JP5597331B2

JP5597331B2 - パターン形成装置

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Publication number: JP5597331B2
Application number: JP2011550709A
Authority: JP
Inventors: 邦夫八角
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
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Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-01-20
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Description

本発明は、被パターン形成体に対し、液体を吐出させてパターン形成を行うパターン形成装置に関する。

被パターン形成体に対し、液体を吐出させてパターン形成を行うパターン形成装置として、種々のものが公知である。一例として、レジストパターン形成等を行う半導体製造装置、画像パターン形成等を行うインクジェットプリンタが挙げられる。これらのうち、たとえばインクジェットプリンタの場合、インクを吐出するヘッドから、メディア（被パターン形成体）に対してインクを吐出させることにより、パターン形成を行う。このようなパターン形成を行う技術において、メディアの表面を改質する目的でこのメディアの表面に紫外光の照射を行うことは有効な手段として知られている。たとえばパターン形成前のメディアに対して紫外光の照射を行い、メディア表面の性質を変化させると、その後のパターン形成時に、メディアに対するインクの濡れ性を向上させる効果がある。このため、紫外光を照射する手段を備えたパターン形成装置も提案されてきている。

特開平８−３１１７８２号公報

しかしながら従来のパターン形成装置は、紫外光を照射する手段を備えていても、その手段とインクを吐出するヘッドとは互いに離れており、それぞれの動作に必要な範囲が広い。このため装置が大型になったり、装置を設置する際に余分なスペースを必要としたり、パターン位置合わせやタイミング合わせが必要となるという課題があった。
本発明は以上の点を鑑み、メディアの表面改質用の紫外光を照射する手段を備えていても動作を最小限に抑えることができ、同時に省スペース化を達成することが可能なパターン形成装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明によるパターン形成装置は、以下の特徴１を主たる特徴とし、特徴２から特徴５の特徴を兼ね備えることも可能としている。
（特徴１）被パターン形成体の表面改質用の紫外光を被パターン形成体に照射する紫外光照射手段と、被パターン形成体に対し液体を吐出させてパターン形成を行う液体吐出手段と、液体吐出手段および紫外光照射手段の双方を支持する一体支持部とを備えたこと。
ここでいう「被パターン形成体の表面」とは、パターンを形成する対象物の表面のパターンを形成する領域、あるいはパターンを形成する対象物の表面全体のことである。また、一度あるいは数度にわたり、液体によってパターンを形成済みの被パターン形成体において、さらにパターンを形成したい領域あるいは全体の表面をも含むものとする。
（特徴２）特徴１のパターン形成装置において、液体をインクとし、液体吐出手段をインクジェットヘッドとすること。
（特徴３）特徴２の場合、インクジェットヘッドは、ライン状に配置されたインクを吐出するノズルを備えたライン状のインクジェットヘッドとすること。
（特徴４）特徴２または３において、一体支持部は被パターン形成体の上側を移動動作し、この移動動作中に、紫外光照射手段が被パターン形成体に紫外光を照射し、かつインクジェットヘッドが被パターン形成体にパターン形成を行うようにすること。
（特徴５）特徴２または３において、被パターン形成体が一体支持部の下側を移動動作し、その移動動作中に紫外光照射手段が被パターン形成体に紫外光を照射し、かつインクジェットヘッドが被パターン形成体にパターン形成を行うこと。
また、本発明のパターン形成装置は、後述する発明の実施の形態で詳細に説明する通り、以下の特徴６から特徴１８をさらに兼ね備えることもできる。
（特徴６）インクジェットヘッドを複数個並列に配置する。
（特徴７）紫外光照射手段は、長さの異なる複数の紫外光源ランプと、被パターン形成体に形成されるパターンの形状に応じた範囲に紫外光を照射するように、紫外光源ランプの点灯を制御する紫外光制御部とを備える。
（特徴８）紫外光制御部は、紫外光源ランプの発光量または発光時間の少なくとも一方を制御する。
（特徴９）紫外光照射手段から紫外光が照射される側に、紫外光の遮蔽をする可とう性部材を備える。
（特徴１０）紫外光照射手段は３００ｎｍ以下の波長の光を発光する低圧水銀ランプであること。
（特徴１１）紫外光照射手段は２００ｎｍ以下の波長の光を発光するエキシマランプであること。
（特徴１２）インクは紫外線硬化型インクであり、インクジェットヘッド近傍にインクを硬化させるための３００ｎｍ以上の波長の光を発光する光源を備えたこと。
（特徴１３）被パターン形成体を保持し搬送するエンドレスベルトを備えたこと。
（特徴１４）紫外線の照射およびパターン形成の前に被パターン形成体を溶剤に接触させる浸漬処理部を備えたこと。
（特徴１５）特徴１４の場合、溶剤に接触させる前に被パターン形成体を予熱する加温処理部を備えたこと。
（特徴１６）被パターン形成体に対し、紫外光の照射と前記パターン形成とを同時に行うこと。
（特徴１７）被パターン形成体に対し、紫外光の照射を行った後にパターン形成を行うこと。
（特徴１８）被パターン形成体に対し、パターン形成を行った後に紫外線の照射を行うこと。
パターン形成後の紫外光の照射は、次の工程の準備としてのパターン形成面の改質を行う為のものである。

本発明のパターン形成装置は、液体吐出手段および紫外光照射手段の双方を支持する一体支持部を備えているので、パターン形成装置の小型化、省スペース化を図ることができる。また、装置の動作を少ない範囲に抑えられるためパターン形成装置の省エネルギー化を図ることができる。

図１は、本発明のパターン形成装置の第１の参考の形態の構成を説明するための概略図である。図２は、本発明のパターン形成装置の動作を説明するためのブロック図である。図３は、本発明のパターン形成装置の第２の参考の形態の構成を説明するための概略図である。図４は、本発明のパターン形成装置の第２の参考の形態の変形例の構成を説明するための概略図である。図５は、ラインヘッドを複数列設けた例の概略的な説明図である。図６は、本発明のパターン形成装置の第１の実施の形態の構成を説明するための概略図である。図７は、本発明のパターン形成装置の第２の実施の形態の構成を説明するための概略図である。図８は、本発明のパターン形成装置の第３の実施の形態の構成を説明するための概略図である。図９は、本発明のパターン形成装置の第４の実施の形態の構成を説明するための概略図である。図１０は、本発明のパターン形成装置の第５の実施の形態の構成を説明するための概略図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。ここでは、本発明のパターン形成装置をインクジェットプリンタに適用した例とした。図１は、本発明のパターン形成装置の第１の参考の形態の概要を説明するための構成図であり、特に図１（ａ）はパターン形成装置の一例の概略的な平面図、図１（ｂ）は正面図である。以下、これに続く図示例において、（ａ）（ｂ）の構成をとる図面はこれに倣うものとする。また、図２はこの発明のパターン形成装置の参考の形態１、参考の形態２および実施の形態１から３の動作を説明するためのブロック図である。
図１において、１０はインクジェットプリンタ（パターン形成装置；以下、単にプリンタともいう。）、１１はライン状のインクジェットヘッド（液体吐出手段；以下、ラインヘッドまたは単にヘッドともいう。）、１３は一体支持部、１３ａはガイド部材、１５はＵＶランプユニット（紫外光照射手段）、２０はメディア（被パターン形成体）である。また、２１はメディア保持部、２３は搬送ベルト２３ａとプーリ２３ｂとで構成される搬送手段である。図中の矢印Ｘ_Ｒはラインヘッド１１がメディアを走査する方向を示している。また、矢印Ｙはラインヘッド１１に設けられている、インクを吐出するノズル（図示せず）の並び方向を示している。

ラインヘッド１１およびＵＶランプユニット１５は、その概形がメディア２０のＹ方向における幅と同程度か、またはやや長い程度の長さを有する角柱状であり、同様の形状をした一体支持部１３の両側面に密着して支持された状態で、メディア２０の上側に配置されている。一体支持部１３はガイド部材１３ａに沿ってメディア２０の上側を移動動作可能となるように支持されている。ここでは、装置構成より往復動作可能となるようにした。ガイド部材１３ａは一体支持部１３がメディア２０上を必要な範囲において往復動作できるだけの長さを有している。また、一体支持部１３は、搬送手段２３の搬送ベルト２３ａ上に設置されている。ガイド部材１３ａは、図１（ｂ）では省略してある。
ＵＶランプユニット１５は、その内部に紫外光を発光するランプを備えている。後述する第３の実施の形態では、長さの異なる複数の紫外光源ランプを用いている。用いるランプは、メディア２０の表面改質用に適した１８５〜２５４ｎｍ程度の波長の紫外光を発光するものとする。メディア２０が一般的なインクジェットプリント用の樹脂製の被パターン形成体である場合、上述の１８５〜２５４ｎｍ程度の波長の紫外光をメディアに対し照射することにより、紫外光でメディア自体の表面あるいは表面に付着した有機物のＣ−Ｃ結合が切断分解され、さらに紫外光により発生したオゾン（Ｏ_３）による酸化が起きる。このようにして改質されたメディア表面は、インクの濡れ性が向上するという効果が得られる。また、メディア２０表面上の有機物を洗浄する効果も得られる。ここでは３００ｎｍ以下の波長の紫外光を発光する低圧水銀ランプや、２００ｎｍ以下の波長の紫外光を発光するエキシマランプ等を用いるものとする。
メディア２０は、メディア保持部２１上に載置されている。メディア保持部２１の内部には図示しないエアー吸引手段が備えられており、このエアー吸引手段によってメディア２０は吸引され、メディア保持部２１上に動かない状態で保持される。

次に、図２において、１はＣＰＵ等の中央制御部、２はヘッド駆動部である。３のヘッド走査部および４の走査駆動モータは後述する小型のインクジェットヘッドを駆動する機構である。５は搬送駆動部、６は搬送駆動モータである。７は紫外光制御部である。
次に、プリンタ１０の動作の例につき説明する。
中央制御部１が搬送駆動部５に信号を送信し、搬送駆動モータ６を駆動することにより、搬送手段２３のプーリ２３ｂが動作し、搬送ベルト２３ａをＸ_Ｒ方向とその逆の方向に送り出す。このとき搬送ベルト２３ａ上に設置された一体支持部１３は、ラインヘッド１１およびＵＶランプユニット１５の双方を一体的に支持した状態で、メディア２０の上側をガイド部材１３ａに沿って往復動作する。
この往復動作中、中央制御部１からの信号を受けたヘッド駆動部２が、ヘッド１１からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成する。図２にはインクジェットヘッド（１、２…ｎ）と示されているが、後述する図５の例のようにヘッド１１を複数個並列に配置させた場合は、ヘッド駆動部２は中央制御部１からの信号を受けて個々のヘッド１１（１、２…ｎ）を駆動する。また、中央制御部１からの信号を受けた紫外光制御部７はＵＶランプユニット１５内のランプの点灯を制御し、メディア２０に対し３００ｎｍ以下の波長の紫外光を好適な条件で照射することにより、メディア２０の表面を改質させる。ここでも、図２にはランプ（１、２…ｎ）と示されているが、後述する第３の実施の形態のように、複数個のランプを配置してＵＶランプユニット１５を構成した場合、紫外光制御部７は個々のランプ（１、２…ｎ）を制御する。紫外光の照射は、メディア２０により好適な時間行うものとする。

このように、第１の参考の形態のプリンタ１０においては、ラインヘッド１１およびＵＶランプユニット１５の双方を一体支持部１３により一体的に支持した状態で動作させるため、動作の範囲を最小限に抑えることができ、省エネルギー化を図ることが可能である。また、装置全体のスペースを、メディアの大きさに機械的な余裕分のみ加えた大きさとすることができるため、装置の小型化、省スペース化を図ることができる。

上述のパターン形成および紫外光の照射においては、目的に応じて適切な順で行うようにする。たとえばプリンタ１０では、一体支持部１３をＸ_Ｒ方向に走査させながら、メディア２０における紫外光の照射とパターン形成とを同時に行うことができる。その場合、作業時間の短縮が可能となり、作業の効率化を図ることができる。
また、紫外光照射後にパターン形成を行うこともできる。その場合、最初に一体支持部１３をＸ_Ｒ方向とその逆の方向に往復動作させながら、往路でメディア２０に向けて所定の時間紫外光の照射を行った後、復路でラインヘッド１１からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成する。これにより、紫外光の照射時間がパターンの形成時間よりも長く必要なメディアの場合に、作業を効率よく行うことができ、さらなる省エネルギー化を図ることができる。
また、パターン形成後に紫外光の照射を行うこともできる。その場合、最初に一体支持部１３をＸ_Ｒ方向とその逆の方向に往復動作させながら、往路でラインヘッド１１からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成した後、復路でメディア２０に向けて所定の時間紫外光の照射を行う。これにより、パターンを形成した後にメディア２０表面の改質を行いたい場合に効率よく作業を行うことができる。

次に、図３を用いて本発明のパターン形成装置の第２の参考の形態につき説明をする。第２の参考の形態は、第１の参考の形態のプリンタ１０と基本的な構成は同様であり、動作において異なる例である。
図３において、１０ａはプリンタである。２１ａはメディア保持部２１を支持する部材である。図中の矢印Ｘ_Ｌはメディア保持部２１が搬送される方向を示す。一体支持部１３は第２の参考の形態では固定されている。また、部材２１ａは搬送手段２３の搬送ベルト２３ａ上に設置されている。その他の構成は第１の参考の形態と同様である。

次に、プリンタ１０ａの動作の例につき図２および図３を用いて説明する。
中央制御部１が搬送駆動部５に信号を送信し、搬送駆動モータ６を駆動することにより、搬送手段２３のプーリ２３ｂが動作し、搬送ベルト２３ａをＸ_Ｌ方向とその逆の方向に送り出す。このとき搬送ベルト２３ａ上に設置された部材２１ａは、保持部２１と共にメディア２０を載置した状態で、一体支持部１３とこれに支持されたヘッド１１およびＵＶランプユニット１５との下側を往復動作する。
この往復動作中、中央制御部１からの信号を受けたヘッド駆動部２が、ヘッド１１（図２ではインクジェットヘッド１、２…ｎ）からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成する。また、中央制御部１からの信号を受けた紫外光制御部７はＵＶランプユニット１５内のランプ（図２ではランプ１、２…ｎ）の点灯を制御し、メディア２０に対し３００ｎｍ以下の波長の紫外光を好適な条件で照射することにより、メディア２０の表面を改質させる。
パターン形成および紫外光照射の順番等については、第１の参考の形態同様に適宜選択することができる。

第１の参考の形態のプリンタ１０がメディア２０を静止させた状態で一体支持部１３を往復動作させるのに対し、第２の参考の形態のプリンタ１０ａでは一体支持部１３を固定してメディア２０を往復動作させることにより、メディア２０へのパターン形成および紫外光の照射を行う。プリンタ１０と比較すると、プリンタ１０ａは保持部２１がＸ_Ｌ方向に動く分のスペースを必要とするが、一体支持部１３を固定させたままの状態でパターン形成や紫外光の照射等の動作を行うことが可能なため、装置の信頼性が向上する。すなわち、インクジェットヘッド１１やＵＶランプユニット１５、およびこれらに係る電気系の部材、ＵＶランプユニット１５に付随するオゾンの排気口（第３の実施の形態参照）等を固定させておくことができるため、機能低下等のおそれが少なく、信頼性が高いパターン形成装置を得ることができる。また、後述する第５の実施の形態のように、前後に別工程が存在するようなプロセス中でパターン形成装置を用いた場合、メディアの搬送を行う流れの一工程として処理できるので、効率的に作業を行うことができる。

次に、図４を用いて本発明のパターン形成装置の第２の参考の形態の変形例につき説明をする。
図４において、１０ａｂはプリンタである。２２は保持部兼搬送手段であり、２２ａはエンドレスベルト、２２ｂは搬送プーリ、２２ｃはエアー吸引ユニットである。図中の矢印Ｘ_Ｌはメディア２０が搬送される方向を示す。メディア２０は、保持部兼搬送手段２２のエンドレスベルト２２ａ上に載置されている。エンドレスベルト２２ａの内側にはエアー吸引ユニット２２ｃが備えられており、メディア２０を吸引した状態でエンドレスベルト２２ａ上に保持している。その他の構成は第２の参考の形態のプリンタ１０ａと同様である。また、動作についてもプリンタ１０ａと同様であるが、変形例のプリンタ１０ａｂにおいてはエンドレスベルト２２ｃを用いたことにより、メディア２０の搬送と保持とを一つの構成で機能させており、装置構成を少なくすることができるため、装置のさらなる小型化、省スペース化を図ることができる。

プリンタ１０ａｂの場合も第２の参考の形態と同様に一体支持部１３を固定してメディア２０に対するパターン形成および紫外光の照射を行うことができる。このため、機能低下等のおそれが少なく、信頼性が高いパターン形成装置を得ることができる。また、後述する第５の実施の形態のように、前後に別工程が存在するようなプロセス中でパターン形成装置を用いた場合、メディアの搬送を行う流れの一工程として処理できるので、効率的に作業を行うことができる。
プリンタ１０、１０ａ、１０ａｂにおいて、ラインヘッド１１は、複数個並列に配置しても良い。図５はラインヘッド１１を３列備えた場合の配置を、一体支持部１３とこれに支持される３列のラインヘッド１１の、インク吐出面側からの概略的な平面図で示したものである。１１ａはヘッド１１からインクを吐出する、ライン状に配置されたノズルである。このように、複数個並列にインクジェットヘッド１１を配置することにより、複数種類のインクを吐出させることができ、カラー画像の形成や、機能の異なる複数の多層パターンの形成にも対応可能である。

次に、図６を用いて本発明のパターン形成装置の第１の実施の形態につき説明をする。第１の実施の形態は、第１の参考の形態と基本的な装置構成を同様とし、液体吐出手段をいわゆるライン状のインクジェットヘッドではなく、小型のインクジェットヘッドとした例である。図中の矢印Ｘ_Ｒは一体支持部１３がメディアの上側を往復動作する方向を示している。また、矢印Ｙはヘッドが一体支持部１３に沿って往復動作する方向を示している。
図６において、１０ｂはプリンタ（パターン形成装置）である。１２はインクジェットヘッド（液体吐出手段；以下、単にヘッドともいう。）である。インクジェットヘッド１２は、メディア２０のＹ方向における幅と同程度か、またはやや長い程度の長さを有する角柱状の一体支持部１３の側面の一部に、この一体支持部１３に沿ってＹ方向に往復動作可能に支持されている。また、一体支持部１３の他方の側面には、ＵＶランプユニット１５が密着して支持されており、これらヘッド１２、一体支持部１３、ＵＶランプユニット１５はメディア２０の上側に配置されている。メディア２０はメディア保持部２１上に載置されている。

次に、プリンタ１０ｂの動作の例につき図２および図６を用いて説明する。
中央制御部１が搬送駆動部５に信号を送信し、搬送駆動モータ６を駆動することにより、図示しない好適な搬送手段が動作し、一体支持部１３は、ヘッド１２およびＵＶランプユニット１５の双方を一体的に支持した状態で、メディア２０の上側をＸ_Ｒ方向とその逆の方向に往復動作する。この往復動作中、中央制御部１からの信号を受けたヘッド走査部３が走査駆動モータ４を駆動することにより、ヘッド１２は必要に応じて一体支持部１３に沿ってＹ方向にも往復動作する。以上の、一体支持部１３およびヘッド１２による二つの往復動作中に、中央制御部１からの信号を受けたヘッド駆動部２が、ヘッド１２からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成する。また、中央制御部１からの信号を受けた紫外光制御部７はＵＶランプユニット１５内のランプ（図２ではランプ１、２…ｎ）の点灯を制御し、メディア２０に対し３００ｎｍ以下の波長の紫外光を好適な条件で照射することにより、メディア２０の表面を改質させる。
パターン形成および紫外光照射の順番等については、第１の参考の形態同様に適宜選択することができる。

このように、プリンタ１０ｂにおいては、ヘッド１２およびＵＶランプユニット１５の双方を一体的に支持した状態で動作させるため、第１の参考の形態と同様に、動作を最小限に抑えることができ、省エネルギー化を図ることが可能である。また、装置全体のスペースを、メディアの大きさに機械的な余裕分の大きさを加えるのみの大きさとすることができるため、装置の小型化、省スペース化を図ることができる。

次に、図７を用いて本発明のパターン形成装置の第２の実施の形態につき説明をする。第２の実施の形態は、第１の実施の形態のプリンタ１０ｂと基本的な構成は同様であり、動作において異なる例である。図７において、１０ｃはプリンタである。図中の矢印Ｘ_Ｌはメディア保持部２１が搬送される方向を示す。一体支持部１３は第２の実施の形態では固定されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

次に、プリンタ１０ｃの動作の例につき図２および図７を用いて説明する。
中央制御部１が搬送駆動部５に信号を送信し、搬送駆動モータ６を駆動することにより、図示しない好適な搬送手段が駆動し、保持部２１がメディア２０を載置した状態で、一体支持部１３とこれに支持されたヘッド１２およびＵＶランプユニット１５との下側を往復動作する。この往復動作中、中央制御部１がヘッド走査部３に信号を送信し、走査駆動モータ４を駆動することにより、ヘッド１２が必要に応じて一体支持部１３に沿ってＹ方向にも往復動作する。以上の、一体支持部１３およびヘッド１２による二つの往復動作中に、中央制御部１からの信号を受けたヘッド駆動部２が、ヘッド１２（図２ではインクジェットヘッド１、２…ｎ）からインクを吐出させてメディア２０上に所望のパターンを形成する。また、中央制御部１からの信号を受けた紫外光制御部７はＵＶランプユニット１５内のランプ（図２ではランプ１、２…ｎ）の点灯を制御し、メディア２０に対し３００ｎｍ以下の波長の紫外光を好適な条件で照射することにより、メディア２０の表面を改質させる。
パターン形成および紫外光照射の順番等については、第１の参考の形態同様に適宜選択することができる。

このように、第２の実施の形態のプリンタ１０ｃでは、一体支持部１３を固定してメディア２０を往復動作させることによりメディア２０へのパターン形成および紫外光の照射を行う。このため、第２の参考の形態と同様に、機能低下等のおそれが少なく信頼性が高いパターン形成装置を得ることができる。また、後述する第５の実施の形態のように前後に別工程が存在するようなプロセス中でパターン形成装置を用いた場合、メディアの搬送を行う流れの一工程として処理できるので、効率的に作業を行うことができる。

次に、図８を用いて、本発明のパターン形成装置の第３の実施の形態につき説明をする。第３の実施の形態は、第１から第２の参考の形態および第１から第２の実施の形態のパターン形成装置１０、１０ａ、１０ａｂ、１０ｂ、１０ｃのＵＶランプユニット１５において、長さの異なる複数のランプを配置して構成した例である。
図８の左図は、ＵＶランプユニット１５の内部を紫外光の照射面側から見た平面図であり、右図は左図をＣ−Ｃ線で切って矢印の方向に見たときの主要部分の断面図である。図において、１５ａは小ランプ（紫外光源ランプ）、１５ｂは大ランプ（紫外光源ランプ）である。ここでは、縦横２列ずつの小ランプ１５ａと、縦１列横２列の大ランプ１５ｂとを互い違いに配置させている。図中のＷはメディア２０の最大幅を示し、ランプ１５ａおよび１５ｂはこの最大幅Ｗの範囲内に配置されるようにする。１５ｃは紫外光を反射する反射板であり、１５ｄはＵＶランプユニット１５内で発生したオゾンを排気する排気口である。また、２４はシート状の可とう性部材であり、ＵＶランプユニット１５からの漏れ光を遮断する目的で備えたものである。操作者の眼への照射を防ぐとともに、インクが紫外線硬化型のインクの場合には、ヘッドのノズル面でインクが硬化してしまうのを防止する効果がある。可とう性部材としたことにより、メディア２０に接触することがあっても表面を傷つけるおそれが少ない。図中の矢印Ｘ_Ｒはメディアを走査する方向を示す。

第３の実施の形態のように異なる長さの紫外光源ランプ（小ランプ１５ａ、大ランプ１５ｂ）を配置してＵＶランプユニット１５を構成すると、メディア２０が記録するパターンの形状に応じた範囲に紫外光を照射することができる。
紫外光の照射については、図２で述べた紫外光制御部７が小ランプ１５ａおよび大ランプ１５ｂの点灯を制御することにより行う。
紫外光制御部７は、中央制御部１からの信号を受けて、ＵＶランプユニット１５内の小ランプ１５ａおよび大ランプ１５ｂの個々のランプ（図２中の１、２…ｎ）を、必要に応じて点灯させる。中央制御部１は、メディアの所望のパターンの形状により、それに応じたランプの位置および数を決定し、その情報を紫外光制御部７に送信する。そして、たとえばメディアの形状に応じて小ランプ１５ａを２列点灯させたり、小ランプ１５ａ一列と大ランプ１５ｂ一列を点灯させたり、大ランプ１５ｂのみを点灯させたりすることができる。

このように第３の実施の形態では、長さの異なる複数の紫外光源ランプ（小ランプ１５ａおよび大ランプ１５ｂ）を配置してＵＶランプユニット１５を構成したことにより、メディアの所望のパターンの形状に応じた範囲に紫外光を照射させることができるため、装置のさらなる省エネルギー化・効率化を図ることが可能である。
なお、紫外光制御部７は、メディア２０表面の改質に最適な紫外光の照射光量と搬送走査速度から、上述のＵＶランプユニット１５における紫外光の発光量か発光時間の少なくとも一方を制御することができる。この場合も、中央制御部１は、使用するメディアやインク、あるいはその組み合わせにより予め設定された、好適な照射光量および搬送走査速度の情報を紫外光制御部７に送信することにより、紫外光制御部７はＵＶランプユニット１５の発光量か発光時間、またはその双方を制御する。したがって、メディアに対する好適な条件で紫外光の照射を行うことができる。

次に、図９を用いて本発明の第４の実施の形態につき説明をする。第４の実施の形態は、第１および第２の実施の形態のプリンタで用いるパターン形成用のインクを、紫外線硬化型のインクとした例である。図９において、１２ａはインクジェットヘッドであり、１２ｂはインクを吐出するノズルである。また、１４は走査機構部であり、１４ａの走査ベルトと１４ｂの走査プーリとで構成されている。走査プーリ１４は、走査駆動モータ４（図２）に係合されている。１６はＬＥＤランプユニット（光源）である。３０は４列のインクジェットヘッド１２ａとＬＥＤランプユニット１６とを搭載したキャリッジである。図中の矢印Ｙは、キャリッジ３０が往復動作する方向である。走査機構部１４は、一体支持部１３内に設けられ、キャリッジ３０と機械的に接続されている。

次に、動作について説明する。
中央制御部１からの信号を受けたヘッド走査部３が走査駆動モータ４を駆動することにより、キャリッジ３０は一体支持部１３内の走査機構部１４における、走査プーリ１４ｂから送り出される走査ベルト１４ａにより、一体支持部１３の側面に沿ってＹ方向に往復動作する。このとき、中央制御部１からの信号を受けたヘッド駆動部２が個々のインクジェットヘッド１２ａのノズル１２ｂから異なる種類のインクを吐出させて、メディアにパターンを形成する。その後、ＬＥＤランプユニット１６からは３００ｎｍ以上の波長の紫外光を照射し、吐出されたインクを硬化させる。インクを硬化させるのに好適な紫外光の波長は、具体的には３６０〜３９０ｎｍ程度であるため、この範囲内とするのが良い。
以上のことからもわかるように、紫外光で硬化させるタイプのインクを用いる場合も、本発明のパターン形成装置に適用することが可能である。

次に、図１０を用いて本発明の第５の実施の形態につき説明をする。第５の実施の形態は、本発明のパターン形成装置を、好適な前処理部を備えて構成した例である。
図１０において、４０は加温処理部であり、４１はヒーター部材である。５０は浸漬処理部であり、５１は溶剤槽、５３は乾燥および待機槽である。また、６０は紫外光照射およびパターン形成部であり、ここではプリンタ１０ａｂを適用した例を示してある。また、図中の矢印はメディアが搬送される流れの向きを示し、Ｌはメディアが搬送されるラインを示す。

次に動作の例を説明する。まず、基板や画像シート等のメディアを、搬送ラインＬに搭載して加温処理部４０へ搬送する。加温処理部４０内では、ヒーター部材４１によりメディアを好適な温度に加熱する。たとえばメディアがポリオレフィン系フィルム（ポリエチレン、ポリプロピレン等）の場合は４０℃〜７０℃で１分〜１０分程度の加熱時間とする。ヒーター部材４１としては、たとえば遠赤外線光源を用いたヒーター等が好適である。加熱処理部４０でメディアを加熱処理することにより次の浸漬処理での効果を促進し、後に行うメディアへのパターン形成時に、紫外光の照射による液体（インク）の濡れ性をより一層向上させる効果がある。次に、加温処理部４０で加熱されたメディアを、搬送ラインＬによって加温処理部４０と隣接した浸漬処理部５０に搬送する。浸漬処理部５０内に搬送すると、メディアは最初に溶剤槽５１に搬送され、溶剤槽５１内で溶剤と接触する。用いる溶剤の一例として、たとえばケトン類、ハロゲン化炭化水素類、アセトン、ベンゼン、ハイドロキノン等が挙げられる。溶剤に接触させた後、乾燥および待機槽５３内でメディアを乾燥させる。この浸漬処理部５０において、メディアを溶剤に接触させることにより、後に行うメディアへのパターン形成時に、紫外光の照射による液体（インク）の濡れ性をより一層向上させる効果がある。第５の実施の形態では加熱処理部４０および浸漬処理部５０のどちらも前処理部として備えているので、上述の効果をより確実のものとすることができる。その後、メディアは紫外光照射およびパターン形成部６０に搬送され、プリンタ１０ａｂによりパターン形成と紫外光の照射を行う。

本発明は上述の実施の形態に限定されないことは明らかである。たとえば、実施の形態１から５では、本発明のパターン形成装置としてインクジェットヘッドプリンタを適用した例を示したが、被パターン形成体に対し液体を吐出してパターン形成を行う装置であれば種々のものに適用することができる。たとえば、半導体装置等も好適である。
また、メディアも上述した形態のものに限定されず、電子回路基板、電子部品、フラットディスプレイパネル、カラーフィルタ、保護膜等、硬質または軟質のシート面や板面、あるいは凹凸を有する面にも適用可能である。また、用いるインクとしては、各メディアに適した顔料や染料を含む色インク、有機半導体材料や導電材料等の電子材料インク、耐湿性素材や耐光素材による保護膜等の各種の機能性インクとすることができ、メディアの材質としては、記録紙、フィルム、布帛、金属、ガラス、樹脂、その他種々の好適なものとすることができる。
さらに、本発明のパターン形成装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々のものに変更することができる。例えば、一体支持部１３の形状は、液体吐出手段と紫外光照射手段を一体的に支持できれば、図示例以外の形状であっても良い。また、第３の実施の形態では長さの異なる複数の紫外光源ランプを、互い違いに並列配置して示してあるが、他の配置であっても良い。また、一体支持部１３およびメディア２０の移動動作は、ここでは往復動作をするものとしたが、本発明に係る動作が可能であれば、他の動作形態を採用しても良い。

１中央制御部、２ヘッド駆動部、３ヘッド走査部、４走査駆動モータ、
５搬送駆動部、６搬送駆動モータ、７紫外光源制御部、
１０プリンタ（パターン形成装置）、
１１ライン状のインクジェットヘッド（液体吐出手段）、１１ａノズル、
１２、１２ａインクジェットヘッド（液体吐出手段）、１２ｂノズル、
１３一体支持部、１３ａガイド部材、
１４走査機構部、１４ａ走査ベルト、１４ｂ走査プーリ、
１５ＵＶランプユニットユニット（紫外光を照射する紫外光照射手段）、
１５ａ小ランプ、１５ｂ大ランプ、
１６ＬＥＤランプユニット（光源）、１７反射板、１９排気口、
２０メディア、２１、２１ａメディア保持部、
２２メディア保持部兼搬送手段、２２ａエンドレスベルト、２２ｂ搬送プーリ、
２２ｃエアー吸引ユニット、
２３搬送手段、２３ａ搬送ベルト、２３ｂプーリ、２４可とう性部材、
３０キャリッジ、
４０加温処理部、４１ヒーター部材、
５０浸漬処理部、５１溶剤槽、６０乾燥および待機槽
６０紫外光照射およびパターン形成部、
Ｘ_Ｒ、Ｘ_Ｌ搬送方向、Ｙヘッドのノズル並び方向、
Ｌメディアが搬送されるライン。

Claims

被パターン形成体を保持する保持部と、
前記被パターン形成体に対し液体を吐出させてパターン形成を行う液体吐出手段と、
前記被パターン形成体の表面改質用の紫外光を前記被パターン形成体に照射する紫外光照射手段と、
前記液体吐出手段および前記紫外光照射手段の双方を支持する一体支持部とを備え、
前記保持部および前記一体支持部の一方に対して他方を第１の方向に移動させることによって前記液体吐出手段および前記紫外光照射手段に対して前記被パターン形成体を前記第１の方向に移動させ、
前記第１の方向に直交する第２の方向に前記一体支持部に対して前記液体吐出手段を移動させることによって前記被パターン形成体に対して前記液体吐出手段を前記第２の方向に移動させ、
前記紫外光照射手段は、前記第２の方向における長さが前記第２の方向における前記液体吐出手段のパターン形成の範囲の幅以上であり、
前記液体吐出手段は、前記紫外光照射手段によって前記被パターン形成体のうち特定の箇所に紫外光が照射された後、前記被パターン形成体が前記保持部に保持されたまま前記保持部および前記一体支持部の一方に対して他方が前記第１の方向に移動させられることによって、前記箇所にパターン形成を行い、
前記一体支持部は、前記保持部に対する移動方向において前記紫外光照射手段を前記液体吐出手段より前方側に支持し、
前記紫外光照射手段による前記被パターン形成体への紫外光の照射と、前記液体吐出手段による前記被パターン形成体へのパターン形成とを同時に行うことを特徴とするパターン形成装置。
請求項１に記載のパターン形成装置において、前記液体はインクであり、前記液体吐出手段はインクジェットヘッドであることを特徴とするパターン形成装置。