(57)【要約】【課題】本発明は、液状の光硬化性材料を高精度にかつ確実に塗布することができる、インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法を提供する。【解決手段】インクジェット印刷装置１は、液状の光硬化性材料を供給する液体供給源と、液体供給源から供給される光硬化性材料を送液するための流路３と、流路３に接続されており、アライメントマークを有する物品に光硬化性材料を塗布するインクジェットヘッド１１と、アライメントマークを撮像する撮像装置１８と、アライメントマークを撮像するための光を照射する光源１９とを備え、光源１９から照射される光が光硬化性材料を硬化させない光であり、かつ該光の色がアライメントマークの色と異なる色である。【選択図】図１
2017012964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の光硬化性材料を供給する液体供給源と、
前記液体供給源から供給される前記光硬化性材料を送液するための流路と、
前記流路に接続されており、アライメントマークを有する物品に前記光硬化性材料を塗布するインクジェットヘッドと、
前記アライメントマークを撮像する撮像装置と、
前記アライメントマークを撮像するための光を照射する光源とを備え、
前記光源から照射される前記光が前記光硬化性材料を硬化させない光であり、かつ該光の色が前記アライメントマークの色と異なる色である、インクジェット印刷装置。
【請求項２】
前記光源から照射される前記光がＵＶを含まない、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項３】
前記光源から照射される前記光の色が、白色、黄色及び青色の内のいずれか一色である、請求項１または２に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法であって、
前記アライメントマークを有する前記物品を用意する工程と、
前記光源により前記光を前記物品の前記アライメントマークに照射しながら、前記撮像装置により前記アライメントマークを撮像する工程と、
前記アライメントマークの座標データを取得する工程と、
前記座標データを参照して、インクとしての前記光硬化性材料を塗布する位置を決定する工程と、
前記インクジェットヘッドから前記物品に前記光硬化性材料を塗布する工程とを備える、インクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドを用いたインクジェット印刷装置が種々提案されている。下記の特許文献１では、カラーフィルタを製造するためのインクジェット印刷装置が開示されている。該インクジェット印刷装置では、ガラス基板上のアライメントマークをセンサで読み取り、インクとしての液体の塗布位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１６４９２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、プリント回路基板に紫外光の照射によって硬化する光硬化性の接着剤を塗布する場合は、アライメントマークを読み取るためにアライメントマークに照射する光としては、光硬化性材料を硬化させない赤色の光が用いられることが多かった。他方、アライメントマークには、配線と同じ材料であるＣｕやＡｕなどが用いられていた。この場合、特許文献１のインクジェット印刷装置により接着剤を塗布しようとしても、アライメントマークをセンサで読み取るに際し、アライメントマークとその周囲とのコントラストが充分に高くならないことがあった。よって、アライメントマークを認識できないことがあった。従って、接着剤を高精度に塗布することは困難であった。
【０００５】
本発明は、液状の光硬化性材料を高精度にかつ確実に塗布することができる、インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布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】
【０００６】
本発明に係るインクジェット印刷装置は、液状の光硬化性材料を供給する液体供給源と、前記液体供給源から供給される前記光硬化性材料を送液するための流路と、前記流路に接続されており、アライメントマークを有する物品に前記光硬化性材料を塗布するインクジェットヘッドと、前記アライメントマークを撮像する撮像装置と、前記アライメントマークを撮像するための光を照射する光源とを備え、前記光源から照射される前記光が前記光硬化性材料を硬化させない光であり、かつ該光の色が前記アライメントマークの色と異なる色である。
【０００７】
本発明に係るインクジェット印刷装置のある特定の局面では、前記光源から照射される前記光がＵＶを含まない。
【０００８】
本発明に係るインクジェット印刷装置の他の特定の局面では、前記光源から照射される前記光の色が、白色、黄色及び青色の内のいずれか一色である。
【０００９】
本発明に係るインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法は、本発明に従って構成されているインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法であって、前記アライメントマークを有する前記物品を用意する工程と、前記光源により前記光を前記物品の前記アライメントマークに照射しながら、前記撮像装置により前記アライメントマークを撮像する工程と、前記アライメントマークの座標データを取得する工程と、前記座標データを参照して、インクとしての前記光硬化性材料を塗布する位置を決定する工程と、前記インクジェットヘッドから前記物品に前記光硬化性材料を塗布する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本発明は、液状の光硬化性材料を高精度にかつ確実に塗布することができる、インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷装置を用いた光硬化性材料の塗布方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態における光源及び撮像装置を用いてアライメントマークを撮像した例である。
【図３】比較例の光源及び撮像装置を用いてアライメントマークを撮像した例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。
【００１４】
本実施形態のインクジェット印刷装置１は、比較的粘度の高い液体として、光硬化性の接着剤の塗布に用いられるものである。インクジェット印刷装置１により、アライメントマークを有する物品としてのプリント回路基板などに接着剤が塗布される。なお、インクジェット印刷装置１の用途は上記に限定されず、接着剤以外の光硬化性材料の塗布に用いられてもよい。
【００１５】
インクジェット印刷装置１は、流路３及び液体供給源としてのタンク５を有する。流路３に、タンク５から供給される光硬化性材料が送液される。
【００１６】
なお、インクジェット印刷装置は、タンクに光硬化性材料を供給するための、該タンク以外の液体供給源及び供給ポンプを有していてもよい。
【００１７】
インクジェット印刷装置１は、インクジェットヘッド１１を有する。流路３は、インクジェットヘッド１１よりも上流側に接続されている上流側流路部分３ａと、インクジェットヘッド１１よりも下流側に接続されている下流側流路部分３ｂとを有する。光硬化性材料は、上流側流路部分３ａを介してインクジェットヘッド１１に送液される。送液された光硬化性材料の一部は、インクジェットヘッド１１から吐出される。インクジェットヘッド１１から吐出されなかった光硬化性材料は、下流側流路部分３ｂに送液される。
【００１８】
より具体的には、本実施形態では、鉛直方向において、インクジェットヘッド１１よりもタンク５が高い位置に配置されている。それによって、重力差により、インクジェットヘッド１１に光硬化性材料を供給する。
【００１９】
下流側流路部分３ｂにおいては、インクジェットヘッド１１とタンク５との間に、吸引ポンプ２６が接続されている。それによって、インクジェットヘッド１１から吐出されなかった光硬化性材料が、吸引ポンプ２６により吸引され、送液される。光硬化性材料は、吸引ポンプ２６により、タンク５に送液される。吸引ポンプ２６は、ダイヤフラム型ポンプやローラーポンプなどの適宜のポンプにより形成され得る。
【００２０】
インクジェット印刷装置１は、撮像装置１８を有する。本実施形態のインクジェット印刷装置１は、アライメントマークを有する物品に接着剤を塗布する。より具体的には、上記物品は、プリント回路基板３１である。このとき、アライメントマークを撮像装置１８により撮像する。撮像装置１８は、特に限定されないが、カラーカメラである。
【００２１】
本実施形態では、撮像装置１８は、キャリッジ３３によりインクジェットヘッド１１に固定されている。後述する制御装置などを用いてキャリッジ３３を操作することにより、撮像装置１８の位置を動かすことができる。それによって、アライメントマークを撮像装置１８の視野内に捉えることなどができる。
【００２２】
インクジェット印刷装置１は、光源１９も有する。アライメントマークを撮像するに際し、アライメントマーク及びその周囲に、光源１９により光を照射する。光源１９は、リング状の形状を有する。光源１９においては、リング状の形状に沿って複数のＬＥＤが配置されている。撮像するに際して撮像装置１８に光が入射する部分付近を囲むように、光源１９が配置されている。なお、撮像装置１８及び光源１９が配置されている位置は、上記に限定されない。また、撮像装置１８の固定の態様も、特に限定されない。
【００２３】
本実施形態の特徴は、光源１９から照射される光が光硬化性材料を硬化させない光であり、かつ該光の色がアライメントマークの色と異なる色という点にある。それによって、光硬化性材料を高精度にかつ確実に塗布することができる。これを以下において説明する。
【００２４】
光硬化性材料としては、通常、４００ｎｍ以下の波長の紫外光（ＵＶ光）の照射によって硬化する材料が用いられる。
【００２５】
光源１９には、ＵＶ光を含まない波長域の光を照射するＬＥＤが用いられている。よって、光源１９から照射される光は、光硬化性材料を硬化させない。
【００２６】
インクジェットヘッド１１において、少なくとも吐出孔内には、吐出される光硬化性材料が存在する。本実施形態では、インクジェットヘッド１１に光源１９から光が照射されたとしても、光硬化性材料は硬化しない。これにより、上記吐出孔は塞がれ難い。よって、光硬化性材料を確実に塗布することができる。
【００２７】
なお、光源１９は、ＬＥＤ光源以外の光源であってもよい。この場合、光源１９がＵＶ領域の光をカットするフィルタなどを有することが好ましい。例えば、通常のフィラメントランプとＵＶ領域の光をカットするフィルタとを有する光源であってもよい。それによって、照射される光がＵＶ光を含んでいたとしても、光硬化性材料を硬化させない程度のＵＶ光の量とすることができる。
【００２８】
インクジェット印刷装置１により、ステージ３２上に固定されたアライメントマークを有するプリント回路基板３１に光硬化性材料が塗布される。このとき、光源１９から照射される光の色は、アライメントマークの色と異なる色である。
【００２９】
より具体的には、プリント回路基板には、ＣｕやＡｕなどからなる配線が設けられている。アライメントマークも、配線と同様に、ＣｕやＡｕなどからなる。すなわち、アライメントマークの色は、赤色または赤色に近い色である。他方、光源１９から照射される光の色は、白色、黄色及び青色の内のいずれか一色であることが好ましい。この色は、ＬＥＤの発光素子の波長を選んだり、白色等の各種光源にカラーフィルタをかぶせたりすることによって、発光される。それによって、光源１９を用いて撮像することにより、アライメントマークとその周囲とのコントラストを充分に高めることができる。従って、アライメントマークを確実に認識することができ、光硬化性材料を高精度で塗布することができる。
【００３０】
加えて、本実施形態では撮像装置１８としてカラーカメラを用いているため、アライメントマークをより一層確実に認識することができる。
【００３１】
なお、詳細は後述するが、インクジェット印刷装置１は、制御装置を有する。制御装置により、光硬化性材料を塗布する位置が制御されている。
【００３２】
図２は、本実施形態における光源及び撮像装置を用いてアライメントマークを撮像した例である。図３は、比較例としてのアライメントマークを撮像した例である。なお、比較例では、赤色の光を照射した以外においては、本実施形態と同様に撮像した。
【００３３】
図３に示すように、比較例では、アライメントマークとその周囲とのコントラストは低い。この場合、アライメントマークを認識できないことがある。これに対して、図２から明らかなように、本実施形態では、アライメントマークとその周囲とのコントラストは充分に高い。
【００３４】
次に、図１に戻り、本実施形態のインクジェット印刷装置１を用いた光硬化性材料の塗布方法を説明する。
【００３５】
アライメントマークを有するプリント回路基板３１を用意する。次に、制御装置から光源１９に、光を照射するように信号を送信する。制御装置から撮像装置１８にも、アライメントマークを撮像するように信号を送信する。次に、光源１９によりアライメントマークを照射しながら、撮像装置１８により上記アライメントマークを撮像する。このとき、上述したように、アライメントマークとその周囲のコントラストを充分に高くすることができるため、アライメントマークを確実に認識し得る。
【００３６】
次に、アライメントマークを撮像した画像データ及び撮像装置１８の座標データから、アライメントマークの座標データを取得する。例えば、撮像装置１８から制御装置に、上記画像データ及び撮像装置１８の座標データを送信する。次に、制御装置においてアライメントマークの座標データを得ればよい。
【００３７】
次に、アライメントマークの座標データを参照して、光硬化性材料を塗布する位置を決定する。次に、制御装置からインクジェットヘッド１１に、光硬化性材料を塗布するように信号を送信する。次に、インクジェットヘッド１１によりプリント回路基板３１に光硬化性材料を塗布する。
【００３８】
なお、例えば、インクジェット塗布装置がステージを有する場合、制御装置からステージに信号を送信することにより、光硬化性材料を塗布する位置を制御してもよい。ステージの有無に関わらず、制御装置からインクジェットヘッドに信号を送信することにより、光硬化性材料を塗布する位置を制御してもよい。
【００３９】
次に、インクジェット印刷装置１の撮像装置１８及び光源１９以外の部分の詳細を説明する。
【００４０】
図１に示すように、タンク５は、出口５ｂと、回収口５ｃとを有する。出口５ｂは、光硬化性材料を、インクジェットヘッド１１に供給するために設けられている。回収口５ｃは、インクジェットヘッド１１から吸引されてきた光硬化性材料を回収するために設けられている。回収された光硬化性材料が、このタンク５において、再度、出口５ｂ側から供給されることになる。
【００４１】
上流側流路部分においては、送液ポンプが設けられていてもよい。それによって、タンクとインクジェットとの配置によらず、インクジェットヘッドに光硬化性材料を供給することができる。この場合には、送液ポンプとインクジェットヘッドとの間に、圧力センサを設けることが好ましい。それによって、送液ポンプの回転数を調整することにより、上流側流路部分やインクジェットヘッドにおける光硬化性材料の圧力を調整することができる。さらに、送液ポンプとインクジェットヘッドとの間に、バッファタンクが設けられていることも好ましい。それによって、インクジェットヘッドに送液ポンプの脈動が伝搬することを抑制することができる。
【００４２】
上流側流路部分には、好ましくは、昇温ユニットが設けられていることが望ましい。それによって、送液されている光硬化性材料を加温することにより、常温において比較的粘度の高い光硬化性材料の粘度を低くすることができる。よって、インクジェットヘッドから光硬化性材料を吐出し易くすることができる。
【００４３】
昇温ユニットを設ける場合には、例えば、上流側流路部分の一部の外側にヒーターを配置してもよい。また、加温ジャケットを上流側流路部分に取り付けてもよい。
【００４４】
タンクとインクジェットヘッドとの間には、好ましくは、フィルタが接続されていることが望ましい。それによって、送液されている光硬化性材料中のごみや不純物を除去することができる。この場合には、フィルタとインクジェットヘッドとの間に、圧力センサが接続されていることが好ましい。それによって、フィルタの目詰まりを検知することができる。
【００４５】
インクジェットヘッドと吸引ポンプとの間には、好ましくは、圧力センサが接続されていることが望ましい。それによって、流路やインクジェットヘッドにおける光硬化性材料の圧力を調整することができる。
【００４６】
上流側流路部分は、好ましくは、インクジェットヘッドの直前の部分などにおいて、インクジェットヘッドを介さずに下流側流路部分に接続されているバイパス流路を有していることが望ましい。この場合には、上流側流路部分とバイパス流路とを接続する部分及び下流側流路部分とバイパス流路とを接続する部分に流路切替部材を配置することが好ましい。それによって、光硬化性材料をインクジェットヘッドから吐出する流路状態と、バイパス流路を経て下流流路に光硬化性材料を送液するバイパス状態とを切り替えることができる。流路切替部材は、例えば三方弁などにより構成することができる。
【００４７】
例えば、装置の立ち上げ時に、室温状態の流路に光硬化性材料を導入したときには、光硬化性材料の粘度が高い状態となる。このとき、送液を好適に制御することができず、インクジェットヘッドから光硬化性材料が漏洩するおそれもある。装置の立ち上げ時に上記バイパス状態とすることにより、インクジェットヘッドからの光硬化性材料の漏洩を防ぎ得る。
【００４８】
インクジェットヘッドと吸引ポンプとの間には、バッファタンクが接続されていてもよい。それによって、吸引ポンプによる光硬化性材料の脈動の伝搬を抑制することができる。
【００４９】
吸引ポンプとタンクとの間には、廃液タンク及び流路切替部材が接続されていてもよい。それによって、回収されてきた光硬化性材料をタンクに回収する流路状態と、廃液タンクに排出する流路状態との間で切り替えることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、１個のインクジェットヘッド１１を用いたが、複数のインクジェットヘッドを用いてもよい。
【００５１】
光硬化性材料の粘度は特に限定されない。例えば、光硬化性材料の粘度は、常温においても流路３を容易に循環し得る粘度であってもよい。
【００５２】
なお、光硬化性材料は、常温では比較的粘度が高いものを用い、加温することで、粘度下げ、吐出できるようになった印刷装置で、印刷することが好ましい。プリント回路基板上に塗布された光硬化性材料は、プリント回路基板により冷やされ、温度が低くなり、光硬化性材料の粘度が高くなって、プリント回路基板上に濡れ広がり難くなる。従って、光硬化性材料を高精細に塗布することができるようになるためである。
【００５３】
本実施形態の光硬化性材料には、上述したように、ＵＶ光で硬化する材料が用いられる。ＵＶ光により硬化する光硬化性材料としては、特に、アクリル系モノマー及び光重合性開始剤を含むラジカル重合性組成物が、反応速度が速いことから好ましい。
【００５４】
本発明では、４００ｎｍ以上の波長の光の照射により硬化する、硬化性化合物及び光重合性開始材を含む光硬化性材料を用いることも好ましい。４００ｎｍ以上の波長の光の照射により硬化する光硬化性材料は、光硬化性材料の色が濃い場合（例えば、顔料等を含有する場合）であっても、光硬化性材料の深部まで充分に硬化できるようになる。また、ＵＶ−ＬＥＤ光源の利用効率を高め、それにより反応効率を高めることができる。
【００５５】
上記光重合性開始材には、特に、４００ｎｍ以上の光に反応する光重合性開始剤を用いることが好ましい。より具体的には、上記光重合性開始材としては、例えば、α−アミノアルキルフェノン型光ラジカル重合開始剤やアシルホスフィンオキシド型α−アミノアルキルフェノン型光ラジカル重合開始剤などを用いることが好ましい。
【００５６】
このような、４００ｎｍ以上の波長の光でも硬化する光硬化性材料を使用する場合、光源１９の光源色としては黄色、もしくは白色が好ましい。なお、光源１９の光源色は黄色が最も好ましい。
【００５７】
光源の発光波長としては、４００ｎｍから４５０ｎｍにおける少なくとも４００ｎｍから４２０ｎｍの波長域の光が放射されていないことが好ましい。このためには、例えば、これらの波長域の光が放射されない光源を選択するか、あるいは、これらの波長域の光を遮蔽するフィルムを光源に設ければよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…インクジェット印刷装置
３…流路
３ａ…上流側流路部分
３ｂ…下流側流路部分
５…タンク
５ｂ…出口
５ｃ…回収口
１１…インクジェットヘッド
１８…撮像装置
１９…光源
２６…吸引ポンプ
３１…プリント回路基板
３２…ステージ
３３…キャリッジ
【図１】
2017012964.tif 000003
【図２】
2017012964.tif 000004
【図３】
2017012964.tif 000005