JP2007105661A - パターン形成方法及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴に照射するレーザ光の光学特性を維持して、液滴からなるパターンの形状制御性を向上したパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】レーザヘッド35の搭載されたキャリッジ28に、レーザヘッド35の各照射口36を開閉するキャップ39を有した開閉機構37を設けた。そして、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで、キャップ39を閉動し、液状体Fを捨て打ちする間、各照射口36の閉じた状態を保持するようにした。
【選択図】図4
【解決手段】レーザヘッド35の搭載されたキャリッジ28に、レーザヘッド35の各照射口36を開閉するキャップ39を有した開閉機構37を設けた。そして、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで、キャップ39を閉動し、液状体Fを捨て打ちする間、各照射口36の閉じた状態を保持するようにした。
【選択図】図4
Description
本発明は、パターン形成方法及び液滴吐出装置に関する。
従来、液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置には、画像を表示するための基板が備えられている。この種の基板には、品質管理や製造管理を目的として、その製造元や製品番号等の製造情報をコード化した識別コード(例えば、2次元コード)が形成されている。こうした識別コードは、配列された多数のパターン形成領域(データセル)の一部に、パターンとしてのコードパターン(例えば、有色の薄膜や凹部等のドット)を備え、そのコードパターンの有無によって製造情報を再現可能にしている。
識別コードの形成方法には、金属箔にレーザ光を照射してコードパターンをスパッタ成膜するレーザスパッタ法や、研磨材を含んだ水を基板等に噴射してコードパターンを刻印するウォータージェット法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
しかし、上記レーザスパッタ法では、所望するサイズのコードパターンを得るために、金属箔と基板の間隙を、数〜数十μmに調整しなければならない。つまり、基板と金属箔の表面に対して非常に高い平坦性が要求され、しかも、これらの間隙をμmオーダの精度で調整しなければならない。その結果、識別コードを形成できる対象基板が制限されて、その汎用性を損なう問題を招いていた。また、ウォータージェット法では、基板の刻印時に、水や塵埃、研磨剤等が飛散するため、同基板を汚染する問題があった。
近年、こうした生産上の問題を解消する識別コードの形成方法として、インクジェット法が注目されている。インクジェット法では、金属微粒子を含む液滴を吐出口から吐出して、その液滴を乾燥させることによってコードパターンを形成する。そのため、識別コードを形成する基板の対象範囲を拡大することができ、同基板の汚染等を回避して識別コードを形成することができる。
特開平11−77340号公報
特開2003−127537号公報
しかしながら、上記インクジェット法では、液滴を乾燥することによってコードパターンを形成するために、基板の表面状態や液滴の表面張力等に応じて、以下の問題を招いていた。すなわち、基板に対する液滴の濡れ性が高くなると、基板に着弾した液滴は、基板表面に沿って直ちに濡れ広がる。そのため、液滴の乾燥に時間を要すると(例えば、100ミリ秒以上の時間を要すると)、着弾した液滴が基板表面で過剰に濡れ広がって、対応するデータセル内から食み出すようになる。その結果、コードパターンを読み取り不可能にして基板情報を損失する問題があった。
こうした問題は、液滴を吐出する液滴吐出装置にレーザ照射手段を搭載し、レーザ照射手段からのレーザ光を所望のサイズの液滴に照射する、すなわち所望のサイズの液滴を瞬時に乾燥することによって回避可能と考えられる。
しかし、上記する液滴吐出装置では、一般的に、パターンの描画を開始する前、あるいはパターンの描画中に、全てのノズルから、描画と無関係の液滴を大量に吐出させて(捨て打ちさせて)、各ノズル内の増粘した液状体を排出し、各ノズルの液滴吐出動作を安定
化させる、いわゆるフラッシング動作を行っている。こうしたフラッシング動作では、増粘した液状体を捨て打ち領域内に強制的に捨て打ちするため、サイズの異なる多数の液滴が吐出されて、その中の微小な液滴(ミスト)が、捨て打ち領域の近傍で浮遊するようになる。あるいは、捨て打ち領域に捨て打ちされた液状体の一部が飛散して、捨て打ち領域の近傍で浮遊するようになる。
化させる、いわゆるフラッシング動作を行っている。こうしたフラッシング動作では、増粘した液状体を捨て打ち領域内に強制的に捨て打ちするため、サイズの異なる多数の液滴が吐出されて、その中の微小な液滴(ミスト)が、捨て打ち領域の近傍で浮遊するようになる。あるいは、捨て打ち領域に捨て打ちされた液状体の一部が飛散して、捨て打ち領域の近傍で浮遊するようになる。
その結果、液滴吐出装置にレーザ照射手段を搭載すると、液状体のミスト等がレーザ光の光学系(特に、露出するレンズの光学面)に付着して、レーザ光の照射強度や照射位置を大きく変動させる虞があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴に照射するレーザ光の光学特性を維持して、液滴からなるパターンの形状制御性を向上したパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供することである。
本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を含む液滴を液滴吐出ヘッドから対象物に向かって吐出し、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からのレーザ光を照射してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、前記液滴吐出ヘッドが捨て打ち領域に前記液滴を捨て打ちしているときに、前記照射口の閉じた状態を保持するようにした。
本発明のパターン形成方法によれば、照射口を閉じた状態にしている分だけ、レーザ光の光学系に対して、捨て打ち動作に起因したミスト等の付着を回避することができる。その結果、レーザ光の光学系の汚染を回避することができ、レーザ光の光学特性を維持して、液滴からなるパターンの形状制御性を向上することができる。
このパターン形成方法は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射する前に、前記照射口を開けるようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、照射口の閉じた状態を保持し続ける分だけ、レーザ光の光学系の汚染を、さらに回避することができる。
このパターン形成方法によれば、照射口の閉じた状態を保持し続ける分だけ、レーザ光の光学系の汚染を、さらに回避することができる。
このパターン形成方法において、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からのレーザ光を照射した後に、前記照射口の閉じた状態を保持するようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、レーザ光を照射しない間、照射口を閉じ続けることができる。従って、光学系に対するミスト等の付着を、確実に回避することができる。
このパターン形成方法によれば、レーザ光を照射しない間、照射口を閉じ続けることができる。従って、光学系に対するミスト等の付着を、確実に回避することができる。
本発明の液滴吐出装置は、捨て打ち領域に液滴を捨て打ちして、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記レーザ照射手段は、前記照射口を開閉する開閉機構と、前記液滴吐出ヘッドが前記液滴を捨て打ちしているときに、前記照射口の閉じた状態を保持する開閉制御手段と、を備えた。
本発明の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドが捨て打ちをしているときに、照射口の閉じた状態を保持することができる。従って、照射口を閉じた状態にしている分だけ、レーザ光の光学系に対して、捨て打ち動作に起因したミスト等の付着を回避することができる。その結果、レーザ光の光学系の汚染を回避することができ、レーザ光の光学特性を維持して、液滴からなるパターンの形状制御性を向上することができる。
本発明の液滴吐出装置は、捨て打ち領域に液滴を捨て打ちして、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からレーザ光を照射
するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記レーザ照射手段は、前記照射口を開閉する開閉機構と、前記液滴吐出ヘッドが前記捨て打ち領域上に位置するときに、前記照射口の閉じた状態を保持する開閉制御手段と、を備えた。
するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記レーザ照射手段は、前記照射口を開閉する開閉機構と、前記液滴吐出ヘッドが前記捨て打ち領域上に位置するときに、前記照射口の閉じた状態を保持する開閉制御手段と、を備えた。
本発明の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドが捨て打ち領域上に位置するときに、照射口の閉じた状態を保持することができる。従って、照射口を閉じた状態にしている分だけ、レーザ光の光学系に対して、捨て打ち領域からのミスト等の付着を回避することができる。その結果、レーザ光の光学系の汚染を回避することができ、レーザ光の光学特性を維持して、液滴からなるパターンの形状制御性を向上することができる。
この液滴吐出装置において、前記開閉制御手段は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射する前に、前記照射口を開けるようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、照射口の閉じた状態を保持し続ける分だけ、レーザ光の光学系の汚染を、さらに回避することができる。
この液滴吐出装置において、前記開閉制御手段は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射した後に、前記照射口の閉じた状態を保持するようにしてもよい。
この液滴吐出装置において、前記開閉制御手段は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射した後に、前記照射口の閉じた状態を保持するようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、レーザ光を照射しない間、照射口を閉じ続けることができる。従って、光学系に対するミスト等の付着を、確実に回避することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図7に従って説明する。まず、本発明のパターン形成方法を利用して形成した識別コードを有する液晶表示装置について説明する。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図7に従って説明する。まず、本発明のパターン形成方法を利用して形成した識別コードを有する液晶表示装置について説明する。
図1において、液晶表示装置1には、四角形状に形成された基板2が備えられて、本実施形態では、その基板2の長手方向をX矢印方向とし、X矢印方向と直交する方向をY矢印方向とする。
基板2の一側面(表面2a)であって、その略中央位置には、液晶分子を封入した四角形状の表示部3が形成されて、その表示部3の外側には、走査線駆動回路4及びデータ線駆動回路5が形成されている。液晶表示装置1は、これら走査線駆動回路4の供給する走査信号と、データ線駆動回路5の供給するデータ信号に基づいて、前記表示部3内の液晶分子の配向状態を制御するようになっている。そして、液晶表示装置1は、図示しない照明装置からの平面光を液晶分子の配向状態によって変調して、表示部3の領域に所望の画像を表示するようになっている。
基板2の表面2aであって、その左側下隅には、液晶表示装置1の識別コード10が形成されている。識別コード10は、一辺が約1mmの正方形で形成されたコード形成領域S内に形成されている。コード形成領域Sは、16行×16列のデータセルCに仮想分割されて、そのデータセルCの領域に、半球状のパターンとしてのドットDが選択的に形成されている。
本実施形態では、最もX矢印方向側に位置する列のデータセルCを「先端セルC1」とし、最も反X矢印方向側に位置する列のデータセルを「末端セルC16」という。また、ドットDの形成されたデータセルCの中心位置を「目標吐出位置P」とし、各データセル
Cの一辺の長さを「セル幅W」という。
Cの一辺の長さを「セル幅W」という。
各ドットDは、その外径がデータセルCの一辺の長さ(前記セル幅W)で形成されたパターンであって、パターン形成材料としての金属微粒子(例えば、ニッケル微粒子やマンガン微粒子)を分散媒に分散させた液状体F(図4参照)の液滴FbをデータセルCに吐出し、データセルCに着弾した液滴Fbを乾燥及び焼成させることによって形成されている。着弾した液滴Fbの乾燥・焼成は、レーザ光B(図6参照)を照射することによって行われる。尚、本実施形態では、液滴Fbを乾燥・焼成することによってドットDを形成するようにしているが、これに限らず、例えばレーザ光Bの乾燥のみによって形成するようにしてもよい。
そして、識別コード10は、各データセルC内のドットDの有無によって、液晶表示装置1の製品番号やロット番号等を再現できるようになっている。
次に、前記識別コード10を形成するための液滴吐出装置について説明する。
次に、前記識別コード10を形成するための液滴吐出装置について説明する。
図2に示すように、液滴吐出装置20には、その長手方向がX矢印方向に沿う直方体形状に形成された基台21が備えられている。基台21の上面には、X矢印方向に延びる一対の案内溝22が形成されるとともに、X軸モータMX(図7参照)に駆動連結される基板ステージ23が、その案内溝22に案内されて所定の速度(搬送速度Vx)でX矢印方向及び反X矢印方向に直動するようになっている。基板ステージ23の上面(載置面23a)には、図示しない吸引式のチャック機構が設けられるとともに、載置される基板2が、表面2a(コード形成領域S)を上側にして位置決め固定されるようになっている。
載置面23aの一側端であって載置された基板2のX矢印方向側には、基板ステージ23のY矢印方向略全幅にわたって帯状に凹設された捨て打ち領域としてのフラッシング領域24が形成されている。フラッシング領域24には、多孔質の吸収部材24aが収納されて、液滴吐出ヘッド(以下単に、「吐出ヘッド」という。)30から吐出(捨て打ち)された液滴Fbを受容して吸収するようになっている。このフラッシング領域24は、液滴Fbの吐出動作を安定化するために利用されて、前記ドットDを形成する直前に、吐出ヘッド30からの増粘した液状体Fを吸収するようになっている。
そして、フラッシング領域24に向かって液滴Fbを捨て打ちする(フラッシングする)と、フラッシング領域24は、増粘した液状体Fを吸収部材24aに吸収して収容して、吐出ヘッド30は、その吐出動作を安定化させる。
尚、こうしたフラッシング動作では、増粘した液状体Fを大量に捨て打ちするために、液滴Fbのサイズが不均一になって、微小なサイズの液滴Fbが飛散するようになる。また、大量の液状体Fの着弾にともなって、その一部が、フラッシング領域24から吐出ヘッド30の近傍に飛散するようになる。そのため、フラッシング領域24の近傍では、図4に示すように、飛行方向の定まらない液状体Fが、ミストMとなって浮遊するようになる。
本実施形態では、載置面23a上の位置であって、このフラッシング領域24のX矢印方向側端部の形成位置を、「閉動開始位置Pc」という。
図2に示すように、基台21のY矢印方向両側には、門型に形成された案内部材25が配設されている。案内部材25の上側には、液状体Fを収容する収容タンク26が配設されて、収容する液状体Fを吐出ヘッド30に導出するようになっている。案内部材25の下側には、Y矢印方向に延びる上下一対の案内レール27がY矢印方向全幅にわたり形成されて、Y軸モータMY(図7参照)に駆動連結されるキャリッジ28が、その案内レール27に沿ってY矢印方向及び反Y矢印方向に直動するようになっている。
図2に示すように、基台21のY矢印方向両側には、門型に形成された案内部材25が配設されている。案内部材25の上側には、液状体Fを収容する収容タンク26が配設されて、収容する液状体Fを吐出ヘッド30に導出するようになっている。案内部材25の下側には、Y矢印方向に延びる上下一対の案内レール27がY矢印方向全幅にわたり形成されて、Y軸モータMY(図7参照)に駆動連結されるキャリッジ28が、その案内レール27に沿ってY矢印方向及び反Y矢印方向に直動するようになっている。
キャリッジ28の下側には、吐出ヘッド30が搭載されている。図3は、吐出ヘッド30を基板2側から見た斜視図であって、図4〜図6は、それぞれ基板ステージ23をX矢印方向に搬送するときの吐出ヘッド30の状態を説明する概略側断面図である。
図3に示すように、吐出ヘッド30の基板2側(反Z矢印方向側)には、ノズルプレート31が備えられている。ノズルプレート31は、ステンレス等の板部材で形成されて、その基板2側の側面(ノズル形成面31a)には、Y矢印方向に沿って等間隔(前記セル幅Wのピッチ幅)に配列された16個のノズルNが形成されている。
図5に示すように、各ノズルNは、基板2の法線方向(Z矢印方向)に沿ってノズルプレート31に貫通形成された円形孔であって、その内部に、上記液状体Fの界面(メニスカスK)を形成している。
本実施形態では、表面2a上の位置であって、各ノズルNの反Z矢印方向に相対する位置を、それぞれ「着弾位置PF」という。
各ノズルNのZ矢印方向には、収容タンク26に連通するキャビティ32が形成されて、収容タンク26の導出する液状体Fを、それぞれ対応するノズルN内に供給するようになっている。各キャビティ32の上側には、Z矢印方向及び反Z矢印方向(上下方向)に振動可能な振動板33が貼り付けられて、キャビティ32内の容積を拡大・縮小するようになっている。振動板33の上側には、各ノズルNに対応する複数の圧電素子PZが配設されて、圧電素子PZを駆動制御するための信号(圧電素子駆動電圧COM1:図7参照)を受けて上下方向に収縮・伸張し、対応する振動板33をZ矢印方向及び反Z矢印方向に振動させるようになっている。
各ノズルNのZ矢印方向には、収容タンク26に連通するキャビティ32が形成されて、収容タンク26の導出する液状体Fを、それぞれ対応するノズルN内に供給するようになっている。各キャビティ32の上側には、Z矢印方向及び反Z矢印方向(上下方向)に振動可能な振動板33が貼り付けられて、キャビティ32内の容積を拡大・縮小するようになっている。振動板33の上側には、各ノズルNに対応する複数の圧電素子PZが配設されて、圧電素子PZを駆動制御するための信号(圧電素子駆動電圧COM1:図7参照)を受けて上下方向に収縮・伸張し、対応する振動板33をZ矢印方向及び反Z矢印方向に振動させるようになっている。
そして、基板ステージ23を搬送速度VxでX矢印方向に搬送し、フラッシング領域24がノズルNの直下に侵入するタイミング(「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下に位置するタイミング)で、全ての圧電素子PZを収縮・伸張させる。すると、図4に示すように、各キャビティ32内の容積が拡大・縮小してノズルN内のメニスカスKが振動し、増粘した液状体Fが、全てのノズルNから捨て打ちされる。すなわち、増粘した液状体Fが、全てのノズルNから排出されて、フラッシングが行われる。
フラッシング動作によって捨て打ちされた液状体Fは、液滴Fbとなってフラッシング領域24の吸収部材24aに吸収される、あるいはミストMとなってフラッシング領域24の近傍を浮遊する。
そして、フラッシング領域24がノズルNの直下から離脱するタイミングでフラッシング動作を終了する。すると、フラッシング動作によって発生したミストMは、フラッシング領域24や吐出ヘッド30の周辺に付着して消失する。
続いて、基板ステージ23をX矢印方向に搬送し続けて、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで、所望の圧電素子PZを収縮・伸張させる。すると、図5に示すように、対応するキャビティ32内の容積が拡大・縮小して対応するノズルN内のメニスカスKが振動し、所定容量の液状体Fが、対応するノズルNから液滴Fbとして吐出される。
ノズルNから吐出された液滴Fbは、上記フラッシング動作によってその吐出動作が安定化されているため、均一なサイズで反Z矢印方向に飛行して、対応する着弾位置PF(目標吐出位置P)に着弾する。目標吐出位置Pに着弾した液滴Fbは、基板ステージ23の搬送移動とともにX矢印方向に移動して、その搬送時間の経過とともに、対応するデー
タセルC内で濡れ広がって、乾燥するためのサイズ(本実施形態では、前記セル幅W)まで拡大する。
タセルC内で濡れ広がって、乾燥するためのサイズ(本実施形態では、前記セル幅W)まで拡大する。
本実施形態では、搬送移動される液滴Fbの中心位置(目標吐出位置P)であって、その液滴Fbの外径がセル幅Wになる位置を、「照射位置PT」という。また、液滴Fbの吐出動作の開始時から、吐出した液滴Fbが前記照射位置PTに到達するまでの時間を、「照射待機時間T1」という。
図3に示すように、吐出ヘッド30のX矢印方向側には、キャリッジ28に配設されてレーザ照射手段を構成するレーザヘッド35が備えられている。レーザヘッド35は、箱体状に形成された筐体35aを有し、その筐体35aが、キャリッジ28から基板2側(反Z矢印方向側)に延びる一対の支持部28aに支持固定されている。
筐体35aの一側面であって基板2側(反Z矢印方向側)の側面(照射面35s)には、16個の照射口36が備えられている。各照射口36は、照射面35sを貫通形成した円形孔であって、それぞれ前記ノズルNのX矢印方向側に形成されて、Y矢印方向に沿ってセル幅Wの等間隔で一列に配列されている。
筐体35aの内部には、各照射口36に対応する半導体レーザLD(図7参照)と各種光学系(例えば、コリメータや集光レンズ)が配設されて、液状体F(分散媒や金属微粒子)の吸収波長に対応した波長領域のレーザ光Bを前記照射位置PTに導くようになっている。
そして、基板ステージ23を搬送速度VxでX矢印方向に搬送し、先端セルC1が照射位置PTに侵入するタイミングで、レーザ光Bを出射するための駆動信号(レーザ駆動電圧COM2:図7参照)を対応する半導体レーザLDに供給する。すると、図6に示すように、所定強度のレーザ光Bが、対応する照射口36から照射位置PTの領域に向けて出射されて、照射位置PTを通過する液滴Fbを瞬時に乾燥して固化する。固化した液滴Fbは、連続するレーザ光Bの照射によって金属微粒子が焼成されて、外径がセル幅WからなるドットDとして基板2の表面2aに固着する。
図3に示すように、レーザヘッド35と吐出ヘッド30との間には、レーザ照射手段を構成する開閉機構37が配設されている。開閉機構37は、前記支持部28aに取着される一対の回動部材38と、前記一対の回動部材38に連結されるキャップ39を有している。
一対の回動部材38は、それぞれ短冊状に形成されて、一対の支持部28aの先端部に回動可能に取着されている。各回動部材38は、その基端部が回動モータMR(図7参照)に駆動連結されて、対応する支持部28aの先端部(回動軸A)を中心にして、その先端部38aを回動するようになっている。
詳述すると、図4の実線で示すように、各回動部材38は、それぞれの先端部38aを吐出ヘッド30側に向ける位置(以下単に、「閉位置」という。)と、図4の破線で示すように、それぞれの先端部38aをキャリッジ28側に向ける位置(以下単に、「開位置」という。)との間を回動するようになっている。そして、回動モータMRを正転駆動すると、各回動部材38は、「開位置」から右回りに回動して「閉位置」まで移動する。反対に、回動モータMRを逆転駆動すると、各回動部材38は、「閉位置」から左回りに回動して「開位置」まで移動する。
キャップ39は、Y矢印方向から見て、断面L字状に形成された可撓性部材であって、
そのY矢印方向の幅が筐体35aと略同じ幅に形成されている。キャップ39は、そのY矢印方向の両側端部が、それぞれ前記一対の回動部材38の先端部38aに連結固定されて、そのレーザヘッド35側の側面には、シール面39sが形成されている。シール面39sは、一対の回動部材38が「開位置」に位置するときに、照射面35sから離間して照射口36を開放し、一対の回動部材38が「閉位置」に位置するときに、照射面35sと密着して各照射口36を封止するようになっている。
そのY矢印方向の幅が筐体35aと略同じ幅に形成されている。キャップ39は、そのY矢印方向の両側端部が、それぞれ前記一対の回動部材38の先端部38aに連結固定されて、そのレーザヘッド35側の側面には、シール面39sが形成されている。シール面39sは、一対の回動部材38が「開位置」に位置するときに、照射面35sから離間して照射口36を開放し、一対の回動部材38が「閉位置」に位置するときに、照射面35sと密着して各照射口36を封止するようになっている。
そして、照射口36を開放した状態から、フラッシング領域24がノズルNの直下に侵入するタイミング(「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下に位置するタイミング)で、回動部材38を「閉位置」まで回動する。すると、キャップ39は、回動軸Aを中心にして、図4の破線位置から右回りに回動(閉動)し、図4の実線位置でシール面39sを照射面35sに密着させて、照射口36を封止する。
すなわち、フラッシング動作を実行する前に、開閉機構37を駆動して(回動モータMRを正転駆動して)、レーザヘッド35内の光学系を外気から遮断する。これによって、後続するフラッシング動作によって発生するミストMからレーザヘッド35内の光学系を保護することができ、ミストMの付着による光学系の汚染を回避することができる。
続いて、基板ステージ23をX矢印方向に搬送して、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで、回動部材38を「開位置」まで回動する。すると、図5に示すように、キャップ39は、回動軸Aを中心にして、図5の破線位置から左回りに回動(開動)し、図5の実線位置でシール面39sを照射面35sから離間させて、照射口36を開放する。
すなわち、液滴Fbの吐出動作を開始するときに、開閉機構37を駆動して(回動モータMRを逆転駆動して)、レーザヘッド35の光学系を解放する。これによって、汚染を回避した光学系(照射口36)からレーザ光Bを出射することができ、照射位置PTに搬送移動された液滴Fbを、順次乾燥・焼成することができる。
次に、上記のように構成した液滴吐出装置20の電気的構成を図7に従って説明する。
図7において、開閉制御手段を構成する制御装置41は、CPU、RAM、ROM等を備え、ROM等に格納された各種データと各種制御プログラムに従って、基板ステージ23を移動させて、液滴吐出ヘッド30、レーザヘッド35及び開閉機構37を駆動させる。
図7において、開閉制御手段を構成する制御装置41は、CPU、RAM、ROM等を備え、ROM等に格納された各種データと各種制御プログラムに従って、基板ステージ23を移動させて、液滴吐出ヘッド30、レーザヘッド35及び開閉機構37を駆動させる。
詳述すると、制御装置41のROMには、液状体Fを捨て打ちしてフラッシング動作を実行するためのフラッシングデータFIと、液滴Fbを吐出して識別コード10を形成するためのドットデータDIが格納されている。
フラッシングデータFIは、各ビットの値(0あるいは1)に応じて、圧電素子PZのオンあるいはオフを規定するビットマップデータであり、所定の時間(ノズルNの直下をフラッシング領域24が通過する時間)だけ、全ての圧電素子PZをオンするように設定されている。
ドットデータDIは、各ビットの値(0あるいは1)に応じて、圧電素子PZのオンあるいはオフを規定するものであり、二次元描画平面(コード形成領域S)上における各データセルCに、液滴Fbを吐出するか否かを規定するデータである。
制御装置41には、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有した入力装置42が接続されて、入力装置42からの各種操作信号や識別コード10の画像が既定形式の
描画データIaとして入力されるようになっている。そして、制御装置41は、入力装置42からの描画データIaを受けて、前記ドットデータDIと、前記圧電素子駆動電圧COM1と、前記レーザ駆動電圧COM2を生成する。
描画データIaとして入力されるようになっている。そして、制御装置41は、入力装置42からの描画データIaを受けて、前記ドットデータDIと、前記圧電素子駆動電圧COM1と、前記レーザ駆動電圧COM2を生成する。
制御装置41には、X軸モータ駆動回路43が接続されて、X軸モータ駆動回路43に対応する駆動制御信号を出力するようになっている。X軸モータ駆動回路43は、制御装置41からの駆動制御信号に応答して、基板ステージ23を搬送速度Vxで往復移動させるX軸モータMXを正転又は逆転させるようになっている。
制御装置41には、Y軸モータ駆動回路44が接続されて、Y軸モータ駆動回路44に対応する駆動制御信号を出力するようになっている。Y軸モータ駆動回路44は、制御装置41からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ28を往復移動させるY軸モータMYを正転又は逆転させるようになっている。
制御装置41には、基板2の端縁を検出可能な基板検出装置45が接続されて、基板検出装置45からの検出信号に基づいて、ノズルNの直下(着弾位置PF)を通過する基板2の位置を算出するようになっている。
制御装置41には、X軸モータ回転検出器46が接続されて、X軸モータ回転検出器46からの検出信号が入力されるようになっている。制御装置41は、X軸モータ回転検出器46からの検出信号に基づいて、基板ステージ23(フラッシング領域24)及び基板2(データセルC)の移動方向及び移動量を演算するようになっている。
そして、制御装置41は、フラッシング領域24の「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下に位置するタイミングで、吐出ヘッド駆動回路48及び回動モータ駆動回路50にフラッシングタイミング信号LP1を出力するようになっている。また、制御装置41は、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで、吐出ヘッド駆動回路48、レーザ駆動回路49及び回動モータ駆動回路50に、それぞれ吐出タイミング信号LP2を出力するようになっている。
制御装置41には、Y軸モータ回転検出器47が接続されて、Y軸モータ回転検出器47からの検出信号が入力されるようになっている。制御装置41は、Y軸モータ回転検出器47からの検出信号に基づいて、液滴吐出ヘッド30のY矢印方向の移動方向及び移動量を演算するようになっている。そして、制御装置41は、各ノズルNに対応する着弾位置PFを、それぞれ目標吐出位置Pの搬送経路上に配置するようになっている。
制御装置41には、吐出ヘッド駆動回路48が接続されて、フラッシングタイミング信号LP1と吐出タイミング信号LP2を出力するようになっている。また、制御装置41は、圧電素子駆動電圧COM1を所定の基準クロック信号に同期させて、吐出ヘッド駆動回路48に出力するようになっている。さらにまた、制御装置41は、フラッシングデータFI及びドットデータDIを、それぞれ所定の基準クロック信号に同期させてフラッシング制御信号SIF及び吐出制御信号SIPを生成し、これらフラッシング制御信号SIF及び吐出制御信号SIPを吐出ヘッド駆動回路48にシリアル転送するようになっている。吐出ヘッド駆動回路48は、制御装置41からのフラッシング制御信号SIF及び吐出制御信号SIPを、それぞれ各圧電素子PZに対応させて順次シリアル/パラレル変換するようになっている。
そして、吐出ヘッド駆動回路48は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、フラッシング制御信号SIFに基づいて、全ての圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路48は、
制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、吐出制御信号SIPに基づいて選択された圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。
制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、吐出制御信号SIPに基づいて選択された圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。
制御装置41には、レーザ駆動回路49が接続されて、吐出タイミング信号LP2を出力するようになっている。また、制御装置41は、レーザ駆動電圧COM2を所定の基準クロック信号に同期させて、レーザ駆動回路49に出力するようになっている。さらにまた、制御装置41は、ドットデータDIを所定の基準クロック信号に同期させて照射制御信号SILを生成し、その照射制御信号SILを、レーザ駆動回路49にシリアル転送するようになっている。レーザ駆動回路49は、制御装置41からの照射制御信号SILを各半導体レーザLDに対応させてシリアル/パラレル変換するようになっている。
そして、レーザ駆動回路49は、制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、所定の時間(前記照射待機時間T1)だけ待機して、照射制御信号SILに対応した各半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給するようになっている。すなわち、制御装置41は、レーザ駆動回路49を介して、着弾した液滴Fbが照射位置PTに搬送移動される都度、液滴Fbに対応する照射口36から、同液滴Fbの領域に向かってレーザ光Bを照射するようになっている。
制御装置41には、回動モータ駆動回路50が接続されて、回動モータ駆動回路50にフラッシングタイミング信号LP1及び吐出タイミング信号LP2を出力するようになっている。回動モータ駆動回路50は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1及び吐出タイミング信号LP2に応答して、照射口36を開閉させる回動モータMRを正転又は逆転させるようになっている。
そして、回動モータ駆動回路50は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、回動モータMRを正転駆動してキャップ39(シール面42s)の閉動を開始し、照射口36の閉じた状態を保持するようになっている。また、回動モータ駆動回路50は、制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、回動モータMRを逆転駆動してキャップ39(シール面42s)の開動を開始し、照射口36を開放するようになっている。
次に、液滴吐出装置20を使って識別コード10を形成する方法について説明する。
まず、図2に示すように、基板ステージ23上に、表面2aが上側になるように基板2を配置固定する。このとき、フラッシング領域24の「閉動開始位置Pc」は、案内部材25(キャリッジ28)よりも反X矢印方向側に配置されて、開閉機構37(キャップ39)は、各照射口36を開放した状態で待機している。
まず、図2に示すように、基板ステージ23上に、表面2aが上側になるように基板2を配置固定する。このとき、フラッシング領域24の「閉動開始位置Pc」は、案内部材25(キャリッジ28)よりも反X矢印方向側に配置されて、開閉機構37(キャップ39)は、各照射口36を開放した状態で待機している。
この状態から、入力装置42を操作して描画データIaを制御装置41に入力する。すると、制御装置41は、描画データIaに基づくドットデータDIを生成して格納し、圧電素子駆動電圧COM1及びレーザ駆動電圧COM2を生成する。圧電素子駆動電圧COM1及びレーザ駆動電圧COM2を生成すると、制御装置41は、Y軸モータMYを駆動制御して、基板2をX矢印方向に搬送するときに、各目標吐出位置Pがそれぞれ対応する着弾位置PFを通過するように、キャリッジ28(各ノズルN)をセットする。
キャリッジ28をセットすると、制御装置41は、X軸モータMXを駆動制御して、基板2のX矢印方向への搬送を開始し、基板検出装置45及びX軸モータ回転検出器46からの検出信号に基づいて、「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下まで搬送されたか否か判断する。
この間、制御装置41は、吐出ヘッド駆動回路48に、圧電素子駆動電圧COM1及びフラッシング制御信号SIFを出力し、回動モータ駆動回路50及び吐出ヘッド駆動回路48の双方に、それぞれフラッシングタイミング信号LP1を出力するタイミングを待つ。
そして、「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下に搬送されると、制御装置41は、回動モータ駆動回路50及び吐出ヘッド駆動回路48の双方に、それぞれフラッシングタイミング信号LP1を出力する。
フラッシングタイミング信号LP1を回動モータ駆動回路50に出力すると、制御装置41は、回動モータ駆動回路50を介して回動モータMRを正転駆動し、キャップ39を閉動して各照射口36を閉じる。
フラッシングタイミング信号LP1を吐出ヘッド駆動回路48に出力すると、制御装置41は、吐出ヘッド駆動回路48を介して、全ての圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給し、全てのノズルNから、一斉に液状体Fを捨て打ちさせて、フラッシング動作を実行する。
この間、捨て打ちされた液状体Fの一部は、ミストMとなってフラッシング領域24の近傍を浮遊するが、レーザヘッド35内の光学系は、開閉機構37(キャップ39)の閉動によって外気から遮断されている。これによって、レーザヘッド35内の光学系をミストMから保護することができ、ミストMの付着による光学系の汚染を回避することができる。
フラッシング動作を実行すると、制御装置41は、基板検出装置45及びX軸モータ回転検出器46からの検出信号に基づいて、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFまで搬送されたか否か判断する。
この間、制御装置41は、吐出ヘッド駆動回路48に、圧電素子駆動電圧COM1及び吐出制御信号SIPを出力し、レーザ駆動回路49に、レーザ駆動電圧COM2及び照射制御信号SILを出力する。
そして、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに搬送されると、制御装置41は、回動モータ駆動回路50、吐出ヘッド駆動回路48及びレーザ駆動回路49に吐出タイミング信号LP2を出力する。
吐出タイミング信号LP2を回動モータ駆動回路50に出力すると、制御装置41は、回動モータ駆動回路50を介して、回動モータMRを逆転駆動し、キャップ39を開動して各照射口36を開放する。
吐出タイミング信号LP2を吐出ヘッド駆動回路48に出力すると、制御装置41は、吐出ヘッド駆動回路48を介して、吐出制御信号SIPに基づいて選択された圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給し、選択されたノズルNから、一斉に液滴Fbを吐出させる。吐出された液滴Fbは、対応する着弾位置PF(目標吐出位置P)に着弾して、搬送時間の経過とともに濡れ広がる。そして、吐出動作の開始から照射待機時間T1だけ経過すると、制御装置41は、先端セルC1の液滴Fbの外径がセル幅Wになるタイミングで、同液滴Fbを照射位置PTに搬送する。
吐出タイミング信号LP2をレーザ駆動回路49に出力すると、制御装置41は、レーザ駆動回路49を介して、半導体レーザLDを照射待機時間T1だけ待機させ、その後に
、吐出制御信号SIPに基づいて選択された半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給する。そして、制御装置41は、選択された半導体レーザLDから、一斉にレーザ光Bを出射させる。
、吐出制御信号SIPに基づいて選択された半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給する。そして、制御装置41は、選択された半導体レーザLDから、一斉にレーザ光Bを出射させる。
半導体レーザLDから出射されたレーザ光Bは、開放された照射口36を介して、照射位置PTに搬送された液滴Fbの領域、すなわちセル幅Wからなる液滴Fbの領域に照射される。レーザ光Bの照射された液滴Fbは、分散媒の蒸発と金属微粒子の焼成によって、その外径がセル幅WのドットDとして基板2の表面2aに固着される。これによって、先端セルC1に、セル幅Wに整合したドットDが形成される。
以後、同様に、制御装置41は、基板2をX矢印方向に搬送して、各目標吐出位置Pが着弾位置PFに到達する毎に、選択したノズルNから液滴Fbを吐出し、着弾した液滴Fbがセル幅Wになるタイミングで、液滴Fbの領域にレーザ光Bを照射する。これによって、コード形成領域S内に、全てのドットDを形成する。
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、レーザヘッド35の搭載されたキャリッジ28に、レーザヘッド35の各照射口36を開閉するキャップ39を有した開閉機構37を設けた。そして、フラッシング動作を実行しているときに、各照射口36の閉じた状態を保持するようにした。
(1)上記実施形態によれば、レーザヘッド35の搭載されたキャリッジ28に、レーザヘッド35の各照射口36を開閉するキャップ39を有した開閉機構37を設けた。そして、フラッシング動作を実行しているときに、各照射口36の閉じた状態を保持するようにした。
従って、フラッシング動作時に発生するミストMを、レーザ光Bの光学系から遮断することができ、光学系に対するミストMの付着、すなわち光学系の汚染を回避することができる。その結果、レーザ光Bの光学特性を維持することができ、液滴FbからなるドットDの形状制御性を向上することができる。
(2)上記実施形態によれば、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで、フラッシングタイミング信号LP1を、回動モータ駆動回路50と吐出ヘッド駆動回路48の双方に出力するようにした。そして、ノズルNの直下にフラッシング領域24が侵入するタイミングで、キャップ39を閉動して各照射口36を閉じるようにした。
(2)上記実施形態によれば、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで、フラッシングタイミング信号LP1を、回動モータ駆動回路50と吐出ヘッド駆動回路48の双方に出力するようにした。そして、ノズルNの直下にフラッシング領域24が侵入するタイミングで、キャップ39を閉動して各照射口36を閉じるようにした。
従って、フラッシング領域24に対する吐出ヘッド30の相対位置に基づいて、照射口36を開閉することができる。その結果、少なくとも液状体Fを捨て打ちしてフラッシング動作を実行するときには、確実に照射口36の閉じた状態を保持していることができる。そのため、レーザ光Bの光学系の汚染を、より確実に回避することができる。
(3)しかも、捨て打ちを開始するタイミングで、キャップ39を閉動するようにした。従って、フラッシング動作によって発生するミストMの汚染を、フラッシング動作の開始時から回避することができ、レーザ光Bの光学特性を、より長期間にわたって維持することができる。
(4)上記実施形態によれば、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで、吐出タイミング信号LP2を、回動モータ駆動回路50と吐出ヘッド駆動回路48に出力するようにした。そして、照射口36からのレーザ光Bを照射するときに、照射口36を開放しているようにした。
(3)しかも、捨て打ちを開始するタイミングで、キャップ39を閉動するようにした。従って、フラッシング動作によって発生するミストMの汚染を、フラッシング動作の開始時から回避することができ、レーザ光Bの光学特性を、より長期間にわたって維持することができる。
(4)上記実施形態によれば、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで、吐出タイミング信号LP2を、回動モータ駆動回路50と吐出ヘッド駆動回路48に出力するようにした。そして、照射口36からのレーザ光Bを照射するときに、照射口36を開放しているようにした。
従って、液滴Fbの乾燥・焼成を開始する直前まで、光学系を外気から遮断することができる。その結果、照射口36の閉じた状態を保持し続ける分だけ、レーザ光Bの光学系の汚染を、さらに回避することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を、図8に従って説明する。尚、第2実施形態では、第1実施形態における電気的構成を変更した構成である。そのため以下では、電気的構成の変更点ついて詳細に説明する。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を、図8に従って説明する。尚、第2実施形態では、第1実施形態における電気的構成を変更した構成である。そのため以下では、電気的構成の変更点ついて詳細に説明する。
図8に示すように、制御装置41のROMには、ヘッド制御データHCIが格納されている。ヘッド制御データHIは、第1実施形態のフラッシングデータFIのヘッダーとフッターに、それぞれ回動モータMRの正転駆動を規定するビット(閉動データCI)と回動モータMRの逆転駆動を規定するビット(開動データOI)を付加したデータである。
制御装置41には、ヘッド制御部51が接続されて、ヘッド制御部51に前記フラッシングタイミング信号LP1、吐出タイミング信号LP2、圧電素子駆動電圧COM1及びレーザ駆動電圧COM2を出力するようになっている。
また、制御装置41は、前記ヘッド制御データHCIのフッターにドットデータDIを付加したデータを所定の基準クロック信号に同期させてヘッド制御信号SIを生成し、そのヘッド制御信号SIをヘッド制御部51にシリアル転送するようになっている。
ヘッド制御部51には、吐出ヘッド駆動回路52、回動モータ駆動回路53及びレーザ駆動回路54が備えられている。
吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からの前記閉動データCI及び前記開動データOIに対応するヘッド制御信号SIに応答して、それぞれ閉動制御信号SC及び開動制御信号SOを生成し、回動モータ駆動回路50に、それぞれ閉動制御信号SC及び開動制御信号SOを出力するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、前記閉動データCIに対応する閉動制御信号SCを回動モータ駆動回路53に出力するようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路52は、吐出タイミング信号LP2を受けると、開動データOIに対応する開動制御信号SOを回動モータ駆動回路53に出力するようになっている。
吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からの前記閉動データCI及び前記開動データOIに対応するヘッド制御信号SIに応答して、それぞれ閉動制御信号SC及び開動制御信号SOを生成し、回動モータ駆動回路50に、それぞれ閉動制御信号SC及び開動制御信号SOを出力するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、前記閉動データCIに対応する閉動制御信号SCを回動モータ駆動回路53に出力するようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路52は、吐出タイミング信号LP2を受けると、開動データOIに対応する開動制御信号SOを回動モータ駆動回路53に出力するようになっている。
また、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からの前記フラッシングデータFIに対応するヘッド制御信号SIを、各圧電素子PZに対応させて順次シリアル/パラレル変換するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、前記フラッシングデータFIに対応するヘッド制御信号SIに基づいて、全ての圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。
また、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からの前記ドットデータDIに対応するヘッド制御信号SIを、各圧電素子PZに対応させて順次シリアル/パラレル変換するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路52は、制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、前記ドットデータDIに対応するヘッド制御信号SIに基づいて、選択された圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路52は、シリアル/パラレル変換したヘッド制御信号SIをレーザ駆動回路54に出力するようになっている。
回動モータ駆動回路53は、吐出ヘッド駆動回路52からの閉動制御信号SC及び開動制御信号SOに応答して、それぞれ回動モータMRを正転及び逆転させるようになっている。そして、回動モータ駆動回路53は、吐出ヘッド駆動回路52から閉動制御信号SCを受けると、回動モータMRを正転駆動してキャップ39(シール面42s)の閉動を開始し、照射口36の閉じた状態を保持するようになっている。また、回動モータ駆動回路53は、吐出ヘッド駆動回路52からの開動制御信号SOを受けると、回動モータMRを逆転駆動してキャップ39(シール面42s)の開動を開始し、照射口36を開放するようになっている。
レーザ駆動回路54は、吐出ヘッド駆動回路52からのシリアル/パラレル変換された
ヘッド制御信号SIを受けて、前記照射待機時間T1だけ待機し、ヘッド制御信号SI(ドットデータDI)に対応した各半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給するようになっている。
ヘッド制御信号SIを受けて、前記照射待機時間T1だけ待機し、ヘッド制御信号SI(ドットデータDI)に対応した各半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給するようになっている。
今、キャリッジ28をセットして基板2のX矢印方向への搬送を開始すると、制御装置41は、ヘッド制御部51に、圧電素子駆動電圧COM1、レーザ駆動電圧COM2及びヘッド制御信号SIを出力し、フラッシングタイミング信号LP1を出力するタイミングを待つ。
そして、フラッシング領域24の「閉動開始位置Pc」がノズルNの直下に搬送されると、制御装置41は、ヘッド制御部51に、フラッシングタイミング信号LP1を出力する。
制御装置41からのフラッシングタイミング信号LP1を受けると、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、ヘッド制御信号SI(閉動データCI)に基づく閉動制御信号SCを生成し、その閉動制御信号SCを回動モータ駆動回路53に出力する。そして、ヘッド制御部51は、回動モータ駆動回路53を介して回動モータMRを正転駆動し、キャップ39を閉動して各照射口36を閉じる。
また、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、ヘッド制御信号SI(フラッシングデータFI)に基づく全ての圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給する。そして、ヘッド制御部51は、全てのノズルNから、一斉に液状体Fを捨て打ちさせて、フラッシング動作を実行する。
この間、捨て打ちされた液状体Fの一部は、ミストMとなってフラッシング領域24の近傍を浮遊するが、レーザヘッド35内の光学系は、キャップ39によって外気から遮断されている。これによって、レーザヘッド35内の光学系をミストMから保護することができ、ミストMの付着による光学系の汚染を回避することができる。
フラッシング動作を実行すると、制御装置41は、基板検出装置45及びX軸モータ回転検出器46からの検出信号に基づいて、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFまで搬送されたか否か判断する。
そして、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに搬送されると、制御装置41は、ヘッド制御部51に吐出タイミング信号LP2を出力する。
制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、ヘッド制御信号SI(開動データOI)に基づく開動制御信号SOを生成し、その開動制御信号SOを回動モータ駆動回路53に出力する。そして、ヘッド制御部51は、回動モータ駆動回路50を介して回動モータMRを逆転駆動し、キャップ39を開動して各照射口36を開放する。
制御装置41からの吐出タイミング信号LP2を受けると、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、ヘッド制御信号SI(開動データOI)に基づく開動制御信号SOを生成し、その開動制御信号SOを回動モータ駆動回路53に出力する。そして、ヘッド制御部51は、回動モータ駆動回路50を介して回動モータMRを逆転駆動し、キャップ39を開動して各照射口36を開放する。
また、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、ヘッド制御信号SI(ドットデータDI)に基づく選択された圧電素子PZに圧電素子駆動電圧COM1を供給する。そして、ヘッド制御部51は、選択したノズルNから、一斉に液滴Fbを吐出させる。吐出された液滴Fbは、対応する着弾位置PF(目標吐出位置P)に着弾して、搬送時間の経過とともに濡れ広がる。そして、吐出動作の開始から照射待機時間T1だけ経過すると、制御装置41は、先端セルC1の液滴Fbの外径がセル幅Wになるタイミングで、同液滴Fbを照射位置PTに搬送する。
さらに、ヘッド制御部51は、吐出ヘッド駆動回路52を介して、シリアル/パラレル
変換したヘッド制御信号SI(ドットデータDI)をレーザ駆動回路54に出力する。そして、ヘッド制御部51は、レーザ駆動回路54を介してヘッド制御信号SI(ドットデータDI)に基づいて選択された半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給し、選択された半導体レーザLDから、一斉にレーザ光Bを出射させる。
変換したヘッド制御信号SI(ドットデータDI)をレーザ駆動回路54に出力する。そして、ヘッド制御部51は、レーザ駆動回路54を介してヘッド制御信号SI(ドットデータDI)に基づいて選択された半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給し、選択された半導体レーザLDから、一斉にレーザ光Bを出射させる。
半導体レーザLDから出射されたレーザ光Bは、開放された照射口36を介して、照射位置PTに位置する液滴Fbの領域、すなわちセル幅Wからなる液滴Fbの領域に照射される。レーザ光Bの照射された液滴Fbは、分散媒の蒸発と金属微粒子の焼成によって、その外径がセル幅WのドットDとして基板2の表面2aに固着される。これによって、先端セルC1に、セル幅Wに整合したドットDが形成される。
以後、同様に、制御装置41は、基板2をX矢印方向に搬送して、各目標吐出位置Pが着弾位置PFに到達する毎に、選択したノズルNから液滴Fbを吐出し、着弾した液滴Fbがセル幅Wになるタイミングで、液滴Fbの領域にレーザ光Bを照射する。これによって、コード形成領域S内に、全てのドットDを形成する。
上記する第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、フラッシング領域24を、基板2のX矢印方向にのみ形成する構成にした。これに限らず、例えば基板2の反X矢印方向や、X矢印方向と反X矢印方向の双方に形成する構成にしてもよく、フラッシング領域24は、パターンを形成するための液滴Fbを吐出する前に、液状体Fを捨て打ち可能な位置に形成される構成であればよい。・上記実施形態では、捨て打ち領域を基板ステージ23に設けたフラッシング領域24に具体化した。これに限らず、例えばパターンを形成する領域(本実施形態ではコード形成領域S)以外の基板2の領域に、捨て打ち領域を形成する構成にしてもよく、捨て打ち領域は、パターンを形成する領域以外で、捨て打ちした液状体Fを受容可能な領域であればよい。
・上記実施形態では、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで照射口36を閉じるようにした。これに限らず、例えば閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置する前に、回動モータ駆動回路50あるいはヘッド制御部51に対して、キャップ39を閉動するための駆動制御信号を出力する構成にしてもよい。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、フラッシング領域24を、基板2のX矢印方向にのみ形成する構成にした。これに限らず、例えば基板2の反X矢印方向や、X矢印方向と反X矢印方向の双方に形成する構成にしてもよく、フラッシング領域24は、パターンを形成するための液滴Fbを吐出する前に、液状体Fを捨て打ち可能な位置に形成される構成であればよい。・上記実施形態では、捨て打ち領域を基板ステージ23に設けたフラッシング領域24に具体化した。これに限らず、例えばパターンを形成する領域(本実施形態ではコード形成領域S)以外の基板2の領域に、捨て打ち領域を形成する構成にしてもよく、捨て打ち領域は、パターンを形成する領域以外で、捨て打ちした液状体Fを受容可能な領域であればよい。
・上記実施形態では、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで照射口36を閉じるようにした。これに限らず、例えば閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置する前に、回動モータ駆動回路50あるいはヘッド制御部51に対して、キャップ39を閉動するための駆動制御信号を出力する構成にしてもよい。
つまり、捨て打ち動作を開始する前に、照射口36を先行して閉じる構成にしてもよい。これによれば、捨て打ち動作によって発生するミストMを、フラッシング動作の開始前から確実に遮断することができ、光学系の汚染を、さらに回避することができる。
・上記実施形態では、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで照射口36を開放するようにした。これに限らず、例えば先端セルC1の目標吐出位置Pが照射位置PTに位置する直前に、回動モータ駆動回路50あるいはヘッド制御部51に、キャップ39を開動するための駆動制御信号を出力する構成にしてもよい。
・上記実施形態では、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで照射口36を開放するようにした。これに限らず、例えば先端セルC1の目標吐出位置Pが照射位置PTに位置する直前に、回動モータ駆動回路50あるいはヘッド制御部51に、キャップ39を開動するための駆動制御信号を出力する構成にしてもよい。
つまり、レーザ光の照射を開始する直前に、照射口36を開放する構成にしてもよい。これによれば、より長時間にわたって照射口36の閉じた状態を保持することができ、光学系の汚染を、さらに回避することができる。
・上記第1実施形態では、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで照射口36を閉じ、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで照射口36を開放するようにした。
・上記第1実施形態では、閉動開始位置PcがノズルNの直下に位置するタイミングで照射口36を閉じ、先端セルC1の目標吐出位置Pが着弾位置PFに位置するタイミングで照射口36を開放するようにした。
これに限らず、例えば先行する基板2の末端セルC16が照射位置PTを通過したタイミングで、キャップ39を閉動するための駆動制御信号を制御装置41から回動モータ駆動回路50に出力し、照射口36を閉じる構成にしてもよい。そして、後続する基板2の
先端セルC1の目標吐出位置Pが照射位置PTに位置する直前に、キャップ39を開動するための駆動制御信号を制御装置41から回動モータ駆動回路50に出力し、照射口36を開放する構成にしてもよい。
先端セルC1の目標吐出位置Pが照射位置PTに位置する直前に、キャップ39を開動するための駆動制御信号を制御装置41から回動モータ駆動回路50に出力し、照射口36を開放する構成にしてもよい。
つまり、液滴Fbの領域にレーザ光Bを照射する間だけ、照射口36を開放する構成にしてもよい。これによれば、照射口36の閉じた状態を最も長く保持することができ、光学系の汚染を、より確実に回避することができる。
・上記第2実施形態では、フラッシングデータFIのヘッダーとフッターに、それぞれ閉動データCIと開動データOIを付加する構成にした。これに限らず、例えばドットデータDIのヘッダーとフッターに、それぞれ開動データOIと閉動データCIを付加するようにしてもよい。
・上記第2実施形態では、フラッシングデータFIのヘッダーとフッターに、それぞれ閉動データCIと開動データOIを付加する構成にした。これに限らず、例えばドットデータDIのヘッダーとフッターに、それぞれ開動データOIと閉動データCIを付加するようにしてもよい。
つまり、液滴Fbの領域にレーザ光Bを照射する間だけ、照射口36を開放する構成にしてもよい。これによれば、照射口36の閉じた状態を最も長く保持することができ、光学系の汚染を、より確実に回避することができる。
・上記実施形態では、フラッシング動作とドットDの形成動作を、同じ圧電素子駆動電圧COM1に基づいて実行する構成にした。これに限らず、例えばフラッシング動作とドットDの形成動作で異なる圧電素子駆動電圧を供給し、フラッシング動作では、高い吐出力を有した圧電素子駆動電圧を供給する構成にしてもよい。これによれば、増粘した液状体Fを、フラッシング動作によって、より確実に捨て打ちすることができる。
・上記実施形態では、液滴Fbの領域に照射するレーザ光Bによって、液滴Fbを乾燥・焼成する構成にした。これに限らず、例えば照射するレーザ光Bのエネルギーによって、液滴Fbを所望の方向に流動させる構成にしてもよく、あるいは液滴Fbの外縁のみに照射して液滴Fbをピニングする構成にしてもよい。すなわち、液滴Fbの領域に照射するレーザ光Bによってパターンを形成する構成であればよい。
・上記実施形態では、レーザ光源を半導体レーザLDで具体化したが、これに限らず、例えば炭酸ガスレーザやYAGレーザであってもよく、着弾した液滴Fbを乾燥可能な波長のレーザ光Bを出力するレーザであればよい。
・上記実施形態では、液滴Fbによって半円球状のドットDを形成する構成にしたが、これに限らず、例えば、楕円形状のドットや線状のパターンを形成する構成であってもよい。
・上記実施形態では、パターンを識別コード10のドットDに具体化した。これに限らず、例えば液晶表示装置1や、平面状の電子放出素子を備えて同素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置(FEDやSED等)の絶縁膜や金属配線等、各種パターンに具体化してもよく、着弾した液滴Fbをレーザ光Bで乾燥するパターンであればよい。
・上記実施形態では、対象物を液晶表示装置1の基板2に具体化したが、これに限らず、例えばシリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板等であってもよく、着弾した液滴Fbによってパターンを形成する対象物であればよい。
・上記実施形態では、フラッシング動作とドットDの形成動作を、同じ圧電素子駆動電圧COM1に基づいて実行する構成にした。これに限らず、例えばフラッシング動作とドットDの形成動作で異なる圧電素子駆動電圧を供給し、フラッシング動作では、高い吐出力を有した圧電素子駆動電圧を供給する構成にしてもよい。これによれば、増粘した液状体Fを、フラッシング動作によって、より確実に捨て打ちすることができる。
・上記実施形態では、液滴Fbの領域に照射するレーザ光Bによって、液滴Fbを乾燥・焼成する構成にした。これに限らず、例えば照射するレーザ光Bのエネルギーによって、液滴Fbを所望の方向に流動させる構成にしてもよく、あるいは液滴Fbの外縁のみに照射して液滴Fbをピニングする構成にしてもよい。すなわち、液滴Fbの領域に照射するレーザ光Bによってパターンを形成する構成であればよい。
・上記実施形態では、レーザ光源を半導体レーザLDで具体化したが、これに限らず、例えば炭酸ガスレーザやYAGレーザであってもよく、着弾した液滴Fbを乾燥可能な波長のレーザ光Bを出力するレーザであればよい。
・上記実施形態では、液滴Fbによって半円球状のドットDを形成する構成にしたが、これに限らず、例えば、楕円形状のドットや線状のパターンを形成する構成であってもよい。
・上記実施形態では、パターンを識別コード10のドットDに具体化した。これに限らず、例えば液晶表示装置1や、平面状の電子放出素子を備えて同素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置(FEDやSED等)の絶縁膜や金属配線等、各種パターンに具体化してもよく、着弾した液滴Fbをレーザ光Bで乾燥するパターンであればよい。
・上記実施形態では、対象物を液晶表示装置1の基板2に具体化したが、これに限らず、例えばシリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板等であってもよく、着弾した液滴Fbによってパターンを形成する対象物であればよい。
2…対象物としての基板、20…液滴吐出装置、24…捨て打ち領域としてのフラッシング領域、30…液滴吐出ヘッド、35…レーザ照射手段を構成するレーザヘッド、36…照射口、37…開閉機構、41…開閉制御手段を構成する制御装置、B…レーザ光、D…パターンとしてのドット、Fb…液滴。
Claims (7)
- パターン形成材料を含む液滴を液滴吐出ヘッドから対象物に向かって吐出し、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からのレーザ光を照射してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、
前記液滴吐出ヘッドが捨て打ち領域に前記液滴を捨て打ちしているときに、前記照射口の閉じた状態を保持するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項1に記載のパターン形成方法において、
前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射する前に、前記照射口を開けるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項2に記載のパターン形成方法において、
前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射した後に、前記照射口の閉じた状態を保持するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 捨て打ち領域に液滴を捨て打ちして、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、
前記レーザ照射手段は、
前記照射口を開閉する開閉機構と、
前記液滴吐出ヘッドが前記液滴を捨て打ちしているときに、前記照射口の閉じた状態を保持する開閉制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 - 捨て打ち領域に液滴を捨て打ちして、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に照射口からレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、
前記レーザ照射手段は、
前記照射口を開閉する開閉機構と、
前記液滴吐出ヘッドが前記捨て打ち領域上に位置するときに、前記照射口の閉じた状態を保持する開閉制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4又は5に記載の液滴吐出装置において、
前記開閉制御手段は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射する前に、前記照射口を開けることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項6に記載の液滴吐出装置において、
前記開閉制御手段は、前記対象物に着弾した前記液滴の領域に前記照射口からの前記レーザ光を照射した後に、前記照射口の閉じた状態を保持することを特徴とする液滴吐出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300176A JP2007105661A (ja) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | パターン形成方法及び液滴吐出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005300176A JP2007105661A (ja) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | パターン形成方法及び液滴吐出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007105661A true JP2007105661A (ja) | 2007-04-26 |
Family
ID=38031934
Family Applications (1)
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JP2005300176A Pending JP2007105661A (ja) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | パターン形成方法及び液滴吐出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007105661A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8833921B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-09-16 | Ricoh Company, Limited | Thin-film forming apparatus, thin-film forming method, piezoelectric-element forming method, droplet discharging head, and ink-jet recording apparatus |
JP2016039788A (ja) * | 2014-08-12 | 2016-03-24 | インターコンチネンタル グレート ブランズ エルエルシー | キャンディ及び複数領域菓子 |
-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005300176A patent/JP2007105661A/ja active Pending
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