JP2010201369A - Drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光硬化型インクを吐出し硬化させて描画を行う、描画装置に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus that performs drawing by discharging and curing a photocurable ink.
近年、インクジェットプリンタ等で使用するインクとして、紫外線照射によって硬化する光硬化型インク(紫外線硬化型)が注目されている。
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なるところは、基板(印刷用紙等の記録媒体を含む)等に配した後、適量の紫外線を照射することによって速やかに硬化させられる点である。
In recent years, as an ink used in an ink jet printer or the like, a photocurable ink (ultraviolet curable type) that is cured by ultraviolet irradiation has attracted attention.
The difference between UV curable inks and ordinary water-based inks and oil-based inks is that they are quickly cured by irradiating them with an appropriate amount of UV after being placed on a substrate (including recording media such as printing paper). .
このような特性によって紫外線硬化型インクは、インク浸透性等の基板の物性に左右されることなく、安定した印刷品質が得られる。
また、インクを配した直後に硬化させることにより、インクの濡れ拡がりを防止することができる。
さらに、異なる色のインクを重ねて配し、所望の色調を得ようとする場合にも、下側のインクを硬化させた後に異なるインクを重ねることで、それぞれの色が混じることによる色調の乱れ、すなわち所望の色調からずれてしまうことを防止することができる。
With such characteristics, the ultraviolet curable ink can obtain a stable print quality without being influenced by the physical properties of the substrate such as ink permeability.
Further, by curing the ink immediately after the ink is disposed, it is possible to prevent the ink from spreading.
Furthermore, even when trying to obtain a desired color tone by arranging different colors of ink, the color tone is disturbed by mixing the different inks after the lower ink is cured. In other words, it is possible to prevent deviation from a desired color tone.
このような紫外線硬化型インクを使用するインクジェット式の記録装置(描画装置)として、紫外線硬化型インクを微粒のインク滴(液滴)として吐出する記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)の周辺に、吐出した記録媒体(基板)上のインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を装備したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この記録装置では、記録ヘッドを搭載して記録媒体の幅方向に往復移動するキャリッジの両端部に、前記紫外線照射装置を装備している。 As an ink jet recording apparatus (drawing apparatus) that uses such UV curable ink, it is discharged around a recording head (droplet discharge head) that discharges UV curable ink as fine ink droplets (droplets). There has been proposed one equipped with an ultraviolet irradiation device that irradiates the ink on the recording medium (substrate) with ultraviolet rays (see, for example, Patent Document 1). In this recording apparatus, the ultraviolet irradiation device is provided at both ends of a carriage which is mounted with a recording head and reciprocates in the width direction of the recording medium.
ところで、インクジェット式の記録装置(描画装置)は、近年では工業用にも多く用いられており、例えば装飾用のパネルとして、基板に文字・数字や各種の模様などを描画する場合にも、用いることが検討されている。そして、このような模様等の描画では、特に前記した紫外線硬化型インク(光硬化型インク)の特性を活かして、得られる模様等の色調や精細度をより良好にしたいとの要求がある。 By the way, an ink jet recording apparatus (drawing apparatus) has been widely used for industrial use in recent years. For example, as an ornamental panel, it is also used for drawing letters / numbers or various patterns on a substrate. It is being considered. In drawing such a pattern or the like, there is a demand for improving the color tone and fineness of the obtained pattern or the like, particularly by utilizing the characteristics of the ultraviolet curable ink (photo-curable ink) described above.
しかしながら、前記特許文献1の記録装置では、紫外線を照射する光源(紫外線照射装置)が記録ヘッドを取り付けたキャリッジの移動方向における両端部にしか設けられておらず、したがって、工業用の描画装置のようにキャリッジに複数の記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)を取り付けて描画を行う場合では、基板上にインクを配した直後にこれを硬化させることが難しく、前記した紫外線硬化型インク(光硬化型インク)の特性を十分に活かせないといった課題がある。
However, in the recording apparatus of
また、特に異なる色のインクを吐出して模様等に種々の色調を付与したい場合、色毎に異なる液滴吐出ヘッドを備えてそれぞれ独立して吐出を行わせる。ところが、キャリッジを往復移動させ、往復のいずれの方向においてもインクを吐出させる場合、往路と復路とでインクの吐出順が異なることから、得られる模様等の色調が所望の色調に対して微妙にずれてしまうといった課題がある。すなわち、所望の色調を付与すべく、異なる色のインクを重ねて配した場合、重ねられた複数種のインクの重ね順が異なると、積層されてなるインクから得られる色調が、微妙に異なってしまうからである。 In particular, when it is desired to discharge inks of different colors to give various colors to the pattern or the like, a different droplet discharge head is provided for each color, and the discharge is performed independently. However, when the carriage is reciprocated and ink is ejected in either of the reciprocal directions, the ink ejection order is different between the forward path and the backward path, so that the color tone of the resulting pattern is subtly different from the desired color tone. There is a problem that it shifts. In other words, when different color inks are arranged in a superimposed manner to give a desired color tone, the color tone obtained from the stacked inks will differ slightly if the stacking order of the multiple types of stacked inks is different. Because it ends up.
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、キャリッジに複数の液滴吐出ヘッドが取り付けられている場合に、光硬化型インクの特性を十分に活かして特に高精細化が可能になり、さらに、模様等の色調についても所望した通りの良好な色調で描画することができる、優れた描画装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When a plurality of droplet discharge heads are attached to a carriage, the high-definition can be particularly improved by fully utilizing the characteristics of the photocurable ink. Furthermore, an object of the present invention is to provide an excellent drawing apparatus that can draw a desired color tone of a pattern or the like with a desired color tone.
本発明の描画装置は、基板上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、前記基板上に描画を行う描画装置であって、
前記基板を載置する基台と、
前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジと、
前記基板と前記キャリッジとを、第1方向及び該第1方向に直交する第2方向にそれぞれ相対移動させる移動装置と、を具備し、
前記複数の液滴吐出ヘッドは、互いに異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッドからなるとともに、これら複数種の液滴吐出ヘッドが、前記第2方向に沿って配列された状態で前記キャリッジに設けられ、かつ、前記複数種の液滴吐出ヘッドの配列順が、前記第2方向における一方の側からの順と、他方の側からの順とが同じになるように、前記第2方向において対称に配列されてなり、
前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第2方向における両方の側のそれぞれに、前記光硬化型インクを硬化させるためのインク硬化光照射手段が隣り合って配置されていることを特徴としている。
The drawing apparatus of the present invention is a drawing apparatus that discharges photocurable ink onto a substrate, irradiates the discharged photocurable ink with light to cure the photocurable ink, and draws on the substrate. And
A base on which the substrate is placed;
A droplet discharge head for discharging the photocurable ink;
A carriage comprising a plurality of the droplet discharge heads;
A moving device that relatively moves the substrate and the carriage in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction,
The plurality of droplet discharge heads includes a plurality of types of droplet discharge heads that discharge different photo-curable inks, and the plurality of types of droplet discharge heads are arranged along the second direction. And the arrangement order of the plurality of types of droplet discharge heads is the same as the order from one side in the second direction and the order from the other side. Arranged symmetrically in the second direction,
The carriage has ink curing light irradiation means for curing the photocurable ink on both sides of the droplet ejection head in the second direction with respect to all the droplet ejection heads. It is characterized by being placed next to each other.
この描画装置によれば、複数の液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの第2方向における両方の側のそれぞれに、光硬化型インクを硬化させるための光照射手段を隣り合わせて配置しているので、キャリッジを第2方向において移動させつつ、複数の液滴吐出ヘッドからそれぞれに光硬化型インクを吐出するようにした場合に、全ての液滴吐出ヘッドに対してその移動方向の後側に、光照射手段を配置したことになる。したがって、全ての液滴吐出ヘッドについて、光硬化型インクを吐出した後キャリッジを移動させることにより、光照射手段を直ちに吐出した箇所の直上に位置させることができる。よって、インクの吐出直後に光照射手段から光を照射することが可能になり、これにより、全ての液滴吐出ヘッドについて、インクを吐出した直後にこれを硬化させることが可能になる。 According to this drawing apparatus, the light irradiation means for curing the photocurable ink is adjacent to each of both sides in the second direction of the droplet discharge heads for all of the plurality of droplet discharge heads. When the photocurable ink is ejected from each of the plurality of droplet ejection heads while moving the carriage in the second direction, the movement is performed for all the droplet ejection heads. The light irradiation means is disposed on the rear side in the direction. Therefore, by moving the carriage after ejecting the photocurable ink for all the droplet ejection heads, it is possible to position the light irradiation means immediately above the location where the ejection is immediately performed. Therefore, it is possible to irradiate light from the light irradiating means immediately after the ink is discharged, so that it is possible to cure all the droplet discharge heads immediately after the ink is discharged.
また、互いに異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッドの配列順を、前記第2方向における一方の側からの順と、他方の側からの順とが同じになるように、前記第2方向において対称に配列しているので、キャリッジを往復移動させつつ、複数の液滴吐出ヘッドから異なる光硬化型インクを吐出する場合にも、往路と復路とで異なる光硬化型インクの吐出順を同一にすることができる。したがって、それぞれのインクを吐出後直ちに硬化させ、積層していくことにより、往路と復路とで重ね順(積層順)を同じにして同じ条件で描画を行うことができ、これにより、模様等の色調について所望した通りの良好な色調で描画することができる。 Further, the order of arrangement of the plurality of types of liquid droplet ejection heads that eject different photocurable inks from the one side in the second direction is the same as the order from the other side. Since they are arranged symmetrically in the second direction, even when different photocurable inks are ejected from a plurality of droplet ejection heads while reciprocating the carriage, different photocurable inks are used in the forward path and the backward path. The discharge order can be made the same. Accordingly, by curing each ink immediately after ejection and laminating, it is possible to perform drawing under the same conditions with the same stacking order (stacking order) in the forward path and the return path. It is possible to draw with a good color tone as desired for the color tone.
また、前記描画装置において、前記インク硬化光照射手段はそれぞれ、照射する光が、対応する液滴吐出ヘッドが吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有しているのが好ましい。
このようにすれば、インク硬化光照射手段が、光硬化型インクの最適硬化波長に対応した波長の光を照射するので、基板上に吐出された光硬化型インクがより速く硬化する。また、異なるインクのそれぞれを速く硬化させることができるため、色毎で硬化速度にバラツキが生じるといった不都合が回避される。
In the drawing apparatus, each of the ink curing light irradiating means has a wavelength corresponding to an optimum curing wavelength of the photocurable ink ejected by a corresponding droplet ejection head. preferable.
By doing so, the ink curing light irradiation means irradiates light having a wavelength corresponding to the optimum curing wavelength of the photocurable ink, so that the photocurable ink discharged onto the substrate is cured faster. In addition, since each of the different inks can be cured quickly, the disadvantage that the curing speed varies for each color is avoided.
また、前記描画装置において、前記キャリッジには、前記第2方向に沿って配列された前記液滴吐出ヘッド及び前記インク硬化光照射手段のうち、最外部に位置するインク硬化光照射手段のさらに外側にそれぞれ、前記基板を表面処理するための表面処理手段が配設されているのが好ましい。
このようにすれば、キャリッジを移動させつつ、液滴吐出ヘッドから光硬化型インクを吐出するに先だち、表面処理手段によって例えば表面処理光を照射し、基板の表面処理を行うことができる。すなわち、往復のいずれでも予め基板の表面処理を行い、その直後にインクを吐出し、さらにその直後に光照射手段から光を照射してインクを硬化することができる。
Further, in the drawing apparatus, the carriage further outside the ink curing light irradiation unit positioned at the outermost position among the droplet discharge heads and the ink curing light irradiation unit arranged along the second direction. In addition, it is preferable that surface treatment means for surface-treating the substrate is disposed.
By doing so, the surface treatment of the substrate can be performed by irradiating the surface treatment light, for example, with the surface treatment means before discharging the photocurable ink from the droplet discharge head while moving the carriage. That is, it is possible to cure the ink by performing surface treatment of the substrate in advance in both reciprocations, ejecting ink immediately after that, and then irradiating light from the light irradiation means immediately thereafter.
なお、前記表面処理手段は、前記基板を表面処理するための表面処理光を照射する光照射源からなっていてもよい。
例えば基板表面が撥液性である場合に、表面処理光を照射することでこれを親液化し、光硬化性インクの濡れ性を向上して描画品質(印刷品質)を高めることが可能になる。
The surface treatment means may comprise a light irradiation source for irradiating surface treatment light for surface treating the substrate.
For example, when the substrate surface is liquid repellent, it can be made lyophilic by irradiating it with surface treatment light, improving the wettability of the photocurable ink and improving the drawing quality (printing quality). .
また、前記表面処理手段は、前記基板の表面処理用の光硬化型プライマーインクを吐出するプライマーインク吐出ヘッドと、前記光硬化型プライマーインクを硬化させるための光を照射するものであって、前記プライマーインク吐出ヘッドの、前記第2方向における内側に隣り合って配置された光照射源と、からなっていてもよい。
このようにすれば、液滴吐出ヘッドからの光硬化性インクの吐出に先立ち、基板に光硬化型プライマーインクを吐出し、さらにこの光硬化型プライマーインクを硬化させることができる。したがって、このような表面処理により、例えば基板表面における光硬化性インクの濡れ性を向上し、描画品質(印刷品質)を高めることができる。
Further, the surface treatment means irradiates a primer ink discharge head for discharging a photocurable primer ink for surface treatment of the substrate, and light for curing the photocurable primer ink, And a light irradiation source arranged adjacent to the inside of the primer ink discharge head in the second direction.
In this way, prior to the discharge of the photocurable ink from the droplet discharge head, it is possible to discharge the photocurable primer ink onto the substrate and further cure the photocurable primer ink. Therefore, by such surface treatment, for example, the wettability of the photocurable ink on the substrate surface can be improved, and the drawing quality (printing quality) can be improved.
また、前記描画装置において、前記インク硬化光照射手段は、その発光面が、対応する液滴吐出ヘッドのノズル面より高い位置となるように配置されているのが好ましい。
このようにすれば、光照射手段から照射された光が液滴吐出ヘッドのノズルを照射し、ノズル内のインクを硬化させてノズル詰まりを生じさせるといった不都合が確実に防止される。
In the drawing apparatus, it is preferable that the ink curing light irradiation unit is disposed such that a light emitting surface thereof is positioned higher than a nozzle surface of a corresponding droplet discharge head.
In this way, it is possible to reliably prevent the disadvantage that the light emitted from the light irradiating means irradiates the nozzles of the droplet discharge head and hardens the ink in the nozzles to cause nozzle clogging.
また、前記描画装置においては、前記インク硬化光照射手段の近傍に、冷却手段が設けられているのが好ましい。
光照射手段として例えば発光ダイオード(LED)を用いた場合に、自身や周辺の熱によって劣化し、寿命が低下する。そこで、冷却手段を設けて発光ダイオード(光照射手段)を冷却することにより、劣化を防止して長寿命化を図ることができる。
In the drawing apparatus, it is preferable that a cooling unit is provided in the vicinity of the ink curing light irradiation unit.
When, for example, a light emitting diode (LED) is used as the light irradiating means, it deteriorates due to the heat of itself or surroundings, and the life is shortened. Therefore, by providing a cooling means to cool the light emitting diode (light irradiation means), it is possible to prevent deterioration and extend the life.
また、前記描画装置において、前記液滴吐出ヘッドには、配管を介して光硬化型インクを貯蔵するタンクが接続されており、前記液滴吐出ヘッド、前記配管、前記タンクのうちの少なくとも一つには、前記光硬化型インクの粘度を調整するための加熱手段が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、加熱手段によって光硬化型インクを加熱し、その粘度を低くすることにより、流動性を高めて良好な吐出性を得ることができる。
Further, in the drawing apparatus, a tank for storing photocurable ink is connected to the droplet discharge head via a pipe, and at least one of the droplet discharge head, the pipe, and the tank It is preferable that a heating means for adjusting the viscosity of the photocurable ink is provided.
In this case, the photocurable ink is heated by the heating means and the viscosity thereof is lowered, so that the fluidity can be improved and good discharge properties can be obtained.
また、前記描画装置において、前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを、前記第2方向と交差する方向に配列してなり、前記インク硬化光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第2方向と交差する方向に配列してなり、前記インク硬化光照射手段は、前記複数の光源における隣り合う一対の光源間が、前記複数のノズルにおける隣り合う一対のノズル間に対応して配置されているのが好ましい。
このようにすれば、光源の間と対応する位置にノズルがある場合に、このノズルから吐出されたインクに対して光源からの光が十分に照射されない、といった不都合が回避される。なお、その場合に前記光源としては、発光ダイオードが好適となる。
In the drawing apparatus, the droplet discharge head includes a plurality of nozzles arranged in a direction intersecting the second direction, and the ink curing light irradiation unit includes a plurality of light sources. Are arranged in a direction crossing the second direction, and the ink curing light irradiation means corresponds to a pair of adjacent light sources in the plurality of light sources between a pair of adjacent nozzles in the plurality of nozzles. Are preferably arranged.
In this way, when there is a nozzle at a position corresponding to between the light sources, the problem that the light from the light source is not sufficiently irradiated to the ink ejected from the nozzle is avoided. In this case, a light emitting diode is suitable as the light source.
また、前記描画装置において、前記キャリッジには、同一種の光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドが、前記第1方向に沿って配列した状態で複数設けられていてもよい。
このようにすれば、一回の走査(1スキャン)で吐出し硬化させる領域を、第1方向に沿って配列した液滴吐出ヘッドの数に比例して増やすことができる。
In the drawing apparatus, the carriage may be provided with a plurality of droplet discharge heads that discharge the same type of photocurable ink in a state of being arranged along the first direction.
In this way, the area to be ejected and cured in one scan (one scan) can be increased in proportion to the number of liquid droplet ejection heads arranged along the first direction.
なお、その場合に前記インク硬化光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第2方向と交差する方向に配列してなり、前記インク硬化光照射手段は、前記複数の光源における所定位置の隣り合う一対の光源間が、前記第1方向に配列してなる複数の液滴吐出ヘッドおける隣り合う一対の液滴吐出ヘッド間に対応して配置されているのが好ましい。
このようにすれば、ノズルが配置されない液滴吐出ヘッド間に対応して光源が配置されることにより、この位置の光源がインク硬化にほとんど寄与せず、無駄になってしまうのが回避される。なお、その場合に前記光源としては、発光ダイオードが好適となる。
In this case, the ink curing light irradiation means includes a plurality of light sources, and the light sources are arranged in a direction intersecting the second direction, and the ink curing light irradiation means includes the plurality of light sources. It is preferable that a pair of adjacent light sources at a predetermined position is disposed corresponding to a pair of adjacent droplet discharge heads in the plurality of droplet discharge heads arranged in the first direction.
In this way, the light sources are arranged correspondingly between the droplet discharge heads where the nozzles are not arranged, so that the light source at this position hardly contributes to ink curing and is prevented from being wasted. . In this case, a light emitting diode is suitable as the light source.
また、前記描画装置において、前記インク硬化光照射手段は、発光ダイオード、レーザーダイオード、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプから選択された少なくとも一種からなるのが好ましい。
このような手段を用いることにより、光硬化性インクを速く良好に硬化させることができる。
In the drawing apparatus, the ink curing light irradiation unit is preferably made of at least one selected from a light emitting diode, a laser diode, a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and an excimer lamp.
By using such means, the photocurable ink can be cured quickly and satisfactorily.
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明の描画装置の一実施形態となる描画装置の概略構成図であり、図1中符号1は描画装置である。描画装置1は、基板P上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、基板P上に文字・数字や各種の模様などを描画するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drawing apparatus according to an embodiment of the drawing apparatus of the present invention, and
この描画装置1は、前記基板Pを載置する基台2と、基台2上の基板Pを図1中のX方向(第1方向)に搬送する搬送装置3と、前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド(図示せず)と、該液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ4と、このキャリッジ4を、前記X方向と直交するY方向(第2方向)に移動させる送り装置5と、を具備して構成されている。なお、本実施形態では、前記搬送装置3及び前記送り装置5により、基板Pとキャリッジ4とを、第1方向(X方向)及び該第1方向に直交する第2方向(Y方向)にそれぞれ相対移動させる、本発明の移動装置が構成されている。
The
搬送装置3は、基台2上に設けられたワークステージ6及びステージ移動装置7を備えて構成されたものである。ワークステージ6は、ステージ移動装置7によって基台2上をX方向に移動可能に設けられたもので、上流側の搬送装置(図示せず)から搬送される基板Pを、例えば真空吸着機構によってXY平面上に保持するものである。ステージ移動装置7は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたもので、制御装置8から入力される、ワークステージ6のX座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ6をX方向に移動させるよう構成されたものである。
The transfer device 3 includes a work stage 6 and a
キャリッジ4は、送り装置5に移動可能に取り付けられた矩形板状のもので、図2の側断面、図3の底面図に示すように、その底面4a側に複数種(本実施形態では4種類)の液滴吐出ヘッド9を、前記Y方向(第2方向)に沿って配列させた状態で保持したものである。
複数種の液滴吐出ヘッド9(9Y、9C、9M、9K)は、後述するように多数(複数)のノズルを備えたもので、前記制御装置8から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、光硬化型インクの液滴を吐出するものである。また、これら液滴吐出ヘッド9(9Y、9C、9M、9K)は、Y(イエロー)、C(シアン)、M(マゼンタ)、K(黒)に対応した光硬化型インクをそれぞれ吐出するもので、その配列順が、Y方向(第2方向)における一方の側からの順と、他方の側からの順とが同じになるように、Y方向において対称に配列されている。すなわち、本実施形態では、一方の側からも他方の側からも、「9K、9M、9C、9Y、9Y、9C、9M、9K」の順となるように配列させられている。
The
A plurality of types of droplet discharge heads 9 (9Y, 9C, 9M, 9K) are provided with a large number (a plurality of) nozzles as will be described later. Based on this, droplets of photocurable ink are ejected. The droplet discharge heads 9 (9Y, 9C, 9M, and 9K) discharge photocurable inks corresponding to Y (yellow), C (cyan), M (magenta), and K (black), respectively. Thus, the arrangement order is symmetrically arranged in the Y direction so that the order from one side in the Y direction (second direction) is the same as the order from the other side. In other words, in the present embodiment, they are arranged in the order of “9K, 9M, 9C, 9Y, 9Y, 9C, 9M, 9K” from one side and the other side.
これら液滴吐出ヘッド9(9K、9M、9C、9Y…)には、それぞれ、図1に示すようにキャリッジ4を介してチューブ(配管)10が連結されている。そして、Y(イエロー)に対応する液滴吐出ヘッド9Yには、チューブ10を介してY(イエロー)用の光硬化型インクを充填・貯蔵した第1タンク11Yが接続されており、これによって液滴吐出ヘッド9Yには、この第1タンク11YからY(イエロー)用の光硬化型インクが供給されるようになっている。
These droplet discharge heads 9 (9K, 9M, 9C, 9Y...) Are each connected with a tube (piping) 10 via a
同様に、C(シアン)に対応する液滴吐出ヘッド9CにはC(シアン)用の光硬化型インクを充填した第2タンク11Cが接続され、M(マゼンタ)に対応する液滴吐出ヘッド9MにはM(マゼンタ)用の光硬化型インクを充填した第3タンク11Mが接続され、K(黒)に対応する液滴吐出ヘッド9KにはK(黒)用の光硬化型インクを充填した第4タンク11Kが接続されている。このような構成によって液滴吐出ヘッド9Cには、第2タンク11CからC(シアン)用の光硬化型インクが供給されるようになっており、液滴吐出ヘッド9Mには、第3タンク11MからM(マゼンタ)用の光硬化型インクが供給されるようになっており、液滴吐出ヘッド9Kには、第4タンク11KからK(黒)用の光硬化型インクが供給されるようになっている。なお、図1ではチューブ10及び各タンク11について、省略してそれぞれ4つしか記載していないが、実際には、液滴吐出ヘッド9に1:1で対応して設けられているものとする。
Similarly, a
これら液滴吐出ヘッド9Y、9C、9M、9K、チューブ(配管)10、タンク11Y、11C、11M、11Kには、各色(Y、C、M、K)の系それぞれに、ヒーター等の加熱手段(図示せず)が設けられている。すなわち、それぞれの色の系では、液滴吐出ヘッド9、チューブ10、タンク11のうちの少なくとも一つに、光硬化型インクの粘度を低下させてその流動性を高める加熱手段が設けられており、これによって光硬化型インクは、液滴吐出ヘッド9からの吐出性が良好になるように調整されている。
These droplet discharge heads 9Y, 9C, 9M, and 9K, tubes (piping) 10,
ここで、光硬化性インクは、例えば紫外線硬化型のインクなど、所定波長の光を受けて硬化するタイプのもので、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものである。なお、このような光硬化性インクは、通常はその成分(配合)等によって吸収する光(紫外線)の波長域等が異なることから、硬化する波長の最適値、すなわち最適硬化波長も、インク毎に異なっている。 Here, the photocurable ink is a type that is cured by receiving light of a predetermined wavelength, such as an ultraviolet curable ink, and contains a monomer, a photopolymerization initiator, and a pigment corresponding to each color, and is further necessary. Depending on the conditions, various additives such as surfactants and thermal radical polymerization inhibitors are blended. In addition, since such a photocurable ink usually has different wavelength ranges of light (ultraviolet rays) to be absorbed depending on its components (formulations), the optimum value of the curing wavelength, that is, the optimum curing wavelength is also different for each ink. Is different.
また、液滴吐出ヘッド9は、その底面図である図4(a)に示すように、複数(例えば180個)のノズルNをY方向(第2方向)と交差する方向、本実施形態ではX方向(第1方向)に配列しており、これら複数のノズルNによってノズル列NAを形成している。なお、図4(a)では1列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド9に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、例えばX方向に配列したノズル列NAをY方向に複数列設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 4A, which is a bottom view of the
また、液滴吐出ヘッド9は、その部分斜視図である図4(b)に示すように、チューブ10と連結される材料供給孔20aが設けられた振動板20と、ノズルNが設けられたノズルプレート21と、振動板20とノズルプレート21との間に設けられたリザーバー(液溜まり)22と、複数の隔壁23と、複数のキャビティー(液室)24とを備えて構成されている。ノズルプレート21の表面(底面)は、複数のノズルNを形成したノズル面21aとなっている。振動板20上には、各ノズルNに対応して圧電素子(駆動素子)PZが配置されている。圧電素子PZは、例えばピエゾ素子からなっている。
Further, as shown in FIG. 4B, which is a partial perspective view, the
リザーバー22には、材料供給孔20aを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。キャビティー24は、振動板20と、ノズルプレート21と、1対の隔壁23とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルNに対して1対1に対応して設けられている。また、各キャビティー24には、一対の隔壁23の間に設けられた供給口24aを介して、リザーバー22から光硬化型インクが導入されるようになっている。
The
前記圧電素子PZは、液滴吐出ヘッド9の1ノズル分の部分断面図である図4(c)に示すように、圧電材料25を一対の電極26で挟持したもので、一対の電極26に駆動信号が印加されることにより、圧電材料25が収縮するように構成されたものである。したがって、このような圧電素子PZが配置されている振動板20は、圧電素子PZと一体になって同時に外側(キャビティー24の反対側)へ撓曲するようになっており、これによってキャビティー24の容積が増大するようになっている。
The piezoelectric element PZ is obtained by sandwiching a
よって、キャビティー24内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり22から供給口24aを介して流入する。また、このような状態から圧電素子PZへの駆動信号の印加が停止すると、圧電素子PZと振動板20とは共に元の形状に戻り、キャビティー24も元の容積に戻る。これにより、キャビティー24内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルNから基板Pに向けて光硬化型インクの液滴Lが吐出されるようになっている。
なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド9は、そのノズルプレート21の底面、すなわちノズルNの形成面(ノズル面)NSが、図2に示すようにキャリッジ4の底面4aより下側となるように、該底面4aから突出して配置されている。
Therefore, the photocurable ink corresponding to the increased volume in the
Note that the
また、キャリッジ4には、図2、図3に示すように液滴吐出ヘッド9の全てに対して、該液滴吐出ヘッド9の両側にそれぞれインク硬化光照射手段12(12Y、12C、12M、12K)が隣り合って配置されている。すなわち、インク硬化光照射手段12は、Y方向において対称に配列された液滴吐出ヘッド9の配列方向に沿って、その両側にそれぞれ配置されている。これらインク硬化光照射手段12は、前記光硬化型インクを硬化させるためのもので、本実施形態では多数のLED(発光ダイオード)からなっている。ただし、本発明では、LEDに限定されることなく、これ以外にも例えばレーザーダイオード(LD)や、さらには水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等をインク硬化光照射手段12として用いることができる。
2 and 3, the
本実施形態のLEDからなるインク硬化光照射手段12Y、12C、12M、12Kは、それぞれ照射する光が、対応する液滴吐出ヘッド9が吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有している。つまり、前述したように各光硬化性インクは、その成分(配合)等によって最適硬化波長が異なっており、これに対してインク硬化光照射手段12Y、12C、12M、12Kは、対応する光硬化型インクの最適硬化波長を有した光を照射するようになっている。
In the ink curing light irradiating means 12Y, 12C, 12M, and 12K composed of LEDs of the present embodiment, the wavelength corresponding to the optimum curing wavelength of the light curable ink ejected by the corresponding liquid
また、インク硬化光照射手段12にあっては、例えば図5(a)に示すような市販のLEDを光源13aが用いられるが、図5(b)に示すように、素子胴体側面を長方形や正方形などの多角形に加工した光源13bがより好適に用いられる。すなわち、この光源13bは、図5(c)に示すように縦横に整列させられて、矩形状の大きな一つの光照射源(インク硬化光照射手段12)としてキャリッジ4に取り付けられ、用いられる。その際、各光源13bが図5(b)に示したように平面視長方形または正方形などに形成されていることにより、これを縦横に整列させた際に高密度で配置されるようになっている。したがって、形成した光照射源(インク硬化光照射手段12)は、その光量が十分に多くなっている。
Further, in the ink curing light irradiation means 12, for example, a commercially available LED as shown in FIG. 5A is used as the
また、インク硬化光照射手段12は、図5(c)に示したように、対応する液滴吐出ヘッド9のノズル列NAの長さに対応して、これとほぼ同じ長さとなるように光源13bを配列して形成されている。そして、これら光源13bは、隣り合う一対の光源13b間15が、前記複数のノズルNの、隣り合う一対のノズルN間16に対応するようにして、配置されている。このような構成によってインク硬化光照射手段12は、ノズルNから吐出された光硬化型インクに対して、光源13bからの光を確実に照射できるようになっている。すなわち、光源13b間15と対応する位置にノズルNがある場合に、このノズルNから吐出されたインクに対して光源13bからの光が十分に照射されない、といった不都合が回避されているのである。
Further, as shown in FIG. 5C, the ink curing light irradiation means 12 corresponds to the length of the nozzle row NA of the corresponding
なお、図5(c)では、ノズルNと光源13bとが1:1で配置されているように記載しているが、実際にはノズルNは光源13bに比べて格段に小さく、したがって複数のノズルに対して1つの光源13bが対応するようになっている。その場合にも、前述したように、隣り合う一対の光源13b間15が、隣り合う一対のノズルN間16に対応するように構成される。
また、図5(c)では、ノズル列NAに沿う光源13bの列を2列形成しているが、1列でもよく、3列以上でもよいのはもちろんである。さらに、図5(c)では光照射手段12を単一の光源群として示したが、例えば図3に示したように、複数の光源群によって一つの光照射手段12を構成するようにしてもよい。
In FIG. 5C, it is described that the nozzle N and the
In FIG. 5C, two rows of the
そして、このような光源13bからなるインク硬化光照射手段12は、図5(b)に示した光源13bの発光面14が、図2に示したようにキャリッジ4の底面4aとほぼ面一になるようにキャリッジ4に取り付けられている。これにより、インク硬化光照射手段12はその発光面が、対応する液滴吐出ヘッド9のノズル面より高い位置となっている。したがって、液滴吐出ヘッド9では、インク硬化光照射手段12から照射された光がノズルNに照射され、ノズルN内のインクが硬化させられてノズル詰まりを生じる、といった不都合が確実に防止されている。
The ink curing light irradiation means 12 comprising such a
また、キャリッジ4には、図2、図3に示したように、液滴吐出ヘッド9の列の外側、すなわちY方向(第2方向)においてその両側の最も端に位置するそれぞれの液滴吐出ヘッド9に対して外側で、さらに該液滴吐出ヘッド9の外側のインク硬化光照射手段12の外側に、プライマーインク吐出ヘッド17が配置されている。これらプライマーインク吐出ヘッド17は、図4(a)〜(c)に示した液滴吐出ヘッド9と同一の構成からなるものである。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, each of the droplets ejected on the
これらプライマーインク吐出ヘッド17は、図1において図示を省略しているものの、液滴吐出ヘッド9と同様に、チューブ(図示せず)を介して光硬化型のプライマーインクを充填・貯蔵したタンク(図示せず)に接続されたものである。これによってプライマーインク吐出ヘッド17には、前記タンクからプライマーインクが供給されるようになっている。
Although not shown in FIG. 1, these primer ink discharge heads 17 are similar to the liquid
プライマーインクは、基板Pの表面を処理するためのもので、本実施形態では、プライマーインクとして、基板Pの表面を親液化し、前記光硬化性インクの濡れ性を向上するための改質処理用の光硬化型インクが用いられている。
また、プライマーインク吐出ヘッド17の内側には、表面処理光照射手段(光照射源)18が隣り合って配置されている。これら表面処理光照射手段18は、前記インク硬化光照射手段12と同様に、図5(b)に示したようなLEDからなる光源13bを多数整列配置して構成されたもので、前記のプライマーインクに光照射することで、これを硬化させるものである。
The primer ink is for treating the surface of the substrate P. In this embodiment, as the primer ink, the surface of the substrate P is lyophilic and the modification treatment for improving the wettability of the photocurable ink is performed. Photo-curable inks are used.
Further, inside the primer
また、これら表面処理光照射手段18も、前記インク硬化光照射手段12と同様に、隣り合う一対の光源13b間が、プライマーインク吐出ヘッド17における複数のノズルNの、隣り合う一対のノズルN間16に対応するようにして、配置されている。これによって表面処理光照射手段18も、ノズルNから吐出されたプライマーインクに対して、光源13bからの光を確実に照射できるようになっている。
The surface treatment light irradiating means 18 is also similar to the ink curing light irradiating means 12 between the pair of adjacent
また、キャリッジ4には、前記インク硬化光照射手段12や前記表面処理光照射手段18の近傍に、冷却手段(図示せず)が設けられている。冷却手段は、冷却水を循環させる方式のものや、ペルティエ素子(ペルチェ素子)からなるものなど、公知のものが用いられる。このような冷却手段がインク硬化光照射手段12の近傍に配置されることにより、LEDからなる光源13b(13a)が自身や周辺の熱によって劣化し、寿命が低下するといったことが抑制され、インク硬化光照射手段12や表面処理光照射手段18の長寿命化が図られる。
The
キャリッジ4を移動させる送り装置5は、例えば基台2を跨ぐ橋梁構造をしたもので、Y方向(第2方向)及びXY平面に直交するZ方向(第3方向)に対して、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたものである。このような構成のもとに送り装置5は、制御装置8から入力される、キャリッジ4のY座標及びZ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ4をY方向(第2方向)に移動させるとともに、Z方向(第3方向)にも移動させるようになっている。
The
制御装置8は、ステージ移動装置7にステージ位置制御信号を出力し、送り装置5にキャリッジ位置制御信号を出力し、さらにはプライマーインク吐出ヘッド17及び液滴吐出ヘッド9の各駆動回路基板(図示せず)に描画データ及び駆動制御信号を出力するものである。これによって制御装置8は、基板Pとキャリッジ4とを相対移動させるべく、ワークステージ6の移動による基板Pの位置決め動作、及びキャリッジ4の移動によるプライマーインク吐出ヘッド17や液滴吐出ヘッド9の位置決め動作の同期制御を行い、さらにプライマーインク吐出ヘッド17や液滴吐出ヘッド9に液滴吐出動作を行わせることにより、基板P上の所定の位置にプライマーインクや光硬化性インクの液滴を配するようになっている。
また、この制御装置8は、プライマーインク吐出ヘッド17や液滴吐出ヘッド9に液滴吐出動作を行わせるのとは別に、表面処理光照射手段18やインク硬化光照射手段12に光照射動作を行わせるようにもなっている。
The control device 8 outputs a stage position control signal to the
Further, the control device 8 performs the light irradiation operation on the surface treatment light irradiation means 18 and the ink curing light irradiation means 12 separately from causing the primer
このような構成からなる描画装置1によって基板Pに所望の模様等を描画するには、通常は描画速度を速めて生産性を高めるべく、基板Pに対してキャリッジ4を往復移動させ、その往路においても復路においても、インクの吐出を行うようにする。ただし、本発明では、往路においてインクの吐出を行う吐出ヘッド9、17と、復路においてインクの吐出を行う吐出ヘッド9、17とを、異ならせている。
In order to draw a desired pattern or the like on the substrate P by the
描画装置1によって描画を行うには、まず、基板Pをワークステージ6にセットする。次に、ステージ移動装置7にステージ位置制御信号を出力するとともに、送り装置5にキャリッジ位置制御信号を出力し、これによって基板Pとキャリッジ4とを相対移動させ、基板Pに対してキャリッジ4を予め設定した位置に配する。
すなわち、図2、図3に示したようにキャリッジ4においてY方向(第2方向)に配列されたヘッド9、17のうちの、一方の外側に配置されたプライマーインク吐出ヘッド17を、図6(a)に示すように基板Pの所定領域E1の直上に位置させる。続いて、このプライマーインク吐出ヘッド17からプライマーインクIPを吐出させ、前記所定領域E1上に所望の量のインクIPを配する。
In order to perform drawing with the
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the primer
次いで、基板Pに対してキャリッジ4をY方向(第2方向)における一方の側、すなわち往路となる図6(a)中矢印Y1方向に相対移動させ、図6(b)に示すようにプライマーインク吐出ヘッド17のY方向(第2方向)における他方の側に配置された表面処理光照射手段18を、前記所定領域E1の直上に位置させる。続いて、この表面処理光照射手段18から光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E1上に配したプライマーインクIPを硬化させ、薄膜FPを形成する。すると、プライマーインクIPを吐出した直後にこれが硬化させられるため、プライマーインクIPの濡れ拡がりが抑えられる。また、処理膜FPによって所定領域E1が親液化されるため、この薄膜FP上では、光硬化性インクの濡れ性が良好になる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y1方向に相対移動させ、図6(c)に示すようにプライマーインクIPを吐出したプライマーインク吐出ヘッド17の隣に位置する液滴吐出ヘッド9Kを、基板Pの所定領域E1の直上、つまり前記薄膜FPの直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド9KからK(黒)に対応した光硬化型インクIKを吐出させ、前記所定領域E1上に所望の量のインクIKを配する。すると、薄膜FP上では光硬化性インクの濡れ性が良好になっているので、インクIKはこの薄膜FP上に良好に濡れ拡がり、重ねられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y1方向に相対移動させ、図6(d)に示すように液滴吐出ヘッド9KのY方向(第2方向)における他方の側に配置されたインク硬化光照射手段12Kを、前記所定領域E1の直上に位置させる。続いて、このインク硬化光照射手段12Kから光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E1上に配したインクIKを硬化させ、薄膜FKを形成する。すると、インクIKを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクIKの過剰な濡れ拡がりが抑えられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y1方向に相対移動させ、図7(a)に示すように前記液滴吐出ヘッド9Kの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Mを、基板Pの所定領域E1の直上、つまり前記薄膜FKの直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド9MからM(マゼンタ)に対応した光硬化型インクIMを吐出させ、前記所定領域E1上の薄膜FK上に、所望の量のインクIMを配する。すると、薄膜FKはすでに硬化しているので、この薄膜FKとなったインクIKとインクIMとは混じることがなく、インクIMは薄膜FK上に重ねられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y1方向に相対移動させ、図7(b)に示すように液滴吐出ヘッド9MのY方向(第2方向)における他方の側に配置されたインク硬化光照射手段12Mを、前記所定領域E1の直上、つまりインクIMの直上に位置させる。続いて、このインク硬化光照射手段12Mから光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E1上のインクIMを硬化させ、薄膜FMを形成する。すると、インクIMを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクIMが濡れ拡がって例えば薄膜FK上から流れ落ちるといったことが抑えられる。
Next, the
以下、同様にしてキャリッジ4を相対移動させ、前記液滴吐出ヘッド9Mの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Cを所定領域E1上に位置させてインクICを吐出した後、さらにキャリッジ4を相対移動させてその隣のインク硬化光照射手段12Cを所定領域E1上に位置させ、光照射することで薄膜FM上に薄膜FCを重ねる。さらに、キャリッジ4を相対移動させ、前記液滴吐出ヘッド9Cの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Yを所定領域E1上に位置させてインクIYを吐出した後、さらにキャリッジ4を相対移動させてその隣のインク硬化光照射手段12Yを所定領域E1上に位置させ、光照射することで薄膜FC上に薄膜FYを重ねる。
Thereafter, similarly, the
これにより、図7(c)に示すように所定領域E1上に、薄膜FP、薄膜FK、薄膜FM、薄膜FC、薄膜FYをこの順に重ねてなる積層膜F1を形成することができる。すなわち、光照射によって硬化させた薄膜の上に順次インクを配していくので、それぞれの色に対応するインクが所望の順番で重ねられ、さらにこれらが混じることなく、したがってそれぞれの色が混じることなく、所望の厚さ比で重ねられた積層膜F1を得ることができる。また、液滴吐出ヘッド9から光硬化型インクを吐出するに先だって、プライマーインクIPからなる薄膜FPを形成し、基板Pの所定領域E1を親液化しているので、基板Pの表面が撥液性である場合にも、光硬化性インクの濡れ性を良好にすることができる。
Thereby, as shown in FIG.7 (c), the laminated film F1 which overlaps the thin film FP, the thin film FK, the thin film FM, the thin film FC, and the thin film FY in this order on the predetermined area | region E1 can be formed. That is, since ink is sequentially arranged on the thin film cured by light irradiation, the inks corresponding to the respective colors are stacked in a desired order, and further, these are not mixed, and therefore the respective colors are mixed. The laminated film F1 stacked with a desired thickness ratio can be obtained. Prior to discharging the photocurable ink from the
また、前記の図6中に矢印Y1で示した往路に対し、復路において各インクを吐出し、薄膜化するには、図8に示すように基板Pをキャリッジ4に対してX方向に所定ピッチ分相対移動させる。なお、図8ではキャリッジ4を模式化して示しており、表面処理光照射手段18やインク硬化光照射手段12についてはその記載を省略している。
そして、図9(a)に示すように、キャリッジ4においてY方向(第2方向)に配列されたヘッド9、17のうちの、他方の外側に配置されたプライマーインク吐出ヘッド17、つまり前記の往路で用いたプライマーインク吐出ヘッド17とは異なる吐出ヘッド17を、基板Pの所定領域E2の直上に位置させる。続いて、このプライマーインク吐出ヘッド17からプライマーインクIPを吐出させ、前記所定領域E2上に所望の量のインクIPを配する。
Further, in order to discharge each ink and make the film thinner in the return path with respect to the forward path indicated by the arrow Y1 in FIG. 6, the substrate P is placed at a predetermined pitch in the X direction with respect to the
As shown in FIG. 9A, the primer
次いで、基板Pに対してキャリッジ4をY方向(第2方向)における他方の側、すなわち復路となる図9(a)中矢印Y2方向に相対移動させ、図9(b)に示すようにプライマーインク吐出ヘッド17のY方向(第2方向)における一方の側に配置された表面処理光照射手段18を、前記所定領域E2の直上に位置させる。続いて、この表面処理光照射手段18から光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E2上に配したプライマーインクIPを硬化させ、薄膜FPを形成する。すると、プライマーインクIPを吐出した直後にこれが硬化させられるため、プライマーインクIPの濡れ拡がりが抑えられる。また、処理膜FPによって所定領域E2が親液化されるため、この薄膜FP上では、光硬化性インクの濡れ性が良好になる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y2方向に相対移動させ、図9(c)に示すようにプライマーインクIPを吐出したプライマーインク吐出ヘッド17の隣に位置する液滴吐出ヘッド9K、つまり前記の往路で用いた液滴吐出ヘッド9Kとは異なる吐出ヘッド9Kを、基板Pの所定領域E2の直上、つまり前記薄膜FPの直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド9KからK(黒)に対応した光硬化型インクIKを吐出させ、前記所定領域E2上に所望の量のインクIKを配する。すると、薄膜FP上では光硬化性インクの濡れ性が良好になっているので、インクIKはこの薄膜FP上に良好に濡れ拡がり、重ねられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y2方向に相対移動させ、図9(d)に示すように液滴吐出ヘッド9KのY方向(第2方向)における一方の側に配置されたインク硬化光照射手段12Kを、前記所定領域E2の直上に位置させる。続いて、このインク硬化光照射手段12Kから光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E2上に配したインクIKを硬化させ、薄膜FKを形成する。すると、インクIKを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクIKの過剰な濡れ拡がりが抑えられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y2方向に相対移動させ、図10(a)に示すように前記液滴吐出ヘッド9Kの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Mを、基板Pの所定領域E2の直上、つまり前記薄膜FKの直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド9MからM(マゼンタ)に対応した光硬化型インクIMを吐出させ、前記所定領域E2上の薄膜FK上に、所望の量のインクIMを配する。すると、薄膜FKはすでに硬化しているので、この薄膜FKとなったインクIKとインクIMとは混じることがなく、インクIMは薄膜FK上に重ねられる。
Next, the
次いで、基板Pに対してキャリッジ4を矢印Y1方向に相対移動させ、図10(b)に示すように液滴吐出ヘッド9MのY方向(第2方向)における一方の側に配置されたインク硬化光照射手段12Mを、前記所定領域E2の直上、つまりインクIMの直上に位置させる。続いて、このインク硬化光照射手段12Mから光(例えば紫外線)を照射することにより、所定領域E2上のインクIMを硬化させ、薄膜FMを形成する。すると、インクIMを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクIMが濡れ拡がって例えば薄膜FK上から流れ落ちるといったことが抑えられる。
Next, the
以下、同様にしてキャリッジ4を相対移動させ、前記液滴吐出ヘッド9Mの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Mを所定領域E2上に位置させてインクICを吐出した後、さらにキャリッジ4を相対移動させてその隣のインク硬化光照射手段12Cを所定領域E2上に位置させ、光照射することで薄膜FM上に薄膜FCを重ねる。さらに、キャリッジ4を相対移動させ、前記液滴吐出ヘッド9Cの隣に位置する液滴吐出ヘッド9Yを所定領域E2上に位置させてインクIYを吐出した後、さらにキャリッジ4を相対移動させてその隣のインク硬化光照射手段12Yを所定領域E2上に位置させ、光照射することで薄膜FM上に薄膜FYを重ねる。
Thereafter, similarly, the
これにより、図10(c)に示すように所定領域E2上に、薄膜FP、薄膜FK、薄膜FM、薄膜FC、薄膜FYをこの順に重ねてなる積層膜F2を形成することができる。すなわち、各薄膜の重ね順が、往路で形成した前記積層膜F1と同じに形成された、積層膜F2を得ることができる。また、光照射によって硬化させた薄膜の上に順次インクを配していくので、それぞれの色に対応するインクが所望の順番で重ねられ、さらにこれらが混じることなく、したがってそれぞれの色が混じることなく、所望の厚さ比で重ねられた積層膜F2を得ることができる。また、液滴吐出ヘッド9から光硬化型インクを吐出するに先だって、プライマーインクIPからなる薄膜FPを形成し、基板Pの所定領域E2を親液化しているので、基板Pの表面が撥液性である場合にも、光硬化性インクの濡れ性を良好にすることができる。
As a result, as shown in FIG. 10C, the laminated film F2 can be formed on the predetermined region E2 by laminating the thin film FP, the thin film FK, the thin film FM, the thin film FC, and the thin film FY in this order. That is, it is possible to obtain a laminated film F2 in which the order of stacking of the thin films is the same as that of the laminated film F1 formed in the outward path. In addition, since the ink is sequentially arranged on the thin film cured by light irradiation, the inks corresponding to the respective colors are stacked in a desired order, and further, these are not mixed, and therefore the respective colors are mixed. In other words, it is possible to obtain the laminated film F2 stacked with a desired thickness ratio. Prior to discharging the photocurable ink from the
このような描画装置1にあっては、4つの液滴吐出ヘッド9の全てに対して、そのY方向(第2方向)における両方の側のそれぞれに、光硬化型インクを硬化させるためのインク硬化光照射手段12を隣り合わせて配置しているので、インクの吐出直後にインク硬化光照射手段12から光を照射することができ、したがって全ての液滴吐出ヘッド9について、インクを吐出した直後にこれを硬化させることができる。また、液滴吐出ヘッド9からの吐出をY方向において往復で行うようにした場合でも、その往復のいずれにおいても、インクを吐出した直後にこれを硬化させることができる。
さらに、液滴吐出ヘッド9から光硬化型インクを吐出するに先だって、プライマーインクIPからなる薄膜FPを形成し、基板Pの所定領域E1、E2を親液化しているので、基板Pの表面が撥液性である場合にも、光硬化性インクの濡れ性を良好にすることができる。
In such a
Further, prior to discharging the photocurable ink from the
また、異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッド9の配列順を、Y方向における一方の側からの順と、他方の側からの順とが同じになるように対称に配列しているので、往路と復路とで異なる光硬化型インクの吐出順を同一にすることができる。したがって、それぞれのインクを吐出後直ちに硬化させ、積層していくことにより、往路と復路とで重ね順(積層順)を同じにして同じ条件で描画を行うことができ、これにより、模様等の色調について所望した通りの良好な色調で描画することができる。 The arrangement order of the plurality of types of droplet discharge heads 9 that discharge different photocurable inks is symmetrically arranged so that the order from one side in the Y direction is the same as the order from the other side. Therefore, the discharge order of different photocurable inks can be made the same in the forward path and the backward path. Accordingly, by curing each ink immediately after ejection and laminating, it is possible to perform drawing under the same conditions with the same stacking order (stacking order) in the forward path and the return path. It is possible to draw with a good color tone as desired for the color tone.
よって、この描画装置1によれば、特にキャリッジ4を往復移動させた際、その往路、復路共にインクの吐出を行わせた場合にも、模様等の色調について所望した通りの良好な色調で描画することができ、したがって描画品質(印刷品質)を高めることができる。
また、基板Pの表面を親液化して光硬化性インクの濡れ性を向上することによっても、描画品質を高めることができる。
さらに、光硬化性インクを吐出した直後にこれを硬化さることで、インクの濡れ拡がりを抑えることができ、さらには、硬化させた薄膜上に別のインクを重ねるので、異なるインクどうしが混じることを防止することもできる。したがって、光硬化型インクの特性を十分に活かして特に高精細化を可能にし、さらには良好な色調の模様等を得ることができる。
Therefore, according to the
The drawing quality can also be improved by making the surface of the substrate P lyophilic and improving the wettability of the photocurable ink.
Furthermore, by curing the photocurable ink immediately after it is ejected, wetting and spreading of the ink can be suppressed, and another ink is layered on the cured thin film, so that different inks are mixed. Can also be prevented. Therefore, it is possible to achieve particularly high definition by fully utilizing the characteristics of the photocurable ink, and it is possible to obtain a pattern with a good color tone.
なお、前記実施形態では、特に液滴吐出ヘッド9を8つ配列し、一方の側の4つと他方の側の4つとをそれぞれ別グループにして用いるようにしたが、中央に位置する2つの液滴吐出ヘッド9Yについては、これを1つのみ配置することで、一方の側と他方の側、すなわち往路と復路とで兼用して用いるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, in particular, eight droplet discharge heads 9 are arranged so that four on one side and four on the other side are used as separate groups, but two liquids located in the center are used. As for the
また、前記例では、キャリッジ4の移動方向として、往路においても、また復路においても、いずれの場合も4種類の液滴吐出ヘッド9を全て使用してインクの吐出を行うようにしたが、当然ながら、4種類のインクを必要としない部位に対しては、必要とされる3つ以下のヘッドによってのみ、インクの吐出を行うようにする。
その場合には、インクの吐出を行わなかった液滴吐出ヘッド9に対応するインク硬化光照射手段12については、光の照射を行わないように制御を行うのが好ましい。インクが吐出されない位置には光を照射しないようにすることで、先に形成された薄膜Fに過剰な光照射を行うことにより、薄膜Fを劣化させるといったことを防止することができるからである。
Further, in the above example, as the movement direction of the
In that case, it is preferable to control the ink curing light irradiation means 12 corresponding to the
図11は、本発明の描画装置の他の実施形態を示す図であり、図11はキャリッジ4の底面図である。この描画装置が図3等に示した描画装置1と異なるところは、図11に示したように、キャリッジ4に、プライマーインク吐出ヘッド17と、同一種の光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド9とが、X方向(第1方向)に沿って配列した状態で複数設けられている点である。
このようにプライマーインク吐出ヘッド17及び液滴吐出ヘッド9をそれぞれ複数配列させれば、Y方向(第2方向)に移動させつつインクの吐出を行った際、一回の走査(1スキャン)で吐出し硬化させる領域を、配列した吐出ヘッド9、17の数に比例して増やすことができ、したがって描画効率を高めて生産性を向上することができる。
FIG. 11 is a view showing another embodiment of the drawing apparatus of the present invention, and FIG. 11 is a bottom view of the
If a plurality of primer ink ejection heads 17 and a plurality of droplet ejection heads 9 are arranged in this way, when ink is ejected while moving in the Y direction (second direction), one scan (one scan) is performed. The area to be ejected and cured can be increased in proportion to the number of ejecting
なお、その場合には、表面処理光照射手段18及びインク硬化光照射手段12についても、各吐出ヘッド9、17の列の長さに対応する長さで、その隣に配設する必要がある。その際、これら表面処理光照射手段18及びインク硬化光照射手段12については、図5(b)、(c)に示した複数の光源13bにおける、所定位置の隣り合う一対の光源13b間15が、複数のプライマーインク吐出ヘッド17及び液滴吐出ヘッド9の、隣り合う一対のヘッド9間に対応するようにして配置される。
このような構成によって表面処理光照射手段18及びインク硬化光照射手段12は、ノズルNが配置されない各吐出ヘッド9、17間に対応して光源13bが配置されることにより、この位置の光源13bがインク硬化にほとんど寄与せず、無駄になってしまうといった不都合が防止される。
In this case, the surface treatment light irradiating means 18 and the ink curing light irradiating means 12 are also required to be arranged next to each other with a length corresponding to the length of each of the ejection heads 9 and 17. . At this time, for the surface treatment light irradiation means 18 and the ink curing light irradiation means 12, the plurality of
With such a configuration, the surface treatment light irradiation means 18 and the ink curing light irradiation means 12 are arranged such that the
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、基板Pに対する表面処理手段として、プライマーインク吐出ヘッド17と、これから吐出された光硬化型プライマーインクを硬化させる光を照射する表面処理光照射手段18とを備えるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、特に基板Pの表面を単に光照射するだけで、その改質(例えば親液化)が行える場合には、プライマーインク吐出ヘッド17を備えることなく、表面処理光照射手段18のみによって表面処理手段を構成してもよい。
さらには、このような表面処理光照射手段18も備えることなく、液滴吐出ヘッド9及びインク硬化光照射手段12のみを備えるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the embodiment, as the surface treatment means for the substrate P, the primer
Furthermore, it is also possible to provide only the
また、例えば液滴吐出ヘッド9のノズルNを一定領域毎にグループ分けしておき、各グループに対してインク硬化光照射手段12における一つあるいは複数の光源13bを対応させておくことにより、液滴吐出ヘッド9毎でなく、前記ノズルNのグループ毎に、インク吐出、光照射による硬化を制御してもよい。具体的には、対応するグループのうちの少なくとも一つのノズルNからインクの吐出を行った場合には、対応する光源13bによって光照射を行い、対応するグループのノズルN全てがインクの吐出を行わなかった場合には、対応する光源13bによって光照射を行わないように、制御装置8により制御を行わせるようにしてもよい。
このようにすれば、インクが吐出されない位置には光を照射しないことから、基板表面や先に形成された薄膜Fに過剰な光照射を行うことにより、基板表面を変質させたり、薄膜Fを劣化させるといったことを防止することができる。
Further, for example, the nozzles N of the
In this way, light is not irradiated to a position where ink is not ejected. Therefore, excessive light irradiation is performed on the substrate surface or the previously formed thin film F, thereby altering the substrate surface or reducing the thin film F. Deterioration can be prevented.
また、前記実施形態では、基板Pとキャリッジ4とを、第1方向(X方向)及び該第1方向に直交する第2方向(Y方向)にそれぞれ相対移動させる本発明の移動装置を、搬送装置3と送り装置5とによって構成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば搬送装置3を、基台2上において基板PをX方向(第1方向)及びY方向(第2方向)の両方に移動させることができるようにしたXYステージとし、このXYステージを本発明の移動装置として用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the board | substrate P and the
1…描画装置、2…基台、3…搬送装置(移動装置)、4…キャリッジ、5…送り装置(移動装置)、6…ワークステージ、7…ステージ移動装置、8…制御装置、9、9Y、9C、9M、9K…液滴吐出ヘッド、10…チューブ(配管)、11、11Y、11C、11M、11K…タンク、12、12Y、12C、12M、12K…インク硬化光照射手段、13a、13b…光源、17…プライマーインク吐出ヘッド、18…表面処理光照射手段(光照射源)、N…ノズル、NA…ノズル列、P…基板、X方向(第1方向)、Y方向(第2方向)
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記基板を載置する基台と、
前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジと、
前記基板と前記キャリッジとを、第1方向及び該第1方向に直交する第2方向にそれぞれ相対移動させる移動装置と、を具備し、
前記複数の液滴吐出ヘッドは、互いに異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッドからなるとともに、これら複数種の液滴吐出ヘッドが、前記第2方向に沿って配列された状態で前記キャリッジに設けられ、かつ、前記複数種の液滴吐出ヘッドの配列順が、前記第2方向における一方の側からの順と、他方の側からの順とが同じになるように、前記第2方向において対称に配列されてなり、
前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第2方向における両方の側のそれぞれに、前記光硬化型インクを硬化させるためのインク硬化光照射手段が隣り合って配置されていることを特徴とする描画装置。 A drawing device that discharges photocurable ink onto a substrate, irradiates the discharged photocurable ink with light to cure the photocurable ink, and draws on the substrate,
A base on which the substrate is placed;
A droplet discharge head for discharging the photocurable ink;
A carriage comprising a plurality of the droplet discharge heads;
A moving device that relatively moves the substrate and the carriage in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction,
The plurality of droplet discharge heads includes a plurality of types of droplet discharge heads that discharge different photo-curable inks, and the plurality of types of droplet discharge heads are arranged along the second direction. And the arrangement order of the plurality of types of droplet discharge heads is the same as the order from one side in the second direction and the order from the other side. Arranged symmetrically in the second direction,
The carriage has ink curing light irradiation means for curing the photocurable ink on both sides of the droplet ejection head in the second direction with respect to all the droplet ejection heads. A drawing apparatus characterized by being arranged next to each other.
前記インク硬化光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第2方向と交差する方向に配列してなり、
前記インク硬化光照射手段は、前記複数の光源における隣り合う一対の光源間が、前記複数のノズルにおける隣り合う一対のノズル間に対応して配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の描画装置。 The droplet discharge head is formed by arranging a plurality of nozzles in a direction intersecting the second direction,
The ink curing light irradiation means includes a plurality of light sources, and the light sources are arranged in a direction intersecting the second direction.
9. The ink curing light irradiation means, wherein a pair of adjacent light sources in the plurality of light sources is arranged correspondingly between a pair of adjacent nozzles in the plurality of nozzles. The drawing apparatus according to any one of the above.
前記インク硬化光照射手段は、前記複数の光源における所定位置の隣り合う一対の光源間が、前記第1方向に配列してなる複数の液滴吐出ヘッドおける隣り合う一対の液滴吐出ヘッド間に対応して配置されていることを特徴とする請求項10記載の描画装置。 The ink curing light irradiation means includes a plurality of light sources, and the light sources are arranged in a direction intersecting the second direction.
The ink curing light irradiating means includes a plurality of droplet discharge heads arranged in the first direction between a pair of adjacent light sources at predetermined positions in the plurality of light sources. The drawing device according to claim 10, wherein the drawing devices are arranged correspondingly.
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