【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力発生素子が発生した圧力で押圧された液体を対象物と対向する吐出孔より対象物に向かって吐出させる液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器等に実装されるプリント配線基板において、絶縁板上に例えば銅等の導電性金属からなるパターン配線を形成するときは、絶縁板の主面全面に成膜された金属膜上に感光性樹脂を成膜し、この感光性樹脂にフォトリソグラフィ技術を施すことで所望の回路パターンからなるレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして金属膜をエッチングすることでパターン配線を形成している。そして、このようなパターン配線の形成方法では、例えば感光性樹脂成膜行程、回路パターンマスクの準備、露光行程、現像行程、エッチング処理等、様々な工程が必要であり、中には煩わしい作業が行われる工程もあって製造歩留まりが悪くなることがある。
【０００３】
そこで、最近では、液体吐出装置等を使用することで、上述したような煩わしい作業を行うことなく、絶縁板上にパターン配線や、簡単な半導体回路等を形成する技術が着目されている。具体的には、低ランニングコスト、装置の小型化等が可能なインクジェット方式のプリンタ装置を用いて、パターン配線を形成する技術が着目されている（特許文献１を参照）。
【０００４】
このインクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えば複数種の液体がそれぞれ充填されたカートリッジからヘッドチップに複数設けられた液室の一つに供給され、液室に供給された液体を、液室内に配置された発熱抵抗体等で加熱し、発熱抵抗体上の液体に気泡を発生させ、この気泡が割れて消えるときのエネルギーにより液体を各液室に設けられた微小な吐出孔より液滴として吐出させて対象物に着弾させ、対象物に画像や文字等を印刷させる。インクジェット方式のプリンタ装置の中には、カートリッジが装着され、且つ液滴を吐出させるヘッドチップを備えるヘッド部を、液滴が着弾される対象物の主面と略平行な面内に絶えず吐出孔が位置するように移動させながら吐出孔より液滴を吐出して対象物に着弾させるシリアル型のプリンタ装置がある。
【０００５】
そして、このシリアル型のプリンタ装置は、ヘッドチップの吐出孔と対向する位置に保持されている対象物にヘッド部が所定の方向に移動しながら液滴を吐出、着弾させ、これを繰り返すことで対象物の主面に印刷する。
【０００６】
具体的に、シリアル型のプリンタ装置を用いてパターン配線を形成する場合、予め導体材料等を溶解した液体を充填したカートリッジをヘッド部に装着し、このヘッド部を移動させながら吐出対象物となる絶縁板の主面にヘッドチップの吐出孔より所望の回路パターンとなるように液滴を吐出することで、絶縁板の主面にパターン配線が形成される。すなわち、絶縁板の主面にパターン配線が印刷される。
【０００７】
このように、シリアル型のプリンタ装置を用いてパターン配線を形成した場合、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてパターン配線を形成するのに比べて製造工程が簡略化され、且つ僅かな製造装置で同様のパターン配線を形成することができることから、製造歩留まりの向上及び低コスト化を図れる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３２４９６６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シリアル型のプリンタ装置を用いたパターン配線の形成方法では、例えば多層プリント配線基板の主面にパターン配線を形成する場合、下層に形成されたパターン配線の凹凸が最上層のパターン配線を形成させる主面にも現れてしまい、パターン配線を適切に形成することが困難になる。すなわち、この方法では、凹凸のある主面にシリアル型のプリンタ装置でパターン配線を適切に印刷することが困難であり、断線したパターン配線が形成される虞がある。
【００１０】
これは、図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示すように、例えばヘッド部２００が液滴ｉを吐出孔２０１よりプリント配線基板２０２に対して略垂直に吐出しても、ヘッド部２００が、図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）中矢印Ｓで示す方向に移動しながら液滴ｉを吐出し、ヘッド部２００を所定の速度で移動させたときのヘッド部２００の移動方向に発生する有向線分Ｘと、吐出孔２０１より液滴ｉを略垂直に所定の速度で吐出させたときの液滴ｉの吐出方向に生じる有向線分Ｙとを合成させた有向線分Ｚの方向に液滴ｉが吐出孔２０１より吐出されるからである。
【００１１】
これにより、ヘッド部２００より吐出された液滴ｉは、プリント配線基板２０２の主面２０２ａに対して有向線分Ｚと略同方向に斜めに入射して着弾することになり、例えば吐出孔２０１と、主面２０２ａより下層に形成されたパターン配線２０３による凸部２０４の基端部２０４ａとは反対側の角部２０４ｂとを有向線分Ｚで結んで主面２０２ａにできるポイントＴより凸部２０４側の範囲、すなわち凸部２０４の基端部２０４ａ近傍には凸部２０４自体が遮蔽物となって着弾することが困難となる。すなわち、ヘッド部２００より吐出された液滴ｉは、有向線分Ｚに向かって、換言すると移動するヘッド部２００に近づいてくる凸部２０４に向かって吐出されることから、移動するヘッド部２００に近づいてくる凸部２０４における奥側の基端部２０４ａ近傍に着弾することが困難になる。
【００１２】
具体的に、例えばヘッド部２００を所定の方向に速度１ｍ／ｓｅｃで移動させながら、吐出孔２０１より液滴ｉを速度１０ｍ／ｓｅｃで吐出させた場合、液滴ｉが吐出孔２０１より吐出される吐出角度を略垂直方向に対してヘッド部２００の移動方向に約５．７°傾けた状態で液滴ｉが吐出されることになる。そして、この場合、プリント配線基板２０２の主面２０２ａに高さを約１００μｍとする凸部２０４があると、移動するヘッド部２００に近づいてくる凸部２０４の奥側の基端部２０４ａから約１０μｍの範囲に液滴ｉを着弾させることが困難になる。
【００１３】
したがって、この方法では、隣り合うパターン配線２０３同士の間の距離を狭くすることが困難となってパターン配線２０３の集積度が低下し、プリント配線基板２０２が大型化、コストアップするといった問題が生じてしまう。
【００１４】
このような不具合は、例えばヘッド部２００を少なくとも一回以上往復させることで解決することができる。すなわち、ヘッド部２００は、図２２（Ａ）に示すように、往路で近づいてくる凸部２０４の手前側の基端部２０４ａ近傍に液滴ｉを着弾させ、図２２（Ｂ）に示すように、復路で近づいてくる凸部２０４の手前側の基端部２０４ａ近傍、すなわち往路における凸部２０４の奥側の基端部２０４ａ近傍に液滴ｉを着弾させることで、プリント配線基板２０２の主面２０２ａ全面に液滴ｉを着弾させることが可能となる。
【００１５】
しかしながら、この場合、ヘッド部２００を一回以上往復させて往路と復路でパターン配線２０３がずれることがないように高精度に形成、すなわち印刷する必要があることから製造歩留まりが低下してしまう。また、この場合、ヘッド部２００を一回以上往復することでパターン配線２０３を印刷するのに係る時間が長くなったり、パターン配線２０３を印刷する液体の量が多くなったりするといった問題もある。
【００１６】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、印刷に係る時間を短縮し、且つ凹凸のある面にも適切に液体を着弾させることが可能な優れた液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、液体を収容する１つ以上の液室と、上記各液室に設けられ、エネルギが供給されることで上記液室に収容された上記液体を押圧する圧力を発生させる一対の圧力発生素子と、上記一対の圧力発生素子と対向し、該一対の圧力発生素子が発生した圧力が押圧した上記液体を吐出させるための吐出孔とを有する吐出手段と、上記吐出孔と対向する位置に配置された対象物を保持する保持手段と、上記対象物の主面と略平行な面内を上記吐出孔が移動するように上記吐出手段を所定の方向に移動させる移動手段と、上記一対の圧力発生素子にそれぞれ異なるエネルギ量を供給することで、上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向を変化させる吐出方向制御手段とを備え、上記一対の圧力発生素子は、上記吐出手段が上記移動手段により移動される方向と同方向に並設され、上記吐出方向制御手段は、上記一対の圧力発生素子をオン又はオフの状態に制御する第１のスイッチング素子と、上記各圧力発生素子に供給されるエネルギ量を可変する制御を行う第２のスイッチング素子と、上記吐出孔より吐出される液体の吐出方向を制御する第３のスイッチング素子とを有し、上記吐出手段が上記移動手段により所定の方向に移動しながら上記液体を上記対象物の主面に吐出する際に、上記吐出方向制御手段は、上記第１のスイッチング素子を切換制御し、上記一対の圧力発生素子をオンの状態にし、上記第２のスイッチング素子及び上記第３のスイッチング素子を切換制御して、上記各圧力発生素子に供給されるエネルギ量を制御し、上記各圧力発生素子にそれぞれ異なるエネルギ量を供給して、上記吐出方向が上記吐出手段の移動する方向とは略反対方向になるように上記液体を上記吐出孔より吐出させることで、上記吐出孔より吐出された上記液体を上記対象物の主面に対して略垂直に入射させることを特徴としている。
【００１８】
この液体吐出装置では、所定の方向に移動しながら液体を吐出する吐出手段が液体を、吐出手段が移動する方向とは略反対方向に吐出させることで、吐出孔より吐出された液体を、対象物の主面に対して略垂直に入射できることから、対象物の主面に液体を略均一に着弾することができる。
【００１９】
本発明に係る液体吐出方法は、各液室に該液室が移動される方向と同方向に並設されて設けられた一対の圧力発生素子にエネルギを供給することで発生する圧力が上記液室に収容された液体を押圧させることで、上記液室に上記一対の圧力発生素子と対向するように設けられた上記液体を吐出させるための吐出孔より、上記吐出孔と対向するように保持された対象物の主面に上記液体を吐出する液体吐出方法において、上記対象物の主面と略平行な面内を上記吐出孔が移動するように上記液室を移動させながら、吐出方向制御手段は、上記圧力発生素子をオン又はオフの状態に制御する第１のスイッチング素子を切換制御し、上記一対の圧力発生素子をオンの状態にし、上記各圧力発生素子に供給されるエネルギ量を可変する第２のスイッチング素子及び上記吐出孔より吐出される液体の吐出方向を制御する第３のスイッチング素子を切換制御して、上記各圧力発生素子に供給されるエネルギ量を制御し、上記各圧力発生素子にそれぞれ異なるエネルギ量を供給して、上記吐出孔より吐出される上記液体の吐出方向が上記液室の移動する方向とは略反対方向になるように上記液体を上記吐出孔より吐出させることで、上記吐出孔より吐出された上記液体を上記対象物の主面に対して略垂直に入射させることを特徴としている。
【００２０】
この液体吐出装方法では、液室が移動する方向とは略反対方向に液体を吐出孔より吐出させることで、吐出孔より吐出された液体を対象物の主面に対して略垂直に入射させて対象物の主面に液体を略均一に着弾することができることから、対象物の主面に液体の未着弾部ができてしまうことを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された液体吐出装置について、図面を参照して説明する。図１に示す液体吐出装置１は、液体吐出対象となるプリント基板Ｐに対して例えば銅等の導電性金属等といった導電材料を含有する導電塗液２を吐出し、所望のパターン配線Ｗを印刷により形成するものである。また、この液体吐出装置１は、プリント基板Ｐの印刷幅方向に導電塗液２を吐出するヘッド部３を走査させながらヘッド部３より導電塗液２を吐出していくことでプリント基板Ｐにパターン配線Ｗを印刷する、いわゆるシリアル型のプリンタ装置である。
【００２２】
この液体吐出装置１は、プリント基板Ｐの主面と略平行な面内をプリント基板Ｐの印刷幅方向に走査しながら導電塗液２を吐出するヘッド部３と、このヘッド部３が実装された装置本体４とを備える。液体吐出装置１におけるヘッド部３は、導電塗液２の供給源となる塗液カートリッジ５が着脱可能になっている。そして、液体吐出装置１では、ヘッド部３に対して着脱可能な塗液カートリッジ５を消耗品として交換可能になっている。
【００２３】
液体吐出装置１において、ヘッド部３は、プリント基板Ｐの図１中矢印Ａで示す搬送方向に略直交する図１中矢印Ｂで示すヘッド部３の走査方向に延在する走査レール６に、片持ち梁状態に支持、且つ摺動自在に支持され、プリント基板Ｐの搬送方向に略直交する方向に駆動する駆動ベルト７により走査方向に往復移動する。
【００２４】
液体吐出装置１において、プリント基板Ｐの搬送は、ヘッド部３の導電塗液２の吐出位置を基準にしてプリント基板Ｐの搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ設けられた一対の搬送ローラ８ａ，８ｂと９ａ，９ｂとが、プリント基板Ｐを挟持した状態で互いに反対方向に回転することで行われる。
【００２５】
このような液体吐出装置１は、ヘッド部３の導電塗液２の吐出位置と対向する位置で一対の搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂにより保持、搬送されるプリント基板Ｐの主面上を、ヘッド部３が導電塗液２を吐出しながらプリント基板Ｐの搬送方向と略直交する方向に走査されることで、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置より入力された回路パターン等をプリント基板Ｐの主面に印刷する。そして、液体吐出装置１は、所望の回路パターン等が印刷されたプリント基板Ｐを装置本体４のプリント基板Ｐの搬送方向に位置する側面に設けられた排出口４ａより排出する。
【００２６】
プリント基板Ｐに印刷を行うヘッド部３は、図１中矢印Ｃに示すように、装置本体４の上面側から装着され、一対の搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂにより搬送されるプリント基板Ｐに対して導電塗液２を吐出して印刷を行う。そこで、先ず、上述した液体吐出装置１を構成するヘッド部３と、このヘッド部３より着脱可能にされた塗液カートリッジ５について図面を参照して説明する。
【００２７】
このヘッド部３は、例えば銅等の導電性金属等の導電材料を含有する導電塗液２を、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、プリント基板Ｐ等の被記録物上に導電塗液２を液滴状態にして吹き付ける。具体的に、ヘッド部３は、図２に示すように、本体部３１を有し、この本体部３１には、導電塗液２が充填された容器である塗液カートリッジ５が装着される。
【００２８】
ヘッド部３に着脱可能な塗液カートリッジ５は、図２に示すように、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ本体１１を有している。このカートリッジ本体１１は、略矩形状に形成され、内部に導電塗液２を貯留する容器である。
【００２９】
具体的に、塗液カートリッジ５を構成するカートリッジ本体１１には、導電塗液２を収容する塗液収容部１２と、塗液収容部１２からヘッド部３の本体部３１に導電塗液２を供給する塗液供給部１３と、外部より塗液収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気を塗液収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間で導電塗液２を一時的に貯留する貯留部１６と、外部連通孔１４から外部への液漏れを防ぐシール１７と、塗液カートリッジ５を本体部３１に係止するための係止突部１８及び係合段部１９と、塗液収容部１２内の導電塗液２の残量を検出するための残量検出部２０と、塗液カートリッジ５が装着されているかどうかを識別するための係合突部２１とが設けられている。
【００３０】
塗液収容部１２は、略矩形状に形成され、気密性の高い材料により導電塗液２を収容するための空間を形成している。
【００３１】
塗液供給部１３は、塗液収容部１２の下側略中央部に設けられている。この塗液供給部１３は、塗液収容部１２と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述する本体部３１の接続部３７に嵌合されることにより、塗液カートリッジ５と本体部３１とを接続する。
【００３２】
塗液供給部１３は、図３及び図４に示すように、塗液カートリッジ５の底面１３ａに導電塗液２を供給する供給口１３ｂが設けられ、この底面１３ａに、供給口１３ｂを開閉する弁１３ｃと、弁１３ｃを供給口１３ｂの閉塞する方向に付勢するコイルバネ１３ｄと、弁１３ｃを開閉する開閉ピン１３ｅとを備えている。本体部３１の接続部３７に接続される導電塗液２を供給する供給口１３ｄは、図３に示すように、塗液カートリッジ５がヘッド部３の本体部３１に装着される前の段階において、付勢部材であるコイルバネ１３ｄの付勢力により弁１３ｃが供給口１３ｄを閉じる方向に付勢され閉塞されている。そして、塗液カートリッジ５が本体部３１に装着されると、図４に示すように、開閉ピン１３ｅがヘッド部３を構成する本体部３１の接続部３７の上部により図４中矢印Ｄで示すコイルばね１３ｄの付勢方向とは反対の方向に押し上げられる。これにより、押し上げられた開閉ピン１３ｅは、コイルバネ１３ｄの付勢力に抗して弁１３ｃを押し上げて供給口１３ｂを開放する。このようにして、塗液カートリッジ５の塗液供給部１３は、ヘッド部３の接続部３７に接続され、塗液収容部１２と塗液溜め部５１とを連通し、塗液溜め部５１への導電塗液２の供給が可能な状態となる。
【００３３】
また、塗液カートリッジ５をヘッド部３側の接続部３７から引き抜くとき、すなわち塗液カートリッジ５をヘッド部３の装着部３２より取り外すとき、弁１３ｃの開閉ピン１３ｅによる押し上げ状態が解除され、弁１３ｃは、コイルバネ１３ｄの付勢方向に移動し、供給口１３ｂを閉塞する。これにより、塗液カートリッジ５を本体部３１に装着する直前に塗液供給部１３の先端部が下方を向いている状態であっても塗液収容部１２内の導電塗液２が漏れることを防止することができる。また、塗液カートリッジ５を本体部３１から引き抜いたときには、直ちに弁１３ｃが供給口１３ｂを閉塞するので、塗液供給部１３の先端から導電塗液２が漏れることを防止することができる。
【００３４】
外部連通孔１４は、図２に示すように、塗液カートリッジ５の外部から塗液収容部１２に空気を取り込む通気口であり、塗液カートリッジ５が本体部３１の装着部３２に装着されたときも、外部を臨み外気を取り込むことができるように、装着部３２への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ本体１１の上面、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔１４は、塗液カートリッジ５が本体部３１に装着されて塗液収容部１２から本体部３１側に導電塗液２が流下した際に、塗液収容部１２内の導電塗液２が減少した分に相当する分の空気を外部より塗液カートリッジ５内に取り込む。
【００３５】
空気導入路１５は、塗液収容部１２と外部連通孔１４とを連通し、外部連通孔１４より取り込まれた空気を塗液収容部１２内に導入する。これにより、この塗液カートリッジ５が本体部３１に装着された際に、ヘッド部３の本体部３１に導電塗液２が供給されて塗液収容部１２内の導電塗液２が減少し内部が減圧状態となっても、塗液収容部１２には、空気導入路１５により塗液収容部１２に空気が導入されることから、内部の圧力が平衡状態に保たれて導電塗液２を本体部３１に適切に供給することができる。
【００３６】
貯留部１６は、外部連通孔１４と空気導入路１５との間に設けられ、塗液収容部１２に連通する空気導入路１５より導電塗液２が漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないように導電塗液２を一時的に貯留する。
【００３７】
この貯留部１６は、短い方の対角線をプリント基板Ｐの主面に対して略垂直方向とした略菱形に形成され、塗液収容部１２の最も下側に位置する頂部に、すなわち短い方の対角線上の下側に空気導入路１５を設けるようにし、塗液収容部１２より進入した導電塗液２を塗液収容部１２に再び戻すことができるようにしている。また、貯留部１６は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔１４を設けるようにし、塗液収容部１２より進入した導電塗液２が外部連通孔１４より外部に漏れにくくする。
【００３８】
シール１７は、外部連通孔１４を閉塞する部材であり、外部連通孔１４まで導電塗液２が逆流してしまった導電塗液２が塗液カートリッジ５の外部に漏れてしまうことを防止する。このため、シール１７は、少なくとも導電塗液２を透過しないような撥水性を有する材料で形成されている。そして、このシール１７は、使用時において、剥離され、塗液使用量に応じて、外気連通孔１４からは、塗液収容部１２内に外気を随時補充できるようにする。
【００３９】
係止突部１８は、塗液カートリッジ５の側面に一カ所設けられた突部であり、ヘッド部３の本体部３１のラッチレバー３４に形成された係合孔３４ａと係合する。この係止突部１８は、上面が塗液収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されると共に、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
【００４０】
係合段部１９は、塗液カートリッジ５の係止突部１８が設けられた側面の反対側の側面の上部に設けられている。係合段部１９は、カートリッジ本体１１の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と他方の側面と連続し、上面と略平行な平面１９ｂとからなる。塗液カートリッジ５は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さがカートリッジ本体１１の上面より１段低くなるように形成され、この段部で本体部３１の係合片３３と係合する。係合段部１９は、ヘッド部３の装着部３２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられ、ヘッド部３の装着部３２側の係合片３３に係合することで、塗液カートリッジ５を装着部３２に装着する際の回動支点部となる。
【００４１】
残量検出部２０は、塗液カートリッジ５の係合段部１９が設けられた側面に設けられている。残量検出部２０は、塗液収容部１２内に臨まされる一対の検出ピンと、塗液カートリッジ５がヘッド部３の装着部３２に装着されたとき、ヘッド部３の塗液残量検出部３６と電気的に接続される接点とを備える接点部材を有し、この接点部材は、カートリッジ本体１１の側面の高さ方向に複数、ここでは３段並設されている。導電塗液２は、導電性を有するものであるから、塗液収容部１２内に臨まされている一対の検出ピンが導電塗液２に浸漬しているとき電気抵抗値が小さくなり、導電塗液２に浸漬していないとき、電気抵抗が高くなる。すなわち、塗液収容部１２内に導電塗液２が満杯のとき、全ての検出ピンは、導電塗液２に浸漬されており、全て電気抵抗値が低い状態となる。そして、導電塗液２が使用されるに連れて、検出ピンの電気抵抗値は上の段から順に高くなる。これによって、残量検出部２０は、塗液収容部１２内の塗液残量を検出することができる。なお、塗液収容部１２の高さ方向に設ける端子板の数は、３段に限定されるものではなく、２段でもよく、また、より正確な残量検出を行う場合には、この段数を更に増やすようにすればよい。
【００４２】
ところで、塗液カートリッジ５を構成するカートリッジ本体１１は、塗液供給部１３が設けられた底面側がヘッド部３に設けられた装着部３２に係合する係合領域２２となる。そして、係合領域２２の一部、すなわちカートリッジ本体１１の係合領域２２には、係合凹部２３と契合することで塗液カートリッジ５が装着されているかどうかを識別するための係合突部２１が設けられている。
【００４３】
次に、以上のように構成された導電塗液２を収納した塗液カートリッジ５が装着されるヘッド部３について説明する。
【００４４】
ヘッド部３は、図２及び図５に示すように、本体部３１を有し、この本体部３１には、塗液カートリッジ５が装着される装着部３２と、塗液カートリッジ５を固定する係合片３３及びラッチレバー３４と、塗液カートリッジ５を取り出し方向に付勢する付勢部材３５と、塗液カートリッジ５内における塗液残量を検出する塗液残量検出部３６と、塗液供給部１３と接続されて導電塗液２が供給される接続部３７と、接続部３７内における導電塗液２の有無を検出する塗液検出部３８，３９と、走査レール６が係合されるレール孔４０と、駆動ベルト７に本体部３１を係止させるベルト止め部４１と、導電塗液２を吐出するヘッドチップ４２とを有している。
【００４５】
塗液カートリッジ５が装着される装着部３２は、塗液カートリッジ５が装着されるように上面を塗液カートリッジ５の挿脱口として略凹形状に形成され、この凹部に塗液カートリッジ５が収納される。これにより、本体部３１には、塗液カートリッジ５が収納装着される。
【００４６】
以上のように塗液カートリッジ５が装着される装着部３２の開口端には、係合片３３が設けられている。この係合片３３は、走査レール６と略平行な装着部３２の端縁の一方に設けられており、塗液カートリッジ５の係合段部１９と係合する。塗液カートリッジ５は、係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部３２内に挿入し、係合段部１９と係合片３３との係合位置を回動支点として、塗液カートリッジ５の係合段部１９が設けられていない側を装着部３２側に回動させるようにして装着部３２に装着することができる。これによって、塗液カートリッジ５は、装着部３２に容易に装着することができ、また、挿入端となる側面に設けられている残量検出部２０が本体部３１の側面とこすれることをなくし、残量検出部２０の保護を図っている。
【００４７】
ラッチレバー３４は、板バネを折曲して形成されるものであり、装着部３２の係合片３３に対して反対側の側面、すなわち走査レール６と略平行な装着部３２の端縁の他方に設けられている。ラッチレバー３４は、基端部が装着部３２の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの装着部３２の端縁に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔３４ａが形成されている。ラッチレバー３４は、塗液カートリッジ５が装着部３２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔３４ａが塗液カートリッジ５の係止突部１８と係合し、装着部３２に装着された塗液カートリッジ５が装着部３２より脱落しないようにする。
【００４８】
付勢部材３５は、塗液カートリッジ５の係合段部１９に対応する側面側の底面上に塗液カートリッジ５を取り外す方向に付勢する板バネを折曲して設けられる。付勢部材３５は、折曲することにより形成された頂部を有し、底面に対して近接離間する方向に弾性変位し、頂部で塗液カートリッジ５の底面を押圧し、装着部３２に装着されている塗液カートリッジ５を装着部３２より取り外す方向に付勢するイジェクト部材である。付勢部材３５は、ラッチレバー３４の係合孔３４ａと係止突部１８との係合状態が解除されたとき、装着部３２より塗液カートリッジ５を排出する。
【００４９】
塗液残量検出部３６は、塗液カートリッジ５内の導電塗液２の残量を段階的に検出するものであり、塗液カートリッジ５が装着部３２に装着されたとき、塗液カートリッジ５内の側面の高さ方向に並設された残量検出部２０に接触し電気的に接続される。塗液残量検出部３６は、塗液カートリッジ５側へ付勢する図示しない付勢部材により押圧されており、塗液カートリッジ５が装着されたとき、塗液カートリッジ５の残量検出部２０に密着され確実に残量検出部２０と電気的に接続される。
【００５０】
装着部３２の略中央付近には、塗液カートリッジ５が装着部３２に装着されたとき、塗液カートリッジ５の塗液供給部１３が接続される接続部３７が設けられている。この接続部３７は、装着部３２に装着された塗液カートリッジ５の塗液供給部１３から本体部３１の底面に設けられた導電塗液２を吐出するヘッドチップ４２に導電塗液２を供給する塗液供給路となる。
【００５１】
具体的に、接続部３７は、図６に示すように、塗液カートリッジ５から供給される導電塗液２を溜める塗液溜め部５１と、接続部３７に連結される塗液供給部１３をシールするシール部材５２と、導電塗液２内の不純物を除去するフィルタ５３と、ヘッドチップ４２側への供給路を開閉する弁機構５４とを有している。
【００５２】
塗液溜め部５１は、塗液供給部１３と接続され塗液カートリッジ５から供給される導電塗液２を溜める空間部である。
【００５３】
シール部材５２は、塗液溜め部５１の上端に設けられた部材であり、塗液カートリッジ５の塗液供給部１３が接続部３７の塗液溜め部５１に接続されるとき、導電塗液２が外部に漏れないよう塗液溜め部５１と塗液供給部１３との間を密閉する。
【００５４】
フィルタ５３は、塗液カートリッジ５の着脱時等に導電塗液２に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、塗液検出部３８，３９よりも下部に設けられている。
【００５５】
弁機構５４は、図７及び図８に示すように、塗液溜め部５１から導電塗液２が供給される塗液流入路６１と、塗液流入路６１から導電塗液２が流入する塗液室６２と、塗液室６２から導電塗液２を流出する塗液流出路６３と、塗液室６２を塗液流入路６１側と塗液流出路６３側との間に設けられた開口部６４と、開口部６４を開閉する弁６５と、弁６５を開口部６４の閉塞する方向に付勢する付勢部材６６と、付勢部材６６の強さを調節する負圧調整ネジ６７と、弁６５と接続される弁シャフト６８と、弁シャフト６８と接続されるダイアフラム６９とを有する。
【００５６】
塗液流入路６１は、塗液溜め部５１を介して塗液カートリッジ５の塗液収容部１２内の導電塗液２をヘッドチップ４２に供給可能に塗液収容部１２と連結する供給路である。塗液流入路６１は、塗液溜め部５１の底面側から塗液室６２まで設けられている。塗液室６２は、塗液流入路６１、塗液流出路６３及び開口部６４と一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、塗液流入路６１から導電塗液２が流入し、開口部６４を介して塗液流出路６３から導電塗液２を流出する。塗液流出路６３は、塗液室６２から開口部６４を介して導電塗液２が供給されて、更にヘッドチップ４２と連結された供給路である。塗液流出路６３は、塗液室６２の底面側からヘッドチップ４２まで延在されている。
【００５７】
弁６５は、開口部６４を閉塞して塗液流入路６１側と塗液流出路６３側とを分割する弁であり、塗液室６２内に配設される。弁６５は、付勢部材６６の付勢力と、弁シャフト６８を介して接続されたダイアフラム６９の復元力と、塗液流出路６３側の導電塗液２の負圧によって上下に移動する。弁６５は、下端に位置するとき、塗液室６２を塗液流入路６１側と塗液流出路６３側とを分離するように開口部６４を閉塞し、塗液流出路６３への導電塗液２の供給を遮断する。弁６５は、付勢部材６６の付勢力に抗して上端に位置するとき、塗液室６２を塗液流入路６１側と塗液流出路６３側とを遮断せずに、ヘッドチップ４２へ導電塗液２の供給を可能とする。なお、弁６５を構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマーにより形成される。
【００５８】
付勢部材６６は、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁６５の上面と塗液室６２の上面との間で負圧調整ネジ６７と弁６５とを接続し、付勢力により弁６５を開口部６４の閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ６７は、付勢部材６６の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ６７を調整することで付勢部材６６の付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ６７は、詳細は後述するが開口部６４を開閉する弁６５を動作させる導電塗液２の負圧を調整することができる。
【００５９】
弁シャフト６８は、一端に接続された弁６５と、他端に接続されたダイアフラム６９とを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム６９は、弁シャフト６８の他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム６９は、塗液室６２の塗液流出路６３側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧と導電塗液２の負圧により外気側と塗液流出路６３側に弾性変位する。
【００６０】
以上のような弁機構５４では、図７に示すように、弁６５が付勢部材６６の付勢力とダイアフラム６９の付勢力とによって塗液室６２の開口部６４を閉塞するように押圧されている。そして、ヘッドチップ４２から導電塗液２が吐出された際に、開口部６４分割された塗液流出路６３側の塗液室６２の導電塗液２の負圧が高まると、図８に示すように、導電塗液２の負圧によりダイアフラム６９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト６８と共に弁６５を付勢部材６６の付勢力に抗して押し上げる。このとき、塗液室６２の塗液流入路６１側と塗液流出路６３側と間の開口部６４が開放され、導電塗液２が塗液流入路６１側から塗液流出路６３側に供給される。そして、導電塗液２の負圧が低下してダイアフラム６９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材６６の付勢力により弁シャフト６８と共に弁６５を塗液室６２が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構５４では、導電塗液２を吐出する度に導電塗液２の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。
【００６１】
また、この接続部３７では、塗液収容部１２内の導電塗液２が塗液室６２に供給されると、塗液収容部１２内の導電塗液２が減少するが、このとき、空気導入路１５から外気が塗液カートリッジ５内に入り込む。塗液カートリッジ５内に入り込んだ空気は、塗液カートリッジ５の上方に送られる。これにより、液滴ｉが後述するノズル７４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路１５内に導電塗液２がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００６２】
塗液検出部３８，３９は、図６に示すように、それぞれ塗液カートリッジ５の塗液供給部１３に接続される接続部３７内の導電塗液２の有無を検出する一対の導電性を有する線状部材からなり、先端部が接続部３７内に臨ませるように配設されている。塗液検出部３８，３９は、接続部３７の塗液溜め部５１の側面に接続部３７の内部から外部に貫通するように設けられ、それぞれヘッドチップ４２に接続されている。塗液検出部３８，３９の先端部は、接続部３７内におけるフィルタ５３よりも上部に設けられている。これは、導電塗液２がフィルタ５３以下となる場合に、ヘッドチップ４２側における導電塗液２の負圧が高まり、装置の故障の原因となることを防止するためである。塗液検出部３８，３９は、導電塗液２をフィルタ５３よりも塗液カートリッジ５側で検出することで、導電塗液２がフィルタ５３よりヘッドチップ４２側になくなってしまうことを防止することができる。
【００６３】
レール孔４０は、本体部３１の走査レール６と対向する側面に設けられ、ヘッド部３の走査方向に貫通する孔であり、走査レール６が挿通されている。ベルト止め部４１は、本体部３１の駆動ベルト７と対向する側面に設けられ、本体部３１を駆動ベルト７に係止する。これにより、ヘッド部３は、駆動ベルト７の駆動に伴い、走査レール６をガイドにしてプリント基板Ｐの搬送方向と略直交する方向に往復移動可能に走査させることが可能となる。
【００６４】
ヘッドチップ４２は、本体部３１の底面に沿って配設されており、接続部３７から供給される液滴ｉを吐出する塗液吐出孔である後述するノズル７４ａが設けられている。
【００６５】
このヘッドチップ４２は、図９及び図１０に示すように、ベースとなる回路基板７１と、導電塗液２を加熱する一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂと、導電塗液２の漏れを防ぐフィルム７３と、導電塗液２が液滴の状態で吐出されるノズル７４ａが設けられたノズルシート７４と、これらに囲まれて導電塗液２が供給される空間である液室７５と、液室７５に導電塗液２を供給する塗液流路７６とを有する。
【００６６】
回路基板７１は、シリコン等の半導体基板であり、その一主面７１ａに、発熱抵抗体７２ａ，７２ｂが形成されており、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂと回路基板７１上の図示しない制御回路とが接続されている。この制御回路は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等で構成されている。
【００６７】
一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、制御回路から供給される電力により発熱し、液室７５内の導電塗液２を加熱して内圧を高める。これにより加熱された導電塗液２は、後述するノズルシート７４に設けられたノズル７４ａから液滴ｉの状態で吐出する。
【００６８】
フィルム７３は、回路基板７１の一主面７１ａに積層されている。フィルム７３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、回路基板７１の一主面７１ａの略全体に積層された後、フォトリソグラフィプロセスによって不要部分が除去され、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを一括して略凹状に囲むように形成されている。フィルム７３により一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを囲む部分が液室７５の一部を形成する。
【００６９】
ノズルシート７４は、液滴ｉを吐出させるためのノズル７４ａが形成されたシート状部材であり、フィルム７３の回路基板７１と反対側に積層されている。ノズル７４ａは、ノズルシート７４に円形状に開口された微小孔であり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂと対向するように配置されている。なお、ノズルシート７４は液室７５の一部を構成する。
【００７０】
液室７５は、回路基板７１、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂ、フィルム７３及びノズルシート７４に囲まれた空間部であり、塗液流路７６からの導電塗液２が供給される。液室７５の導電塗液２は、発熱抵抗体７２ａ，７２ｂにより加熱され、内圧が上昇される。塗液流路７６は、接続部３７の塗液流出路６３と接続されており、接続部３７に接続された塗液カートリッジ５から導電塗液２が供給され、この塗液流路７６に連通する各液室７５に導電塗液２を送り込む流路を形成する。すなわち、塗液流路７６と接続部３４とが連通されている。これにより、塗液カートリッジ５から供給される導電塗液２が塗液流路７６に流れ込み、液室７５内に充填される。
【００７１】
上述した１個のヘッドチップ４２には、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを備えた液室７５を一つ以上備えている。そして、ヘッドチップ４２においては、液室７５を一つ以上備えている場合、液体吐出装置１の制御部からの指令によってこれら一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを適宜選択して一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに対応する液室７５内の導電塗液２を、液室７５に対応するノズル７４ａから液滴ｉの状態で吐出させる。
【００７２】
すなわち、ヘッドチップ４２において、ヘッドチップ４２と結合された塗液流路７６から、液室７５に導電塗液２が満たされる。そして、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂがそれぞれ急速に加熱され、その結果、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂと接する部分が気相になって気泡が発生し、その気泡の膨張によってある体積の導電塗液２が押圧される（導電塗液２が沸騰する）。これによって、ノズル７４ａに接する部分で気泡に押圧された導電塗液２と同等の体積の導電塗液２が液滴ｉとしてノズル７４ａから吐出され、プリント基板Ｐの主面上に着弾される。
【００７３】
ヘッドチップ４２では、図１１に示すように、１つの液室７５内に、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂが並設されている。すなわち、１つの液室７５内に、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを一つ備えるものである。具体的に、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、詳細は後述するが図１１中矢印Ｂで示すヘッド部３の走査方向と略同方向に並設されている。なお、図１１では、ノズル７４ａの位置を１点鎖線で示している。
【００７４】
このように、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂでは、１つの発熱抵抗体を２つに分割したような形状となり長さが同じで幅が半分になることから、抵抗値がほぼ倍の値になる。この一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを直列に接続した場合、それぞれ２倍程度の抵抗値を有する一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂが直列に接続されることとなり、抵抗値は分割する前の４倍程度になる。
【００７５】
ここで、液室７５内の導電塗液２を沸騰させるためには、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに一定の電流を流して一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを発熱する必要がある。液滴ｉは、この沸騰時のエネルギーにより、ノズル７４ａより吐出される。発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、所定の発熱量を得るに当たって、抵抗値が小さいと、流す電流を大きくする必要があるが、ここでは幅を狭くし、更に２つの抵抗を直列に接続することで抵抗値を高くし、少ない電流で液室７５内の導電塗液２を沸騰させることができるようにしている。これにより、ヘッドチップ４２は、電流を流すためのトランジスタ等を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。
【００７６】
なお、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの厚みを薄く形成すれば抵抗値を高くすることができるが、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂとして選定される材料や強度（耐久性）等の観点から、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの厚みを薄くするには一定の限界がある。このため、厚みを薄くすることなく、分割することで、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの抵抗値を高くしている。
【００７７】
ところで、液室７５内の導電塗液２をノズル７４ａより吐出させるとき、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂによって液室７５内の導電塗液２が沸騰するまでの時間、すなわち気泡発生時間が同じになるように発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを駆動制御すると、液滴ｉは、ノズル７４ａより真下に滴下される。また、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの気泡発生時間に時間差を発生させた場合には、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂ上で略同時に導電塗液２が沸騰し気泡が発生しなくなり、発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの並設方向の何れか一方にずれて液滴ｉが滴下される。
【００７８】
このことについて、図１２を用いて説明する。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂにおける気泡発生時間の差と、液滴ｉの吐出角度との関係を示している。なお、図１２（Ａ）は、ヘッド部３の走査方向（一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの並設方向）の吐出角度θｘを示し、図１２（Ｂ）は、プリント基板Ｐの搬送方向の吐出角度θｙを示している。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、横軸に気泡発生時間の差をとっており、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂにおける抵抗差は、時間差０．０４μｓｅｃで３％、時間差０．０８μｓｅｃで６％程度のばらつきが生じる。なお、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）はコンピュータによるシミュレーション結果である。
【００７９】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、気泡発生時間に差が生じると、液滴ｉの吐出角度が略垂直でなくなり、時間差が大きいほど傾きも大きくなることがわかる。
【００８０】
そこで、ヘッドチップ４２は、この特性を利用し、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの気泡発生時間をそれぞれ制御することで、液滴ｉがノズル７４ａから吐出する際の吐出角度、すなわち吐出方向を制御することが可能となる。
【００８１】
以上のようなヘッドチップ４２は、液室７５内の一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂのそれぞれに電流を供給することで、ノズル７４ａから液滴ｉを吐出する。そして、このヘッドチップ４２では、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに対し、略同時に同一量の電流を供給することで、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの気泡発生時間を理論上、同じにすることができる。したがって、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、導電塗液２を同時に沸騰させることができ、液滴ｉの吐出角度が液滴ｉの着弾面に対して略垂直になるようにノズル７４ａから液滴ｉを吐出させることができる。
【００８２】
さらに、ヘッドチップ４２は、各液室７５内の一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂにおける気泡発生時間を異ならせるように発熱抵抗体７２ａ，７２ｂを制御する。この場合、ヘッドチップ４２は、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給する電流に差異を与え或いは同じ電流量を供給するが時間差を与えることで、一対の発熱抵抗対７２ａ，７２ｂそれぞれの気泡発生時間に差を生じさせることができ、ノズル７４ａから吐出される液滴ｉを、着弾面に対して略垂直に液滴ｉが吐出されたときの液滴ｉの着弾位置と異なる位置に着弾させることができる。すなわち、ヘッドチップ４２は、液滴ｉの吐出角度が導電塗液２の着弾面に対して斜めになるようにノズル７４ａから液滴ｉを吐出させることができる。
【００８３】
図１１に示すように、発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、ヘッド部３の走査方向となる図１１中矢印Ｂ方向に並設されていることから、液滴ｉをヘッド部３の走査方向、すなわち図１１中矢印Ｂ方向に所定範囲に亘って吐出することができる。
【００８４】
以上のように、ヘッドチップ４２は、塗液の着弾位置をヘッド部３の走査方向に分散させることができる。これにより、ヘッド部３は、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交する方向に走査しながらプリント基板Ｐに向かってヘッドチップ４２より導電塗液２を吐出するときに、液滴ｉの吐出方向を走査方向内で制御させることが可能となる。
【００８５】
以上のような構成の液体吐出装置１は、上述した構成の他に、走査レール６に片持ち梁状態に支持されたヘッド部３におけるヘッドチップ４２等を保護し、且つヘッドチップ４２内の導電塗液２が乾燥しないようにするための図示しないヘッドキャップや、ヘッドチップ４２の吐出面４２ａに付着した余分な導電塗液２やゴミ等を除去する図示しない清掃ローラ等を有している。
【００８６】
次に、以上のように構成された液体吐出装置１による印刷を制御する制御回路について図面を参照して説明する。
【００８７】
制御回路８０は、図１３に示すように、装置本体４の各駆動部を駆動する駆動部８１と、ヘッドチップ４２に供給される電流等を制御する吐出制御部８２と、導電塗液２の残量を警告する警告部８３と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子８４と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）８５と、読み出された制御プログラム等が読み出されるＲＡＭ（Random Access Memory）８６と、各部の制御を行う制御部８７とを有している。
【００８８】
駆動部８１は、制御部８７からの制御信号に基づき、一対の搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを構成する駆動モータを駆動させて装置本体４に供給されたプリント基板Ｐをヘッド部３の走査方向とは略直交する方向に搬送する。駆動部８１は、制御部８７からの制御信号に基づき、駆動ベルト７を構成する駆動モータ等を駆動させることで駆動ベルト７をプリント基板Ｐの搬送方向と略直交する方向に往復可能に駆動する。これにより、駆動部８１は、駆動ベルト７に係止されているヘッド部３をプリント基板Ｐの搬送方向と略直交する方向に往復可能に走査する。また、駆動部８１は、制御部８７からの制御信号に基づき、駆動ベルト７の駆動速度を制御し、ヘッド部３の走査速度を制御する。
【００８９】
吐出制御部８２は、図１４に示すように、それぞれが抵抗体である一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに電流を流すための電源９１ａ，９１ｂと、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂと電源９１ａ，９１ｂとの電気的な接続をオン／オフするスイッチング素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃと、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される電流を制御するための抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃ及び可変抵抗器９４とを備える。
【００９０】
電源９１ａは、発熱抵抗体７２ｂに接続され、電源９１ｂは、スイッチング素子９２ｃ、可変抵抗器９４を介して抵抗器９２ａ，９２ｂ，９２ｃに選択的に接続される。
【００９１】
スイッチング素子９２ａは、トランジスタ等で構成され、発熱抵抗体７２ａとグランドとの間に配置され、発熱抵抗体７２ａ，７２ｂのオン／オフを制御する。スイッチング素子９２ｂも、トランジスタ等で構成され、可変抵抗器９４と抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃとの間に接続され、発熱抵抗体７２ａに供給する電流量を制御する。スイッチング素子９２ｃは、可変抵抗器９４と電源９１ｂとの間に接続され、液滴ｉの吐出方向を制御する。抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃ、可変抵抗器９４、スイッチング素子９２ｂ、スイッチング素子９２ｃは、液滴ｉの吐出方向を制御する。
【００９２】
抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃは、それぞれ異なる抵抗値を有し、スイッチング素子９２ｂが切り換えられることにより発熱抵抗体７２ａに供給される電流量を制御する。具体的に、抵抗器９３ａが、最も抵抗値が大きく、次いで、抵抗器９３ｂが大きく、抵抗器９３ｃの抵抗値が最も小さくなっており、発熱抵抗体７２ａに供給される電流量は、抵抗器９３ａ〜９３ｃの何れに接続されるかによって定まる。
【００９３】
可変抵抗器９４は、抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃの何れかと組み合わされることで一対の発熱抵抗体７２ａに供給される電流量を更に調節することができる。
【００９４】
スイッチング素子９２ｂをオフにして抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃと一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂとが接続されていないとき、スイッチング素子９２ａをオンにすると、電源９１ａから電流が直列接続された一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される（抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃには電流が流れない）。このとき、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂの抵抗値は、略同一であるから、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂが発生する熱量は、略同一になる。したがって、気泡発生時間が略同一となり、図１５に示すように、液滴ｉの吐出角度が液滴ｉの着弾面に対して略垂直になるようにノズル７４ａから液滴ｉが吐出される。したがって、吐出された液滴ｉは、図１５中１０１で示す着弾点に着弾する。
【００９５】
また、スイッチング素子９２ｂと抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃのうちの何れかとの接続をオンにし、スイッチング素子９２ａをオンにし、スイッチング素子９２ｃをグランドと接続したとき、液滴ｉの吐出方向が図１５中矢印Ｂで示すヘッド部３の走査方向の下流側となり、図１５中矢印Ｂ方向において、液滴ｉの吐出方向を可変することができる。すなわち、抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃの何れかに接続されることで、発熱抵抗体７２ａへ供給される電流量が少なくなり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂは、供給される電流に差異が生じ、両者に発生する熱量にも差異が生じる。この場合、抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃは、それぞれ異なる抵抗値を有することから、スイッチング素子９２ｂの切り換えで一対の発熱抵抗体７２ａに供給される電流量を３段階に異ならせることができる。これにより、ヘッドチップ４２は、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂで発生する熱量に差異が生じ、スイッチング素子９２ｂの切り換えで一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂそれぞれの気泡発生時間に三段階の時間差を持たせることができ、液滴ｉの吐出角度を一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂが並設された図１５中矢印Ｂ方向に三段階に変化させることができる。
【００９６】
具体的に、吐出制御部８２は、図１４に示すように、ノズル７４ａから略垂直に液滴ｉが吐出されて着弾した着弾点１０１から、図１５中矢印Ｂ方向、すなわちヘッド部３の走査方向に三段階に分かれた着弾点１０２，１０３，１０４の何れかに液滴ｉを着弾させるようにヘッドチップ４２を制御する。さらに詳しくは、スイッチング素子９２ｂが抵抗値の最も小さい抵抗器９３ｃと接続されると発熱抵抗体７２ａへの電流供給量が最も少なくなり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される電流差が最も大きくなり、液滴ｉは、着弾点１０１から最も遠い位置の着弾点１０４に着弾される。また、抵抗値が最も高い抵抗器９３ａと接続されると、発熱抵抗体７２ｂに供給される電流供給量は、最も大きくなり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される電流差が最も小さくなり、液滴ｉは、着弾点１０１から最も近い位置の着弾点１０２に着弾される。
【００９７】
さらに、可変抵抗器９４で、抵抗値を可変することで、発熱抵抗体７２ａに供給される電流を微調節することができ、これに伴って、着弾点１０１，１０２，１０３，１０４それぞれの間に着弾するように液滴ｉの吐出角度を調節することができる。
【００９８】
スイッチング素子９２ｃを切り換えて電源９１ｂと接続すると、液滴ｉの吐出方向を図１５中反矢印Ｂ方向、すなわちヘッド部３の走査方向の上流側にすることができる。この場合、発熱抵抗体７２ａには、電源９１ａからの電流と電源９１ｂからの電流が加算されることになる。すなわち、スイッチング素子９２ｃをグランドに接続したときとは一対の発熱抵抗対の発熱状態が逆になる。これにより、液滴ｉは、ノズル７４ａから液滴ｉが略垂直に吐出されて着弾した着弾点１０１を境に、スイッチング素子９２ｃをグランドに接続したときとは反対側の着弾位置に吐出方向を三段階に変化させて吐出される。
【００９９】
具体的に、スイッチング素子９２ｂが、抵抗値が最も小さい抵抗器９３ｃと接続されると、発熱抵抗体７２ａに供給される電流量が電源９２ａからの電流と電源９１ｂからの電流が加算され、最も多くなり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される電流差が最も大きくなる。したがって、液滴ｉは、着弾点１０１から最も遠い位置の着弾点１０７に着弾される。スイッチング素子９２ｂが抵抗値の最も大きい抵抗器９３ａと接続されると、発熱抵抗体７２ａに供給される電流が最も少なくなり、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに供給される電流差が最も小さくなる。したがって、液滴ｉは、着弾点１０１から最も近い位置の着弾点１０５に液滴ｉを着弾される。
【０１００】
このように、吐出制御部８２では、スイッチング素子９２ｂ，９２ｃを切り換えることで液滴ｉのノズル７４ａからの吐出方向をヘッド部３の走査方向に７段階に変化させることができ、さらに抵抗器９３ａ，９３ｂ，９３ｃと可変抵抗器９４とを組み合わせることで液滴ｉの吐出方向を７段階以上に変化させることができる。具体的には、ノズル７４ａから略垂直に吐出されて着弾した着弾点１０１を中心に、ヘッド部３の走査方向に前後に５０μｍ程度の範囲内に液滴ｉを着弾することができる。また、吐出制御部８２は、一対の発熱抵抗対７２ａ，７２ｂに供給される電流を制御することでノズル７４ａより吐出される液滴ｉの吐出速度も制御することが可能である。
【０１０１】
そして、この吐出制御部８２は、図１６及び図１７に示すように、スイッチング素子９２ｂ，９２ｃを切り換えることで、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交方向に往復可能に走査するヘッド部３の走査する方向に対して略反対方向に液滴ｉを吐出するように液滴ｉの吐出方向を制御する。
【０１０２】
具体的に、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交方向に往復可能に走査するヘッド部３の往路においては、図１６に示すように、図１６中矢印Ｂで示す方向に走査しているヘッド部３のノズル７４ａより吐出される液滴ｉの吐出方向が、ヘッド部３の走査する方向とは反対方向になる図１６中に示す有向線分Ｄの方向になるように制御する。
【０１０３】
さらに詳しくは、ヘッド部３が図１６中に示す走査方向Ｂを往路として走査しながらノズル７４ａより液滴ｉを吐出するときに、ヘッド部３の走査する方向とは反対方向に所定の速度で吐出させたときに液滴ｉの吐出方向に生じる有向線分Ｄと、ヘッド部３を所定の速度で走査させたときにヘッド部３の走査方向に発生する図１６中の有向線分Ｅとを合成させた図１６中の有向線分Ｆが、プリント配線基板Ｐの主面に対して略垂直になるように、有向線分Ｄの方向に液滴ｉが吐出されるように吐出方向を制御する。
【０１０４】
これにより、走査しながら液滴ｉをノズル７４ａより吐出するヘッド部３は、往路において、プリント基板Ｐの主面に対して液滴ｉが略垂直に入射、着弾されるように液滴ｉをノズル７４ａより吐出することができ、液滴ｉを印刷範囲全面に略均一に着弾させることが可能となる。ヘッド部３は、例えば走査速度が０．１ｍ／ｓｅｃ、液滴ｉのノズル７４ａより吐出する吐出速度が１０ｍ／ｓｅｃ、ノズル７４ａより吐出された液適ｉの量が５ピコリットルのとき、有向線分Ｆと有向線分Ｄとがなす角度θが０．５７°になるように液滴ｉをノズル７４ａより有向線分Ｄに向かって吐出させることで、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射することが可能となる。
【０１０５】
また、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交方向に往復可能に走査するヘッド部３の復路においては、図１７に示すように、吐出制御部８２におけるスイッチング素子９２ｂ，９２ｃの切り換えを制御することで、ヘッド部３のノズル７４ａより吐出される液滴ｉの吐出方向が、ヘッド部３の走査する方向とは反対方向になる図１７中に示す有向線分Ｇ、すなわち上述した有向線分Ｄとは反対方向になるように制御する。具体的には、ヘッド部３が図１７中に示す走査方向Ｂを復路として走査しながらノズル７４ａより液滴ｉを吐出するときに、ヘッド部３の走査する方向とは反対方向に所定の速度で吐出させたときに液滴ｉの吐出方向に生じる有向線分Ｇと、ヘッド部３を所定の速度で走査させたときにヘッド部３の走査方向に発生する図１７中の有向線分Ｈとを合成させた図１７中の有向線分Ｉが、プリント配線基板Ｐの主面に対して略垂直になるように、液滴ｉの吐出方向を有向線分Ｇの方向に制御する。
【０１０６】
これにより、走査しながら液滴ｉをノズル７４ａより吐出するヘッド部３は、復路においても、プリント基板Ｐの主面に対して略垂直に液滴ｉが着弾されるように液滴ｉをノズル７４ａより吐出することができ、液滴ｉを印刷範囲全面に略均一に着弾させることが可能となる。
【０１０７】
なお、吐出制御部８２では、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに対する電力の供給をスイッチング素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃをオン／オフすることで液滴ｉの吐出方向を制御しているが、このことに限定されることはなく、例えばデジタル回路等を使用して液滴ｉがプリント基板Ｐに対して略垂直に着弾するように制御することも可能である。
【０１０８】
図１３に示す警告部８３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段であり、印刷条件、印刷状態、塗液残量等の情報を表示する。また、警告部８３は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、塗液残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部８３は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。また、この警告は、情報処理装置８８のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。
【０１０９】
入出力端子８４は、上述した印刷条件、印刷状態、塗液残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置８８等に送信する。また、入出力端子８４は、外部の情報処理装置８８等から、上述した印刷条件、印刷状態、塗液残量等の情報を出力する制御信号や、印刷データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置８８は、例えば、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器である。
【０１１０】
情報処理装置８８等と接続される入出力端子８４は、インタフェースとして、例えばシリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ（Recommended Standard）２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等の規格に準拠したものである。また、入出力端子８４は、情報処理装置８８との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。
【０１１１】
ＲＯＭ８５は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御部８７が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部８７によりＲＡＭ８６にロードされる。ＲＡＭ８６は、制御部８７によりＲＯＭ８５から読み出されたプログラムや、液体吐出装置１の各種状態を記憶する。
【０１１２】
入出力端子８４と情報処理装置８８との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合、入出力端子８４は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、ＦＴＨＰ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）、ＢＳ（Broadcasting Satellite）等のネットワーク網に接続され、データ通信は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の各種プロトコルにより行われる。
【０１１３】
制御部８７は、入出力端子８４から入力された印刷データ及び制御信号や、塗液検出部３８，３９による電気抵抗値の変化や、塗液残量検出手部３６による電気抵抗値の変化等に基づき、各部を制御する。制御部８７、このような処理プログラムとしてＲＯＭ８５から読み出してＲＡＭ８６に記憶し、このプログラムに基づき各処理を行う。
【０１１４】
この制御部８７は、吐出制御を行う処理プログラムをＲＯＭ８５から読み出してＲＡＭ８６に記憶し、このプログラムに基づく制御信号を可撓性のケーブル８９を介して吐出制御部８２に送信する。これにより、吐出制御部８２は、スイッチング素子９２ａ，９２ｂ，９２ｃのオン／オフを切り換えて液滴ｉの吐出方向を制御する。
【０１１５】
この制御部８７は、駆動部８１を制御することで、ヘッド部３が走査しながら液滴ｉをプリント基板Ｐの所定の印刷範囲に吐出しているときは、プリント基板Ｐの搬送を停止させる。そして、所定の印刷範囲への液滴ｉの吐出が終了してヘッド部３がプリント基板Ｐの幅方向の一方端部で走査を停止しているときに、所定の印刷範囲とプリント基板Ｐの搬送方向で隣接する次の印刷範囲に対してヘッド部３が液滴ｉを吐出できるようにプリント基板Ｐを所定量搬送させる。そして、プリント基板Ｐを所定量搬送させたら、プリント基板Ｐの搬送を停止させ、プリント基板Ｐの幅方向の一方端部で停止していたヘッド部３を、前回走査した方向とは反対方向に走査する。このように、制御部８７は、ヘッド部３の走査とプリント基板Ｐの搬送とを交互に行うように駆動部８１を制御する。
【０１１６】
また、制御部８７は、往復移動可能に走査するヘッド部３の走査方向に応じて吐出制御部８２が制御する液滴ｉの吐出方向を切り換える。具体的に、制御部８７は、往路をヘッド部３が走査するときは、図１６中有向線分Ｄで示すヘッド部３の走査する方向とは反対方向に液滴ｉを吐出させ、復路をヘッド部３が走査するときは、図１７中有向線分Ｈで示すヘッド部３の走査する方向とは反対方向、すなわち往路における有向線分Ｄで示す方向とは反対の方向に液滴ｉを吐出させるように吐出制御部８２を制御して液滴ｉの吐出方向を切り換える。
【０１１７】
なお、以上のように構成された制御回路８０においてＲＯＭ８５にプログラムを格納するようにしたが、プログラムを格納する媒体としては、ＲＯＭに限定されるものでなく、例えばプログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路８０は、各種記録媒体を駆動するドライブと直接又は情報処理装置８８を介して接続されてこれら記録媒体からプログラムを読み出すように構成する。
【０１１８】
次に、以上のように構成される液体吐出装置１の全体の動作について図１８及び図１９に示すフローチャートを参照にして説明する。なお、本動作はＲＯＭ８５等の記憶手段に格納された処理プログラムに基づいて制御部８７内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理に基づいて実行されるものである。
【０１１９】
先ず、ユーザが情報処理装置８８でプリント基板Ｐの主面に印刷する回路パターン等を選択し、印刷実行操作をすると、情報処理装置８８は、選択されたデータより印刷データを生成し、液体吐出装置１の入出力端子８４に生成した印刷データを出力する。
【０１２０】
次に、制御部８７は、ステップＳ１において、装着部３２に塗液カートリッジ５が装着されているかどうかを、係合突部２１と係合凹部２３との係合の具合により判断する。そして、制御部８７は、装着部３２に塗液カートリッジ５が適切に装着されているときはステップＳ２に進み、装着部３２において塗液カートリッジ５が適切に装着されていないときはステップＳ３に進む。ステップＳ３においては、塗液カートリッジ５が装着部３２に適切に装着されていないことをユーザに知らせる警告表示を警告部８３が行う。
【０１２１】
制御部８７は、ステップＳ２において、塗液残量検出部３６の電気抵抗値の変化を検出し、電気抵抗値が変化したことが検出された場合、この電気抵抗値が変化に応じて塗液残量の表示変更を行う。すなわち、ここでは、塗液残量検出部３６が塗液カートリッジ５の高さ方向に３段設けられていことから、警告部８３に３段階で残量表示を行うことができる。制御部８７は、塗液カートリッジ５の導電塗液２が満杯のとき、全ての段の塗液残量検出部３６の電気抵抗値が閾値より小さくなっており、これに基づいて、警告部８３に行くが満杯である旨を表示する。そして、導電塗液２が使用され、最上段の塗液残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部８３に、導電塗液２が１レベル減ったことを表示する。更に導電塗液２が使用され、中段の塗液残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部８３に、導電塗液２が更に１レベル減ったことを表示する。更に導電塗液２が使用され、最下段の塗液残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部８３に、塗液残量が残り僅かであることを表示する。
【０１２２】
制御部８７は、ステップＳ４において、接続部３７内の導電塗液２が所定量以下、すなわち塗液無し状態であるか否かを判断し、塗液無し状態であると判断されたときはステップＳ５において、警告部８３にその旨を表示、すなわち警告表示を行い、ステップＳ６において、印刷動作を禁止する。
【０１２３】
また、制御部８７は、接続部３７内の導電塗液２が所定量以下でないとき、すなわち導電塗液２が満たされているとき、ステップＳ７において、印刷動作を許可する。
【０１２４】
そして、制御部８７は、図１９に示すステップＳ１１において、回路パターンが印刷される所定の印刷範囲に対してヘッド部３が往路を走査したときに液滴ｉを吐出可能な位置まで、一対の搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを構成する駆動モータを駆動させてプリント基板Ｐを搬送させ、位置が決まったらプリント基板Ｐの搬送を停止し、ステップＳ１２に進む。
【０１２５】
次に、制御部８７は、ステップＳ１２において、ヘッド部３が、プリント基板Ｐの幅方向の一方端部より他方端部へ往路を走査しながら、ノズル７４ａより液滴ｉを吐出するように駆動部８１と吐出制御部８２とを制御して所定の印刷範囲の印刷を行い、ステップ１３に進む。具体的に、制御部８７は、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交方向を走査方向として往復移動可能なヘッド部３が、駆動ベルト７を構成する駆動モータを駆動させることで往路を走査しながら、ヘッド部３におけるヘッドチップ４２のノズル７４ａより導電塗液２からなる液滴ｉをヘッド部３の走査する方向に対して略反対方向に吐出するように、駆動部８１と吐出制御部８２とを同時に制御する。これにより、液体吐出装置１は、プリント基板Ｐの主面の所定の印刷範囲に導電材料等からなる回路パターンを印刷する。
【０１２６】
このとき、吐出制御部８２によるヘッドチップ４２がプリント基板Ｐの主面に液滴ｉを吐出する制御は次にように行われる。ヘッドチップ４２では、吐出制御部８２により一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに電流が供給されると、図２０に示すように、塗液流路７６内の一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂに接する部分には、気泡Ｊ，Ｋが発生し、図２１に示すように、この気泡Ｊ，Ｋの膨張によって気泡Ｊ，Ｋの膨張分の体積と等しい体積の導電塗液２が押しのけられる。
【０１２７】
これにより、ノズル７４ａに接する部分の押しのけられた導電塗液２と同等の体積の液滴ｉがノズル７４ａから吐出され、プリント基板Ｐの主面に着弾し、プリント基板Ｐには、所望の回路パターンが印刷される。また、ヘッドチップ４２は、気泡Ｊ，Ｋそれぞれの膨張の具合により液滴ｉのノズル７４ａから吐出方向を決定する。すなわち、ヘッドチップ４２では、気泡Ｊ，Ｋのうちの膨張する速度が早い方が導電塗液２をより押圧することからノズル７４ａを中心に気泡の膨張が遅い側に押し出すように液滴ｉを吐出させる。なお、気泡Ｊ，Ｋは、より多くの電力が供給される等して一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂのうち発熱する速度が早い方に接している方の膨張が早くなる。ヘッドチップ４２においては、例えば図２０及び図２１中矢印Ｂで示す方向にヘッド部３が走査する場合、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂのうち、走査方向において前側に位置する発熱抵抗体７２ａが発熱する速度を早くすることでヘッド部３が走査する方向に対して略反対方向に液滴ｉを吐出できる。
【０１２８】
同時に、制御部８７は、ヘッド部３が往路を走査するときの走査速度、及びヘッド部３のノズル７４ａより吐出される液滴ｉの吐出速度を制御する。これにより、ヘッド部３は、図１６に示すように、走査方向Ｂを往路として走査しながらノズル７４ａより液滴ｉを吐出するときに、走査する方向とは反対方向に液滴ｉを吐出させたときに発生する有向線分Ｄとヘッド部３を所定の速度で走査させたときに発生する有向線分Ｅとを合成させた有向線分Ｆが、プリント配線基板Ｐの主面に対して略垂直になるように、液滴ｉを有向線分Ｄの方向に吐出し、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射させることが可能となる。
【０１２９】
次に、制御部８７は、ステップＳ１３において、ヘッド部３が往路を走査して所定の印刷範囲の印刷が終了したら、ヘッド部３の走査を停止させてステップ１４に進む。
【０１３０】
次に、制御部８７は、ステップＳ１４において、情報処理装置８８が生成した印刷データが全てプリント基板Ｐの主面に対して印刷されたかどうかを判断し、印刷データが全て印刷されていない場合はステップＳ１５に進み、印刷データが全て印刷された場合はステップＳ１９に進んで印刷動作を終了する。
【０１３１】
次に、制御部８７は、ステップＳ１５において、ヘッド部３によって印刷が施された所定の印刷範囲に隣接する次の印刷範囲に対してヘッド部３が復路を走査したときに液滴ｉを吐出可能な位置まで、一対の搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを構成する駆動モータを駆動させてプリント基板Ｐを搬送させ、位置が決まったらプリント基板Ｐの搬送を停止し、ステップＳ１６に進む。
【０１３２】
次に、制御部８７は、ステップＳ１６において、ヘッド部３が、プリント基板Ｐの幅方向の他方端部より一方端部へ復路を走査しながら、ノズル７４ａより液滴ｉを吐出するように駆動部８１と吐出制御部８２とを制御して次の印刷範囲の印刷を行い、ステップ１７に進む。具体的に、制御部８７は、プリント基板Ｐの搬送方向と略直交方向を走査方向として往復移動可能なヘッド部３が、駆動ベルト７を構成する駆動モータを駆動させることで復路を走査しながら、ヘッド部３におけるヘッドチップ４２のノズル７４ａより導電塗液２からなる液滴ｉをヘッド部３の走査する方向に対して略反対方向に吐出するように、駆動部８１と吐出制御部８２とを同時に制御する。これにより、液体吐出装置１は、プリント基板Ｐの主面における前回印刷された印刷範囲に隣接する次の印刷範囲に導電材料等からなる回路パターンを印刷する。
【０１３３】
このとき、制御部８７は、往路と同様、ヘッド部３が復路を走査するときの走査速度、及びヘッド部３のノズル７４ａより吐出される液滴ｉの吐出速度も制御する。これにより、ヘッド部３は、図１７に示すように、走査方向Ｂを復路として走査しながらノズル７４ａより液滴ｉを吐出するときに、走査する方向とは反対方向に液滴ｉを吐出させたときに発生する有向線分Ｇとヘッド部３を所定の速度で走査させたときに発生する有向線分Ｈとを合成させた有向線分Ｉが、プリント配線基板Ｐの主面に対して略垂直になるように、液滴ｉを有向線分Ｇの方向、すなわち往路のときの有向線分Ｄとは略反対方向に吐出し、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射させることが可能となる。
【０１３４】
次に、制御部８７は、ステップＳ１７において、ヘッド部３が復路を走査して次の印刷範囲の印刷が終了したら、ヘッド部３の走査を停止させてステップ１８に進む。
【０１３５】
次に、制御部８７は、ステップＳ１８において、情報処理装置８８が生成した印刷データが全てプリント基板Ｐの主面に対して印刷されたかどうかを判断し、印刷データが全て印刷されていない場合はステップＳ１１に進みステップＳ１１以降の処理を行い、印刷データが全て印刷された場合はステップＳ１９に進んで印刷動作を終了する。
【０１３６】
このようにして、搬送ローラ８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂによって搬送されるプリント基板Ｐには、ヘッド部３が往路を走査したときに印刷された範囲に隣接する次の印刷範囲をヘッド部３が復路を走査したときに印刷し、この動作が繰り返されることで印刷データに応じた回路パターン等が印刷されることになる。そして、印刷が終了したプリント基板Ｐは、排出口４ａより排出される。
【０１３７】
このように構成された液体吐出装置１では、図１６に示すように、ヘッド部３が走査方向Ｂを往路として走査しながらノズル７４ａより液滴ｉを吐出するときに、走査方向Ｂとは反対方向の有向線分Ｄが示す方向に液滴ｉを吐出させることで、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射させることが可能となる。
【０１３８】
これにより、この液体吐出装置１では、図１６に示すように、例えば絶縁層１１１を介して下層に形成されたパターン配線Ｗの凹凸によりプリント配線基板Ｐの主面に凸部１１２が生じたとき等、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射して凸部１１２の基端部１１２ａ近傍にも液滴ｉを適切に着弾できる。
【０１３９】
したがって、この液体塗液装置１では、従来のようなプリント基板の主面に対して斜めに入射していた液滴が凸部に邪魔されて凸部の基端部等に着弾できずにプリント基板の主面に印刷されたパターン配線が断線するといった不具合を防止できる。
【０１４０】
なお、この液体吐出装置１では、図１７に示すように、ヘッド部３が復路を走査するときも、往路の時と同様に、走査方向とは反対方向に液滴ｉを吐出させることで、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射させることが可能となる。
【０１４１】
また、この液体吐出装置１では、従来のような凸部の基端部近傍で生じていたパターン配線の断線を防止できることから、例えばプリント配線基板Ｐの主面に印刷される隣り合うパターン配線Ｗ同士の間の距離を狭くしてパターン配線Ｗの集積度を向上させることが可能となり、プリント基板Ｐの小型化及び低コスト化を図れる。
【０１４２】
さらに、この液体吐出装置１では、液滴ｉをプリント基板Ｐの主面に対して略垂直に入射させることから、ヘッド部３が往路を走査したときに印刷した範囲に隣接する次の印刷範囲をヘッド部３が復路を走査したときに印刷することができる。すなわち、この液体吐出装置１では、所定の印刷範囲をヘッド部３が液滴ｉを吐出しながら一回走査するだけで断線が防止されたパターン配線Ｗをプリント基板Ｐの主面に印刷することができる。
【０１４３】
これにより、この液体吐出装置１では、従来のようなプリント基板の主面に印刷されたパターン配線の断線を防止するためにヘッド部を同じ印刷範囲で一回以上往復させることや、ヘッド部の走査速度を遅くして液滴を対象物に対して略垂直に入射させることを行う必要がなく、印刷に係る時間を短縮でき、且つ印刷に使用する導電塗液２の量を少なくできる。したがって、この液体吐出装置１では、製造歩留まりを向上できると共に製造コストを抑えることができる。
【０１４４】
なお、以上の例では、プリント基板Ｐの主面にパターン配線Ｗを印刷する液体吐出装置１を例に挙げて説明したが、本発明は、微少量の液体を吐出する他の装置や、インク等を吐出することで記録紙に文字や画像を印刷するプリンタ装置等にも広く適用することができる。例えば、本発明は、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−３４５６０号公報）等に適用することもできる。
【０１４５】
さらに、以上の例では、一対の発熱抵抗体７２ａ，７２ｂによって導電塗液２を加熱しながらノズル７４ａから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子等の電気機械変換素子等によって液滴ｉを電気機械的にノズル７４ａより吐出させる電気機械変換方式を採用したものにも適用可能である。
【０１４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吐出された液体が着弾する対象物の主面に凹凸があっても、吐出手段が移動する方向とは略反対方向になるように液体を吐出孔より吐出させることで、吐出孔より吐出された液体を対象物の主面に対して略垂直に入射、着弾でき、従来のような対象物の主面において凸部の基端部近傍に液体を着弾できないといった不具合を防止できる。
【０１４７】
したがって、本発明によれば、例えばプリント基板の主面に液体を吐出してパターン配線を印刷により形成する場合、プリント基板の主面において凸部の基端部近傍でパターン配線が断線することを防止できる。
【０１４８】
また、本発明によれば、液体を対象物の主面に対して略垂直に入射できることから、対象物の主面上を吐出手段が液体を吐出しながら一回移動するだけで液体を略均一に着弾させることができる。
【０１４９】
したがって、本発明によれば、対象物の主面に液体を吐出するのにかかる時間を短縮でき、且つ使用する液体の量も少なくできることから、製造歩留まりの向上及び製造コスト、材料コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液体吐出装置を示す斜視図である。
【図２】同液体吐出装置に備わるヘッド部を示す断面図である。
【図３】同ヘッド部に塗液カートリッジが装着された際に塗液供給部の供給口が弁により閉塞された状態を示す模式図である。
【図４】同ヘッド部に塗液カートリッジが装着された際に塗液供給部の供給口が開放された状態を示す模式図である。
【図５】同ヘッド部の装着部を示す平面図である。
【図６】同塗液カートリッジとヘッドチップの関係を示す断面図である。
【図７】同ヘッド部の接続部における弁機構の弁が閉じた状態を示す断面図である。
【図８】同ヘッド部の接続部における弁機構の弁が開いた状態を示す断面図である。
【図９】同ヘッド部のヘッドチップを示す断面図である。
【図１０】同ヘッド部のヘッドチップを示す分解斜視図である。
【図１１】同ヘッド部のヘッドチップを示す平面図である。
【図１２】気泡発生時間の差と吐出角度との関係を示す特性図であり、同図（Ａ）はヘッド部の走査方向における液滴の吐出角度を示し、同図（Ｂ）はプリント基板の搬送方向における液滴の吐出角度を示している。
【図１３】同液体吐出装置の制御回路を説明するブロック図である。
【図１４】同液体吐出装置に備わる吐出制御部を説明する模式図である。
【図１５】同ヘッドチップより吐出した液滴の着弾点を模式的に示す平面図である。
【図１６】同ヘッド部が往路を走査しながら液滴を走査方向とは略反対方向に吐出する状態を模式的に示す側面図である。
【図１７】同ヘッド部が復路を走査しながら液滴を走査方向とは略反対方向に吐出する状態を模式的に示す側面図である。
【図１８】同液体吐出装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１９】同液体吐出装置の印刷動作を説明するフローチャートである。
【図２０】同ヘッド部のヘッドチップにおいて、気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図２１】同ヘッド部のヘッドチップにおいて、発生した気泡により液滴がノズルより吐出される状態を示す断面図である。
【図２２】従来のヘッド部が走査しながら液滴をプリント基板の主面に対して略垂直に吐出する状態を模式的に示す側面図であり、同図（Ａ）は往路において液滴を吐出している状態を示し、同図（Ｂ）は復路において液滴を吐出している状態を示している。
【符号の説明】
１ 液体吐出装置、２ 導電塗液、３ ヘッド部、４ 装置本体、４ａ 排出口、５ 塗液カートリッジ、６ 走査レール、７ 駆動ベルト、８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ 搬送ローラ、１１ 塗液カートリッジ、１２ 塗液収容部、１３ 塗液供給部、３１ 本体部、３２ 装着部、４２ ヘッドチップ、７１ 回路基板、７２ａ，７２ｂ 発熱抵抗体、７３ フィルム、７４ ノズルシート、７４ａノズル、７５ 液室、７６ 塗液供給路、８２ 吐出制御部、８７ 制御部、９１ａ，９１ｂ 電源、９２ａ，９２ｂ，９２ｃ スイッチング素子、９３ａ，９３ｂ，９３ｃ 抵抗器、９４ 可変抵抗器、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７ 着弾点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting method for ejecting a liquid pressed by a pressure generated by a pressure generating element toward an object through an ejection hole facing the object.
[0002]
[Prior art]
When a patterned wiring made of a conductive metal such as copper is formed on an insulating plate in a printed wiring board mounted on an electronic device or the like, it is photosensitive on the metal film formed on the entire main surface of the insulating plate. A resin film is formed, a resist pattern including a desired circuit pattern is formed by applying a photolithography technique to the photosensitive resin, and a pattern wiring is formed by etching the metal film using the resist pattern as a mask. Yes. Such a pattern wiring forming method requires various processes such as photosensitive resin film forming process, circuit pattern mask preparation, exposure process, development process, etching process, and the like. The manufacturing yield may be deteriorated due to some processes.
[0003]
Therefore, recently, attention has been paid to a technique for forming a pattern wiring, a simple semiconductor circuit, or the like on an insulating plate by using a liquid discharge device or the like without performing the troublesome work described above. Specifically, attention is focused on a technique for forming a pattern wiring by using an ink jet printer that can reduce the running cost and the size of the apparatus (see Patent Document 1).
[0004]
In a printer apparatus using this ink jet system, for example, a cartridge filled with a plurality of types of liquids is supplied to one of a plurality of liquid chambers provided in the head chip, and the liquid supplied to the liquid chamber is placed in the liquid chamber. Heat is generated with a heating resistor, etc., and bubbles are generated in the liquid on the heating resistor, and the liquid is made into droplets from the minute discharge holes provided in each liquid chamber by the energy when the bubbles break and disappear. The ink is ejected and landed on the object, and images, characters, and the like are printed on the object. In an ink jet printer, a head portion including a head chip that is mounted with a cartridge and that ejects droplets is continuously ejected in a plane substantially parallel to a main surface of an object on which droplets are landed. There is a serial type printer device that discharges droplets from an ejection hole and lands on an object while moving so as to be positioned.
[0005]
This serial type printer device discharges and lands droplets on the object held at a position facing the ejection hole of the head chip while the head portion moves in a predetermined direction, and repeats this. Print on the main surface of the object.
[0006]
Specifically, when pattern wiring is formed using a serial type printer device, a cartridge filled with a liquid in which a conductor material or the like is dissolved in advance is attached to the head portion, and the ejection target is obtained while moving the head portion. By discharging droplets to the main surface of the insulating plate from the discharge holes of the head chip so as to form a desired circuit pattern, pattern wiring is formed on the main surface of the insulating plate. That is, the pattern wiring is printed on the main surface of the insulating plate.
[0007]
As described above, when the pattern wiring is formed using the serial type printer device, the manufacturing process is simplified as compared with the case where the pattern wiring is formed using, for example, a photolithography technique, and the same manufacturing method can be used with a few manufacturing devices. Since the pattern wiring can be formed, the production yield can be improved and the cost can be reduced.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-324966 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the pattern wiring forming method using the serial type printer device, for example, when pattern wiring is formed on the main surface of the multilayer printed wiring board, the pattern wiring unevenness formed in the lower layer forms the uppermost pattern wiring. It also appears on the main surface to be formed, making it difficult to form the pattern wiring appropriately. That is, in this method, it is difficult to appropriately print the pattern wiring on the uneven main surface with a serial type printer device, and there is a possibility that a disconnected pattern wiring is formed.
[0010]
22A and 22B, for example, even if the head unit 200 ejects the droplet i from the ejection hole 201 to the printed circuit board 202 substantially perpendicularly, the head unit 200 However, in the moving direction of the head unit 200 when the droplet 200 is ejected while moving in the direction indicated by the arrow S in FIGS. 22A and 22B and the head unit 200 is moved at a predetermined speed. A directional line obtained by synthesizing a generated directional line X and a directional line Y generated in the discharge direction of the droplet i when the droplet i is discharged from the discharge hole 201 substantially vertically at a predetermined speed. This is because the droplet i is discharged from the discharge hole 201 in the direction of the minute Z.
[0011]
As a result, the droplet i ejected from the head unit 200 is incident on the main surface 202a of the printed wiring board 202 obliquely in the same direction as the directed line segment Z and landed. From a point T that can be formed on the main surface 202a by connecting the 201 and the corner 204b opposite to the base end portion 204a of the convex portion 204 by the pattern wiring 203 formed below the main surface 202a with a directed line segment Z. In the range on the convex portion 204 side, that is, in the vicinity of the base end portion 204a of the convex portion 204, it is difficult for the convex portion 204 itself to be a shield and land. That is, since the droplet i ejected from the head unit 200 is ejected toward the directed line segment Z, in other words, toward the convex portion 204 approaching the moving head unit 200, the moving head unit. It becomes difficult to land near the rear base end portion 204a of the convex portion 204 approaching 200.
[0012]
Specifically, for example, when the droplet i is ejected from the ejection hole 201 at a speed of 10 m / sec while moving the head unit 200 in a predetermined direction at a speed of 1 m / sec, the droplet i is ejected from the ejection hole 201. The droplet i is discharged in a state where the discharge angle is inclined about 5.7 ° in the moving direction of the head unit 200 with respect to the substantially vertical direction. In this case, if there is a convex portion 204 having a height of about 100 μm on the main surface 202 a of the printed wiring board 202, the main surface 202 a is approximately about the base end portion 204 a on the back side of the convex portion 204 approaching the moving head portion 200. It becomes difficult to land the droplet i in the range of 10 μm.
[0013]
Therefore, in this method, it is difficult to reduce the distance between the adjacent pattern wirings 203, the degree of integration of the pattern wirings 203 is reduced, and the printed wiring board 202 is increased in size and cost. End up.
[0014]
Such a problem can be solved, for example, by reciprocating the head unit 200 at least once. That is, as shown in FIG. 22 (A), the head part 200 causes the droplet i to land near the proximal end part 204a on the near side of the convex part 204 approaching in the forward path, as shown in FIG. 22 (B). In addition, the droplet i is landed in the vicinity of the proximal end portion 204a on the near side of the convex portion 204 approaching in the return path, that is, in the vicinity of the proximal end portion 204a on the far side of the convex portion 204 in the outward path, thereby the printed wiring board 202 It becomes possible to land the droplet i on the entire main surface 202a.
[0015]
However, in this case, it is necessary to form or print the head part 200 with high accuracy so that the pattern wiring 203 is not shifted in the forward path and the backward path by reciprocating once or more, and thus the manufacturing yield is lowered. Further, in this case, there is a problem that it takes a long time to print the pattern wiring 203 by reciprocating the head part 200 one or more times, or the amount of liquid for printing the pattern wiring 203 is increased.
[0016]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and is an excellent liquid capable of shortening the time required for printing and landing the liquid appropriately on uneven surfaces. An object is to provide a discharge device and a liquid discharge method.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The liquid ejection apparatus according to the present invention that achieves the above-described object is as follows. One or more liquid chambers that store liquid, and a pair of pressure generating elements that are provided in each of the liquid chambers and generate pressure to press the liquid stored in the liquid chamber by being supplied with energy; Disposed in a position opposite to the discharge holes is a discharge means having discharge holes for discharging the liquid pressed by the pressure generated by the pair of pressure generation elements. Holding means for holding the object, moving means for moving the discharge means in a predetermined direction so that the discharge hole moves in a plane substantially parallel to the main surface of the object, and the pair of pressure generating elements And a discharge direction control means for changing the discharge direction of the liquid discharged from the discharge holes by supplying different amounts of energy to the pair of pressure generating elements. Moved The discharge direction control means includes a first switching element that controls the pair of pressure generating elements in an on or off state, and an amount of energy supplied to each of the pressure generating elements. And a third switching element for controlling the discharge direction of the liquid discharged from the discharge hole, and the discharge means is moved in a predetermined direction by the moving means. While discharging the liquid onto the main surface of the object, the discharge direction control means switches and controls the first switching element to turn on the pair of pressure generating elements, and the second The switching element and the third switching element are switched to control the amount of energy supplied to each of the pressure generating elements, and each of the pressure generating elements has a different amount of energy. The liquid discharged from the discharge hole is discharged from the discharge hole so that the discharge direction is substantially opposite to the direction in which the discharge means moves. Incident almost perpendicular to the main surface It is characterized by that.
[0018]
In this liquid discharge apparatus, the discharge means for discharging the liquid while moving in a predetermined direction discharges the liquid in a direction substantially opposite to the direction in which the discharge means moves, so that the liquid discharged from the discharge hole is targeted. Since the light can be incident substantially perpendicular to the main surface of the object, the liquid can be landed substantially uniformly on the main surface of the object.
[0019]
The liquid ejection method according to the present invention includes: Pressure generated by supplying energy to a pair of pressure generating elements provided in parallel in the direction in which the liquid chamber is moved in each liquid chamber presses the liquid stored in the liquid chamber. Thus, from the discharge hole for discharging the liquid provided to face the pair of pressure generating elements in the liquid chamber, the main surface of the object held to face the discharge hole is In the liquid discharge method for discharging liquid, the discharge direction control means turns on the pressure generating element while moving the liquid chamber so that the discharge hole moves in a plane substantially parallel to the main surface of the object. Alternatively, the second switching element that controls the switching of the first switching element that is controlled to the off state, turns on the pair of pressure generating elements, and varies the amount of energy supplied to each of the pressure generating elements, and the above Discharge from discharge hole The third switching element that controls the direction in which the liquid is discharged is controlled to control the amount of energy supplied to each of the pressure generating elements, and a different amount of energy is supplied to each of the pressure generating elements, The liquid discharged from the discharge hole by discharging the liquid from the discharge hole so that the discharge direction of the liquid discharged from the discharge hole is substantially opposite to the moving direction of the liquid chamber. Is incident substantially perpendicular to the main surface of the object. It is characterized by that.
[0020]
In this liquid ejection method, liquid is ejected from the ejection hole in a direction substantially opposite to the direction in which the liquid chamber moves, so that the liquid ejected from the ejection hole is incident substantially perpendicular to the main surface of the object. Since the liquid can be landed substantially uniformly on the main surface of the object, it is possible to prevent a liquid non-landing portion from being formed on the main surface of the object.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a liquid ejection apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. A liquid discharge apparatus 1 shown in FIG. 1 discharges a conductive coating liquid 2 containing a conductive material such as a conductive metal such as copper to a printed circuit board P that is a liquid discharge target, and prints a desired pattern wiring W. Is formed. In addition, the liquid ejecting apparatus 1 ejects the conductive coating liquid 2 from the head unit 3 to the printed circuit board P by scanning the head unit 3 that ejects the conductive coating liquid 2 in the printing width direction of the printed circuit board P. This is a so-called serial type printer that prints the pattern wiring W.
[0022]
The liquid ejecting apparatus 1 includes a head unit 3 that ejects the conductive coating liquid 2 while scanning a plane substantially parallel to the main surface of the printed circuit board P in the printing width direction of the printed circuit board P, and the head unit 3 is mounted. The apparatus main body 4 is provided. A head 3 in the liquid ejection apparatus 1 is detachably attachable to a coating liquid cartridge 5 that is a supply source of the conductive coating liquid 2. In the liquid ejection apparatus 1, the coating liquid cartridge 5 that can be attached to and detached from the head unit 3 can be replaced as a consumable item.
[0023]
In the liquid ejection apparatus 1, the head unit 3 is provided on a scanning rail 6 that extends in the scanning direction of the head unit 3 indicated by an arrow B in FIG. 1, which is substantially orthogonal to the conveyance direction indicated by the arrow A in FIG. It is supported in a cantilever state and slidably supported, and is reciprocated in the scanning direction by a drive belt 7 that is driven in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P.
[0024]
In the liquid discharge apparatus 1, the printed board P is transported by a pair of transport rollers provided on the upstream side and the downstream side in the transport direction of the printed board P with reference to the discharge position of the conductive coating liquid 2 of the head unit 3. 8a, 8b and 9a, 9b are performed by rotating in opposite directions with the printed circuit board P being sandwiched.
[0025]
Such a liquid ejecting apparatus 1 is formed on the main surface of the printed circuit board P held and transported by the pair of transport rollers 8a, 8b and 9a, 9b at a position facing the discharge position of the conductive coating liquid 2 of the head portion 3. The head unit 3 is scanned in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the printed circuit board P while discharging the conductive coating liquid 2, so that the circuit pattern or the like input from an information processing apparatus such as a personal computer is displayed on the printed circuit board P. Print on the main surface. Then, the liquid ejection apparatus 1 discharges the printed circuit board P on which a desired circuit pattern or the like is printed from a discharge port 4a provided on a side surface of the apparatus main body 4 positioned in the transport direction of the printed circuit board P.
[0026]
As shown by an arrow C in FIG. 1, the head unit 3 for printing on the printed circuit board P is mounted from the upper surface side of the apparatus body 4 and is transported by a pair of transport rollers 8a, 8b and 9a, 9b. Then, the conductive coating liquid 2 is discharged to perform printing. First, the head unit 3 constituting the liquid ejection apparatus 1 described above and the coating liquid cartridge 5 that is detachable from the head unit 3 will be described with reference to the drawings.
[0027]
The head unit 3 discharges the conductive coating liquid 2 containing a conductive material such as a conductive metal such as copper into fine particles by, for example, an electrothermal conversion type or an electromechanical conversion type. The conductive coating liquid 2 is sprayed on the recording material in the form of droplets. Specifically, as shown in FIG. 2, the head unit 3 includes a main body 31, and a coating liquid cartridge 5 that is a container filled with the conductive coating liquid 2 is attached to the main body 31.
[0028]
As shown in FIG. 2, the coating liquid cartridge 5 that can be attached to and detached from the head unit 3 has a cartridge body 11 that is molded by injection molding a resin material such as polypropylene having strength and ink resistance. . The cartridge body 11 is a container that is formed in a substantially rectangular shape and stores the conductive coating liquid 2 therein.
[0029]
Specifically, in the cartridge main body 11 constituting the coating liquid cartridge 5, the conductive coating liquid storage section 12 that stores the conductive coating liquid 2, and the conductive coating liquid 2 from the coating liquid storage section 12 to the main body 31 of the head section 3. A coating liquid supply unit 13 to be supplied, an external communication hole 14 for taking air into the coating liquid storage unit 12 from the outside, and an air introduction path 15 for introducing the air taken in from the external communication hole 14 into the coating liquid storage unit 12. A reservoir 16 for temporarily storing the conductive coating liquid 2 between the external communication hole 14 and the air introduction path 15, a seal 17 for preventing liquid leakage from the external communication hole 14 to the outside, and the coating liquid cartridge 5 A locking projection 18 and an engagement step 19 for locking the main body 31 to the main body 31, a remaining amount detection unit 20 for detecting the remaining amount of the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage unit 12, and a coating Engaging protrusion 2 for identifying whether or not the liquid cartridge 5 is mounted Door is provided.
[0030]
The coating liquid storage part 12 is formed in a substantially rectangular shape, and forms a space for storing the conductive coating liquid 2 with a highly airtight material.
[0031]
The coating liquid supply unit 13 is provided at a substantially central portion on the lower side of the coating liquid storage unit 12. The coating liquid supply unit 13 is a substantially projecting nozzle that communicates with the coating liquid storage unit 12, and the coating liquid cartridge 5 is obtained by fitting the tip of the nozzle into a connection unit 37 of a main body unit 31 described later. And the main body 31 are connected.
[0032]
As shown in FIGS. 3 and 4, the coating liquid supply unit 13 is provided with a supply port 13b for supplying the conductive coating liquid 2 to the bottom surface 13a of the coating liquid cartridge 5, and opens and closes the supply port 13b on the bottom surface 13a. It includes a valve 13c, a coil spring 13d that urges the valve 13c in a direction to close the supply port 13b, and an open / close pin 13e that opens and closes the valve 13c. As shown in FIG. 3, the supply port 13 d for supplying the conductive coating liquid 2 connected to the connection part 37 of the main body part 31 is in a stage before the coating liquid cartridge 5 is attached to the main body part 31 of the head part 3. The valve 13c is urged in the closing direction of the supply port 13d by the urging force of the coil spring 13d, which is an urging member, and is closed. When the coating liquid cartridge 5 is attached to the main body 31, as shown in FIG. 4, the open / close pin 13 e is indicated by an arrow D in FIG. 4 by the upper part of the connection portion 37 of the main body 31 constituting the head portion 3. The coil spring 13d is pushed up in the direction opposite to the urging direction. As a result, the pushed open / close pin 13e pushes up the valve 13c against the biasing force of the coil spring 13d to open the supply port 13b. In this way, the coating liquid supply section 13 of the coating liquid cartridge 5 is connected to the connection section 37 of the head section 3, and the coating liquid storage section 12 and the coating liquid reservoir section 51 communicate with each other to the coating liquid reservoir section 51. The conductive coating liquid 2 can be supplied.
[0033]
Further, when the coating liquid cartridge 5 is pulled out from the connection part 37 on the head part 3 side, that is, when the coating liquid cartridge 5 is removed from the mounting part 32 of the head part 3, the push-up state by the opening / closing pin 13e of the valve 13c is released. 13c moves in the biasing direction of the coil spring 13d and closes the supply port 13b. As a result, the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage unit 12 leaks even when the tip of the coating liquid supply unit 13 faces downward immediately before the coating liquid cartridge 5 is mounted on the main body 31. Can be prevented. Further, when the coating liquid cartridge 5 is pulled out from the main body 31, the valve 13c immediately closes the supply port 13b, so that the conductive coating liquid 2 can be prevented from leaking from the tip of the coating liquid supply section 13.
[0034]
As shown in FIG. 2, the external communication hole 14 is a vent hole that takes air from the outside of the coating liquid cartridge 5 into the coating liquid container 12, and the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting portion 32 of the main body 31. In some cases, it is provided at the upper surface of the cartridge main body 11, which is the position facing the outside when mounted on the mounting portion 32, so that the outside air can be taken in from the outside. When the coating liquid cartridge 5 is mounted on the main body 31 and the conductive coating liquid 2 flows down from the coating liquid storage section 12 to the main body section 31, the external communication hole 14 is provided with the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage section 12. The air corresponding to the amount of decrease is taken into the coating liquid cartridge 5 from the outside.
[0035]
The air introduction path 15 communicates the coating liquid container 12 and the external communication hole 14 and introduces the air taken in from the external communication hole 14 into the coating liquid container 12. As a result, when the coating liquid cartridge 5 is mounted on the main body 31, the conductive coating liquid 2 is supplied to the main body 31 of the head section 3, and the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage section 12 is reduced. Even if the pressure is reduced, air is introduced into the coating liquid container 12 through the air introduction path 15 into the coating liquid container 12, so that the internal pressure is maintained in an equilibrium state and the conductive coating liquid 2 is supplied. The main body 31 can be appropriately supplied.
[0036]
The storage section 16 is provided between the external communication hole 14 and the air introduction path 15, and suddenly flows out to the outside when the conductive coating liquid 2 leaks from the air introduction path 15 communicating with the coating liquid storage section 12. The conductive coating liquid 2 is temporarily stored so as not to occur.
[0037]
The storage portion 16 is formed in a substantially rhombus having a shorter diagonal line in a direction substantially perpendicular to the main surface of the printed circuit board P, and is on the top located at the lowest side of the coating liquid storage portion 12, that is, the shorter one The air introduction path 15 is provided on the lower side of the diagonal line so that the conductive coating liquid 2 that has entered from the coating liquid storage section 12 can be returned to the coating liquid storage section 12 again. In addition, the reservoir 16 is provided with an external communication hole 14 at the lowest apex on the shorter diagonal, so that the conductive coating liquid 2 entering from the coating liquid storage unit 12 is less likely to leak to the outside through the external communication hole 14. To do.
[0038]
The seal 17 is a member that closes the external communication hole 14, and prevents the conductive coating liquid 2 in which the conductive coating liquid 2 has flowed back to the external communication hole 14 from leaking outside the coating liquid cartridge 5. For this reason, the seal 17 is formed of a material having water repellency so as not to pass through at least the conductive coating liquid 2. The seal 17 is peeled off during use, and external air can be replenished into the coating liquid storage portion 12 from the outside air communication hole 14 as needed according to the amount of coating liquid used.
[0039]
The locking protrusion 18 is a protrusion provided on one side of the coating liquid cartridge 5 and engages with an engagement hole 34 a formed in the latch lever 34 of the main body 31 of the head 3. The locking projection 18 is formed in a plane whose upper surface is substantially orthogonal to the side surface of the coating liquid storage unit 12, and the lower surface is formed so as to be inclined from the side surface toward the upper surface.
[0040]
The engagement step portion 19 is provided on the upper portion of the side surface opposite to the side surface on which the locking protrusion 18 of the coating liquid cartridge 5 is provided. The engagement step portion 19 includes an inclined surface 19a that contacts one end of the upper surface of the cartridge body 11, and a flat surface 19b that is continuous with the other end and the other side surface of the inclined surface 19a and substantially parallel to the upper surface. Since the coating liquid cartridge 5 is provided with the engagement step portion 19, the height of the side surface provided with the flat surface 19 b is formed to be one step lower than the upper surface of the cartridge main body 11. Engage with the engagement piece 33 of the part 31. When the engagement step portion 19 is inserted into the mounting portion 32 of the head portion 3, the engagement step portion 19 is provided on the side surface on the insertion end side, and is engaged with the engagement piece 33 on the mounting portion 32 side of the head portion 3. It becomes a rotation fulcrum portion when the liquid cartridge 5 is attached to the attachment portion 32.
[0041]
The remaining amount detection unit 20 is provided on the side surface of the coating liquid cartridge 5 where the engagement step portion 19 is provided. When the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting portion 32 of the head unit 3 when the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting unit 32 of the head unit 3, the remaining amount detection unit 20 36, and a plurality of contact members are arranged in the height direction of the side surface of the cartridge main body 11 in this case, and are arranged in three stages. Since the conductive coating liquid 2 has conductivity, when the pair of detection pins facing the coating liquid storage portion 12 is immersed in the conductive coating liquid 2, the electric resistance value decreases, and the conductive coating liquid 2 When not immersed in the liquid 2, the electrical resistance increases. That is, when the conductive coating liquid 2 is full in the coating liquid storage unit 12, all the detection pins are immersed in the conductive coating liquid 2, and all have a low electrical resistance value. As the conductive coating liquid 2 is used, the electrical resistance value of the detection pin increases in order from the upper stage. As a result, the remaining amount detection unit 20 can detect the remaining amount of the coating liquid in the coating liquid storage unit 12. In addition, the number of terminal boards provided in the height direction of the coating liquid storage unit 12 is not limited to three stages, and may be two stages, and this number of stages is used when more accurate remaining amount detection is performed. Should be increased further.
[0042]
Incidentally, in the cartridge main body 11 constituting the coating liquid cartridge 5, the bottom surface side on which the coating liquid supply unit 13 is provided becomes an engagement region 22 that engages with the mounting portion 32 provided on the head unit 3. An engagement protrusion for identifying whether or not the coating liquid cartridge 5 is mounted by engaging with the engagement recess 23 in a part of the engagement region 22, that is, the engagement region 22 of the cartridge main body 11. 21 is provided.
[0043]
Next, the head unit 3 to which the coating liquid cartridge 5 containing the conductive coating liquid 2 configured as described above is mounted will be described.
[0044]
As shown in FIGS. 2 and 5, the head portion 3 has a main body portion 31. The main body portion 31 has a mounting portion 32 to which the coating liquid cartridge 5 is mounted and a member that fixes the coating liquid cartridge 5. A combination piece 33 and a latch lever 34; a biasing member 35 that biases the coating liquid cartridge 5 in the take-out direction; a coating liquid remaining amount detection unit 36 that detects a coating liquid remaining amount in the coating liquid cartridge 5; The connection part 37 connected to the supply part 13 and supplied with the conductive coating liquid 2, the coating liquid detection parts 38 and 39 for detecting the presence or absence of the conductive coating liquid 2 in the connection part 37, and the scanning rail 6 are engaged. A rail hole 40, a belt stopper 41 for locking the main body 31 to the drive belt 7, and a head chip 42 for discharging the conductive coating liquid 2.
[0045]
The mounting portion 32 to which the coating liquid cartridge 5 is mounted is formed in a substantially concave shape with the upper surface as an insertion / removal opening of the coating liquid cartridge 5 so that the coating liquid cartridge 5 is mounted, and the coating liquid cartridge 5 is accommodated in this recess. The As a result, the coating liquid cartridge 5 is accommodated in the main body 31.
[0046]
As described above, the engagement piece 33 is provided at the opening end of the mounting portion 32 to which the coating liquid cartridge 5 is mounted. The engagement piece 33 is provided on one end edge of the mounting portion 32 substantially parallel to the scanning rail 6 and engages with the engagement step portion 19 of the coating liquid cartridge 5. The coating liquid cartridge 5 is inserted into the mounting portion 32 obliquely with the engaging step portion 19 side as an insertion end, and the coating cartridge is used with the engaging position of the engaging step portion 19 and the engaging piece 33 as a rotation fulcrum. 5 can be attached to the attachment part 32 by rotating the side where the engagement step part 19 is not provided to the attachment part 32 side. Thereby, the coating liquid cartridge 5 can be easily attached to the attachment portion 32, and the remaining amount detection portion 20 provided on the side surface serving as the insertion end is prevented from being rubbed with the side surface of the main body portion 31, The remaining amount detection unit 20 is protected.
[0047]
The latch lever 34 is formed by bending a leaf spring, and is a side surface opposite to the engagement piece 33 of the mounting portion 32, that is, an edge of the mounting portion 32 substantially parallel to the scanning rail 6. It is provided on the other side. The latch lever 34 has a base end portion integrally provided on the bottom surface side of the mounting portion 32, and a tip end side that is elastically displaced in a direction approaching and separating from the end edge of the mounting portion 32. An engagement hole 34a is formed. The latch lever 34 is elastically displaced at the same time that the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting portion 32, and the engagement hole 34 a engages with the locking protrusion 18 of the coating liquid cartridge 5, and is mounted on the mounting portion 32. The coating liquid cartridge 5 is prevented from dropping from the mounting portion 32.
[0048]
The urging member 35 is provided by bending a leaf spring that urges the coating liquid cartridge 5 in a direction of removing the coating liquid cartridge 5 on the bottom surface on the side surface side corresponding to the engagement step portion 19 of the coating liquid cartridge 5. The urging member 35 has a top portion formed by bending, is elastically displaced in a direction approaching and separating from the bottom surface, presses the bottom surface of the coating liquid cartridge 5 at the top portion, and is attached to the mounting portion 32. It is an eject member that urges the applied coating liquid cartridge 5 in a direction to remove it from the mounting portion 32. The biasing member 35 discharges the coating liquid cartridge 5 from the mounting portion 32 when the engagement state between the engagement hole 34a of the latch lever 34 and the locking projection 18 is released.
[0049]
The coating liquid remaining amount detection unit 36 detects the remaining amount of the conductive coating liquid 2 in the coating liquid cartridge 5 in a stepwise manner. When the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting unit 32, the coating liquid cartridge 5 is detected. It contacts and is electrically connected to the remaining amount detection unit 20 arranged in parallel in the height direction of the inner side surface. The coating liquid remaining amount detection unit 36 is pressed by a biasing member (not shown) that biases toward the coating liquid cartridge 5 side. When the coating liquid cartridge 5 is mounted, the coating liquid remaining amount detection unit 36 is connected to the remaining amount detection unit 20 of the coating liquid cartridge 5. It is in close contact and reliably connected to the remaining amount detector 20.
[0050]
Near the center of the mounting portion 32, a connection portion 37 to which the coating liquid supply portion 13 of the coating liquid cartridge 5 is connected when the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting portion 32 is provided. The connection unit 37 supplies the conductive coating liquid 2 to the head chip 42 that discharges the conductive coating liquid 2 provided on the bottom surface of the main body 31 from the coating liquid supply unit 13 of the coating liquid cartridge 5 mounted on the mounting unit 32. It becomes the coating liquid supply path.
[0051]
Specifically, as shown in FIG. 6, the connection unit 37 includes a coating solution reservoir 51 that stores the conductive coating solution 2 supplied from the coating solution cartridge 5, and a coating solution supply unit 13 that is connected to the connection unit 37. A sealing member 52 for sealing, a filter 53 for removing impurities in the conductive coating liquid 2, and a valve mechanism 54 for opening and closing a supply path to the head chip 42 side are provided.
[0052]
The coating liquid reservoir 51 is a space that is connected to the coating liquid supply unit 13 and stores the conductive coating liquid 2 supplied from the coating liquid cartridge 5.
[0053]
The seal member 52 is a member provided at the upper end of the coating liquid reservoir 51, and when the coating liquid supply part 13 of the coating liquid cartridge 5 is connected to the coating liquid reservoir 51 of the connection part 37, the conductive coating liquid 2. Is sealed between the coating liquid reservoir 51 and the coating liquid supply unit 13 so as not to leak to the outside.
[0054]
The filter 53 removes dust such as dust and dirt mixed in the conductive coating liquid 2 when the coating liquid cartridge 5 is attached and detached, and is provided below the coating liquid detection units 38 and 39. .
[0055]
As shown in FIGS. 7 and 8, the valve mechanism 54 includes a coating liquid inflow path 61 to which the conductive coating liquid 2 is supplied from the coating liquid reservoir 51 and a coating liquid in which the conductive coating liquid 2 flows from the coating liquid inflow path 61. A liquid chamber 62, a coating liquid outflow path 63 through which the conductive coating liquid 2 flows out from the coating liquid chamber 62, and an opening provided in the coating liquid chamber 62 between the coating liquid inflow path 61 side and the coating liquid outflow path 63 side. A portion 64, a valve 65 that opens and closes the opening 64, a biasing member 66 that biases the valve 65 in the direction in which the opening 64 is closed, and a negative pressure adjusting screw 67 that adjusts the strength of the biasing member 66. , A valve shaft 68 connected to the valve 65, and a diaphragm 69 connected to the valve shaft 68.
[0056]
The coating liquid inflow path 61 is a supply path that is connected to the coating liquid container 12 so that the conductive coating liquid 2 in the coating liquid container 12 of the coating liquid cartridge 5 can be supplied to the head chip 42 via the coating liquid reservoir 51. is there. The coating liquid inflow path 61 is provided from the bottom surface side of the coating liquid reservoir 51 to the coating liquid chamber 62. The coating liquid chamber 62 is a space that forms a substantially rectangular parallelepiped formed integrally with the coating liquid inflow path 61, the coating liquid outflow path 63, and the opening 64, and the conductive coating liquid 2 flows in from the coating liquid inflow path 61. Then, the conductive coating liquid 2 flows out from the coating liquid outflow path 63 through the opening 64. The coating liquid outflow path 63 is a supply path through which the conductive coating liquid 2 is supplied from the coating liquid chamber 62 via the opening 64 and is further connected to the head chip 42. The coating liquid outflow path 63 extends from the bottom surface side of the coating liquid chamber 62 to the head chip 42.
[0057]
The valve 65 is a valve that closes the opening 64 and divides the coating liquid inflow path 61 side and the coating liquid outflow path 63 side, and is disposed in the coating liquid chamber 62. The valve 65 moves up and down by the urging force of the urging member 66, the restoring force of the diaphragm 69 connected via the valve shaft 68, and the negative pressure of the conductive coating liquid 2 on the coating liquid outflow path 63 side. When the valve 65 is located at the lower end, the valve 65 closes the opening 64 so as to separate the coating liquid chamber 62 from the coating liquid inflow path 61 side and the coating liquid outflow path 63 side, and conductive coating to the coating liquid outflow path 63 is performed. Shut off the supply of liquid 2. When the valve 65 is positioned at the upper end against the urging force of the urging member 66, the coating liquid chamber 62 is not cut off from the coating liquid inflow path 61 side and the coating liquid outflow path 63 side, and is moved to the head chip 42. The conductive coating liquid 2 can be supplied. In addition, although the material which comprises the valve 65 does not ask | require the kind, in order to ensure high obstruction | occlusion property, it forms with a rubber elastic body, what is called an elastomer, for example.
[0058]
The biasing member 66 is, for example, a compression coil spring or the like, and connects the negative pressure adjusting screw 67 and the valve 65 between the upper surface of the valve 65 and the upper surface of the coating liquid chamber 62, and the valve 65 is opened by the biasing force. Energize in the closing direction. The negative pressure adjusting screw 67 is a screw that adjusts the urging force of the urging member 66, and the urging force of the urging member 66 can be adjusted by adjusting the negative pressure adjusting screw 67. As a result, the negative pressure adjusting screw 67 can adjust the negative pressure of the conductive coating liquid 2 that operates the valve 65 that opens and closes the opening 64, as will be described in detail later.
[0059]
The valve shaft 68 is a shaft provided so as to move by connecting a valve 65 connected to one end and a diaphragm 69 connected to the other end. The diaphragm 69 is a thin elastic plate connected to the other end of the valve shaft 68. The diaphragm 69 is composed of one main surface of the coating liquid chamber 62 on the side of the coating liquid outflow path 63 and the other main surface in contact with the outside air, and the outside air side and the coating liquid outflow path due to the atmospheric pressure and the negative pressure of the conductive coating liquid 2. It is elastically displaced toward the 63 side.
[0060]
In the valve mechanism 54 as described above, the valve 65 is pressed by the urging force of the urging member 66 and the urging force of the diaphragm 69 so as to close the opening 64 of the coating liquid chamber 62 as shown in FIG. Yes. Then, when the conductive coating liquid 2 is discharged from the head chip 42, the negative pressure of the conductive coating liquid 2 in the coating liquid chamber 62 on the coating liquid outflow path 63 side divided into the openings 64 is increased, as shown in FIG. Thus, the diaphragm 69 is pushed up by the atmospheric pressure due to the negative pressure of the conductive coating liquid 2, and the valve 65 is pushed up against the urging force of the urging member 66 together with the valve shaft 68. At this time, the opening 64 between the coating liquid inflow path 61 side and the coating liquid outflow path 63 side of the coating liquid chamber 62 is opened, and the conductive coating liquid 2 moves from the coating liquid inflow path 61 side to the coating liquid outflow path 63 side. Supplied. Then, the negative pressure of the conductive coating liquid 2 decreases, the diaphragm 69 returns to its original shape due to the restoring force, and the urging force of the urging member 66 lowers the valve 65 together with the valve shaft 68 so that the coating liquid chamber 62 is closed. . As described above, the valve mechanism 54 repeats the above-described operation when the negative pressure of the conductive coating liquid 2 increases every time the conductive coating liquid 2 is discharged.
[0061]
Further, in this connection part 37, when the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage part 12 is supplied to the coating liquid chamber 62, the conductive coating liquid 2 in the coating liquid storage part 12 decreases. Outside air enters the coating liquid cartridge 5 from the introduction path 15. The air that has entered the coating liquid cartridge 5 is sent above the coating liquid cartridge 5. As a result, the state before the droplet i is ejected from a nozzle 74a, which will be described later, returns to an equilibrium state. At this time, an equilibrium state is obtained when there is almost no conductive coating liquid 2 in the air introduction path 15.
[0062]
As shown in FIG. 6, the coating liquid detection units 38 and 39 each have a pair of conductivity that detects the presence or absence of the conductive coating liquid 2 in the connection unit 37 connected to the coating liquid supply unit 13 of the coating liquid cartridge 5. It has a linear member, and is disposed so that the tip end portion faces the connection portion 37. The coating liquid detection units 38 and 39 are provided on the side surface of the coating liquid reservoir 51 of the connection unit 37 so as to penetrate from the inside of the connection unit 37 to the outside, and are respectively connected to the head chip 42. The tip portions of the coating liquid detection units 38 and 39 are provided above the filter 53 in the connection unit 37. This is to prevent the negative pressure of the conductive coating liquid 2 on the side of the head chip 42 from increasing when the conductive coating liquid 2 is equal to or lower than the filter 53, causing a failure of the apparatus. The coating liquid detection units 38 and 39 detect the conductive coating liquid 2 closer to the coating liquid cartridge 5 than the filter 53, thereby preventing the conductive coating liquid 2 from disappearing from the filter 53 to the head chip 42 side. Can do.
[0063]
The rail hole 40 is provided on a side surface of the main body portion 31 facing the scanning rail 6 and penetrates in the scanning direction of the head portion 3, and the scanning rail 6 is inserted therethrough. The belt stopper 41 is provided on a side surface of the main body 31 that faces the drive belt 7, and locks the main body 31 to the drive belt 7. As a result, the head unit 3 can be scanned so as to be able to reciprocate in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the printed circuit board P with the scanning rail 6 as a guide as the drive belt 7 is driven.
[0064]
The head chip 42 is disposed along the bottom surface of the main body 31, and is provided with a nozzle 74 a, which will be described later, which is a coating liquid discharge hole for discharging the droplet i supplied from the connection portion 37.
[0065]
As shown in FIGS. 9 and 10, the head chip 42 includes a circuit board 71 serving as a base, a pair of heating resistors 72 a and 72 b that heat the conductive coating liquid 2, and a film that prevents leakage of the conductive coating liquid 2. 73, a nozzle sheet 74 provided with a nozzle 74a through which the conductive coating liquid 2 is ejected in the form of droplets, a liquid chamber 75 that is surrounded by these and is supplied with the conductive coating liquid 2, and a liquid chamber 75 and a coating liquid flow path 76 for supplying the conductive coating liquid 2.
[0066]
The circuit board 71 is a semiconductor substrate made of silicon or the like, and heating resistors 72a and 72b are formed on one main surface 71a thereof. A pair of heating resistors 72a and 72b and a control circuit (not shown) on the circuit board 71 are provided. And are connected. This control circuit includes a logic IC (Integrated Circuit), a driver transistor, and the like.
[0067]
The pair of heating resistors 72a and 72b generate heat by electric power supplied from the control circuit, and heat the conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 to increase the internal pressure. The conductive coating liquid 2 heated by this is discharged in the state of the droplet i from the nozzle 74a provided in the nozzle sheet 74 mentioned later.
[0068]
The film 73 is laminated on one main surface 71 a of the circuit board 71. The film 73 is made of, for example, an exposure-curing type dry film resist, and is laminated on substantially the entire main surface 71a of the circuit board 71, and then an unnecessary portion is removed by a photolithography process. 72a and 72b are formed so as to be collectively enclosed in a substantially concave shape. A portion surrounding the pair of heating resistors 72 a and 72 b by the film 73 forms a part of the liquid chamber 75.
[0069]
The nozzle sheet 74 is a sheet-like member on which a nozzle 74 a for discharging the droplet i is formed, and is laminated on the opposite side of the film 73 from the circuit board 71. The nozzle 74a is a minute hole opened in a circular shape in the nozzle sheet 74, and is disposed so as to face the pair of heating resistors 72a and 72b. The nozzle sheet 74 constitutes a part of the liquid chamber 75.
[0070]
The liquid chamber 75 is a space surrounded by the circuit board 71, the pair of heating resistors 72 a and 72 b, the film 73 and the nozzle sheet 74, and is supplied with the conductive coating liquid 2 from the coating liquid flow path 76. The conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 is heated by the heating resistors 72a and 72b, and the internal pressure is increased. The coating liquid flow path 76 is connected to the coating liquid outflow path 63 of the connection part 37, and the conductive coating liquid 2 is supplied from the coating liquid cartridge 5 connected to the connection part 37, and communicates with the coating liquid flow path 76. A flow path for feeding the conductive coating liquid 2 into each liquid chamber 75 is formed. That is, the coating liquid flow path 76 and the connection part 34 are connected. As a result, the conductive coating liquid 2 supplied from the coating liquid cartridge 5 flows into the coating liquid flow path 76 and fills the liquid chamber 75.
[0071]
One head chip 42 described above includes one or more liquid chambers 75 including a pair of heating resistors 72a and 72b. In the case where the head chip 42 includes one or more liquid chambers 75, the pair of heating resistors 72a and 72b are appropriately selected by a command from the control unit of the liquid ejecting apparatus 1 to select a pair of heating resistors. The conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 corresponding to 72a and 72b is discharged in the form of droplets i from the nozzle 74a corresponding to the liquid chamber 75.
[0072]
That is, in the head chip 42, the liquid coating 75 is filled with the conductive coating liquid 2 from the coating liquid flow path 76 coupled to the head chip 42. Then, by passing a pulse current through the pair of heating resistors 72a and 72b for a short time, for example, for 1 to 3 μsec, the pair of heating resistors 72a and 72b are rapidly heated, respectively. The portions in contact with the bodies 72a and 72b become a gas phase, and bubbles are generated, and a certain volume of the conductive coating liquid 2 is pressed by the expansion of the bubbles (the conductive coating liquid 2 boils). As a result, the conductive coating liquid 2 having a volume equivalent to that of the conductive coating liquid 2 pressed by the bubbles at the portion in contact with the nozzle 74a is ejected as droplets i from the nozzle 74a and landed on the main surface of the printed circuit board P.
[0073]
In the head chip 42, as shown in FIG. 11, a pair of heating resistors 72 a and 72 b are arranged in parallel in one liquid chamber 75. That is, one liquid chamber 75 is provided with one pair of heating resistors 72a and 72b. Specifically, the pair of heating resistors 72a and 72b are arranged in parallel in a direction substantially the same as the scanning direction of the head portion 3 indicated by an arrow B in FIG. In FIG. 11, the position of the nozzle 74a is indicated by a one-dot chain line.
[0074]
In this way, the pair of heating resistors 72a and 72b have a shape in which one heating resistor is divided into two, and the length is the same and the width is halved. Therefore, the resistance value is almost doubled. Become. When the pair of heating resistors 72a and 72b are connected in series, the pair of heating resistors 72a and 72b each having a resistance value about twice each are connected in series, and the resistance value is 4 before dividing. Doubled.
[0075]
Here, in order to boil the conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75, it is necessary to flow a constant current through the pair of heating resistors 72a and 72b to generate heat in the pair of heating resistors 72a and 72b. The droplet i is discharged from the nozzle 74a by the energy at the time of boiling. When the resistance value of the heat generating resistors 72a and 72b is small, it is necessary to increase the current that flows. However, here, the width is reduced and two resistors are connected in series. The resistance value is increased, and the conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 can be boiled with a small current. As a result, the head chip 42 can reduce the size of a transistor or the like for passing a current, and can save space.
[0076]
Note that the resistance value can be increased if the pair of heating resistors 72a and 72b are made thin, but from the viewpoint of the material and strength (durability) selected as the pair of heating resistors 72a and 72b. There is a certain limit to reducing the thickness of the pair of heating resistors 72a and 72b. For this reason, the resistance values of the pair of heating resistors 72a and 72b are increased by dividing without reducing the thickness.
[0077]
By the way, when the conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 is discharged from the nozzle 74a, the time until the conductive coating liquid 2 in the liquid chamber 75 boils by the pair of heating resistors 72a and 72b, that is, the bubble generation time is the same. When the heating resistors 72a and 72b are driven and controlled so as to become, the droplet i is dropped directly below the nozzle 74a. Further, when a time difference is generated between the bubble generation times of the pair of heating resistors 72a and 72b, the conductive coating liquid 2 boils almost simultaneously on the pair of heating resistors 72a and 72b, and bubbles are not generated. The droplet i is dropped in the direction in which the resistors 72a and 72b are arranged side by side.
[0078]
This will be described with reference to FIG. 12A and 12B show the relationship between the difference in bubble generation time between the pair of heating resistors 72a and 72b and the ejection angle of the droplet i. 12A shows the ejection angle θx in the scanning direction of the head unit 3 (the direction in which the pair of heating resistors 72a and 72b are arranged in parallel), and FIG. 12B shows the direction of conveyance of the printed circuit board P. The discharge angle θy is shown. 12A and 12B, the horizontal axis indicates the difference in bubble generation time. The resistance difference between the pair of heating resistors 72a and 72b is 3% when the time difference is 0.04 μsec, and the time difference is 0. A variation of about 6% occurs at 08 μsec. Note that FIGS. 12A and 12B show simulation results by a computer.
[0079]
As shown in FIGS. 12A and 12B, it can be seen that when the bubble generation time is different, the ejection angle of the droplet i is not substantially vertical, and the inclination is larger as the time difference is larger.
[0080]
Therefore, the head chip 42 uses this characteristic to control the bubble generation time of the pair of heating resistors 72a and 72b, respectively, so that the discharge angle when the droplet i is discharged from the nozzle 74a, that is, the discharge direction, is controlled. It becomes possible to control.
[0081]
The head chip 42 as described above discharges the droplet i from the nozzle 74 a by supplying current to each of the pair of heating resistors 72 a and 72 b in the liquid chamber 75. In the head chip 42, the same amount of current is supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b almost simultaneously, so that the bubble generation times of the pair of heating resistors 72a and 72b are theoretically the same. be able to. Accordingly, the pair of heating resistors 72a and 72b can simultaneously boil the conductive coating liquid 2, and the liquid from the nozzle 74a can be set so that the discharge angle of the droplet i is substantially perpendicular to the landing surface of the droplet i. The droplet i can be discharged.
[0082]
Further, the head chip 42 controls the heating resistors 72 a and 72 b so that the bubble generation times in the pair of heating resistors 72 a and 72 b in each liquid chamber 75 are different. In this case, the head chip 42 generates a difference in the current supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b or supplies the same amount of current but gives a time difference, thereby generating bubbles in each of the pair of heating resistors 72a and 72b. A difference in time can be generated, and the droplet i ejected from the nozzle 74a is landed at a position different from the landing position of the droplet i when the droplet i is ejected substantially perpendicularly to the landing surface. be able to. That is, the head chip 42 can discharge the droplet i from the nozzle 74 a so that the discharge angle of the droplet i is oblique to the landing surface of the conductive coating liquid 2.
[0083]
As shown in FIG. 11, the heating resistors 72 a and 72 b are arranged in parallel in the direction of arrow B in FIG. 11, which is the scanning direction of the head unit 3. It is possible to discharge over a predetermined range in the direction of arrow B in FIG.
[0084]
As described above, the head chip 42 can disperse the landing positions of the coating liquid in the scanning direction of the head unit 3. Thus, when the head unit 3 discharges the conductive coating liquid 2 from the head chip 42 toward the printed circuit board P while scanning in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P, the discharge direction of the droplet i is changed. It is possible to control within the scanning direction.
[0085]
In addition to the above-described configuration, the liquid ejection device 1 configured as described above protects the head chip 42 and the like in the head unit 3 supported in a cantilevered state on the scanning rail 6, and conducts electricity in the head chip 42. A head cap (not shown) for preventing the coating liquid 2 from drying, a cleaning roller (not shown) for removing excess conductive coating liquid 2 and dust adhering to the ejection surface 42a of the head chip 42 are provided.
[0086]
Next, a control circuit that controls printing by the liquid ejection apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the drawings.
[0087]
As shown in FIG. 13, the control circuit 80 includes a drive unit 81 that drives each drive unit of the apparatus body 4, a discharge control unit 82 that controls a current supplied to the head chip 42, and the conductive coating liquid 2. A warning unit 83 for warning the remaining amount, an input / output terminal 84 for inputting / outputting signals to / from an external device, a ROM (Read Only Memory) 85 in which a control program and the like are recorded, and a read control program and the like are read out. A random access memory (RAM) 86 and a control unit 87 for controlling each unit.
[0088]
Based on a control signal from the control unit 87, the drive unit 81 drives a drive motor that constitutes the pair of transport rollers 8 a, 8 b and 9 a, 9 b to transfer the printed circuit board P supplied to the apparatus body 4 to the head unit 3. It is conveyed in a direction substantially orthogonal to the scanning direction. The drive unit 81 drives the drive belt 7 so as to be able to reciprocate in a direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the printed circuit board P by driving a drive motor or the like constituting the drive belt 7 based on a control signal from the control unit 87. . Accordingly, the drive unit 81 scans the head unit 3 locked to the drive belt 7 so as to be able to reciprocate in a direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the printed circuit board P. The driving unit 81 controls the driving speed of the driving belt 7 based on the control signal from the control unit 87 and controls the scanning speed of the head unit 3.
[0089]
As shown in FIG. 14, the discharge control unit 82 includes power sources 91a and 91b for passing a current through a pair of heating resistors 72a and 72b, each of which is a resistor, and a pair of heating resistors 72a and 72b and a power source 91a. , 91b, switching elements 92a, 92b, 92c for turning on / off electrical connection, resistors 93a, 93b, 93c for controlling the current supplied to the pair of heating resistors 72a, 72b, and variable resistors Instrument 94.
[0090]
The power source 91a is connected to the heating resistor 72b, and the power source 91b is selectively connected to the resistors 92a, 92b, and 92c via the switching element 92c and the variable resistor 94.
[0091]
The switching element 92a is composed of a transistor or the like, and is disposed between the heating resistor 72a and the ground, and controls on / off of the heating resistors 72a and 72b. The switching element 92b is also composed of a transistor or the like, and is connected between the variable resistor 94 and the resistors 93a, 93b, and 93c, and controls the amount of current supplied to the heating resistor 72a. The switching element 92c is connected between the variable resistor 94 and the power source 91b, and controls the ejection direction of the droplet i. Resistors 93a, 93b, 93c, variable resistor 94, switching element 92b, and switching element 92c control the ejection direction of droplet i.
[0092]
The resistors 93a, 93b, and 93c have different resistance values, and control the amount of current supplied to the heating resistor 72a by switching the switching element 92b. Specifically, the resistor 93a has the largest resistance value, then the resistor 93b is largest, the resistor 93c has the smallest resistance value, and the amount of current supplied to the heating resistor 72a is It depends on which of 93a to 93c is connected.
[0093]
The variable resistor 94 can further adjust the amount of current supplied to the pair of heating resistors 72a by being combined with any of the resistors 93a, 93b, and 93c.
[0094]
When the switching element 92b is turned off and the resistors 93a, 93b, 93c and the pair of heating resistors 72a, 72b are not connected, when the switching element 92a is turned on, a pair of currents connected in series from the power source 91a It is supplied to the heating resistors 72a and 72b (no current flows through the resistors 93a, 93b, and 93c). At this time, since the resistance values of the pair of heating resistors 72a and 72b are substantially the same, the amounts of heat generated by the pair of heating resistors 72a and 72b are substantially the same. Accordingly, the bubble generation times are substantially the same, and the droplet i is discharged from the nozzle 74a so that the discharge angle of the droplet i is substantially perpendicular to the landing surface of the droplet i, as shown in FIG. Therefore, the ejected droplet i reaches the landing point indicated by 101 in FIG.
[0095]
Further, when the connection between the switching element 92b and one of the resistors 93a, 93b, and 93c is turned on, the switching element 92a is turned on, and the switching element 92c is connected to the ground, the ejection direction of the droplet i is as shown in FIG. The discharge direction of the droplet i can be varied in the direction of the arrow B in FIG. That is, by connecting to any of the resistors 93a, 93b, and 93c, the amount of current supplied to the heating resistor 72a is reduced, and the pair of heating resistors 72a and 72b has a difference in supplied current. And the amount of heat generated in both is also different. In this case, since the resistors 93a, 93b, and 93c have different resistance values, the amount of current supplied to the pair of heating resistors 72a can be varied in three stages by switching the switching element 92b. As a result, the head chip 42 generates a difference in the amount of heat generated by the pair of heating resistors 72a and 72b. By switching the switching element 92b, the bubble generation time of each of the pair of heating resistors 72a and 72b is increased by three stages. The discharge angle of the droplet i can be changed in three stages in the direction of arrow B in FIG. 15 where the pair of heating resistors 72a and 72b are arranged in parallel.
[0096]
Specifically, as shown in FIG. 14, the discharge controller 82 scans the head 3 in the direction indicated by the arrow B in FIG. 15, from the landing point 101 where the droplet i is discharged from the nozzle 74a and landed. The head chip 42 is controlled so that the droplet i is landed on any of the landing points 102, 103, and 104 that are divided into three stages in the direction. More specifically, when the switching element 92b is connected to the resistor 93c having the smallest resistance value, the amount of current supplied to the heating resistor 72a is minimized, and the current difference supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b is reduced. The droplet i becomes the largest, and the droplet i is landed on the landing point 104 that is farthest from the landing point 101. When connected to the resistor 93a having the highest resistance value, the amount of current supplied to the heating resistor 72b is the largest, and the difference in current supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b is the smallest. Thus, the droplet i is landed on the landing point 102 closest to the landing point 101.
[0097]
Furthermore, by varying the resistance value with the variable resistor 94, the current supplied to the heating resistor 72a can be finely adjusted, and accordingly, between the landing points 101, 102, 103, 104, respectively. The discharge angle of the droplet i can be adjusted so as to land on the surface.
[0098]
When the switching element 92c is switched and connected to the power source 91b, the discharge direction of the droplet i can be set in the direction opposite to the arrow B in FIG. In this case, the current from the power source 91a and the current from the power source 91b are added to the heating resistor 72a. That is, the heat generation state of the pair of heating resistors is opposite to that when the switching element 92c is connected to the ground. As a result, the droplet i has its ejection direction at the landing position on the opposite side of the point where the switching element 92c is connected to the ground, with the landing point 101 where the droplet i is landed by being ejected from the nozzle 74a substantially vertically. It is discharged in three stages.
[0099]
Specifically, when the switching element 92b is connected to the resistor 93c having the smallest resistance value, the current amount supplied to the heating resistor 72a is the sum of the current from the power source 92a and the current from the power source 91b. The difference between the currents supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b becomes the largest. Accordingly, the droplet i is landed on the landing point 107 that is farthest from the landing point 101. When the switching element 92b is connected to the resistor 93a having the largest resistance value, the current supplied to the heating resistor 72a becomes the smallest, and the current difference supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b becomes the smallest. . Therefore, the droplet i is landed on the landing point 105 closest to the landing point 101.
[0100]
As described above, the ejection control unit 82 can change the ejection direction of the droplet i from the nozzle 74a in seven stages in the scanning direction of the head unit 3 by switching the switching elements 92b and 92c, and further, the resistor 93a. , 93b, 93c and the variable resistor 94 can be combined to change the discharge direction of the droplet i in seven steps or more. Specifically, the droplet i can be landed within a range of about 50 μm forward and backward in the scanning direction of the head portion 3 around the landing point 101 ejected and landed substantially vertically from the nozzle 74a. Further, the discharge controller 82 can also control the discharge speed of the droplet i discharged from the nozzle 74a by controlling the current supplied to the pair of heat generating resistors 72a and 72b.
[0101]
Then, as shown in FIGS. 16 and 17, the discharge control unit 82 switches the switching elements 92 b and 92 c to scan the head unit 3 that reciprocates in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P. The ejection direction of the droplet i is controlled so that the droplet i is ejected in a direction substantially opposite to the direction in which the droplet i is performed.
[0102]
Specifically, in the forward path of the head unit 3 that reciprocally scans in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P, as shown in FIG. 16, the head unit that scans in the direction indicated by the arrow B in FIG. Control is performed so that the discharge direction of the droplet i discharged from the third nozzle 74a is in the direction of the directed line segment D shown in FIG.
[0103]
More specifically, when the head unit 3 ejects the droplet i from the nozzle 74a while scanning with the scanning direction B shown in FIG. 16 as the forward path, the head unit 3 scans at a predetermined speed in a direction opposite to the scanning direction of the head unit 3. A directed line segment D generated in the ejection direction of the droplet i when ejected and a directed line segment in FIG. 16 generated in the scanning direction of the head unit 3 when the head unit 3 is scanned at a predetermined speed. A droplet i is ejected in the direction of the directed line segment D so that the directed line segment F in FIG. 16 obtained by combining E with the E is substantially perpendicular to the main surface of the printed wiring board P. The discharge direction is controlled.
[0104]
Accordingly, the head unit 3 that discharges the droplet i from the nozzle 74a while scanning the droplet i so that the droplet i is incident and landed substantially perpendicularly to the main surface of the printed circuit board P in the forward path. It can be discharged from the nozzle 74a, and the droplet i can be landed substantially uniformly on the entire printing range. For example, when the scanning speed is 0.1 m / sec, the ejection speed at which the droplet i is ejected from the nozzle 74a is 10 m / sec, and the amount of liquid i that is ejected from the nozzle 74a is 5 picoliters, the head unit 3 is present. The droplet i is ejected from the nozzle 74a toward the directional line D so that the angle θ formed by the directional line segment F and the directional line segment D is 0.57 °. It becomes possible to make the light incident substantially perpendicular to the main surface of P.
[0105]
Further, in the return path of the head unit 3 that reciprocally scans in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P, as shown in FIG. 17, the switching of the switching elements 92b and 92c in the ejection control unit 82 is controlled. The directed line segment G shown in FIG. 17 in which the ejection direction of the droplet i ejected from the nozzle 74a of the head unit 3 is opposite to the scanning direction of the head unit 3, that is, the above-described directed line segment. Control is performed in the direction opposite to D. Specifically, when the head unit 3 ejects the droplet i from the nozzle 74a while scanning with the scanning direction B shown in FIG. 17 as the backward path, a predetermined speed is set in a direction opposite to the scanning direction of the head unit 3. And a directed line in FIG. 17 generated in the scanning direction of the head unit 3 when the head unit 3 is scanned at a predetermined speed. The directed line segment I in FIG. 17 obtained by combining the component H with the component H is substantially perpendicular to the main surface of the printed wiring board P, and the droplet i is ejected in the direction of the directed segment G. Control.
[0106]
Accordingly, the head unit 3 that discharges the droplet i from the nozzle 74a while scanning the nozzle i so that the droplet i is landed substantially perpendicular to the main surface of the printed circuit board P even in the return path. The liquid droplets i can be ejected from the surface 74a, and the droplets i can be landed substantially uniformly over the entire printing range.
[0107]
The discharge control unit 82 controls the discharge direction of the droplet i by turning on / off the switching elements 92a, 92b, and 92c to supply power to the pair of heating resistors 72a and 72b. For example, a digital circuit or the like can be used to control the droplet i so as to land substantially vertically on the printed circuit board P.
[0108]
A warning unit 83 illustrated in FIG. 13 is a display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display), for example, and displays information such as a printing condition, a printing state, and a remaining amount of coating liquid. The warning unit 83 may be a voice output unit such as a speaker. In this case, information such as a printing condition, a printing state, and a remaining amount of coating liquid is output by voice. Note that the warning unit 83 may be configured to include both display means and sound output means. Further, this warning may be given by a monitor or a speaker of the information processing apparatus 88.
[0109]
The input / output terminal 84 transmits information such as the above-described printing conditions, printing state, and remaining amount of coating liquid to an external information processing device 88 or the like via an interface. The input / output terminal 84 receives a control signal for outputting information such as the above-described printing conditions, printing state, and remaining amount of coating liquid, print data, and the like from an external information processing device 88 or the like. Here, the information processing apparatus 88 described above is an electronic device such as a personal computer or a PDA (Personal Digital Assistant).
[0110]
The input / output terminal 84 connected to the information processing device 88 or the like can use, for example, a serial interface or a parallel interface as an interface, and specifically, USB (Universal Serial Bus), RS (Recommended Standard) 232C, IEEE ( Institute of Electrical and Electronic Engineers) 1394 standards. Further, the input / output terminal 84 may perform data communication with the information processing apparatus 88 in any form of wired communication or wireless communication. Note that the wireless communication standards include IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g, and the like.
[0111]
The ROM 85 is a memory such as an EP-ROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), for example, and stores a program for each process performed by the control unit 87. The stored program is loaded into the RAM 86 by the control unit 87. The RAM 86 stores a program read from the ROM 85 by the control unit 87 and various states of the liquid ejection apparatus 1.
[0112]
A network such as the Internet may be interposed between the input / output terminal 84 and the information processing apparatus 88. In this case, the input / output terminal 84 is, for example, a local area network (LAN) or an integrated services digital (ISDN). Network, xDSL (Digital Subscriber Line), FTHP (Fiber To The Home), CATV (Community Antenna TeleVision), BS (Broadcasting Satellite), etc. It is performed by various protocols such as Internet Protocol.
[0113]
The control unit 87 includes print data and control signals input from the input / output terminal 84, changes in the electrical resistance value by the coating liquid detection units 38 and 39, changes in the electrical resistance value by the coating liquid remaining amount detection hand unit 36, and the like. Based on the above, each part is controlled. The control unit 87 reads out such a processing program from the ROM 85, stores it in the RAM 86, and performs each processing based on this program.
[0114]
The control unit 87 reads a processing program for performing ejection control from the ROM 85 and stores it in the RAM 86, and transmits a control signal based on this program to the ejection control unit 82 via the flexible cable 89. Thereby, the discharge control part 82 switches on / off of the switching elements 92a, 92b, and 92c, and controls the discharge direction of the droplet i.
[0115]
The control unit 87 controls the driving unit 81 to stop the conveyance of the printed circuit board P when the head unit 3 is ejecting the droplet i to the predetermined printing range of the printed circuit board P while scanning. . When the ejection of the droplet i to the predetermined printing range is completed and the head unit 3 stops scanning at one end in the width direction of the printed board P, the predetermined printing range and the printed board P The printed circuit board P is transported by a predetermined amount so that the head unit 3 can eject the droplet i to the next printing range adjacent in the transport direction. When the printed circuit board P is conveyed by a predetermined amount, the conveyance of the printed circuit board P is stopped, and the head unit 3 stopped at one end in the width direction of the printed circuit board P is moved in the direction opposite to the previously scanned direction. Scan. In this way, the control unit 87 controls the drive unit 81 so as to alternately scan the head unit 3 and transport the printed circuit board P.
[0116]
Further, the control unit 87 switches the ejection direction of the droplet i controlled by the ejection control unit 82 in accordance with the scanning direction of the head unit 3 that scans in a reciprocating manner. Specifically, when the head unit 3 scans the forward path, the control unit 87 discharges the droplet i in a direction opposite to the scanning direction of the head unit 3 indicated by the directed line segment D in FIG. 17 is scanned in the direction opposite to the direction of scanning of the head unit 3 indicated by the directed line segment H in FIG. 17, that is, in the direction opposite to the direction indicated by the directed line segment D in the forward path. The ejection control unit 82 is controlled to eject the droplet i to switch the ejection direction of the droplet i.
[0117]
In the control circuit 80 configured as described above, the program is stored in the ROM 85. However, the medium for storing the program is not limited to the ROM, and for example, an optical disc on which the program is recorded, Various recording media such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, and an IC card can be used. In this case, the control circuit 80 is configured to be connected to a drive for driving various recording media directly or via the information processing device 88 so as to read a program from these recording media.
[0118]
Next, the overall operation of the liquid ejection apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. This operation is executed based on processing of a CPU (Central Processing Unit) (not shown) in the control unit 87 based on a processing program stored in storage means such as the ROM 85.
[0119]
First, when the user selects a circuit pattern or the like to be printed on the main surface of the printed circuit board P by the information processing device 88 and performs a print execution operation, the information processing device 88 generates print data from the selected data and discharges the liquid. The generated print data is output to the input / output terminal 84 of the apparatus 1.
[0120]
Next, in step S <b> 1, the control unit 87 determines whether or not the coating liquid cartridge 5 is mounted on the mounting unit 32 based on the degree of engagement between the engagement protrusion 21 and the engagement recess 23. The controller 87 proceeds to step S2 when the coating liquid cartridge 5 is properly mounted on the mounting section 32, and proceeds to step S3 when the coating liquid cartridge 5 is not properly mounted in the mounting section 32. . In step S <b> 3, the warning unit 83 performs a warning display that notifies the user that the coating liquid cartridge 5 is not properly mounted on the mounting unit 32.
[0121]
In step S <b> 2, the control unit 87 detects a change in the electrical resistance value of the coating liquid remaining amount detection unit 36, and when it is detected that the electrical resistance value has changed, the electrical resistance value is changed according to the change. Change the display of the remaining amount. That is, here, since the coating liquid remaining amount detection unit 36 is provided in three stages in the height direction of the coating liquid cartridge 5, the remaining amount can be displayed on the warning unit 83 in three stages. When the conductive coating liquid 2 of the coating liquid cartridge 5 is full, the control unit 87 has the electrical resistance values of the coating liquid remaining amount detection units 36 at all stages smaller than the threshold value. Based on this, the warning unit 83 To go to but is full. Then, when the conductive coating liquid 2 is used and the electric resistance value of the uppermost coating liquid remaining amount detection unit 36 changes and becomes lower than the threshold value, the warning unit 83 displays that the level of the conductive coating liquid 2 has decreased by one level. To do. Further, when the conductive coating liquid 2 is used and the electric resistance value of the coating liquid remaining amount detection unit 36 in the middle stage changes and falls below the threshold value, the warning unit 83 displays that the level of the conductive coating liquid 2 has further decreased by one level. . Further, when the conductive coating liquid 2 is used and the electrical resistance value of the lowermost coating liquid remaining amount detecting unit 36 changes and becomes equal to or lower than the threshold value, the warning unit 83 displays that the remaining amount of remaining coating liquid is small. .
[0122]
In step S4, the control unit 87 determines whether or not the conductive coating liquid 2 in the connection unit 37 is equal to or less than a predetermined amount, that is, a state where there is no coating liquid. In S5, a message to that effect is displayed on the warning unit 83, that is, a warning is displayed. In step S6, the printing operation is prohibited.
[0123]
In addition, when the conductive coating liquid 2 in the connection unit 37 is not equal to or less than the predetermined amount, that is, when the conductive coating liquid 2 is filled, the control unit 87 permits a printing operation in step S7.
[0124]
Then, in step S11 shown in FIG. 19, the control unit 87 sets the pair of droplets to a position where the droplet i can be ejected when the head unit 3 scans the forward path with respect to a predetermined printing range where the circuit pattern is printed. The drive motors constituting the transport rollers 8a, 8b and 9a, 9b are driven to transport the printed circuit board P. When the position is determined, the transport of the printed circuit board P is stopped, and the process proceeds to step S12.
[0125]
Next, in step S12, the control unit 87 drives the head unit 3 to eject the droplet i from the nozzle 74a while scanning the outward path from one end in the width direction of the printed circuit board P to the other end. The unit 81 and the discharge control unit 82 are controlled to perform printing within a predetermined printing range, and the process proceeds to step 13. Specifically, the control unit 87 scans the forward path by driving the drive motor that constitutes the drive belt 7 by the head unit 3 that can reciprocate with the scanning direction being substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P. The drive unit 81 and the discharge control unit 82 are configured to discharge the droplet i made of the conductive coating liquid 2 from the nozzle 74a of the head chip 42 in the head unit 3 in a direction substantially opposite to the scanning direction of the head unit 3. Are controlled simultaneously. Accordingly, the liquid ejection apparatus 1 prints a circuit pattern made of a conductive material or the like in a predetermined printing range on the main surface of the printed board P.
[0126]
At this time, the control by which the head chip 42 discharges the droplet i to the main surface of the printed circuit board P by the discharge controller 82 is performed as follows. In the head chip 42, when a current is supplied to the pair of heating resistors 72a and 72b by the discharge controller 82, as shown in FIG. 20, the pair of heating resistors 72a and 72b in the coating liquid flow path 76 are brought into contact with each other. Bubbles J and K are generated in the portion, and as shown in FIG. 21, the conductive coating liquid 2 having a volume equal to the volume of the expansion of the bubbles J and K is pushed away by the expansion of the bubbles J and K.
[0127]
As a result, a droplet i having a volume equivalent to that of the electrically conductive coating liquid 2 pushed away from the portion in contact with the nozzle 74a is ejected from the nozzle 74a and landed on the main surface of the printed circuit board P. The pattern is printed. Further, the head chip 42 determines the ejection direction of the droplet i from the nozzle 74a according to the expansion of each of the bubbles J and K. That is, in the head chip 42, the faster the expansion speed of the bubbles J and K presses the conductive coating liquid 2 more, so the droplet i is pushed out to the side where the expansion of the bubbles is slower around the nozzle 74a. Discharge. Note that the bubbles J and K expand faster when they are in contact with the faster heating speed of the pair of heating resistors 72a and 72b, for example, by supplying more power. In the head chip 42, for example, when the head unit 3 scans in the direction indicated by the arrow B in FIGS. 20 and 21, the heating resistor 72 a positioned on the front side in the scanning direction is a pair of the heating resistors 72 a and 72 b. By increasing the speed at which heat is generated, the droplet i can be ejected in a direction substantially opposite to the direction in which the head unit 3 scans.
[0128]
At the same time, the control unit 87 controls the scanning speed when the head unit 3 scans the forward path and the ejection speed of the droplet i ejected from the nozzle 74a of the head unit 3. Thus, as shown in FIG. 16, when the head unit 3 ejects the droplet i from the nozzle 74a while scanning in the scanning direction B as the forward path, the head unit 3 ejects the droplet i in the direction opposite to the scanning direction. The directed line segment F obtained by combining the directed line segment D generated when the head unit 3 is scanned at a predetermined speed is the main surface of the printed wiring board P. The droplet i can be ejected in the direction of the directed line segment D so that the droplet i is substantially perpendicular to the principal surface of the printed board P.
[0129]
Next, when the head unit 3 scans the forward path and printing of a predetermined printing range is completed in step S13, the control unit 87 stops scanning of the head unit 3 and proceeds to step 14.
[0130]
Next, in step S14, the control unit 87 determines whether all the print data generated by the information processing device 88 has been printed on the main surface of the printed circuit board P, and if all the print data has not been printed. In step S15, if all the print data has been printed, the process proceeds to step S19, and the printing operation is terminated.
[0131]
Next, in step S15, the control unit 87 discharges the droplet i when the head unit 3 scans the return path with respect to the next printing range adjacent to the predetermined printing range printed by the head unit 3. The drive motors constituting the pair of transport rollers 8a, 8b and 9a, 9b are driven to a possible position to transport the printed circuit board P. When the position is determined, the transport of the printed circuit board P is stopped, and the process proceeds to step S16.
[0132]
Next, in step S16, the control unit 87 is driven so that the head unit 3 ejects the droplet i from the nozzle 74a while scanning the return path from the other end in the width direction of the printed circuit board P to the one end. The unit 81 and the discharge control unit 82 are controlled to print the next printing range, and the process proceeds to step 17. Specifically, the control unit 87 scans the return path by causing the head unit 3, which can reciprocate in a scanning direction that is substantially orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board P, to drive a drive motor that constitutes the drive belt 7. The drive unit 81 and the discharge control unit 82 are configured to discharge the droplet i made of the conductive coating liquid 2 from the nozzle 74a of the head chip 42 in the head unit 3 in a direction substantially opposite to the scanning direction of the head unit 3. Are controlled simultaneously. As a result, the liquid ejection apparatus 1 prints a circuit pattern made of a conductive material or the like on the next print range adjacent to the previously printed print range on the main surface of the printed circuit board P.
[0133]
At this time, the control unit 87 also controls the scanning speed when the head unit 3 scans the return path and the ejection speed of the droplet i ejected from the nozzle 74a of the head unit 3 as in the forward path. As a result, as shown in FIG. 17, the head unit 3 causes the droplet i to be ejected in a direction opposite to the scanning direction when ejecting the droplet i from the nozzle 74a while scanning in the scanning direction B as the backward path. The directed line segment I obtained by combining the directed line segment G generated when the head portion 3 is scanned at a predetermined speed is the main surface of the printed wiring board P. The droplet i is discharged in the direction of the directed line segment G, that is, in the direction substantially opposite to the directed line segment D in the forward path, so that the droplet i is the main line of the printed circuit board P. It is possible to make the light incident substantially perpendicular to the surface.
[0134]
Next, when the head unit 3 scans the return path and the printing of the next printing range is completed in step S <b> 17, the control unit 87 stops the scanning of the head unit 3 and proceeds to step 18.
[0135]
Next, in step S18, the control unit 87 determines whether all the print data generated by the information processing device 88 has been printed on the main surface of the printed circuit board P. If all the print data has not been printed, Proceeding to step S11, the processing after step S11 is performed, and if all the print data has been printed, the processing proceeds to step S19 and the printing operation is terminated.
[0136]
In this way, on the printed circuit board P conveyed by the conveyance rollers 8a, 8b and 9a, 9b, the head unit 3 has the next printing range adjacent to the printed range when the head unit 3 scans the forward path. Printing is performed when the return path is scanned, and a circuit pattern or the like corresponding to the print data is printed by repeating this operation. Then, the printed circuit board P that has been printed is discharged from the discharge port 4a.
[0137]
In the liquid ejecting apparatus 1 configured as described above, as shown in FIG. 16, when the head unit 3 ejects the droplet i from the nozzle 74a while scanning with the scanning direction B as the forward path, it is opposite to the scanning direction B. By ejecting the droplet i in the direction indicated by the directional line segment D, the droplet i can be incident substantially perpendicularly to the main surface of the printed circuit board P.
[0138]
Thereby, in this liquid ejection apparatus 1, as shown in FIG. 16, for example, when the convex portion 112 is generated on the main surface of the printed wiring board P due to the irregularities of the pattern wiring W formed in the lower layer via the insulating layer 111. For example, the droplet i can be incident substantially perpendicularly to the main surface of the printed circuit board P, and the droplet i can be appropriately landed in the vicinity of the base end portion 112a of the convex portion 112.
[0139]
Therefore, in this liquid coating apparatus 1, the liquid droplets which have been incident obliquely with respect to the main surface of the printed circuit board as in the past cannot be landed on the base end portion of the convex portion due to the convex portion and printed. It is possible to prevent a problem that the pattern wiring printed on the main surface of the substrate is disconnected.
[0140]
In the liquid ejecting apparatus 1, as shown in FIG. 17, even when the head unit 3 scans the backward path, the liquid droplet i is ejected in the direction opposite to the scanning direction, as in the forward path. The liquid droplet i can be incident substantially perpendicular to the main surface of the printed circuit board P.
[0141]
Further, in this liquid ejection apparatus 1, since it is possible to prevent disconnection of the pattern wiring that has occurred in the vicinity of the base end portion of the convex portion as in the prior art, for example, adjacent pattern wiring W printed on the main surface of the printed wiring board P. It is possible to reduce the distance between them and improve the degree of integration of the pattern wiring W, and the printed circuit board P can be reduced in size and cost.
[0142]
Further, in this liquid ejection apparatus 1, since the droplet i is incident substantially perpendicularly to the main surface of the printed circuit board P, the next printing range adjacent to the range printed when the head unit 3 scans the forward path. Can be printed when the head unit 3 scans the return path. That is, in the liquid ejection apparatus 1, the pattern wiring W that is prevented from being disconnected by printing the predetermined print range once while the head unit 3 ejects the droplet i is printed on the main surface of the printed circuit board P. Can do.
[0143]
Thereby, in this liquid discharge apparatus 1, in order to prevent disconnection of the pattern wiring printed on the main surface of the printed circuit board as in the prior art, the head unit can be reciprocated at least once in the same printing range, It is not necessary to slow down the scanning speed and cause the droplets to enter the object substantially perpendicularly, so that the time required for printing can be shortened and the amount of the conductive coating liquid 2 used for printing can be reduced. Therefore, in this liquid discharge apparatus 1, the manufacturing yield can be improved and the manufacturing cost can be suppressed.
[0144]
In the above example, the liquid discharge apparatus 1 that prints the pattern wiring W on the main surface of the printed circuit board P has been described as an example. However, the present invention is not limited to other apparatuses that discharge a small amount of liquid, ink, and the like. Etc. can be widely applied to printers and the like that print characters and images on recording paper. For example, the present invention can be applied to a discharge device for a DNA chip in liquid (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-34560).
[0145]
Furthermore, in the above example, the electrothermal conversion method in which the conductive coating liquid 2 is discharged from the nozzle 74a while heating the conductive coating liquid 2 by the pair of heating resistors 72a and 72b is adopted. The present invention can also be applied to an apparatus adopting an electromechanical conversion system in which a droplet i is electromechanically ejected from a nozzle 74a by an electromechanical conversion element such as a piezo element.
[0146]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the main surface of the object on which the ejected liquid lands is uneven, the liquid is ejected so that the direction in which the ejection means moves is approximately opposite to the direction in which the ejection means moves. By discharging more, the liquid discharged from the discharge hole can be incident and landed substantially perpendicularly to the main surface of the object, and the liquid can be placed near the base end of the convex portion on the main surface of the object as in the past. It is possible to prevent problems such as being unable to land.
[0147]
Therefore, according to the present invention, for example, when the pattern wiring is formed by printing by discharging liquid onto the main surface of the printed circuit board, the pattern wiring is disconnected near the base end portion of the convex portion on the main surface of the printed circuit board. Can be prevented.
[0148]
In addition, according to the present invention, since the liquid can be incident substantially perpendicular to the main surface of the object, the liquid can be made substantially uniform by simply moving the discharge means once while discharging the liquid on the main surface of the object. Can land on.
[0149]
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the time taken to discharge the liquid onto the main surface of the object and to reduce the amount of liquid to be used, thereby improving the manufacturing yield and suppressing the manufacturing cost and the material cost. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a liquid ejection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a head unit provided in the liquid ejection apparatus.
FIG. 3 is a schematic view showing a state where a supply port of a coating liquid supply unit is closed by a valve when a coating liquid cartridge is mounted on the head unit.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a supply port of a coating liquid supply unit is opened when a coating liquid cartridge is mounted on the head unit.
FIG. 5 is a plan view showing a mounting portion of the head portion.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the relationship between the coating liquid cartridge and the head chip.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the valve of the valve mechanism in the connection portion of the head portion is closed.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the valve of the valve mechanism at the connection portion of the head portion is opened.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a head chip of the head portion.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a head chip of the head unit.
FIG. 11 is a plan view showing a head chip of the head unit.
12A and 12B are characteristic diagrams showing the relationship between the difference in bubble generation time and the discharge angle, where FIG. 12A shows the discharge angle of droplets in the scanning direction of the head unit, and FIG. 12B shows the printed circuit board. The droplet discharge angle in the transport direction is shown.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a control circuit of the liquid ejection apparatus.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a discharge control unit provided in the liquid discharge apparatus.
FIG. 15 is a plan view schematically showing landing points of droplets ejected from the head chip.
FIG. 16 is a side view schematically showing a state in which the head unit ejects droplets in a direction substantially opposite to the scanning direction while scanning the forward path.
FIG. 17 is a side view schematically showing a state in which the head unit ejects droplets in a direction substantially opposite to the scanning direction while scanning the return path.
FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for controlling the liquid ejection apparatus.
FIG. 19 is a flowchart illustrating a printing operation of the liquid ejection apparatus.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state where bubbles are generated in the head chip of the head unit.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state in which droplets are ejected from the nozzles by the generated bubbles in the head chip of the head unit.
FIG. 22 is a side view schematically showing a state in which a conventional head unit ejects droplets substantially perpendicularly to the main surface of the printed circuit board while scanning, and FIG. FIG. 5B shows a state in which droplets are being discharged in the return path.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid discharge apparatus, 2 electrically conductive coating liquid, 3 head part, 4 apparatus main body, 4a discharge port, 5 coating liquid cartridge, 6 scanning rail, 7 drive belt, 8a, 8b, 9a, 9b conveyance roller, 11 coating liquid cartridge, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Coating liquid accommodating part, 13 Coating liquid supply part, 31 Main body part, 32 Mounting part, 42 Head chip, 71 Circuit board, 72a, 72b Heating resistor, 73 Film, 74 Nozzle sheet, 74a nozzle, 75 Liquid chamber, 76 Coating liquid supply path, 82 discharge control unit, 87 control unit, 91a, 91b power source, 92a, 92b, 92c switching element, 93a, 93b, 93c resistor, 94 variable resistor, 101, 102, 103, 104, 105, 106,107 Landing point
