説明

ヘッド検査洗浄装置、ヘッド検査洗浄方法

【課題】ヘッドの洗浄及び検査を効率的に行うことを可能とするヘッド検査洗浄装置およびヘッド検査洗浄方法を提供する。
【解決手段】ヘッド検査洗浄装置1は、溶剤供給部5からインクジェットヘッド3に圧力を印加した溶剤20を供給し、インクジェットヘッド3のノズル11から溶剤20を線状に吐出させてノズル11の洗浄を行うと共に、投影検査部6により溶剤20の投影画像の画像解析を行って溶剤20の飛翔状態を測定し、インクジェットヘッド3の良否を判定する。ヘッド検査洗浄装置1は、インクの溶剤を用いてヘッドの洗浄と検査を同時に行うことで、洗浄工程及び検査工程の簡略化を図ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッド検査洗浄装置及びヘッド検査洗浄方法に関する。詳細には、ヘッドの検査と洗浄を同時に行うことのできるヘッド検査洗浄装置及びヘッド検査洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、パーソナルコンピュータや携帯電話の普及に伴い、高精細かつ軽薄な表示装置が必要とされる。表示装置は、例えば、LCD(液晶ディスプレイパネル)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、有機EL(ElectroLuminescent Display)である。これらの表示装置の構成部材として、カラーフィルタが用いられる。
【0003】
カラーフィルタにおける着色層の形成方法として、インクジェット法、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等の各種方法がある。
インクジェット法では、基板上にパターン形成されたインク受容層にインクを付与することにより、着色層が形成される。あるいは、基板上に遮光部により画設された開口部にインクを塗布することにより、着色層が形成される。
【0004】
カラーフィルタ製造装置は、インクジェットヘッドにインクを供給し、複数のノズル孔からインクを基板に吐出させて着色層を形成する。ノズル孔の加工精度が悪い場合やノズル孔周辺に異物が存在する場合には、インク吐出が不均一となり、着色層に不良が生じる。このため、カラーフィルタ製造装置の運用前にインクジェットヘッドを検査する必要がある。従来は、洗浄後に、インクを供給してインクジェットヘッドの検査が行われる。
【0005】
また、インクの飛翔曲がりを防止するために、インクジェットヘッドのオリフィス部の吐出口を凸状とするカラーフィルタ製造装置が提案されている(例えば、[特許文献1]参照。)。
【0006】
【特許文献1】特開2002−214421号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来のインクジェットヘッドの洗浄と検査は、カラーフィルタ製造装置取付前あるいは取付後に行われるが、洗浄と検査とは別々に行われ、検査にはインクが用いられる。すなわち、インクジェットヘッドの洗浄を行った後に、インクを供給してインク飛翔検査が行われる。しかしながら、インクジェットヘッドの洗浄と検査とが別工程であり、作業効率が悪いという課題がある。また、インクジェットヘッドの検査時にインクが必要であり、インク消費量が増大するという課題がある。
【0008】
また、インクジェットヘッドをカラーフィルタ製造装置に取り付けて洗浄とインク飛翔検査を行い、インク飛翔不良を検出した場合には、カラーフィルタ製造装置からインクジェットヘッドを取り外し、再度、検査対象のインクジェットヘッドを取り付け、洗浄、インク供給、インク飛翔検査を行う必要があり、作業負担が増大するという課題がある。
また、インクの飛翔曲がり防止のためにインクジェットヘッドのオリフィス部を加工するのはコスト的負担が大きいという課題がある。
【0009】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドの洗浄及び検査を効率的に行うことを可能とするヘッド検査洗浄装置およびヘッド検査洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前述した目的を達成するために第1の発明は、複数のノズル孔を有するヘッドが装着されるヘッド装着部と、前記ヘッドに液剤を供給し、前記複数のノズル孔から線状に前記液剤を吐出させる液剤供給部と、前記複数のノズル孔から線状に吐出される液剤の間隔を測定して前記ヘッドから吐出される前記液剤の飛翔状態を検査するヘッド検査部と、を具備し、前記ヘッドの検査と前記ヘッドの洗浄とを同時に行うことを特徴とするヘッド検査洗浄装置である。
【0011】
ヘッドは、インクジェットヘッド等のヘッドである。ヘッドは、複数のノズル孔を有する。ヘッド装着部は、検査洗浄対象のヘッドを装着するための装置である。ヘッド装着部は、ヘッドの着脱が可能である。溶剤供給部は、ヘッドに液剤を供給する装置である。ヘッド検査洗浄装置は、溶剤供給部からヘッドに液剤を供給し、複数のノズル孔から線状(シャワー状)に液剤を吐出させ、ヘッドの検査と洗浄とを同時に行う。
【0012】
複数のノズル孔から吐出される液剤の飛翔状態(軌跡)を測定することにより、ヘッドの検査が行われる。例えば、ノズル孔の加工精度に偏りがある場合やノズル孔の周辺に異物がある場合には、吐出される液剤の飛翔状態が不均一になる。
【0013】
第1の発明では、事前にヘッド検査洗浄装置がヘッドの検査及び洗浄を行い、運用時には良品のヘッドがカラーフィルタ製造装置に装着されるので、カラーフィルタ製造装置においてヘッド交換作業を行う必要がない。また、検査工程と洗浄工程とを同時に行うので、工程数を削減することができる。
【0014】
また、液剤の吐出間隔を測定してヘッドを検査するようにしてもよい。このように、液剤の吐出間隔を測定してヘッドを検査することによりヘッドの検査の自動化、および効率化を行うことができる。
【0015】
また、液剤供給部から圧力を印加し、ノズル孔から液剤を線状に吐出させてヘッドの洗浄を行うようにしても良い。このように、ノズル孔に圧力を印加して液剤を吐出させることで、ノズル孔の検査と同時にノズル孔の洗浄を行うことができる。
【0016】
また、ヘッド検査洗浄装置に、ノズル孔から吐出される液剤に光を照射する投光部と、ノズル孔から吐出される液剤の投影画像を取得して解析する投影画像取得解析部とを設けるようにしても良い。
【0017】
投光部は、光源である。投光部は、例えば、蛍光、ハロゲン、電球、LEDライト等の方向性を持つ光源である。
投影画像取得解析部は、吐出液剤の投影画像を撮像するCCDカメラ等の撮像装置や当該投影画像を解析する解析装置を備える。
これにより、吐出液剤の投影画像を画像解析して検査を行い、視認性を向上させて自動的かつ効率的にヘッドの不良を判定することができる。
【0018】
また、ヘッド検査洗浄装置は、ヘッドを所定の角度だけ回転させて、投光部から照射される光の照射角度を相対的に変えるようにしても良い。
このように、ヘッドを回転させて、異なる方向から吐出液剤の飛翔状態を測定することにより、ヘッドの良否判定の精度を高めることができる。
【0019】
また、ヘッドに供給する液剤として、インクやインクの溶剤を用いることができる。溶剤はインクに含まれる主要成分であり、インクの吐出特性と溶剤の吐出特性とは酷似するので、インクに代えて溶剤を用いても検査精度に影響はない。
【0020】
第2の発明は、複数のノズル孔を有するヘッドを液剤供給部に連結するヘッド連結ステップと、前記液剤供給部から前記ヘッドに液剤を供給し、前記複数のノズル孔から線状に前記液剤を吐出させる液剤供給ステップと、前記複数のノズル孔から線状に吐出される液剤の間隔を測定して前記ヘッドから吐出される前記液剤の飛翔状態を検査するヘッド検査ステップと、を具備し、前記ヘッドの検査と前記ヘッドの洗浄とを同時に行うことを特徴とするヘッド検査洗浄方法である。
【0021】
第2の発明は、ヘッドの検査とヘッドの洗浄とを同時に行うヘッド検査洗浄方法に関する発明である。
第3の発明は、第2の発明のヘッド検査洗浄方法を備えるカラーフィルタの製造方法に関する発明である。第3の発明のカラーフィルタの製造方法では、第2の発明のヘッド検査洗浄方法によって検査洗浄されたヘッドを用いてカラーフィルタが製造される。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、ヘッドの洗浄及び検査を効率的に行うことを可能とするヘッド検査洗浄装置およびヘッド検査洗浄方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るカラーフィルタ製造装置及び製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【0024】
(1.ヘッド検査洗浄装置1の構成)
最初に、図1を参照しながら、ヘッド検査洗浄装置1の構成について説明する。
図1は、ヘッド検査洗浄装置1の構成図である。
【0025】
ヘッド検査洗浄装置1は、制御部2、インクジェットヘッド3が装着されるヘッド装着部21、移動回転部4、溶剤供給部5、投影検査部6から構成される。
投影検査部6は、光8を放射する投光部7、投影画像取得部9、投影画像解析部10から構成される。
ヘッド検査洗浄装置1は、インクジェットヘッド3の検査及び洗浄を行う装置である。
【0026】
インクジェットヘッド3は、カラーフィルタ製造時にカラーフィルタ製造装置(図示せず)に装着され、着色剤等を含むインクを基板上に吐出する装置である。インクジェットヘッド3は、ヘッド装着部21を介して液剤供給部5に連結される。
ヘッド装着部21は、インクジェットヘッド3を取り付けて固定する装置である。
【0027】
移動回転部4は、インクジェットヘッド3の移動、回転及び位置決めを行う装置である。尚、移動機構としては、汎用の移動用アクチュエータやガイド機構を用いることができる。例えば、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータを用い、ガイド機構として、直線移動機構、エアースライドを用いることができる。回転機構としては、例えばステップモータ、サーボモータ等を用いることができる。移動回転部4は、ヘッド装着部21を移動、回転させることで、インクジェットヘッド3の移動、回転を行うことができる。
【0028】
溶剤供給部5は、制御部2から送られる制御信号に従い、インクジェットヘッド3にインクの溶剤を供給する。尚、溶剤供給部5は、所定の圧力をかけてインクジェットヘッド3に溶剤を供給し、当該インクジェットヘッド3の複数のノズル11から溶剤20を線状(シャワー状)に吐出させる。
【0029】
投光部7は、光源である。投光部7は、例えば、蛍光、ハロゲン、電球、LEDライト等の方向性を持つ光源である。投光部7は、インクジェットヘッド3の複数のノズル11から吐出される溶剤20に光8を照射する。
【0030】
投影画像取得部9は、溶剤20の投影画像を取得する装置である。投影画像取得部9は、例えば、CCDカメラである。
投影画像解析部10は、投影画像取得部9が取得した溶剤20の投影画像を演算処理して画像解析する装置である。投影画像解析部10は、インクジェットヘッド3のノズル11の吐出不良を自動的に判定する。
【0031】
制御部2は、演算処理や各装置の動作制御を行う装置である。制御部2は、CPU(中央演算処理装置)やメモリを備える。制御部2は、インクジェットヘッド3に供給する溶剤20の量、圧力、吐出タイミング等に関する制御信号を溶剤供給部5に送る。また、制御部2は、インクジェットヘッド3の移動、回転、および位置決めに関する制御信号を回転移動部4に送る。
また、制御部2は、投影検査部6の投影画像解析部10としての機能を備えるようにしても良い。
【0032】
(2.インクジェットヘッド3の洗浄および検査)
次に、図2〜図4を参照しながら、インクジェットヘッド3の洗浄および検査について説明する。
図2は、インクジェットヘッド3の洗浄及び検査を示すフローチャートである。
【0033】
まず、インクジェットヘッド3がヘッド検査洗浄装置1のヘッド装着部21に装着されて固定される(ステップ1001)。制御部2は、移動回転部4にインクジェットヘッド3の移動や位置決めに関する制御信号を送る。移動回転部4はインクジェットヘッド3の位置を固定する。
【0034】
制御部2は、インクジェットヘッド3に供給する溶剤の量、圧力、吐出タイミング等に関する制御信号を溶剤供給部5に送る。当該溶剤供給部5は制御信号に基づき、溶剤をインクジェットヘッド3に供給する(ステップ1002)。
【0035】
インクジェットヘッド3の複数のノズル11から所定の圧力を有する溶剤20が線状(シャワー状)に吐出される。溶剤20を断続的に滴下させるのではなく、所定の圧力をかけることで溶剤20を連続的に線状に吐出させることにより、インクジェットヘッド3の複数のノズル11が洗浄される。同時に、複数のノズル11から線状に吐出される溶剤20を測定することによりインクジェットヘッド3のノズル11の検査が行われる(ステップ1003)。
【0036】
図3は、インクジェットヘッド3の検査を示す図である。
投光部7は、インクジェットヘッド3の複数のノズル11から線状に吐出される溶剤20に、A方向から光8を照射する。
【0037】
図4は、投影画像30を示す図である。
投影画像30は、インクジェットヘッド3及び溶剤20をC方向から撮像した画像である。投影画像30は、投影画像取得部9により取得される。
インクジェットヘッド3は、複数のノズル11−1〜11−8を備え、それぞれのノズル11から溶剤20が吐出される。
【0038】
投影画像解析部10は、吐出溶剤20の投影画像30を解析して飛翔判定を行う(ステップ1004)。投影画像解析部10は、ノズル11−1〜11−8から距離13だけ離れた位置の線状に吐出される溶剤20の間隔15−1〜15−7を測定する。
【0039】
投影画像解析部10は、測定した間隔15−1〜15−7が等間隔である場合には、インクジェットヘッド3は良品であると判断し(ステップ1004の「良」)、当該インクジェットヘッド3をカラーフィルタ製造装置(図示せず)に装着して運用する(ステップ1005)。
【0040】
投影画像解析部10は、測定した間隔15−1〜15−7が等間隔でない場合には、インクジェットヘッド3が不良であると判断する(ステップ1004の「不良」)。図4では、間隔15−6及び間隔15−7が他の間隔15−1〜15−5とは異なるので、ノズル11−7が不良ノズルとして検出される。不良と判断されたインクジェットヘッド3には、加工精度の偏りやノズル孔周辺に異物が存在する可能性がある。従って、このインクジェットヘッド3は、カラーフィルタ製造装置には装着されない。
【0041】
このように、本実施の形態では、ヘッド検査洗浄装置1は、インクジェットヘッド3をカラーフィルタ製造装置に取り付ける前に、溶剤20を用いて洗浄と検査とを同時に行うので、洗浄・検査工程の簡略化と工程削減を行うことができる。
また、インクジェットヘッド3のノズル11の検査は、溶剤20の投影画像30を自動的に解析することにより、検査時間の短縮を図り、検査精度を向上させることができる。
【0042】
尚、投影画像取得部9は、C方向から投影画像30を取得するとして説明したが、投光部7から光8を照射するA方向と同じ方向から溶剤20の画像を取得しても良い。
【0043】
また、投影画像解析部10が溶剤20の投影画像30を解析してインクジェットヘッド3の良否判定を行うものとして説明したが、検査者が溶剤20の飛翔状態を目視観察することで、インクジェットヘッド3の不良を判定するようにしても良い。
【0044】
(3.インクジェットヘッド3の回転)
次に、図5及び図6を参照しながら、インクジェットヘッド3を回転させた時の検査方法について説明する。
【0045】
図5は、回転後のインクジェットヘッド3−2の検査を示す図である。
回転前のインクジェットヘッド3−1の位置は、図3に示すインクジェットヘッド3の位置と同じであり、投光部7からの光8の照射方向(A方向)とインクジェットヘッド3−1の長手方向(ノズル11の直列方向)とが垂直を成している。
【0046】
まず、回転前のインクジェットヘッド3−1の状態で、インクジェットヘッド3−1が良品であると判定され、更に検査精度を上げるためにインクジェットヘッド3−1の角度を変えて検査を行う場合を想定する。
【0047】
移動回転部4は、制御部2からの制御信号に基づき、ヘッド装着部21及びインクジェットヘッド3−1をB方向に所定の角度だけ回転させる。
以降のインクジェットヘッド3−2の洗浄及び検査の手順は、図2のステップ1001〜ステップ1005の処理と同様である。
【0048】
図6は、投影画像30aを示す図である。
投影画像30aは、図5のインクジェットヘッド3−2から吐出される溶剤20aをC方向から撮像した画像である。投影画像30aは、投影画像取得部9により取得される。
C方向と、インクジェットヘッド3−2のノズル11−1〜11−8の直列方向とは垂直ではない。従って、投影画像30aでは、ノズル11−1〜11−8から距離13だけ離れた位置の線状に吐出される溶剤20の間隔17−1〜17−7は、実際の間隔15−1〜15−7より狭く測定される。
【0049】
投影画像解析部10は、吐出溶剤20aの投影画像30aを解析して、飛翔判定を行う。投影画像解析部10は、ノズル11−1〜11−8から距離13だけ離れた位置の線状に吐出される溶剤20aの間隔17−1〜17−7を測定する。
【0050】
回転前の位置での飛翔判定でインクジェットヘッド3−1が良品であると判定されたとしても、B方向に回転させインクジェットヘッド3−2の位置で飛翔判定を行うと、間隔17−1〜17−7が等間隔でなく、不良と判定される場合もある。
【0051】
このように、インクジェットヘッド3を1方向からだけでなく、回転を加えて複数方向について飛翔検査を行うことにより、高精度にインクジェットヘッド3の良否判定を行うことができる。
【0052】
(4.実施例)
以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。
【0053】
[1.実施例1]
[1−1.ヘッド検査洗浄装置(飛翔検査装置)構成]
ヘッドとして、30umのノズル孔が1000um間隔で一列に60個配置されるインクジェットヘッドを用いた。
インクジェットヘッドの洗浄および飛翔検査の液剤として、インクジェット用インクの溶媒を主溶媒とする液剤を用いた。
飛翔検査装置の光学系としては、液剤を照射するストロボと飛翔状態を撮像するCCDカメラを用いた。
液剤をインクジェットヘッドへ供給する液剤供給装置の機構としてチューブポンプを用い、インクジェットヘッド内への異物混入による吐出不良を防止するため、SUS(Stainless Used Steel)製の5umメッシュフィルターを用いた。
【0054】
[1−2.ヘッド検査洗浄工程]
上記インクジェットヘッドを用意し、ストロボとCCDカメラの間に液剤の撮像方向とインクジェットのノズル列が直交するように、飛翔検査装置のヘッド装着部に配置した。
上記液剤供給装置によるインクジェットヘッドへの液剤の供給を行った。この時、全ノズル孔から線状に液剤が吐出するまで、チューブポンプの回転を停止状態から序々に単位時間あたりの回転数を上げて液剤供給量を制御した。
液剤飛翔状態を最端ノズルから撮像するため、インクジェットヘッドの最端ノズル孔の位置を撮像可能な視野内へ移動させた。飛翔検査装置の飛翔観察用モニターには隣接する複数のノズル孔から液剤が線状に吐出される画像が映し出されていた。
飛翔検査で良否判定の条件とする吐出された液剤の検出位置をインクジェットヘッドノズル孔から500umの距離に設定し、ノズル孔中心から撮像方向と直交する方向に±70umの範囲内で吐出されていることを良品とした。
インクジェットヘッドをノズル列方向に定期ピッチにて自動で移動させ、全ノズルを目視観察したが飛翔曲がりは無かった。また、飛翔検査装置の撮像画像から飛翔方向を解析した飛翔検査結果ではカラーフィルタ生産装置でインクジェット塗布した際に混色などの表示で問題となる飛翔不良は検出されなかった。
次に、飛翔検査精度を上げるため、液剤撮像方向からのノズル孔間隔が170umになるようにインクジェットヘッドを中心回転させた。その後、前述した飛翔検査同様に最端ノズルから順次飛翔検査を行ったがカラーフィルタ生産装置でインクジェット塗布した際に混色などの表示で問題となる飛翔不良は検出されなかった。
【0055】
[1−3.着色層形成用基板作製]
カラーフィルタ用ガラス材として用いられている厚み0.7mm、横370mm、縦470mmのCorning社製EAGLE2000を用意し、このガラス基材上にフォトリソグラフィ法にて樹脂製のブラックマトリクスを形成した。
ブラックマトリクスは開口部が150μm×410μm、遮光部分の線幅が画素長軸方向に100μm、画素短軸方向に20μmとなるように形成し、画素短軸方向に170μmピッチにて2400(800×3)画素、画素長軸方向に510μmピッチにて600画素ずつ配置されるものとした。またこの際、遮光部分の膜厚は平均1.5μmとした。
上記ブラックマトリクス付ガラス基材に対し、フッ素化合物を導入ガスとしたプラズマ処理を加えることにより、ブラックマトリクスの表面を撥液性に、それ以外の領域(着色層形成用領域)を親液性とした。このとき表面張力40mN/mの液体との接触角は、ブラックマトリクス上で60°、着色層形成用領域で10°であった。
【0056】
[1−4.着色層形成工程]
上記親疎液性を有する着色層形成用基板に対し、上記液剤飛翔検査で良品と判定したインクジェットヘッドを用いて着色層形成用塗工液を塗布した。着色層形成用塗工液は、カラーフィルタ用顔料と熱硬化型樹脂等からなるRGB各色の顔料分散型インクを用い、1つの開口部(着色層形成用領域)あたり50滴にて所望のカラーフィルタの色が表現できるように濃度を設計したものを用いた。
上記インクジェットヘッドは、1色につき1ヘッド、すなわちRGB3色にて3ヘッドを用いた。インクジェットヘッドへの印加電圧は75V、パルス幅は2μsに設定した。
塗布は、各着色層形成用領域(1画素)あたり1ノズルが配置されるように位置決めして行い、ノズルから吐出された着色層形成用塗工液の各液滴が、上記着色層形成用領域内に着弾するように行った。また、着色層形成用塗工液は画素短軸方向にRGBの順に繰り返し配置し、画素長軸方向には同色が並ぶように配置した。そして、インクジェットヘッドを画素長軸方向に走査しつつ着色層形成用塗工液を塗布した。この際、各色の着色層形成用塗工液は開口部全域に塗れ広がり、かつ異なる色同士混色することは無かった。
【0057】
[1−5.プリベイク工程]
上記着色層形成用塗工液を着弾させたカラーフィルタ用基板を加熱機構を備えた減圧加熱乾燥装置内に配置し減圧加熱乾燥した。
基板と加熱機構を備えるステージとのギャップはSUS製の5mmピンを用いて設定した。加熱設定温度は30℃とした。減圧圧力は10Pa、減圧保持時間70secに設定した。尚、設定減圧圧力到達時間は15secであった。この時の基板温度は30℃であった。
プリベイク後の着色層形成用塗工液は、先端の直径が12μmの針で5mgの圧力にて表面を触針しても傷が入らない程度に固化し、混色しない状態であった。
【0058】
[1−6.ポストベイク工程]
上記プリベイク工程が終了したカラーフィルタ用基板を200度のオーブンに設置し、30分間ポストベイクを行った。
【0059】
[1−7.着色層形状検査工程]
上記ポストベイク後のカラーフィルタ用基板は、混色、クラック、表面荒れ、色ムラ等、表示に影響を及ぼすといった欠陥が無く、良質なカラーフィルタ用基板が作製できた。
【0060】
[2.実施例2]
[2−1.ヘッド検査洗浄装置(飛翔検査装置)構成]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0061】
[2−2.ヘッド検査洗浄工程]
実施例1とは別のインクジェットヘッドを用意し、ストロボとCCDカメラの間に液剤の撮像方向とインクジェットのノズル列が直交するように、飛翔検査装置のヘッド装着部に配置した。
上記液剤供給装置によるインクジェットヘッドへの液剤の供給を行った。この時、全ノズル孔から線状に液剤が吐出するまで、チューブポンプの回転を停止状態から序々に単位時間あたりの回転数を上げて液剤供給量を制御した。
液剤飛翔状態を最端ノズルから撮像するため、インクジェットヘッドの最端ノズル孔の位置を撮像可能な視野内へ移動させた。飛翔検査装置の飛翔観察用モニターには隣接する複数のノズル孔から液剤が線状に吐出される画像が映し出されていた。
飛翔検査で良否判定の条件とする吐出された液剤の検出位置をインクジェットヘッドノズル孔から500umの距離に設定し、ノズル孔中心から撮像方向と直交する方向に±70umの範囲内で吐出されていることを良品とした。
インクジェットヘッドをノズル列方向に定期ピッチにて自動で移動させ、全ノズルを目視観察したが飛翔曲がりは無かった。また、飛翔検査装置の撮像画像から飛翔方向を解析した飛翔検査結果では、ノズル孔配列方向の飛翔曲がりにおいて50umの飛翔曲がりが検出されたがカラーフィルタ生産装置でインクジェット塗布した際に混色などの表示で問題となる飛翔不良は検出されなかった。
次に、飛翔検査精度を上げるため、液剤撮像方向からのノズル孔間隔が170umになるようにインクジェットヘッドを中心回転させた。その後、前述した飛翔検査同様に最端ノズルから順次飛翔検査を行ったがカラーフィルタ生産装置でインクジェット塗布した際に混色などの表示で問題となる飛翔不良は検出されなかった。
【0062】
[2−3.着色層形成用基板作製]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0063】
[2−4.着色層形成工程]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0064】
[2−5.プリベイク工程]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0065】
[2−6.ポストベイク工程]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0066】
[2−7.着色層形状検査工程]
上記ポストベイク後のカラーフィルタ用基板は、混色、クラック、表面荒れ、色ムラ等、表示に影響を及ぼすといった欠陥が無く、良質なカラーフィルタ用基板が作製できた。
【0067】
[3.実施例3]
[3−1.ヘッド検査洗浄装置(飛翔検査装置)構成]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0068】
[3−2.ヘッド検査洗浄工程]
実施例1および実施例2とは別のインクジェットヘッドを用意し、ストロボとCCDカメラの間に液剤の撮像方向とインクジェットのノズル列が直交するように、飛翔検査装置のヘッド装着部に配置した。
上記液剤供給装置によるインクジェットヘッドへの液剤の供給を行った。この時、全ノズル孔から線状に液剤が吐出するまで、チューブポンプの回転を停止状態から序々に単位時間あたりの回転数を上げて液剤供給量を制御した。
液剤飛翔状態を最端ノズルから撮像するため、インクジェットヘッドの最端ノズル孔の位置を撮像可能な視野内へ移動させた。飛翔検査装置の飛翔観察用モニターには隣接する複数のノズル孔から液剤が線状に吐出される画像が映し出されていた。
飛翔検査の良否判定条件としては、インクジェットヘッドノズル孔からの吐出された液剤の長さが500umの位置で、ノズル孔中心から撮像方向と直行する方向に±70umの範囲内で吐出されていることを良品の判定基準とした。
インクジェットヘッドをノズル列方向に定期ピッチにて自動で移動させ、全ノズルを目視観察したが飛翔曲がりは無かった。また、飛翔検査装置の撮像画像から飛翔方向を解析した飛翔検査結果では、95umの飛翔曲がりが検出され、不良ヘッドと判断した。
【0069】
[3−3.着色層形成用基板作製]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0070】
[3−4.着色層形成工程]
上記液剤飛翔検査において不良品と判定したヘッドは本来であればカラーフィルタ生産装置への搭載は無いが、上記親疎液性を有する着色層形成用基板に対し、着色層形成用塗工液を塗布した。着色層形成用塗工液は、カラーフィルタ用顔料と熱硬化型樹脂等からなるRGB各色の顔料分散型インクを用い、1つの開口部(着色層形成用領域)あたり50滴にて所望のカラーフィルタの色が表現できるように濃度を設計したものを用いた。
上記インクジェットヘッドは、1色につき1ヘッド、すなわちRGB3色にて3ヘッドを用いた。インクジェットヘッドへの印加電圧は75V、パルス幅は2μsに設定した。
塗布は、各着色層形成用領域(1画素)あたり1ノズルが配置されるように位置決めして行い、ノズルから吐出された着色層形成用塗工液の各液滴が、上記着色層形成用領域内に着弾するように行った。また、着色層形成用塗工液は画素短軸方向にRGBの順に繰り返し配置し、画素長軸方向には同色が並ぶように配置した。そして、インクジェットヘッドを画素長軸方向に走査しつつ着色層形成用塗工液を塗布した。
【0071】
[3−5.プリベイク工程]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0072】
[3−6.ポストベイク工程]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0073】
[3−7.着色層形状検査工程]
上記ポストベイク後のカラーフィルタ用基板は、塗布方向に定期ピッチのスジムラが確認された。また、上記スジムラ内に混色が確認でき、良質なカラーフィルタ用基板は作製出来なかった。
【0074】
[4.実施例4]
[4−1.ヘッド検査洗浄装置(飛翔検査装置)構成]
[実施例1]と同様であるので説明を省略する。
【0075】
[4−2.ヘッド検査洗浄工程]
実施例1から実施例3とは別のインクジェットヘッドを用意し、ストロボとCCDカメラの間に液剤の撮像方向とインクジェットのノズル列が直交するように、飛翔検査装置のヘッド装着部に配置した。
上記液剤供給装置によるインクジェットヘッドへ液剤の供給を行った。この時、全ノズル孔から線状に液剤が吐出するまで、チューブポンプの回転を停止状態から序々に単位時間あたりの回転数を上げて液剤供給量を制御した。
液剤飛翔状態を最端ノズルから撮像するため、インクジェットヘッドの最端ノズル孔の位置を撮像可能な視野内へ移動させた。飛翔検査装置の飛翔観察用モニターには隣接する複数のノズル孔から液剤が線状に吐出される画像が映し出されていた。
飛翔検査で良否判定の条件とする吐出された液剤の検出位置をインクジェットヘッドノズル孔から500umの距離に設定し、ノズル孔中心から撮像方向と直交する方向に±70umの範囲内で吐出されていることを良品とした。
インクジェットヘッドをノズル列方向に定期ピッチにて自動で移動させ、全ノズルを目視観察した。飛翔曲がりは無かったが吐出しないノズル孔が確認された。また、飛翔検査装置の撮像画像から飛翔方向を解析した飛翔検査結果でも吐出しないノズル孔が検出された。
吐出しないノズルを有するためカラーフィルタ生産装置への搭載は行わなかった。
【0076】
[5.飛翔検査結果とカラーフィルタ品質検査結果]
図7は、上記[実施例1]〜[実施例4]における飛翔検査結果とカラーフィルタ品質検査結果とを示す図である。
ヘッド良品判定は、検査対象のインクジェットヘッドの良否判定を示す。飛翔検査結果は、ヘッド検査洗浄装置(飛翔検査装置)による飛翔検査結果を示す。カラーフィルタ品質検査結果は、作製されたカラーフィルタの品質検査結果を示す。
【0077】
先述したように[実施例1]において、飛翔検査では、検査対象のインクジェットヘッドの全てのノズルにおいて飛翔曲がりがなくインク吐出状態は良好であった。これらのインクジェットヘッドを用いて作製されたカラーフィルタの品質検査では、表示に影響する欠陥はなかった。
また[実施例2]において、飛翔検査では、検査対象のインクジェットヘッドのノズルにおける飛翔曲がりは小さく、これらのインクジェットヘッドを用いて作製されたカラーフィルタの品質検査では、表示に影響する欠陥はなかった。
【0078】
一方[実施例3]において、飛翔検査では、検査対象のインクジェットヘッドのノズルにおける飛翔曲がりが大きく、これらのインクジェットヘッドを用いて作製されたカラーフィルタの品質検査では、スジムラ及び混色欠陥が確認された。尚、この[実施例3]では飛翔検査によって検査対象のインクジェットヘッドは不良と判定されたが、飛翔検査の精度を実証するためにカラーフィルタ品質検査を行った。
また[実施例4]において、飛翔検査では、検査対象のインクジェットヘッドのノズルにインク吐出ができないものがあり、これらのインクジェットヘッドについてはカラーフィルタ生産装置に搭載しなかった。
【0079】
このように、飛翔検査結果とカラーフィルタ品質検査結果とが対応するので、飛翔検査結果に応じて検査対象のインクジェットヘッドの良否を判定した上で、これらのインクジェットヘッドをカラーフィルタ生産装置に搭載するか否かを決定することができる。検査対象のインクジェットヘッドをカラーフィルタ生産装置に搭載することなく当該検査対象のインクジェットヘッドを検査することができるので、インクジェットヘッドの検査に係る作業負担を軽減することができる。
【0080】
(5.その他)
以上詳細に説明したように、インクジェットヘッドをカラーフィルタ製造装置に装着する前段階で、洗浄と検査を行って良品を使用するので、カラーフィルタ製造装置に装着後の不良品交換という余分な工程を削減することができる。
また、本実施の形態によるヘッド検査洗浄装置では、インクの溶剤に所定の圧力をかけてインクジェットヘッドに供給することで、洗浄と検査とを同時に行うことができる。従って、洗浄と検査の工程の簡略化と時間短縮の効果がある。
【0081】
また、吐出溶剤の画像を取得し、画像解析してインクジェットヘッドを検査することにより検査時間の短縮と検査精度を向上させることができる。また、検査の自動化によるコストの低減を図ることができる。
また、複数方向から吐出溶剤の飛翔検査を行うことで、検査精度を向上させることができる。
また、本実施の形態のヘッド検査洗浄装置は、インクジェットヘッドに限らず、例えば、複数のノズルを有する他の部材の検査洗浄にも用いることができる。
【0082】
尚、上述の実施の形態では、ヘッドに供給する液剤として、溶剤を用いるものと説明したがこれに限定されない。実際に使用するインクを用いることもできる。しかしながら、溶剤はインクの主要成分であり、インクの吐出特性と溶剤の吐出特性とは酷似するので、インクに代えて溶剤を用いても検査精度に影響はない。また、溶剤供給機構は、インク供給機構と比較して簡易な装置構成とすることができる。さらに、インクに代えて溶剤を用いることにより費用的負担を軽減することができる。
【0083】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるヘッド検査洗浄装置及び方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】ヘッド検査洗浄装置1の構成図
【図2】ヘッド検査と洗浄のフローチャート
【図3】インクジェットヘッド3の検査と洗浄を示す図
【図4】溶剤20の投影画像30を示す図
【図5】回転後のインクジェットヘッド3−2の検査と洗浄を示す図
【図6】回転後の溶剤20aの投影画像30aを示す図
【図7】[実施例1]〜[実施例4]における飛翔検査結果とカラーフィルタ品質検査結果とを示す図
【符号の説明】
【0085】
1………ヘッド検査洗浄装置
2………制御部
3、3−1、3−2………インクジェットヘッド
4………移動回転部
5………溶剤供給装置
6………投影検査部
7………投光装置
8………光
9………投影画像取得装置
10………投影画像解析装置
11−1〜11−8………ノズル
15−1〜15−7、17−1〜17−7………間隔
20、20a………溶剤
21………ヘッド装着部
30、30a………投影画像

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のノズル孔を有するヘッドが装着されるヘッド装着部と、
前記ヘッドに液剤を供給し、前記複数のノズル孔から線状に前記液剤を吐出させる液剤供給部と、
前記複数のノズル孔から線状に吐出される液剤の間隔を測定して前記ヘッドから吐出される前記液剤の飛翔状態を検査するヘッド検査部と、
を具備し、
前記ヘッドの検査と前記ヘッドの洗浄とを同時に行うことを特徴とするヘッド検査洗浄装置。
【請求項2】
前記液剤供給部から圧力を印加し、前記ノズル孔から前記液剤を線状に吐出させて前記ヘッドの洗浄を行うことを特徴とする請求項1に記載のヘッド検査洗浄装置。
【請求項3】
少なくとも1つ以上の前記線状に吐出される液剤に光を照射する投光部と、
少なくとも1つ以上の前記線状に吐出される液剤の投影画像を取得して解析する投影画像取得解析部と、
を具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヘッド検査洗浄装置。
【請求項4】
前記ヘッドを回転させる回転部を具備することを特徴とする請求項3に記載のヘッド検査洗浄装置。
【請求項5】
前記液剤は、インクに含まれる少なくとも1つ以上の溶剤であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のヘッド検査洗浄装置。
【請求項6】
複数のノズル孔を有するヘッドを液剤供給部に連結するヘッド連結ステップと、
前記液剤供給部から前記ヘッドに液剤を供給し、前記複数のノズル孔から線状に前記液剤を吐出させる液剤供給ステップと、
前記複数のノズル孔から線状に吐出される液剤の間隔を測定して前記ヘッドから吐出される前記液剤の飛翔状態を検査するヘッド検査ステップと、
を具備し、
前記ヘッドの検査と前記ヘッドの洗浄とを同時に行うことを特徴とするヘッド検査洗浄方法。
【請求項7】
前記液剤供給ステップにおいて、前記液剤供給部から圧力を印加し、前記ノズル孔から前記液剤を線状に吐出させて前記ヘッドの洗浄を行うことを特徴とする請求項6に記載のヘッド検査洗浄方法。
【請求項8】
少なくとも1つ以上の前記線状に吐出される液剤に光を照射する投光ステップと、
少なくとも1つ以上の前記線状に吐出される液剤の投影画像を取得して解析する投影画像取得解析ステップと、
を具備することを特徴とする請求項6または請求項7に記載のヘッド検査洗浄方法。
【請求項9】
前記ヘッドを回転させる回転ステップを具備することを特徴とする請求項8に記載のヘッド検査洗浄方法。
【請求項10】
前記液剤は、インクに含まれる少なくとも1つ以上の溶剤であることを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれかに記載のヘッド検査洗浄方法。
【請求項11】
請求項6から請求項10までのいずれかに記載のヘッド検査洗浄方法を具備することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−178646(P2009−178646A)
【公開日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−19110(P2008−19110)
【出願日】平成20年1月30日(2008.1.30)
【出願人】(000002897)大日本印刷株式会社 (14,506)
【Fターム(参考)】