JP2008213281A - 記録装置および記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るインクジェット記録装置が備える第1のインクタンク10と第2のインクタンク20とは、流路によって互いにインクを移送可能なように連結されている。第1のインクタンク10と第2のインクタンク20との間にはインクジェットヘッド30が液体を授受可能に設けられている。第1および第2のインクタンク10・20には、それぞれ異なる圧力が印加されているため、流路内にインク流が発生することによって流路内のインクが攪拌される。そして、第1および第2の圧力調整ポンプ13・23は、インクジェットヘッド30内部のインクに対して、常に一定の負圧が印加されるように第1および第2のインクタンク10・20に印加する圧力を制御するため、インク流によってインクが攪拌されている状態であっても、安定してインクを吐出することができる。
【選択図】図1
Description
本発明に係る第1の実施形態について、図1を参照して以下に説明する。図1は、本発明に係るインクジェット記録装置のインク供給流路およびインクジェットヘッドのインク室列と直交方向における概略断面図である。図1に示すように、インクジェット記録装置(記録装置)は、第1のインクタンク(第1の液体タンク)10と第2のインクタンク(第2の液体タンク)20の2つのインクタンクを有している。
本発明の第2の実施形態について、図2を参照して以下に説明する。図2は、本発明のインクジェット記録装置の第2の形態を示す概略断面図である。図2に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置は、第1の実施形態と同様に、第1のインクタンク10および第2のインクタンク20を備え、さらに第3のインクタンク10’および第4のインクタンク20’を備えている。
本発明の第3の実施形態について、図3を参照して以下に説明する。図3は、本発明のインクジェット記録装置の第3の形態を示す概略断面図である。図3に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置は、第1の実施形態と同様に、第1のインクタンク10および第2のインクタンク20を備えている。そして、第1のインクタンク10は、第1の供給経路15に接続され、インクジェットヘッド30のインク供給流路接続部31に接続されている。また、第2のインクタンク20は、第2の供給経路25を介してインクジェットヘッド30のインク供給流路接続部32に接続されている。すなわち、第1のインクタンク10と第2のインクタンク20とは、インクジェットヘッド30を介して、互いにインクの移送が可能なように連通している。
上述の実施形態においては、インク圧力室を含むインク供給流路内でインク流を発生させているが、圧電シェアモード型インクジェットヘッドにおいて、上記のトップシュータータイプヘッド(ルーフシュータータイプヘッド)以外に、図4に示すような1つの共通インク室から複数のインク室が延長したサイドシュータータイプヘッド(エッジシュータータイプヘッド)、サーマルインクジェットヘッド、積層型圧電インクジェットヘッド等が適用可能である。本発明を用いれば、印刷やデバイス製造のための成膜工程において高精度な印刷、製造デバイスの信頼性向上およびデバイス生産歩留りの向上を実現することができる。
本発明による効果を以下のように表現することもできる。
本発明を、以下のように表現することもできる。
インクを吐出させるインクジェットヘッドを有する記録装置において、該インクジェットヘッドとインク流路と通じて接続される複数のインクタンクと、該複数のインクタンクに異なった圧力を発生させる手段を有し、かつ、複数のインクタンクの圧力を切り替える圧力切り替え手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッドの第1のインク流路接続部および第2のインク流路接続部、該第1のインク流路接続部に連通する第1のインクタンクおよび該第2のインク流路接続部に連通する第2のインクタンクを具備し、第1のインクタンクと第2のインクタンクとを繋ぐインク流路の間に位置する該インクジェットヘッドは、該インクジェットヘッドから第1のインクタンクまでのインク流路における流路抵抗R1および第2のインクタンクまでのインク流路における流路抵抗R2を略同一とし、第1のインクタンク内インクに一定圧力P1と第2のインクタンク内インクに一定圧力P2のインク圧力を印加し、P1とP2の中間値圧力P3を常に該インクジェットヘッド内部のインクに印加することを特徴とする第1の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記第1のインクタンク内インクに一定圧力P1と前記第2のインクタンク内インクに一定圧力P2のインク圧力を印加し、P1とP2の中間値圧力P3を常に該インクジェットヘッド内部のインクに印加しているときに該インクジェットヘッドを駆動させてインク吐出を行うことを特徴とする第1および第2の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、第1のインクタンク内インクに一定圧力P1と第2のインクタンク内インクに一定圧力P2のインク圧力を印加し、P1とP2の圧力差によって第1もしくは第2のインクタンクからインクを流出させ、かつ第2もしくは第1のインクタンクにインクを流入させながらP1とP2との間の一定圧力値P3をインクジェットヘッド内のインク圧力として保持し、第1もしくは第2のインクタンクのインクが尽きる以前に、第1のインクタンク内インクに一定圧力P2と第2のインクタンク内インクに一定圧力P1を印加し、インクジェットヘッド内のインク圧力をP3とするように第1のインクタンクのインク圧力と第2のインクタンクのインク圧力を各々2段階で設定圧力を切り替えて、第1および第2のインクタンクとの間でインクを往復流動させることを特徴とする第1、第2および第3の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、第1および第2のインクタンクのインク圧力をP1とP2の2段階に設定し、交互に他のインクタンクのインク圧力になるようにインクタンクのインク圧力を切り替える過程において、第1および第2のインクタンクのインク圧力の中間値圧力P3を保持しながら第1および第2のインクタンクのインク圧力を変化させ、インクタンク設定圧力を切り替える過程においてインクジェットヘッド内のインク圧力P3を保持することを特徴とする第1、第2、第3および第4の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッドの第1のインク流路接続部および第2のインク流路接続部、該第1のインク流路接続部に連通する第1のインクタンクおよび該第2のインク流路接続部に連通する第2のインクタンクを具備し、第1のインクタンクと第2のインクタンクとを繋ぐインク流路の間に位置する該インクジェットヘッドは、該インクジェットヘッドから第1のインクタンクまでのインク流路における流路抵抗R1および第2のインクタンクまでのインク流路における流路抵抗R2とし、第1のインクタンク内インクにP4>P3’となる一定圧力P4と第2のインクタンク内インクにP5<P3’となる一定圧力P5のインク圧力を印加し、第1のインクタンクから第2のインクタンクにインクの流れを発生させ、かつ第1のインクタンク内インクにP6<P3’となる一定圧力P6と第2のインクタンク内インクにP7>P3’となる一定圧力P7のインク圧力を印加し、第2のインクタンクから第1のインクタンクにインクの流れを発生させるとき、該インクジェットヘッド内部のインク圧力をP3’とし、(P4−P3’)/R1=(P3’−P5)/R2かつ(P3’−P6)/R1=(P7−P3’)/R2の関係をもつP4とP6を第1のインクタンクのインク圧力として2段階の圧力設定をもち、P5とP7を第2のインクタンクのインク圧力として2段階の圧力設定をもち、第1と第2のインクタンクのインク圧力を各々異なる2段階の圧力設定で切り替える圧力切り替え手段を有することを特徴とする第1の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記第1のインクタンク内インクに一定圧力P4もしくはP6と前記第2のインクタンク内インクに一定圧力P5もしくはP7のインク圧力を印加し、一定圧力P3’を常に該インクジェットヘッド内部のインクに印加しているときに該インクジェットヘッドを駆動させてインク吐出を行うことを特徴とする第1および第6の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、第1のインクタンク内インクに一定圧力P4もしくはP6と第2のインクタンク内インクに一定圧力P5もしくはP7のインク圧力を印加し、P4とP5もしくはP6とP7の圧力差によって第1もしくは第2のインクタンクからインクを流出させ、かつ第2もしくは第1のインクタンクにインクを流入させながら一定圧力値P3’をインクジェットヘッド内のインク圧力として保持し、第1もしくは第2のインクタンクのインクが尽きる以前に、第1のインクタンク内インクに一定圧力P4からP6へのもしくはP6からP4への圧力切り替えと第2のインクタンク内インクに一定圧力P5からP7へのもしくはP7からP5への圧力切り替えを行い、インクジェットヘッド内のインク圧力をP3’とするように第1のインクタンクのインク圧力と第2のインクタンクのインク圧力を各々2段階で設定圧力を切り替えて、第1および第2のインクタンクとの間でインクを往復流動させることを特徴とする第1、第6および第7の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、第1および第2のインクタンクのインク圧力を各々P4とP6およびP5とP7の2段階に設定し、インクタンクのインク圧力を切り替える過程において、該インクジェットヘッド内のインクに一定圧力P3’を保持しながら第1および第2のインクタンクのインク圧力を変化させることを特徴とする第1、第6、第7および第8の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッド内部のインク圧力を負圧に設定することを特徴とする第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8および第9の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッド内部のインク圧力P3もしくはP3’は、設定圧力に対して±0.5kPaの範囲で保持されること特徴とする第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9および第10の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッド内部における複数インクタンク間のインク圧力差による単位時間当たりのインク流量は、インクジェットヘッドのインク吐出による単位時間当たりのインク消費量の2倍以上であることを特徴とする第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10および第11の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、複数のインクタンク内のインクはインクジェットヘッドのノズル孔部以外で空気と接触しない構造であることを特徴とする第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11および第12の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、該インクジェットヘッドと第1のインクタンクとを接続する第1のインク流路に設けた第1の二方弁と、該インクジェットヘッドと第2のインクタンクとを接続する第2のインク流路に設けた第2の二方弁と、該インクジェットヘッドを介さず第1および第2のインクタンクを連通する第3のインク流路と、第3のインク流路に設けた第3の二方弁と、を有することを特徴とする第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12および第13の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、定期的に前記第1および第2のインクタンクを連通する第3のインク流路に設けた第3の二方弁を開き、該インクジェットヘッドと第1のインクタンクとを接続する第1のインク流路に設けた第1の二方弁を閉じ、該インクジェットヘッドと第2のインクタンクとを接続する第2のインク流路に設けた第2の二方弁を閉じ、第1および第2のインクタンク内のインクを片方向もしくは交互に移送することを特徴とする第14の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記第1および第2のインクタンクを連通する第3のインク流路の流路抵抗R3が該インクジェットヘッドと第1のインクタンクとを接続する第1のインク流路の流路抵抗R1および該インクジェットヘッドと第2のインクタンクとを接続する第2のインク流路の流路抵抗R2の和(R1+R2)よりも小さいことを特徴とする第14および第15の構成に記載のインクジェット記録装置。
前記インクジェット記録装置は、前記第1および第2のインクタンクを連通する第3のインク流路を介して第1および第2のインクタンク内のインクを片方向もしくは交互に移送するときに印加する第1のインクタンクのインク圧力P8もしくはP9と第2のインクタンクのインク圧力P9もしくはP8との圧力差P10=P8−P9(P8>P9)が、第1のインク流路、第2のインク流路および該インクジェットヘッドを介して第1のインクタンクから第2のインクタンクへのインク圧送時もしくは第2のインクタンクから第1のインクタンクへのインク圧送時の第1と第2のインクタンクのインク圧力差P11よりも大きいことを特徴とする第14および第15の構成に記載のインクジェット記録装置。
13 第1の圧力調整ポンプ(圧力制御手段)
15 第1のインク供給流路(第1の流路)
16 第1の二方弁(弁)
17 第2の二方弁(弁)
20 第2のインクタンク(第2の液体タンク)
23 第2の圧力調整ポンプ(圧力制御手段)
25 第2のインク供給流路(第2の流路)
26 第3の二方弁(弁)
27 第4の二方弁(弁)
30 インクジェットヘッド(ヘッド)
36 ノズル孔
40 インク攪拌流路(第3の流路)
41 二方電磁弁(弁)
Claims (13)
- 第1の圧力が印加された第1の液体タンクと、
前記第1の圧力と異なる第2の圧力が印加された第2の液体タンクと、
前記第1の液体タンクと前記第2の液体タンクとの間を、液体を移送可能に繋ぐ流路と、
前記第1の液体タンクと前記第2の液体タンクとの間の流路に、液体を授受可能に連結されたヘッドと、
前記流路を介して前記第1および第2の液体タンク間において液体を往復移送し、かつ前記ヘッド内部の液体に常に一定の負圧が印加されるように、前記第1および第2の液体タンクに印加される圧力をそれぞれ制御する圧力制御手段とを備えていることを特徴とする記録装置。 - 前記圧力制御手段は、前記第1および第2の液体タンクのうち、一方の液体タンク内の液体の全てが、他方の液体タンク内に移送される前に、液体の移送方向を逆進させるように、前記第1および第2の液体タンクに印加される圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記圧力制御手段は、前記第1および第2の液体タンクのうち、一方の液体タンク内の液体の全てが他方の液体タンク内に移送される前に、前記第1の液体タンクに印加されている圧力を前記第1の圧力から前記第2の圧力に変更し、前記第2の液体タンクに印加されている圧力を前記第2の圧力から前記第1の圧力に変更することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記第1の液体タンクと前記ヘッドとの間の前記流路内の第1の抵抗と、前記第2の液体タンクと前記ヘッドとの間の前記流路内の第2の抵抗とが略同一であることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記圧力制御手段は、前記第1の圧力をP1、前記第2の圧力をP2、前記ヘッド内の液体に印加される圧力をPとし、P1>P>P2の関係を満たすとき、前記第1の液体タンクと前記ヘッドとの間の前記流路内の第1の抵抗R1と、前記第2の液体タンクと前記ヘッドとの間の前記流路内の第2の抵抗R2とは以下(1)式を満たし、
(P1−P)/R1=(P−P2)/R2・・・(1)
かつ、前記第1の液体タンク内の液体の全てが前記第2の液体タンク内に移送する前に、前記第1の液体タンクに第3の圧力P3を印加し、前記第2の液体タンクに第4の圧力P4を印加し、P4>P>P3の関係を満たすとき、前記第1の抵抗R1と前記第2の抵抗R2とは以下の(2)式を満たすように、前記液体タンク、ならびに前記ヘッド内の液体に印加される圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
(P−P3)/R1=(P4−P)/R2・・・(2) - 前記圧力制御手段は、液体を吐出するときの前記ヘッド内の液体に印加される圧力を、設定圧力に対して±0.5kPaの範囲内で保持すること特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記圧力制御手段は、前記流路内を移送される液体の単位時間当たりの液体流量が、前記ヘッドからの吐出によって装置外に流出する液体の単位時間当たりの液体流出量の2倍以上になるように、前記液体タンクおよび前記ヘッドに印加する圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記液体タンク、前記流路、および前記ヘッド内の液体は、前記ヘッドに形成された液体の吐出口以外においては空気と接触しないことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記流路は、前記第1の液体タンクと前記ヘッドとの間の第1の流路、および前記第2の液体タンクと前記ヘッドとの間の第2の流路からなり、
前記第1の液体タンクと前記第2の液体タンクとの間を、前記ヘッドを介さずに液体を移送可能に繋ぐ第3の流路をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。 - 前記第1、第2、および第3の流路は、それぞれ弁を有していることを特徴とする請求項9に記載の記録装置。
- 前記第3の流路の流路抵抗R3は、前記第1の流路の流路抵抗R1および第2の流路の流路抵抗R2の和(R1+R2)よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載の記録装置。
- 前記第3の流路を介して前記第1の液体タンクと前記第2の液体タンクとの間において液体を移送するときの前記第1の液体タンクに印加された第1の圧力と前記第2の液体タンクに印加された第2の圧力との差が、
前記第1および第2の流路を介して前記第1の液体タンクと前記第2の液体タンクとの間において液体を移送するときの前記第1の液体タンクに印加された第1の圧力と前記第2の液体タンクに印加された第2の圧力との差よりも大きいことを特徴とする請求項9に記載の記録装置。 - 第1の圧力が印加された第1の液体タンクと、前記第1の圧力と異なる第2の圧力が印加された第2の液体タンクとの間において、液体を授受可能に連結されたヘッドに対して、前記第1および第2の液体タンク間を繋ぐ流路において液体を往復移送し、かつ前記第1および第2の液体タンク間に液体を授受可能に連結されたヘッド内部の液体に常に一定の負圧が印加されるように、上記第1および第2の液体タンクに圧力を印加するように圧力を制御する圧力制御工程を含むことを特徴とする記録方法。
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