特開 2024-154128 インクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154128

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】インクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20241023BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20241023BHJP

   B05C 15/00 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B41J2/01 305

B41J2/01 301

B41J2/01 203

B41J2/01 451

B05C15/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067780

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】臼井 幸也

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英博

(72)【発明者】

【氏名】熊澤 謙太郎

【テーマコード（参考）】

2C056

4F041

4F042

【Ｆターム（参考）】

2C056EA01

2C056EA23

2C056EB12

2C056EB13

2C056EB35

2C056EB46

2C056EB59

2C056EC07

2C056EC77

2C056FB05

2C056HA29

2C056HA60

4F041AA02

4F041AA05

4F041AB01

4F041BA01

4F041BA10

4F041BA13

4F042DE01

4F042DE03

4F042DE09

(57)【要約】

【課題】印刷ヘッドとステージが相対移動することにより印刷ヘッドとステージの間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、その風による乱流の発生を防ぐことより、インクジェットが吐出したインクを精度よく印刷対象へ着弾することができるインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法を提供する。
【解決手段】インクジェット装置は、印刷対象物を載置するステージと、インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させるインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを内部に配置するブースと、前記ステージと前記インクジェットヘッドが相対移動によって生じる風であって、前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷対象物を載置するステージと、
インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させるインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを内部に配置するブースと、
前記ステージと前記インクジェットヘッドが相対移動によって生じる風であって、前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部と、
を備える、インクジェット装置。

【請求項2】

前記風抑制部は、前記ステージが相対移動する方向に伸縮する伸縮構造を備える、請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項3】

前記伸縮構造は、蛇腹構造である請求項２に記載のインクジェット装置。

【請求項4】

前記伸縮構造は、前記ブースの外部に、前記伸縮構造内部の空気を排出する排気部を備える、請求項２に記載のインクジェット装置。

【請求項5】

前記風抑制部は、前記相対移動する方向にある前記ステージの側面の前記インクジェットヘッド側の端部にベルトを備える、請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項6】

前記ベルトは、前記ブース内に配置されている、請求項５に記載のインクジェット装置。

【請求項7】

前記ベルトは、下方向に開口した前記ブースの開口部を覆うように配置されている、請求項５に記載のインクジェット装置。

【請求項8】

前記風抑制部は、前記ステージが前記相対移動する方向にある前記ブースの第１の壁面に排気ファンを備え、前記ブースの第２の壁面に給気口を備える、請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項9】

前記ステージが前記インクジェットヘッドに対して移動する、請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項10】

前記インクジェットヘッドが前記ステージに対して移動する、請求項１に記載のインクジェット装置。

【請求項11】

印刷対象物を載置するステージと、
インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させるインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを内部に配置するブースと、
前記ステージと前記インクジェットヘッドとが相対移動する際に前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に発生する風による前記インクの着弾位置のずれを補正する制御装置と、
を備える、インクジェット装置。

【請求項12】

前記制御装置は、印刷回数によって異なる補正量の情報を記憶し、当該情報に基づいて前記インクの着弾位置のずれを補正する請求項１１に記載のインクジェット装置。

【請求項13】

印刷対象物を載置するステージとインクを吐出するインクジェットヘッドが相対移動によって生じる風であって、前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制し、
前記インクジェットヘッドから前記インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させる、
インクジェット装置の制御方法。

【請求項14】

インクを吐出するインクジェットヘッドがブースの内部に配置されており、
印刷対象物を載置するステージと前記インクジェットヘッドとが相対移動する際に前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に発生する風による前記インクの着弾位置のずれを補正し、
補正された着弾位置に前記インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させる、
インクジェット装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、インクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子デバイスをオンデマンドのインクジェットで形成するプリンテッドエレクトロニクスが拡がりを見せている。電子デバイスの作製にはドライルームや窒素（Ｎ_２）ブースのように特殊環境でのプロセスを必要とするものが多い。このような特殊環境を維持することはコストアップの要因になるため、電子デバイスを作製する環境は可能な限り体積を小さくすることが好ましい。

【0003】

一方、生産性向上の要求からインクジェットによる印刷速度は高速化を求められ、印刷ヘッドと印刷対象物の印刷時における相対速度も高速となる。この高速化は印刷ヘッドと印刷対象物の間に風を起こすことになり、印刷対象物へのインクの着弾がずれ、印刷状態の安定を難しくする。従来、インクジェットヘッドとステージの構造によって印刷時に発生する風を乱流にしない方法は存在している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３９１７９７７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、ブースなどの特殊環境がさらに小体積化することにより、この風が印刷状態に及ぼす影響が大きくなっており、従来の方法ではインクジェットヘッドとステージ間の領域に発生する風を防ぐことは出来ず、さらにはブースの壁に反射した風による乱流を防ぐことはできない。

【0006】

インクジェットヘッドとステージの間の領域において、このような風及び乱流の影響を受けにくくするためには、インクジェットヘッドとステージとの間の距離を小さくする必要があるが、その距離を小さくするにも限界がある。

【0007】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、インクジェットヘッドが吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾させることができるインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるインクジェット装置は、印刷対象物を載置するステージと、インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させるインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを内部に配置するブースと、前記ステージと前記インクジェットヘッドが相対移動によって生じる風であって、前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部と、を備える。

【0009】

本開示にかかるインクジェット装置は、印刷対象物を載置するステージと、インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させるインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを内部に配置するブースと、前記ステージと前記インクジェットヘッドとが相対移動する際に前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に発生する風による前記インクの着弾位置のずれを補正する制御装置と、を備える。

【0010】

本開示にかかるインクジェット装置の制御方法は、印刷対象物を載置するステージとインクを吐出するインクジェットヘッドが相対移動によって生じる風であって、前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制し、前記インクジェットヘッドから前記インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させる。

【0011】

本開示にかかるインクジェット装置の制御方法は、インクを吐出するインクジェットヘッドがブースの内部に配置されており、印刷対象物を載置するステージと前記インクジェットヘッドとが相対移動する際に前記ステージと前記インクジェットヘッドの間の領域に発生する風による前記インクの着弾位置のずれを補正し、補正された着弾位置に前記インクを吐出して前記印刷対象物に前記インクを着弾させる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、インクジェットが吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施の形態に係るインクジェット装置の基本構成を示す概略側面図である。

【図2】第２の実施の形態に係るインクジェット装置の基本構成を示す概略側面図である。

【図3】第３の実施の形態に係るインクジェット装置の基本構成を示す概略側面図である。

【図4】第４の実施の形態に係るインクジェット装置の基本構成を示す概略側面図である。

【図5A】ステージの上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッドから吐出したインクの着弾結果を示すグラフである。

【図5B】ステージの上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッドから吐出したインクの着弾結果を示すグラフである。

【図5C】ステージの上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッドから吐出したインクの着弾結果を示すグラフである。

【図5D】ステージの上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッドから吐出したインクの着弾結果を示すグラフである。

【図6】図５Ａ～図５Ｄのグラフを作成するために用いられた着弾結果のデータを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図を参照して、本開示のインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法を実施するための形態について説明する。

【0015】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、添付図を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るインクジェット装置１の基本構成を示す概略側面図である。第１の実施の形態では、印刷時にステージとインクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、インクジェットヘッドの周辺領域に乱流が発生することを防ぐため、蛇腹構造を用いる。

【0016】

インクジェット装置１は、印刷対象物にインクを着弾させることにより、印刷対象物に印刷する。インクジェット装置１は、インクジェットヘッド２、制御装置３、ステージ４、ブース５、蛇腹構造６、６’、及び、排気口７、７’を備える。

【0017】

インクジェットヘッド２は、複数のノズルが設けられ、各ノズルからインクを吐出し、インクの印刷対象物にインクを着弾させる。インクジェットヘッド２は、ブース５の内部に設けられる。複数のノズルは、鉛直方向およびインクジェットヘッド２の移動方向に垂直な方向に一列に並んで配置されている。以下、この方向を、ノズル配列方向と呼ぶ。

【0018】

なお、インクジェット装置１を鉛直方向から見た場合に複列で千鳥状となるよう配置されてもよい。ノズルの数に制限はないが、例えば、２００～４００個設けられてもよい。

【0019】

制御装置３は、インクジェット装置１に備えられた各部の動作を制御する。例えば、制御装置３は、インクジェットヘッド２に信号を送信し、インクをステージ４上に載せた印刷対象物に向けて吐出するように制御するとともに、ステージ４に信号を送信し、ステージ４を鉛直方向およびノズル配列方向と垂直な方向（図１の矢印Ａの方向）に移動するように制御する。以下、この方向を移動方向と呼ぶ。

【0020】

制御装置３は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵを冷却するための冷却装置から構成される。冷却装置には、通常、ファンが用いられる。そして、ファンによりブース５内に不要な風が発生することを防ぐため、制御装置３はブース５の外部に設けられることが望ましい。

【0021】

ステージ４は、その上面に印刷対象物を載置した状態で、移動方向（図１の矢印Ａの方向）に、インクジェットヘッド２に対して往復移動する。言い換えれば、ステージ４はインクジェットヘッド２に対して相対移動可能な構成となっている。

【0022】

ステージ４は、ノズル配列方向に伸びており、インクジェット装置１の上方から見て、ノズル配列方向における幅が、インクジェットヘッド２の両端間（奥行き）の距離よりも大きい形状をしている。そのため、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して往復移動しても、インクジェットヘッド２の両端部付近に乱流が発生することはない。

【0023】

なお、本実施の形態における印刷は、インクジェットヘッド２によるインクの吐出がステージ４が一方向に移動している場合のみに行われる片道印刷であるが、ステージ４が一方向に移動している場合だけではなく、他方向に移動している場合にも行われる往復印刷でもあってもよい。

【0024】

ブース５は、その空間内部を窒素（Ｎ_２）または乾燥空気等で充填し、その空間内部の温度を制御するため、外部の一般環境と空間内部の環境とを隔離する。ブース５は、例えば、直方体形状をしており、インクジェットヘッド２、ステージ４、及び、蛇腹構造６、６’は、ブース５の内部に配置される。

【0025】

蛇腹構造６、６’は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部である。さらに、蛇腹構造６、６’は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ブース５の壁面により反射してステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流を生じさせる風の発生を抑制する。

【0026】

蛇腹構造６は、ステージ４の移動方向に垂直な２つの側面のうち、第１の側面４ａに一端が設けられ、他端が第１の側面４ａに対向するブース５の壁面に設けられ、ステージ４の移動に伴い伸縮する部材である。

【0027】

蛇腹構造６’は、ステージ４の移動方向に垂直な２つの側面のうち、第２の側面４ｂに一端が設けられ、他端が第２の側面４ｂに対向するブース５の壁面に設けられ、ステージ４の移動に伴い伸縮する部材である。

【0028】

また、蛇腹構造６、６’を第１の側面４ａおよび第２の側面４ｂに垂直な方向から見た形状は、その方向から見たステージ４の形状と同じにすることが好ましい。そして、蛇腹構造６、６’は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して往復移動する際に、それぞれ、ステージ４が往復移動する方向に伸縮する（矢印Ｂ）。

【0029】

なお、ここでは風及び乱流の発生を抑制する風抑制部として、蛇腹構造６、６’を用いることとしたが、伸縮することが可能な伸縮構造であればよく、例えば、ゴムのような伸縮する材料で風抑制部を構成してもよい。

【0030】

排気口７、７’は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動することにより蛇腹構造６、６’の内部に発生する風を、ブース５の外部に排気する。排気口７は、ステージ４の第１の側面に対向するブース５の壁面に設けられる。排気口７’は、ステージ４の第１の側面に対向するブース５の壁面に設けられる。

【0031】

排気口７、７’の開口面積は、蛇腹構造６、６’の断面積よりも小さいため、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動することにより発生する風は、全て排気口７、７’から排気される。

【0032】

次に、蛇腹構造６、６’が、乱流の発生を防ぐ仕組みについて説明する。インクジェットヘッド２がステージ４上に載せた印刷対象物に向けてインクを吐出する際に、ステージ４は、インクジェットヘッド２に対して矢印Ａの方向に移動する。

【0033】

これにより、ステージ４の移動方向側の側面により気体が押され、蛇腹構造６、６’の内部に風が発生する。蛇腹構造６、６’は、ステージ４の動作に追随して矢印Ｂの方向に伸縮し、蛇腹構造６、６’の内部に発生した風がブース５内に流出することはない。蛇腹構造６、６’の内部に発生した風は、排気口７、７’を通して、外部にそのまま排気される。

【0034】

そのため、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、ブース５の内部において発生した風が、ブース５の壁面により反射してステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流を生じさせることを防ぐことが可能となる。

【0035】

本実施の形態では、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動することにより発生する風を、ブース５の外部に排気するため排気口を備えているが、蛇腹構造内部でその風を抑えることが可能であれば、排気口がなくてもよい。その場合、蛇腹構造のブース５側の端部は、インクジェットヘッド２とステージ４の空間における気体の流れに及ぼす影響が少ない位置に接続される。

【0036】

また、本実施の形態では、蛇腹構造６、６’の一端は、ブース５の壁面に直接接続されているが、ブース５の壁面と蛇腹構造６、６’の端部との間に設けられた壁面などに接続される等、直接接続されてなくてもよい。さらに、本実施の形態では、蛇腹構造６、６’の他端は、ステージ４の側面に直接接続されているが、ステージ４の側面と蛇腹構造６、６’の端部との間に設けられたフレームなど、ステージ４と共に移動する部材を介して接続される等、直接接続されてなくてもよい。

【0037】

このように、第１の実施の形態に係るインクジェット装置１およびインクジェット装置１の制御方法によれば、インクジェット装置１によるインクの印刷時に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域における風及び乱流の発生を蛇腹構造を用いて抑制することができるので、インクジェットヘッド２が吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾させることが可能となる。

【0038】

（第２の実施の形態）
次に、本開示のインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法の第２の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第２の実施の形態では、印刷時にステージとインクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制するとともに、発生する風によってインクジェットヘッドの周辺領域に乱流が発生することを抑制するため、ベルトを用いる。

【0039】

第２の実施の形態について、添付図を参照して説明する。図２は、第２の実施の形態に係るインクジェット装置１１の基本構成を示す概略側面図である。

【0040】

インクジェット装置１１は、印刷対象物にインクを着弾させることにより、印刷対象物に印刷する。インクジェット装置１１は、インクジェットヘッド２、制御装置３、ステージ４、ブース５、ベルト１２、駆動部１３、及び、ローラー１４を備える。

【0041】

インクジェットヘッド２は、複数のノズルが設けられ、各ノズルからインクを吐出し、印刷対象物にインクを着弾させる。例えば、複数のノズルは、鉛直方向およびインクジェットヘッド２の移動方向に垂直なノズル配列方向に一列に並んで配置されている。

【0042】

制御装置３は、インクジェット装置１１に備えられた各部の動作を制御する。

【0043】

ステージ４は、その上面に印刷対象物を載置した状態で、インクジェットヘッド２に対して、鉛直方向およびノズル配列方向に垂直な移動方向（図２の矢印Ａの方向）に移動する。

【0044】

ブース５は、その空間内部を窒素（Ｎ_２）または乾燥空気等で充填し、その空間内部の温度を制御するため、外部の一般環境と空間内部の環境とを隔離する。ブース５は、例えば、直方体形状をしており、インクジェットヘッド２、ステージ４、ベルト１２、駆動部１３、及び、ローラー１４は、ブース５の内部に配置される。

【0045】

ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部である。さらに、ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ブース５の壁面により反射してステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流を生じさせる風の発生を抑制する。

【0046】

ベルト１２の２つの端部は、ステージ４の移動方向に垂直な２つの側面４ａ、４ｂのインクジェットヘッド２側の端部に接続され、ベルト１２とステージ４とで輪が形成される。以下、この輪を単にベルト１２の輪と呼ぶ。ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して往復移動する際に、その動きに合わせてステージ４の移動方向に移動する（矢印Ｃ）。

【0047】

ベルト１２の幅は、ステージ４の２つの側面４ａ、４ｂと同じ幅を有する。そのため、ステージ４が往復移動しても、ステージ４の２つの側面４ａ、４ｂに押された気体はベルト１２よりもインクジェットヘッド２側に移動することを防止でき、また、ブース５の壁面で反射することも防止できる。

【0048】

駆動部１３は、ベルト１２の輪の内部の一方側に設けられ、ベルト１２を往復移動させる。駆動部１３には、例えば、モーターが用いられる。ローラー１４は、ベルト１２の輪の内部の他方側に設けられ、駆動部１３の駆動に合わせてベルト１２を往復移動させる。

【0049】

なお、駆動部１３は、ベルト１２の動きをステージ４の動きに追随させるために補助的に設けられており、ステージ４の駆動力だけでベルト１２も往復移動することが可能であれば、駆動部１３を必要としない。その場合、ベルト１２の両端にローラー１４が設けられてもよい。

【0050】

次に、ベルト１２が、乱流の発生を防ぐ仕組みについて説明する。インクジェットヘッド２がステージ４上に載せた印刷対象物に向けてインクを吐出する際に、ステージ４は、インクジェットヘッド２に対して矢印Ａの方向に移動する。

【0051】

これにより、ステージ４の移動方向側の側面により気体が押され、ベルト１２の輪の内部に風が発生する。ベルト１２は、ステージ４の動作に追随して矢印Ｃの方向に移動するが、このようなベルト１２の存在により、ベルト１２の輪の内部に発生した風がステージ４の上方に回り込むことを防止でき、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、ブース５の壁面で反射した風によりステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流が生じることを防ぐことができる。

【0052】

仮に、ベルト１２の輪の内部に発生した風が、ベルト１２、駆動部１３、及び、ローラー１４に当たったとしても、それにより発生した乱流は、ベルト１２によりインクジェットヘッド２側に届くことはない。

【0053】

なお、本実施の形態では、ベルト１２とステージ４で輪を構成することとしたが、輪を構成しなくてもよい。例えば、第１のベルトの一方の端部がステージ４の側面４ａのインクジェットヘッド側の端部に接続され、他方の端部がローラー１４ｂに巻き取られるように構成されており、第２のベルトの一方の端部がステージ４の側面４ｂのインクジェットヘッド側の端部に接続され、他方の端部が駆動部１３に巻き取られるように構成されていてもよい。

【0054】

この場合でも、ベルト１２の下方で発生した風が、ステージ４の上方に回り込むことを防止でき、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、ブース５の壁面で反射した風によりステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流が生じることを防ぐことができる。

【0055】

このように、第２の実施の形態に係るインクジェット装置１１およびインクジェット装置１１の制御方法によれば、インクジェット装置１１による印刷時に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域における風及び乱流の発生をベルト１２を用いて抑制することができるので、インクジェットヘッド２が吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾することが可能となる。

【0056】

（第３の実施の形態）
次に、本開示のインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法の第３の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第３の実施の形態においては、第２の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同じく、印刷時にステージとインクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制するとともに、発生する風によってインクジェットヘッドの周辺領域に風及び乱流が発生することを抑制するため、ベルトを用いるが、ブースの構造が異なる。

【0057】

第３の実施の形態について、添付図を参照して説明する。図３は、第３の実施の形態に係るインクジェット装置２１の基本構成を示す概略側面図である。

【0058】

インクジェット装置２１は、印刷対象物にインクを着弾させることにより、印刷対象物に印刷する。インクジェット装置２１は、インクジェットヘッド２、制御装置３、ステージ４、ブース２２、ベルト１２、駆動部１３、及び、ローラー１４を備える。

【0059】

インクジェットヘッド２は、複数のノズルが設けられ、各ノズルからインクを吐出し、印刷対象物にインクを着弾させる。例えば、複数のノズルは、鉛直方向およびインクジェットヘッド２の移動方向に垂直なノズル配列方向に一列に並んで配置されている。

【0060】

制御装置３は、インクジェット装置２１に備えられた各部の動作を制御する。

【0061】

ステージ４は、その上面に印刷対象物を載置した状態で、インクジェットヘッド２に対して、鉛直方向およびノズル配列方向に垂直な移動方向（図３の矢印Ａの方向）に移動する。

【0062】

ブース２２は、その空間内部を窒素（Ｎ_２）、または、乾燥空気等で充填し、その空間内部の温度を制御するため、外部の一般環境と空間内部の環境とを隔離する。ブース２２は、第１～第３の実施の形態と異なり、その直方体形状を有するが、ベルト１２に対向する部分が開口している。そして、鉛直方向から見ると、ブース２２は、その開口面積がベルト１２の面積より小さくなっており、ステージ４及びベルト１２がブース２２の開口部を完全に覆っている。

【0063】

ブース２２は、第１～第３の実施の形態のブース５と比較して小さくなっており、ブース２２の内部空間の体積を小さくすることができる。

【0064】

そのため、インクジェットヘッド２は、ブース２２の内部に配置されているが、制御装置３、ステージ４、ベルト１２、駆動部１３、及び、ローラー１４は、ブース２２の外側に配置される。

【0065】

ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部である。さらに、ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動する際に、ブース５の壁面により反射してステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流を生じさせる風の発生を抑制する。

【0066】

ベルト１２の２つの端部は、ステージ４の移動方向に垂直な２つの側面４ａ、４ｂのインクジェットヘッド２側の端部に接続され、ベルト１２とステージ４とで輪が形成される。以下、この輪を単にベルト１２の輪と呼ぶ。ベルト１２は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して往復移動する際に、その動きに合わせてステージ４の移動方向に移動する（矢印Ｃ）。

【0067】

また、ノズル配列方向におけるベルト１２およびステージ４の幅は、ブース２２の幅より大きい。また、ブース２２の下端部とベルト１２およびステージ４の上面の間には、隙間がほとんどない。そのため、ブース２２内の気体がブース２２の外部に漏れることはほとんどない。

【0068】

駆動部１３は、ベルト１２の輪の内部の一方側に設けられ、ベルト１２を往復移動させる。ローラー１４は、ベルト１２の輪の内部の他方側に設けられ、駆動部１３の駆動に合わせてベルト１２を往復移動させる。

【0069】

次に、ベルト１２が、乱流の発生を防ぐ仕組みについて説明する。インクジェットヘッド２がステージ４上に載せた印刷対象物に向けてインクを吐出する際に、ステージ４は、インクジェットヘッド２に対して矢印Ａの方向に移動する。

【0070】

これにより、ステージ４の移動方向側の側面により気体が押され、ベルト１２の輪の内部に風が発生する。ベルト１２は、ステージ４の動作に追随して矢印Ｃの方向に移動するが、このようなベルト１２の存在により、ベルト１２の輪の内部に発生した風がステージ４の上方に回り込むことを防止でき、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、ブース５の壁面で反射した風によりステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流が生じることを防ぐことができる。

【0071】

なお、ブース２２の下端部とベルト１２およびステージ４の上面の間の隙間から気体が外部に漏れること抑制するため、ブース２２の下端部にコロを設け、ベルト１２とコロが接触するようブース２２を配置してもよい。さらに、ブース２２の下端部とベルト１２との間にグリースを塗布し、それらの間に隙間がなくなるようにしてもよい。

【0072】

このように、第３の実施の形態に係るインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法によれば、インクジェット装置２１による印刷時に、インクジェットヘッド２の周辺領域における風及び乱流の発生をベルト１２を用いて抑制することができるので、インクジェットヘッド２が吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾することが可能となる。

【0073】

さらに、第３の実施の形態に係るインクジェット装置２１およびインクジェット装置２１の制御方法によれば、ブース２２を小型化できる。

【0074】

（第４の実施の形態）
次に、本開示のインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法の第４の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第４の実施の形態においては、第１の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第４の実施の形態では、インクジェットヘッドとステージの構造によって印刷時にステージとインクジェットヘッドの間の領域に生じる風の発生を抑制するとともに、発生する風を乱流にしないため、排気ファン及び給気口を用いる。

【0075】

第４の実施の形態について、添付図を参照して説明する。図４は、第４の実施の形態に係るインクジェット装置３１の基本構成を示す概略側面図である。

【0076】

インクジェット装置３１は、印刷対象物にインクを着弾させることにより、印刷対象物に印刷する。インクジェット装置３１は、インクジェットヘッド２、制御装置３、ステージ４、ブース５、排気ファン３２、３２’、及び、給気口３３、３３’を備える。

【0077】

インクジェットヘッド２は、複数のノズルが設けられ、各ノズルからインクを吐出し、印刷対象にインクを着弾させる。例えば、複数のノズルは、鉛直方向およびインクジェットヘッド２の移動方向に垂直なノズル配列方向に一列に並んで配置されている。

【0078】

制御装置３は、インクジェット装置３１に備えられた各部の動作を制御する。

【0079】

ステージ４は、その上面に印刷対象物を載置した状態で、インクジェットヘッド２に対して、鉛直方向およびノズル配列方向に垂直な移動方向（図１の矢印Ａの方向）に移動する。

【0080】

ブース５は、その空間内部を窒素（Ｎ_２）または乾燥空気等で充填し、その空間内部の温度を制御するため、外部の一般環境と空間内部の環境とを隔離する。ブース５は、例えば、直方体形状をしており、インクジェットヘッド２、及び、ステージ４は、ブース５の内部に配置される。

【0081】

排気ファン３２、３２’は、ステージ４が移動する方向にあるブース５の壁面に設けられる。排気ファン３２、３２’は、ステージ４がインクジェットヘッド２に対して移動することによりステージ４の移動方向側の側面に発生する風を吸引する。

【0082】

給気口３３、３３’は、排気ファン３２、３２’が設けられた壁面とは異なるブース５の壁面に設けられる。給気口３３、３３’は、排気ファン３２、３２’が吸引した気体を、ブース５内に再び戻す。

【0083】

排気ファン３２、３２’が吸引した気体をブース５内に戻しやすくするため、給気口３３、３３’は給気ファンを備えている。ただし、この給気ファンは必ずしも必要ではない。給気口３３、３３’は、ブース５内に戻す気体の流れがインクジェットヘッド２による印刷作業に影響しない場所、例えば、ブース５の上面に設けられる。

【0084】

排気ファン３２、３２’および給気口３３、３３’は、ステージ４とインクジェットヘッド２が相対移動する際に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を抑制する風抑制部である。さらに、排気ファン３２、３２’および給気口３３、３３’は、ステージ４とインクジェットヘッド２が相対移動する際に、ブース５の壁面により反射してステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に乱流を生じさせる風の発生を抑制する。

【0085】

排気ファン３２と給気口３３、及び、排気ファン３２’と給気口３３’は、ダクトなどにより空間的に接続されている。また、排気ファン３２、３２’と給気口３３、３３’の給気ファンの動作はステージ４の動きと同期している。

【0086】

すなわち、ステージ４が排気ファン３２の方向に移動している場合は、排気ファン３２と給気口３３が稼働し、ステージ４が排気ファン３２’の方向に移動している場合は、排気ファン３２’と給気口３３’が稼働する。

【0087】

次に、排気ファン３２、３２’、及び、給気口３３、３３’が、乱流の発生を防ぐ仕組みについて、往復印刷する場合を例に挙げて説明する。インクジェットヘッド２がステージ４上に載せた印刷対象物に向けてインクを吐出する際に、ステージ４は、矢印Ａの方向に移動する。ステージ４の移動により、ステージ４の移動方向側の側面により気体が押され、風が発生する。

【0088】

例えば、ステージ４が図４の右方向に移動する場合、その動きに同期して、排気ファン３２及び給気口３３の給気ファンが稼働する。これにより、右方向へと移動する気体は排気ファン３２により吸引され、矢印Ｄの方向へ進み、給気口３３からブース５内に再び戻される。

【0089】

インクジェットヘッド２によるインクの吐出後、ステージ４は、インクジェットヘッド２に対して、図４の左方向に移動する。ステージ４の移動により、ステージ４の左側にある気体が押され、左方向への風が発生する。

【0090】

このようなステージ４の左方向への動きに同期して、排気ファン３２’及び給気口３３’の給気ファンが稼働する。これにより、左方向へと移動する気体は排気ファン３２’により吸引され、矢印Ｅの方向へ進み、給気口３３’からブース５内に再び戻される。

【0091】

その結果、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に生じる風の発生を防ぐとともに、ブース５の内部で発生した風は、ブース５の壁に当たって反射することがないため、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域において乱流が発生することを抑制することが可能となる。

【0092】

また、排気ファン３２、３２’により排気された気体は、給気口３３、３３’からブース５内に再投入されるため、ブース５内の気体が減少することを防ぐことが可能となる。

【0093】

このように、第４の実施の形態に係るインクジェット装置３１およびインクジェット装置３１の制御方法によれば、インクジェット装置３１による印刷時に、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域において、ステージ４が移動することによる風及び乱流の発生を、排気ファン３２、３２’及び給気口３３、３３’を用いて抑制することができるので、インクジェットヘッド２が吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾することが可能となる。

【0094】

（第５の実施の形態）
次に、本開示のインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法の第５の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第５の実施の形態においては、第１～第４の実施の形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第５の実施の形態では、制御装置が層流の風により発生するインクの着弾ずれに対する補正機能を有する。

【0095】

第５の実施の形態について、添付図を参照して説明する。インクジェット装置の基本構成は、第１～第４の実施形態と共通するため、その説明を省略する。以下で説明する制御装置は、図１～図４のいずれかのインクジェット装置に搭載され得る。

【0096】

本実施の形態では、制御装置３は、ステージ４の上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッド２から吐出したインクの着弾ずれを補正する補正機能を有する。

【0097】

また、制御装置３は、補正テーブルに基づいて、層流の風により発生する着弾位置のズレを補正する。補正テーブルには、往路／復路、印刷回数、基板厚みの情報が、印刷速度毎に登録されている。補正テーブルは、制御装置３内にある記憶部に記憶されている。

【0098】

さらに、制御装置３は、連続印刷を行う場合に、２回目以降の印刷用にそれぞれ補正テーブルを用意して、インクの着弾位置のずれを補正する。連続印刷には、片道印刷を複数回行う場合、及び、往復印刷を行う場合が含まれる。以下に、この補正方法について詳しく説明する。

【0099】

図５Ａ～図５Ｄは、ステージ４の上面に載置された印刷対象物に対して、インクジェットヘッド２から吐出したインクの着弾結果を示すグラフである。また、図６は、図５Ａ～図５Ｄのグラフを作成するために用いられた着弾結果のデータを示す図である。本例では、インクジェットヘッド２に３０個のノズルが設けられており、インクジェットヘッド２の両端にあるノズルのノズル番号は、１と３０である。

【0100】

図５Ａは、第１～第４の実施の形態で説明した風の発生及び乱流を防ぐ対策（蛇腹構造６、ベルト１２、又は、排気ファン３２、３２’及び給気口３３、３３’）をした場合と、対策をしなかった場合との着弾結果を比較している。風による乱流を防ぐ対策をすることにより、着弾位置のずれを少なくすることができる。

【0101】

図５Ｂは、ステージ４が動くことによる着弾位置のずれを示す。この場合、風による影響は無関係であり、単純にステージ４が速く移動するほど着弾位置のずれが大きくなるため、ステージ４の速度分を補正することにより、着弾位置のずれを少なくすることができる。

【0102】

図５Ｃは、ノズルの個体差による着弾位置ずれを示す。ノズルの個体差とは、製造工程で発生するノズルの向きや位置などのばらつきである。この場合、風による影響は無関係であり、ノズルの個体差を補正することにより、着弾位置のずれを少なくすることができる。

【0103】

図５Ｄは、ステージ４が移動することによりステージ４のインクジェットヘッド２側の面に発生する層流の風による着弾位置ずれを示す。インクジェットヘッド２の端部、すなわち、ノズルＮｏ１とノズルＮｏ３０の方が風の影響が大きいため、その影響分を補正することにより、着弾ずれを少なくすることができる。

【0104】

次に、制御装置３が、インクの着弾位置のずれを補正する仕組みについて説明する。本実施の形態では、乱流の発生を防止した上で、他の要因によるインクの着弾ずれ量をあらかじめ補正することにより、インクジェットヘッドが吐出したインクを精度よく印刷対象へ着弾する。

【0105】

あらかじめ、図５Ａ～図５Ｃで説明した着弾ずれに対する対策を行う。具体的には、乱流を抑制する対策を行い、さらに、制御装置３が、ステージ４が動くことによる着弾位置のずれ、及び、ノズルの個体差（ノズルの向きや位置のばらつき）による着弾位置ずれを算出し、その算出結果を制御装置３の記憶部に記憶する。

【0106】

さらに、図５Ｄで説明した層流の風の影響によるインクの着弾位置のズレ量を測定し、補正テーブルを作成する。測定は、印刷回数、印刷対象物の厚さ、印刷速度などを様々に変化させて行い、測定していない範囲については、線形補完で推測することにより、補正テーブルを作成する。

【0107】

例えば、印刷速度を変えながら着弾位置を測定し、印刷速度に対する着弾位置のズレ量を把握する。印刷速度を変化させた場合に測定しておいた着弾位置のズレ量から実際のズレを推定し、印刷位置毎に補正テーブルを作成する。

【0108】

さらに、インクジェットヘッド２及びステージ４はブース５又はブース２２内部に配置されるため、閉じた空間内でステージ４が移動すると、移動するごとに風の状況が変化する。そのため、連続印刷を想定して２回目以降の印刷回数ごとに補正テーブルを作成する。

【0109】

制御装置３は、印刷時には、制御装置３の記憶部に記憶された、ステージ４が動くことによる着弾位置のずれ分、及び、ノズルの個体差（ノズルの向きや位置のばらつき）による着弾位置のずれ分を補正する。さらに、制御装置３は、層流の風の影響による着弾位置ずれを、印刷回数が変わる度に印刷回数に対応する補正テーブルを用いて補正する。その結果、インクの着弾ずれを適切に補正することが可能となる。

【0110】

このように、第５の実施の形態に係るインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法によれば、ステージ４とインクジェットヘッド２の間の領域に発生する層流の風の影響による着弾位置のずれを、印刷回数に応じた補正テーブルを用いて補正することができるので、インクジェットヘッド２が吐出したインクを精度よく印刷対象物へ着弾することが可能となる。

【0111】

（変形例）
第１～第５の実施の形態では、インクジェットヘッドが固定され、ステージがインクジェットヘッドに対して往復移動することにより、相対移動可能な構成となっているが、ステージが固定され、インクジェットヘッドがステージに対して往復移動することにより、相対移動可能な構成でもよい。その場合、インクジェットヘッドがステージに対して往復移動することにより発生する風によってインクジェットヘッドの周辺領域に乱流が発生することを抑制する手段である、第１の実施の形態の蛇腹構造、第２及び第３の実施の形態のベルト、及び、第４の実施の形態の排気ファンは、インクジェットヘッド側に設けられる。

【0112】

本開示に係るインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法は、これまでに詳細に説明された実施形態には限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えたものも本開示に係るインクジェット装置およびインクジェット装置の制御方法に包含される。

【符号の説明】

【0113】

１、１１、２１、３１ インクジェット装置
２ インクジェットヘッド
３ 制御装置
４ ステージ
４ａ、４ｂ 側面
５、２２ ブース
６、６’ 蛇腹構造
７、７’ 排気口
１２ ベルト
１３ 駆動部
１４ ローラー
３２、３２’ 排気ファン
３３、３３’ 給気口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】