(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記具を保持した筆記具ブロックが記録媒体上を相対的にＸＹ方向に移動しながら該記録媒体に所望の画像を描く記録装置において、
インク出口を備えた先端部と、この先端部の回りに所定の空隙を設けてこれを取り巻くよう形成され該先端部の周囲に空気吹き出し口を形成する空気流路形成部材とを有した筆記具と、
上記筆記具を保持するとともに該筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を可変させる筆記具上下手段を有した筆記具ブロックと、
上記記録媒体と上記筆記具ブロックを相対的にＸＹ方向に移動制御するとともに上記筆記具ブロックの筆記具上下手段を制御して上記筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を制御する制御手段と、
上記筆記具の先端部の回りで吹き出される空気流の圧力を測定する圧力センサと、
該圧力センサの出力に基づき上記制御手段の上記筆記具上下手段に対する制御量を可変させ上記筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を一定化させる高さ保持手段と、
を備えたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、液体または液状の記録材（インク）を用いて極細線の記録を行うための記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体上に数十μｍ程度の極細線を描くためには、筆記具先端のインク出口と記録媒体との距離すなわち筆記具の高さを記録中一定に保つ必要がある。一般に、記録媒体にはわずかな凹凸があり、この凹凸の故に一定の太さの線が描けない場合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の装置においては、この筆記具の高さを記録中常に一定にするため、記録媒体に対してはできるだけ凹凸のないものを使用し、また筆記具をこの記録媒体に対してＸＹ方向に移動させる移動機構については堅牢にかつ高精度に構成していた。
このため、このような従来装置においては、極細線を描くための記録媒体の選択性が狭まるとともに記録装置自体のコストが著しく上昇するという不都合があった。
この発明は、これらの点を改善するためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、この発明においては、
筆記具を保持した筆記具ブロックが記録媒体上を相対的にＸＹ方向に移動しながら該記録媒体に所望の画像を描く記録装置において、
インク出口を備えた先端部と、この先端部の回りに所定の空隙を設けて形成され該先端部の周囲に空気吹き出し口を形成する空気流路形成部材とを有した筆記具と、
上記筆記具を保持するとともに該筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を可変させる筆記具上下手段を有した筆記具ブロックと、
上記記録媒体と上記筆記具ブロックを相対的にＸＹ方向に移動制御するとともに上記筆記具ブロックの筆記具上下手段を制御して上記筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を制御する制御手段と、
上記筆記具の先端部の回りで吹き出される空気流の圧力を測定する圧力センサと、
該圧力センサの出力に基づき上記制御手段の上記筆記具上下手段に対する制御量を可変させ上記筆記具の上記記録媒体に対する高さ位置を一定化させる高さ保持手段と、
を設けた。
【０００５】
【作用】
ペン先のインク流出口の回りから空気流を記録媒体に向けて吹き出す。この空気流の圧力は、記録媒体とペン先との距離に応じて増減する。したがって、この空気流の圧力を筆記具の高さ位置制御のパラメータとして利用することで、筆記具を一定の位置に維持することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、本発明を図面の実施例装置を参照して説明する。図において、図１は本発明に係わる筆記具の先端構造を示す構成説明図、図２は筆記具の高さと空気流の圧力の関係を示すグラフ、図３は本発明の全体構成を示す構成説明図である。
【０００７】
図３を参照する。この装置は、記録媒体であるガラス基板２１上にインクとして例えば導電ペーストを用いて配線パターンを描く装置として使用することができる。ガラス基板２１は、図示しない装置の支持部に水平に支持されている。また、筆記具ブロック１３はこのガラス基板２１上に支持され、図示しない制御手段の指令に基づき、ＸＹ方向に移動可能に構成されている。
【０００８】
この筆記具ブロック１３は、矩形上の支持部１３１の開口側すなわち図面の右側にスライド軸１３２を有している。またその奥側にアクチュエータ１３３を備えている。スライド軸１３２には筆記具１５を保持するペン保持部１４が上下方向にスライド可能に保持されている。アクチュエータ１３３とこのペン保持部１４とは第１部材１３４と第２部材１４１を介して連結されている。第１部材１３４には引き上げバネ１３５が取り付けられており、したがって、常時はこの第１部材１３４は上位置にある。
【０００９】
今、アクチュエータ１３３が、制御回路３３により、動作された時には、第１部材１３４が下がり、したがって、ペン保持部１４も下がる。このため、筆記具１５は描画可能状態となる。なお、ペン保持部１４には高さセンサ１４２が設けられておりペン保持部１４すなわち筆記具１５の高さを検出し、図示してはいないが制御回路３３にフィードバックされている。
【００１０】
筆記具１５は、内部にインク溜めを有しており、図示しない制御手段の指令に基づき、その上方の空気流入口１５１からこのインクを押し出すための圧力が付与される構造となっている。したがって、ペン軸中央に形成されたインク流路１５２内のインクは、上述した空気流入口１５１からの圧力により最下方のインク出口から押し出される。なお、このインク出口の径は描こうとする描画線１５９の太さとほぼ一致する大きさとしている。
【００１１】
ペン本体のインク出口の周囲には、ペン本体の外周壁と所定の空間を形成するよう外筐１３６が取り巻くようにして形成されている。この空間が空気流路１３７となる。この空気流路１３７には、図３に示すように、空圧源３５により生ぜられた空気流がオリフィス３５１を介して導入される構造となっている。
【００１２】
したがって、この空気流はペン先端からガラス基板２１に向けて噴射されることとなる。ペン先端とガラス基板２１との距離すなわち筆記具１５の高さが変動するとこの空気流路１３７内の圧力が変動する。この圧力は、空気流路１３７に設けられた圧力センサ３４により検出され制御回路３３に圧力情報として伝達される。この圧力情報は、筆記具１５の高さを一定化するためのアクチュエータ制御に利用される。
【００１３】
次に、以上の構成を持つ本発明の描画動作を説明する。
描画開始に際しては、まず、図３に示す制御回路３３が筆記具ブロック１３のアクチュエータ１３３に指令を発し、筆記具１５を保持するペン保持部１４を所定の位置に位置づける。これは、筆記具１５を初期高さ位置に位置づける制御で大まかな位置制御ということができ、ペン保持部１４に設けられた高さセンサ１４２により監視して行う。
【００１４】
次いで、図示しない制御手段により空圧源３５を動作させ、図１に示したようにペン先端部から空気流を噴出する。この時のペン先端とガラス基板２１との距離すなわち筆記具１５の高さをｈとし、その時の空気流路１３７の圧力をＰとすると、このｈとＰの関係は図２に示すようになる。ｈが数十〜１００μｍ程度にある時、ほぼ比例関係となる。したがって、図３の圧力センサ３４により、この圧力を監視し、制御回路３３にフィードバックすることで、ガラス基板２１にわずかな凹凸が存在する場合であっても、アクチュエータ１３３への指令をペン先端の高さｈに応じて可変することができ筆記具１５を一定の高さに維持することができる。
【００１５】
このような状態で、筆記具１５のインク溜めに対して、図示しない制御手段を介して圧力を付与するとともに筆記具ブロック１３をＸまたは（及び）Ｙ方向に移動させる。これにより、所望の配線パターンを描くことができる。描画を中断する場合には、筆記具１５のインク溜めに対する圧力付与を停止すればよい。
【００１６】
さらに、この実施例装置においては、この筆記具１５のペン本体先端部に、ベタ電極１５３を設けている。このベタ電極１５３はペン本体先端のインク出口から上方に向けて形成されており、図示しない制御回路の指令に基づき、交流電圧または直流電圧が印加される構成となっている。
【００１７】
そして、装置の描画中において、ペン先端の本体周囲に形成したベタ電極１５３に所定の電圧を印加する。これは、粘度の大きいインクを用いた場合等に生じうる表面張力等によるインク出口付近でのインク塊の形成を防止するためのものである。このようなインク塊が生じた場合、粘度の大きいインクによる描画線の太さを極細でかつ一定のものとすることは困難となる。ガラス基板２１は対向電極としての作用をもなし、ガラス基板２１に垂直な電界が形成される。これにより、インクがガラス基板２１に引き寄せられる現象が生じる。したがって、インク出口付近のインク塊の発生を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一定の太さの極細線を描くために不可欠な筆記具先端と描画媒体との距離を、描画媒体に微妙な凹凸が存在した場合にも、一定にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる筆記具先端の構造を示す構成説明図である。
【図２】筆記具の高さｈと空気流路内の空気圧Ｐとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の全体構成を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１３：筆記具ブロック  １３３：アクチュエータ  １３７：空気流路
１４：ペン保持部  １５：筆記具  ２１：ガラス基板  ３３：制御回路
３４：圧力センサ  ３５：空圧源
【図１】
0003565671.tif 000002
【図２】
0003565671.tif 000003
【図３】
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