JP2009134076A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スペーサーが分散されたインク滴を基板上に吐出するノズルと、ノズルに連通した圧力室と、電圧パルスの印加により圧力室の容積を変化させる電気・機械変換手段と、を有するヘッドを備え、電気・機械変換手段に前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に収縮させる第1のパルスを含む電圧パルスを印加することにより前記ノズルから前記インク滴を吐出させるインクジェット記録装置であって、前記第1のパルスは、相対的に径が大きいスペーサーが分散された相対的に大きい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅が、相対的に径が小さいスペーサーが分散された相対的に小さい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅よりも大きくなるように設定されているインクジェット記録装置。
【選択図】図10
Description
1.
スペーサー粒子が分散されたインク滴を基板上に吐出するノズルと、
前記ノズルに連通した圧力室と、
電圧パルスの印加により前記圧力室の容積を変化させる電気・機械変換手段と、
を有するヘッドを備え、
前記電気・機械変換手段に前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に収縮させる第1のパルスを含む電圧パルスを印加することにより前記ノズルから前記インク滴を吐出させるインクジェット記録装置であって、
前記第1のパルスは、相対的に大きい径のスペーサー粒子が分散された相対的に大きい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅が、相対的に小さい径のスペーサー粒子が分散された相対的に小さい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅よりも大きくなるようにそれぞれのパルス幅が設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2.
相対的に大きい径のスペーサー粒子が分散されたインク滴のスペーサー体積濃度が、相対的に小さい径のスペーサー粒子が分散されたインク滴のスペーサー体積濃度より薄くなるようにそれぞれのインクのスペーサー体積濃度が設定されていることを特徴とする前記1に記載のインクジェット記録装置。
3.
前記電気・機械変換手段は、隣接する圧力室間の隔壁を形成し、且つ電圧パルスを印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されることを特徴とする前記1または2に記載のインクジェット記録装置。
4.
前記電圧パルスは、前記第1のパルスに後続し、前記圧力室の容積を収縮させ所定時間後に膨張させる第2のパルスを含むことを特徴とする前記1乃至3の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
5.
前記第1のパルスは矩形波からなるパルスであることを特徴とする前記1乃至4の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
6.
前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2をALとしたとき、前記第1のパルスのパルス幅が、1AL以上12AL以下の範囲内に設定されていることを特徴とする前記1乃至5の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
7.
前記第1のパルスのパルス幅の最小値が1ALに設定されていることを特徴とする前記6に記載のインクジェット記録装置。
8.
スペーサー粒子が分散されたインク滴を基板上に吐出するノズルと、前記ノズルに連通した圧力室と、電圧パルスの印加により前記圧力室の容積を変化させる電気・機械変換手段と、
を有するヘッドの前記電気・機械変換手段に前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に収縮させる第1のパルスを含む電圧パルスを印加することにより前記ノズルから前記インク滴を吐出させるインクジェット記録方法であって、
前記インクのスペーサー粒子の径に関する情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合の第1のパルスのパルス幅が、相対的に小さい場合の第1のパルスのパルス幅よりも大きくなるようにパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、
前記パルス幅設定ステップで決められたパルス幅の第1のパルスを含む電圧パルスを前記電気・機械変換手段に印加して前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合には相対的に大きい体積のインク滴を、相対的に小さい場合には相対的に小さい体積のインク滴を基板上に吐出する記録ステップと、
を備えていることを特徴とするインクジェット記録方法。
9.
前記取得ステップと、前記記録ステップの間に、
前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合のインク滴のスペーサー体積濃度が、相対的に小さい場合のインク滴のスペーサー体積濃度より薄くなるようにスペーサー体積濃度を設定するスペーサー体積濃度設定ステップを備えていることを特徴とする前記8に記載のインクジェット記録方法。
<第1の実施形態>
<インクジェット記録装置>
本発明に係るインクジェット記録装置の第1の実施の形態の主要部を示す斜視図である図1及びインクジェット記録装置にて使用されるへッドの斜視部である図2を用いて説明する。なお。図2はヘッドの概略図であり、電極等は省略してある。
<スペーサーが分散されたインク>
本実施形態で使用されるスペーサー82は、ヘッド7のノズルから吐出可能な径のスペーサーであれば使用できる。スペーサーの径は使用目的より異なるが、液晶表示素子の場合には、液晶装置に封入される液晶層の厚み(セル厚)に合わせてそれぞれ設定され、通常1〜10μm程度とされる。径は、体積平均粒径で定義される。一般の顔料分散インクの顔料粒径(φ0.1μm)より遙かに大きい。また、ヘッド7のノズル13の直径は、φ20〜40(μm)が好ましく、本実施形態では、φ30(μm)のノズルを用いている。このノズルの直径とは、ノズル部のインク吐出側の先端位置での断面における直径を意味し、断面円形の場合は直径をさし、断面形状が円でない場合、断面積を同じ面積の円形に置き換えた場合の直径とする。
<基板上のスペーサーの配置>
図3(a)は実施形態に係る薄膜トランジスタ・アレイ基板6を示す平面図で、図3(b)は図3(a)の線III−III’に沿って切り取った薄膜トランジスタ・アレイ基板6を示す断面図である。
<インク供給系>
次に、図4を用いてスペーサー濃度調整部600を備えたインク供給系の実施形態について説明する。図4(a)は本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク供給系の実施の形態を示す概念図である。インク流路23は大気遮断された流路であり、使用されるインクはスペーサー粒子が分散されたインクである。また、図4(b)は、スペーサー濃度調整部600の詳細を示す概念図である。
<ヘッドの駆動方法>
図5は、図2に示すヘッド7の断面図であり、インク吐出時の作動を示す図である。同図において、13はノズル、124はカバープレート、26は基板、27は隔壁である。そして、圧力室80、空気室80Aが隔壁27、カバープレート124及び基板26によって形成されている。
<制御部の構成>
詳細には、制御部は、図8に示すように、表示部を備えた操作入力手段540、不揮発メモリからなる記憶手段560、濃度調整部600、駆動信号発生手段500及び制御手段18等を含んで構成されており、操作入力手段540は、ユーザーから入力されたスペーサー径の値を制御手段18に出力するようになっている。制御手段18では、相対的に径が大きいスペーサーが分散されたインクを吐出する際のパルス幅PW1が、相対的に径が小さいスペーサーが分散されたインクを吐出する際のパルス幅PW1よりも大きくなるようにパルス幅PW1を変更するようになっている。
<動作フロー>
続いて、上述のように構成されたインクジェット記録装置100の制御部で行われる処理の流れについて、図9(a)に示すテーブルを用いて説明する。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、単一のヘッド7からスペーサー径や濃度が異なる各種インクを吐出するようにしたが、第2の実施の形態では、複数のヘッド(本例では4個)を搭載し、記録に用いるヘッドを選択するようにしたものであり、この点を除けば装置の構成や動作フローは、上記の第1の実施の形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。
6 基板
7 ヘッド
8 共通液室
9 インク連結口
13 ノズル
14 キャッピング手段
20 インクタンク
21 廃液タンク
40 サブタンク
100 インクジェット記録装置
Claims (9)
- スペーサー粒子が分散されたインク滴を基板上に吐出するノズルと、
前記ノズルに連通した圧力室と、
電圧パルスの印加により前記圧力室の容積を変化させる電気・機械変換手段と、
を有するヘッドを備え、
前記電気・機械変換手段に前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に収縮させる第1のパルスを含む電圧パルスを印加することにより前記ノズルから前記インク滴を吐出させるインクジェット記録装置であって、
前記第1のパルスは、相対的に大きい径のスペーサー粒子が分散された相対的に大きい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅が、相対的に小さい径のスペーサー粒子が分散された相対的に小さい体積のインク滴を吐出する際のパルス幅よりも大きくなるようにそれぞれのパルス幅が設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 相対的に大きい径のスペーサー粒子が分散されたインク滴のスペーサー体積濃度が、相対的に小さい径のスペーサー粒子が分散されたインク滴のスペーサー体積濃度より薄くなるようにそれぞれのインクのスペーサー体積濃度が設定されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記電気・機械変換手段は、隣接する圧力室間の隔壁を形成し、且つ電圧パルスを印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
- 前記電圧パルスは、前記第1のパルスに後続し、前記圧力室の容積を収縮させ所定時間後に膨張させる第2のパルスを含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1のパルスは矩形波からなるパルスであることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2をALとしたとき、前記第1のパルスのパルス幅が、1AL以上12AL以下の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記第1のパルスのパルス幅の最小値が1ALに設定されていることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
- スペーサー粒子が分散されたインク滴を基板上に吐出するノズルと、前記ノズルに連通した圧力室と、電圧パルスの印加により前記圧力室の容積を変化させる電気・機械変換手段と、
を有するヘッドの前記電気・機械変換手段に前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に収縮させる第1のパルスを含む電圧パルスを印加することにより前記ノズルから前記インク滴を吐出させるインクジェット記録方法であって、
前記インクのスペーサー粒子の径に関する情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合の第1のパルスのパルス幅が、相対的に小さい場合の第1のパルスのパルス幅よりも大きくなるようにパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、
前記パルス幅設定ステップで決められたパルス幅の第1のパルスを含む電圧パルスを前記電気・機械変換手段に印加して前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合には相対的に大きい体積のインク滴を、相対的に小さい場合には相対的に小さい体積のインク滴を基板上に吐出する記録ステップと、
を備えていることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 前記取得ステップと、前記記録ステップの間に、
前記取得ステップで取得された値が相対的に大きい場合のインク滴のスペーサー体積濃度が、相対的に小さい場合のインク滴のスペーサー体積濃度より薄くなるようにスペーサー体積濃度を設定するスペーサー体積濃度設定ステップを備えていることを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録方法。
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