JP2000198224A

JP2000198224A - 印刷治具、メンテナンス機構及び印刷装置

Info

Publication number: JP2000198224A
Application number: JP30799A
Authority: JP
Inventors: Fumio Maeno; 文男前野
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1999-01-05
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】従来、プリント基板製作に要した準備期間を
短縮する。【解決手段】インクジェットヘッド２を備えた印刷装
置にプリント基板を取り付けるための治具５に空吐出さ
れたインク滴を受ける凹部を設け、さらに精密印刷のた
めのスライドテーブル６，７を設けることにより、コン
ピューターで作成した形状のパターンを、プリント基板
のレジストに直接印刷することを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板のパ
ターン印刷や文字盤の印刷に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板は試作的には次のよ
うな手順で作られている。回路の配線図からパターン図
を作る。次に、パターン図から、マイラーフイルムの上
にレタリングシートを転写する。必要な大きさの生のプ
リント基板上に、暗室内の安全灯の下でスピンナーを使
用してホトレジストを塗布する。必要時間回転させた
後、プリント基板をスピンナーから取り外し乾燥炉に入
れてプリべークする。プリベークしたプリント基板の上
に、マイラーフイルムのマスクパターンを載せて、蛍光
灯の下で露光する。露光後、回路基盤を現像液に入れて
現像する。像が現れたことを確認して水洗いする。その
後水切りして、乾燥炉内でポストべークする。乾燥後、
乾燥炉から取り出して自然冷却する。プラスチック容器
に塩化第２鉄溶液を入れ、その中に回路基盤を浸し、液
を攪拌しながら銅箔をエッチングする。エッチングが完
了したら、よく水洗いして乾燥させる。乾燥後、部品を
実装するための穴を穴開けする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイラ
ーフイルム上に手作業でレタリングシートを転写するた
め複雑な回路や、線間隔の狭い回路は作るのが困難であ
り、試作や修正の度にマスクを作り直すので労力を要し
ていた。

【０００４】この発明の目的はそれらの問題を解決する
ために、コンピューターのアップリケーションプログラ
ム上でパターンを作り、ホトレジストの上にパターンを
印刷してマスクパターン製作する為の、印刷治具、メン
テナンス機構及び印刷装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】プリント基板に塗布した
プリベーク後のフォトレジストに、直接マスクパターン
を印刷することにより、前記課題の解決を図った。その
ためには、次のような手段を採用した。１：印刷方式としては、非接触で印刷が可能なインクジ
ェット印刷方式を用いる。２：インクは、フォトレジストに対して適合性の高い油
性インクを使用する。３：更に被印刷物であるプリント基板は、フォトレジス
トを塗布してプリベークした後、印刷治具に取り付けた
ものを印刷装置に取り付ける。印刷直後にインクが乾燥
していない場合にも印刷治具ごと印刷装置から取り外す
ことができる。取り付け取り外しを繰り返す場合でも、
取り付け位置が再現するように、２本の軸により位置決
めしてネジで固定する。４：位置決め軸から治具を取り外しやすいように、凹部
を設けてある。５：インクジェット印刷方式で印刷を行う場合、使用頻
度の少ないノズル内部のインクが、溶媒の蒸発により粘
度が増加し、印刷品質を劣化させる場合がある。その対
策として、所定の時間経過後、全ノズルからインクを吐
出させ、粘度の増加したインクを強制的に吐出させる。
これを空吐出と呼ぶことにする。所定時間経過後とは、
一定行数又は一定時間印刷した後ということである。６：空吐出のときのインクを受ける、受容容器は、主走
査の動きの延長上にあり、短時間で空吐出する位置に到
達できるようにしてある。すなわち、被印刷物を印刷治
具に取り付ける、印刷治具の基準面と隣接して位置に、
空吐出により強制的に吐出されたインクを受けるための
凹部を設けてある。

【０００６】インクジェット印刷方式による印刷の、行
方向の動きを主走査、列方向の動きを副走査とする。こ
の発明の実施例（図１参照）では、Ｘ・Ｙスライドユニ
ットのＹスライド６の直動方向の動き（図１で矢印１
７）が主走査であり、Ｘスライド７の直動方向の動き
（図１で矢印１８）が副走査である。主走査の速度はイ
ンクジェットヘッドの作動周波数と分解能の積である。
被印刷物を停止状態から加速して一定速度になった
後、分解能に相当する時間間隔で印刷パターンに対応す
るノズルへ電気信号を送りインクを吐出する。空吐出に
より吐出したインクを受けるインク容器の位置は、加速
領域に設けるのが好ましい。主走査での印刷では、次の
二点が重要である。１．印刷範囲で速度が一定であること。２．十分な精度で速度が設定できること。そのようにして主走査方向で１行印刷した後、副走査方
向に分解能の距離だけ移動する。（例えば送りネジのピ
ッチを４ｍｍとする。パルスモーターとパルスモーター
ドライバーを分解能が０．０７２°となるように選定す
る。そのように構成したスライドの、１パルス当たりの
テーブルの移動量は０．０００８ｍｍである。１副走査
の動きとして２２パルス出力すると、被印刷物は０．０
１７６ｍｍ移動する。１４４０ｄｐｉの理論値は０．０
１７６３８８．．．ｍｍである。誤差は僅かに０．００
００３８８．．．ｍｍである。）

【０００７】印刷品質保持のためには、以下のメンテナ
ンス機構をも設けてある。１．プリンターが休止している間、インクジェットヘッ
ドのノズル面のノズル穴から、インクジェットヘッド内
部のインクから溶媒の蒸発を防ぐためのシールキャップ
を使用して、ノズル面を覆う構成である。２．待機中のインクジェットヘッド内部で、溶媒の蒸発
により粘度の増加したインクを、印刷前に吸引して排出
するためのキャップとポンプを設けてある。３．インクで汚染されたノズル面を洗浄するための洗浄
液と洗浄機能を有する機構を設けてある。４．ノズル面を拭うためのクリーニングクロスを設けて
ある。

【０００８】さらに、これらのメンテナンスのための機
構を、被印刷物テーブルの背面側に設けて、インクジェ
ットヘッドを印刷位置から、メンテナンス位置へ移動さ
せるためのスライド機構を設けて構成してある。すなわ
ち、（図１参照）、直動ユニットとは、モータによっ
て、送りねじを駆動し、リニアガイドとナットのよっ
て、拘束されつつテーブルが直動するものである。直動
ユニットである、Ｘスライド７、Ｙスライド６、メンテ
スライド１６とインクジェット搬送スライド９で構成さ
れた印刷装置である。Ｘスライド７は、水平平面である
ベース上面にでＸ方向に配置してある。Ｙスライド６
は、被印刷物を取り付けるＹスライドテーブル３３をＹ
方向に直動するように、かつＸスライド７と直交するよ
うに重ねて配置構成されてある。印刷品質を保持するた
めのメンテナンス機構を備えたメンテスライド１６は、
ベースの上面に設けてある。そして、インクジェット搬
送スライド９は、ベース８に取り付けたブラケットに取
り付けられている。インクジェット搬送スライドは、印
刷する位置であるＹスライドテーブルの上方と、メンテ
ナンス位置であるメンテナンススライド上方に、インク
ジェット搬送スライドのテーブルに取り付けたインクジ
ェットヘッドを、搬送・位置決めすることを特徴とする
構成である。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明による実施の形態には以
下のような特徴がある。１：生の回路基板の上面にはプリベークしたフォトレジ
スト層が形成してあるため、油性のインクを使用して非
接触で印刷が可能なインクジェットプリンターがマスク
パターンの印刷に特に適している。２：印刷直後のインクは十分乾燥していないため、被印
刷物を取り外す際に表面に触れることは好ましくない。
そのため回路基板ごと取り外しが可能な治具を使用する
印刷装置である。３：インクジェットヘッドにより印刷を行う際には、使
用頻度の低いノズル内部のインクは、溶媒が蒸発して、
使用頻度の高い他のノズルのインクよりも粘度が増加し
印刷品質が劣化する原因となる可能性がある。よって、
印刷の途中で所定の時間ごとに、被印刷物から外れた位
置で、全てのノズルからインクを吐出して粘度が増加し
たインクを排出する（空吐出を行い粘度の増加したイン
クを排出する。）。その時に、排出されたインクを受け
るための溝（凹部）を、印刷治具に設けた。排出された
インクを受ける為の溝（凹部）は、被印刷物から外れた
位置であり、なおかつ被印刷物のできるだけ近くである
と好ましい。４：主走査方向の動きを得るために、送りねじをサーボ
モーターにより駆動し、一定速度でテーブルを移動させ
る。モータ軸のエンコーダーからの出力を電気処理する
ことにより、常に一定位置で信号パルスを得ることがで
きるので、信号パルスからの時間を計数してインクジェ
ットヘッドからインクを吐出する信号をインクジェット
ヘッドに対して送ることにより、一走査のパターンを生
成する。

【００１０】（例えば、テーブルの移動速度は、インク
ジェットヘッドの吐出周波数とインクジェットプリンタ
ーの分解能を掛けた値で、１０ｋＨＺと１４４０ｄｐｉ
に相当する０．０１７６３８８．．．ｍｍを掛けた１７
６．４ｍｍ／ｓｅｃである。）

【００１１】例えば、印刷装置のおいて、１２０ｄｐｉ
のインクジェットヘッドユニットヘッド３個を０．０７
０５６ｍｍノズル列方向にずらして９．７３６７ｍｍ間
隔で並べた構造なので、テーブルの移動距離の両側の
９．７３６７ｍｍプラス加減速距離を除いた範囲が印刷
範囲である。副走査方向の動きは、インクジェットヘッ
ドによって印刷した画素と画素の間隔が０．０７０５６
ｍｍなので、１４４０ｄｐｉの印刷をするためには以下
のような方法による。最初に主走査方向の印刷を行う。
副走査方向に０．０１７６４ｍｍ移動した後、第２の主
走査方向の印刷を行う。さらに副走査方向に０．０１７
６４ｍｍ移動した後、主走査方向の印刷を行う方法で第
３、第４行の印刷を行う。第４行の印刷が終了した後、
副走査方向に４．１８０４２ｍｍ移動して、副走査方向
に第１から第４行の印刷と同じ動きにより次の第５から
第８列の印刷を行う。このようにして１４４０ｄｐｉの
印刷を実現する。副走査方向の送りねじのピッチを４ｍ
ｍに選定する。（パルスモーターとして山洋電気株式会
社製５相ステッピングモーターＨシリーズ型番１０３Ｈ
７８５３−７０５１を選択する。パルスモータードライ
バーは、山洋電気株式会社製５相ステッピングドライバ
ＰＭＭ−ＢＡ−５８０３−１を選ぶと、パルスモーター
のステップ角度０．７２°をさらに１／１０する事がで
きる。その結果副走査方向に、１パルスあたり０．００
０８ｍｍの動きを発生することができる。第２，第３，
第４の副走査方向の動き量の理論値０．０１７６４ｍｍ
に対し、２２パルスの送り量は０．０１７６ｍｍで、理
論値に対する誤差は僅かに０．００００４ｍｍである。
この構造により回路基板のマスクパターン印刷に対し十
分な送り精度を実現することができる。前記のパルスモ
ーターとパルスモータードライバーの組み合わせによれ
ば、１パルスあたりの回転角度を０．０３６°に設定す
ることもできる。この場合、８ｍｍのピッチの送りねじ
を使用すれば同じ結果が得られる。）

【００１２】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明による印刷装置の斜視図である。直
動ユニットとは、モータによって、送りねじを駆動し、
リニアガイドとナットによって、拘束されつつテーブル
が直動するものである。この発明の実施例においては、
Ｘスライド７、Ｙスライド６、インクジェット搬送スラ
イド９とメンテスライド１６は直動ユニットで構成され
ている。印刷装置による印刷の、行方向の動きを主走
査、列方向の動きを副走査とする。この発明の実施例に
おいては、、Ｘ・ＹスライドユニットのＹスライド６の
テーブルの直動方向（矢印１７）の動きがが主走査であ
り、Ｘスライド７のテーブルの直動方向（矢印１８）の
動きが副走査である。インクジェットヘッド２の上部
に、インクカートリッジ３が設けてある。インクカート
リッジ３はインクジェットヘッド２に対しインクを供給
する。フレキシブルケーブル４によって、印刷装置の制
御部からインクジェットヘッド２へ電気信号を伝える。
プリント基板を取り付ける治具５は、Ｙスライド６のテ
ーブルに取り付けてあり、印刷をするときには、スライ
ド６が駆動し、矢印１７の方向に一定速度で移動しなが
ら第１行目のパターンを、インクジェットヘッド２によ
り印刷する。Ｙスライド６は、Ｘスライド７と直交する
ようにＸスライド７のテーブルに取り付けてあり、第１
行目を印刷した後、Ｘスライド７が、矢印１７と直交す
る方向の矢印１８の方向に移動することによって、治具
５に取り付けたプリント基板に副走査の動きを与える。
ベース（図示せず）上のＸスライド７の背面側に、印刷
品質を保持するためのメンテナンス機構を備えたメンテ
スライド１６が設けてある。メンテスライド１６のテー
ブルにはメンテナンス機構として、シールキャップ１
０，クリーニングクロス１１、キャップ１２等が設けて
ある。プリント基板の印刷が終了した後、ブラケット８
に取り付けたインクジェット搬送スライド９が作動し、
インクジェットヘッド２をシールキャップ１０の上方に
移動させる。シールキャップ１０が上昇し、インクジェ
ットヘッド２のノズルをカバーする。印刷を開始する時
は、シールキャップ１０を下降させた後、矢印２０の方
向にメンテスライドを移動させ、インクジェットヘッド
３の下方にキャップ１２を移動させ上昇させる。ポンプ
１５を駆動して、ノズル内部の増粘したインクを吸引
し、キャップ１２を下降させると同時にクリーニングク
ロス１１を上昇させ、メンテスライド１６のテーブルを
前後に駆動して、ノズル吸引の際にノズル板に付着した
インクを拭い取る。メンテスライド１６が初期状態に戻
り、インクジェットヘッド２は印刷位置に移動する。

【００１３】図２は、プリント基板２１を取り付けるた
めの治具５の斜視図を示す。治具基板２２は、側面がス
ライドの運動方向に対し平行になるように、Ｙスライド
６のテーブルにねじで固定されている。プリント基板取
り付け板２３は、Ｙスライドの運動方向と直角に、プリ
ント基板突き当て面２４を設けてある。治具基板２２か
らはずした後、再取り付けの際に、平行ピン２５で繰り
返し同じ位置に取り付けることができる。プリント基板
突き当て面２４と直角に、プリント基板突き当て材２６
が設けてある。平行ピン２７は、プリント基板突き当て
面２４とプリント基板突き当て材２６の直角を実現する
ために設けてある。プリント基板取り付け板２３にプリ
ント基板２１の印刷の基準になる辺を、プリント基板突
き当て面２４とプリント基板突き当て材２６に突き当て
るようにして載せた後、プリント基板固定板２８で側面
から固定する。印刷終了後、平行ピン２５からプリント
基板取り付け板２３を取り外すために、凹部３０を設け
てある。プリント基板取り付け板２３には、プリント基
板突き当て面２４が設けてあり、プリント基板を取り付
ける際の基準となる。プリント基板取り付け板２３に受
容容器２９が設けてある。受容容器２９は、凹部形状を
した溝である。そして、受容容器２９は空吐出により強
制的に吐出した、廃インクを受けて溜めるところであ
る。

【００１４】図３は、Ｘ・Ｙスライドユニットの斜視図
である。直動ユニットとは、モータによって、送りねじ
を駆動し、リニアガイドとナットによって、拘束されつ
つテーブルが直動するものである。Ｘスライド７は直動
ユニットである。Ｘスライド７は、水平平面であるベー
ス（図示せず）上面にでＸ方向に配置してある。すなわ
ち（Ｘスライド）テーブル５４（図４参照）がＸ方向に
直動するようにに配置されていることである。Ｙスライ
ド６も直動ユニットである。Ｙスライド６はＹスライド
テーブル３３をＹ方向に直動するように、かつＸスライ
ド７と直交するように重ねて配置構成されている。すな
わち、Ｙスライド６は、Ｘスライド７にて前後に直動す
るＸスライドテーブル５４に取り付けられている（図４
参照）。そして、Ｘテーブルの直動方向とＹテーブルの
直動方向は（図示していないベース平面と平行な平面
で）直交する。（図１参照）Ｙスライド６の上部に、印刷治具５（図２参照）を取り
付けるＹスライドテーブル３３が設けてあり、Ｙスライ
ドテーブル３３にドグ３４を取り付けてある。Ｙスライ
ド６に原点近傍センサー３５，モーター側オーバートラ
ベルセンサー３６，反モーター側オーバートラベルセン
サー３７が取り付けてあり、Ｙスライドテーブル３３が
移動すると、ドグ３４が各センサーを作動させ、印刷装
置がＹスライドテーブル３３の位置を検知することがで
きる。Ｙスライド６の左端に、エンコーダー付き直流モ
ーター３１が取り付けてあり、右端に、カバー４９が取
り付けてある。上面に、Ｙスライドカバー３８が取り付
けてある。Ｙスライド６は、Ｘスライドテーブル５４に
取り付けてあり、前後に移動する。Ｘスライド７に原点
近傍センサー３９、モーター側オーバートラベルセンサ
ー４０、反モーター側オーバートラベルセンサー４１が
取り付けてあり、Ｘスライドテーブル５４をの位置を知
ることができる。Ｘスライド７の後端にエンコーダー付
きパルスモーター３２が取り付けてあり、正面側に、カ
バー４９を取り付けてある。上面に、Ｘスライドカバー
４２が取り付けてある。

【００１５】図４は、図１の矢印Ａ位置における断面図
を示す。Ｙスライドの送りねじ４３に、ＳＰ級の組み合
わせアンギュラー玉軸受などの半径方向と軸方向の力を
支えることができるモーター側軸受け４４を、ナット４
５で固定する。送りナット５１と組み立てながら送りね
じ端部軸受け４７を組み立て、ナット４７で固定する。
Ｙスライド６にハウジングに、モーター側軸受け４４の
外輪を挿入し、外輪押さえ４６で固定する。エンコーダ
ー付き直流モーター３１とジョイント５０を組み立て、
送りねじ４３と直流モーター３１とを連結する。カバー
４９を取り付ける。Ｙスライドテーブル３３に、治具基
板２２が取り付けてあり、平行ピン２５で繰り返し取り
付け制度を保証されたプリント基板取り付け板２３を設
ける。プリント基板取り付け板２３には、プリント基板
突き当て面２４が設けてあり、プリント基板を取り付け
る際の基準となる。プリント基板取り付け板２３に受容
容器２９が設けてある。Ｘスライド７にリニアスライド
５３を介してＸスライドテーブル５４が設けてある。Ｘ
スライドテーブル５４の上部にＹスライド６が取り付け
てある。Ｘスライドテーブル５４にナット５１が取り付
けてあり、Ｘスライドの送りねじ５２が回転すると、Ｘ
スライドテーブル５４及びＹスライド６が移動する。
（例えば、Ｘスライドの送りねじ５２のピッチを４ｍｍ
に選定した場合には以下のようになる。。パルスモータ
ーとして山洋電気株式会社製５相ステッピングモーター
Ｈシリーズ型番１０３Ｈ７８５３−７０５１を選択す
る。パルスモータードライバーとして、山洋電気株式会
社製５相ステッピングドライバＰＭＭ−ＢＡ−５８０３
−１を選ぶと、パルスモーターのステップ角度を０．０
７２°にする事ができる。その結果１パルスあたり０．
０００８ｍｍの動きを発生することができる。第２，第
３，第４の副走査方向の動き量の理論値０．０１７６３
８８．．．ｍｍに対し、２２パルスの送り量は０．０１
７６ｍｍで、理論値に対する誤差は僅かに０．００００
３８８．．．ｍｍである。）このようにして高精度なテーブル送りを実現することが
できる。Ｘスライド７にモーター側オーバートラベルセ
ンサー４０が取り付けてあり、Ｙスライド６に取り付け
たドグ３４が遮蔽することによりオーバートラベルを検
出し、モーターの駆動を停止する。Ｘスライド７からＹ
スライド６への配線を支えるためのケーブルキャリア５
５が設けてある。

【００１６】図５は、スライドテーブルが移動したとき
の、エンコーダー、原点近傍センサー、モーター側オー
バートラベルセンサー、反モーター側オーバートラベル
センサーの出力レベルの変化を示すグラフである。エン
コーダーからは、グラフＯＲＧで示すように、モーター
が１回転するごとに０．７２°の幅のパルスを出力す
る。原点近傍センサー３５、３９の出力は、ホトインタ
ーラプターをテーブルとともに移動するドグ３４が、遮
断状態か解放状態かにより変化し、ＰＰＸグラフで示さ
れる。反モーター側オーバートラベルセンサー３７，４
１の出力はＯＴ１グラフで示す。モーター側オーバート
ラベルセンサ３６，４０の出力をＯＴ２グラフで示す。
距離Ｇは、Ｙスライドの送りねじ４３及びＸスライドの
送りねじ５２を回転したとき、反モーター側に於いてス
ライドとテーブルが干渉する位置から、モーター側に於
いて、スライドとテーブルが干渉する位置までの可動範
囲を示す。距離Ｇは、原点で停止しているテーブルが、
モターの回転によって起動し、モーター側のオーバート
ラベル信号までの間に移動することができる範囲を示
す。エンコーダー付き直流モーター３１は、操作性上か
らＹスライド６の左側に取り付けてあるのに対し印刷開
始位置をプリント基板２１の左上としたため、Ｙスライ
ド６の原点近傍センサー３５はスライドの反モーター側
に設けた。同様に、Ｘスライド７の原点近傍センサー３
９が反モーター側に取り付けてある。

【００１７】図６は、図１の矢印Ｂ位置における断面図
を示す。インクジェットヘッドユニット５６（図７で
は、７４、７５、７６）は、フレーム５７に取り付けて
ある。フレーム５７は、インクジェット搬送スライド９
のテーブルに取り付けたインクジェットヘッドホルダー
５８に固定されている。インクジェットヘッドユニット
５６とジョイント６０を挟んでブラケット５９が、イン
クジェットヘッドホルダー５８に固定されている。イン
クジェットヘッドホルダー５８に基板５３が取り付けて
あり、図示しないフレキシブルケーブルを介してインク
ジェットヘッドユニット５６と電気的に接続してある。
基板６３に取り付けたコネクター６４にフレキシブルケ
ーブル４が接続されている。制御部からの電気信号は、
フラットケーブル４から基板６３を経由して、インクジ
ェットヘッド２へ伝えられる。インクカートリッジ３の
ケース６５に、多孔質材６７が挿入してありインクが充
填してある。蓋６８が、インクがインクカートリッジ３
から漏れるのを防いでいる。インクカートリッジ３の
インク出口付近に、フ_イルター６６が取り付けてあり、
多孔質材６７からインクジェットヘッドユニット５６
へ、インクとともにゴミが流れ込むのを防止する。イン
クの出口付近のブラケット５９のインク受け部６１と重
複する位置に、ゴムのシール６９が取り付けてあり、未
使用状態のインクカートリッジ３内部のインク背圧を保
持している。シール６９と出口の間にインク溜７０が設
けてありインクが充満しており、その外側にインクが流
れ出すのを防ぐための容易に破ることのできるシールを
張り付けてある。インクカートリッジ３に設けた突起部
７１をインクジェットヘッドホルダー５８に挿入して、
弾性材７３を圧縮しながら押し下げる。インク受け部６
１の先端は、まずシールを突き破り、インク溜７２のイ
ンクのメニスカスが、インク受け部６１のインク通路６
２出口におけるインクメニスカスと結合し空気を遮断す
る。次に、インク受け部６１の先端がシール６９を破
る。インク通路６２とインクジェットヘッド５６内部の
インクにインクカートリッジ３の背圧が加わるが、ノズ
ル出口のインクメニスカスの張力により圧力が釣り合う
ので、インクがカートリッジ３側へインクが流れてイン
クジェットヘッド５６に空気が入るのを防止することが
できる。フック７２によってインクカートリッジ３の取
り付け状態が維持される。

【００１８】図７は、図６の矢印Ｄ位置における詳細図
である。フレーム５７に、第１のインクジェットヘッド
ユニット、第２のインクジェットヘッドユニット、第３
のインクジェットヘッドユニットが取り付けてある。そ
れぞれのインクジェットヘッドユニットにノズル列７７
が設けてあり、図の送り方向矢印と直角方向に、Ｙスラ
イドテーブル３３が移動しながら第１行目の印刷を行っ
た後、送り方向矢印の方向にＸスライドのテーブル５４
が移動して第２行目の印刷を行う。

【００１９】図８は、ノズルの配置を示す模式図であ
る。第１のインクジェットヘッドユニット、第２のイン
クジェットヘッドユニット、第３のインクジェットヘッ
ドユニットの各ノズル列は２２個のノズルで構成されて
いる。２２個のノズルのうち、外側の２個は、各ノズル
のインク吐出の条件をそろえるためのダミーであり、実
際に印刷を行うのは２０個である。ノズルとノズルの間
隔は０．２１１６７ｍｍで、各インクジェットヘッドは
上下方向に互いに０．０７０６ｍｍずれている。又、各
インクジェットヘッドユニットの横方向の間隔は９．７
３６７ｍｍである。

【００２０】図９は、インクジェット搬送スライド９の
斜視図である。インクジェット搬送スライド９は直動ユ
ニットである。インクジェット搬送スライド９は、イン
クジェットヘッドでプリント基板へ印刷する位置と、イ
ンクジェットヘッドがメンテナンスされる位置とへ、搬
送・位置決めする。Ｘスライド７の後方に、ベース（図
示せず）に設けたブラケット８に、インクジェット搬送
スライド９が取り付けてある。エンコーダー付パルスモ
ーター７８によって、前述のＸ・Ｙスライドと同様に送
りねじを駆動して、テーブル７９を移動させる。テーブ
ル７９にドグ８０が取り付けてあり、原点近傍センサー
８１、モーター側オーバートラベルセンサー８２、反モ
ーター側オーバートラベルセンサー８３を遮断して位置
信号を出力する。

【００２１】図１０は、メンテナンス機構の概念図を示
す。パルスモーター８４に設けた歯車は、第１中間歯車
８６と噛み合っている。パルスモーター８４が矢印８５
の方向に回転すると、第１中間歯車８６と噛み合ってい
る揺動歯車８８が第２中間歯車８７と噛み合う。カム軸
９０に設けたカム軸歯車８９は第２中間歯車８７と噛み
合っており、揺動歯車８８と第２中間歯車８７を経由し
てパルスモーター８４から駆動される。カム軸歯車８９
に溝９１が設けてあり、カム軸９０が回転して、溝９１
が原点センサー９２を横切ると、原点センサー９２から
印刷装置へ信号が送られる。この方法で印刷装置はカム
軸９０の原点を知ることができる。カム軸９０が原点か
ら回転すると、最初にシールキャップ１０とキャップ１
２が上昇しクリーニングクロス１１は、下降位置にあ
る。カム軸９０がさらに回転すると、シールキャップ１
０とキャップ１２が下降し始めると同時に、クリーニン
グクロス１１が上昇し始める。シールキャップ１０とキ
ャップ１２が下降し終わると、クリーニングクロス１１
が上昇し終わる。次にシールキャップ１０とキャップ１
２が下降状態のままクリーニングクロス１１が下降し、
下降し終わった状態でカム軸９０は３６０°回転し終わ
る。

【００２２】シールキャップ２２がインクジェットヘッ
ド２に密着した状態で、ヘッド吸引指令を受けると、最
初にパルスモーター８４が、矢印８５と逆の方向に回転
する。揺動歯車８８が二点鎖線９３の位置に回転し、揺
動歯車８８と第３中間歯車９４が噛み合う。揺動歯車８
８、第３中間歯車９４、第４歯車９５を経由してクリー
ニングクロス送り歯車９６が回転する。クリーニングク
ロスが一定量送られ、クリーニングクロスの新しい面が
作動位置に移動する。パルスモーター８４が矢印８５の
方向に回転し、カム軸９０が原点位置まで回転し停止す
る。シールキャップ１０とキャップ１２、クリーニング
クロス１１が下降位置にある。メンテスライド１６が移
動し、インクジェットヘッド２の位置にキャップ１２が
移動する。パルスモーター８４が矢印８５の方向に回転
して、カム軸９０が回転しキャップ１２がインクジェッ
トヘッド２に密着する。パルスモーター８４が停止しポ
ンプが起動しインクジェットヘッド２からインクを吸引
する。一定時間経過後、パルスモーター８４が、矢印８
５の方向に回転する。カム軸９０が回転し、（キャップ
１２がインクジェットヘッドに密着した状態で）、バネ
の作用で洗浄液チューブ９８を押しつぶしていた、弁部
材１００がカムで動かされ、洗浄液チューブ９８が開
く。ノズル穴の径は０．０２５ｍｍであるのに対し洗浄
液チューブ９８の内径が０．５ｍｍであるため、管路抵
抗の差でインクの流れが停止し、洗浄液が吸引されてキ
ャップ１２に流入する。そしてキャップ１２に流入した
洗浄液でインクジェットヘッドのノズル面は洗浄され
る。一定時間経過後ポンプが停止し、カム軸９０が回転
して、弁部材１００を閉じ、シールキャップ１０とキャ
ップ１２が下降し、クリーニングクロス１１が上昇して
カム軸９０が停止する。メンテスライド１６が左右に移
動し、インクジェットヘッド２のノズル板に付着した洗
浄液を拭い取り、メンテナンス工程が終了し次の印刷工
程に移る。

【００２３】図１１は、図１０の矢印Ｅにおける断面図
を示す。下フレーム１０２は、バネ１０３に付勢され、
カム１０１に当たり停止している。カム軸９０が矢印１
１３の方向に回転すると、カム軸９０上のカム１０１な
半径が減少し、下フレーム１０２と上フレーム１０４が
上昇する。キャップ１２はインクジェットヘッド２に当
たっているので、バネ１０６が撓みやがて球面１０７が
上フレーム１０４の穴の縁に当たる。球面１０７の自動
調心作用で、インクジェットヘッド２のノズル面にキャ
ップ１２が均一な圧力で接触する。ジョイント１０８を
経由してキャップ１２と吸引側ポンプチューブ１０９が
接続してある。ポンプ１５を起動すると、インクジェッ
トヘッド２からインクが吸引され、排出側ポンプチュー
ブ１１０からブラケット１１１を経由して、廃液タンク
１４に流出する。ポンプ１５が回転している状態で、カ
ム軸９０が矢印１１３の方向にさらに回転すると、カム
１１２が弁部材１００を矢印１１４の方向に回転させ、
洗浄液タンク１３からブラケット１１１、洗浄液チュー
ブ９６を介して、洗浄液がキャップ１２内部の空間に流
入する。ポンプ１５を停止させ、カム軸９０をさらに回
転させると、弁部材１００が図の位置に移動し、洗浄液
チューブ９６を圧縮して洗浄液の流れを塞ぐ。カム１０
１が下フレーム１０２及び上フレーム１０４，キャップ
を押し下げる。

【００２４】図１２は、クリーニングクロスカートリッ
ジ１１５の概念図を示す。クリーニングクロス１１を収
納するケース１１６は、ユニットとしてメンテナンス機
構に取り付け取り外しが可能である。カムによって上方
に動くブラケット１１７がバネ１１８でケース１１６に
取り付けてある。インクジェットヘッド２の拭き取りの
際は、ブラケット１１７がクリーニングクロス１１を下
面から押し上げる。クリーニングクロス送り歯車９６と
連結した送りローラー１１９とテンションローラー１２
０の間に、クリーニングクロス１１が挟まれている。ク
リーニングクロス１１は環状であり、送りローラー９６
の下方の収納室に折り畳まれた状態で収納され、送りロ
ーラー１１９が回転すると、ローラー１１９に引かれ
て、収納室出口から出て、ガイドローラー１２１で方向
を変えながら移動してゆく。

【００２５】図１３は、シールキャップホルダー１２３
を後方から見た斜視図である。シールキャップホルダー
１２３にシールキャップ１０が設けてある。シールキャ
ップ１０の内部にチューブ１２４が設けてあり、チュー
ブ１２４は、絞り１２５に接続されている。絞り１２５
の先端は、大気に解放されている。インクジェットヘッ
ド２とシールキャップ１０との接続の際及び大気温度の
変化によりキャップ内部の空気が膨張したとき、キャッ
プ内の圧力が上昇すると、ノズルからインクジェットヘ
ッド内部に空気が侵入するので、空気の侵入を防止す
る。又、シール状態のシールキャップの湿度を保持する
ために、大気に対する解放口には絞り１２５を設けてあ
る。絞り１２５は断面積が０．２ｍｍ²で長さは７５．
７ｍｍである。

【００２６】図１４は、図１０の矢印Ｆにおける断面図
を示す。フレーム１２７は、バネ１２８で付勢され、カ
ム軸９０のカム１２６の最小半径位置にあり、シールキ
ャップ１０がインクジェットヘッド２に当たって停止し
ている。バネ１２８はバネ１２９より強力であり、バネ
１２９が撓んでシールキャップホルダー１２３の球面１
３０がフレーム１２７の穴の縁に当たり、自動調心作用
でシールキャップ１０がインクジェットヘッド２に平均
的に当たって、気密を保っている。シールキャップ内部
の気圧の上昇により、インクジェットヘッド２内部に空
気が入らないように、シールキャップ１０内部がチュ−
ブ１２４及び絞り１２５を経由して大気と導通してい
る。カム１２６が回転し、カムの最大径までフレーム１
２７を押し下げる。フレーム１２７とフック１３１の突
起部がシールキャップホルダー１２３に当たり、バネ１
２９の作用を拘束し、シールキャップ１０がインクジェ
ットヘッド２から離れる。矢印１３２の方向にフック１
３１を撓ませてシールキャップホルダー１２３を取り外
すことができる。

【００２７】図１５は、シールキャップ、キャップ、弁
部材及びクリーニングクロスの作動タイミングのグラフ
を示す。シールキャップ及びキャップは原点（下降位
置）で開いており、１３０°で閉（上昇）じる。２００
°下降を始め２７０°で下降し終わる。弁部材は原点で
閉じており、１８０°で開く。クリーニングクロスは原
点で下降位置にあり、２７０°で上昇位置になる。

【００２８】図１６は、第１図の矢印Ｃ位置における断
面図を示す。基板１３３に、ポンプ軸１３４が設けてあ
り矢印１３５の方向に回転する。ポンプ軸１３４にロー
ター１３６が設けてあり、ローター１３６の３本の軸１
３８にローラー１３８が嵌装してある。ポンプチューブ
１４０を挟む位置にチュ−ブ押さえ１３９が設けてあ
る。溝付きリング１４１がポンプチューブ１４０を挟み
付けて、ローラー１３８が矢印１３５の方向に回転して
ポンプチューブ１４０を引っ張る場合でも、ポンプチュ
ーブ１４０が移動するのを防ぐ。サドル１４２でポンプ
チューブ１４０を支える。

【００２９】図１７は、洗浄液タンク１３及び廃液タン
ク１４の概念図を示す。ベース１４３にタンクを取り付
けるフレーム１４４が設けてある。フレーム１４４の内
部に、ブラケット１１１が取り付けてあり、洗浄液チュ
ーブ９８と排出側ポンプチューブ１１０が取り付けてあ
る。洗浄液タンク１３と廃液タンク１４の接続口をブラ
ケット１１１の突起にかぶせながら押し込む。カバー１
４５を倒し、洗浄液タンク１３と廃液タンク１４を上か
ら押さえながらフック１４６に掛ける。洗浄液タンク１
３と廃液タンク１４を交換するためには、カバー１４５
を固定しているフック１４６を外し、カバー１４５を９
０°以上引き上げると、レバー１４７が押し上げ板１４
９に取り付けた軸１４８を上に押し上げ、洗浄液タンク
１３と廃液タンク１４がブラケット１１１から外れ、簡
単に取り外すことができる。

【００３０】＊第２の実施例図４に於いて、Ｘスライ
ドの送りねじ５２のピッチを４ｍｍに選定した場合以下
のようになる。（パルスモーターとして山洋電気株式会
社製５相ステッピングモーターＨシリーズ型番１０３Ｈ
７８５３−７０５１を選択する。パルスモータードライ
バーとして、山洋電気株式会社製５相ステッピングドラ
イバＰＭＭ−ＢＡ−５８０３−１を選ぶと、パルスモー
ターのステップ角度を０．０３６°にする事ができる。
その結果１パルスあたり０．０００４ｍｍの動きを発生
することができる。副走査方向の動きのために１１パル
ス出力すると移動距離は０．００４４ｍｍである。５７
６０ｄｐｉの理論値０．００４４０９７．．．ｍｍに対
し、誤差は僅かに０．０００００９７．．．ｍｍであ
る。）このようにしてさらに高分解能の副走査送りを実
現することができる。

【００３１】＊第３の実施例この発明においては、プ
リント基板を取り付けた治具の代わりに、文字盤を取り
付けた治具を取り付けることにより、文字盤の印刷もで
きる。

【００３２】

【発明の効果】モーターによって送りねじを駆動し、リ
ニアガイドと送りナットによってで拘束されつつ移動す
るテーブルを有する２つのユニットを直交に上下に重ね
て配置したＸ・Ｙスライドユニット。前記Ｘ・Ｙスライ
ドユニットに、被印刷物（文字盤、プリント基板）を取
り付けた印刷治具を取り付ける。治具を上下の２つの部
品で構成し、下方の部品に設けた位置決めピンに上方の
部品のガイド穴を挿入することで、取り付け取り外しを
繰り返した場合も、上方の治具部品の取り付け位置が再
現されるようにする。上方の治具部品に被印刷物を固定
する機構を設けると同時に、側面に工具を差し込み位置
決めピンから上方の治具部品を取り外すための窪みを設
ける。上方の治具部品には、被印刷物の外形を押しつけ
るなどの方法により被印刷物を繰り返し同一位置に取り
付けることができるようにしてある。このように形成し
た上方の治具部品にプリント基板や文字盤などの被印刷
物を取り付けてインクジェットヘッドを用いて印刷を行
う。印刷後、被印刷物を取り付けたまま上方の治具部品
を取り外す。上方のスライドユニットを、エンコーダー
付きサーボモーターで駆動し、コントローラーを用いて
一定速度で動くように構成する。テーブルの所定の位置
ごとに信号が得られる様にフォトインタラプターを設
け、エンコーダーからの信号とともに信号処理を行いコ
ンピューターのアップリケーションプログラムで作成し
たデータに従いインクを吐出させる。Ｘ・Ｙスライドユ
ニットの後方に直動移動するテーブルを持つスライドを
設ける。テーブルにはメンテナンス機構として、シール
キャップ、クリーニングクロス及び洗浄液供給機能を持
つキャップを設ける。印刷位置とメンテナンス位置とを
往復しインクジェットヘッドを搬送するスライドを設け
る。このように印刷装置を構成することにより、従来よ
りも簡単にプリント基板の製作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である印刷装置の斜視図である。

【図２】本発明によるプリント基板取り付けるため治具
の斜視図である。

【図３】本発明によるＸ・Ｙスライドユニットの斜視図
である。

【図４】本発明によるＸ・Ｙスライドユニットの断面図
である。

【図５】本発明によるスライドテーブルが移動したとき
のエンコーダーと各センサーの出力レベルのグラフであ
る。

【図６】本発明による印刷装置のインクジェットヘッド
の断面図である。

【図７】本発明によるインクジェットヘッドのノズル面
の詳細図である。

【図８】本発明によるインクジェットヘッドのノズルは
位置の模式図である。

【図９】本発明によるインクジェットスライドの斜視図
である。

【図１０】本発明によるメンテナンス機構の概念図であ
る。

【図１１】本発明によるメンテナンス機構の断面図であ
る。

【図１２】本発明によるクリーニングクロスカートリッ
ジの概念図である。

【図１３】本発明によるシールキャップホルダーの斜視
図である。

【図１４】本発明によるメンテナンス機構の断面図であ
る。

【図１５】本発明によるメンテナンス機構各部の作動を
示すグラフである。

【図１６】本発明によるポンプの断面図である。

【図１７】本発明による洗浄液タンク及び廃液タンクの
概念図である。

【符号の説明】

２インクジェットヘッド５治具６Ｙスライド７Ｘスライド９インクジェット搬送スライド１０シールキャップ１１クリーニングクロス１２キャップ１３洗浄液タンク１４廃液タンク１５ポンプ１６メンテスライド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットヘッドを備えた印刷装置
で用いる印刷治具であつて、印刷品質を保持するために、所定の時間経過後に、全て
のインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出させ
るために、前記吐出されたインク滴を受ける凹部を設け
たことを特徴とする印刷治具。
【請求項２】インクジェットヘッドを備えた印刷装置
で用いる、印刷品質を保持するためのメンテナンス機構
であつて、印刷装置が休止しているときに、インクジェットヘッド
のノズル面のノズル穴から、インクジェットヘッド内部
のインクの溶媒が蒸発するのを防ぐためのシール手段
と、待機中のインクジェットヘッド内部で、溶媒の蒸発によ
り粘度の増加したインクを印刷前に吸引して排出するた
めのポンプを備えた吸引排出手段と、インクで汚染された、インクジェツトヘッドのノズル面
を洗浄するための洗浄液と洗浄機能を備えた洗浄手段
と、インクジェツトヘッドのノズル面を拭うためのクリーニ
ングクロスを備えたクリーニング手段とを有することを
特徴とするメンテナンス機構。
【請求項３】直動ユニットとは、モータによって、送
りねじを駆動し、リニアガイドとナットのよって、拘束
されつつテーブルが直動するものであり、直動ユニットである、Ｘスライド７、Ｙスライド６、メ
ンテスライド１６とインクジェット搬送スライド９で構
成された印刷装置であって、Ｘスライド７は、水平平面であるベース上面にでＸ方向
に配置してあり、Ｙスライド６は、被印刷物を取り付けるＹスライドテー
ブル３３をＹ方向に直動するように、かつＸスライド７
と直交するように重ねて配置構成されてあり、印刷品質を保持するためのメンテナンス機構を備えたメ
ンテスライド１６は、ベースの上面に設けてあり、インクジェット搬送スライド９は、ベース８に取り付け
たブラケットに取り付けられており、前記インクジェット搬送スライドは、印刷する位置であ
るＹスライドテーブルの上方と、メンテナンス位置であ
るメンテナンススライド上方に、インクジェット搬送ス
ライドのテーブルに取り付けたインクジェットヘッド
を、搬送・位置決めすることを特徴とする印刷装置。