説明

描画装置、及び描画方法

【課題】紫外線硬化型の機能液を充分に硬化させることができる紫外線の照度と、被描画媒体を損なうことのない放熱量と、の両方を実現することができる描画装置、及び描画方法を提供する。
【解決手段】描画装置は、被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置する機能液配置手段と、機能液が配置された被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段とを備える描画装置であって、紫外線照射手段によって紫外線を照射される被描画媒体を支持する媒体支持手段と、紫外線照射手段から媒体支持手段に至る紫外線の光路と交差する位置に少なくとも一部分が配設された光路介在手段と、を備え、光路介在手段は、光路と交差する位置に配置された負圧空間を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、描画対象物に機能液を配置し当該機能液を硬化させて、描画対象物上に画像などを描画する描画装置、及び描画方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、描画対象物としての被描画媒体に機能液を配置する機能液配置装置と、被描画媒体に配置された機能液を硬化させる硬化手段とを備え、被描画媒体に配置した機能液を、短時間の間に硬化させて描画する描画装置が知られている。例えば、機能液としてUV(Ultraviolet)硬化型の機能液を吐出する吐出装置と、UV光を照射する硬化装置とを備える描画装置が知られている。これらの描画装置においては、効率よく硬化させることができるUV光を照射する硬化装置として、メタルハライドランプなどが用いられている。しかし、メタルハライドランプなどはUV光の出力に伴う発熱が大きいため、被描画基材に熱ストレスを加えるという課題があった。描画装置は様々な被描画媒体に描画することが可能であるが、樹脂製の被描画媒体などは、耐熱性が乏しく、機能液を硬化する際に加えられる熱によって被描画媒体が損なわれる場合があった。したがって、硬化装置に起因して被描画媒体が制限されるという課題があった。
【0003】
特許文献1には、記録媒体に着弾したインクの近傍の湿度を検知する湿度検知部と、湿度検知部によって検知された湿度に基づいて、光照射部から照射される光の照度を制御する制御部を備えることで、記録媒体自体の温度上昇をなるべく抑えた状態でカチオン重合系インクの硬化性を高めるインクジェットプリンタ及び画像記録方法が開示されている。特許文献1のインクジェットプリンタ及び画像記録方法に拠れば、カチオン重合系インクの硬化特性は湿度に影響されるため、湿度に対応して、硬化性が損なわれない範囲で光源の出力を調整し、記録媒体(被描画媒体)の温度上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−106543号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に開示されたようなインクジェットプリンタ及び画像記録方法を用いても、光照射部において、充分な照度の光の発光には大量の熱の放出が伴うことは改善されておらず、充分な硬化性を実現するための光の照度と、被描画媒体を損なうことのない放熱量と、の両方を実現することはできない場合があるという課題があった。光の照度に対して放熱量が小さい媒体として、UV光を発生するLED(Light Emitting Diode)が開発されているが、メタルハライドランプなどに比べて積算エネルギー量が小さいことや、発光可能な波長が特定領域に限られるため、ランプを代替するには充分な機能の実現に至っていない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【0007】
[適用例1]本適用例にかかる描画装置は、被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置する機能液配置手段と、前記機能液が配置された前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段とを備える描画装置であって、前記紫外線照射手段によって紫外線を照射される前記被描画媒体を支持する媒体支持手段と、前記紫外線照射手段から前記媒体支持手段に至る紫外線の光路と交差する位置に少なくとも一部分が配設された光路介在手段と、を備え、前記光路介在手段は、前記光路と交差する位置に配置された負圧空間を有することを特徴とする。
【0008】
本適用例にかかる描画装置によれば、機能液配置手段によって被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置し、当該被描画媒体に紫外線照射手段によって紫外線を照射することで、当該被描画媒体に配置された機能液に紫外線を照射して、当該機能液を配置された位置において硬化させることができる。被描画媒体に照射される紫外線は、光路介在手段が有する紫外線の光路と交差する位置に配置された負圧空間を透過する。紫外線照射手段は紫外線を照射するのに伴い熱も放射し、当該放射熱は、紫外線の光路と同じ経路で被描画媒体に伝導される。熱は大気中にくらべて負圧空間中は伝導され難いため、光路と交差する位置に配置された負圧空間によって、被描画媒体に伝導される熱を減少させることができる。
【0009】
[適用例2]上記適用例にかかる描画装置は、前記光路介在手段が、前記媒体支持手段に支持された前記被描画媒体を覆って密閉する密閉位置と、密閉しない開放位置とで移動可能であって、前記密閉位置に位置した状態における前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成されている密閉形成筐体と、前記密閉位置に在る前記密閉形成筐体によって密閉された空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、を備えることが好ましい。
【0010】
この描画装置によれば、密閉形成筐体によって、紫外線の光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成されている密閉された空間を形成することができる。当該密閉空間の圧力を調整可能な圧力調整手段を用いて、当該密閉空間を負圧にすることができる。これにより、紫外線の光路に負圧の空間を介在させることができる。
【0011】
[適用例3]上記適用例にかかる描画装置は、前記光路介在手段が、前記光路と交差して配設されており、前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成された第一の介在体及び第二の介在体と、前記第一の介在体及び前記第二の介在体と協働して、前記第一の介在体と前記第二の介在体の間の空間を密閉する密閉空間形成体とを備え、前記第一の介在体と前記第二の介在体と前記密閉空間形成体とで形成された密閉空間が前記負圧空間であることが好ましい。
【0012】
この描画装置によれば、第一の介在体と第二の介在体と密閉空間形成体とで、紫外線の光路と交差する密閉空間を形成することができる。当該密閉空間が負圧であることで、紫外線の光路に負圧の空間を介在させることができる。
【0013】
[適用例4]上記適用例にかかる描画装置は、前記光路介在手段が、前記紫外線照射手段を密閉する照射手段密閉筐体を備え、前記照射手段密閉筐体によって密閉された空間が前記負圧空間であることが好ましい。
【0014】
この描画装置によれば、照射手段密閉筐体によって紫外線照射手段を密閉することで、紫外線照射手段から射出される紫外線の光路と交差する密閉空間を形成することができる。当該密閉空間が負圧であることで、紫外線の光路に負圧の空間を介在させることができる。
【0015】
[適用例5]本適用例にかかる描画方法は、被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置する機能液配置工程と、前記機能液が配置された前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を有し、前記紫外線照射工程では、負圧空間を透過させた紫外線光を、前記被描画媒体に照射することを特徴とする。
【0016】
本適用例にかかる描画方法によれば、機能液配置工程において被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置し、当該被描画媒体に紫外線照射工程において紫外線を照射することで、当該被描画媒体に配置された機能液に紫外線を照射して、当該機能液を配置された位置において硬化させることができる。被描画媒体に照射される紫外線は、負圧空間を透過させた紫外線である。紫外線を照射する機器の多くは紫外線を照射するのに伴い熱も放射し、当該放射熱は、紫外線の光路と同じ経路で被描画媒体に伝導される。熱は大気中にくらべて負圧空間中は伝導され難いため、紫外線が透過させられる負圧空間によって、被描画媒体に伝導される熱を減少させることができる。
【0017】
[適用例6]上記適用例にかかる描画方法は、前記紫外線照射工程が、前記機能液配置工程において前記機能液が配置された前記被描画媒体を、前記被描画媒体に紫外線を照射可能な状態で密閉する密閉空間を形成する密閉空間形成工程と、前記密閉空間形成工程において形成された前記密閉空間を負圧にして前記負圧空間を形成する負圧形成工程と、負圧にされた前記密閉空間を透過させて、紫外線を前記機能液が配置された前記被描画媒体に照射する工程と、を有することが好ましい。
【0018】
この描画方法によれば、密閉空間形成工程によって、被描画媒体に紫外線を照射可能な状態で被描画媒体を密閉する空間を形成することができる。当該密閉空間の圧力を、負圧形成工程において負圧にすることができる。これにより、被描画媒体に照射する工程は、負圧にされた密閉空間を透過させて、紫外線を被描画媒体に配置された機能液に照射することができる。
【0019】
[適用例7]上記適用例にかかる描画方法は、前記負圧空間が、紫外線の光路と交差して配設されており、前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成された第一の介在体及び第二の介在体と、前記第一の介在体及び前記第二の介在体と協働して、前記第一の介在体と前記第二の介在体の間の空間を密閉する密閉空間形成体とで形成された密閉空間が負圧にされた空間であることが好ましい。
【0020】
この描画方法によれば、第一の介在体と第二の介在体と密閉空間形成体とで、紫外線の光路と交差する密閉空間を形成することができる。当該密閉空間が負圧であることで、紫外線照射工程では、負圧にされた密閉空間を透過させて、紫外線を被描画媒体に配置された機能液に照射することができる。
【0021】
[適用例8]上記適用例にかかる描画方法は、前記負圧空間が、前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段を密閉する照射手段密閉空間が負圧にされた空間であることが好ましい。
【0022】
この描画方法によれば、照射手段密閉筐体によって紫外線照射手段を密閉することで、紫外線照射手段から射出される紫外線の光路と交差する密閉空間を形成することができる。当該密閉空間が負圧であることで、紫外線照射工程では、負圧にされた密閉空間を透過させて、紫外線を被描画媒体に配置された機能液に照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】(a)は、描画装置全体の概略構成を示す外観斜視図。(b)は、描画装置が備える液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図。
【図2】描画工程を示すフローチャート。
【図3】(a)は、ワークに機能液を配置する工程における硬化ユニットの状態を示す説明図。(b)は、硬化位置に移動したワークと硬化ユニットの状態を示す説明図。(c)は、密閉空間を形成した硬化ユニットの状態を示す説明図。(d)は、硬化工程における硬化ユニットの状態を示す説明図。
【図4】(a)は、固定型の紫外線ユニットの構成例の説明図。(b)は、他の固定型の紫外線ユニットの構成例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、描画装置及び描画方法について、図面を参照して説明する。本実施形態は、機能液の液滴をワーク上の任意の位置に着弾させる液滴吐出装置と、ワークの上に液滴を着弾させることで配置された機能液に紫外線を照射して硬化させる紫外線ユニットと、を備える描画装置を例にして説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【0025】
<描画装置>
最初に、液滴吐出装置100と紫外線ユニット140とを備える描画装置10について、図1を参照して説明する。図1は、描画装置の概略構成を示す外観斜視図である。図1(a)は、描画装置全体の概略構成を示す外観斜視図であり、図1(b)は、描画装置が備える液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図である。
図1(a)に示すように、描画装置10は、液滴吐出装置100と紫外線ユニット140とを備えている。
【0026】
液滴吐出装置100は、ヘッド機構部2と、ワーク機構部3と、機能液供給部4と、メンテナンス装置部5とを備えている。ヘッド機構部2は、紫外線硬化特性を有する機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド20を有している。ワーク機構部3は、液滴吐出ヘッド20から吐出された液滴の吐出対象であるワークWを載置するワーク載置台23を有している。機能液供給部4は、中継タンクと、給液チューブとを有し、当該給液チューブが、液滴吐出ヘッド20に接続されており、給液チューブを介して機能液が液滴吐出ヘッド20に供給される。メンテナンス装置部5は、液滴吐出ヘッド20の検査又は保守を実施する各装置を備えている。液滴吐出装置100は、また、これら各機構部などを総括的に制御する吐出装置制御部6を備えている。さらに、床上に設置された複数の支持脚8と、支持脚8によって支持されており、扁平な略直方体形状を有する定盤9とを備えている。
【0027】
ヘッド機構部2は、液滴吐出ヘッド20を有するヘッドユニット21と、ヘッドユニット21を有するヘッドキャリッジ25と、ヘッドキャリッジ25が吊設された移動枠22と、移動枠22を移動可能に支持するY軸テーブル12とを備えている。移動枠22を、Y軸テーブル12によってY軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド20をY軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
【0028】
ワーク機構部3は、ワーク載置台23と、ワーク載置台23を移動可能に支持するX軸テーブル11とを備えている。X軸テーブル11は、定盤9上にX軸方向に延在して配設されたX軸レール11aを備えている。ワーク載置台23は、載置されたワークWを吸着固定する載置部23aと、載置部23aに固定されて載置部23aを支持する一対の載置台スライダー23b,23bとを備えている。載置台スライダー23bは、X軸レール11aに摺動自在に係合しており、X軸レール11aに形成された駆動子と、載置台スライダー23bに形成された摺動子を有するリニアモーターによって、X軸方向に移動させられる。載置台スライダー23bをX軸レール11aに沿って移動させることで、ワーク載置台23はX軸方向に移動する。ワーク載置台23を、X軸方向に移動させることで、ワーク載置台23に載置されたワークWをX軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
液滴吐出装置100が、機能液配置手段に相当する。ワーク載置台23又はワーク機構部3が、媒体支持手段に相当する。ワークWが、被描画媒体に相当する。
【0029】
紫外線ユニット140は、支持枠47と、昇降機構48と、密閉筐体42と、UV(Ultraviolet)ランプ45と、ランプ筐体44と、吸引ポンプ55(図3参照)とを備えている。支持枠47は、X軸テーブル11の脇に立設されている。昇降機構48は、支持枠47に取り付けられており、密閉筐体42が、昇降機構48を介して昇降自在であって任意の位置に保持可能に支持枠47に支持されている。密閉筐体42は、X軸テーブル11の上方に位置して支持されている。
【0030】
密閉筐体42は、略直方体形状の外形を有し、内部に略直方体形状で一面が開口した筐体室43(図3参照)が形成されている。筐体室43は、X軸テーブル11に臨んで開口している。筐体室43の開口と反対側の壁には、透光窓54(図3参照)が形成されている。ランプ筐体44は、密閉筐体42の上に、透光窓54を覆う位置に固定されている。ランプ筐体44の内部には、紫外線を射出するUVランプ45が、透光窓54側に紫外線を射出する状態で固定されている。
UVランプ45は、X軸テーブル11によって筐体室43に臨む位置に移動させられたワーク載置台23に載置されたワークWに、透光窓54を介して紫外線を照射することができる。UVランプ45としては、例えば、高輝度及び長寿命であることからメタルハライドランプを用いる。
密閉筐体42が、光路介在手段に相当し、密閉筐体42が密閉形成筐体に相当し、UVランプ45が、紫外線照射手段に相当する。UVランプ45から筐体室43に臨む位置に移動させられたワーク載置台23に載置されたワークWに到る経路が、紫外線の光路に相当し、透光窓54が、密閉形成筐体における紫外線を透過させる材料で形成された部分に相当する。
【0031】
図1(b)に示すように、液滴吐出ヘッド20は、多数の吐出ノズル120が略一直線状に並んだノズル列120Aを2列備えている。吐出ノズル120から機能液を液滴として吐出し、対向する位置にあるワークWなどに着弾させることで、当該位置に機能液を配置する。ノズル列120Aは、液滴吐出ヘッド20が液滴吐出装置100に装着された状態で、図1(a)に示したX軸方向に延在している。ノズル列120Aにおいて吐出ノズル120は等間隔のノズルピッチで並んでおり、2列のノズル列120A間で、吐出ノズル120の位置がX軸方向に半ノズルピッチずれている。したがって、液滴吐出ヘッド20としては、X軸方向に半ノズルピッチ間隔で機能液の液滴を配置することができる。
【0032】
液滴吐出装置100において、最初に、ワーク載置台23を、X軸テーブル11によって、X軸方向に移動させることで、ワーク載置台23に載置されたワークWを、液滴吐出ヘッド20の下方に位置させる。次に、液滴吐出ヘッド20をY軸方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド20のY軸方向の移動に同調して、機能液を液滴として吐出する。これにより、ノズル列120Aの長さの範囲で、任意の位置に機能液の液滴を着弾させることで、所望する平面形状の描画を実施することが可能である。
所望する平面形状に機能液を配置したワークWを、ワーク載置台23をX軸テーブル11によってX軸方向に移動させることで、UVランプ45に臨む位置に移動させる。当該位置で、UVランプ45によって紫外線をワークW上に配置された機能液に照射することで、配置された位置において機能液を硬化させる。
【0033】
X軸方向の描画範囲を広げるためには、液滴吐出ヘッド20をX軸方向に連ねてもよいし、ワークWをX軸方向に移動させて、液滴吐出ヘッド20のY軸方向の移動と吐出を、複数回実施してもよい。
X軸方向の液滴の配置ピッチを小さくするためには、複数の液滴吐出ヘッド20を、X軸方向における吐出ノズル120の位置を互いにずらしてY軸方向に並べてもよいし、3列以上のノズル列を備える液滴吐出ヘッドを用いてもよい。もちろん、製造可能な範囲であれば、ノズルピッチが小さい液滴吐出ヘッドを用いることもできる。
【0034】
<描画工程>
次に、描画装置10を用いてワークWの上に描画パターンを形成する描画工程について、図2、及び図3を参照して説明する。図2は、描画工程を示すフローチャートである。図3は、描画工程の各工程における硬化ユニットの状態を示す説明図である。図3(a)は、ワークに機能液を配置する工程における硬化ユニットの状態を示す説明図であり、図3(b)は、硬化位置に移動したワークと硬化ユニットの状態を示す説明図であり、図3(c)は、密閉空間を形成した硬化ユニットの状態を示す説明図であり、図3(d)は、硬化工程における硬化ユニットの状態を示す説明図である。
【0035】
上述したように、紫外線ユニット140は、支持枠47と、昇降機構48と、密閉筐体42と、UVランプ45と、ランプ筐体44と、吸引ポンプ55とを備えている。支持枠47は、X軸テーブル11の脇に立設されている。昇降機構48は、支持枠47に取り付けられており、密閉筐体42が、昇降機構48を介して昇降自在であって任意の位置に保持可能に支持枠47に支持されている。密閉筐体42は、X軸テーブル11の上方に位置して支持されている。
【0036】
図3に示すように、密閉筐体42は、筐体枠52と当接枠53と透光窓54とを備えている。筐体枠52は略直方体形状の外形を有する箱形状であって、内部に上述した筐体室43が形成されている。密閉筐体42は、筐体枠52が昇降機構48を介して支持枠47に支持されることで、昇降自在であって任意の位置に保持可能に支持枠47に支持されている。筐体室43は略直方体形状で一面が開口した空間であり、筐体室43を構成する5面の壁面のうち、開口と反対側の壁の大部分は、板状形状の透光窓54で形成されており、5面の壁面のうちの4面の大部分は筐体枠52で形成されている。筐体枠52における筐体室43の開放端側の端には、開口の周囲を囲む状態で、平板な額縁形状の当接枠53が固定されている。筐体枠52は、例えばステンレス鋼などのように強靭な材料で形成されている。透光窓54は、例えば石英ガラスなどのように、UVランプ45が射出する紫外線を透過し易く強度が高い材料で形成されている。当接枠53は、ゴム状弾性体で形成されている。
筐体枠52の壁面には導通管56の一端が筐体室43に開口しており、導通管56のもう一端は吸引ポンプ55に接続されている。筐体室43は、導通管56を介して吸引ポンプ55に接続されており、吸引ポンプ55を用いて筐体室43内の流体を吸引することが可能である。
【0037】
紫外線ユニット140が描画装置10に取り付けられた状態で、筐体室43は、X軸テーブル11に臨んで開口している。ランプ筐体44は、密閉筐体42の透光窓54が配置された面の上に、透光窓54を覆う位置に固定されている。ランプ筐体44の内部には、紫外線を射出するUVランプ45が、透光窓54側に紫外線を射出する状態で固定されている。
UVランプ45は、X軸テーブル11によって筐体室43に臨む位置に移動させられたワーク載置台23に載置されたワークWに、透光窓54を介して紫外線を照射することができる。
【0038】
図2のステップS1では、ワークWの予め定められた位置に、定められた機能液を配置する。図3(a)に示すように、ワーク載置台23の載置部23aに吸着固定されたワークWを、ワーク載置台23をX軸テーブル11によってX軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド20に対向する位置に移動して保持する。次に、Y軸テーブル12によって液滴吐出ヘッド20をY軸方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド20のY軸方向の移動に同調して、吐出ノズル120から紫外線硬化特性を有する機能液を液滴として吐出することで、ワークWの予め定められた位置に、機能液を配置する。
【0039】
次に、図2のステップS2では、機能液を配置されたワークWを、硬化位置に移動させる。硬化位置は、図3(b)に示すように、ワークWが筐体室43に臨んでおり、UVランプ45から照射される紫外線が、ワークW上に配設された機能液に照射される位置である。
【0040】
次に、図2のステップS3では、機能液を配置されたワークWを密閉する密閉空間を形成する。図3(c)に示すように、昇降機構48によって密閉筐体42を下降させて、密閉筐体42の当接枠53を載置部23aに当接させる。ゴム状弾性体からなる当接枠53が弾性変形して載置部23aに密着することで、筐体室43の開口が載置部23aによって塞がれた密閉空間43aが形成される。形成された密閉空間43aは、ワークWを密閉する空間である。当該密閉空間43aは、筐体枠52の壁面に開口した導通管56を介して吸引ポンプ55に接続されている。
【0041】
次に、図2のステップS4では、形成された密閉空間43aを負圧化する。吸引ポンプ55を稼動させて、導通管56を介して密閉空間43aから大気を吸引することで密閉空間43aを負圧化する。吸引ポンプ55が、圧力調整手段に相当する。負圧の密閉空間43aが、負圧空間に相当する。
【0042】
次に、ステップS5では、紫外線をワークWに照射することで、ワークWに配置された機能液に紫外線を照射して硬化させる。図3(d)に示すように、UVランプ45を稼動させて紫外線を照射させることで、紫外線は、密閉空間43aの上面を形成する透光窓54に向けて射出され、透光窓54を透過して密閉空間43a内に入射する。密閉空間43a内に入射された紫外線は、負圧の密閉空間43aを通過して、密閉空間43a底面を構成する載置部23aの上に載置されたワークW上に配置された機能液に照射される。紫外線を照射されることで、紫外線硬化特性を有する機能液が硬化させられる。
ステップS5を実施して、描画装置10を用いてワークW上に描画パターンを形成する描画工程を終了する。
【0043】
<他の紫外線ユニット例>
次に、上述した紫外線ユニット140とは異なる紫外線ユニットの構成例について、図4を参照して説明する。図4は、紫外線ユニットの構成例を示す説明図である。図4(a)は、固定型の紫外線ユニットの構成例の説明図であり、図4(b)は、他の固定型の紫外線ユニットの構成例の説明図である。
【0044】
図4(a)に示した紫外線ユニット160は、上述した液滴吐出装置100と同様の液滴吐出装置と組み合わされて、描画装置10と同様の描画装置を構成している。紫外線ユニット160は、図示省略した支持枠と、密閉空間筐体61と、UVランプ45と、ランプ筐体44と、を備えている。支持枠は、X軸テーブル11の脇に立設されている。密閉空間筐体61は、支持枠に固定されて支持されており、X軸テーブル11の上方に位置している。
【0045】
密閉空間筐体61は、筐体枠64と第一透光窓62と第二透光窓63とを備えている。筐体枠64は角筒形状を有し、側面を支持枠に固定されて支持されており、角筒の穴はX軸テーブル11に対向する側(下側)と、反対側(上側)に開口している。角筒の穴の上側の一端が第一透光窓62に、下側の一端が第二透光窓63によって封止されている。筐体枠64と第一透光窓62と第二透光窓63とに囲まれた筐体空間61aは密閉された空間であって、負圧にされている。筐体枠64は、例えばステンレス鋼などのように強靭な材料で形成されている。第一透光窓62及び第二透光窓63は、例えば石英ガラスなどのように、UVランプ45が射出する紫外線を透過させ易く強度が高い材料で形成されている。
密閉空間筐体61が、光路介在手段に相当し、第一透光窓62及び第二透光窓63が、第一の介在体又は第二の介在体に相当し、筐体枠64が、密閉空間形成体に相当する。第一透光窓62及び第二透光窓63が、紫外線の光路と交差する位置に配設された部分に相当する。筐体空間61aが、負圧空間に相当する。
【0046】
ランプ筐体44は、密閉空間筐体61の第一透光窓62が配置された面の上に、第一透光窓62を覆う位置に固定されている。ランプ筐体44の内部には、紫外線を射出するUVランプ45が、第一透光窓62の側に紫外線を射出する状態で固定されている。
UVランプ45は、X軸テーブル11によって密閉空間筐体61の第二透光窓63に臨む位置に移動させられたワーク載置台23に載置されたワークWに、第一透光窓62、筐体空間61a、及び第二透光窓63を介して紫外線を照射することができる。
【0047】
図4(b)に示した紫外線ユニット170は、上述した液滴吐出装置100と同様の液滴吐出装置と組み合わされて、描画装置10と同様の描画装置を構成している。紫外線ユニット170は、図示省略した支持枠と、ランプ筐体71と、UVランプ45と、を備えている。支持枠は、X軸テーブル11の脇に立設されている。ランプ筐体71は、支持枠に固定されて支持されており、X軸テーブル11の上方に位置している。
【0048】
ランプ筐体71は、筐体枠74と透光窓72とを備えている。ランプ筐体71は、筐体枠74が支持枠に固定されることで支持枠に支持されている。筐体枠74は略直方体形状の外形を有する箱形状であって、内部に、一方が外に開口したランプ室71aが形成されている。ランプ室71aの開口部には透光窓72が固定されており、開口部が透光窓72によって封止されることで、ランプ室71aは密閉された空間となっている。密閉された空間であるランプ室71aは、負圧に保たれている。ランプ室71aの内部には、UVランプ45が、透光窓72の側に紫外線を射出する状態で固定されている。筐体枠74は、例えばステンレス鋼などのように強靭な材料で形成されている。透光窓72は、例えば石英ガラスなどのように、UVランプ45が射出する紫外線を透過し易く強度が高い材料で形成されている。
ランプ筐体71が、光路介在手段又は照射手段密閉筐体に相当し、ランプ室71aが、負圧空間又は照射手段密閉空間に相当する。
【0049】
ランプ筐体71は、透光窓72がX軸テーブル11に臨む状態で、X軸テーブル11の上方に支持されている。UVランプ45から射出された紫外線は、透光窓72を透過して、X軸テーブル11に照射される。すなわち、UVランプ45は、X軸テーブル11によってランプ筐体71の透光窓72に臨む位置に移動させられたワーク載置台23に載置されたワークWに、負圧のランプ室71a及び透光窓72を介して紫外線を照射することができる。
【0050】
以下、実施形態による効果を記載する。本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)筐体室43は、導通管56を介して吸引ポンプ55に接続されており、吸引ポンプ55を用いて筐体室43内の流体を吸引することが可能である。これにより、筐体室43の開口が載置部23aによって塞がれた密閉空間43aを、吸引ポンプ55を用いて負圧にすることができる。
【0051】
(2)筐体枠52における筐体室43の開放端側の端には、開口の周囲を囲む状態で、ゴム状弾性体で形成された当接枠53が固定されている。密閉筐体42とワーク載置台23とで密閉空間43aを形成する際には、当接枠53がワーク載置台23の載置部23aに当接し、弾性変形することで載置部23aに密着するため、密閉空間43aを確実に外部と隔絶された空間にすることができる。
【0052】
(3)紫外線ユニット140においては、UVランプ45から射出された紫外線は、負圧の密閉空間43aを通過して、ワークWの上に配置された機能液に照射される。負圧の密閉空間43aは熱を伝導し難いことから、UVランプ45が紫外線を射出する際に放出される熱を通過させ難いため、当該熱によってワークWなどが損なわれることを抑制することができる。
【0053】
(4)紫外線ユニット160においては、UVランプ45から射出された紫外線は、負圧の筐体空間61aを通過して、ワークWの上に配置された機能液に照射される。負圧の筐体空間61aは熱を伝導し難いことから、UVランプ45が紫外線を射出する際に放出される熱を通過させ難いため、当該熱によってワークWなどが損なわれることを抑制することができる。
【0054】
(5)紫外線ユニット170においては、UVランプ45から射出された紫外線は、負圧のランプ室71aを通過して、ワークWの上に配置された機能液に照射される。負圧のランプ室71aは熱を伝導し難いことから、UVランプ45が紫外線を射出する際に放出される熱を通過させ難いため、当該熱によってワークWなどが損なわれることを抑制することができる。
【0055】
(6)紫外線ユニット140においては、硬化工程を実施する際には、UVランプ45から射出された紫外線の光路が、液滴吐出ヘッド20が配置された描画位置と、ランプ筐体44及び筐体枠52によって遮蔽されている。これにより、UVランプ45から射出された紫外線の漏れ光によって、描画位置にある機能液が硬化されることを抑制することができる。
【0056】
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【0057】
(変形例1)前記実施形態においては、描画装置10は、ワーク載置台23を備えるワーク機構部3を備え、ワークWをワーク載置台23にセットして、液滴吐出ヘッド20に対向する位置などに搬送していた。しかし、描画装置におけるワークの搬送装置は、ワーク機構部3のような装置に限らない。例えば、ベルト状の搬送装置にワークを載置し、描画を実施する位置から硬化を実施する位置に連続的にワークを搬送する装置であってもよい。当該搬送装置が、複数の描画装置に共通の搬送装置であってもよい。あるいは、給除材装置のように、ワークを保持して搬送装置の描画位置に給除材するような装置であってもよい。
【0058】
(変形例2)前記実施形態においては、硬化工程に際して密閉空間43aを形成する紫外線ユニット140では、密閉筐体42とワーク載置台23とで密閉空間43aを形成していた。しかし、硬化工程に際して密閉空間を形成する密閉形成筐体がワークの搬送手段の部分を含むことは必須ではない。密閉形成筐体を例えば二体にして、ワーク及び搬送装置を挟み込んで密閉空間を形成する構成であってもよい。密閉形成筐体がワークの搬送手段と別体の場合、ベルトを用いる搬送装置のように載置台の剛性が乏しいために密閉空間を形成する構成要素にし難い搬送装置においても、容易に密閉空間を形成することができる。
【0059】
(変形例3)前記実施形態においては、描画工程における描画パターンの硬化工程は一回であったが、硬化工程が一回であることは必須ではない。例えば、機能液が流動しない程度に硬化させる仮硬化と充分に硬化させる本硬化とを実施するように、複数回の硬化工程を実施してもよい。仮硬化は描画装置10のような描画装置において機能液の配置から短時間の間に実施し、本硬化は別の硬化装置を用いる構成であってもよい。この場合、描画装置10と本硬化用の硬化装置とを含んだ装置が描画装置に相当する。
【符号の説明】
【0060】
2…ヘッド機構部、3…ワーク機構部、10…描画装置、11…X軸テーブル、11a…X軸レール、12…Y軸テーブル、20…液滴吐出ヘッド、23…ワーク載置台、23a…載置部、23b…載置台スライダー、42…密閉筐体、43…筐体室、43a…密閉空間、44…ランプ筐体、45…UVランプ、52…筐体枠、54…透光窓、55…吸引ポンプ、61…密閉空間筐体、61a…筐体空間、62…第一透光窓、63…第二透光窓、64…筐体枠、71…ランプ筐体、71a…ランプ室、72…透光窓、74…筐体枠、100…液滴吐出装置、120…吐出ノズル、140…紫外線ユニット、160…紫外線ユニット、170…紫外線ユニット、W…ワーク。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置する機能液配置手段と、前記機能液が配置された前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段とを備える描画装置であって、
前記紫外線照射手段によって紫外線を照射される前記被描画媒体を支持する媒体支持手段と、
前記紫外線照射手段から前記媒体支持手段に至る紫外線の光路と交差する位置に少なくとも一部分が配設された光路介在手段と、を備え、
前記光路介在手段は、前記光路と交差する位置に配置された負圧空間を有することを特徴とする描画装置。
【請求項2】
前記光路介在手段は、
前記媒体支持手段に支持された前記被描画媒体を覆って密閉する密閉位置と、密閉しない開放位置とで移動可能であって、前記密閉位置に位置した状態における前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成されている密閉形成筐体と、
前記密閉位置に在る前記密閉形成筐体によって密閉された空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、を備えることを特徴とする、請求項1に記載の描画装置。
【請求項3】
前記光路介在手段は、
前記光路と交差して配設されており、前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成された第一の介在体及び第二の介在体と、
前記第一の介在体及び前記第二の介在体と協働して、前記第一の介在体と前記第二の介在体の間の空間を密閉する密閉空間形成体とを備え、
前記第一の介在体と前記第二の介在体と前記密閉空間形成体とで形成された密閉空間が前記負圧空間であることを特徴とする、請求項1に記載の描画装置。
【請求項4】
前記光路介在手段は、
前記紫外線照射手段を密閉する照射手段密閉筐体を備え、
前記照射手段密閉筐体によって密閉された空間が前記負圧空間であることを特徴とする、請求項1に記載の描画装置。
【請求項5】
被描画媒体に紫外線硬化型の機能液を配置する機能液配置工程と、
前記機能液が配置された前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を有し、
前記紫外線照射工程では、負圧空間を透過させた紫外線光を、前記被描画媒体に照射することを特徴とする描画方法。
【請求項6】
前記紫外線照射工程は、
前記機能液配置工程において前記機能液が配置された前記被描画媒体を、前記被描画媒体に紫外線を照射可能な状態で密閉する密閉空間を形成する密閉空間形成工程と、
前記密閉空間形成工程において形成された前記密閉空間を負圧にして前記負圧空間を形成する負圧形成工程と、
負圧にされた前記密閉空間を透過させて、紫外線を前記機能液が配置された前記被描画媒体に照射する工程と、を有することを特徴とする、請求項5に記載の描画方法。
【請求項7】
前記負圧空間は、紫外線の光路と交差して配設されており、前記光路と交差する部分が紫外線を透過させる材料で形成された第一の介在体及び第二の介在体と、前記第一の介在体及び前記第二の介在体と協働して、前記第一の介在体と前記第二の介在体の間の空間を密閉する密閉空間形成体とで形成された密閉空間が負圧にされた空間であることを特徴とする、請求項5に記載の描画方法。
【請求項8】
前記負圧空間は、前記被描画媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段を密閉する照射手段密閉空間が負圧にされた空間であることを特徴とする、請求項5に記載の描画方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−115701(P2011−115701A)
【公開日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−274226(P2009−274226)
【出願日】平成21年12月2日(2009.12.2)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】