JP4351419B2

JP4351419B2 - 平行線形成装置

Info

Publication number: JP4351419B2
Application number: JP2002145809A
Authority: JP
Inventors: 孝宏笠原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: JP2003337220A

Description

【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，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、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（５１）のインキ吐出部（５１ａ，５１ｂ）の配列方向に直交する方向に前記第１のインキ吐出部列（５１）とは所定の距離を有して前記第１のインキ吐出部列（５１）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り、前記ピッチがＰ_Ｎの平行線を前記加工対象物に対して形成するときには、前記第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することを特徴とする平行線形成装置である。
【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１０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３１ｅ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３２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３１ｃは、Ｘステージ３１に取り付けられる。コイル３１ｄ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。
また、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。
【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
４０ＩＪ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

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のインキ吐出部列のインキ吐出部の配列方向に直交する方向に前記第１のインキ吐出部列とは所定の距離を有して前記第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

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り、
前記ピッチがＰ_Ｎの平行線を前記加工対象物に対して形成するときには、前記第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すること
を特徴とする平行線形成装置。