JP4455313B2

JP4455313B2 - 印刷装置

Info

Publication number: JP4455313B2
Application number: JP2004375304A
Authority: JP
Inventors: 寛人内田; 功二羽根; 浩史越名; 孝憲辻; 真朗村田; 充矢作; 純平湯山
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006181409A

Description

本発明は印刷方法に関し、特に液晶ディスプレーのカラーフィルター基板とアレイ基板間等のセルギャップを均一に保つ為のスペーサを基板上の定置に印刷する方法と、その印刷装置に関する。

従来より、スペーサ粒子を基板の所定位置に配置する方法として、スペーサ粒子が溶媒中に分散されたスペーサ分散液を、印刷装置に充填し、その印刷装置のヘッドから基板の所定位置へ向かって吐出させるインクジェット方式が用いられている。

インクジェット方式で印刷を行う場合、吐出液にスペーサが均一に分散していないと、吐出が不安定となり、吐出不良を生じたり、吐出速度、吐出方向に異常が生じたり、また液滴中の吐出スペーサの個数が安定しないという問題を生じやすい。

微粒子が分散された液体を各ノズルに供給するリザーバ（マニフォールド）に圧電素子を設け、該圧電素子によりマニフォールドで液体を攪拌してから各ノズルに供給する方法がある（例えば、特許文献１を参照。）
しかしながら、各ノズルはマニフォールドへ液体を送る配管の中でも沈降するため、マニフォールドへ到達するまでに液体の粒子密度が設定密度よりも減少したり、沈降が甚だしい場合には配管つまりが生じるという問題があり、特に印刷装置の大型化に伴い、インクタンクからヘッドモジュール迄の配管の長さが長くなると、これらの問題が深刻であった。

また、印刷ヘッドの内部には、ゴムやスペーサ粒子の凝集塊を除去するフィルターが設けられることがあるが、スペーサ粒子の沈降が起こると、そのフィルターが目詰まりするという問題があった。
特開２００３−７２１０４

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、スペーサ粒子の分散状態を常に均一に維持した状態で、印刷可能な装置を提供することである。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、内部中空のヘッド本体と、前記ヘッド本体にスペーサ分散液を供給する供給管とを有し、前記ヘッド本体の一壁面は、１又は２以上の噴出孔が設けられたノズルプレートで構成され、前記ヘッド本体は、前記スペーサ分散液を通過させる内部フィルターによって前記ノズルプレート側の吐出室と、前記ノズルプレートと反対側の供給室とに区分けされ、前記スペーサ分散液は前記供給室に供給された後、前記内部フィルターを通って前記吐出室へ送られ、前記噴出孔から吐出されるように構成された印刷装置であって、前記ヘッド本体から前記スペーサ分散液を排出する排出管を有し、前記供給室は、前記供給管に接続された供給室側流入口と、前記供給室側流入口と離間した位置に設けられ、前記排出管に接続された供給室側排出口とを有し、前記スペーサ分散液は、前記供給管と、前記供給室側流入口と、前記供給室側排出口との間の空間と、前記排出管とを流れるように構成され、前記スペーサ分散液が流れる流路には、前記流路の壁面を振動させる発振手段が取り付けられた印刷装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の印刷装置であって、前記発振手段は、前記供給室の外壁に取り付けられた印刷装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の印刷装置であって、前記発振手段は前記供給管の外側に取り付けられた印刷装置である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の印刷装置であって、前記発振手段は前記排出管の外側に取り付けられた印刷装置である。
請求項５記載の発明は、前記スペーサ分散液が蓄液される蓄液タンクと、前記蓄液タンクの前記スペーサ分散液が供給される大循環路とを有し、前記大循環路の前記スペーサ分散液は、前記供給管に供給されるように構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の印刷装置であって、前記大循環路には、前記大循環路を振動させる発振手段が取り付けられた印刷装置である。

本発明で流路とは、内部をスペーサ分散液が流れる部材を指し、具体的には、供給管や排出管や大循環路のように内部にスペーサ分散液が流れる配管や、これら配管を接続するバルブや、供給室を指す。

スペーサ粒子がスペーサ分散液を流れる流路で沈降せず、吐出室には常に設定密度のスペーサ粒子が分散されたスペーサ分散液が安定して供給されるので、スペーサ分散液の液滴の吐出が安定して行われ、各液滴中のスペーサ個数も均一になる。また、印刷装置の大型化によって流路が長くなっても、発振手段をその流路に複数個設けることで、スペーサ粒子を沈降させずに吐出室へ送ることができる。発振手段を供給室の外壁面に設置し、供給室に振動を与えれば、供給室内部でスペーサ粒子が沈降しないので、内部フィルターの目詰まりが起こらない。

図２の符号２は本発明の印刷装置に用いられるヘッドモジュールの一例を示しており、このヘッドモジュール２は、ヘッド本体２０と、ヘッド本体２０にスペーサ分散液を供給する供給部２５と、ヘッド本体２０からスペーサ分散液を排出する排出部２６と、排出部２６から供給部２５へスペーサ分散液を戻す循環部１０とを有している。

ヘッド本体２０の内部は中空にされており、ノズルプレート３１はヘッド本体２０の一壁面で構成されている。ヘッド本体２０の内部には、内部フィルター３０が、ノズルプレート３１と、ヘッド本体２０のノズルプレート３１とは反対側の壁面の両方から離間して配置されており、ヘッド本体２０の内部は内部フィルター３０と壁面との間の空間と、内部フィルター３０とノズルプレート３１との間の空間に分けられた状態になっている。

図２の符号２１はノズルプレート３１と、内部フィルター３０と、ヘッド本体２０の側壁で取り囲まれた吐出室を示しており、同図の符号２２はヘッド本体２０のノズルプレート３１と反対側の壁面と、内部フィルター３０と、ヘッド本体２０の側壁で取り囲まれた供給室を示している。

循環部１０は循環管１１と、循環管１１の途中に設けられたバッファ室１７とを有している。図２の符号５６は一端が後述する大循環路に接続された供給側接続管を示しており、供給側接続管５６の他端はバッファ室１７に接続され、供給側接続管５６に設けられた供給元バルブ４１を開けると、大循環路のスペーサ分散液がバッファ室１７に流れ込み、バッファ室１７内の液量が設定量を超えると、スペーサ分散液はバッファ室１７の内部から循環管１１の一端部側へ流れ出す。

バッファ室１７には不図示の液量制御手段が設けられており、スペーサ分散液が流れ出し、バッファ室１７内の液量が設定量未満になると、液量制御手段がバッファ室１７を大循環路５０に接続し、スペーサ分散液が補充される。これとは逆に、スペーサ分散液が循環管１１に流れ出さず、バッファ室１７内部の液量が設定量を超えると、液量制御手段がバッファ室１７を大循環路から遮断してスペーサ分散液の補充を停止する。従って、バッファ室１７の液量は常に設定値に維持される（供給状態）。

尚、バッファ室１７は後述するメニスカス制御機構８に接続されており、メニスカス制御機構８のタンク８０内にはスペーサ分散液や、溶剤等のバッファ液が蓄液されている。後述する噴出孔３２内でスペーサ分散液が大気と接する面をメニスカスとすると、タンク８０内のバッファ液の液面高さはメニスカスの高さと連動して変化し、メニスカス制御機構８０は、その変動量に応じた量のバッファ液を減圧機構によってタンク８０からバッファ室１７へ供給し、メニスカスを常に一定の状態に維持する。

循環管１１の一端部は供給切替バルブ４３に接続されている。供給部２５は、供給切替バルブ４３に一端部が接続された第一、第二の供給管１３、１４を有しており、供給切替バルブ４３の切り替えによって、第一、第二の供給管１３、１４が循環管１１に接続されると、スペーサ分散液が循環管１１の一端部側から第一、第二の供給管１３、１４に流れるようになっている。

第一、第二の供給管１３、１４の途中には第一、第二の外部フィルター３７、３８が設けられており、第一、第二の供給管１３、１４を流れるスペーサ分散液は第一、第二の外部フィルター３７、３８を通過する時に、スペーサ粒子よりも大径な不純物（スペーサ粒子の粒子塊やゴミ）が除去される。

供給室２２の壁面と吐出室２１の壁面には、供給室側流入口２３と吐出室側流入口２４が設けられ、第一の供給管１３は供給室側流入口２３に接続され、第二の供給管１４は吐出室側流入口２４に接続されており、スペーサ分散液は、第一、第二の供給管１３、１４から、供給室側流入口２３と吐出室側流入口２４を通って供給室２２と、吐出室２１にそれぞれ送られる。

供給室２２には供給室側流入口２３と離間した位置には供給室側排出口２７が設けられ、吐出室２１には吐出室側流入口２４と離間した位置に吐出室側排出口２８が設けられており、供給室２２に送られたスペーサ分散液は供給室側流入口２３と供給室側排出口２７との間を流れ、吐出室２１へ送られたスペーサ分散液は吐出室側流入口２４と吐出室側排出口２８の間を流れるようになっている。

図３を参照し、ノズルプレート３１には１又は２以上の噴出孔３２が設けられている。ノズルプレート３１と、ノズルプレート３１上のピエゾ支持板３５との間の位置であって、噴出孔３２の近傍位置にはそれぞれピエゾ素子３６が設けられており、印刷を停止した状態では、ピエゾ素子３６の圧力が吐出室２２内部の圧力よりも大きくされているので、スペーサ分散液は噴出孔３２から吐出されずに、吐出室側流入口２４から吐出室側排出口２８へ流れるようになっている。

排出部２６は、一端が供給室側排出口２７に接続された第一の排出管１８と、一端が吐出室側排出口２８に接続された第二の排出管１９をそれぞれ有しており、供給室側排出口２７へ流れたスペーサ分散液は第一の排出管１８に排出され、吐出室側排出口２８へ流れたスペーサ分散液は第二の排出管１９に排出される。

循環管１１の供給切替バルブ４３とは反対側の端部は循環切替バルブ４２に接続されており、第一の排出管１８は循環管１１と同じ循環切替バルブ４２に接続され、循環切替バルブ４２の切り替えによって第一の排出管１８を循環管１１に接続すると、スペーサ分散液が第一の排出管１８から循環管１１に戻る。

第二の排出管１８は後述する排出切替バルブ４４の切り替えによって、連結管４９に接続され、連結管４９は循環切替バルブ４２の切り替えによって循環管１１に接続されるようになっており、従って第二の排出管１９は連結管４９を介して循環管１１に接続され、スペーサ分散液は第二の排出管１９から循環管１１に戻るようになっている。

ここでは、循環管１１の循環切替バルブ４２と、バッファ室１７の間に循環ポンプ１５が設けられており、第一、第二の排出管１８、１９から循環管１１に戻ったスペーサ分散液は、循環ポンプ１５の動作によってバッファ室１７へ戻され、再び第一、第二の供給管１３、１４側へ送られる。
従って、スペーサ分散液は、循環部１０と供給室２２との間、又は／及び、循環部１０と吐出室２２の間で循環することになる。

バッファ室１７には不図示の温度制御手段が設けられており、バッファ室１７内部のスペーサ分散液の温度が設定温度を超えると、温度制御手段によってバッファ室１７が冷却され、熱伝導によってその内部のスペーサ分散液が冷却されるようになっているので、攪拌によってバッファ室１７内のスペーサ分散液が加熱されても、その温度は一定温度に維持される。

次に、このヘッドモジュール２を用いた印刷装置の一例について説明する。図１の符号１は本発明の印刷装置の一例を示しており、この印刷装置１は貯留系５と、大循環路５０と、上述したヘッドモジュール２を１又は２以上有している。ここでは、印刷装置１はヘッドモジュール２を４つ有しており、各ヘッドモジュール２と、その部材にはそれぞれ添え字ａ〜ｄを付して区別する。

貯留系５は貯留タンク５８と、バッファタンク５９とを有している。貯留タンク５８の内部にはスペーサ分散液が蓄液されており、該スペーサ分散液は供給ポンプ７９によって貯留タンク５８からバッファタンク５９に供給され、バッファタンク５９内部に一旦蓄液されると共に、バッファタンク５９に過剰に蓄液されたものは貯留タンク５８に戻るようになっている。

貯留タンク５８とバッファタンク５９は不図示の攪拌手段をそれぞれ有しており、貯留タンク５８内とバッファタンク５９内にそれぞれ蓄液されたスペーサ分散液は攪拌手段で攪拌され、スペーサ粒子が均一に分散された分散状態が維持されるようになっている。

大循環路５０は両端がバッファタンク５９に接続されており、大循環路５０に設けられた大循環ポンプ５５を動作させると、バッファタンク５９に蓄液されたスペーサ分散液が、大循環路５０に引き込まれ、大循環路５０内を一端から他端に向かって流れた後、再びバッファタンク５９に戻る。即ち、大循環ポンプ５５の動作によって、スペーサ分散液がバッファタンク５９と大循環路５０との間で循環するようになっている（大循環状態）。

大循環路５０のバッファタンク５９からスペーサ分散液が供給される側を上流側、スペーサ分散液がバッファタンク５９へ戻る他端側を下流側とすると、各ヘッドモジュール２ａ〜２ｄの供給側接続管５６ａ〜５６ｄは、大循環路５０に上流側から下流側に向かって順番に接続されており、供給側接続管５６ａ〜５６ｄの供給元バルブ４１を開けて、バッファ室１７を大循環路５０に接続すると、スペーサ分散液がバッファ室１７に流れ込む。

大循環状態の大循環路５０は、各供給側接続管５６ａ〜５６ｄを流れるスペーサ分散液の合計量よりも多量のスペーサ分散液を流すように構成されているので、各供給元バルブ４１を同時に開けると、上流側の供給側接続管５６ａだけではなく、下流側の供給側接続管５６ｄにもスペーサ分散液が到達し、結局、全てのヘッドモジュール２ａ〜２ｄにスペーサ分散液が供給されるようになっている。

各ヘッドモジュール２ａ〜２ｄは、一端が排出切替バルブ４４に接続された排出側接続管５７ａ〜５７ｄを有しており、排出側接続管５７ａ〜５７ｄの他端は、最下流の供給側接続管５６ｄよりも更に下流側の位置で大循環路５０に接続されている。

第二の排出管１９は排出切替バルブ４４の切替によって排出側接続管５７に接続され、第一の排出管１８は循環切替バルブ４２と排出切替バルブ４４の切替によって、連結管４９を介して排出側接続管５７に接続されるので、スペーサ分散液をヘッドモジュール２内で循環させない状態では、スペーサ分散液は第一、第二の排出管１８、１９から大循環路５０に排出され、大循環路５０を流れる他のスペーサ分散液と共に再びバッファタンク５９へ戻るようになっている（排出状態）。

尚、印刷装置１は各ヘッドモジュール２ａ〜２ｄを洗浄する洗浄機構７０を有しており、洗浄機構７０の洗浄タンク７１には有機溶剤のような洗浄液が蓄液され、その洗浄液は洗浄タンク７１から洗浄管７２に供給される。

図２の符号７５は一端が洗浄管７２に接続された洗浄側接続管を示しており、洗浄側接続間７５の他端は、第二の供給管１４の途中に設けられた洗浄切替バルブ７７に接続されている。

洗浄切替バルブ７７の切替によって、洗浄側接続管７５を第二の供給管１４に接続すると、洗浄液が吐出室２１へ送られ、洗浄切替バルブ７７と、供給切替バルブ４３の切替によって、洗浄側接続管７５を第一の配管１３に接続すると洗浄液が供給室２２に送られる。

吐出室２１や供給室２２に洗浄液が供給されると、内部に残留するスペーサ分散液は洗浄液で押し流され、他の不純物と一緒に第一、第二の排出管１８、１９へ排出される。第一、第二の排出管１８、１９を排出側接続管５７に接続すれば、洗浄液は排出側接続間５７から大循環路５０へ戻り、ドレインタンク３に排出される。

次に、この印刷装置１を用いて、印刷対象物である基板にスペーサ分散液を吐出する方法について説明する。
大循環路５０とバッファタンク５９を大循環状態に置くと共に、各ヘッドモジュール２ａ〜２ｄを上述した供給状態に置く。

大循環状態と供給状態を維持しながら、スペーサ分散液を吐出室２１と循環部１０の間と、供給室２２と循環部１０の間の両方で循環させると、スペーサ分散液がヘッドモジュール２ａ〜２ｄ内で停滞しないので、分散された状態が維持される。

その状態を維持しながら、各ヘッドモジュール２ａ〜２ｄのノズルプレート３１と印刷対象物である基板とを対向させ、噴出孔３２が基板の印刷位置と対向するように位置合わせを行う。

図３の符号６７は溶媒６８にスペーサ粒子６９が分散されたスペーサ分散液を示しており、印刷位置の真上の噴出孔３２に対応するピエゾ素子３６を振動させると、その噴出孔３２から印刷位置に向かってスペーサ分散液６７の液滴が吐出される。

スペーサ分散液６７が噴出孔３２から吐出される直前に、供給切替バルブ４３と循環切替バルブ４２を切り替え、供給室２２と循環部１０との間の循環を維持しながら、吐出室２１と循環部１０との間の循環を停止すると、供給室２１内部にはスペーサ分散液が流れるが、吐出室２２内部でスペーサ分散液６７の流れが停止する。

噴出孔３２からスペーサ分散液６７を吐出する間（印刷状態）、吐出室２２内部でスペーサ分散液の流れが停止した状態を維持すると、噴出孔３２にスペーサ分散液６７の流れによる圧力変化の影響が出ないので、噴出孔３２から吐出されるスペーサ分散液６７の吐出量は一定になる。

噴出孔３２からスペーサ分散液６７が吐出されると、その液量が減少するが、スペーサ分散液６７は供給室２２から内部フィルターの不図示の通路を通って吐出室２１に補充される。
印刷状態では、供給室２２と循環部１０との間の循環が維持されるので、供給室２２にはスペーサ分散液が補充される。

更に、バッファ室１７内のスペーサ分散液は、上述したように液量制御手段とメニスカス制御機構８によってその液量が常に一定に維持されることによって、噴出孔３２内のメニスカスは常に一定の状態に維持されるので、各噴出孔３２からスペーサ分散液６７の吐出が安定して行われる。

印刷位置に設定量のスペーサ分散液の吐出を終了したところで、噴出孔３２からの吐出を停止して印刷状態を終了し、供給切替バルブ４３と、循環切替バルブ４２を切り替え、供給室２２と循環部１０の間と、吐出室２１と循環部１０の間の両方でスペーサ分散液を循環させる。

例えば、印刷が終了した基板と新たな基板を交換する間や、上述した基板の位置合わせを行う場合のように、比較的短時間の間印刷を停止する待機状態で、供給室２２と循環部１０との間と、吐出室２１と循環部１０の間の両方でスペーサ分散液を循環させれば、供給室２２と吐出室２１の両方でスペーサ分散液の沈降及び付着が防止されるので、内部フィルター３０だけでなく、噴出孔３２の目詰まりも起こらない。

尚、数時間以上印刷を停止する場合には、上述した洗浄機構７０によって吐出室２１内部と供給室２２内部のスペーサ分散液を排出すれば、大循環ポンプ５０や循環ポンプ１５を停止しても、内部フィルター３０や噴出孔３２がスペーサ粒子で目詰まりすることがない。

上述したように、スペーサ分散液を循環させることで、内部フィルター３０や噴出孔３２の目詰まりはある程度防止されるが、配管が折れ曲がった部分ではスペーサ粒子の沈降及び壁面への付着が起こりやすかった
本発明の印刷装置１はスペーサ分散液６７が流れる流路に発振手段が取り付けられている。図２の符号６５ａは、第一、第二の供給管１３、１４と、循環管１１と、第一、第二の排出管１８、１９と、各供給側接続管５６と、排出側接続管５７と、大循環路５０などの配管に取り付けられた発振手段を示し、同図の符号６５ｂは、供給元バルブ４１と、供給切替バルブ４３と、循環切替バルブ４２と、排出切替バルブ４４などのバルブの筐体に取り付けられた発振手段を示し、同図の符号６５ｃは供給室２２の外壁面に取り付けられた発振手段を示している。

発振手段６５ａ〜６５ｃは、上述した配管や、バルブや、供給室２２のような流路の外壁面に取り付けられ、その流路の内壁面はスペーサ分散液に接触している。従って、発振手段６５ａ〜６５ｃの電源をＯＮにし、流路の壁面を振動させると、その振動が直接スペーサ分散液に伝わり、スペーサ分散液がその振動によって攪拌されるので、スペーサ粒子の沈降及び壁面への付着が防止される。

従来は配管の曲がったところでスペーサ粒子の沈降及び壁面への付着が起こりやすかったが、発振手段６５ａを特に配管の曲がったところに取り付け、振動を与えれば、配管の曲がったところであってもスペーサ粒子の沈降及び壁面への付着が起こり難くなる。

また、バルブの内部構造は複雑であり、その内部構造の凹凸にスペーサ粒子が溜まり易いが、筐体に発振手段６５ｂの振動を与えることで、バルブ内部でのスペーサ粒子の沈降及び壁面への付着が防止される。

供給室２２は、例えば、印刷状態や待機状態のように、内部にスペーサ分散液が流れている場合であっても、スペーサ粒子が少量沈降することがあり、長い間スペーサ分散液を流すと内部フィルターが目詰まりすることがあったが、発振手段６５ｃで供給室２２に振動を与えれば、スペーサ粒子の沈降がより起こり難くなるので、内部フィルターの目詰まりが防止される。

特に、供給室２２に取り付けられた発振手段６５ｃについて詳細に説明すると、発振手段６５ｃは、供給室２２の壁面のうち、内部フィルター３０を挟んで吐出室２１と反対側の壁面の外側に取り付けられている。

発振手段６５ｃは供給室２２の他の側壁に取り付けてもよいが、内部フィルター３０を挟んで吐出室２１と反対側の壁面に取り付けると、発振手段６５ｃの振動が吐出室２１に直接伝わらず、仮に吐出側２１にその振動が伝わったとしても内部フィルター３０に吸収される。従って、印刷状態で供給室２２に振動を与えても、各噴出孔３２のメニスカスは供給室２２の振動の影響を受けないので、各噴出孔３２からの吐出が安定して行われる。

発振手段６５ｃを内部フィルター３０を挟んで吐出室２１と反対側の壁面に取り付ける場合、その壁面の略中央部分に振動を与えるように取り付ければ、供給室２２に均一に振動が伝わるだけでなく、振動が直接伝わる箇所から吐出室２１までの距離も長くなるので、吐出室２１への振動の影響がより小さいなる。

ここでは、供給室２２は、内部フィルター３０を挟んで吐出室２１と反対側の壁面と、内部フィルター３０との間隔が狭く、平べったい形状をしており、供給室２２が平べったい形状の場合に、発振手段６５ｃを内部フィルター３０を挟んで吐出室２２と反対側の壁面に取り付ければ、その振動は供給室２２の広い範囲に伝わることになり、供給室２２内部のスペーサ分散液が均一に分散される。

発振手段を取り付ける部材は、内部にスペーサ分散液が流れる部材であれば特に限定されるものではなく、例えば、第一、第二の外部フィルター３７、３８に設けてもよいし、吐出室２１の側壁に設けることもできる。吐出室２１の側壁に発振手段を設ける場合、振動によって噴出孔３２のメニスカスが乱れるので、少なくとも印刷状態では発振手段を停止させることが好ましい。
発振手段６５ａ、６５ｂ、６５ｃを動作させ、流路に振動を与えるときには、振動を連続的に発生させてもよいし、断続的に発生させてもよい。

本発明に用いる発振手段の種類は特に限定されるものではないが、超音波振動を発生する超音波発振手段を用いることが好ましく、具体的には、電圧印加によって超音波振動を発生する電歪振動子（例えばピエゾ素子）、強磁性体に交流磁場をかけることで超音波振動を発生する磁歪振動子等の超音波振動子を有するものを用いることができる。

発振手段６５ａを取り付ける配管の材質は特に限定されるものではなく、発振手段により壁が振動するものであれば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のようなプラスチック製の配管、又は金属製の配管を用いることができる。

振動による流路やスペーサ分散液の加熱を避けたい場合には、流路に冷却手段を設けることができる。図４の符号８５は、内部にスペーサ分散液が流れる配管の一例を示しており、この配管８５の少なくとも発振手段６５ａが取り付けられた部分は、冷却手段である冷却管８６内部に挿入されている。

冷却管８６内部には水のような冷媒８８が流れるようになっており、配管８５はこの冷媒８８によって熱伝導で冷却されるので、配管８５に振動を与えても、配管８５もその内部のスペーサ分散液６７も昇温しない。

冷却手段を設ける場所は特に限定されないが、発振手段が取り付けられた部分だけではなく、例えば配管全体を冷却管内に配置することもできる。また、冷却手段は配管だけではなく、供給室２２やバルブ等他の流路にも設けることができる。

冷却手段は冷媒を用いた冷却管の他、ペルチェ素子等種々のものを用いることが可能であり、その取り付け位置も配管に限定されず、スペーサ分散液が流れる部材であれば、バルブの筐体、供給室２２の外壁、吐出室２１の外壁や、第一、第二の外部フィルター３７、３８等に設けることもできる。

バッファ室１７内の超音波照射は、ヘッドモジュール２で印刷が行われる時だけ照射してもよいし、ヘッドモジュール２で印刷が行われないときも照射を続けてもよい。超音波照射を行うときは、超音波照射を連続して行っても良いし、断続的に行ってもよい。

印刷装置１が複数ヘッドモジュール２ａ〜２ｄを有する場合には、全部のヘッドモジュール２ａ〜２ｄを用いて同時に印刷を行えば、大型基板の広い印刷位置にスペーサ分散液を印刷することができる。また、複数のヘッドモジュール２ａ〜２ｄのうち１又は２以上のヘッドモジュール２ａ〜２ｄを選択して印刷を行う場合には、印刷を行わないヘッドモジュール２ａ〜２ｄを上述した待機状態に置くと共に、第一〜第三の発振手段６５ａ、６５ｂ、６５ｃを動作させて流路を振動させれば、ヘッドモジュール２ａ〜２ｄにスペーサ粒子の目詰まりが起こらない。

本発明に用いるスペーサ粒子の種類は特に限定されるものではないが、例えば直径４μｍ以上６μｍ以下のものを用いることができる。内部フィルター３０の種類も特に限定されず、不織布、金属製フィルター等種々のものを用いることができるが、スペーサ粒子を通過させる通路の直径は、スペーサ粒子の直径の２倍以上が好ましい。

噴出孔３２の形状や大きさも特に限定されるものではないが、安定した吐出性を考慮すると、内部フィルター３０の通路の直径の２倍以上の直径を有するものが好ましい。また、ノズルプレート３１の噴出孔３２の大きさは、目的とする吐出液滴サイズにより選定する事ができるが、その直径は２０μｍ以上４０μｍ以下が望ましい。

以上は、噴出孔３２の近傍にピエゾ素子を設けるピエゾ素子方式で噴出孔３２での吐出を制御する場合について説明したが、吐出の制御法はこれに限定されず、バブルジェット（登録商標である）方式、サーマルジェット方式等種々の方式を採用することができる。

尚、本発明の印刷装置１の用途は、スペーサ分散液の印刷に限定されるものではなく、溶液中に粒子が分散された印刷溶液であれば、例えば顔料粒子が溶媒中に分散されたインク等、種々の印刷溶液の印刷に用いることも可能である。

本発明の印刷装置の一例を説明する図本発明のヘッドモジュールを説明する図本発明に用いるヘッド本体の一例を説明する拡大断面図冷却手段の一例を説明する断面図

符号の説明

１……印刷装置２……ヘッドモジュール５……貯留系１０……循環部１７……バッファ室２０……ヘッド本体２１……吐出室２２……供給室２５……供給部２６……排出部３０……内部フィルター３１……ノズルプレート３２……噴出孔６５ａ、６５ｂ、６５ｃ……発振手段

Claims

内部中空のヘッド本体と、前記ヘッド本体にスペーサ分散液を供給する供給管とを有し、
前記ヘッド本体の一壁面は、１又は２以上の噴出孔が設けられたノズルプレートで構成され、
前記ヘッド本体は、前記スペーサ分散液を通過させる内部フィルターによって前記ノズルプレート側の吐出室と、前記ノズルプレートと反対側の供給室とに区分けされ、
前記スペーサ分散液は前記供給室に供給された後、前記内部フィルターを通って前記吐出室へ送られ、前記噴出孔から吐出されるように構成された印刷装置であって、
前記ヘッド本体から前記スペーサ分散液を排出する排出管を有し、
前記供給室は、前記供給管に接続された供給室側流入口と、前記供給室側流入口と離間した位置に設けられ、前記排出管に接続された供給室側排出口とを有し、
前記スペーサ分散液は、前記供給管と、前記供給室側流入口と、前記供給室側排出口との間の空間と、前記排出管とを流れるように構成され、
前記スペーサ分散液が流れる流路には、前記流路の壁面を振動させる発振手段が取り付けられた印刷装置。
前記発振手段は、前記供給室の外壁に取り付けられた請求項１記載の印刷装置。
前記発振手段は前記供給管の外側に取り付けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の印刷装置。
前記発振手段は前記排出管の外側に取り付けられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の印刷装置。
前記スペーサ分散液が蓄液される蓄液タンクと、前記蓄液タンクの前記スペーサ分散液が供給される大循環路とを有し、前記大循環路の前記スペーサ分散液は、前記供給管に供給されるように構成された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の印刷装置であって、
前記大循環路には、前記大循環路を振動させる発振手段が取り付けられた印刷装置。