JP5460172B2 - 線描画装置及び線描画方法 - Google Patents
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Description
〔線描画装置の構成〕
図1は本発明の第1実施形態に係る線描画装置の構成を示す側視図、図2はその平面図である。これらの図面に示したとおり、本実施形態に係る線描画装置10は、基板12(「非浸透性の媒体」に相当)を搬送するベルト14(「移動手段」、「媒体搬送手段」に相当)と、基板12に向けて機能性液(ここでは、紫外線によって硬化する作用を持つ液体であり、説明の便宜上、以下「UVインク」という。)16を吐出するインクジェットヘッド(以下、「記録ヘッド」という。)18と、UV光照射装置20(「活性光照射手段」に相当)とを含んでいる。
図5は、記録ヘッド18をx方向に走査して基板12上に直線状のパターンLを描画するときの手順を模式的に示す図である。ここでは、説明の便宜上、記録ヘッド18は1ノズルのみを有するものとして説明する。
図6は、基板12の表面に打滴された液滴の経時変化を模式的に示す図(断面図及び平面図)である。図6(a)に示すように、記録ヘッド18から吐出されて基板12の表面に着弾した液滴D1eqmは、着弾当初はそれぞれ略円形であり、隣接する液滴と接触する。そして、図6(b)に示すように、各液滴Dが濡れ広がってパターンLが形成される。
次に、打滴の時間間隔について説明する。図7は、上記の式(6)を満たす条件の下で、接触角θ=30[°]、着弾径deqm=55[μm]、ドットピッチ20[μm]として、1秒間に液滴Dを打滴する回数(印字周波数)を変えて線を描画したときの線幅wの安定性を示している。図7中の(a)は印字周波数10Hzの場合、(b)は1kHzの場合、(c)は10kHzの場合の描画結果である。
図9(a)は記録ヘッド18にて基板12上に線状のパターンを描画した後約2分後にUV光照射装置20からUV光を照射して硬化処理を行った場合に得られた線状パターンの例である。図9(b)は記録ヘッド18にて基板12上に線状のパターンを描画した後約1秒後にUV光照射装置20からUV光を照射して硬化処理を行った場合に得られた線状パターンの例である。
dH[m]<1[s]×v[m/s]
このような条件を満たすように、記録ヘッド18の可動範囲を規制(制限)するとともに、UV光照射装置20の設置位置と、基板12の搬送速度(ベルト14の線速度)を制御する。
図5では1ノズルで線描画する場合を例に説明したが、記録ヘッド18の構成として複数のノズルを有する形態も可能である。例えば、図12に示すように、複数のノズル32を一定のノズル間隔Npで1列に並べた記録ヘッド18’(ラインヘッド)を用いることができる。
図13は本発明の第2実施形態に係る線描画装置110の構成を示す側視図であり、図14はその平面図である。これらの図面中、図1、図2で説明した構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
配線描画に用いる機能性液体として、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いることができる。導電性微粒子としては、例えば、銀ナノ粒子が用いられ、分散媒としては、例えば水又はテトラデカンが用いられる。なお、導電性微粒子は、銀に限らず、金、銅、パラジウム、ニッケルなどでもよい。
上述した実施形態の線描画装置は、電子回路基板の配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、線状の画像パターンを形成し得る様々な装置に適用可能である。
Claims (10)
- 機能性成分を含有し、活性光線の照射によって硬化する作用をもつ液体を吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出された液滴を付着させる非浸透性の媒体と前記インクジェットヘッドとを相対移動させる移動手段と、
前記インクジェットヘッドからの打滴を制御する制御手段と、
前記媒体上に付着させた前記液体に前記活性光線を照射して、当該媒体上の液体を硬化させる活性光照射手段と、を備え、
前記制御手段は、前記活性光照射手段による照射前に、前記インクジェットヘッドから前記媒体に向けて順次吐出を行うことにより、これら着弾時間差のある液滴同士を前記媒体上で合一させて線状パターンを形成するにあたり、先に着弾している液滴群の集合体が当該媒体上で平衡状態に達する前に、前記集合体と更に合一させる次滴を着弾させるように打滴の制御を行い、
前記活性光照射手段は、前記媒体に対する前記液体の接触角をθ[rad]とするとき、前記線状パターンを構成する最終着弾滴の着弾時から当該線状パターンを硬化させるまでの時間T[s]が次式
- 請求項1に記載の線描画装置において、
前記制御手段は、前記媒体上で隣接する液滴の着弾時間間隔t[s]が次式
- 請求項1又は2に記載の線描画装置において、
前記制御手段は、前記媒体に着弾する前の前記液滴の体積を真球換算したときの直径をd[μm]とするとき、前記媒体上において隣接する前記液滴のドットピッチpが次式
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の線描画装置において、
前記移動手段として、前記媒体を一定速度で搬送する媒体搬送手段を備え、
前記媒体搬送手段による媒体搬送方向について前記インクジェットヘッドの下流側に前記活性光照射手段が配置されていることを特徴とする線描画装置。 - 請求項4に記載の線描画装置において、
前記移動手段として、前記インクジェットヘッドを前記媒体搬送方向と平行な方向に移動させるヘッド移動手段を備え、
前記ヘッド移動手段は、前記媒体搬送手段による前記一定速度をv[m/s]とするとき、前記媒体搬送方向と平行な方向についての前記インクジェットヘッドと前記活性光照射手段との距離dH[m]が次式
- 請求項4又は5に記載の線描画装置において、
前記インクジェットヘッドと前記活性光照射手段との間に活性光線の伝搬を防止する遮光部材が設けられていることを特徴とする線描画装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の線描画装置において、
前記活性光照射手段は、前記媒体に向けてレーザー光を照射するものであり、
当該活性光照射手段は前記インクジェットヘッドに取り付けられ、これらが一体的に前記媒体に対して相対移動する構成であることを特徴とする線描画装置。 - 請求項7に記載の線描画装置において、
前記インクジェットヘッドに対する前記活性光照射手段の相対的な位置関係の下で前記活性光照射手段が取り付けられている方向から前記インクジェットヘッドが存在する方向に向かって前記インクジェットヘッドを前記媒体に対して相対移動させるときに限り、前記インクジェットヘッドからの打滴を行うことを特徴とする線描画装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の線描画装置において、
前記活性光線は紫外線であることを特徴とする線描画装置 - 機能性成分を含有し、活性光線の照射によって硬化する作用をもつ液体を非浸透性の媒体に向けてインクジェットヘッドから順次吐出して、該吐出された液滴群を前記媒体に付着させ、これら着弾時間差のある液滴同士を前記媒体上で合一させて線状パターンを形成する線描画方法であって、
前記活性光線の照射前に、前記インクジェットヘッドから前記媒体に向けて順次吐出を行うことにより、前記媒体上に先に着弾している液滴群の集合体が当該媒体上で平衡状態に達する前に、
前記集合体と更に合一させる次滴を着弾させるように前記インクジェットヘッドからの打滴の制御を行い、
前記媒体上に付着させた前記液体に前記活性光線を照射して当該媒体上の液体を硬化させるに際し、前記媒体に対する前記液体の接触角をθ[rad]とするとき、前記線状パターンを構成する最終着弾滴の着弾時から当該線状パターンを硬化させるまでの時間T[s]が次式
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