JP4432347B2 - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents
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Description
【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
【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
Claims (4)
- 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液体吐出装置。 - 上記対象物が、プリント配線基板である請求項１記載の液体吐出装置。
- 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液体吐出方法。 - 上記対象物が、プリント配線基板であり、このプリント配線基板の主面に上記吐出孔より上記液体を吐出させることを特徴とする請求項３記載の液体吐出方法。
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