JP3565671B2 - Recording device - Google Patents
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Abstract
Description
【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[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a recording apparatus for recording ultra-fine lines using a liquid or liquid recording material (ink).
[0002]
[Prior art]
In order to draw a very fine line of about several tens of μm on a recording medium, the distance between the ink outlet at the tip of the writing instrument and the recording medium, that is, the height of the writing instrument must be kept constant during recording. In general, a recording medium has slight unevenness, and a line having a certain thickness cannot be drawn due to the unevenness in some cases.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, in the conventional apparatus, in order to keep the height of the writing implement constant during recording, a recording medium having as little unevenness as possible is used, and the writing implement is moved in the XY directions with respect to the recording medium. The moving mechanism for moving is configured robustly and with high precision.
For this reason, such a conventional apparatus has a disadvantage that the selectivity of a recording medium for drawing an extra fine line is narrowed and the cost of the recording apparatus itself is significantly increased.
The present invention has been made to improve these points.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention,
In a recording apparatus that draws a desired image on a recording medium while the writing implement block holding the writing implement moves relatively in the XY directions on the recording medium,
A writing instrument having a tip portion having an ink outlet, and an air flow path forming member formed with a predetermined gap around the tip portion and forming an air outlet around the tip portion,
A writing implement block having a writing implement vertical means for holding the writing implement and changing the height position of the writing implement relative to the recording medium,
Control means for controlling the movement of the recording medium and the writing implement block relatively in the XY directions and controlling the writing implement vertical means of the writing implement block to control the height position of the writing implement relative to the recording medium;
A pressure sensor for measuring the pressure of the airflow blown around the tip of the writing implement,
Height holding means for varying the control amount of the control means with respect to the writing instrument vertical means based on the output of the pressure sensor to stabilize the height position of the writing instrument with respect to the recording medium;
Was provided.
[0005]
[Action]
An air flow is blown toward the recording medium from around the ink outlet of the pen tip. The pressure of the air flow increases and decreases according to the distance between the recording medium and the pen tip. Therefore, by using the pressure of this air flow as a parameter for controlling the height position of the writing implement, the writing implement can be maintained at a fixed position.
[0006]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the embodiment of the drawings. In the drawings, FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a tip structure of a writing implement according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing a relationship between a height of the writing implement and a pressure of an air flow, and FIG. It is.
[0007]
Please refer to FIG. This device can be used as a device for drawing a wiring pattern on a glass substrate 21 as a recording medium using, for example, a conductive paste as ink. The glass substrate 21 is horizontally supported by a support of a device (not shown). The writing implement block 13 is supported on the glass substrate 21 and is configured to be movable in the X and Y directions based on a command from control means (not shown).
[0008]
The writing instrument block 13 has a slide shaft 132 on the opening side of the rectangular support portion 131, that is, on the right side in the drawing. Further, an actuator 133 is provided on the back side. The
[0009]
Now, when the actuator 133 is operated by the
[0010]
The
[0011]
An outer housing 136 is formed around the ink outlet of the pen body so as to form a predetermined space with the outer peripheral wall of the pen body. This space becomes the air flow path 137. As shown in FIG. 3, the air flow path 137 has a structure in which an air flow generated by the
[0012]
Therefore, this air flow is jetted from the tip of the pen toward the glass substrate 21. When the distance between the tip of the pen and the glass substrate 21, that is, the height of the writing implement 15 changes, the pressure in the air flow path 137 changes. This pressure is detected by the
[0013]
Next, the drawing operation of the present invention having the above configuration will be described.
At the start of drawing, first, the
[0014]
Next, the
[0015]
In this state, pressure is applied to the ink reservoir of the writing implement 15 via control means (not shown) and the writing implement block 13 is moved in the X or (and) Y direction. Thereby, a desired wiring pattern can be drawn. When the drawing is interrupted, the application of pressure to the ink reservoir of the writing implement 15 may be stopped.
[0016]
Further, in this embodiment, a solid electrode 153 is provided at the tip of the pen body of the writing implement 15. The solid electrode 153 is formed upward from the ink outlet at the tip of the pen body, and is configured to apply an AC voltage or a DC voltage based on a command from a control circuit (not shown).
[0017]
Then, during drawing by the apparatus, a predetermined voltage is applied to the solid electrode 153 formed around the main body of the pen tip. This is to prevent the formation of an ink mass near the ink outlet due to surface tension or the like that may occur when ink having a high viscosity is used. When such an ink mass occurs, it is difficult to make the thickness of the drawing line by the ink having a high viscosity extremely small and constant. The glass substrate 21 also functions as a counter electrode, and an electric field perpendicular to the glass substrate 21 is formed. As a result, a phenomenon occurs in which the ink is drawn to the glass substrate 21. Therefore, it is possible to prevent the generation of the ink mass near the ink outlet.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distance between the tip of the writing instrument and the drawing medium, which is indispensable for drawing an extra fine line with a constant thickness, is kept constant even when there are fine irregularities on the drawing medium. It is possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a structure of a tip of a writing instrument according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a writing implement height h and an air pressure P in an air passage.
FIG. 3 is a configuration explanatory view showing the overall configuration of the present invention.
[Explanation of symbols]
13: Writing implement block 133: Actuator 137: Air flow path 14: Pen holding part 15: Writing implement 21: Glass substrate 33: Control circuit 34: Pressure sensor 35: Pneumatic source
Claims (1)
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。In a recording apparatus that draws a desired image on a recording medium while the writing implement block holding the writing implement moves relatively in the XY directions on the recording medium,
A writing instrument having a tip portion provided with an ink outlet, and an air flow path forming member formed so as to provide a predetermined space around the tip portion and to form an air outlet around the tip portion; ,
A writing implement block having a writing implement vertical means for holding the writing implement and changing the height position of the writing implement relative to the recording medium,
Control means for controlling the movement of the recording medium and the writing implement block relatively in the XY directions and controlling the writing implement vertical means of the writing implement block to control the height position of the writing implement relative to the recording medium;
A pressure sensor for measuring the pressure of the airflow blown around the tip of the writing implement,
Height holding means for varying the control amount of the control means with respect to the writing instrument vertical means based on the output of the pressure sensor to stabilize the height position of the writing instrument with respect to the recording medium;
A recording device comprising:
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- 1996-10-24 JP JP29969096A patent/JP3565671B2/en not_active Expired - Fee Related
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