(57)【要約】【課題】光硬化型インクの特性を十分に活かして特に高精細化が可能になり、さらには良好な色調の模様等が得られるようにした、描画装置を提供する。【解決手段】基板Ｐ上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行ってこれを硬化させ、基板Ｐ上に描画を行う描画装置である。基板Ｐを載置する基台と、光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド９（９Ｋ、９Ｍ）と、液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ４と、基板Ｐとキャリッジ４とを、第１方向及び第２方向にそれぞれ相対移動させる移動装置と、を備えている。液滴吐出ヘッドは、第２方向に沿って配列された状態でキャリッジ４に設けられ、キャリッジ４には、液滴吐出ヘッドの全てに対して、その第２方向における一方の側に、光硬化型インクを硬化させるための光照射手段１２（１２Ｋ、１２Ｍ）が隣り合って配置されている。【選択図】図６
2010201367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、前記基板上に描画を行う描画装置であって、
前記基板を載置する基台と、
前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジと、
前記基板と前記キャリッジとを、第１方向及び該第１方向に直交する第２方向にそれぞれ相対移動させる移動装置と、を具備し、
前記液滴吐出ヘッドは、前記第２方向に沿って配列された状態で前記キャリッジに設けられ、
前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第２方向における一方の側に、前記光硬化型インクを硬化させるための光照射手段が隣り合って配置されていることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第２方向における両方の側のそれぞれに、前記光硬化型インクを硬化させるための光照射手段が隣り合って配置されていることを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
前記複数の液滴吐出ヘッドは、互いに異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッドを備えてなり、
前記光照射手段は、照射する光が、対応する液滴吐出ヘッドが吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記光照射手段は、その発光面が、対応する液滴吐出ヘッドのノズル面より高い位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項５】
前記光照射手段の近傍に、冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項６】
前記液滴吐出ヘッドには、配管を介して光硬化型インクを貯蔵するタンクが接続されており、前記液滴吐出ヘッド、前記配管、前記タンクのうちの少なくとも一つには、前記光硬化型インクの粘度を調整するための加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項７】
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、
前記光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、
前記光照射手段は、前記複数の光源における隣り合う一対の光源間が、前記複数のノズルにおける隣り合う一対のノズル間に対応して配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項８】
前記キャリッジには、同一種の光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドが、前記第１方向に沿って配列した状態で複数設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項９】
前記光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、
前記光照射手段は、前記複数の光源における所定位置の隣り合う一対の光源間が、前記第１方向に配列してなる複数の液滴吐出ヘッドおける隣り合う一対の液滴吐出ヘッド間に対応して配置されていることを特徴とする請求項８記載の描画装置。
【請求項１０】
前記光照射手段は、発光ダイオード、レーザーダイオード、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプから選択された少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の描画装置。
【請求項１１】
前記光源は、発光ダイオードからなることを特徴とする請求項７又は９記載の描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化型インクを吐出し硬化させて描画を行う、描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタ等で使用するインクとして、紫外線照射によって硬化する光硬化型インク（紫外線硬化型）が注目されている。
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なるところは、基板（印刷用紙等の記録媒体を含む）等に配した後、適量の紫外線を照射することによって速やかに硬化できる点である。
【０００３】
このような特性によって紫外線硬化型インクは、インク浸透性等の基板の物性に左右されることなく、安定した印刷品質が得られる。
また、インクを配した直後に硬化させることにより、インクの濡れ拡がりを防止することができる。
さらに、異なる色のインクを重ねて配し、所望の色調を得ようとする場合にも、下側のインクを硬化させた後に異なるインクを重ねることで、それぞれの色が混じることによる色調の乱れ、すなわち所望の色調からずれてしまうことを防止することができる。
【０００４】
このような紫外線硬化型インクを使用するインクジェット式の記録装置（描画装置）として、紫外線硬化型インクを微粒のインク滴（液滴）として吐出する記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）の周辺に、吐出した記録媒体（基板）上のインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を装備したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この記録装置では、記録ヘッドを搭載して記録媒体の幅方向に往復移動するキャリッジの両端部に、前記紫外線照射装置を装備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インクジェット式の記録装置（描画装置）は、近年では工業用にも多く用いられており、例えば装飾用のパネルとして、基板に文字・数字や各種の模様などを描画する場合にも、用いることが検討されている。そして、このような模様等の描画では、特に前記した紫外線硬化型インク（光硬化型インク）の特性を活かして、得られる模様等の色調や精細度をより良好にしたいとの要求がある。
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１の記録装置では、紫外線を照射する光源（紫外線照射装置）が記録ヘッドを取り付けたキャリッジの移動方向における両端部にしか設けられておらず、したがって、工業用の描画装置のようにキャリッジに複数の記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を取り付けて描画を行う場合では、基板上にインクを配した直後にこれを硬化させることが難しく、前記した紫外線硬化型インク（光硬化型インク）の特性を十分に活かせないといった課題がある。
【０００８】
また、特に異なる色のインクを吐出して模様等に種々の色調を付与したい場合には、色毎に異なる液滴吐出ヘッドを備えさせ、それぞれ独立して吐出を行わせるようにする。しかし、その場合にも、基板上にインクを配した直後にこれを硬化させることが難しいことから、やはり、前記した紫外線硬化型インク（光硬化型インク）の特性が十分に活かせなくなっている。
【０００９】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、キャリッジに複数の液滴吐出ヘッドが取り付けられている場合に、光硬化型インクの特性を十分に活かして特に高精細化が可能になり、さらには良好な色調の模様等が得られるようにした、描画装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の描画装置は、基板上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、前記基板上に描画を行う描画装置であって、
前記基板を載置する基台と、
前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジと、
前記基板と前記キャリッジとを、第１方向及び該第１方向に直交する第２方向にそれぞれ相対移動させる移動装置と、を具備し、
前記液滴吐出ヘッドは、前記第２方向に沿って配列された状態で前記キャリッジに設けられ、
前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第２方向における一方の側に、前記光硬化型インクを硬化させるための光照射手段が隣り合って配置されていることを特徴としている。
【００１１】
この描画装置によれば、複数の液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの第２方向における一方の側に、光硬化型インクを硬化させるための光照射手段を隣り合わせて配置しているので、キャリッジを第２方向における他方の側に向けて相対移動させつつ、複数の液滴吐出ヘッドからそれぞれに光硬化型インクを吐出するようにした場合に、全ての液滴吐出ヘッドにその一方の側、すなわち移動方向の後側に、光照射手段を配置したことになる。したがって、全ての液滴吐出ヘッドについて、光硬化型インクを吐出した後キャリッジを移動させることにより、光照射手段を直ちに吐出した箇所の直上に位置させることができる。よって、インクの吐出直後に光照射手段から光を照射することが可能になり、これにより、全ての液滴吐出ヘッドについて、インクを吐出した直後にこれを硬化させることが可能になる。
【００１２】
また、前記描画装置において、前記キャリッジには、前記液滴吐出ヘッドの全てに対して、該液滴吐出ヘッドの前記第２方向における両方の側のそれぞれに、前記光硬化型インクを硬化させるための光照射手段が隣り合って配置されているのが好ましい。
このようにすれば、液滴吐出ヘッドからの吐出を、第２方向において一方側及び他方側の両方、すなわち往復で行うようにした場合に、両方の側のそれぞれに光照射手段を配置しているので、往復のいずれでもインクの吐出直後に光照射手段から光を照射することが可能になる。
【００１３】
また、前記描画装置において、前記複数の液滴吐出ヘッドは、互いに異なる光硬化型インクを吐出する複数種の液滴吐出ヘッドを備えてなり、前記光照射手段は、照射する光が、対応する液滴吐出ヘッドが吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有しているのが好ましい。
このようにすれば、光照射手段が、光硬化型インクの最適硬化波長に対応した波長の光を照射するので、基板上に吐出された光硬化型インクがより速く硬化する。また、異なるインクのそれぞれを速く硬化させることができるため、色毎で硬化速度にバラツキが生じるといった不都合が回避される。
【００１４】
また、前記描画装置において、前記光照射手段は、その発光面が、対応する液滴吐出ヘッドのノズル面より高い位置となるように配置されているのが好ましい。
このようにすれば、光照射手段から照射された光が液滴吐出ヘッドのノズルを照射し、ノズル内のインクを硬化させてノズル詰まりを生じさせるといった不都合が確実に防止される。
【００１５】
また、前記描画装置においては、前記光照射手段の近傍に、冷却手段が設けられているのが好ましい。
光照射手段として例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた場合に、自身や周辺の熱によって劣化し、寿命が低下する。そこで、冷却手段を設けて発光ダイオード（光照射手段）を冷却することにより、劣化を防止して長寿命化を図ることができる。
【００１６】
また、前記描画装置において、前記液滴吐出ヘッドには、配管を介して光硬化型インクを貯蔵するタンクが接続されており、前記液滴吐出ヘッド、前記配管、前記タンクのうちの少なくとも一つには、前記光硬化型インクの粘度を調整するための加熱手段が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、加熱手段によって光硬化型インクを加熱し、その粘度を低くすることにより、流動性を高めて良好な吐出性を得ることができる。
【００１７】
また、前記描画装置において、前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、前記光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、前記光照射手段は、前記複数の光源における隣り合う一対の光源間が、前記複数のノズルにおける隣り合う一対のノズル間に対応して配置されているのが好ましい。
このようにすれば、隣り合う一対の光源間と対応する位置にノズルがある場合に、このノズルから吐出されたインクに対して光源からの光が十分に照射されない、といった不都合が回避される。なお、その場合に前記光源としては、発光ダイオードが好適となる。
【００１８】
また、前記描画装置において、前記キャリッジには、同一種の光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッドが、前記第１方向に沿って配列した状態で複数設けられていてもよい。
このようにすれば、一回の走査（１スキャン）で吐出し硬化させる領域を、第１方向に沿って配列した液滴吐出ヘッドの数に比例して増やすことができる。
【００１９】
なお、その場合に前記光照射手段は、複数の光源からなるとともに、該光源が、前記第２方向と交差する方向に配列してなり、前記光照射手段は、前記複数の光源における所定位置の隣り合う一対の光源間が、前記第１方向に配列してなる複数の液滴吐出ヘッドおける隣り合う一対の液滴吐出ヘッド間に対応して配置されているのが好ましい。
このようにすれば、ノズルが配置されない液滴吐出ヘッド間に対応して光源が配置されることにより、この位置の光源がインク硬化にほとんど寄与せず、無駄になってしまうのが回避される。なお、その場合に前記光源としては、発光ダイオードが好適となる。
【００２０】
また、前記描画装置において、前記光照射手段は、発光ダイオード、レーザーダイオード、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプから選択された少なくとも一種からなるのが好ましい。
このような手段を用いることにより、光硬化性インクを速く良好に硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の描画装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】キャリッジの概略構成を示す側面図である。
【図３】キャリッジの概略構成を示す底面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は光源の斜視図、（ｃ）は光照射手段の説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はインクの吐出と硬化の各工程を説明するための図である。
【図７】インクの吐出・硬化によって得られた積層膜の拡大側断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はインクの吐出と硬化の各工程を説明するための図である。
【図９】インクの吐出・硬化によって得られた積層膜の拡大側断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態のキャリッジの概略構成を示す底面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態のキャリッジの概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の描画装置の一実施形態となる描画装置の概略構成図であり、図１中符号１は描画装置である。描画装置１は、基板Ｐ上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、基板Ｐ上に文字・数字や各種の模様などを描画するものである。
【００２３】
この描画装置１は、前記基板Ｐを載置する基台２と、基台２上の基板Ｐを図１中のＸ方向（第１方向）に搬送する搬送装置３と、前記光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド（図示せず）と、該液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ４と、このキャリッジ４を、前記Ｘ方向と直交するＹ方向（第２方向）に移動させる送り装置５と、を具備して構成されている。なお、本実施形態では、前記搬送装置３及び前記送り装置５により、基板Ｐとキャリッジ４とを、第１方向（Ｘ方向）及び該第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）にそれぞれ相対移動させる、本発明の移動装置が構成されている。
【００２４】
搬送装置３は、基台２上に設けられたワークステージ６及びステージ移動装置７を備えて構成されたものである。ワークステージ６は、ステージ移動装置７によって基台２上をＸ方向に移動可能に設けられたもので、上流側の搬送装置（図示せず）から搬送される基板Ｐを、例えば真空吸着機構によってＸＹ平面上に保持するものである。ステージ移動装置７は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたもので、制御装置８から入力される、ワークステージ６のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ６をＸ方向に移動させるよう構成されたものである。
【００２５】
キャリッジ４は、送り装置５に移動可能に取り付けられた矩形板状のもので、図２の側断面、図３の底面図に示すように、その底面４ａ側に複数（本実施形態では４つ）の液滴吐出ヘッド９を、前記Ｙ方向（第２方向）に沿って配列させた状態で保持したものである。
これら複数の液滴吐出ヘッド９（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ）は、後述するように多数（複数）のノズルを備えたもので、前記制御装置８から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、光硬化型インクの液滴を吐出するものである。また、これら液滴吐出ヘッド９（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ）は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）に対応した光硬化型インクをそれぞれ吐出するもので、それぞれの液滴吐出ヘッド９には、図１に示すようにキャリッジ４を介してチューブ（配管）１０が連結されている。
【００２６】
そして、Ｙ（イエロー）に対応する液滴吐出ヘッド９Ｙには、チューブ１０を介してＹ（イエロー）用の光硬化型インクを充填・貯蔵した第１タンク１１Ｙが接続されており、これによって液滴吐出ヘッド９Ｙには、この第１タンク１１ＹからＹ（イエロー）用の光硬化型インクが供給されるようになっている。同様に、Ｃ（シアン）に対応する液滴吐出ヘッド９ＣにはＣ（シアン）用の光硬化型インクを充填した第２タンク１１Ｃが接続され、Ｍ（マゼンタ）に対応する液滴吐出ヘッド９ＭにはＭ（マゼンタ）用の光硬化型インクを充填した第３タンク１１Ｍが接続され、Ｋ（黒）に対応する液滴吐出ヘッド９ＫにはＫ（黒）用の光硬化型インクを充填した第４タンク１１Ｋが接続されている。このような構成によって液滴吐出ヘッド９Ｃには、第２タンク１１ＣからＣ（シアン）用の光硬化型インクが供給されるようになっており、液滴吐出ヘッド９Ｍには、第３タンク１１ＭからＭ（マゼンタ）用の光硬化型インクが供給されるようになっており、液滴吐出ヘッド９Ｋには、第４タンク１１ＫからＫ（黒）用の光硬化型インクが供給されるようになっている。
【００２７】
これら液滴吐出ヘッド９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、チューブ（配管）１０、タンク１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋには、各色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）の系それぞれに、ヒーター等の加熱手段（図示せず）が設けられている。すなわち、それぞれの色の系では、液滴吐出ヘッド９、チューブ１０、タンク１１のうちの少なくとも一つに、光硬化型インクの粘度を低下させてその流動性を高める加熱手段が設けられており、これによって光硬化型インクは、液滴吐出ヘッド９からの吐出性が良好になるように調整されている。
【００２８】
ここで、光硬化性インクは、例えば紫外線硬化型のインクなど、所定波長の光を受けて硬化するタイプのもので、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものである。なお、このような光硬化性インクは、通常はその成分（配合）等によって吸収する光（紫外線）の波長域等が異なることから、硬化する波長の最適値、すなわち最適硬化波長も、インク毎に異なっている。
【００２９】
また、液滴吐出ヘッド９は、その底面図である図４（ａ）に示すように、複数（例えば１８０個）のノズルＮをＹ方向（第２方向）と交差する方向、本実施形態ではＸ方向（第１方向）に配列しており、これら複数のノズルＮによってノズル列ＮＡを形成している。なお、図４（ａ）では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド９に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、例えばＸ方向に配列したノズル列ＮＡをＹ方向に複数列設けてもよい。
【００３０】
また、液滴吐出ヘッド９は、その部分斜視図である図４（ｂ）に示すように、チューブ１０と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバー（液溜まり）２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティー（液室）２４とを備えて構成されている。ノズルプレート２１の表面（底面）は、複数のノズルＮを形成したノズル面２１ａとなっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子からなっている。
【００３１】
リザーバー２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。キャビティー２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに対して１対１に対応して設けられている。また、各キャビティー２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバー２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。
【００３２】
前記圧電素子ＰＺは、液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図である図４（ｃ）に示すように、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したもので、一対の電極２６に駆動信号が印加されることにより、圧電材料２５が収縮するように構成されたものである。したがって、このような圧電素子ＰＺが配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺと一体になって同時に外側（キャビティー２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティー２４の容積が増大するようになっている。
【００３３】
よって、キャビティー２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺへの駆動信号の印加が停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０とは共に元の形状に戻り、キャビティー２４も元の容積に戻る。これにより、キャビティー２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮから基板Ｐに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。
なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド９は、そのノズルプレート２１の底面、すなわちノズルＮの形成面（ノズル面）ＮＳが、図２に示すようにキャリッジ４の底面４ａより下側となるように、該底面４ａから突出して配置されている。
【００３４】
また、キャリッジ４には、図２、図３に示すように液滴吐出ヘッド９の全てに対して、該液滴吐出ヘッド９の両側にそれぞれ光照射手段１２（１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ）が隣り合って配置されている。すなわち、光照射手段１２は、Ｙ方向に配列された液滴吐出ヘッド９の配列方向に沿って、その両側にそれぞれ配置されている。これら光照射手段１２は、前記光硬化型インクを硬化させるためのもので、本実施形態では多数のＬＥＤ（発光ダイオード）からなっている。ただし、本発明では、ＬＥＤに限定されることなく、これ以外にも例えばレーザーダイオード（ＬＤ）や、さらには水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を光照射手段１２として用いることができる。
【００３５】
本実施形態のＬＥＤからなる光照射手段１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋは、それぞれ照射する光が、対応する液滴吐出ヘッド９が吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有している。つまり、前述したように各光硬化性インクは、その成分（配合）等によって最適硬化波長が異なっており、これに対して光照射手段１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋは、対応する光硬化型インクの最適硬化波長を有した光を照射するようになっている。
【００３６】
また、光照射手段１２にあっては、例えば図５（ａ）に示すような市販のＬＥＤを光源１３ａが用いられるが、図５（ｂ）に示すように、素子胴体側面を長方形や正方形などの多角形に加工した光源１３ｂがより好適に用いられる。すなわち、この光源１３ｂは、図５（ｃ）に示すように縦横に整列させられて、矩形状の大きな一つの光照射源（光照射手段１２）としてキャリッジ４に取り付けられ、用いられる。その際、各光源１３ｂが図５（ｂ）に示したように平面視長方形または正方形などに形成されていることにより、これを縦横に整列させた際に高密度で配置されるようになっている。したがって、形成した光照射源（光照射手段１２）は、その光量が十分に多くなっている。
【００３７】
また、光照射手段１２は、図５（ｃ）に示したように、対応する液滴吐出ヘッド９のノズル列ＮＡの長さに対応して、これとほぼ同じ長さとなるように光源１３ｂを配列して形成されている。そして、これら光源１３ｂは、隣り合う一対の光源１３ｂ間１５が、前記複数のノズルＮの、隣り合う一対のノズルＮ間１６に対応するようにして、配置されている。このような構成によって光照射手段１２は、ノズルＮから吐出された光硬化型インクに対して、光源１３ｂからの光を確実に照射できるようになっている。すなわち、光源１３ｂ間１５と対応する位置にノズルＮがある場合に、このノズルＮから吐出されたインクに対して光源１３ｂからの光が十分に照射されない、といった不都合が回避されているのである。
【００３８】
なお、図５（ｃ）では、ノズルＮと光源１３ｂとが１：１で配置されているように記載しているが、実際にはノズルＮは光源１３ｂに比べて格段に小さく、したがって複数のノズルに対して１つの光源１３ｂが対応するようになっている。その場合にも、前述したように、隣り合う一対の光源１３ｂ間１５が、隣り合う一対のノズルＮ間１６に対応するように構成される。
また、図５（ｃ）では、ノズル列ＮＡに沿う光源１３ｂの列を２列形成しているが、１列でもよく、３列以上でもよいのはもちろんである。さらに、図５（ｃ）では光照射手段１２を単一の光源群として示したが、例えば図３に示したように、複数の光源群によって一つの光照射手段１２を構成するようにしてもよい。
【００３９】
そして、このような光源１３ｂからなる光照射手段１２は、図５（ｂ）に示した光源１３ｂの発光面１４が、図２に示したようにキャリッジ４の底面４ａとほぼ面一になるようにキャリッジ４に取り付けられている。これにより、光照射手段１２はその発光面が、対応する液滴吐出ヘッド９のノズル面より高い位置となっている。したがって、液滴吐出ヘッド９では、光照射手段１２から照射された光がノズルＮに照射され、ノズルＮ内のインクが硬化させられてノズル詰まりを生じる、といった不都合が確実に防止されている。
【００４０】
また、キャリッジ４には、前記光照射手段１２の近傍に、冷却手段（図示せず）が設けられている。冷却手段は、冷却水を循環させる方式のものや、ペルティエ素子（ペルチェ素子）からなるものなど、公知のものが用いられる。このような冷却手段が光照射手段１２の近傍に配置されることにより、ＬＥＤからなる光源１３ｂ（１３ａ）が自身や周辺の熱によって劣化し、寿命が低下するといったことが抑制され、光照射手段１２の長寿命化が図られる。
【００４１】
キャリッジ４を移動させる送り装置５は、例えば基台２を跨ぐ橋梁構造をしたもので、Ｙ方向（第２方向）及びＸＹ平面に直交するＺ方向（第３方向）に対して、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたものである。このような構成のもとに送り装置５は、制御装置８から入力される、キャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ４をＹ方向（第２方向）に移動させるとともに、Ｚ方向（第３方向）にも移動させるようになっている。
【００４２】
制御装置８は、ステージ移動装置７にステージ位置制御信号を出力し、送り装置５にキャリッジ位置制御信号を出力し、さらには液滴吐出ヘッド９の駆動回路基板（図示せず）に描画データ及び駆動制御信号を出力するものである。これによって制御装置８は、基板Ｐとキャリッジ４とを相対移動させるべく、ワークステージ６の移動による基板Ｐの位置決め動作、及びキャリッジ４の移動による液滴吐出ヘッド９の位置決め動作の同期制御を行い、さらに液滴吐出ヘッド９に液滴吐出動作を行わせることにより、基板Ｐ上の所定の位置に光硬化性インクの液滴を配するようになっている。
また、この制御装置８は、液滴吐出ヘッド９に液滴吐出動作を行わせるのとは別に、光照射手段１２に光照射動作を行わせるようにもなっている。
【００４３】
このような構成からなる描画装置１によって基板Ｐに所望の模様等を描画するには、  まず、基板Ｐをワークステージ６にセットする。なお、基板Ｐについては、必要に応じてその描画面を、予め親液処理や撥液処理を施しておいてもよい。次いで、ステージ移動装置７にステージ位置制御信号を出力するとともに、送り装置５にキャリッジ位置制御信号を出力し、これによって基板Ｐとキャリッジ４とを相対移動させ、基板Ｐに対してキャリッジ４を予め設定した位置に配する。
【００４４】
例えば、図２、図３に示したようにキャリッジ４においてＹ方向（第２方向）に配列された液滴吐出ヘッド９のうちの、一方の外側に配置された液滴吐出ヘッド９Ｋを、図６（ａ）に示すように基板Ｐの所定領域Ｅ１の直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド９ＫからＫ（黒）に対応した光硬化型インクＩＫを吐出させ、前記所定領域Ｅ１上に所望の量のインクＩＫを配する。
【００４５】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４をＹ方向（第２方向）における一方の側、すなわち図６（ａ）中矢印Ｙ１方向に相対移動させ、図６（ｂ）に示すように液滴吐出ヘッド９ＫのＹ方向（第２方向）における他方の側に配置された光照射手段１２Ｋを、前記所定領域Ｅ１の直上に位置させる。続いて、この光照射手段１２Ｋから光（例えば紫外線）を照射することにより、所定領域Ｅ１上に配したインクＩＫを硬化させ、薄膜ＦＫを形成する。すると、インクＩＫを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクＩＫの濡れ拡がりが抑えられる。
【００４６】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４を矢印Ｙ１方向に相対移動させ、図６（ｃ）に示すように液滴吐出ヘッド９Ｍを、基板Ｐの所定領域Ｅ１の直上、つまり前記薄膜ＦＫの直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド９ＭからＭ（マゼンタ）に対応した光硬化型インクＩＭを吐出させ、前記所定領域Ｅ１上の薄膜ＦＫ上に、所望の量のインクＩＭを配する。すると、薄膜ＦＫはすでに硬化しているので、この薄膜ＦＫとなったインクＩＫとインクＩＭとは混じることがなく、インクＩＭは薄膜ＦＫ上に重ねられる。
【００４７】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４を矢印Ｙ１方向に相対移動させ、図６（ｄ）に示すように液滴吐出ヘッド９ＭのＹ方向（第２方向）における他方の側に配置された光照射手段１２Ｍを、前記所定領域Ｅ１の直上、つまりインクＩＭの直上に位置させる。続いて、この光照射手段１２Ｍから光（例えば紫外線）を照射することにより、所定領域Ｅ１上のインクＩＭを硬化させ、薄膜ＦＭを形成する。すると、インクＩＭを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクＩＭが濡れ拡がって例えば薄膜ＦＫ上から流れ落ちるといったことが抑えられる。
【００４８】
以下、同様にしてキャリッジ４を相対移動させ、液滴吐出ヘッド９Ｃを所定領域Ｅ１上に位置させてインクＩＣを吐出した後、さらにキャリッジ４を相対移動させてその隣の光照射手段１２Ｃを所定領域Ｅ１上に位置させ、光照射することで薄膜ＦＭ上に薄膜ＦＣを重ねる。さらに、キャリッジ４を相対移動させ、液滴吐出ヘッド９Ｙを所定領域Ｅ１上に位置させてインクＩＹを吐出した後、さらにキャリッジ４を相対移動させてその隣の光照射手段１２Ｙを所定領域Ｅ１上に位置させ、光照射することで薄膜ＦＣ上に薄膜ＦＹを重ねる。
【００４９】
これにより、図７に示すように所定領域Ｅ１上に、薄膜ＦＫ、薄膜ＦＭ、薄膜ＦＣ、薄膜ＦＹをこの順に重ねてなる積層膜Ｆ１を形成することができる。すなわち、光照射によって硬化させた薄膜の上に順次インクを配していくので、それぞれの色に対応するインクが混じることなく、したがってそれぞれの色が混じることなく、所望の厚さ比で重ねられた積層膜Ｆ１を得ることができる。
【００５０】
また、この描画装置１では、描画速度を速めて生産性を高めるべく、基板Ｐに対してキャリッジ４を往復移動させ、その往路においても復路においても、インクの吐出を行うようにしている。
その場合に、前記の図６中に矢印Ｙ１で示した方向を往路とすると、復路においても往路と同様に、各インクの吐出直後に光照射を行い、インクを硬化させて薄膜化することができる。
【００５１】
すなわち、図８（ａ）に示すように、キャリッジ４においてＹ方向（第２方向）に配列された液滴吐出ヘッド９のうちの、他方の外側に配置された液滴吐出ヘッド９Ｙを、基板Ｐの所定領域Ｅ２の直上に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド９ＹからＹ（イエロー）に対応した光硬化型インクＩＹを吐出させ、前記所定領域Ｅ２上に所望の量のインクＩＫを配する。
【００５２】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４をＹ方向（第２方向）における他方の側（矢印Ｙ２方向）に相対移動させ、図８（ｂ）に示すように液滴吐出ヘッド９ＹのＹ方向（第２方向）における一方の側に配置された光照射手段１２Ｙを、前記所定領域Ｅ２の直上に位置させる。続いて、この光照射手段１２Ｙから光（例えば紫外線）を照射することにより、所定領域Ｅ２上に配したインクＩＹを硬化させ、薄膜ＦＹを形成する。この場合にも、インクＩＹを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクＩＹの濡れ拡がりが抑えられる。
【００５３】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４を矢印Ｙ２方向に相対移動させ、図８（ｃ）に示すように液滴吐出ヘッド９Ｃを、基板Ｐの所定領域Ｅ２の直上（薄膜ＦＹの直上）に位置させる。続いて、この液滴吐出ヘッド９ＣからＣ（シアン）に対応した光硬化型インクＩＣを吐出させ、前記所定領域Ｅ２上の薄膜ＦＹ上に、所望の量のインクＩＣを配する。すると、薄膜ＦＹはすでに硬化しているので、この薄膜ＦＹとなったインクＩＹとインクＩＣとは混じることがなく、インクＩＣは薄膜ＦＹ上に重ねられる。
【００５４】
次いで、基板Ｐに対してキャリッジ４を矢印Ｙ２方向に相対移動させ、図８（ｄ）に示すように液滴吐出ヘッド９ＣのＹ方向（第２方向）における他方の側に配置された光照射手段１２Ｃを、前記所定領域Ｅ２の直上（インクＩＣの直上）に位置させる。続いて、この光照射手段１２Ｃから光（例えば紫外線）を照射することにより、所定領域Ｅ２上のインクＩＣを硬化させ、薄膜ＦＣを形成する。すると、インクＩＣを吐出した直後にこれが硬化させられるため、インクＩＣが濡れ拡がって例えば薄膜ＦＹ上から流れ落ちるといったことが抑えられる。
【００５５】
以下、同様にしてキャリッジ４を相対移動させ、液滴吐出ヘッド９Ｍを所定領域Ｅ２上に位置させてインクＩＭを吐出した後、さらにキャリッジ４を相対移動させてその隣の光照射手段１２Ｍを所定領域Ｅ２上に位置させ、光照射することで薄膜ＦＣ上に薄膜ＦＭを重ねる。さらに、キャリッジ４を相対移動させ、液滴吐出ヘッド９Ｋを所定領域Ｅ２上に位置させてインクＩＫを吐出した後、さらにキャリッジ４を相対移動させてその隣の光照射手段１２Ｋを所定領域Ｅ２上に位置させ、光照射することで薄膜ＦＭ上に薄膜ＦＫを重ねる。
【００５６】
これにより、図９に示すように所定領域Ｅ２上に、薄膜ＦＹ、薄膜ＦＣ、薄膜ＦＭ、薄膜ＦＫをこの順に重ねてなる積層膜Ｆ２を形成することができる。すなわち、光照射によって硬化させた薄膜の上に順次インクを配していくので、それぞれの色に対応するインクが混じることなく、したがってそれぞれの色が混じることなく、所望の厚さ比で重ねられた積層膜Ｆ２を得ることができる。
【００５７】
このような描画装置１にあっては、４つの液滴吐出ヘッド９の全てに対して、そのＹ方向（第２方向）における両方の側のそれぞれに、光硬化型インクを硬化させるための光照射手段１２を隣り合わせて配置しているので、インクの吐出直後に光照射手段１２から光を照射することができ、したがって全ての液滴吐出ヘッド９について、インクを吐出した直後にこれを硬化させることができる。また、液滴吐出ヘッド９からの吐出をＹ方向において往復で行うようにした場合でも、その往復のいずれにおいても、インクを吐出した直後にこれを硬化させることができる。
【００５８】
よって、この描画装置１によれば、インクを吐出した直後にこれを硬化さることで、インクの濡れ拡がりを抑えることができ、さらには、硬化させた薄膜上に別のインクを重ねるので、異なるインクどうしが混じることを防止することもできる。したがって、光硬化型インクの特性を十分に活かして特に高精細化を可能にし、さらには良好な色調の模様等を得ることができる。
【００５９】
なお、前記例では、キャリッジ４の移動方向として、往路においても、また復路においても、いずれの場合も４種類の液滴吐出ヘッド９を全て使用してインクの吐出を行うようにしたが、当然ながら、４種類のインクを必要としない部位に対しては、必要とされる３つ以下のヘッドによってのみ、インクの吐出を行うようにする。
その場合には、インクの吐出を行わなかった液滴吐出ヘッド９に対応する光照射手段１２については、光の照射を行わないように制御を行うのが好ましい。インクが吐出されない位置には光を照射しないようにすることで、基板表面や先に形成された薄膜Ｆに過剰な光照射を行うことにより、基板表面を変質させたり、薄膜Ｆを劣化させるといったことを防止することができるからである。
【００６０】
図１０は、本発明の描画装置の他の実施形態を示す図であり、図１０はキャリッジ４の底面図である。この描画装置が図３等に示した描画装置１と異なるところは、図１０に示したように、キャリッジ４に、同一種の光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド９が、Ｘ方向（第１方向）に沿って配列した状態で複数設けられている点である。
このように液滴吐出ヘッド９を複数配列させれば、Ｙ方向（第２方向）に移動させつつインクの吐出を行った際、一回の走査（１スキャン）で吐出し硬化させる領域を、配列した液滴吐出ヘッド９の数に比例して増やすことができ、したがって描画効率を高めて生産性を向上することができる。
【００６１】
なお、その場合には、光照射手段１２についても、液滴吐出ヘッド９の列の長さに対応する長さで、その隣に配設する必要がある。その際、これら光照射手段１２については、図５（ｂ）、（ｃ）に示した複数の光源１３ｂにおける、所定位置の隣り合う一対の光源１３ｂ間１５が、複数の液滴吐出ヘッド９の、隣り合う一対のヘッド９間に対応するようにして配置される。
このような構成によって光照射手段１２は、ノズルＮが配置されない液滴吐出ヘッド９間に対応して光源１３ｂが配置されることにより、この位置の光源１３ｂがインク硬化にほとんど寄与せず、無駄になってしまうといった不都合が防止される。
【００６２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では、Ｋ（黒）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）のそれぞれに対応するインクに対して、それぞれに液滴吐出ヘッド９を用意してキャリッジ４に設けたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば図１１に示すように、Ｋ（黒）に対応するインクを吐出する液滴吐出ヘッド９Ｋのみを複数（例えば４つ）、Ｙ方向（第２方向）に配列させてもよい。
【００６３】
その場合にも、液滴吐出ヘッド９Ｋの全てに対して、少なくともＹ方向（第２方向）における一方の側、好ましくは両方の側に、光照射手段１２Ｋを隣り合わせて配置する。ただし、Ｙ方向に配列された液滴吐出ヘッド９Ｋが全て同じ光硬化型インクを吐出するので、このインクに対応する光照射手段１２としては同一種の光照射手段１２Ｋを用いることができる。したがって、Ｙ方向に隣り合う一対の液滴吐出ヘッド９Ｋ間には、一つの光照射手段１２Ｋを配置することで、その隣の二つの液滴吐出ヘッド９Ｋに対応させることができる。
【００６４】
図１１に示した例では、Ｙ方向における最外側の液滴吐出ヘッド９Ｋに対しては、それぞれその外側に光照射手段１２Ｋを配置し、キャリッジ４を往復に移動させてそれぞれで吐出を行わせた場合にも、その直後に光照射できるようにしている。
ただし、本発明は図１１の例やさらに前記実施形態に限定されることなく、液滴吐出ヘッド９の全てに対してＹ方向（第２方向）における一方の側のみに、光照射手段１２を隣り合わせて配置してもよい。このようにしても、キャリッジをＹ方向（第２方向）における他方の側に向けて相対移動させつつ、複数の液滴吐出ヘッド９Ｋからそれぞれに光硬化型インクを吐出するようにすれば、全ての液滴吐出ヘッド９Ｋについて、インクを吐出した直後に光を照射し、これを硬化させることができる。
【００６５】
また、例えば液滴吐出ヘッド９のノズルＮを一定領域毎にグループ分けしておき、各グループに対して光照射手段１２における一つあるいは複数の光源１３ｂを対応させておくことにより、液滴吐出ヘッド９毎でなく、前記ノズルＮのグループ毎に、インク吐出、光照射による硬化を制御してもよい。具体的には、対応するグループのうちの少なくとも一つのノズルＮからインクの吐出を行った場合には、対応する光源１３ｂによって光照射を行い、対応するグループのノズルＮ全てがインクの吐出を行わなかった場合には、対応する光源１３ｂによって光照射を行わないように、制御装置８により制御を行わせるようにしてもよい。
このようにすれば、インクが吐出されない位置には光を照射しないことから、基板表面や先に形成された薄膜Ｆに過剰な光照射を行うことにより、基板表面を変質させたり、薄膜Ｆを劣化させるといったことを防止することができる。
【００６６】
また、前記実施形態では、基板Ｐとキャリッジ４とを、第１方向（Ｘ方向）及び該第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）にそれぞれ相対移動させる本発明の移動装置を、搬送装置３と送り装置５とによって構成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば搬送装置３を、基台２上において基板ＰをＸ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）の両方に移動させることができるようにしたＸＹステージとし、このＸＹステージを本発明の移動装置として用いてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１…描画装置、２…基台、３…搬送装置（移動装置）、４…キャリッジ、５…送り装置（移動装置）、６…ワークステージ、７…ステージ移動装置、８…制御装置、９、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ…液滴吐出ヘッド、１０…チューブ（配管）、１１、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ…タンク、１２、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ…光照射手段、１３ａ、１３ｂ…光源、Ｎ…ノズル、ＮＡ…ノズル列、Ｐ…基板、Ｘ方向（第１方向）、Ｙ方向（第２方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010201367.tif 000009
【図８】
2010201367.tif 000010
【図９】
2010201367.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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