JP2011062592A - Apparatus and method for discharging droplets - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出装置にかかわり、特に、タンク内の液状体を攪拌する装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge device, and more particularly to a device for stirring a liquid material in a tank.
従来、ワークに対して液滴を吐出する装置として、インクジェット式の液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置においてテーブルの移動方向と直交する方向に配置されたガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジにはインクジェットヘッド（以下、液滴吐出ヘッドと称す）が配置され、液滴吐出ヘッドはワークに対して機能液を液滴にして吐出し塗布していた。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet type droplet discharge device is known as a device for discharging droplets to a workpiece. The droplet discharge device includes a table on which a workpiece such as a substrate is placed and the workpiece is moved in one direction, and a carriage that moves along a guide rail disposed in a direction perpendicular to the moving direction of the table at a position above the table. And. An ink jet head (hereinafter referred to as a droplet discharge head) is disposed on the carriage, and the droplet discharge head discharges and applies a functional liquid as a droplet to a work.
機能液には溶媒または分散媒に各種の内在物を溶解または分散させて形成される。内在物が分散媒に分散している場合や溶質が析出するとき、時間の経過に伴い、内在物が沈降することがある。そして、機能液に分散または溶解している内在物の濃度が薄くなる。例えば、機能液の内在物が顔料インクの場合には、顔料粒子が沈降することにより液中に分散する顔料粒子濃度が低くなるので、塗布したインクの色が薄くなる。従って、内在物の沈降を防止する為に機能液を攪拌する必要がある。 The functional liquid is formed by dissolving or dispersing various intrinsic substances in a solvent or dispersion medium. When the inclusions are dispersed in the dispersion medium or when the solute is precipitated, the inclusions may settle over time. And the density | concentration of the intrinsic | native substance currently disperse | distributed or melt | dissolved in a functional liquid becomes thin. For example, in the case where the functional liquid contains pigment ink, the concentration of pigment particles dispersed in the liquid is lowered by the precipitation of the pigment particles, so that the color of the applied ink becomes light. Therefore, it is necessary to stir the functional liquid in order to prevent sedimentation of the inherent substances.
機能液を攪拌する方法が特許文献１に開示されている。それによると、インクカートリッジ内に合成樹脂からなるビーズを配置する。そして、キャリッジは液滴吐出ヘッドとインクカートリッジとを移動する。このとき、ビーズがインクカートリッジ内を移動することにより、インクカートリッジ内の機能液が攪拌される。
A method of stirring the functional liquid is disclosed in
インクカートリッジ内で機能液が移動するとき機能液の圧力が局所的に変動する。その圧力変動が液滴吐出ヘッドに伝播するとき、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の体積が変動する。そして、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の体積が変動し難い液滴吐出装置が望まれていた。 When the functional liquid moves in the ink cartridge, the pressure of the functional liquid varies locally. When the pressure fluctuation propagates to the droplet ejection head, the volume of the droplet ejected from the droplet ejection head varies. There has been a demand for a droplet discharge device in which the volume of the droplets discharged from the droplet discharge head does not easily change.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ノズルからワークに液状体を液滴にして吐出する吐出部と、磁性体を含有し移動する転子と前記吐出部に供給する前記液状体とを収容する液状体収容部と、前記ワークに対して前記吐出部と前記液状体収容部とを移動させる移動部と、前記液状体収容部の重力方向から前記転子に引力を及ぼす磁力発生部と、を有し、前記移動部は、前記吐出部が前記液滴を吐出するときに前記液状体収容部に対して前記転子が移動しない加速度で前記液状体収容部を移動させ、前記吐出部が前記液滴を吐出しないときには前記液状体収容部に対して前記転子が移動する加速度にて前記液状体収容部を移動させることを特徴とする。
[Application Example 1]
A droplet discharge apparatus according to this application example, wherein a discharge unit that discharges a liquid material from a nozzle to a work as a droplet, a trochanter that contains and moves a magnetic material, and the liquid material that is supplied to the discharge unit A liquid body containing portion, a moving portion for moving the discharge portion and the liquid material containing portion with respect to the workpiece, and a magnetic force generating portion that exerts an attractive force on the trochanter from the direction of gravity of the liquid material containing portion And the moving unit moves the liquid material containing portion with an acceleration at which the trochanter does not move relative to the liquid material containing portion when the discharging unit discharges the liquid droplets. When the portion does not discharge the liquid droplets, the liquid material accommodating portion is moved at an acceleration at which the trochanter moves relative to the liquid material accommodating portion.
この液滴吐出装置によれば、液状体収容部に液状体が収容されている。そして、この液状体は液状体収容部から吐出部に供給される。吐出部は液状体を液滴にしてノズルからワークに吐出する。移動部はワークに対して吐出部を移動することにより、吐出部はワークの所定の場所に液滴を吐出する。 According to this droplet discharge device, the liquid material is accommodated in the liquid material accommodating portion. The liquid material is supplied from the liquid material container to the discharge unit. The discharge unit discharges the liquid material into droplets from the nozzle to the work. The moving unit moves the discharge unit relative to the workpiece, so that the discharge unit discharges droplets to a predetermined location of the workpiece.
液状体収容部には転子が収容されており、転子が移動するとき液状体が攪拌される。転子は磁性体を含有し、磁力発生部は重力方向から転子に引力を及ぼしている。従って、転子は移動し難くなっている。液滴を吐出しないときには転子が移動する加速度にて液状体収容部を移動させるので、液状体が移動する。そして、吐出部が液滴吐出するときには転子が移動しない程度の加速度で液状体収容部を移動させるので、液状体は移動し難い。 A trochanter is accommodated in the liquid material accommodating portion, and the liquid material is agitated when the trochanter moves. The trochanter contains a magnetic substance, and the magnetic force generator exerts an attractive force on the trochanter from the direction of gravity. Therefore, the trochanter is difficult to move. When the liquid droplets are not discharged, the liquid material container is moved at an acceleration at which the trochanter moves, so that the liquid material moves. When the ejection unit ejects droplets, the liquid material container is moved at an acceleration that does not cause the trochanter to move, so that the liquid material is difficult to move.
液状体収容部内で液状体が移動するとき液状体の圧力が局所的に変動する。その圧力変動が吐出部に伝播するとき、ノズルから吐出される液滴の体積が変動する。本適用例では液状体収容部が移動しても液状体収容部内の液状体は移動し難い為、液状体収容部内の圧力変動は小さい。従って、液状体収容部内から吐出部に伝播する圧力変動が小さい為、ノズルから吐出されえる液滴の体積を変動し難くすることができる。 When the liquid material moves in the liquid material container, the pressure of the liquid material locally fluctuates. When the pressure fluctuation propagates to the ejection part, the volume of the droplet ejected from the nozzle varies. In this application example, even if the liquid material container moves, the liquid material in the liquid material container is difficult to move, so the pressure fluctuation in the liquid material container is small. Therefore, since the pressure fluctuation propagating from the liquid material containing portion to the discharge portion is small, it is possible to make it difficult to change the volume of the droplet that can be discharged from the nozzle.
［適用例２］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ノズルからワークに液状体を液滴にして吐出する吐出部と、磁性体を含有し移動する転子と前記吐出部に供給する前記液状体とを収容する液状体収容部と、前記ワークに対して前記吐出部と前記液状体収容部とを移動させる移動部と、前記液状体収容部の重力方向から前記転子に引力を及ぼす磁力発生部と、を有し、前記磁力発生部は前記引力を制御することにより、前記吐出部から前記液滴を吐出しないときには前記液状体収容部に対して前記転子を移動し易くし、前記吐出部から前記液滴を吐出するときには前記液状体収容部に対して前記転子を移動し難くすることを特徴とする。
[Application Example 2]
A droplet discharge apparatus according to this application example, wherein a discharge unit that discharges a liquid material from a nozzle to a work as a droplet, a trochanter that contains and moves a magnetic material, and the liquid material that is supplied to the discharge unit A liquid body containing portion, a moving portion for moving the discharge portion and the liquid material containing portion with respect to the workpiece, and a magnetic force generating portion that exerts an attractive force on the trochanter from the direction of gravity of the liquid material containing portion And the magnetic force generator controls the attractive force to facilitate movement of the trochanter with respect to the liquid material container when the liquid droplets are not discharged from the discharge part. When the liquid droplets are discharged from the liquid, the trochanter is made difficult to move with respect to the liquid material container.
この液滴吐出装置によれば、磁力発生部は転子に及ぼす引力を制御する。そして、吐出部から液滴を吐出しないときには転子に及ぼす引力を弱くすることにより液状体収容部に対して転子を移動し易くする。吐出部から液滴を吐出するときには転子に及ぼす引力を強くすることにより液状体収容部に対して転子を移動し難くする。従って、吐出部から液滴を吐出しないときには液状体を攪拌し、液状体収容部を移動しながら吐出部から液滴を吐出するときには液状体収容部内の液状体が攪拌されないようにできる。液状体収容部内の液状体が攪拌されないとき、液状体収容部内の圧力変動は小さい。液状体収容部内から吐出部に伝播する圧力変動が小さい為、ノズルから吐出されえる液滴の体積を変動し難くすることができる。 According to this droplet discharge device, the magnetic force generator controls the attractive force exerted on the trochanter. When the droplet is not discharged from the discharge portion, the trochanter is easily moved with respect to the liquid material storage portion by weakening the attractive force exerted on the trochanter. When ejecting droplets from the ejection part, the trochanter is made difficult to move relative to the liquid material containing part by increasing the attractive force exerted on the trochanter. Therefore, the liquid material is agitated when the liquid droplet is not ejected from the ejection portion, and the liquid material in the liquid material accommodation portion is prevented from being agitated when the liquid droplet is ejected from the ejection portion while moving the liquid material accommodation portion. When the liquid material in the liquid material container is not stirred, the pressure fluctuation in the liquid material container is small. Since the pressure fluctuation propagating from the liquid material containing part to the discharge part is small, it is possible to make it difficult to change the volume of the liquid droplets that can be discharged from the nozzle.
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記磁力発生部は磁石と間隔調整部とを有し、前記間隔調整部は前記磁石と前記液状体収容部との距離を制御することを特徴とする。
[Application Example 3]
In the liquid droplet ejection apparatus according to the application example, the magnetic force generation unit includes a magnet and a gap adjustment unit, and the gap adjustment unit controls a distance between the magnet and the liquid material storage unit. .
この液滴吐出装置によれば、磁力発生部は磁石を有しているので、転子に引力を及ぼすことができる。そして、間隔調整部が磁石と液状体収容部との距離を制御する。磁石と液状体収容部との距離を長くする程、転子に及ぼす引力を小さくすることができる。従って、磁力発生部が転子に及ぼす引力の大きさを制御することができる。 According to this droplet discharge device, since the magnetic force generator has the magnet, it can exert an attractive force on the trochanter. And the space | interval adjustment part controls the distance of a magnet and a liquid body accommodating part. The longer the distance between the magnet and the liquid material container, the smaller the attractive force exerted on the trochanter. Therefore, the magnitude of the attractive force exerted on the trochanter by the magnetic force generator can be controlled.
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記磁力発生部は電磁石を有し、前記磁力発生部は前記電磁石に印加する電流を制御することを特徴とする。
[Application Example 4]
In the droplet discharge device according to the application example, the magnetic force generation unit includes an electromagnet, and the magnetic force generation unit controls a current applied to the electromagnet.
この液滴吐出装置によれば、磁力発生部は電磁石を有しているので、転子に引力を及ぼすことができる。そして、磁力発生部が電磁石に印加する電流を制御することにより、磁力発生部が発生する磁場の強さを制御することができる。磁力発生部が発生する磁場の強さと転子に及ぼす引力の大きさは正の相関関係にすることができる。従って、転子に及ぼす引力の大きさを制御することができる。 According to this droplet discharge device, since the magnetic force generator has the electromagnet, an attractive force can be exerted on the trochanter. And the intensity of the magnetic field which a magnetic force generation part generates can be controlled by controlling the electric current which a magnetic force generation part applies to an electromagnet. The strength of the magnetic field generated by the magnetic force generator and the magnitude of the attractive force exerted on the trochanter can be positively correlated. Therefore, the magnitude of the attractive force exerted on the trochanter can be controlled.
［適用例５］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記転子は複数収容され、前記液状体収容部内の重力方向の面の半分以上の面積を前記転子が占めることを特徴とする。
[Application Example 5]
In the droplet discharge device according to the application example described above, a plurality of the trochanters are accommodated, and the trochanter occupies an area of half or more of the surface in the gravity direction in the liquid material accommodating portion.
この液滴吐出装置によれば、液状体収容部の重力方向の面に転子が配置される。液状体に分散している内在物が沈降するとき、転子の上に沈降する。転子を移動させるとき転子上に沈降した内在物は攪拌され易い為、沈降した内在物を液状体に分散させることができる。 According to this droplet discharge device, the trochanter is disposed on the surface of the liquid material containing portion in the direction of gravity. When the intrinsic substance dispersed in the liquid settles, it settles on the trochanter. Since the inclusions settled on the trochanter are easily stirred when the trochanter is moved, the settled inclusions can be dispersed in the liquid.
［適用例６］
本適用例にかかる吐出方法であって、ノズルと前記ノズルに供給する液状体を収容する液状体収容部とをワークに対して移動しながら、前記ノズルから前記ワークに前記液状体を液滴にして吐出する吐出工程と、前記液状体収容部を移動することにより、前記液状体収容部内の前記液状体を攪拌する攪拌工程と、を有し、前記液状体収容部には磁性体を含有する転子が収納され、前記攪拌工程では前記転子を移動させて前記液状体を攪拌し、前記吐出工程では前記転子に重力方向から磁場を加え引力を及ぼすことにより前記転子を移動し難くさせて前記液状体収容部を移動することを特徴とする。
[Application Example 6]
In the discharge method according to this application example, the liquid material is formed into droplets from the nozzle to the work while moving the nozzle and the liquid material containing portion for containing the liquid material supplied to the nozzle with respect to the work. And a stirring step of stirring the liquid material in the liquid material containing portion by moving the liquid material containing portion, and the liquid material containing portion contains a magnetic substance. A trochanter is accommodated, and in the stirring step, the trochanter is moved to stir the liquid, and in the discharging step, it is difficult to move the trochanter by applying a magnetic field from the direction of gravity to the trochanter to exert an attractive force. And moving the liquid material container.
この吐出方法によれば、液状体収容部には転子が収納されている。攪拌工程において液状体収容部を移動することにより、転子を移動させて液状体収容部内の液状体を攪拌している。吐出工程では転子に磁場を加えて重力方向に引力を及ぼしている。そして、転子を移動し難くさせることにより、液状体収容部が移動するときに液状体収容部内の液状体が攪拌され難くしている。従って、液状体収容部内では液状体の圧力変動が小さくなる為、ノズルから吐出される液滴の体積を変動し難くすることができる。 According to this discharge method, the trochanter is accommodated in the liquid material accommodating portion. By moving the liquid material container in the stirring step, the trochanter is moved to stir the liquid material in the liquid material container. In the discharging process, a magnetic field is applied to the trochanter to exert an attractive force in the direction of gravity. Further, by making the trochanter difficult to move, the liquid material in the liquid material container is hardly stirred when the liquid material container moves. Accordingly, since the pressure fluctuation of the liquid material is reduced in the liquid material container, it is difficult to change the volume of the liquid droplets ejected from the nozzle.
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。 Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, each member in each drawing is illustrated with a different scale for each member in order to make the size recognizable on each drawing.
（第１の実施形態）
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出する方法との特徴的な例について図１〜図７に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
(First embodiment)
A characteristic example of a characteristic droplet discharge device according to this embodiment and a method of discharging a droplet using the droplet discharge device will be described with reference to FIGS. There are various types of droplet discharge devices, but a device using an ink jet method is preferable. The ink jet method is suitable for microfabrication because it can eject fine droplets.
（液滴吐出装置）
図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置１により、膜を構成する材料を含む機能液が吐出されて塗布される。図１に示すように液滴吐出装置１は直方体状に形成された基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面内にてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
(Droplet discharge device)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the droplet discharge device. A functional liquid containing the material constituting the film is discharged and applied by the
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３ａ，３ｂが同Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えたステージ４が取付けられている。ステージ４が移動するＹ方向を副走査方向４ａとする。副走査方向４ａの走査は往復移動を意味する。そして、副走査は改行を行うことを示す。従って、副走査方向４ａは改行するためにステージ４が移動する方向を示す。この直動機構の種類は、特に限定されないが、サーボモーターとボールネジとを組み合わせて構成することができる。他にも、リニアモーターを採用しても良い。
On the
さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に副走査位置検出装置５が配置され、ステージ４の副走査方向４ａの位置が計測できるようになっている。そのステージ４の上面には、載置面６が形成され、その載置面６には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。操作者が載置面６にワークとしての基板７を載置して所定の位置に位置決めする。その後、基板チャック機構により基板７は載置面６に固定される。
Further, a sub-scanning
基台２のＸ方向両側には、一対の支持台８ａ，８ｂが立設されている。その一対の支持台８ａ，８ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材９が架設されている。案内部材９は、その長手方向の幅がステージ４のＸ方向よりも長く形成され、その一端が支持台８ａ側に張り出すように配置されている。案内部材９の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール１０がＸ方向全幅にわたり凸設されている。そして、案内レール１０に沿って略角柱状に形成された移動部としてのキャリッジ１１が配置されている。キャリッジ１１は直動機構を備え、Ｘ方向に走査可能となっている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、例えば、リニアモーターを採用することができる。キャリッジ１１が走査するＸ方向を主走査方向１１ａとする。主走査方向１１ａの走査は往復移動を意味する。そして、主走査は描画しながら描画する場所を移動することを示す。従って、主走査方向１１ａは描画するためにキャリッジ１１が移動する方向を示す。案内部材９とキャリッジ１１との間には、主走査位置検出装置１２が配置され、キャリッジ１１の主走査方向１１ａの位置が計測可能になっている。
A pair of
キャリッジ１１の基板７側にはヘッドユニット１３が配置されている。ヘッドユニット１３の基板７側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが凸設されている。
A
キャリッジ１１の図中上側には磁力発生部としての磁気ユニット１４が配置され、磁気ユニット１４上には液状体収容部としての収容タンク１５が３個配置されている。各収容タンク１５には異なる種類の機能液が収容されている。ヘッドユニット１３の液滴吐出ヘッドと収容タンク１５とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク１５内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッドに供給される。
On the upper side of the
機能液は樹脂材料、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。本実施形態では、例えば、主材料に顔料を添加した機能液が各収容タンク１５に収容されている。
The functional liquid is mainly composed of a resin material, a solvent or a dispersion medium. A functional liquid having an inherent function can be formed by adding a coloring material such as a pigment or a dye or a functional material such as a lyophilic or liquid repellent surface modifying material to the main material. The functional liquid resin material is a material for forming a resin film. The resin material is not particularly limited as long as the material is liquid at normal temperature and becomes a polymer by polymerization. Furthermore, a resin material having a low viscosity is preferable, and it is preferably in the form of an oligomer. A monomer form is more preferable. The solvent or the dispersion medium adjusts the viscosity of the resin material. By setting the viscosity at which the functional liquid can be easily discharged from the droplet discharge head, the droplet discharge head can stably discharge the functional liquid. In the present embodiment, for example, a functional liquid obtained by adding a pigment to the main material is stored in each
機能液に顔料等の粒子が分散しているとき、粒子が沈降する場合がある。例えば、白色顔料に酸化チタンを用いるとき、酸化チタンの粒子が沈降する現象が見られる。酸化チタンの粒子が収容タンク１５の底に沈降した状態で機能液を液滴にして吐出するとき、着弾した液滴に含まれる酸化チタンの粒子数が少ないので薄い白色になるという問題が生ずる。この問題を解決するために、機能液を所定の時間間隔で攪拌して酸化チタンの濃度を維持する必要がある。
When particles such as pigments are dispersed in the functional liquid, the particles may settle. For example, when titanium oxide is used as a white pigment, a phenomenon in which titanium oxide particles settle is observed. When the functional liquid is ejected as droplets with the titanium oxide particles settling on the bottom of the
案内部材９の図中上側には貯留タンク１６が３個配置されている。各貯留タンク１６には異なる種類の機能液が収容されている。貯留タンク１６の図中右側側面には供給口１６ａが形成され、収容タンク１５の図中上側には注入口１５ａが形成されている。そして、供給口１６ａと注入口１５ａは図示しないチューブにより接続され、貯留タンク１６内の機能液がチューブを介して収容タンク１５に供給される。
Three
基台２の図中左側の側面であって案内部材９と対向する場所には保守装置１７が配置されている。この保守装置１７には液滴吐出ヘッドをクリーニングする機構が配置されている。そして、保守装置１７が液滴吐出ヘッドをクリーニングすることにより、液滴吐出ヘッドから液滴を正常に吐出可能な状態に保つことが可能になっている。
A
図２（ａ）は、キャリッジを示す模式正面図であり、図２（ｂ）は、キャリッジを示す模式底面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すようにヘッドユニット１３の基板７側の面１３ａには３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド１８が配置されている。液滴吐出ヘッド１８の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定する。液滴吐出ヘッド１８の下面には、それぞれノズルプレート１９が備えられている。そのノズルプレート１９には、それぞれ複数のノズル２０がＹ方向に所定の間隔で配列されている。
FIG. 2A is a schematic front view showing a carriage, and FIG. 2B is a schematic bottom view showing the carriage. As shown in FIGS. 2A and 2B, the droplet discharge heads 18 as three discharge portions are arranged on the
ヘッドユニット１３の内部にはヘッド駆動回路２３と圧力調整部２４とが配置されている。ヘッド駆動回路２３は液滴吐出ヘッド１８を駆動する電気回路であり、ヘッド駆動回路２３は液滴吐出ヘッド１８に駆動信号を出力する。圧力調整部２４は図示しないチューブにより液滴吐出ヘッド１８と接続されている。ヘッドユニット１３のＸ方向側の側面には供給口１３ｂが配置され、供給口１３ｂと圧力調整部２４とは図示しないチューブにより接続されている。圧力調整部２４は、液滴吐出ヘッド１８に供給される機能液の圧力を調整する機能を有し、液滴吐出ヘッド１８が吐出した量と同量の機能液を液滴吐出ヘッド１８に流動する。
A
収容タンク１５においてＸ方向の面には供給口１５ｂが配置されている。供給口１５ｂはチューブ２５により供給口１３ｂと接続されている。チューブ２５は柔軟性のある素材により形成されている。そして、キャリッジ１１が移動するとき、チューブ２５が振動するときにも、チューブ２５は供給口１５ｂ及び供給口１３ｂとはずれることなく機能液を流動することができる。
A
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、ノズルプレート１９の上側であってノズル２０と相対する位置には、キャビティ２６が形成されている。そして、キャビティ２６には収容タンク１５に収容されている液状体としての機能液２７が供給される。キャビティ２６の上側には、上下方向に振動して、キャビティ２６内の容積を拡大縮小する振動板２８と、上下方向に伸縮して振動板２８を振動させる圧電素子２９が配設されている。
FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of the main part showing the structure of the droplet discharge head. As shown in FIG. 2C, a
液滴吐出ヘッド１８が圧電素子２９を制御駆動するためのノズル駆動信号をヘッド駆動回路２３から受けると、圧電素子２９が上下方向に伸縮する。そして、圧電素子２９は振動板２８を振動させるので、振動板２８と隣接するキャビティ２６の容積が拡大縮小する。それにより、キャビティ２６内に供給された機能液２７のうち縮小した容積分の機能液２７がノズル２０を通り、液滴３０となって吐出される。液滴吐出装置１はステージ４とキャリッジ１１とを走査する。そして、ノズル２０が所定の場所に位置するときに液滴３０を吐出することにより、所望のパターンを描画することができる。
When the
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、収容タンク及び磁気ユニットを示す模式正断面図である。図３（ａ）は、キャリッジ１１が低い加速度で移動するときの状態を示し、図３（ｂ）は、キャリッジ１１が高い加速度で移動するときの状態を示す。図３（ａ）に示すように、収容タンク１５の内部には機能液２７と転子３１とが収容されている。転子３１は球形に形成され、転がって移動し易い形状となっている。転子３１は磁性体を含み、機能液２７に腐食されない形態であれば良い。例えば、磁性体には酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト等を用いることができる。そして、例えば、磁性体を球形に形成し、磁性体の表面に樹脂をコーティングして形成することができる。他にも、磁性体の表面にニッケル等の金属をメッキしても良い。転子３１の大きさは特に限定されないが、直径が１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にあるのが好ましく、直径が１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあるのがさらに好ましい。転子３１がこの大きさのとき転子３１が移動し易いので、機能液２７を攪拌することができる。
FIG. 3A and FIG. 3B are schematic front sectional views showing the storage tank and the magnetic unit. 3A shows a state when the
収容タンク１５の内部の底面１５ｃには転子３１が配置され、底面１５ｃの半分以上の広さを磁石１４ａが占めている。転子３１が底面１５ｃを閉める面積の割合は７割以上が好ましく、９割以上ではさらに好ましい。
A
収容タンク１５内において供給口１５ｂを覆ってフィルター３２が配置されている。フィルター３２は、転子３１が供給口１５ｂからチューブ２５に移動することと転子３１が供給口１５ｂを塞ぐことを防止する。収容タンク１５の底面１５ｃと対向する場所には磁気ユニット１４が配置されている。磁気ユニット１４の内部には底面１５ｃと略同じ広さの磁石１４ａが配置されている。磁石１４ａは主走査方向１１ａにＮ極１４ｃとＳ極１４ｄとが交互に配列し副走査方向４ａに延在して形成されている。Ｎ極１４ｃ及びＳ極１４ｄの主走査方向１１ａの幅は転子３１の直径と同じ長さになっている。さらに、主走査方向１１ａのＮ極１４ｃとＳ極１４ｄとの間の幅も転子３１の直径と同じ長さになっている。そして、転子３１は底面１５ｃに連なって配列するようになっている。
A
Ｎ極１４ｃ及びＳ極１４ｄの主走査方向１１ａの幅は転子３１の直径の整数倍に設定するのが好ましい。さらに、主走査方向１１ａのＮ極１４ｃとＳ極１４ｄとの間の幅も転子３１の直径の整数倍に設定するのが好ましい。このとき、転子３１は底面１５ｃに連なって配列させることができる。
The width of the
磁石１４ａは磁場を形成し、転子３１に引力を作用する。転子３１には重力と同じ方向から引力が加わるので、転子３１は底面１５ｃに接触する。従って、キャリッジ１１が主走査方向１１ａに移動するときに加速度が小さいときには、転子３１は底面１５ｃに接触した状態を維持する。従って、収容タンク１５内の機能液２７は攪拌され難くなっている。
The
図３（ｂ）に示すように、キャリッジ１１が主走査方向１１ａに移動するときに加速度が大きいときには、転子３１に大きな慣性力が作用する。そして、転子３１の一部は底面１５ｃから離れて、転子３１が塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴って機能液２７も移動するので機能液２７が攪拌される。
As shown in FIG. 3B, a large inertial force acts on the
キャリッジ１１が主走査方向１１ａに移動中に停止するときの加速度が大きいときにも、転子３１に大きな慣性力が作用する。このときにも、転子３１の一部は底面１５ｃから離れて、転子３１が塊状になる。そして、転子３１の移動に伴って機能液２７も移動するので機能液２７が攪拌される。
Even when the acceleration when the
図３（ｃ）はキャリッジの移動を示すタイムチャートである。図３（ｃ）において、縦軸はキャリッジ１１が移動するときの加速度を示している。加速度が０のとき加速度が加わらず等速運動または停止状態となっている。そして、加速度が０から離れるに従い大きな加速度となる。そして、正の加速度と負の加速度では加速度の加わる方向が逆となっている。正の加速度のときキャリッジ１１はＸ方向へ移動し、負の加速度のときキャリッジ１１はＸ方向と逆の方向へ移動する。横軸は時間の経過を示し、時間は図中左側から右側へ推移する。時間軸において、第１端は案内レール１０のＸ方向と逆側の端をキャリッジ１１が通過する時刻を示し、第２端は案内レール１０のＸ方向側の端をキャリッジ１１が通過する時刻を示している。
FIG. 3C is a time chart showing the movement of the carriage. In FIG. 3C, the vertical axis indicates the acceleration when the
上段の第１加速度推移線３３は転子３１が底面１５ｃから離れないようにキャリッジ１１が収容タンク１５を移動させるときの加速度の推移を示している。第１加速度推移線３３は第１端及び第２端にて加速度が加えられている。第１端と第２端との間では加速度が加えられずにキャリッジ１１は等速運動をする。この区間を等速区間３３ａとする。等速区間３３ａでは転子３１が底面１５ｃに接触した状態で移動しない区間である。液滴吐出ヘッド１８は等速区間３３ａにおいて液滴３０を基板７に吐出する。
The upper first
下段の第２加速度推移線３４は転子３１が底面１５ｃから離れて移動するようにキャリッジ１１が収容タンク１５を移動させるときの加速度の推移を示している。第２加速度推移線３４は第１端及び第２端に加えて、第１端と第２端との間でも正と負の加速度が交互に加えられている。第１加速度推移線３３に比べて第２加速度推移線３４では絶対値の大きな加速度が加えられる。この加速度は転子３１が移動して塊状となる加速度に設定されている。そして、加速度が加えられる方向が反転するので、転子３１は収容タンク１５の一方の端から他方の端への移動を繰り返す。従って、収容タンク１５内の機能液２７は攪拌される。
A lower second
図４は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図４において、液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置３７を備えている。そして、制御装置３７はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）３８と、各種情報を記憶するメモリー３９とを備えている。
FIG. 4 is an electric control block diagram of the droplet discharge device. In FIG. 4, the
主走査駆動装置４０、主走査位置検出装置１２、副走査駆動装置４１、副走査位置検出装置５は入出力インターフェイス４４及びデータバス４５を介してＣＰＵ３８に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド１８を駆動するヘッド駆動回路２３、入力装置４６、表示装置４７、保守装置１７も入出力インターフェイス４４及びデータバス４５を介してＣＰＵ３８に接続されている。
The main
主走査駆動装置４０はキャリッジ１１を駆動する装置であり、副走査駆動装置４１はステージ４を駆動する装置である。主走査位置検出装置１２がキャリッジ１１の位置を検出し、主走査駆動装置４０がキャリッジ１１を駆動することにより、キャリッジ１１を所望の速度及び加速度にて走査することが可能となっている。同じく、副走査位置検出装置５がステージ４の位置を検出し、副走査駆動装置４１がステージ４を駆動することにより、ステージ４を走査することが可能になっている。
The main
入力装置４６は液滴３０を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板７に液滴３０を吐出する座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。表示装置４７は加工条件や作業状況を表示する装置であり、表示装置４７に表示される情報を基に、操作者は入力装置４６を用いて操作を行う。保守装置１７はＣＰＵ３８の指示信号に従って液滴吐出ヘッド１８の保守を行う装置である。保守装置１７は液滴吐出ヘッド１８内の機能液２７を吸引したり、ノズルプレート１９を拭き取る機能を備えている。ＣＰＵ３８はキャリッジ１１を保守装置１７と対向する場所に移動させた後、保守装置１７に保守の指示信号を出力する。保守装置１７は指示信号を入力し、指示信号に従って液滴吐出ヘッド１８の保守を行う。
The
メモリー３９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト４８を記憶する記憶領域や、基板７上に吐出する液滴３０の着弾位置の座標データである吐出位置データ４９を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、液滴吐出ヘッド１８を駆動するときの駆動信号である駆動信号データ５０を記憶するための記憶領域や、収容タンク１５内の機能液２７を攪拌するか否かを判定する条件等の攪拌に関連するデータである攪拌関連データ５１の記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ３８のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
The
ＣＰＵ３８は、メモリー３９内に記憶されたプログラムソフト４８に従って、基板７の表面の所定位置に液滴３０を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として液滴吐出ヘッド１８から液滴３０を吐出するための演算を行う吐出演算部５２を有する。
The
吐出演算部５２を詳しく分割すれば、キャリッジ１１を主走査方向１１ａへ所定の速度で走査移動させるための制御をする主走査制御部５３と、基板７を副走査方向４ａへ所定の移動量で移動させるための制御をする副走査制御部５４を有する。さらに、吐出演算部５２は液滴吐出ヘッド１８内の複数あるノズル２０から液滴３０を吐出させるノズル２０を選択する吐出制御部５５等を有する。吐出制御部５５は選択したノズル２０に対応する圧電素子２９を作動させて液滴３０を吐出させる。
If the
他にも、ＣＰＵ３８はビットマップ演算部５６を有する。ビットマップは基板７上に着弾する液滴３０の位置データを示す。そして、ビットマップ演算部５６は載置面６における基板７の位置とステージ４及びキャリッジ１１の移動速度のデータをもちいてビットマップの演算を行う。他にも、ＣＰＵ３８は攪拌判断部５７を有する。攪拌判断部５７は収容タンク１５内の機能液２７を攪拌する時期を演算する。他にも、ＣＰＵ３８は攪拌制御部５８を有する。攪拌制御部５８は収容タンク１５を主走査方向１１ａに往復移動させる加速度を制御することにより収容タンク１５内の機能液２７を攪拌させる。他にも、ＣＰＵ３８は保守装置１７を制御する保守装置制御部５９を有する。
In addition, the
尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ３８を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
In the present embodiment, each function described above is realized by program software using the
（描画方法）
次に、上述した液滴吐出装置１を用いて、描画する方法について図５〜図７にて説明する。図５は、描画作業を示すフローチャートであり、図６及び図７は、描画方法を説明するための模式図である。
(Drawing method)
Next, a drawing method using the above-described
図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１は給材工程に相当する。この工程は、操作者が載置面に基板を配置して位置決めした後、固定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は攪拌判断工程に相当する。この工程は、収容タンク内の機能液を攪拌するか否かを判断する工程である。機能液の攪拌を行うときステップＳ３に移行する。機能液を攪拌しないときステップＳ４に移行する。ステップＳ３は攪拌工程に相当する。この工程は、主走査方向に収容タンクを往復運動させることにより収容タンク内の機能液を攪拌する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は吐出工程に相当する。この工程は、キャリッジとステージとを走査しながら液滴を吐出することにより描画する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は除材工程に相当する。この工程は、載置面から基板を移動する工程である。基板を移動して描画作業を終了する。 In the flowchart shown in FIG. 5, step S1 corresponds to a material supply process. This step is a step in which the operator places and fixes the substrate on the mounting surface and then fixes it. Next, the process proceeds to step S2. Step S2 corresponds to a stirring determination step. This step is a step of determining whether or not the functional liquid in the storage tank is stirred. When the functional liquid is stirred, the process proceeds to step S3. When the functional liquid is not stirred, the process proceeds to step S4. Step S3 corresponds to a stirring process. This step is a step of stirring the functional liquid in the storage tank by reciprocating the storage tank in the main scanning direction. Next, the process proceeds to step S4. Step S4 corresponds to a discharge process. This step is a step of drawing by discharging droplets while scanning the carriage and the stage. Next, the process proceeds to step S5. Step S5 corresponds to a material removal process. This step is a step of moving the substrate from the placement surface. The drawing operation is completed by moving the substrate.
次に、図６及び図７を用いて、図５に示したステップと対応させて、描画方法を詳細に説明する。図６（ａ）は、ステップＳ１の給材工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ１において、液滴吐出ヘッド１８と対向しない場所にステージ４を移動させる。次に、載置面６上に基板７を載置する。基板７の移動は操作者が手を使って移動して良い。基板７が大きい場合には図示しない移動専用ロボットを用いて基板７を移動しても良い。続いて、操作者は基板７の位置を調整した後、吸引式の基板チャック機構を作動させることにより基板７を載置面６に固定する。
Next, the drawing method will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7 in association with the steps shown in FIG. Fig.6 (a) is a figure corresponding to the material supply process of step S1. As shown in FIG. 6A, in step S1, the
図６（ｂ）は、ステップＳ２の攪拌判断工程を説明するための模式図であり、各工程を行うタイムチャートを示している。図６（ｂ）において、縦軸は各工程を示し、横軸は時間の経過を示している。時間は左から右へ推移する。尚、説明を簡便にするためにステップＳ２の攪拌判断工程は省略した。工程推移線６２は時間の経過に伴い作業工程が推移する様子を示している。工程推移線６２が示すように、作業工程は２つの型に分けられる。第１の型はステップＳ１の給材工程、ステップＳ３の攪拌工程、ステップＳ４の吐出工程、ステップＳ５の除材工程の順に行う工程の型である。そして、第２の型はステップＳ１の給材工程、ステップＳ４の吐出工程、ステップＳ５の除材工程の順に行う工程の型である。つまり、第１の型ではステップＳ３の攪拌工程が行われ、第２の型ではステップＳ３の攪拌工程が行われない。
FIG. 6B is a schematic diagram for explaining the stirring determination process in step S2 and shows a time chart for performing each process. In FIG. 6B, the vertical axis indicates each step, and the horizontal axis indicates the passage of time. Time transitions from left to right. In addition, in order to simplify description, the stirring determination process of step S2 was abbreviate | omitted. The
制御装置３７は計時機能を備えている。そして、攪拌判断部５７は計時機能を用いてステップＳ３の攪拌工程が行われてから現在時刻６３までの時間である攪拌後経過時間６４を検出する。メモリー３９の攪拌関連データ５１には経時判定値６５が記憶されている。そして、攪拌判断部５７は攪拌後経過時間６４を経時判定値６５と比較して、攪拌後経過時間６４が経時判定値６５以上であるときステップＳ３の攪拌工程を行う判断をする。換言すれば、攪拌制御部５８は攪拌後経過時間６４が経時判定値６５に達しないときステップＳ３の攪拌工程を行なわない判断をする。
The
図６（ｃ）〜図７（ａ）はステップＳ３の攪拌工程に対応する図である。図６（ｃ）に示すように、ステップＳ３において、機能液２７を攪拌する前は収容タンク１５の底面１５ｃに接して転子３１が配列している。そして、転子３１上には機能液２７に溶けない不溶物や溶質等からなる内在物６６が沈殿している。
FIG.6 (c)-FIG.7 (a) are figures corresponding to the stirring process of step S3. As shown in FIG. 6C, the
次に、攪拌制御部５８が主走査駆動装置４０を駆動して、キャリッジ１１を急加速して移動させる。そして、図６（ｄ）に示すように、キャリッジ１１が収容タンク１５を主走査方向１１ａの図中右側へ移動する。転子３１には図中左側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中左側に移動し塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
Next, the
続いて、攪拌制御部５８が主走査駆動装置４０を駆動して、キャリッジ１１を急停止させる。そして、図７（ａ）に示すように、キャリッジ１１が急停止することにより、収容タンク１５も急停止する。このとき、転子３１には図中右側に向かう慣性力が作用する。転子３１に印加される加速度による力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中右側に移動し塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
Subsequently, the
攪拌制御部５８は主走査駆動装置４０を駆動して、キャリッジ１１を急加速して移動させ、急停止させることを繰り返す。そして、転子３１が主走査方向１１ａに往復運動することにより機能液２７が攪拌される。攪拌が終了して攪拌制御部５８がキャリッジ１１を停止させると塊状になっている転子３１は重力及び磁石１４ａの引力により底面１５ｃに移動して配列する。
The
図７（ｂ）はステップＳ４の吐出工程に対応する図である。図７（ｂ）に示すように、ステップＳ４において、主走査制御部５３が主走査駆動装置４０を駆動してキャリッジ１１を主走査方向１１ａに移動させる。そして、ノズル２０が所定の場所に位置するとき、吐出制御部５５がヘッド駆動回路２３を駆動してノズル２０から液滴３０を吐出させる。
FIG. 7B is a diagram corresponding to the ejection process of step S4. As shown in FIG. 7B, in step S4, the main
キャリッジ１１が移動するときキャリッジ１１は、転子３１が底面１５ｃから離れない程度の大きさの加速度にて移動する。従って、キャリッジ１１が移動するとき収容タンク１５内の機能液２７は攪拌され難くなっている。その結果、収容タンク１５内の機能液２７には局所的な圧力変動が生じ難くなっている。
When the
図７（ｃ）は、ステップＳ５の除材工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ５において、液滴吐出ヘッド１８と対向しない場所にステージ４を移動させる。次に、吸引式の基板チャック機構の作動を停止させることにより制御装置３７は基板７の載置面６への固定を解除する。続いて、操作者は基板７を載置面６上から移動する。以上の工程により描画作業を終了する。基板７に着弾した液滴３０は次の工程にて加熱、乾燥等の処理をすることにより固化及び硬化することができる。
FIG.7 (c) is a figure corresponding to the material removal process of step S5. As shown in FIG. 7C, in step S5, the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、収容タンク１５には転子３１が収容されている。ステップＳ３の攪拌工程にて主走査駆動装置４０がキャリッジ１１を移動させる。転子３１に慣性力が作用して収容タンク１５内で転子３１が移動する。そして、転子３１が移動することにより、機能液２７が攪拌される。従って、収容タンク１５内にて沈殿した内在物６６を機能液２７に分散させることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, the
（２）本実施形態によれば、転子３１は磁性体を含有し、磁気ユニット１４は重力方向から転子３１に引力を及ぼしている。従って、転子３１は移動し難くなっている。ステップＳ４の吐出工程では転子３１が底面１５ｃを離れない大きさの加速度で収容タンク１５を移動させる。従って、機能液２７は攪拌されないので収容タンク１５内を移動し難くなる。
(2) According to this embodiment, the
収容タンク１５内で機能液２７が移動するとき機能液２７の圧力が局所的に変動する。その圧力変動が液滴吐出ヘッド１８に伝播するとき、ノズル２０から吐出される液滴３０の体積が変動する。本実施形態では収容タンク１５が移動しても収容タンク１５内の機能液２７は移動し難い為、収容タンク１５内の圧力変動は小さい。従って、収容タンク１５内から液滴吐出ヘッド１８に伝播する圧力変動が小さい為、ノズル２０から吐出される液滴３０の体積を変動し難くすることができる。
When the
（３）本実施形態によれば、収容タンク１５の底面１５ｃに転子３１が配置される。機能液２７に分散している内在物６６が沈降するとき、転子３１の上に沈殿する。従って、転子３１を移動させるとき内在物６６は攪拌されるので、機能液２７に分散させることができる。
(3) According to the present embodiment, the
（第２の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図８の液滴吐出装置の動作を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、磁気ユニット１４と収容タンク１５の底面１５ｃとの距離を可変にする点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of the droplet discharge device will be described with reference to a schematic diagram for explaining the operation of the droplet discharge device of FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the distance between the
すなわち、本実施形態では、図８（ａ）に示したようにキャリッジ１１上に磁気ユニット１４の移動方向を限定する案内部６９が配置されている。案内部６９は磁気ユニット１４を挟んで配置され、磁気ユニット１４は案内部６９に沿って重力方向であるＺ方向に移動可能になっている。キャリッジ１１及びヘッドユニット１３のＸ方向両側には間隔調整部としての昇降装置７０が配置されている。昇降装置７０は上下に移動する可動部７０ａを有している。案内部６９には穴部６９ａが形成され、可動部７０ａは穴部６９ａを通って磁気ユニット１４と接続されている。そして、昇降装置７０は磁気ユニット１４を昇降することができる。昇降装置７０は入出力インターフェイス４４及びデータバス４５を介してＣＰＵ３８と接続されている。そして、攪拌制御部５８の指示信号に従って昇降装置７０は磁気ユニット１４を昇降する。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 8A, a
案内部６９の図中上側には収容タンク７１が配置されている。収容タンク７１の側面には凸部７１ａが形成されている。そして、収容タンク７１の側面の外形形状は案内部６９の内側の形状と略同じ形状に形成され、収容タンク７１は案内部６９に挿入可能となっている。そして、凸部７１ａが案内部６９の上面に載置されることにより、収容タンク７１のＺ方向の位置が決まる。収容タンク７１には機能液２７及び転子３１が収容されている。収容タンク７１において凸部７１ａ以外の構造は第１の実施形態における収容タンク１５と同じであり、説明を省略する。
A
ステップＳ４の吐出工程では、磁気ユニット１４を上昇させて磁気ユニット１４を収容タンク７１の床面７１ｂに近づける。このとき、転子３１と磁石１４ａとの距離が短くなるので、磁石１４ａが転子３１に及ぼす引力が大きくなる。そして、転子３１は床面７１ｂ上に配列する。磁気ユニット１４を収容タンク７１に近づけた状態にて、主走査制御部５３がキャリッジ１１を往復運動させる。キャリッジ１１が往復運動しても転子３１は移動し難い為、収容タンク７１内の機能液２７は攪拌され難くなっている。従って、収容タンク７１内の機能液２７には圧力変動が生じ難くなっている。
In the ejection step of step S4, the
図８（ｂ）及び図８（ｃ）はステップＳ３の攪拌工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ３において、攪拌制御部５８は昇降装置７０を駆動して磁気ユニット１４を下降させる。そして、磁気ユニット１４を収容タンク７１の床面７１ｂから遠ざける。このとき、転子３１と磁石１４ａとの距離が長くなるので、磁石１４ａが転子３１に及ぼす引力が小さくなる。従って、転子３１は機能液２７の中で移動し易くなる。
FIG. 8B and FIG. 8C are diagrams corresponding to the stirring process in step S3. As shown in FIG. 8B, in step S3, the
次に、攪拌制御部５８が主走査駆動装置４０を駆動することによりキャリッジ１１を所定の加速度以上の加速度にて移動させる。そして、キャリッジ１１が収容タンク７１を主走査方向１１ａの図中右側へ所定の加速度で加速して移動する。転子３１には図中左側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中左側に移動し塊状になる。このとき、転子３１が移動することにより機能液２７が攪拌される。
Next, the stirring
キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中左側へ移動中に急停止するとき、転子３１には図中左側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力である。そして、転子３１は図中左側に移動し塊状になる。そして、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
When the
図８（ｃ）に示すように、キャリッジ１１が収容タンク７１を主走査方向１１ａの図中左側へ所定の加速度で加速して移動させる。転子３１には図中右側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力である。そして、転子３１は図中右側に移動し塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
As shown in FIG. 8C, the
キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中右側へ移動中に急停止するとき、転子３１には図中右側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力と磁石１４ａによる引力により転子３１を保持する力より大きな力である。そして、転子３１は図中右側に移動し塊状になる。そして、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中右側へ急加速と急停止とを行う毎に転子３１が図中左右に移動して、機能液２７が攪拌される。同様に、キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中左側へ急加速と急停止とを行う毎に転子３１が図中左右に移動して、機能液２７が攪拌される。
When the
磁気ユニット１４と転子３１との距離は第１の実施形態における距離より長い距離となっている。従って、磁気ユニット１４が転子３１に及ぼす引力は小さい為、キャリッジ１１を移動させる加速度は第１の実施形態における加速度より小さな加速度にて転子３１を移動させるこができる。
The distance between the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、攪拌制御部５８は昇降装置７０を駆動することにより磁気ユニット１４が転子３１に及ぼす引力を制御している。そして、ステップＳ３の攪拌工程では転子３１に及ぼす引力を弱くすることにより転子３１を移動し易くする。ステップＳ４の吐出工程では転子３１に及ぼす引力を強くすることにより転子３１を移動し難くしている。その結果、ステップＳ３の攪拌工程では機能液２７を攪拌し、ステップＳ４の吐出工程では機能液２７が攪拌され難くできる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, the stirring
（２）本実施形態によれば、磁気ユニット１４は磁石１４ａを有しているので、転子３１に引力を及ぼすことができる。そして、昇降装置７０が磁石１４ａと収容タンク７１との距離を制御する。磁石１４ａと収容タンク７１との距離を長くする程、転子３１に及ぼす引力を小さくすることができる。従って、磁気ユニット１４が転子３１に及ぼす引力の大きさを制御することができる。
(2) According to the present embodiment, since the
（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図９の液滴吐出装置の動作を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、磁気ユニット１４に電磁石を用いる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of the droplet discharge device will be described with reference to a schematic diagram for explaining the operation of the droplet discharge device of FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that an electromagnet is used for the
すなわち、本実施形態では、図９（ａ）に示したようにキャリッジ１１上に磁気ユニット７２が配置されている。磁気ユニット７２の内部には電磁石７３が配置されている。電磁石７３は磁性材料からなる芯部７３ａと芯部７３ａに巻かれたコイル７３ｂから構成されている。電磁石７３は磁石１４ａと同様に主走査方向１１ａに配列する複数の磁極を備えている。そして、コイル７３ｂに電流を流すとき、電磁石７３にはＮ極７３ｃとＳ極７３ｄとが交互に配列して形成される。Ｎ極７３ｃ及びＳ極７３ｄの主走査方向１１ａの幅は転子３１の直径と同じ長さになっている。さらに、主走査方向１１ａのＮ極７３ｃとＳ極７３ｄとの間の幅も転子３１の直径と同じ長さになっている。そして、転子３１に電磁石７３の引力が及ぶとき転子３１は底面１５ｃに連なって配列するようになっている。
That is, in this embodiment, the
磁気ユニット７２のコイル７３ｂは磁気制御装置７４と電気的に接続されている。そして、磁気制御装置７４は制御装置３７と接続され、入出力インターフェイス４４及びデータバス４５を介してＣＰＵ３８と接続されている。磁気制御装置７４は制御装置３７の攪拌制御部５８が出力する駆動指示振動を入力して電磁石７３に印加する電流を制御する。磁気制御装置７４がコイル７３ｂに電流を流すとき、電磁石７３は磁場を形成し、転子３１に引力を及ぼす。転子３１には重力と同じ方向から引力が加わるので、転子３１は底面１５ｃに接触する。
The
ステップＳ４の吐出工程では磁気制御装置７４はコイル７３ｂに電流を流し、転子３１を底面１５ｃに配列させる。そして、攪拌制御部５８は収容タンク１５内の機能液２７を攪拌され難くする。コイル７３ｂに電流を流した状態にて、主走査制御部５３がキャリッジ１１を往復運動させる。キャリッジ１１が往復運動しても転子３１は移動し難い為、収容タンク１５内の機能液２７は攪拌され難くなっている。従って、収容タンク１５内の機能液２７には圧力変動が生じ難くなっている。
In the ejection step of step S4, the
図９（ｂ）及び図９（ｃ）はステップＳ３の攪拌工程に対応する図である。ステップＳ３において、攪拌制御部５８は磁気制御装置７４に指示信号を出力し、磁気制御装置７４は電磁石７３のコイル７３ｂへ通電を停止する制御を行う。このとき、電磁石７３は磁場を形成しないので、磁気ユニット７２が転子３１に及ぼす引力がなくなる。従って、転子３１は機能液２７の中で移動し易くなる。
FIG. 9B and FIG. 9C are diagrams corresponding to the stirring process in step S3. In step S <b> 3, the
図９（ｂ）に示すように、攪拌制御部５８が主走査駆動装置４０を駆動して、キャリッジ１１を加速して移動させる。そして、キャリッジ１１が収容タンク１５を主走査方向１１ａの図中右側へ移動する。転子３１には図中左側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中左側に移動し塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
As shown in FIG. 9B, the
キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中左側へ移動中に急停止するとき、転子３１には図中左側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中左側に移動し塊状になる。そして、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
When the
続いて、攪拌制御部５８が主走査駆動装置４０を駆動して、キャリッジ１１を加速して移動させる。そして、図９（ｃ）に示すように、キャリッジ１１が収容タンク１５を主走査方向１１ａの図中左側へ移動する。転子３１には図中右側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力による引力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中右側に移動し塊状になる。このとき、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
Subsequently, the
キャリッジ１１が主走査方向１１ａの図中右側へ移動中に急停止するとき、転子３１には図中右側に向かう慣性力が作用する。転子３１に作用する慣性力は重力により転子３１を保持する力より大きな力であり、転子３１は図中右側に移動し塊状になる。そして、転子３１の移動に伴い機能液２７が攪拌される。
When the
攪拌制御部５８はコイル７３ｂへ通電を停止しているので、電磁石７３は磁場を形成しない。磁気ユニット７２が転子３１に及ぼす引力がない為、キャリッジ１１を移動させる加速度は第１の実施形態における加速度より小さな加速度にて転子３１を移動させるこができる。
Since the stirring
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、磁気ユニット７２は電磁石７３を有しているので、転子３１に引力を及ぼすことができる。そして、磁気制御装置７４が電磁石７３に印加する電流を制御することにより、磁気ユニット７２が発生する磁場の強さを制御することができる。磁気ユニット７２が発生する磁場の強さと転子３１に及ぼす引力の大きさは正の相関関係にすることができる。従って、転子３１に及ぼす引力の大きさを制御することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, since the
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、貯留タンク１６から収容タンク１５へ機能液２７を供給したが、機能液２７の消費量が少ないときには、必ずしも貯留タンク１６を設置しなくとも良い。収容タンク１５内の機能液２７が少なくなったときには、機能液２７が満たされた収容タンク１５を機能液２７が少なくなった収容タンク１５と交換しても良い。貯留タンク１６を設置しないので、簡単な構造にすることができる。
In addition, this embodiment is not limited to embodiment mentioned above, A various change and improvement can also be added. A modification will be described below.
(Modification 1)
In the first embodiment, the
（変形例２）
前記第１の実施形態では、基板７に着弾した液滴３０は次の工程にて固化及び硬化していた。着弾した後、すぐに液滴３０を硬化させても良い。機能液２７は材料に光重合開始剤を添加して紫外線硬化性の溶液にする。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタールを用いることができる。そして、ヘッドユニット１３の隣に紫外線照射装置を配設する。そして、液滴３０の着弾後に紫外線を照射して硬化させても良い。着弾した複数の液滴３０が混じりあうことを防止することができる。
(Modification 2)
In the first embodiment, the
（変形例３）
前記第１の実施形態では、攪拌後経過時間６４が経時判定値６５以上の時間が経過したとき、ステップＳ３の攪拌工程に移行した。攪拌工程を行う判断は、この判定に限らない。収容タンク１５を交換したときや、液滴吐出装置１を起動したときに攪拌工程を行っても良い。収容タンク１５において機能液２７に内在物６６が沈降している可能性があるときに攪拌工程を行っても良い。機能液２７中に分散する内在物６６の濃度を所定の濃度より多い状態に維持することができる。
(Modification 3)
In the first embodiment, when the elapsed
（変形例４）
前記第１の実施形態では、キャビティ２６を加圧する加圧手段に、圧電素子２９を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２８を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ２６内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２７を気化させたり、機能液２７に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２８を変形させて、加圧しても良い。前記第１の実施形態と同様に機能液２７を吐出することができる。
(Modification 4)
In the first embodiment, the
（変形例５）
前記第１の実施形態では、基板７に液滴３０を吐出した。液滴３０が吐出されるワークは基板７に限らない。ワークは立体形状でもよい。基板７に電子素子を実装した電子基板でもよい。他にも金属、樹脂等のシートでも良い。各種のワークに所定のパターンを描画することができる。
(Modification 5)
In the first embodiment, the
（変形例６）
前記第１の実施形態では、ステージ４を用いて基板７を副走査方向４ａに移動した。基板７の代わりにシート状のワークをもちいるときには、ステージ４の代わりにプラテンとローラーとを用いてシートを副走査方向４ａに移動しても良い。長尺のシートに長いパターンを描画することができる。
(Modification 6)
In the first embodiment, the
（変形例７）
前記第１の実施形態では、キャリッジ１１を駆動して液滴吐出ヘッド１８を主走査方向１１ａに移動し、ステージ４を駆動して基板７を副走査方向４ａに移動した。これに限らず、キャリッジ１１が液滴吐出ヘッド１８を主走査方向１１ａ及び副走査方向４ａに移動させる構造にしても良い。そして、基板７をベルトコンベア等の移動装置に配置した状態においてノズル２０から液滴３０を基板７に吐出しても良い。基板７の給材及び除材をし易くできる。
(Modification 7)
In the first embodiment, the
（変形例８）
前記第１の実施形態では、転子３１の形状は球形としたが球形以外の形状でも転がり易い形状であれば良い。例えば、円柱、円錐、楕円柱、楕円錐、楕円体等を採用することができる。転子３１を形成し易い形状に選択しても良い。
(Modification 8)
In the first embodiment, the
（変形例９）
前記第１の実施形態では、収容タンク１５内に複数の転子３１を配置したが、転子３１の個数は１個でも良い。転子３１が収容タンク１５内を移動することにより機能液２７を攪拌することができる。尚、変形例１〜変形例９の内容は前記第２の実施形態及び前記第３の実施形態にも適用できる。
(Modification 9)
In the first embodiment, the plurality of
７…ワークとしての基板、１１…移動部としてのキャリッジ、１４…磁力発生部としての磁気ユニット、１５…液状体収容部としての収容タンク、１８…吐出部としての液滴吐出ヘッド、２０…ノズル、２７…液状体としての機能液、３０…液滴、３１…転子、７０…間隔調整部としての昇降装置、７３…電磁石。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
磁性体を含有し移動する転子と前記吐出部に供給する前記液状体とを収容する液状体収容部と、
前記ワークに対して前記吐出部と前記液状体収容部とを移動させる移動部と、
前記液状体収容部の重力方向から前記転子に引力を及ぼす磁力発生部と、を有し、
前記移動部は、前記吐出部が前記液滴を吐出するときに前記液状体収容部に対して前記転子が移動しない加速度で前記液状体収容部を移動させ、前記吐出部が前記液滴を吐出しないときには前記液状体収容部に対して前記転子が移動する加速度にて前記液状体収容部を移動させることを特徴とする液滴吐出装置。 A discharge unit that discharges the liquid from the nozzle to the workpiece as droplets;
A liquid material containing portion that contains a trochanter containing and moving a magnetic material and the liquid material supplied to the discharge portion;
A moving unit that moves the discharge unit and the liquid material containing unit with respect to the workpiece;
A magnetic force generating part that exerts an attractive force on the trochanter from the gravity direction of the liquid material containing part,
The moving unit moves the liquid material storage unit at an acceleration at which the trochanter does not move relative to the liquid material storage unit when the discharge unit discharges the liquid droplets, and the discharge unit discharges the liquid droplets. A liquid droplet ejection apparatus, wherein the liquid material accommodating portion is moved at an acceleration at which the trochanter moves relative to the liquid material accommodating portion when the liquid is not ejected.
磁性体を含有し移動する転子と前記吐出部に供給する前記液状体とを収容する液状体収容部と、
前記ワークに対して前記吐出部と前記液状体収容部とを移動させる移動部と、
前記液状体収容部の重力方向から前記転子に引力を及ぼす磁力発生部と、を有し、
前記磁力発生部は前記引力を制御することにより、前記吐出部から前記液滴を吐出しないときには前記液状体収容部に対して前記転子を移動し易くし、前記吐出部から前記液滴を吐出するときには前記液状体収容部に対して前記転子を移動し難くすることを特徴とする液滴吐出装置。 A discharge unit that discharges the liquid from the nozzle to the workpiece as droplets;
A liquid material containing portion that contains a trochanter containing and moving a magnetic material and the liquid material supplied to the discharge portion;
A moving unit that moves the discharge unit and the liquid material containing unit with respect to the workpiece;
A magnetic force generating part that exerts an attractive force on the trochanter from the gravity direction of the liquid material containing part,
The magnetic force generation unit controls the attractive force to facilitate movement of the trochanter relative to the liquid material storage unit when the droplet is not discharged from the discharge unit, and discharges the droplet from the discharge unit. A droplet discharge device that makes it difficult for the trochanter to move with respect to the liquid material storage portion.
前記磁力発生部は磁石と間隔調整部とを有し、前記間隔調整部は前記磁石と前記液状体収容部との距離を制御することを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 2,
The magnetic force generating unit includes a magnet and a gap adjusting unit, and the gap adjusting unit controls a distance between the magnet and the liquid material containing unit.
前記磁力発生部は電磁石を有し、前記磁力発生部は前記電磁石に印加する電流を制御することを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 2,
The liquid droplet ejection apparatus, wherein the magnetic force generator includes an electromagnet, and the magnetic force generator controls a current applied to the electromagnet.
前記転子は複数収容され、前記液状体収容部内の重力方向の面の半分以上の面積を前記転子が占めることを特徴とする液滴吐出装置。 It is a droplet discharge device according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of the trochanters are accommodated, and the trochanter occupies an area of more than half of the surface in the gravity direction in the liquid material accommodating part.
前記液状体収容部を移動することにより、前記液状体収容部内の前記液状体を攪拌する攪拌工程と、を有し、
前記液状体収容部には磁性体を含有する転子が収納され、前記攪拌工程では前記転子を移動させて前記液状体を攪拌し、前記吐出工程では前記転子に重力方向から磁場を加え引力を及ぼすことにより前記転子を移動し難くさせて前記液状体収容部を移動することを特徴とする吐出方法。 A discharge step of discharging the liquid material as droplets from the nozzle to the work while moving a nozzle and a liquid material containing portion for containing a liquid material supplied to the nozzle;
A stirring step of stirring the liquid material in the liquid material container by moving the liquid material container;
The liquid material containing portion contains a trochanter containing a magnetic material. In the stirring step, the trochanter is moved to stir the liquid material. In the discharging step, a magnetic field is applied to the trochanter from the direction of gravity. A discharge method comprising: moving the liquid material containing portion while making the trochanter difficult to move by exerting an attractive force.
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|---|---|---|---|---|
| WO2014034502A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | 日東電工株式会社 | Protective adhesive sheet sticking device |
| JP2014141676A (en) * | 2012-08-29 | 2014-08-07 | Nitto Denko Corp | Adhering method of pressure sensitive adhesive sheet for conservation |
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