JP2003337220A - 平行線形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来から使用されている製造装置を用いて作
製することで、コストを安価に抑えることができる平行
線形成装置を提供する。 【解決手段】 一定間隔で一列に並べられた複数のイン
キ吐出部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂを有し、その
インキ吐出部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂからイン
キを吐出するインキ吐出手段５０と、インキ吐出手段５
０の下方に配置され、加工対象物を載置して、そのイン
キ吐出手段５０からインキが吐出されているときに、加
工対象物を一方向に移送して、その加工対象物に平行線
を形成させる移送手段３０と、インキ吐出手段５０を回
転させて、形成する平行線のピッチを変更可能な平行線
ピッチ変更手段４１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工対象物に対し
て一定ピッチの平行線を描画するのに適した平行線形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品等の製造において、加工対象物
に対して、規格化された一定ピッチの平行線を形成する
ことが必要な場合がある。従来は、その規格ごとに、規
格に合わせてインキ吐出孔を開けたノズルを製造し、そ
のノズルを使用してインキを塗布することで平行線を形
成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近は、規格
が一層微細になってきている。また、規格の種類も増え
ている。そのようなすべての規格ごとにノズルを製造す
るのは、コストがかかる。特に、最近の規格で要求され
る間隔は、非常に狭い。そのため、そのようなノズルを
製造するには、製造設備の大幅な改修が必要であり、多
大なコストがかかってしまう。

【０００４】本発明の課題は、従来から使用されている
製造装置を用いて作製することで、コストを安価に抑え
ることができる平行線形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。前記
課題を解決するために、請求項１の発明は、一定間隔で
一列に並べられた複数のインキ吐出部（５１ａ，５１
ｂ，５２ａ，５２ｂ）を有し、そのインキ吐出部（５１
ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ）からインキを吐出するイ
ンキ吐出手段（５０）と、前記インキ吐出手段（５０）
の下方に配置され、加工対象物を載置して、そのインキ
吐出手段（５０）からインキが吐出されているときに、
前記加工対象物を一方向に移送して、その加工対象物に
平行線を形成させる移送手段（３０）と、前記インキ吐
出手段（５０）を回転させて、形成する平行線のピッチ
を変更可能な平行線ピッチ変更手段（４１）とを備える
平行線形成装置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の平行
線形成装置において、前記インキ吐出手段（５０）は、
一定間隔Ａで一列に並べられたインキ吐出部（５１ａ，
５１ｂ）を有する第１のインキ吐出部列（５１）と、前
記第１のインキ吐出部列（５１）と同じ間隔Ａであっ
て、前記第１のインキ吐出部列（Ａ）と平行に並べられ
たインキ吐出部（５２ａ，５２ｂ）を有する、少なくと
も一列以上のインキ吐出部列（５２）とを備え、前記第
１のインキ吐出部列（５１）の第１のインキ吐出部（５
１ａ）を原点とし、インキ吐出部列の方向をｘ軸、イン
キ吐出部列の垂直方向をｙ軸としたときに、第Ｎ番目の
インキ吐出部列の第１のインキ吐出部のｘ座標及びｙ座
標の関係が

【数２】 ただし、Ｐ_N は、第１のインキ吐出部列及び第Ｎ番目の
インキ吐出部列を使用して形成する平行線のピッチであ
ることを特徴とする平行線形成装置である。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の平行線形成装置の使用方法であって、前記イン
キ吐出手段（５０）を回転させて、所定の位置に合わせ
る位置合わせ工程（Ｓ１０１）と、前記位置合わせ工程
で位置を合わせたインキ吐出手段（５０）から、前記加
工対象物に対して、インキを吐出するインキ吐出工程
（Ｓ１０２）と、前記インキ吐出工程でインキを吐出し
ながら、前記加工対象物を一方向に移送する移送工程
（Ｓ１０３）とを備えることを特徴とする平行線形成装
置の使用方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による平行線形成装置
の第１実施形態を示す斜視図である。平行線形成装置１
０は、土台部２０と、移送部３０と、インクジェット
（以下「ＩＪ」という）ヘッド４０とを備える。なお、
ＩＪは、ドットで印字するために、ミクロ的に見れば各
ドット間に間隙があり、線とはいえない場合もあるが、
ここでは、線又は平行線などと表現することにする。

【０００９】土台部２０は、除振台２１と、その除振台
２１の上に設けられた定盤２２とを備え、この定盤２２
の上に、移送部３０を設置する。また、定盤２２には、
フレーム６０が設置されている。そのフレーム６０に
は、ＩＪヘッド４０が取り付けられている。定盤２２
は、５００ｍｍ角程度の加工対象物を載置可能であり、
土台部２０は、全長（Ｘ方向）２．５ｍ、全幅（Ｙ方
向）２ｍ程度の大きさである。フレーム６０には、載置
テーブル３４の上方に、画像処理カメラ７０が設置して
ある。この画像処理カメラ７０で載置テーブル３４に載
置された加工対象物を撮像して、その位置を補正する。

【００１０】移送部３０は、加工対象物を載置して移送
する部分であり、Ｘステージ３１と、Ｙステージ３２
と、θステージ３３と、載置テーブル３４とを備える。

【００１１】Ｘステージ３１は、上部に載置するＹステ
ージ３２をＸ方向（図１中矢印参照）に移動させる移動
ステージである。Ｘステージ３１は、定盤２０に設置さ
れている。Ｘステージ３１は、その上面に、２本のＸ軸
レール３１ａを設置する。後述の通り、このＸ軸レール
３１ａに沿って、Ｙステージ３２が、Ｘ方向に往復移動
する。また、Ｘステージ３１は、シャフト式リニアモー
タ（以下「シャフトモータ」という）３１ｂによって移
動させられる。このシャフトモータの詳細については、
後述する。さらに、Ｘステージ３１は、側面に、シャフ
トモータ３１ｂと並行に設けられたリニアスケール３１
ｅを有する（図２参照）。Ｙステージ３２の位置は、こ
のリニアスケール３１ｅで計測され、このリニアスケー
ル３１ｅで計測された位置情報がフィードバックされ
て、シャフトモータ３１ｂの速度及び位置が制御され
る。

【００１２】Ｙステージ３２は、上部に載置しているθ
ステージ３３をＹ方向（図１中矢印参照）に移動させる
移動ステージである。Ｙステージ３２の構造は、基本的
には、Ｘステージ３１と同様である。すなわち、Ｙステ
ージ３２は、下面に凹状のガイド部３２ｂ（図２参照）
を形成し、Ｘ軸レール３１ａに、このガイド部３２ｂ
が、はまって、Ｘ軸レール３１ａに沿って往復移動す
る。また、このガイド部３２ｂには、微小の空気孔が形
成されており、その孔から吹き出る空気によって、Ｙス
テージ３２が浮上する。また、Ｙステージ３２は、下面
に、シャフトモータ３１ｂのコイル３１ｄ（図３参照）
を取り付けている。また、Ｙステージ３２は、その上面
に、２本のＹ軸レール３２ａを設置する。さらに、Ｙス
テージ３２は、シャフトモータのステータを配置する。
さらにまた、Ｙステージ３２は、側面にリニアスケール
を配置する。

【００１３】θステージ３３は、上部に設置する載置テ
ーブル３４を回転移動させる。θステージ３３は、Ｙ軸
レール３２ａに設置されており、そのＹ軸レール３２ａ
に沿って往復移動する。θステージ３３は、下面に凹状
のガイド部を形成し、Ｙ軸レール３２ａに、このガイド
部が、はまって、Ｙ軸レール３２ａに沿って往復移動す
る。また、このガイド部には、微小の空気孔が形成され
ており、その孔から吹き出る空気によって、θステージ
３３が浮上する。また、θステージ３３は、下面に、シ
ャフトモータのコイルを取り付けている。また、θステ
ージ３３は、その上面に、図示しない、スラストベアリ
ングと、ボールネジと、サーボモータとを備え、回転自
在となっている。

【００１４】載置テーブル３４は、多数の吸引孔を備
え、加工対象物をその吸引孔で吸着固定する吸着テーブ
ルである。なお、載置テーブル３４にリフトピンを内蔵
させることで、加工対象物をロボットと受け渡し可能な
構造としてもよい。

【００１５】ＩＪヘッド４０は、本実施形態では、赤色
インキを吐出するＲヘッド４０Ｒと、緑色インキを吐出
するＧヘッド４０Ｇと、青色インキを吐出するＢヘッド
４０Ｂとを備える。各ヘッド４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ
は、Ｙ方向に１対ずつ並べられている。なお、以下にお
いて、各ヘッド４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを、特に区別す
る必要のないときは、ＩＪヘッド４０で代表して説明す
る。ＩＪヘッド４０は、フレーム６０に固定されてい
る。ＩＪ方式としては、ピエゾ方式、サーマル方式など
が広く知られているが、本装置においては、いずれでも
使用可能である。ＩＪヘッド４０は、リニアスケールの
パルス信号に基づいて吐出のタイミングが計られてい
る。

【００１６】図２は、移送部を示す断面図である。Ｙス
テージ３２の下面の凹状のガイド部３２ｂが、Ｘステー
ジ３１のＸ軸レール３１ａに、はまっている。Ｙステー
ジ３２がＸ軸レール３１ａ上を移動するときは、その抵
抗を低減させるために、ガイド部３２ｂの空気孔から空
気が吹き出て、Ｙステージ３２を浮上させる。このと
き、ガイド部３２ｂとＸ軸レール３１ａとの隙間には、
エア溜まりができる。Ｙステージ３２を浮上させた状態
で、シャフトモータ３１ｂが作動すると、Ｙステージ３
２は、Ｘ軸レール３１ａ上を移動する。

【００１７】図３は、シャフトモータを示す断面図であ
り、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図である。
シャフトモータ３１ｂは、Ｙステージ３２をＸ軸レール
３１ａに沿って移動させるアクチュエータである。シャ
フトモータ３１ｂは、シャフト状のステータ３１ｃと、
その周囲に設けられたコイル３１ｄを備える。ステータ
３１ｃには、永久磁石が埋め込まれている。ステータ３
１ｃは、Ｘステージ３１に取り付けられる。コイル３１
ｄは、Ｙステージ３２に取り付けられる。このようなシ
ャフトモータ３１ｂは、全面の磁束を利用可能であるの
で、小形であっても大きな力を得ることができる。ま
た、ステータ３１ｃとコイル３１ｄとの間には、常に、
全周に隙間ができ、ガタが発生する。このガタによって
取り付け時のバラツキを吸収することができるので、取
り付けが容易である。コイル３１ｄは、磁力によって反
発し、隙間を保ったまま、ステータ３１ｃに沿って往復
移動するので、移動時の真直度に悪影響を与えない。

【００１８】図４はＩＪヘッドの拡大図、図５は２台の
ＩＪヘッド間のピッチ調整方法を説明する図である。図
４に示すように、ＩＪヘッド４０は、インキ吐出プレー
ト５０と、ダイレクトドライブモータ４１と、間隔調整
部４２と、横位置決め部４３とを備える。このダイレク
トドライブモータ４１は、インキ吐出プレート５０を回
転させる。このようにインキ吐出プレート５０を回転さ
せることで、後述のように、平行線のピッチを変更す
る。間隔調整部４２は、インキ吐出プレート５０をＹ軸
方向に移動させて、２つのインキ吐出プレート５０の間
の間隔を調整する部分である。本実施形態では、図１に
示すように、各ヘッド４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、Ｙ方
向に１対ずつ並べられているが、横位置決め部４３で大
雑把な位置を決めた後に、間隔調整部４２で隣接するヘ
ッド間の間隔を調整する（図５）。このように調整する
ことで、ひとつのＩＪヘッドから隣のＩＪヘッドに移る
部分でも、平行線のピッチを一定に保つことができる。

【００１９】図６は、インキ吐出プレートを示す図であ
る。インキ吐出プレート５０は、第１の吐出孔列５１
と、それに平行な第２の吐出孔列５２とを備える。ここ
に、第１の吐出孔列５１は、一定間隔Ａで一列に並べら
れたインキ吐出孔５１ａ，５１ｂを有する。また、第２
の吐出孔列５２は、第１の吐出孔列５１と同じ間隔Ａで
一列に並べられたインキ吐出孔５２ａ，５２ｂを有す
る。インキ吐出プレート５０は、それらのインキ吐出孔
５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂからインキを噴射す
る。このとき、移送部３０が、載置した加工対象物を一
方向に移動させることで、加工対象物には平行直線が形
成される。

【００２０】なお、インキ吐出孔５１ａと、インキ吐出
孔５２ａとは、インキ吐出孔５１ａを原点とし、吐出孔
列の方向にｘ軸、吐出孔列の垂直方向にｙ軸をとったと
き、インキ吐出孔５２ａのｘ座標及びｙ座標が以下の関
係にある。

【数３】 ただし、Ｐは、形成する平行線のピッチである。

【００２１】このピッチＰは、例えば、解像度がＸＧＡ
（１０２４×７６８ドット）の液晶ディスプレイ用のカ
ラーフィルターを製造する場合は、１５インチサイズ
（タテヨコ比３：４）でＰ＝９９μｍであり、解像度が
ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４ドット）の液晶ディスプ
レイ用のカラーフィルターを製造する場合は、１５イン
チサイズで、Ｐ＝７９．４μｍである。

【００２２】図７は、平行線のピッチの変更方法につい
て説明する図である。なお、ここでは、説明を容易にす
るために、インキ吐出プレート５０には、インキ吐出孔
５１ａ，５１ｂだけが設けられているものとし、インキ
吐出孔５２ａ，５２ｂについては考えない。インキ吐出
プレート５０がダイレクトドライブモータ４１によって
回転させられると、インキ吐出孔５１ａ，５１ｂによっ
て形成される平行線のピッチが変化する（図７（Ａ）→
図７（Ｂ）；Ｐ１＞Ｐ２）。このように、インキ吐出プ
レート５０を回転させることで、平行線のピッチを容易
に調整することができる。

【００２３】図８は、ＩＪヘッドが描画する平行線のピ
ッチ変更方法を説明する図である。インキ吐出孔５１ｂ
が平行線のピッチＰの２倍のところに直線を引く位置に
達するまで、ダイレクトドライブモータ４１でインキ吐
出プレート５０を回転させる。このような位置に達した
とき、インキ吐出孔５２ａは、インキ吐出孔５１ａとイ
ンキ吐出孔５１ｂとが引く平行線の中間に位置する。こ
の状態で、インキ吐出孔からインキを噴射しながら、加
工対象物を一方向に移送することで、ピッチＰの平行線
が加工対象物に形成される。

【００２４】なお、インキ吐出孔が一列にしか配置され
ていない場合は、回転角度φが大きくなるが（図９）、
本実施形態では、回転角度θが小さくてよい。そのた
め、作動時の誤差を小さくすることができる。また、イ
ンキ吐出プレート５０の全長も短い。

【００２５】（作動方法）図１０は、平行線形成装置の
動作を説明するフローチャートである。ダイレクトドラ
イブモータ４１を作動させて、インキ吐出孔５１ｂが平
行線ピッチＰの２倍のところに線を引く位置まで、イン
キ吐出プレート５０を回転させる（ステップ（以下
「Ｓ」という。）１０１；位置合わせ工程））。このと
き、インキ吐出孔５２ａは、インキ吐出孔５１ａとイン
キ吐出孔５１ｂとが引く平行線の中間に位置する。続い
て、インキ吐出孔５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂから
インキを噴射させ（Ｓ１０２；インキ吐出工程）、載置
テーブル３４に載置している加工対象物を一方向に移動
させる（Ｓ１０３；移送工程））。すると、加工対象物
には、ピッチＰの平行線が形成される。

【００２６】本実施形態によれば、インキ吐出プレート
５０を回転させるので、インキ吐出プレート５０のイン
キ吐出孔のピッチは、一定のままでも、異なるピッチの
平行線を形成することができる。そのため、インキ吐出
プレートを、従来設備で製造することができ、そのよう
なインキ吐出プレートを使用して、さまざまな規格に応
じた平行線を形成することができる。また、２列のイン
キ吐出孔が設けられているので、回転角度を小さくする
ことができる。したがって、作動時の誤差を小さく抑え
ることができる。また、インキ吐出プレート５０の全長
も短く、装置の小型化を図ることができる。

【００２７】（第２実施形態）図１１、図１２は、第２
実施形態のインキ吐出プレートを説明する図である。な
お、以下に示す各実施形態では、前述した第１実施形態
と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、
重複する説明を適宜省略する。本実施形態のインキ吐出
プレート５０には、ピッチＰ１用の第２の吐出孔列５２
（インキ吐出孔５２ａ，５２ｂ）と、ピッチＰ２用の第
３の吐出孔列５３（インキ吐出孔５３ａ，５３ｂ）とが
設けられている。このインキ吐出孔５２ａは、上記と同
様の座標を考えたときに、インキ吐出孔５１ａとの関係
が以下である。

【数４】

【００２８】また、インキ吐出孔５３ａは、インキ吐出
孔５１ａとの関係が以下である。

【数５】

【００２９】このようなインキ吐出孔が設けられたイン
キ吐出プレート５０を使用すれば、ピッチＰ１の平行線
を引くときは、インキ吐出プレート５０を角度θ１回転
させて、インキ吐出孔５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ
からインキを噴射させることで、加工対象物に、ピッチ
Ｐ１の平行線を形成することができる（図１１）。ま
た、ピッチＰ２の平行線を引くときは、インキ吐出プレ
ート５０を角度θ２回転させて、インキ吐出孔５１ａ，
５１ｂ，５３ａ，５３ｂからインキを噴射させること
で、加工対象物に、ピッチＰ２の平行線を形成すること
ができる（図１２）。

【００３０】本実施形態によれば、一つのインキ吐出プ
レート５０で、二種類のピッチの平行線を形成すること
ができる。

【００３１】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、インキ吐
出孔の列をさらに増やすことで、一つのインキ吐出プレ
ート５０で、さまざまなピッチの平行線を形成すること
ができる。また、上記実施形態では、説明を容易にする
ために、２ヶのインキ吐出孔を一列として説明したが、
必要に応じてインキ吐出孔を設ければよい。さらに、上
記実施形態では、ＩＪヘッドを使用する例を挙げて説明
したが、ディスペンサー等であってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、インキ吐出手段を回転させる平行線ピッ
チ変更手段を備えるので、インキ吐出部のピッチは、一
定のままでも、異なるピッチの平行線を形成することが
できる。

【００３３】請求項２の発明によれば、インキ吐出手段
は、一定間隔Ａで一列に並べられたインキ吐出部を有す
る第１のインキ吐出部列と、前記第１のインキ吐出部列
と同じ間隔Ａであって、前記第１のインキ吐出部列と平
行に並べられたインキ吐出部を有する、少なくとも一列
以上のインキ吐出部列とを備え、それらのインキ吐出部
列が、所定の関係に配置されているので、小さな回転角
度で規格に応じた平行線を形成することができる。

【００３４】請求項３の発明によれば、インキ吐出手段
を回転させて、所定の位置に合わせる位置合わせ工程
と、前記位置合わせ工程で位置を合わせたインキ吐出手
段から、前記加工対象物に対して、インキを吐出するイ
ンキ吐出工程と、前記インキ吐出工程でインキを吐出し
ながら、前記加工対象物を一方向に移送する移送工程と
を備えるので、インキ吐出部のピッチは、一定のままで
も、異なるピッチの平行線を形成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平行線形成装置の第１実施形態を
示す斜視図である。

【図２】移送部を示す断面図である。

【図３】シャフトモータを示す断面図である。

【図４】ＩＪヘッドの拡大図である。

【図５】２台のＩＪヘッド間のピッチ調整方法を説明す
る図である。

【図６】インキ吐出プレートを示す図である。

【図７】平行線のピッチの変更方法について説明する図
である。

【図８】ＩＪヘッドが描画する平行線のピッチ変更方法
を説明する図である。

【図９】インキ吐出孔が一列にしか配置されていない場
合のインキ吐出プレートを示す図である。

【図１０】平行線形成装置の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図１１】第２実施形態のインキ吐出プレートを説明す
る図である。

【図１２】第２実施形態のインキ吐出プレートを説明す
る図である。

【符号の説明】

１０ 平行線形成装置 ２０ 土台部 ３０ 移送部 ４０ ＩＪヘッド ４１ ダイレクトドライブモータ ５０ インキ吐出プレート ５１ 第１の吐出孔列 ５１ａ，５１ｂ インキ吐出孔 ５２ 第２の吐出孔列 ５２ａ，５２ｂ インキ吐出孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定間隔で一列に並べられた複数のイン
   キ吐出部を有し、そのインキ吐出部からインキを吐出す
   るインキ吐出手段と、 前記インキ吐出手段の下方に配置され、加工対象物を載
   置して、そのインキ吐出手段からインキが吐出されてい
   るときに、前記加工対象物を一方向に移送して、その加
   工対象物に平行線を形成させる移送手段と、 前記インキ吐出手段を回転させて、形成する平行線のピ
   ッチを変更可能な平行線ピッチ変更手段とを備える平行
   線形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の平行線形成装置におい
   て、 前記インキ吐出手段は、 一定間隔Ａで一列に並べられたインキ吐出部を有する第
   １のインキ吐出部列と、 前記第１のインキ吐出部列と同じ間隔Ａであって、前記
   第１のインキ吐出部列と平行に並べられたインキ吐出部
   を有する、少なくとも一列以上のインキ吐出部列とを備
   え、 前記第１のインキ吐出部列の第１のインキ吐出部を原点
   とし、インキ吐出部列の方向をｘ軸、インキ吐出部列の
   垂直方向をｙ軸としたときに、第Ｎ番目のインキ吐出部
   列の第１のインキ吐出部のｘ座標及びｙ座標の関係が 【数１】 ただし、Ｐ_N は、第１のインキ吐出部列及び第Ｎ番目の
   インキ吐出部列を使用して形成する平行線のピッチであ
   ることを特徴とする平行線形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の平行線形
   成装置の使用方法であって、 前記インキ吐出手段を回転させて、所定の位置に合わせ
   る位置合わせ工程と、 前記位置合わせ工程で位置を合わせたインキ吐出手段か
   ら、前記加工対象物に対して、インキを吐出するインキ
   吐出工程と、 前記インキ吐出工程でインキを吐出しながら、前記加工
   対象物を一方向に移送する移送工程とを備えることを特
   徴とする平行線形成装置の使用方法。