を平行に調整した後、上下移動装置29を動作させ、ノズル面調整板20に対してノズルプレート36を平行にした状態で設定された距離だけ離間する。   After adjusting the nozzle plate 36 in parallel with the nozzle surface adjustment plate 20, the vertical movement device 29 is operated, and the nozzle plate 36 is separated from the nozzle surface adjustment plate 20 by a set distance in a parallel state. .

基板ステージ12上に基板ステージ12に対して平行に基板16を配置し、主基板ステージ移動機構とヘッド移動装置15を動作させ、ノズル面調整板20に対してノズルプレート36を平行にした状態でインクジェットヘッド30を基板上の所望位置に移動させると、基板16に対してノズルプレート36が平行な状態で基板16表面に塗布液を吐出することができる。   The substrate 16 is disposed on the substrate stage 12 in parallel to the substrate stage 12, the main substrate stage moving mechanism and the head moving device 15 are operated, and the nozzle plate 36 is parallel to the nozzle surface adjustment plate 20. When the inkjet head 30 is moved to a desired position on the substrate, the coating liquid can be discharged onto the surface of the substrate 16 with the nozzle plate 36 parallel to the substrate 16.

ここでは、印刷用の基板16を基板ステージ12上に乗せた状態でノズル面調整板20に対してノズルプレート36を調整するために、ノズル面調整板20を基板ステージ12上の基板16が配置されていない領域に配置したが、印刷用の基板16を基板ステージ12の上に配置する前に、基板ステージ12上に金属からなる測定用の基板16を配置して、測定用の基板16に対するノズルプレート36の傾きを調整し、調整後に測定用の基板16を取出し、基板ステージ12上に印刷用の基板16を配置し、印刷してもよい。   Here, the substrate 16 on the substrate stage 12 is disposed in order to adjust the nozzle plate 36 with respect to the nozzle surface adjustment plate 20 with the printing substrate 16 placed on the substrate stage 12. However, before the printing substrate 16 is placed on the substrate stage 12, the measurement substrate 16 made of metal is placed on the substrate stage 12, and the measurement substrate 16 is placed on the measurement substrate 16. It is also possible to adjust the inclination of the nozzle plate 36, take out the measurement substrate 16 after the adjustment, place the printing substrate 16 on the substrate stage 12, and perform printing.

距離センサは三つ以上あればよく、また、コイルから成る第一〜第三の距離センサ331〜333を基板ステージ12上に配置し、金属で構成されたノズルプレート36又は、ノズルプレート36上に金属板を配置して、第一〜第三の距離センサ331〜333とノズルプレート36との間の距離を測定し、ノズルプレート36の傾きを調整しても良い。 There may be three or more distance sensors, and the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 made of coils are arranged on the substrate stage 12, and the nozzle plate 36 or the nozzle plate 36 made of metal is used. An inclination of the nozzle plate 36 may be adjusted by arranging a metal plate on the top, measuring the distance between the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 and the nozzle plate 36.

以上では、第一例として第一〜第三のコイル281〜283から成る第一〜第三の距離センサ331〜333と金属から成るノズル面調整板20の組合せで距離を測定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第二例として、第一例で第一〜第三のコイル281〜283が配置されていた位置に超音波を射出するセンサを配置し、第一例でノズル面調整板20が配置されていた位置に反射板を配置する。センサから射出超音波を反射板に射出し、反射板により反射された反射超音波をセンサ側で受信し、センサと反射板の間の距離を求める。 Above, as a first example, the distance was measured by the combination of the first to third distance sensors 33 1 to 33 3 composed of the first to third coils 28 1 to 28 3 and the nozzle surface adjustment plate 20 composed of metal. but the present invention is not limited to this arrangement as the second example, a sensor for emitting ultrasonic waves into a position in which the first to third coil 28 1-28 3 has been arranged in the first embodiment And a reflecting plate is arrange | positioned in the position where the nozzle surface adjustment board 20 was arrange | positioned in the first example. The emitted ultrasonic wave is emitted from the sensor to the reflection plate, the reflected ultrasonic wave reflected by the reflection plate is received on the sensor side, and the distance between the sensor and the reflection plate is obtained.

第三例として、第一例で第一〜第三のコイル281〜283が配置されていた位置に光を送信するセンサを配置し、第一例でノズル面調整板20が配置されていた位置に反射板を配置する。光を反射板に照射し、センサ側で反射板により反射された光を受信し、センサと反射板の間の距離を求める。 As a third example, a sensor that transmits light is disposed at the position where the first to third coils 28 1 to 28 3 are disposed in the first example, and the nozzle surface adjustment plate 20 is disposed in the first example. Place the reflector at the position. Light is applied to the reflecting plate, the light reflected by the reflecting plate is received on the sensor side, and the distance between the sensor and the reflecting plate is obtained.

本発明のインクジェット塗布装置の斜視図The perspective view of the inkjet coating apparatus of this invention 本発明のインクジェットヘッドを基板上で移動させ場合のインクジェット塗布装置の斜視図The perspective view of the inkjet coating device in the case of moving the inkjet head of this invention on a board | substrate (a):本発明のインクジェットヘッドの正面図、(b):本発明のインクジェットヘッドの側面図、(c):本発明のインクジェットヘッドの斜視図(A): Front view of the inkjet head of the present invention, (b): Side view of the inkjet head of the present invention, (c): Perspective view of the inkjet head of the present invention. (a):コイルで構成された距離センサが配置されたノズルプレートの斜視図、(b):吐出孔が複数配置されたノズル面の一例(A): A perspective view of a nozzle plate on which a distance sensor composed of a coil is arranged, (b): an example of a nozzle surface on which a plurality of ejection holes are arranged 従来のインクジェット塗布装置の構成図Configuration diagram of a conventional inkjet coating apparatus (a):基板とノズル面が平行な場合のインクジェットの吐出位置のずれを説明する図、(b):基板に対してノズル面が傾いている場合のインクジェットの吐出位置のずれを説明する図(A): The figure explaining the shift | offset | difference of the inkjet discharge position when a board | substrate and a nozzle surface are parallel, (b): The figure explaining the shift | offset | difference of the inkjet discharge position when a nozzle surface inclines with respect to a board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1……インクジェット塗布装置
20……ノズル面調整板
25……平行度調整装置
26……ヘッド本体
281〜283……第一〜第三のコイル
29……上下移動装置
30……インクジェットヘッド
32……ヘッド固定板
331〜333……第一〜第三の距離センサ
34……軸受保持部材
35……タンク部
36……ノズルプレート
37……球面軸受
38……ヘッド本体固定部
39……吐出孔
411〜413……第一〜第三の交流電圧電源
1 ...... inkjet coating device 20 ...... nozzle surface adjustment plate 25 ...... parallelism adjustment device 26 ...... head body 28 1-28 3 ...... first to third coil 29 ...... vertical movement device 30 ...... inkjet head 32 …… Head fixing plate 33 1 to 33 3 …… First to third distance sensor 34 …… Bearing holding member 35 …… Tank portion 36 …… Nozzle plate 37 …… Spherical bearing 38 …… Head body fixing portion 39 ... Discharge holes 41 1 to 41 3 ... First to third AC voltage power supplies

Claims (6)

基板が配置される基板ステージと、
前記基板ステージと相対移動可能に構成されたインクジェットヘッドとを有し、
前記インクジェットヘッドのノズル面に設けられたノズル孔から前記基板に対して吐出液が吐出されるように構成された吐出装置であって、
前記基板ステージには、ノズル面調整板が配置され、
前記インクジェットヘッドには、前記ノズル面に対して位置が固定され、検出信号を射出可能な第一〜第三のセンサと、
前記第一〜第三のセンサに測定された測定装置と、
前記ノズル面の前記ノズル面調整板に対する角度を変化させるノズル面調整機構とを有し、
前記第一〜第三のセンサから前記ノズル面調整板に前記検出信号が射出された結果、生成された測定信号を測定し、前記測定装置が前記ノズル面上の三点と前記ノズル面調整板との間の距離を求め、
測定結果から、前記ノズル面調整機構によって前記ノズル面と前記ノズル面調整板とを平行にできるインクジェット塗布装置。
A substrate stage on which the substrate is placed;
An inkjet head configured to be relatively movable with the substrate stage;
A discharge device configured to discharge a discharge liquid to the substrate from a nozzle hole provided in a nozzle surface of the inkjet head;
A nozzle surface adjustment plate is disposed on the substrate stage,
The inkjet head has a position fixed with respect to the nozzle surface, and first to third sensors capable of emitting a detection signal;
A measuring device measured by the first to third sensors;
A nozzle surface adjustment mechanism that changes an angle of the nozzle surface with respect to the nozzle surface adjustment plate;
As a result of the detection signal being emitted from the first to third sensors to the nozzle surface adjustment plate, a measurement signal generated is measured, and the measurement device measures the three points on the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate. Find the distance between
An ink jet coating apparatus capable of making the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate parallel to each other by the nozzle surface adjustment mechanism based on the measurement result.
前記インクジェットヘッドは、前記インクジェットヘッドを上下移動させる上下移動装置を有し、
前記測定装置は前記ノズル面と前記ノズル面調整板との間の距離を測定し、測定結果から、前記上下移動装置によって、前記ノズル面と前記ノズル面調整板との間を所定の距離にする請求項1記載のインクジェット塗布装置。
The inkjet head has a vertical movement device for moving the inkjet head up and down,
The measurement device measures a distance between the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate, and determines a predetermined distance between the nozzle surface and the nozzle surface adjustment plate by the vertical movement device based on the measurement result. The ink jet coating apparatus according to claim 1.
前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれコイルが設けられ、
前記ノズル面調整板には金属板が用いられ、
前記第一〜第三のコイルに交流電圧を印加し、形成された磁力線を前記検出信号とし、前記第一〜第三のコイルに流れる交流電流を前記測定信号とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載のインクジェット塗布装置。
A coil is provided in each of the first to third sensors,
A metal plate is used for the nozzle surface adjustment plate,
The AC voltage is applied to the first to third coils, the formed magnetic field lines are used as the detection signal, and the AC current flowing through the first to third coils is used as the measurement signal. The inkjet coating apparatus of any one of these.
前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれ第一〜第三の超音波射出装置と第一〜第三の超音波検出装置が設けられ、
前記ノズル面調整板には超音波反射板が用いられ、
前記超音波射出装置から射出された射出超音波を前記検出信号とし、前記ノズル面調整板で反射され、前記第一〜第三の超音波検出装置で検出する反射超音波を前記測定信号とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載のインクジェット塗布装置。
Each of the first to third sensors is provided with first to third ultrasonic emission devices and first to third ultrasonic detection devices, respectively.
An ultrasonic reflector is used as the nozzle surface adjustment plate,
The emitted ultrasonic wave emitted from the ultrasonic wave emission device is used as the detection signal, and the reflected ultrasonic wave reflected by the nozzle surface adjustment plate and detected by the first to third ultrasonic detection devices is used as the measurement signal. The inkjet coating apparatus of any one of Claim 1 or Claim 2.
前記第一〜第三のセンサ内には、それぞれ第一〜第三の発光装置と第一〜第三の受光装置が設けられ、
前記ノズル面調整板には鏡板が用いられ、
前記発光装置から射出された射出光を前記検出信号とし、前記ノズル面調整板で反射され、前記第一〜第三の受光装置で検出する反射光を前記測定信号とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載のインクジェット塗布装置。
In the first to third sensors, first to third light emitting devices and first to third light receiving devices are provided, respectively.
An end plate is used as the nozzle surface adjustment plate,
The emitted light emitted from the light emitting device is used as the detection signal, and the reflected light reflected by the nozzle surface adjustment plate and detected by the first to third light receiving devices is used as the measurement signal. The inkjet coating apparatus according to any one of 2.
基板が配置される基板ステージと、
前記基板ステージと相対移動可能に構成されたインクジェットヘッドとを有し、
前記インクジェットヘッドのノズル面に設けられたノズル孔から前記基板に対して吐出液が吐出されるように構成された吐出装置であって、
前記インクジェットヘッドのノズルは、金属から成るノズル面調整板に形成され、
前記基板ステージには、前記基板ステージ表面に対して位置が固定され、検出信号を射出可能な第一〜第三のコイルと、
前記第一〜第三のコイルに測定された測定装置と、
前記金属板表面の前記基板ステージ表面に対する角度を変化させるノズル面調整機構とを有し、
前記第一〜第三のコイルから前記ノズル面調整板に磁力線が検出信号として射出され、前記第一〜第三のコイルに流れる交流電流が測定信号として測定され、前記測定装置が前記ノズル面調整板上の三点と前記基板ステージとの間の距離を算出し、
算出された距離から、前記ノズル面調整機構によって前記ノズル面調整板表面と前記基板ステージ表面とを平行にされるインクジェット塗布装置。
A substrate stage on which the substrate is placed;
An inkjet head configured to be relatively movable with the substrate stage;
A discharge device configured to discharge a discharge liquid to the substrate from a nozzle hole provided in a nozzle surface of the inkjet head;
The nozzle of the inkjet head is formed on a nozzle surface adjustment plate made of metal,
The substrate stage has a position fixed with respect to the substrate stage surface, and first to third coils capable of emitting a detection signal;
Measuring devices measured on the first to third coils;
A nozzle surface adjustment mechanism that changes an angle of the surface of the metal plate with respect to the surface of the substrate stage,
Magnetic field lines are emitted as detection signals from the first to third coils to the nozzle surface adjustment plate, an alternating current flowing through the first to third coils is measured as a measurement signal, and the measuring device adjusts the nozzle surface. Calculate the distance between the three points on the plate and the substrate stage,
An inkjet coating apparatus in which the nozzle surface adjustment plate surface and the substrate stage surface are made parallel by the nozzle surface adjustment mechanism from the calculated distance.
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