液滴噴出裝置的製作方法
2023-05-27 00:55:01
專利名稱：液滴噴出裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液滴噴出裝置。
背景技術：
以往，液晶顯示裝置或場致發光顯示裝置這樣的顯示裝置具備用於顯示圖像的襯底。在該種襯底上以質量管理或製造管理為目的而形成有顯示包括其製造廠或製品號碼的製造信息的識別代碼(例如，二維代碼)。識別代碼由以形成規定的圖案的方式配置的多個點構成。作為識別代碼的製造方法，特開平11-77340號公報提出了對金屬箔照射雷射而將點濺射成膜的雷射濺射法，特開2003-127537號公報提出了將含有拋光材的水向襯底等噴射，從而將點刻印於該襯底上的射水(water jet)法。
在所述雷射濺射法中，為了得到希望尺寸的點，必須將金屬箔和襯底的間隙調整為數μm～數十μm。因此，要求襯底的表面和金屬箔的表面具有高的平坦性，而且，必須以μm級的精度調整襯底和金屬箔的間隙。因此，能夠應用雷射濺射法的襯底的對象範圍受到限制，該方法的通用性差。另外，在射水法中，在向襯底刻印時，有時水或塵埃、拋光劑等飛散，從而汙染襯底。
因而，近年，作為消除所述生產上的問題的製造方法，噴墨法受到注目。在噴墨法中，將含有金屬微粒子的液滴從液滴噴出頭朝向襯底從噴嘴噴出，並使該液滴乾燥，由此在襯底上形成點。因此，能夠應用該方法的襯底的應用範圍比較大，另外，能夠在不汙染襯底的情況下形成識別代碼。
在噴墨法中，彈附於襯底上的液滴根據襯底的表面狀態或液滴的表面張力等，沿襯底的表面立即浸潤擴展。因此，若液滴的乾燥需要時間(例如，若需要100毫秒以上的時間)，則彈附的液滴在襯底的表面過剩地浸潤擴展，從而從希望的點形成區域溢出。
通過朝向彈附的液滴照射雷射，來瞬時固化彈附的液滴，由此解決所述問題。另一方面，若照射雷射固化液滴，則來自液滴的蒸發成分附著於用於發射雷射的光學系統，從而存在汙染該光學系統之虞。因此，需要在具備照射雷射的雷射頭的液滴噴出裝置上設置吸入蒸發成分的吸入裝置，通過吸入裝置吸入在雷射頭的周邊浮遊的蒸發成分，從而從雷射頭的周邊除去蒸發成分。
以往，提出了通過吸入裝置吸入在液滴噴出頭的周邊浮遊的蒸發成分，從而抑制液滴產生滲出、或避免在液滴噴出頭周邊產生結露的技術。
例如，特開2003-136689號公報提出了將彈附的液滴暴露於由風扇或真空吸入設備產生的空氣流，從而促進液滴的乾燥的液滴噴出裝置。特開2005-22194號公報提出了通過在液滴噴出頭的上側周邊設置的吸入裝置，將在液滴噴出頭的下面周邊浮遊之流的揮發性物質與液滴噴出頭的下面周邊的空氣一起吸入排除的液滴噴出裝置。特開2003-145737號公報提出了在印刷用紙的兩側、或照射紫外線的區域的印刷用紙的輸送方向的下遊側進行吸入動作，吸入伴隨紫外照射而從液滴產生的蒸發成分的液滴噴出裝置。
但是，在特開2003-136689號公報及特開2005-22194號公報中，為了防止液滴的滲出或防止結露的產生，而吸入彈附的液滴周邊或液滴噴出頭周邊的蒸發成分，但是並未研究被吸入的蒸發成分的流動路徑和光學系統的配置位置之間的關係。另外，在特開2003-145737號公報中，設置有包括用於將來自紫外線燈的紫外光向外部陰道的電磁輻射線透射板、及用於反射來自紫外線燈的紫外光而使其照射液滴的反射板的光學系統，目的在於保護該電磁輻射線透射板或反射板那樣的光學系統。但是，由於在電磁輻射裝置的正下方蒸發的蒸發成分從印刷用紙的兩側或照射區域的下遊側被吸入，因此吸入過程中的蒸發成分通過電磁輻射裝置的正下方，蒸發成分的一部分附著於光學系統上從而汙染光學系統。
因而，所述現有的液滴噴出裝置不能夠防止液滴噴出頭或雷射的光學系統被伴隨雷射照射而產生的液滴的蒸發成分汙染的情況。
發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠使照射於液滴的雷射的光學特性穩定的液滴噴出裝置。
為了達成所述目的，本發明的一方式提供一種液滴噴出裝置。該液滴噴出裝置具備液滴噴出頭、雷射照射裝置和吸入裝置。液滴噴出頭向對象物噴出液滴。雷射照射裝置對與所述液滴噴出頭相對置的所述對象物的區域照射雷射。吸入裝置設於所述雷射照射裝置和被所述雷射照射的所述對象物上的照射位置之間並吸入從所述液滴產生的蒸發成分。
圖1是表示液晶顯示裝置的俯視圖；圖1A是圖1中用圓1A圍住的部分的放大圖；圖2是表示本發明的一實施方式的液滴噴出裝置的概略立體圖；圖3是表示圖2的液滴噴出裝置的概略俯視圖；圖4是表示圖2的液滴噴出裝置的頭組件的圖；圖5是表示液滴噴出頭的圖；圖6是說明頭組件的圖；圖7是表示液滴噴出裝置的電結構的框圖。
具體實施例方式
以下，參照圖1～圖7說明具體化了本發明的一實施方式。首先，說明液晶顯示裝置1，該液晶顯示裝置1具有利用本發明的液滴噴出裝置20而形成的識別代碼10。
在圖1中，在透明襯底2的一側面(表面2a)的大致中央位置形成有封入了液晶分子的四邊形狀的顯示部3。在顯示部3的外側形成有掃描線驅動電路4及數據線驅動電路5。液晶顯示裝置1基於這些掃描線驅動電路4所生成的掃描信號和數據線驅動電路5所生成的數據信號，控制所述顯示部3內的液晶分子的取向狀態。通過液晶分子的取向狀態來調製來自未圖示的照明裝置的平面光，由此液晶顯示裝置1在顯示部3的區域顯示希望的圖像。
在表面2a的左側的下角形成有一邊約是1mm的正方形的代碼區域S。該代碼區域S假想地分割為構成16行×16列的矩陣的多個數據單元C。在被選擇的數據單元C上分別形成作為標記的點D，通過這些點D，構成液晶顯示裝置1的識別代碼10。在本實施方式中，設需要形成點D的數據單元C的中心位置為目標噴出位置P，並設各數據單元C的一邊的長度為「單元寬度W」。
各點D是半球狀的標記，其外徑與各數據單元C的一邊的長度(所述「單元寬度W」)相等。由使金屬微粒子(例如，鎳微粒子或錳微粒子)分散於分散劑中而得到的液狀體F(參照圖5)構成的液滴Fb朝向數據單元C噴出，並彈附於數據單元C。點D通過乾燥及燒固已彈附的液滴Fb而形成。已彈附的液滴Fb的乾燥及燒固通過對液滴Fb照射雷射B(參照圖5)而進行。
識別代碼10可通過對應於各數據單元C內的點D的有無而確定的點的配置圖案，再現液晶顯示裝置1的製品號碼或批號碼等。在圖1～圖5的本實施方式中，將所述透明襯底2的長度方向定義為X方向，將與襯底2平行的面內的與X方向正交的方向定義為Y方向。另外，將與X方向及Y方向的雙方正交的方向定義為Z方向。尤其，設圖中用箭頭表示的方向為+X方向、+Y方向、+Z方向，並設與它們相反的方向分別為-X方向、-Y方向、-Z方向。
接著，基於圖2說明用於形成識別代碼10的液滴噴出裝置20。在本實施方式中，說明在多個成為透明襯底2的母材的母襯底2M上分散地形成與各透明襯底2對應的識別代碼10的情況。母襯底2M是液滴噴出裝置20噴出液滴的對象物。
在圖2中，液滴噴出裝置20具備形成為大致長方體形狀的基臺21。在基臺21的一側(X方向的一側部)配置有收容多個母襯底2M的襯底儲料器22。襯底儲料器22沿圖2的上下方向(+Z方向及-Z方向)移動，將收容於襯底儲料器22中的各母襯底2M向基臺21上輸出，或將基臺21上的母襯底2M向襯底儲料器22的槽內輸入。
在基臺21的上面21a的靠近所述襯底儲料器22的部位配置有沿Y方向延伸的行走裝置23。行走裝置23在其內部具有行走電動機MS(參照圖7)，使與行走電動機MS的輸出軸連結的輸送裝置沿Y方向行走。輸送裝置24是具有可吸附並保持母襯底2M的背面2Mb的輸送臂24a的水平多關節機器人。輸送裝置24在其內部具有輸送電動機MT(參照圖7)，在XY平面上伸縮自如地轉動與輸送電動機MT的輸出軸驅動連結的輸送臂並在上下方向上移動。
在基臺21的上面21a的Y方向的兩側並設有載置母襯底2M的一對載置臺25R、25L。一對載置臺25R、25L分別在以表面2Ma為上側而載置的母襯底2M的背面2Mb劃定插拔輸送臂24a的空間(凹部25a)。輸送臂24a在凹部25a的內部上運動或下運動，將母襯底2M從各載置臺25R、25L提升或載置於各載置臺25R、25L上。
當行走電動機MS及輸送電動機MT接受到規定的控制信號時，行走裝置23及輸送裝置24輸出所述襯底儲料器22內的母襯底2M並將母襯底2M載置於載置臺25R、25L中的任一個上。另外，行走裝置23及輸送裝置24將載置於載置臺25R、25L上的母襯底2M輸入襯底儲料器22的規定的槽內，進行母襯底2M的回收。
在本實施方式中，如圖3所示，載置於各載置臺25R、25L上的母襯底2M的代碼區域S朝向-X方向依次、即從圖3的上側朝向下側依次定義為第一行代碼區域S1、第二行代碼區域S2、……、第五行代碼區域S5。
在圖2中，在基臺21的上面21a的所述一對載置臺25R、25L之間配置有作為移動裝置的多關節機器人(以下，稱為SCARA機器人)26。SCARA機器人26固定於基臺21的上面21a，並具備沿上方(+Z方向)延伸的主軸27。
在主軸27的上端設有第一臂28a。第一臂28a的基端部與在主軸27設置的第一電動機M1(參照圖7)的輸出軸連結，且可在水平面內繞沿Z方向延伸的軸轉動。在第一臂28a的前端部設置有第二電動機M2(參照圖7)。第二臂28b的基端部與該第二電動機M2的輸出軸連結，第二臂28b可在水平面內繞沿Z方向延伸的軸轉動。
在第二臂28b的前端部設置有第三電動機M3(參照圖7)。圓柱狀的第三臂28c與該第三電動機M3的輸出軸連結。該第三臂28c可繞沿Z方向延伸的軸轉動。在第三臂28c的下端配置有頭組件30。
頭組件30具備形成為箱狀體的盒31。在盒31的下側配置有液滴噴出頭(以下簡稱為噴出頭)32、和構成吸入裝置的吸入口33。另外，在盒31的一側面配備有作為雷射照射裝置的雷射頭34。
當第一、第二及第三電動機M1、M2、M3接受規定的控制信號時，SCARA機器人26使對應的第一、第二及第三臂28a、28b、28c轉動，從而使頭組件30在上面21a上的規定區域內移動。
若詳述，則如圖3所示，SCARA機器人基於各代碼區域S(各目標噴出位置P)的位置坐標生成「目標軌跡R」，並使頭組件30移動以沿該目標軌跡R進行掃描。即，在圖3中，如載置臺25L上的箭頭所示，SCARA機器人26首先使第一、第二及第三臂28a、28b、28c轉動以使頭組件30(第三臂28c的前端)配置於第一行代碼區域S1的「始點SP」。在圖3中，始點SP相當於第一行代碼區域S1的右端。此時，在頭組件30中，朝向+Y方向依次排列雷射頭34、吸入口33、噴出頭32。
若頭組件30移動到始點SP，則SCARA機器人26使頭組件30移動，使噴出頭32相對吸入口33先行且吸入口33相對雷射頭34先行。若頭組件30到達第一行代碼區域S1的終點，則SCARA機器人26使第一、第二及第三臂28a、28b、28c轉動，由此，使頭組件30在母襯底2M的外側180度逆時針旋轉，同時移動到第二行代碼區域S2的始點(圖3的左端)。此時，朝向-Y方向依次配置雷射頭34、吸入口33、噴出頭32。
若頭組件30移動到第二行代碼區域S2的始點，則SCARA機器人26使第一、第二及第三臂28a、28b、28c轉動，從而使頭組件30沿-Y方向掃描。即，與第一行代碼區域S1的掃描相同，SCARA機器人26使頭組件30移動，使噴出頭32相對吸入口33先行且吸入口33相對雷射頭34先行。以後同樣，SCARA機器人26按第三行、第四行、第五行代碼區域S3、S4、S5的順序，使頭組件30沿Y方向掃描，直至頭組件30到達第五行代碼區域S5的終點EP。
因而，SCARA機器人26在使頭組件30沿Z字狀的「目標軌跡R」掃描期間，始終使吸入口33相對雷射頭34先行。還有，在本實施方式中，將頭組件30的掃描方向定義為「掃描方向RA」。
圖4及圖5分別是表示頭組件30的圖，圖6是從母襯底2M觀察了頭組件30而得到的概略俯視圖。
如圖4所示，盒31具備收容液狀體F(參照圖5)的液狀體罐35，在盒31的下側配置有液滴噴出頭32。液狀體F從液狀體罐35供給於噴出頭32。
如圖5所示，在噴出頭32的下側配備有噴嘴板36。在噴嘴板36的下面(噴嘴形成面36a)，開口有沿母襯底2M的法線方向(Z方向)貫通噴嘴板36的多個圓形孔(噴嘴N)。如圖6所示，噴嘴N沿與頭組件30的掃描方向RA正交的方向排列，其排列間距與單元寬度W相同。還有，在本實施方式中，將與各噴嘴N相對置的母襯底2M上的位置稱為彈附位置PF。
如圖5所示，噴出頭32在各噴嘴N的上側具有與液狀體罐35連通的腔37。腔37將從液狀體罐35導出液狀體F供給於對應的噴嘴N。在各腔37的上側貼附有振動膜38。各振動膜38可沿上下方向振動以使對應的腔37內的容積擴大及縮小。在振動膜38的上側配置有與噴嘴N分別對應的多個壓電元件PZ。各壓電元件PZ在彈附位置PF與目標噴出位置P一致時，接受規定的驅動信號(驅動電壓COM1參照圖7)而在上下方向上收縮及伸張，從而使振動膜38振動。若壓電元件PZ收縮及伸張，則對應的噴嘴N的液狀體F的界面(彎月面)振動，由此，與驅動電壓COM1對應的重量的液滴Fb從對應的噴嘴N噴出。被噴出的液滴Fb朝向-Z方向在噴嘴板36和母襯底2M之間的空間(飛行區域FS)飛行，並彈附於對應的彈附位置PF即目標噴出位置P。彈附於目標噴出位置P的液滴Fb在表面2Ma浸潤擴展使得其外徑變為單元寬度W相等。
在本實施方式中，設從液滴Fb的噴出動作的開始時至被噴出的液滴Fb的外徑變為單元寬度W的時間為照射待機時間。本實施方式的頭組件30在該待機時間期間只移動單元寬度W的2倍的距離(照射待機距離Lw)。
如圖4所示，吸入口33呈箱體狀，且朝向下方開口。吸入口33與在盒31內延伸的吸入管39連結。吸入管39在第三臂28c、第二臂28b、第一臂28a及主軸27的內部延伸，並與在基臺21上配置的吸入泵40(參照圖2及圖3)連結。即，吸入口33經由吸入管39與吸入泵40連結。
吸入泵40若接受吸入開始信號則開始吸入動作。由此，存在於吸入口33和母襯底2M之間的空間中的氣體從吸入口33通過吸入管39而吸入吸入泵40中。由於噴出頭32和母襯底2M的間隙比較窄，因此在噴出頭32和母襯底2M之間的區域即所述飛行區域FS中，相對該飛行區域FS周圍的區域，氣體的流動阻力變大。因此，從吸入口33吸入氣體時，如圖6的箭頭所示，關於掃描方向RA而相對吸入口33存在於先行側的氣體避開流動阻力大的區域即飛行區域FS而被吸入吸入口33。因而，在吸入泵40吸入氣體時，飛行區域FS的氣體的流動被抑制，從而從噴出頭32噴出的液滴Fb的飛行方向穩定。
如圖4所示，在雷射頭34的內部沿噴嘴N的排列方向排列有與噴嘴N分別對應的多個作為雷射器的半導體雷射器LD。各半導體雷射器LD若接受驅動信號(驅動電壓COM2參照圖7)，則沿Z方向朝向下方射出與液滴Fb的吸收波長對應的波長區域的雷射B。在雷射頭34的下端即半導體雷射器LD的列的正下方，與半導體雷射器LD的列對應的作為光學系統的反射鏡M沿所述噴嘴N的排列方向延伸而設置。反射鏡M對來自各半導體雷射器LD的雷射B進行全反射，並使已全反射的雷射B相對頭組件30的掃描方向RA朝向斜下方。即，從各半導體雷射器LD射出的雷射B未被引導到該半導體雷射器LD的正下方的母襯底2M上的位置，而是被引導到關於頭組件30的掃描方向RA而先行的一側的母襯底2MA上的位置。
如圖5所示，在本實施方式中，將母襯底2M的表面2Ma和朝向斜下方的雷射B的光軸所交叉的位置定義為照射位置PT。照射位置PT和彈附位置PF之間的距離設定為所述照射待機距離Lw。即，若液滴Fb彈附於目標噴出位置P後經過所述照射待機時間，則照射位置PT到達彈附於目標噴出位置P上的液滴Fb。
各半導體雷射器LD在分別對應的照射位置PT與目標噴出位置P一致時，接受驅動電壓COM2而射出雷射B。雷射B被反射鏡M全反射，照射存在於對應的照射位置PT上的液滴Fb。雷射B使液滴Fb中的溶劑或分散劑等作為蒸發成分蒸發，從而在照射位置PT燒固液滴Fb中的金屬微粒子。由此，在目標噴出位置P形成具有與數據單元C的單元寬度W相等的外徑的點D。
如圖6所示，從母襯底2M的法線方向觀察，所述蒸發成分Ev在存在於噴嘴N和反射鏡M之間的照射位置PT的附近浮遊。浮遊的蒸發成分Ev被相對噴嘴N而位於掃描方向RA的後側的吸入口33朝向掃描方向RA的相反方向吸入。即，蒸發成分Ev被朝向噴嘴N的移動方向的相反方向吸入，從而從噴嘴N離開。吸入口33相對反射鏡M位於掃描方向RA的先行側。因而，浮遊的蒸發成分Ev在反射鏡M(雷射頭34)的移動方向的前方被吸入口33吸入，從而反射鏡M不暴露於蒸發成分Ev中。
因而，可避免蒸發成分Ev附著於噴嘴N及反射鏡M上。因此，噴出頭32進行的液滴Fb的噴出動作穩定，並且用於發射雷射B的光學系統的光學特性穩定，從而能夠將雷射B以希望的強度適當地照射於希望的部位。
接著，參照圖7說明如上構成的液滴噴出裝置20的電結構。
如圖7所示，液滴噴出裝置20具備控制裝置51，該控制裝置51具有CPU、ROM及RAM。控制裝置51按照第三臂28c的前端(噴出頭32)的目前位置及各種控制程序，驅動行走裝置23、輸送裝置24及SCARA機器人26，並且驅動噴出頭32及雷射頭34。
在控制裝置51上連接有具有起動開關及停止開關等操作開關的輸入裝置52，關於識別代碼10的信息通過該輸入裝置52而作為既定的繪畫數據Ia輸入。控制裝置51處理來自輸入裝置52的繪畫數據Ia並生成位圖數據BMD，且基於位圖數據BMD生成各目標噴出位置P的位置坐標(示教坐標Tp)。該位置坐標(示教坐標Tp)與正交坐標系對應。進而，控制裝置51對繪畫數據Ia實施與位圖數據BMD不同的處理，從而生成相對壓電元件PZ的驅動電壓COM1及相對半導體雷射器LD的驅動電壓COM2。
控制裝置51具備存儲部51A，在該存儲部51A中儲存有位圖數據BMD那樣的數據或用於製造識別代碼10的程序。
位圖數據BMD是在通過假想分割正交坐標系的繪畫平面(母襯底2M的表面2Ma)而形成的各區域，分別表示是否噴出液滴Fb的數據。即，位圖數據BMD是用於根據其各位的值(0或1)來限定是否驅動各壓電元件PZ的數據。即，位圖數據BMD是當使噴出頭32在第各行代碼區域S1～S5上掃描時，用於限定是否從各噴嘴N噴出液滴Fb的數據。
控制裝置51將位圖數據BMD作為與規定的時鐘信號同步的噴出控制信號SI，依次串行傳送於噴出頭驅動電路56。
控制裝置51具備插補運算部51B，該插補運算部51B對相鄰的示教坐標Tp之間的空間，以規定的插補周期實施插補處理(例如，直線插補或圓弧插補等)，運算構成目標軌跡R的多個插補點的位置坐標(插補坐標)。插補運算部51B運算包含示教坐標Tp和插補坐標的信息(軌跡信息TaI)，並將該軌跡信息TaI輸出到逆運算部51C。
逆運算部51C基於從插補運算部51B輸出的軌跡信息TaI，依次運算各電動機M1、M2、M3的旋轉角等，使得第三臂28c的前端位置依次與示教坐標Tp及插補坐標一致。即，逆運算部51C依次運算能夠實現在頭組件30沿目標軌跡R移動時吸入口33相對雷射頭34在掃描方向RA上先行那樣的SCARA機器人26的姿勢的信息(臂轉動信息θI)。逆運算部51C將已運算的臂轉動信息θI輸出到SCARA機器人驅動電路55。
在控制裝置51上連接有行走裝置驅動電路53。行走裝置驅動電路53與行走電動機MS和行走電動機旋轉檢測器MSE連接。行走裝置驅動電路53應答來自控制裝置51的控制信號而使行走電動機MS正轉或反轉，並基於來自行走電動機旋轉檢測器MSE的檢測信號運算輸送裝置24的移動方向及移動量。
在控制裝置51上連接有SCARA機器人驅動電路55。SCARA機器人驅動電路55與第一電動機M1、第二電動機M2及第三電動機M3連接，並應答於來自控制裝置51的臂轉動信息θI而使第一、第二及第三電動機M1、M2、M3正轉或反轉。另外，SCARA機器人驅動電路55與第一電動機旋轉檢測器M1E、第二電動機旋轉檢測器M2E及第三電動機旋轉檢測器M3E連接，並基於來自第一、第二及第三電動機旋轉檢測器M1E、M2E、M3E的檢測信號運算第三臂28c的前端(噴出頭32)的移動方向及移動量。
控制裝置51經由SCARA機器人驅動電路55使頭組件30沿目標軌跡R呈Z字狀移動。控制裝置51基於來自SCARA機器人驅動電路55的運算結果(噴出頭32的目前位置)，輸出各種控制信號。
若詳述，則控制裝置51在開始頭組件30的掃描的定時即噴出頭32位於始點SP的定時，生成用於驅動吸入泵40的信號(開始信號TP1)，輸出到吸入泵驅動電路58。
另外，控制裝置51在噴出頭32(彈附位置PF)位於母襯底2M上的各代碼區域S(目標噴出位置P)的定時，生成用於噴出液滴Fb的信號(噴出定時信號LP)，輸出到噴出頭驅動電路56。
進而，控制裝置51在結束頭組件30的掃描的定時即噴出頭32位於終點EP的定時，生成用於停止吸入泵40的信號(結束信號TP2)，輸出到吸入泵驅動電路58。
在控制電路51上連接有噴出頭驅動電路56。控制裝置51將噴出定時信號LP輸出到噴出頭驅動電路56，並且將驅動電壓COM1與噴出定時信號LP同步地輸出到噴出頭驅動電路56。進而控制電路51將噴出控制信號SI串行傳送到噴出頭驅動電路56。噴出頭驅動電路56串行/並行轉換來自控制裝置51的噴出控制信號SI，使其與多個壓電元件PZ對應。
另外，噴出頭驅動電路56若接受來自控制裝置51的噴出定時信號LP，則對基於已被串行/並行轉換的噴出控制信號SI而選擇的壓電元件PZ，分別供給驅動電壓COM1。進而，噴出頭驅動電路56若接受來自控制裝置51的噴出定時信號LP，則將已被串行/並行轉換的噴出控制信號SI輸出到雷射頭驅動電路57。
在控制裝置51上連接有雷射頭驅動電路57。控制裝置51將驅動電壓COM2與噴出定時信號LP同步地輸出到雷射頭驅動電路57。雷射頭驅動電路57若從噴出頭驅動電路56接受噴出控制信號SI，則在待機了規定時間即所述照射待機時間後，向與噴出控制信號SI對應的半導體雷射器LD分別供給驅動電壓COM2。
若雷射頭驅動電路57接受噴出控制信號SI，則控制裝置51使雷射頭驅動電路57待機照射待機時間，並使頭組件30在照射待機時間期間掃描。而且，若經過照射待機時間，照射位置PT與對應的目標彈附位置P一致，則控制裝置51控制雷射頭驅動電路57，從雷射頭34朝向目標彈附位置P的液滴Fb射出雷射B。
在控制裝置51上連接有吸入泵驅動電路58。控制裝置51輸出與吸入泵驅動電路58對應的控制信號(所述開始信號TP1及結束信號TP2)。吸入泵驅動電路58與吸入泵40連接。吸入泵驅動電路58應答來自控制裝置51的開始信號TP1而使吸入泵40開始吸入，並且應答來自控制裝置51的結束信號TP2而使吸入泵40停止吸入。控制裝置51在使頭組件30沿目標軌跡R移動的期間，驅動吸入泵40使吸入口33繼續進行吸入。
接著，說明使用液滴噴出裝置20形成識別代碼10的順序。
首先，操作輸入裝置52將繪畫數據Ia輸入控制裝置51。於是，控制裝置51驅動行走裝置23及輸送裝置24從襯底儲料器22中輸出母襯底2M，並將該母襯底2M載置於載置臺25R(或載置臺25L)。另外，控制裝置51處理來自輸入裝置52的繪畫數據Ia，生成位圖數據BMD和示教坐標Tp。控制裝置51將這些位圖數據BMD和示教坐標Tp儲存於存儲部51A中。
然後，控制裝置51控制SCARA機器人驅動電路55，使第三臂28c的前端位置移動到始點SP。在此期間，插補運算部51B以第一行代碼區域S1的始點SP為起點，依次運算對各示教坐標Tp和其後續的示教坐標Tp之間進行插補的插補坐標。控制裝置51將由插補坐標和示教坐標Tp構成的軌跡信息TaI輸出到逆運算部51C。逆運算部51C依次生成分別與插補坐標及示教坐標Tp對應的臂轉動信息θI。
若第三臂28c的前端(噴出頭32)配置於始點SP，則控制裝置51將開始信號TP1輸出到吸入泵驅動電路58，利用吸入泵40從吸入口33開始吸入。
另外，若噴出頭32配置於始點SP，則控制裝置51經由逆運算部51C將所述臂轉動信息θI依次輸出到SCARA機器人驅動電路55，使頭組件30開始掃描。此時，控制裝置51維持吸入口33在掃描方向RA上配置於雷射頭34和液滴噴出頭32之間的狀態，同時使頭組件30從始點SP沿目標軌跡R開始掃描。
控制裝置51基於從SCARA機器人驅動電路55得到的運算結果，判斷彈附位置PF是否到達了第一行代碼區域S1的開頭的目標噴出位置P。開頭的目標噴出位置P與圖3的第一行代碼區域S1中位於最右側的代碼區域S中的、位於最右側的一列量的數據單元C對應。另外，控制裝置51對噴出頭驅動電路56輸出噴出控制信號SI和驅動電壓COM1，並且對雷射頭驅動電路57輸出驅動電壓COM2。
若彈附位置PF到達第一行代碼區域S1的開頭的目標噴出位置P，則控制裝置51對噴出頭驅動電路56輸出噴出定時信號LP，並對基於噴出控制信號SI而選擇的壓電元件PZ分別供給驅動電壓COM1。基於噴出控制信號SI而選擇的噴嘴N分別接受驅動電壓COM1，一齊噴出液滴Fb。被噴出的各液滴Fb在飛行區域FS中飛行，並彈附於母襯底2M的表面2Ma。
此時，由於飛行區域FS內的氣體的流動被抑制，因此被噴出的各液滴Fb在不引起飛行彎曲的情況下彈附於對應的目標噴出位置P。已彈附於目標噴出位置P上的液滴Fb在對應的數據單元C內浸潤擴展，使得從噴出動作的開始到照射待機時間後變為與單元寬度W相等的外徑。
控制裝置51經由噴出頭驅動電路56將已被串行/並行轉換的噴出控制信號SI輸出到雷射頭驅動電路57。然後，若伴隨著從噴出動作的開始經過照射待機時間，照射位置PT變為與目標噴出位置P一致，則控制裝置51對基於噴出控制信號SI而選擇的半導體雷射器LD分別供給驅動電壓COM2。被選擇的半導體雷射器LD分別接受驅動電壓COM2，一齊射出雷射B。被射出的雷射B被反射鏡M全反射，從而照射在對應的照射位置PT即目標噴出位置P具有與單元寬度W相等的外徑的液滴Fb。被照射了雷射B的液滴Fb由於該液滴Fb中的溶劑或分散劑等作為蒸發成分Ev而蒸發(乾燥)並且該液滴中Fb的金屬微粒子被燒固，因此作為具有與單元寬度W相等的外徑的點D而固定於表面2Ma上。由此，形成與單元寬度W匹配的點D。
此時，在照射位置PT的附近浮遊的蒸發成分Ev被相對噴嘴N而位於掃描方向RA的後側且相對反射鏡M而位於掃描方向RA的先行側的吸入口33吸入。因此，在照射位置PT的附近浮遊的蒸發成分Ev在不到達噴嘴N(噴出頭32)及反射鏡M(雷射頭34)的情況下，從這些噴嘴N(噴出頭32)和反射鏡M(雷射頭34)之間被除去。
以後，以所述情況相同，控制裝置51在使吸入口33在掃描方向RA上位於雷射頭34和液滴噴出頭32之間的狀態下，使頭組件30沿目標軌跡R移動。而且，控制裝置51在每次各彈附位置PF到達目標噴出位置P時，從被選擇的噴嘴N噴出液滴Fb，而且在已彈附的液滴Fb的外徑變為與單元寬度W相等的定時，對該液滴Fb照射雷射B。由此，避免噴嘴N(噴出頭32)和反射鏡M(雷射頭34)被蒸發成分Ev汙染，同時在母襯底2M上的各代碼區域S形成點D使得其具有規定的配線圖案。
若點D在母襯底2M上的形成結束，頭組件30到達終點EP，則控制裝置51將吸入結束信號TP2輸出到吸入泵驅動電路58，使利用吸入泵40從吸入口33進行的吸入停止。若從吸入口33進行的吸入停止，則控制裝置51控制行走裝置23及輸送裝置24，將形成有點D的母襯底2M輸入襯底儲料器22中，從而結束識別代碼10在母襯底2M上的形成動作。
接著，說明本實施方式的優點。
(1)相對雷射頭34(反射鏡M)在掃描方向RA的先行側配置有吸入蒸發成分Ev的吸入口33。因而，能夠相對雷射頭34(反射鏡M)在掃描方向RA的先行側吸入因雷射B的照射而從液滴Fb產生的蒸發成分Ev。其結果是，能夠避免蒸發成分Ev附著於雷射頭34(反射鏡M)上，能夠避免蒸發成分Ev汙染反射鏡M，從而使反射鏡M的光學特性穩定。這使由液滴Fb構成的點D的形狀控制性提高。
(2)在雷射頭34(反射鏡M)和照射位置PT之間配置了吸入口33。因而，與相對照射位置PT在掃描方向RA的先行側配置吸入口33的情況相比，能夠將朝向反射鏡M的蒸發成分Ev在到達反射鏡M之前可靠地吸入。其結果是，能夠使反射鏡M的光學特性更穩定。
(3)在與噴出頭32相對置的位置設定有雷射B的照射位置PT，並在噴出頭32和雷射頭34之間配置有吸入口33。因而，能夠從吸入口33可靠地吸入朝向噴出頭32(噴嘴N)的蒸發成分Ev，從而避免蒸發成分Ev汙染噴出頭32(噴嘴N)。其結果是，能夠實現液滴噴出動作的穩定性。
(4)利用飛行區域FS增高了從母襯底2M朝向吸入口33的氣體的流動阻力。因而，在從吸入口33吸入蒸發成分Ev時，能夠抑制飛行區域FS中的氣體的流動，從而能夠使從噴出頭32噴出的液滴Fb的飛行方向穩定。
(5)當頭組件30在掃描方向RA上移動時，被雷射B照射的液滴Fb在與吸入口33相對置後與雷射頭34相對置。因而，被雷射B照射的液滴Fb在該液滴Fb位於雷射頭34的正下方前，可靠地位於吸入口33的正下方。其結果是，蒸發成分Ev在到達雷射頭34(反射鏡M)前，通過吸入口33的吸入而被可靠地除去。因而，能夠在不使反射鏡M的光學特性變動的情況下，使吸入口33和雷射頭34在母襯底2M上移動。因此，能夠提高識別代碼10的生產率。
(6)當頭組件30在掃描方向RA上移動時，來自被雷射B照射的液滴Fb的蒸發成分Ev被位於噴出頭32的後側的吸入口33吸入。因而，來自液滴Fb的蒸發成分Ev朝向噴嘴N的移動方向的相反方向被吸入。因此，能夠使蒸發成分Ev更快地從噴嘴N離開，能夠進一步可靠地避免蒸發成分Ev汙染噴嘴N，從而能夠實現液滴噴出動作的穩定化。
所述實施方式也可以如下變更。
在所述實施方式中，噴出頭32、吸入口33及雷射頭34相對母襯底2M移動，不過並不限定於此，例如，也可以構成為固定噴出頭32、吸入口33及雷射頭34，使母襯底2M(具體而言，載置母襯底2M的載置臺25L、25R)相對它們移動。
另外，噴出頭32、吸入口33及雷射頭34不需要作為一個頭組件30而構成，也可以相互獨立地構成。總之，只要構成為在噴出頭32、吸入口33及雷射頭34的各自和母襯底2M之間產生相對移動即可。
在所述實施方式中，吸入口33配置於雷射頭34和照射位置PT之間。但是並不限定於此，例如，吸入口33也可以配置於照射位置PT的正上方。
在所述實施方式中，移動裝置(移動機構)具體化為SCARA機器人26。但是並不限定於此，例如，移動裝置也可以具體化為使載置的母襯底2M相對雷射頭34移動的載置臺，或也可以具體化為使搭載的雷射頭34相對母襯底2M移動的承載器等。即，移動裝置只要是在吸入口33和母襯底2M之間、或雷射頭34和母襯底2M之間產生相對移動的裝置即可。
在所述實施方式中，通過雷射B乾燥及燒固了液滴Fb。但是並不限定於此，例如，也可以通過照射的雷射B的能量使液滴Fb在希望的方向上流動，或也可以只對液滴Fb的外緣照射雷射B從而使液滴Fb固定。即，只要通過雷射B形成由液滴Fb構成的標記即可。
在所述實施方式中，一個點D是半球狀，不過並不限定於此，例如，也可以形成橢圓形狀的點或線狀的標記。
在所述實施方式中，通過被噴出的液滴Fb形成了構成識別代碼10的點D。但是並不限定於此，例如，也可以形成具備使液晶顯示裝置1或螢光物質發光的平面狀的電子釋放元件的場效應型裝置(FED或SED等)等各種顯示裝置所設置的各種薄膜、金屬配線、濾色鏡等。即，液滴噴出裝置只要是能夠通過已彈附的液滴Fb形成標記的裝置即可。
在所述實施方式中，將需要噴出液滴的對象物具體化為母襯底2M。但是並不限定於此，例如也可以將對象物具體化為矽襯底或撓性襯底、或金屬襯底。即，需要噴出液滴的對象物只要是通過已彈附的液滴Fb形成標記的對象物即可。
權利要求
1.一種液滴噴出裝置，其特徵在於，具備液滴噴出頭，其向對象物噴出液滴；雷射照射裝置，其對與所述液滴噴出頭相對置的所述對象物的區域照射雷射；吸入裝置，其設於所述雷射照射裝置和被所述雷射照射的所述對象物上的照射位置之間，且吸入從所述液滴產生的蒸發成分。
2.如權利要求1所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，還具備移動裝置，所述移動裝置使所述對象物及所述雷射照射裝置中的至少一個相對另一個移動，以使已彈附於所述對象物上的所述液滴配置於所述照射位置上，並且使所述對象物及所述吸入裝置中的至少一個相對另一個移動，以使在所述照射位置被所述雷射照射的所述液滴配置於與所述吸入裝置相對置的位置上。
3.如權利要求2所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，所述移動裝置實施相對移動，以使被所述雷射照射的所述液滴在與所述吸入裝置相對置後與所述雷射照射裝置相對置。
4.如權利要求2所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，所述移動裝置是使所述吸入裝置、所述雷射照射裝置及所述液滴噴出頭中的至少任一個在所述對象物上移動的多關節機器人。
5.如權利要求1所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，還具備搭載有所述液滴噴出頭、所述吸入裝置及所述雷射照射裝置的頭組件，所述吸入裝置配置於所述液滴噴出頭和所述雷射照射裝置之間。
6.如權利要求5所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，還具備移動裝置，所述移動裝置使所述頭組件在所述對象物上移動，使所述液滴噴出頭相對所述吸入裝置先行且所述吸入裝置相對所述雷射照射裝置先行。
7.如權利要求1～6中的任一項所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，所述雷射照射裝置包括射出所述雷射的雷射器；使從所述雷射器射出的所述雷射偏向而朝向所述照射位置的光學系統。
8.如權利要求1～6中的任一項所述的液滴噴出裝置，其特徵在於，所述液滴噴出頭和所述對象物之間的區域的氣體的流動阻力比該區域周圍的氣體的流動阻力大。
全文摘要
液滴噴出裝置具備液滴噴出頭、雷射照射裝置和吸入裝置。液滴噴出頭向對象物噴出液滴。雷射照射裝置對與所述液滴噴出頭相對置的所述對象物的區域照射雷射。吸入裝置設於所述雷射照射裝置和被所述雷射照射的所述對象物上的照射位置之間並吸入從所述液滴產生的蒸發成分。
文檔編號B41J3/407GK1974215SQ200610160488
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月28日 優先權日2005年11月29日
發明者三浦弘綱 申請人:精工愛普生株式會社