JP5061513B2 - Inkjet spacer arrangement device and inkjet spacer arrangement method - Google Patents
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本発明は、インクジェットスペーサー配置装置及びインクジェットスペーサー配置方法に関する。 The present invention relates to an inkjet spacer arranging device and an inkjet spacer arranging method.
液晶表示装置は、電界を利用して液晶の光透過率を調節することで画像を表示する。このような液晶表示装置は、上下部基板に対向するように配置された画素電極と共通電極の間に形成される電界によって液晶を駆動する。 The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. In such a liquid crystal display device, the liquid crystal is driven by an electric field formed between a pixel electrode and a common electrode arranged to face the upper and lower substrates.
液晶表示装置は、互いに対向して合着された薄膜トランジスタ・アレイ基板(下板)及びカラーフィルタ・アレイ基板(上板)と、これら二つの基板の間においてセルギャップを一定に維持させるためのスペーサー(以下、スペーサー粒子と記す場合がある)と、そのセルギャップに満たされた液晶とを具備する。 The liquid crystal display device includes a thin film transistor array substrate (lower plate) and a color filter array substrate (upper plate) bonded to each other and a spacer for maintaining a constant cell gap between the two substrates. (Hereinafter sometimes referred to as spacer particles) and a liquid crystal filled in the cell gap.
薄膜トランジスタ・アレイ基板は、多数の信号配線及び薄膜トランジスタと、それらの上に液晶配向のために記録された配向膜から構成される。カラーフィルタ・アレイ基板は、カラー具現のためのカラーフィルタ及び光漏れの防止のためのブラック・マトリックスと、それらの上に液晶配向のために記録された配向膜から構成される。 The thin film transistor array substrate includes a large number of signal lines and thin film transistors, and an alignment film recorded thereon for liquid crystal alignment. The color filter array substrate includes a color filter for realizing color, a black matrix for preventing light leakage, and an alignment film recorded thereon for liquid crystal alignment.
従来このスペーサーは、スペーサー散布装置を用いて基板上にスプレー法等で散布されている。 Conventionally, this spacer is sprayed on a substrate by a spray method or the like using a spacer spraying device.
しかし、このような散布を行うと、スペーサーが不均一に分布する傾向がある。特に、表示画素内でスペーサーの凝集があると、それが認識され表示品位が低下するというような問題点も生じる。また、TFT等の能動素子を設けた基板を用いた場合には、突出したTFT部分にスペーサーがあると、基板に力がかかった時に、TFTが破損しやすいというような問題点もあった。 However, when such spraying is performed, the spacers tend to be unevenly distributed. In particular, if there is agglomeration of spacers in the display pixel, this is recognized and the display quality deteriorates. In addition, when a substrate provided with active elements such as TFTs is used, there is a problem that if there is a spacer in the protruding TFT portion, the TFT is easily damaged when a force is applied to the substrate.
このため、スペーサーを配置する場所を指定して、TFT部分を避けたり、遮光膜部分に配置したりすることが望まれている。これを解決するために、スペーサーを印刷により配置する方法や、インクジェット記録装置を用いて特定の位置に供給することが提案されている(特許文献1〜3参照)。
For this reason, it is desired to designate a place where the spacer is arranged to avoid the TFT portion or to arrange it in the light shielding film portion. In order to solve this, it has been proposed to supply spacers to specific positions using a method of arranging spacers by printing or an inkjet recording apparatus (see
これらの中で、インクジェット記録装置による供給は、ほぼ正確な位置に1個ずつスペーサーを配置していくことが可能であり、多数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いれば同時に多数のスペーサーを指定位置に配置できるので生産性が良いという利点を有する。 Among these, the supply by the ink jet recording apparatus can arrange the spacers one by one at almost accurate positions. If an ink jet head having a large number of nozzles is used, a large number of spacers can be simultaneously placed at the designated positions. Since it can arrange | position, it has the advantage that productivity is good.
このスペーサー吐出用インクジェット記録装置においては、通常の着色インクとは異なり通常径が数μmというような大きな径のスペーサーという粒が溶媒に分散されたインクを用いて、スペーサーを吐出することになる。 In this ink jet recording apparatus for ejecting spacers, unlike ordinary colored inks, spacers are ejected using ink in which particles of spacers having a large diameter of several μm are dispersed in a solvent.
特許文献1には、インクジェット法により基板上にスペーサーを配置する場合、ノズル径をスペーサー径に対してある程度大きくすることが必要であるが、吐出液量が大きくなりすぎると位置精度が悪くなるため、小液滴吐出が要求されることが開示されている。
In
特許文献2には、液晶層に厚みの異なる少なくとも2つの領域があるとき、径の異なるスペーサーを領域に応じて選択することが開示されており、吐出される液滴の吐出位置及び吐出回数は任意に設定可能であることが記載されている。
特許文献3には、1滴あたり平均で0.2〜3個のスペーサーが存在するように配設することが開示されている。
径の大きなスペーサーをノズル径の小さいヘッドで安定吐出するのは困難であるため、
通常はノズル径の大きなヘッドが使用される。しかし、吐出液量が大きくなりスペーサーの位置ズレなどを起こすという問題がある。また、径の大きなスペーサーを吐出する場合と径の小さいスペーサーを吐出する場合とで同じヘッドを併用できないという問題もある。ノズル径の大きなヘッドを用いれば、同じヘッドを併用できるが、液量が大きくなりスペーサーの位置ズレなどを起こすという問題は解消されない。
Since it is difficult to stably eject a spacer with a large diameter with a head with a small nozzle diameter,
Usually, a head having a large nozzle diameter is used. However, there is a problem that the amount of discharged liquid is increased and the spacer is displaced. There is also a problem that the same head cannot be used together for discharging a spacer having a large diameter and for discharging a spacer having a small diameter. If a head with a large nozzle diameter is used, the same head can be used in combination, but the problem that the amount of liquid becomes large and the spacer is displaced is not solved.
このような課題に対して、すなわち、径の大きなスペーサーをノズル径の小さいヘッドで安定吐出するための吐出方法などの具体的手段に関しては上記特許文献のいずれにも開示されていない。 Regarding such a problem, that is, specific means such as a discharge method for stably discharging a spacer having a large diameter with a head having a small nozzle diameter is not disclosed in any of the above-mentioned patent documents.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、径の大きなスペーサーをノズル径の小さいヘッドで安定吐出することができるインクジェットスペーサー配置装置及びインクジェットスペーサー配置方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inkjet spacer arrangement apparatus and an inkjet spacer arrangement method capable of stably discharging a spacer having a large diameter with a head having a small nozzle diameter. .
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
1.
スペーサーが分散されたインクを基板上に吐出するノズルを有するヘッドと、
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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更手段と、
を備えていることを特徴とするインクジェットスペーサー配置装置。
2.
相対的に径が大きいスペーサーが分散されたインクのスペーサー体積濃度は、相対的に径が小さいスペーサーが分散されたインクのスペーサー体積濃度より薄いことを特徴とする前記1に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
3.
前記ヘッドは、駆動パルスの印加により圧力室の容積を変化させる圧電素子を有す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スペーサー配置装置。
4.
前記圧電素子は、隣接する圧力室間の隔壁を形成し、且つ電圧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3に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
5.
前記駆動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3または4に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
6.
前記駆動パルスは、前記圧力室の容積を膨張させ所定時間後に元の容積に戻す矩形波からなる第1のパルスと、圧力室の容積を収縮させ所定時間後に元の容積に戻す矩形波からなる第2のパルスとを含み、第1のパルスの電圧Vonと第2のパルスの電圧Voffとが等しいことを特徴とする前記5に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
7.
前記階調数変更手段は、前記スペーサーの径が予め定められた閾値を超えた時に、前記階調数が多くなるように変更することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のインクジェットスペーサー配置装置。
8.
それぞれ異なる複数の前記閾値と、各閾値に対応して前記階調数が定められたテーブルが予め記憶された記憶手段を更に備え、前記階調数変更手段が、前記記憶手段に記憶された前記テーブルに基づいて、前記階調数を変更することを特徴とする前記7に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
9.
前記スペーサーの径を外部から入力する入力手段を有することを特徴とする前記1乃至8の何れか1項に記載のインクジェットスペーサー配置装置。
10.
前記階調数変更手段による階調数変更を行うか否かを選択する選択手段を更に備えることを特徴とする前記1乃至9の何れかに記載のインクジェットスペーサー配置装置。
11.
各々が径の異なるスペーサーが分散された複数のインクを吐出する単一のヘッドを備えたことを特徴とする前記1乃至10の何れかに記載のインクジェットスペーサー配置装置。
12.
各々が径の異なるスペーサーが分散された複数のインクに対応して設けられた複数のヘッドを備えたことを特徴とする前記1乃至10の何れかに記載のインクジェットスペーサー配置装置。
13.
スペーサーが分散されたインクを基板上に吐出するノズルを有するヘッドを備えたインクジェットスペーサー配置装置のインクジェットスペーサー配置方法であって、
前記インクのスペーサー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階調数が、相対的に小さい場合の階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更ステップと、
前記階調数変更ステップで決められた階調数で前記ノズルからスペーサーが分散されたインク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スペーサー配置方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
1.
A head having a nozzle for discharging the ink in which spacers are dispersed onto the substrate;
Gradation so that the number of gradations when ejecting ink with dispersed spacers with relatively large diameters is greater than the number of gradations with ejecting ink with dispersed spacers with relatively small diameters Gradation number changing means for changing the number;
An ink jet spacer arrangement apparatus comprising:
2.
2. The ink jet spacer arrangement device according to 1 above, wherein the spacer volume concentration of the ink in which the spacer having a relatively large diameter is dispersed is thinner than the spacer volume concentration of the ink in which the spacer having a relatively small diameter is dispersed. .
3.
3. The inkjet spacer arrangement apparatus according to 1 or 2, wherein the head includes a piezoelectric element that changes a volume of a pressure chamber by applying a driving pulse.
4).
4. The inkjet spacer arranging device according to 3 above, wherein the piezoelectric element is made of a piezoelectric material that forms a partition between adjacent pressure chambers and deforms in a shear mode when a voltage is applied.
5.
5. The ink jet spacer arrangement device according to 3 or 4, wherein the driving pulse is a pulse composed of a rectangular wave.
6).
The drive pulse includes a first pulse composed of a rectangular wave that expands the volume of the pressure chamber and returns the original volume after a predetermined time, and a rectangular wave that contracts the volume of the pressure chamber and returns the original volume after a predetermined time. 6. The inkjet spacer arrangement device according to 5, wherein the first pulse voltage Von and the second pulse voltage Voff are equal to each other .
7).
The gradation number changing means changes the gradation number so as to increase when the diameter of the spacer exceeds a predetermined threshold. Inkjet spacer placement device.
8).
A plurality of different threshold values, and a storage means in which a table in which the number of gradations is determined corresponding to each threshold value are stored in advance, and the gradation number changing means is stored in the storage means. 8. The inkjet spacer arrangement device according to 7, wherein the number of gradations is changed based on a table.
9.
9. The inkjet spacer arrangement device according to any one of 1 to 8, further comprising an input unit that inputs the diameter of the spacer from the outside.
10.
10. The inkjet spacer arranging device according to any one of 1 to 9, further comprising selection means for selecting whether or not to change the gradation number by the gradation number changing means.
11.
11. The ink jet spacer arrangement device according to any one of 1 to 10 above, further comprising a single head that discharges a plurality of inks each having a spacer having a different diameter dispersed therein.
12
11. The inkjet spacer arrangement device according to any one of 1 to 10 above, further comprising a plurality of heads provided corresponding to a plurality of inks in which spacers having different diameters are dispersed.
13.
An ink jet spacer arrangement method of an ink jet spacer arrangement apparatus provided with a head having a nozzle for discharging ink on which a spacer is dispersed onto a substrate,
An acquisition step of acquiring information relating to a diameter of the spacer of the ink;
A gradation number changing step of changing the gradation number so that the gradation number when the value acquired in the acquisition step is relatively large is larger than the gradation number when the value is relatively small;
A recording step of ejecting ink with spacers dispersed from the nozzles on the substrate with the number of gradations determined in the gradation number changing step;
An ink jet spacer arrangement method comprising the steps of:
本発明によれば、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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更手段を備えていることにより、例えば、スペーサー径に応じて、1ドロップ/ドット(スペーサー径が小さい場合)と2ドロップ/ドット(スペーサー径が大きい場合)を切り替えることにより、ノズル径の小さなヘッドで径の大きなスペーサーを吐出でき、液量が必要以上に多くならずに済むため、位置精度が向上する。また、大小異なる径のスペーサーをノズル径の小さな同一ヘッドで吐出することが可能になる。 According to the present invention, the number of gradations when ejecting ink in which spacers having a relatively large diameter are dispersed is larger than the number of gradations when ejecting ink in which spacers having a relatively small diameter are dispersed. By providing gradation number changing means for changing the gradation number so as to increase, for example, 1 drop / dot (when the spacer diameter is small) and 2 drop / dot (spacer diameter is small) according to the spacer diameter. By switching (when large), a spacer having a large diameter can be ejected by a head having a small nozzle diameter, and the liquid amount does not increase more than necessary, so that the positional accuracy is improved. Further, it is possible to discharge spacers having different diameters with the same head having a small nozzle diameter.
さらに、スペーサーの径が相対的に大きい場合には、液濃度を薄めて多階調吐出(2ドロップ/ドットなど)をすると、ノズル径が小さくかつスペーサーの径が大きい場合にも安定吐出することができ、かつ、所望の個数のスペーサーを配設することができる。 In addition, when the spacer diameter is relatively large, multi-tone discharge (2 drops / dots, etc.) with a reduced liquid concentration enables stable discharge even when the nozzle diameter is small and the spacer diameter is large. And a desired number of spacers can be provided.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の本発明の実施の形態における断定的な説明はベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
<第1の実施形態>
<インクジェットスペーサー配置装置>
本発明に係るインクジェットスペーサー配置装置として用いられ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ヘ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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The description in this column does not limit the technical scope of the claims or the meaning of terms. Further, the assertive description in the following embodiments of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.
<First Embodiment>
<Inkjet spacer placement device>
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a first embodiment of an ink jet recording apparatus used as an ink jet spacer arranging apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a head used in the ink jet recording apparatus. It explains using. Note that. FIG. 2 is a schematic view of the head, and electrodes and the like are omitted.
インクジェット記録装置100において、1はキャリッジであり、タイミングベルト2の一部に結合されており、キャリッジモータ3の正逆回転により駆動され、ガイド部材4に案内されて、図の矢印Xで示すように、XYθステージ5に沿って平行に往復移動できるように構成されている。
In the ink
7は、スペーサー粒子が分散されたインクを吐出するヘッドで、薄膜トランジスタ・アレイ基板6の搬送方向と直角方向に形成されたインク吐出用の多数のノズル13を有し、キャリッジ1と一体的に構成されている。
ヘッド7には、圧電素子からなる隔壁で仕切られた筒状の複数の圧力室80と複数の空気室80Aが交互に形成され、圧力室80はそれぞれ一端で共通液室8に連通しインクが流れ込むようになっている。そして、それぞれの圧力室80の他端は、ノズル面17に形成された複数のノズル13に連通し、各圧力室80にて圧電素子により加圧されたインクは、各ノズル13から吐出されるようになっている。空気室80Aはそれぞれ一端で共通液室8に連通せずインクが流れ込まないようになっている。そして、それぞれの空気室80Aの他端は、ノズル面17の複数のノズル13は形成されていない。
The
ここで、流路は、本実施形態のようにインクが供給される圧力室として機能するものと、インクが供給されない空気室として機能するものとが交互に配置されるものでもよいし、また、空気室を設けずに全て圧力室として機能させるようにしたものであってもよい。前者の場合、圧力室の隔壁がせん断変形しても、隣接した他の圧力室に影響することがなく、隔壁の駆動が容易である。 Here, the flow path may be alternately arranged such that functions as a pressure chamber to which ink is supplied, and functions as an air chamber to which ink is not supplied, as in the present embodiment. It may be configured to function as a pressure chamber without providing an air chamber. In the former case, even if the partition wall of the pressure chamber is shear-deformed, it does not affect other adjacent pressure chambers, and the partition wall can be driven easily.
本実施形態では、薄膜トランジスタ・アレイ基板6上の1ドットに対して打ち込むインク滴の数(階調数)を可変にして記録を行うマルチドロップ方式の記録動作を行うため、高速応答が要求され、圧電素子により駆動するタイプのヘッドが好ましく、せん断モード型の圧電素子を用いたヘッドがさらに好ましい。
In this embodiment, since a multi-drop recording operation is performed in which the number of ink droplets (number of gradations) to be ejected per dot on the thin film
本実施形態では、少なくとも一部が圧電部材で構成され所定方向に分極された隔壁と、この隔壁によって隔てられた複数の圧力室と、上記隔壁に設けられた駆動電極とを備えており、この駆動電極に所定の駆動パルス電圧を選択的に印加することにより隔壁に電界を作用させて隔壁に剪断変形を生じさせ、駆動パルス電圧のパルス数に応じて圧力室から吐出するインク滴の数を制御するよう構成している。 The present embodiment includes a partition wall that is at least partially made of a piezoelectric member and polarized in a predetermined direction, a plurality of pressure chambers separated by the partition wall, and a drive electrode provided on the partition wall. By selectively applying a predetermined drive pulse voltage to the drive electrode, an electric field is applied to the partition wall to cause shear deformation in the partition wall, and the number of ink droplets ejected from the pressure chamber is determined according to the number of pulses of the drive pulse voltage. It is configured to control.
そして、共通液室8の上部において、供給口が形成されており、供給口がインク連結口9に連通するように構成されている。
A supply port is formed above the
インクが吐出される多数のノズル13はXYθステージ5に対向して配設され、XYθステージ5上の薄膜トランジスタ・アレイ基板6に対して記録を行う。
A number of
薄膜トランジスタ・アレイ基板6はXYθステージ5とともに、搬送モータ11により、図の矢印Yで示す方向に搬送される。
The thin film
14は、ヘッド7のノズル面17を被覆するキャッピング手段であり、薄膜トランジスタ・アレイ基板が搬送される領域よりも外側に設けられている。また、キャッピング手段14は、ヘッド7から吐出されたインクを回収するインク回収手段としての機能を有する。
A capping
15はクリーニング手段であり、キャリッジ1が往復移動する際に、ヘッド7のノズル面17に当接し、清掃をする。また、クリーニング手段15は、キャッピング手段14と同様に薄膜トランジスタ・アレイ基板が搬送される領域よりも外側に設けられており、かつ、キャッピング手段14よりも薄膜トランジスタ・アレイ基板の搬送される領域に近い側に配設されている。
A
18は、CPU(中央演算処理装置)、ワークメモリ等からなる制御手段で、インクジェット記録装置100の一連の動作、例えば、搬送モータの駆動、ヘッド7の移動並びに液滴の吐出、キャッピング手段14によるキャッピング動作、スペーサー濃度調整部600、駆動信号発生部500等を制御する。更に、制御手段18は、本発明に係わる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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更手段をも含んだ構成となっている。また、制御手段18は、後述する吐出パルスを生成するための回路が設けられる駆動信号発生部500(図5参照)を介してヘッド7と接続される。
A
19はケーブルで、ヘッド7のコネクタ12と制御手段18との電気的結合を達成している。
21は、ヘッド7から予備吐出されキャッピング手段14で回収されたインクを貯溜するための廃液タンクである。
22は、光電センサ等からなるホームポジションセンサで、キャリッジ1の側面を感知し、キャリッジ1の待機位置、即ち、キャッピング手段14によりヘッド7のノズル面17が被覆される位置を検出する。
装置が記録開始されると、制御手段18からの記録開始を示す制御信号に基づいて、キャッピング位置にあるヘッド7は、キャリッジモータ3により記録領域のスタート位置に移動し位置を固定する。制御手段18からの吐出データに基づく電気信号が駆動信号発生回路500を介してヘッド7の圧電素子に付与されると、スペーサー粒子が分散されたインクを適宜のノズルから吐出し、XYθステージ5上の薄膜トランジスタ・アレイ基板に記録する。薄膜トランジスタ・アレイ基板は、ヘッド7からのインクの吐出に合わせて矢印Y方向に送り出され、所定の吐出データに伴う処理が終了するまで、上記の記録動作がすすめられる。
When the recording is started, the
具体的には、スペーサー82の分散液を後述する所定領域(図3参照)に散布して、溶媒を揮発させることによりスペーサー82を所定領域に配設することが可能となる。
<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。
Specifically, the
<Ink with dispersed spacers>
The
また、これらスペーサー82は、例えば二酸化珪素やポリスチレン等の樹脂からなる球状部材にて構成することができる。
Moreover, these
スペーサーを分散させる溶媒は、ヘッド7から吐出できる溶媒であればよく、通常は揮発性の有機溶媒または希釈液系溶媒またはそれらの混合溶媒が用いられる。スペーサーと溶媒との比率は、ヘッド7のノズルから吐出可能な範囲で適宜設定されればよい。
The solvent in which the spacer is dispersed may be any solvent that can be ejected from the
スペーサーの濃度が低い方が好ましいが、1つの液滴に1粒以上は含ませることが好ましく、スペーサーが0.5体積%以上が好ましく、20体積%以下がより好ましい。例えば、15plの液滴とφ4μmの球状スペーサ粒子の体積比は、434:1であり、1体積%であると1滴当たり平均4個の球状スペーサ粒子が含まれることになる。 Although it is preferable that the concentration of the spacer is low, it is preferable to include one or more particles in one droplet, the spacer is preferably 0.5% by volume or more, and more preferably 20% by volume or less. For example, the volume ratio of 15 pl droplets to φ4 μm spherical spacer particles is 434: 1, and 1 volume% includes an average of 4 spherical spacer particles per droplet.
本実施形態においては、希釈液、イソプロピルアルコール、エタノール等から選択される単一の溶媒又は2種以上の混合溶媒に、スペーサー82を超音波等により所定の濃度で均一に分散したスペーサー分散溶液を用意する。
<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。
In the present embodiment, a spacer dispersion solution in which a
<Spacer arrangement on the substrate>
3A is a plan view showing the thin film
図3(a)、図3(b)を参照すれば、薄膜トランジスタ・アレイ基板は、下部基板51上に選択的に幅が異なるように形成されたゲートライン52と、ゲートライン52にゲート絶縁膜62を介して交差するように形成されたデータライン154と、その交差部毎に形成された薄膜トランジスタ81と、その交差構造に用意された画素領域84に形成された画素電極72と、画素電極72とゲートライン52の重畳部に形成されたストレージ・キャパシタ78と、ゲートライン52と重畳するように形成されるスペーサー82とを具備する。
Referring to FIGS. 3A and 3B, the thin film transistor array substrate includes a
ゲートライン52は薄膜トランジスタ81のゲート電極56にゲート信号を供給する。このようなゲートライン52は、画素領域84を定義するライン部52aと、ライン部52aから突出した突出部52bからなる。ライン部52aは、幅d1を持つように形成されていて、突出部52bによる画素電極72の開口率の減少を防止する。突出部52bは、スペーサー82がインクジェット記録装置100により噴射されて形成される領域において、ライン部52aより相対的に広い幅d2に形成される。例えば、突出部52bは、データライン154と平行な幅が約30〜50μmに、データライン154と垂直な幅が約30〜50μmに形成される。このような突出部52bは円形形態のスペーサー82の幅より広い円形に形成される。
The
スペーサー82は、薄膜トランジスタ・アレイ基板とカラーフィルタ・アレイ基板との間のセルギャップを維持する。このようなスペーサー82は、カラーフィルタ・アレイ基板のブラック・マットリックス(図示しない)と重畳されるゲートライン52の突出部領域にインクジェット記録装置100を利用して形成される。すなわち、スペーサー82はストレージ・キャパシタ78と重畳するように形成される。
The
以上のように、透明な液晶電極にはスペーサーを置かず、不透明なゲートライン52の上に置くと画質を劣化させず好適である。インクジェット方式はこのような特定の場所にスペーサー粒子を配置できるため理想的な手段である。
<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スペーサー配置装置として用いられ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。
As described above, it is preferable not to place a spacer on the transparent liquid crystal electrode but to place it on the
<Ink supply system>
Next, an embodiment of an ink supply system including the spacer
40は、大気連通孔を有するサブタンクであり、内部にはスペーサー濃度調整部により所定の濃度に調整されたスペーサー粒子が分散されたインクが貯蔵され、インク流路23を通り、ヘッド7に供給される。
インクタンク20には、高濃度のスペーサー粒子が分散されたインクが貯蔵されている。本実施形態では、10(体積%)のスペーサー粒子が分散されたインクが貯蔵されている
希釈液タンク403には、高濃度のスペーサー粒子が分散されたインクを希釈するための希釈液が貯蔵されている。希釈液は、スペーサー粒子が分散されたインクを構成する溶媒と同一または類似の化合物を使用することが好ましい。
The
流路24は、インクタンク20及び希釈液タンク403とサブタンク40を接続する流路であり、スペーサー濃度調整部600を備える。
The
本実施形態においては、高濃度のスペーサー分散インクと希釈用液体を所定の割合で混合するスペーサー濃度調整部を備える。具体的には、例えば図4に示すように希釈液タンク403から供給される希釈液とインクタンク20からに供給される高濃度のスペーサー分散インクをそれぞれのポンプMP12、MP11を用いて一定の比率で希釈液と高濃度インクを輸送し混合してサブタンク40に供給する。
In the present embodiment, a spacer concentration adjusting unit that mixes a high concentration spacer dispersed ink and a diluting liquid at a predetermined ratio is provided. Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the diluent supplied from the
具体的には、希釈液タンク403内の希釈用液体と、インクタンク20内の高濃度のスペーサー分散インクとは、それぞれ希釈液輸送ポンプMP12及びインク輸送ポンプMP11を用いて混合され、混合された一定のスペーサー濃度のインクとしてサブタンク40に供給されている。
Specifically, the diluent liquid in the
ここで、本実施形態における高濃度のインクと希釈液を混合して希釈することに関して説明する。図4(b)は、希釈液輸送ポンプMP12およびインク輸送ポンプMP11を交互に駆動して高濃度のインクと希釈液とを交互に混合流路L13へ送り込む様子を例として示しており、交互に送り込まれた高濃度のインクと希釈液は混合流路L13を進む間に相互に拡散、混合されて希釈されたインク混合液となり、サブタンク40へ供給される。なお、図4(b)では省略してあるが、各ポンプMP11,MP12は各々駆動回路を介して制御手段18に接続されており、ポンプの駆動は、制御手段18により制御させる。
Here, a description will be given of mixing and diluting the high-concentration ink and the diluent in the present embodiment. FIG. 4B shows, as an example, a state in which the diluent transport pump MP12 and the ink transport pump MP11 are alternately driven to alternately feed the high-concentration ink and the diluent into the mixing channel L13. The high-concentration ink and the diluted liquid that are fed in are diffused and mixed with each other while proceeding through the mixing flow path L13 to form a diluted ink mixed liquid, which is supplied to the
希釈液輸送ポンプMP12及びインク輸送ポンプMP11を駆動するそれぞれの駆動時間T1(希釈液を輸送する期間)及びT2(インクを輸送する期間)の割合で高濃度のインクと希釈液との混合比率を決めることができる。 The mixing ratio of the high-concentration ink and the diluting liquid is set at the ratio of the driving times T1 (period for diluting liquid transporting) and T2 (the period for transporting ink) for driving the diluting liquid transporting pump MP12 and the ink transporting pump MP11 I can decide.
尚、本実施形態にあるポンプMPは、圧電素子により駆動されるマイクロポンプを示している。 The pump MP in the present embodiment is a micro pump driven by a piezoelectric element.
本実施形態では、サブタンク40内にインクのスペーサー濃度を得るための濃度センサ402、インクタンク20内にインクのスペーサー濃度を得るための濃度センサ202を設けており、所望の濃度のインク混合液をヘッド7に安定して供給することができる。
In this embodiment, a
また、キャッピング手段14から廃液タンク21の流路の途中には吸引ポンプ28が設けられており、キャッピング手段14内のインクやヘッド7のノズル13からインクを吸引して廃液タンク21に送り込むこともできる。
Further, a
吸引ポンプ28は、流路を可撓性のもので構成し、複数のローラ等の押圧部材でそのチューブの一部をチューブの長手方向に順次押しつぶすことで、インクを流動させる形式のものや、このほか公知の種々の形式のものが用いられる。
The
インクジェット記録装置100において、インク中のスペーサー濃度を変更してインクを置換する場合、連通弁54を連通させ、希釈液輸送ポンプMP12およびインク輸送ポンプMP11を交互に駆動しながら、ヘッド7のノズル面17をキャッピング手段14により封止して、キャップと接続されている吸引ポンプ28によりキャップ内に負圧を発生させることにより、新たな濃度のスペーサー粒子が分散されたインク液をヘッド7内に流し、置換前の濃度のスペーサー粒子が分散されたインクと新たな濃度のスペーサー粒子が分散されたインクを完全に置換する。この時発生した廃液は、廃液タンク21に保持される。
In the ink
また、図4において、201はインクタンク20内に設けられた撹拌スクリュー、401はサブタンク40内に設けられた撹拌スクリューである。
In FIG. 4,
このように、サブタンク40に撹拌スクリュー401をインク中に設置し、また、インクタンク20に撹拌スクリュー201をインク中に設置し、各々をモーターで高速に回転させるようにしている。この撹拌スクリュー201、撹拌スクリュー401はヘッド7からのインク吐出に関わらず、常時回転させるようにしてある。この撹拌スクリューの回転によって、サブタンク40、インクタンク20に貯留されているインクにせん断力を与え、インク中に含有されているスペーサー粒子の凝集等を防止し、また撹拌スクリュー401は、送られてきたインク混合液を均一に混合する。
<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。
As described above, the stirring
<Head driving method>
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
ヘッド7は、ここでは図5に示すように、カバープレート124と基板26の間に、圧電素子であるPZT等の圧電材料からなる複数の隔壁27A、27B、27Cで隔てられた圧力室80と空気室80Aが交互に多数並設されたせん断モード(シェアモード)タイプのヘッド7を示している。図5では多数の圧力室80と空気室80Aの一部である3本が示されている。圧力室80の一端(以下、これをノズル端という場合がある)はノズル形成部材に形成されたノズル13につながり、他端(以下、これをマニホールド端という場合がある)は共通インク室8に接続されている。そして、各圧力室80、空気室80A内の隔壁27表面には両隔壁27の上方から基板26の底面に亘って繋がる電極29A、29B、29Cが密着形成され、各電極29A、29B、29Cは駆動信号発生部500に接続している。この駆動信号発生部500は、吐出パルスを出力する。
As shown in FIG. 5, the
また、各電極のインクに接する表面は、絶縁性の保護膜が形成されている。保護膜としては、ポリパラキシリレンが好適である。 In addition, an insulating protective film is formed on the surface of each electrode in contact with the ink. As the protective film, polyparaxylylene is suitable.
各隔壁27は、ここでは図5の矢印で示すように分極方向が異なる2枚の圧電材料27a、27bによって構成されているが、圧電材料は例えば符号27aの部分のみであってもよく、隔壁27の少なくとも一部にあればよい。
Here, each partition wall 27 is constituted by two
各隔壁27表面に密着形成された電極29A、29B、29Cに駆動信号発生部500の制御により吐出パルスが印加されると、以下に例示する動作によって圧力室80内のスペーサー粒子が分散されたインクを液滴としてノズル13から吐出する。
When ejection pulses are applied to the
まず、電極29A、29B、29Cのいずれにも吐出パルスが印加されない時は、隔壁27A、27B、27Cのいずれも変形しないが、図5(a)に示す状態において、電極29A及び29Cを接地すると共に電極29Bに吐出パルスを印加すると、隔壁27B、27Cを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じ、各隔壁27B、27C共に、それぞれ隔壁27a、27bの接合面にズリ変形を生じ、図5(b)に示すように隔壁27B、27Cは互いに外側に向けて変形し、圧力室80の容積を拡大して圧力室80内に負の圧力が生じてインクが流れ込む(Draw)。
First, when no discharge pulse is applied to any of the
また、この状態から電位を0に戻すと、隔壁27B、27Cは図5(b)に示す膨張位置から図5(a)に示す中立位置に戻り、圧力室80内のインクに高い圧力が掛かる(Release)。次いで、図5(c)に示すように、隔壁27B、27Cを互いに逆方向に変形するように吐出パルスを印加して、圧力室80の容積を縮小すると、圧力室80内に正の圧力が生じる(Reinforce)。これにより圧力室80を満たしているインクの一部によるノズル内のインクメニスカスがノズルから押し出される方向に変化する。この正の圧力が液滴をノズルから吐出する程に大きくなると、液滴はノズルから吐出する。他の各圧力室も吐出パルスの印加によって上記と同様に動作する。このような吐出法をDRR駆動法と呼び、シェアモードタイプのヘッドの代表的な駆動法である。
When the potential is returned to 0 from this state, the
かかるせん断モードタイプのヘッド7では、隔壁の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行う圧力室の電極に負電圧を掛ける代わりに、インク吐出を行う圧力室の電極を接地して、その両隣の空気室の電極に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動させることができるために好ましい態様である。
In the shear
このように正電圧だけで駆動させる吐出動作について図6を用いて更に説明する。本発明においては、基板6上の1ドットに対して打ち込むインク滴の数(階調数)を可変にして記録を行うマルチドロップ方式の記録動作を行う。この方式においても、上述したような各駆動電極への印加電圧制御によって圧力室からのインク滴の吐出制御を行うようになっている。
The discharge operation that is driven only by the positive voltage in this way will be further described with reference to FIG. In the present invention, a multi-drop type recording operation is performed in which recording is performed with the number of ink droplets (number of gradations) to be ejected per dot on the
図6は、このマルチドロップ方式における各駆動パルス電圧の印加タイミングを示すパルス波形であって、単位時間(1画素周期)当たりに、駆動パルス電圧を印加するための3つのパルス波形を生成し、それぞれのパルス波形を制御することによって、1つのドットを形成するインク滴の数を設定する場合を示している。このように、空気室80Aにあっては第2のパルスが一定周期で継続的に印加される(図6(b)参照)。一方、圧力室80にあっては所定期間だけ第1のパルスを印加することで、第1のパルスと第2パルスで構成される吐出パルスのパルス数だけインク滴が連続して吐出されて、これらインク滴により基板6上の1ドットを形成するようになっている。図6(c)は、この際の電極間の電位差を示している。尚、この図6に示すパルス波形では、圧力室80の3つのパルス波形のうち前側の2波形を吐出パルス波形とすることで2発のインク滴が連続して吐出される。また、後側の1波形は、第2のパルス波形と同一の波形としている。このため、この後側の第2のパルス波形のパルス電圧が印加されている期間は、圧力室および空気室の電極間に電位差が生じず、上記剪断変形が起こらないため、インク滴は吐出されない。このように、吐出パルス波形のパルス数を制御することにより4階調(パルス数0〜3)のインク滴数でドットを形成することができるようになっている。
FIG. 6 is a pulse waveform showing the application timing of each drive pulse voltage in this multi-drop method, and generates three pulse waveforms for applying the drive pulse voltage per unit time (one pixel period). A case is shown in which the number of ink droplets forming one dot is set by controlling each pulse waveform. Thus, in the
その後、所定の休止時間(本例では、1AL時間)を経過後、吐出周期Tで上記同様の動作を繰り返す。 Thereafter, after a predetermined pause time (1AL time in this example) has elapsed, the same operation as described above is repeated at the discharge cycle T.
本実施形態において用いられる図6に示すこれらの吐出パルスは、同図に示すように、圧力室80の容積を膨張させ所定時間後に元の容積に戻す矩形波からなる第1のパルスと、圧力室80の容積を収縮させ所定時間後に元の容積に戻す矩形波からなる第2のパルスとを含んでおり、第1のパルスの電圧Vonと第2のパルスの電圧Voffが等しい駆動パルスからなっている。このように電圧Vonを電圧Voffが等しく設定されることで、複数の吐出パルスにより吐出される複数のインク滴の速度関係が適正となり、安定したマルチドロップ形成が可能となる。また、電源の共有化が図られている。
These discharge pulses shown in FIG. 6 used in the present embodiment include a first pulse composed of a rectangular wave that expands the volume of the
また、第1のパルスのパルス幅は1ALに設定されており、最も有効に圧力変動を増大させることができ、吐出効率の向上を図ることができて、インク滴の吐出速度を高く得ることができる。また、第2のパルスのパルス幅は2ALに設定されており、残留する圧力波を効率的にキャンセルできる。 In addition, the pulse width of the first pulse is set to 1AL, the pressure fluctuation can be increased most effectively, the ejection efficiency can be improved, and the ink droplet ejection speed can be increased. it can. Moreover, the pulse width of the second pulse is set to 2AL, and the remaining pressure wave can be canceled efficiently.
なお、AL(Acoustic Length)とは、圧力室の音響的共振周期の1/2である。このALは、圧電素子である隔壁27に矩形波の電圧パルスを印加して吐出する液滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、パルス幅とは、電圧の0Vからの立ち上がり10%と波高値電圧からの立ち下がり10%との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/2、好ましくは1/4以内であるような波形を指す。 Note that AL (Acoustic Length) is ½ of the acoustic resonance period of the pressure chamber. This AL is obtained when a rectangular wave voltage pulse is applied to the partition wall 27, which is a piezoelectric element, to measure the speed of a droplet to be discharged, and the rectangular wave voltage value is kept constant and the pulse width of the rectangular wave is changed. The pulse width at which the droplet flying speed is maximized is obtained. A pulse is a rectangular wave having a constant voltage peak value. When 0V is 0% and a peak voltage is 100%, the pulse width is 10% of the voltage from 0V and the peak voltage. It is defined as the time between 10% of the falling edge. Furthermore, the rectangular wave here refers to a waveform in which both the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are within 1/2, preferably within 1/4 of AL.
続いて、各画素内における駆動パルスの選択方法について、図7を用いて説明する。 Next, a driving pulse selection method in each pixel will be described with reference to FIG.
駆動信号発生部500は、複数の駆動パルスを含む一連の駆動信号を各画素周期毎に発生する駆動信号発生回路と、各圧力室毎に前記駆動信号発生回路から供給された駆動信号の中から各画素のデータ及び階調数に応じて駆動パルスを選択して各圧力室に供給する駆動パルス選択回路とからなり、各画素のデータ及び階調数に応じて圧電素子としての隔壁27を駆動するための駆動パルスを供給する。この駆動パルスには、第1のパルス(ON波形)と第2のパルス(OFF波形)とを含んでいる。
The drive
図7のON波形およびOFF波形は、駆動信号発生回路が生成する2種類の駆動信号を示す。この駆動信号は、第1のパルスと第2のパルスで構成される3つの吐出パルス(1)、(2)、(3)で構成されており、前述のように3ドロップのマルチドロップ吐出の選択が可能な駆動信号の例である。本図では、先頭から2つの駆動パルスを選択し、2ドロップを吐出する場合を示している。ON波形およびOFF波形は、各圧力室の駆動パルス選択回路にそれぞれ供給されており、階調数及び各圧力室の印字データに応じたパルス選択ゲート信号の制御により、各圧力室の電極へ選択的に供給される。駆動パルス選択回路は、パルス選択ゲート信号がHighのときにはON波形を圧力室の電極に供給し、パルス選択ゲート信号がLowのときにはOFF波形を圧力室の電極に供給する。図7は、各圧力室駆動の1周期分を表記している。 The ON waveform and the OFF waveform in FIG. 7 indicate two types of drive signals generated by the drive signal generation circuit. This drive signal is composed of three ejection pulses (1), (2), and (3) composed of a first pulse and a second pulse. It is an example of the drive signal which can be selected. This figure shows a case where two driving pulses are selected from the head and two drops are ejected. The ON waveform and OFF waveform are supplied to the drive pulse selection circuit for each pressure chamber, and are selected for the electrodes of each pressure chamber by controlling the pulse selection gate signal according to the number of gradations and the print data for each pressure chamber. Supplied. The drive pulse selection circuit supplies an ON waveform to the electrode of the pressure chamber when the pulse selection gate signal is High, and supplies an OFF waveform to the electrode of the pressure chamber when the pulse selection gate signal is Low. FIG. 7 shows one cycle of each pressure chamber drive.
各吐出パルスの印加前の期間および印加後の期間には、それぞれパルス分割信号が印加される。階調数及び画素の印字データが与えられると、それに応じてパルス分割信号に同期したパルス選択ゲート信号がONとなる。圧力室に対応するパルス選択ゲート信号がONである期間(図7の(1)〜(2))は、圧力室の電極には駆動波形のON波形が印加され、また、空気室の電極には常にOFF波形が印加されるため、圧力室の両側の隔壁が変位する。また、図7の(3)の期間は、圧力室のパルス選択ゲート信号がOFFであるため、圧力室及び空気室の電極にはOFF波形が印加されて、いずれの隔壁も変位しない。
<制御部の構成>
詳細には、制御部は、図8に示すように、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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更するようになっている。
A pulse division signal is applied in a period before and after application of each ejection pulse. When the number of gradations and the print data of the pixel are given, the pulse selection gate signal synchronized with the pulse division signal is turned ON accordingly. During the period when the pulse selection gate signal corresponding to the pressure chamber is ON ((1) to (2) in FIG. 7), the ON waveform of the driving waveform is applied to the electrode of the pressure chamber, and the electrode of the air chamber is also applied. Since an OFF waveform is always applied, the partition walls on both sides of the pressure chamber are displaced. Further, during the period (3) in FIG. 7, since the pulse selection gate signal of the pressure chamber is OFF, the OFF waveform is applied to the electrodes of the pressure chamber and the air chamber, and neither partition is displaced.
<Configuration of control unit>
Specifically, as shown in FIG. 8, the control unit includes an
尚、本装置においてスペーサー径の値を取得するための手段としては、ユーザからの入力情報(パーソナルコンピュータのドライバ設定画面上での設定操作や前述の記録装置上での入力操作)によるものや、センサーによる検知方式やスペーサーが分散されたインクが収納されたインクタンクに予め設けられたスペーサー径を識別するためのID等を読み取って、ID等に対応してスペーサー径の値を取得する等による自動取得方法などが掲げられる。また、入力されたスペーサー径の値を記憶手段560に記憶させておくことで、スペーサー径の変更(入力)がない場合は、記憶手段560からスペーサー径の値を読み取るようにしてもよい。 As a means for obtaining the value of the spacer diameter in the present apparatus, it is based on input information from the user (setting operation on the driver setting screen of the personal computer or input operation on the recording apparatus described above), By detecting the sensor diameter, reading the ID, etc., for identifying the spacer diameter provided in advance in the ink tank containing the ink in which the spacer is dispersed, and acquiring the value of the spacer diameter corresponding to the ID, etc. Automatic acquisition methods are listed. Further, by storing the inputted spacer diameter value in the storage means 560, if there is no change (input) of the spacer diameter, the spacer diameter value may be read from the storage means 560.
また、記憶手段560には、インクに分散されたスペーサーの径に応じて階調数を変更するためのテーブルが記憶されている。例えば、記憶手段560には、図9に示すような階調数変更を行うためのテーブルが予め記憶されており、入力されたスペーサー径の値に応じて、階調数を変更すると共に、スペーサー分散インクの体積濃度を階調数に合わせて変更するためのテーブルが記憶される。
The
図9(a)に示すテーブルでは、スペーサー径が0〜8(μm)のスペーサーが使用される場合に対応しており、それぞれ異なる複数の閾値と、各閾値に対応して最適な階調数とスペーサー濃度が定められている。スペーサー径が0〜3(μm)(0を超えて3以下)では、インクのスペーサー濃度を5(体積%)に調整して、インク吐出時の階調数を1とする。また、スペーサー径が3〜6(μm)(3を超えて6以下)では、インクのスペーサー濃度を2(体積%)に調整して、インク吐出時の階調数を2とする。さらに、スペーサー径が6〜8(μm)(6を超えて8以下)では、インクのスペーサー濃度を1(体積%)に調整して、インク吐出時の階調数を3とする。 The table shown in FIG. 9A corresponds to the case where a spacer having a spacer diameter of 0 to 8 (μm) is used, and a plurality of different threshold values, and the optimum number of gradations corresponding to each threshold value. And spacer concentration are defined. When the spacer diameter is 0 to 3 (μm) (exceeding 0 to 3 or less), the ink spacer density is adjusted to 5 (volume%), and the number of gradations during ink ejection is set to 1. When the spacer diameter is 3 to 6 (μm) (more than 3 and less than or equal to 6), the spacer density of the ink is adjusted to 2 (volume%), and the number of gradations during ink ejection is set to 2. Furthermore, when the spacer diameter is 6 to 8 (μm) (exceeding 6 to 8 or less), the spacer density of the ink is adjusted to 1 (volume%), and the number of gradations during ink ejection is set to 3.
図9(b)に示すテーブルでは、スペーサー径が2,5,8(μm)の3種類のスペーサーが使用される場合に対応しており、スペーサー径に対応づけて最適なスペーサー濃度と階調数が定められている。 The table shown in FIG. 9B corresponds to the case where three types of spacers with spacer diameters of 2, 5, and 8 (μm) are used, and the optimum spacer density and gradation corresponding to the spacer diameter. A number is defined.
制御手段18は、記憶手段560に記憶されたテーブルを読み出し、操作入力手段から入力されたスペーサー径の値及び読み出したテーブルに基づいて階調数を決定し、該決定の階調数、即ち駆動パルス数でヘッドを駆動するように駆動信号発生部500を制御するようになっている。また、制御手段18は、使用する階調数に応じたスペーサー濃度となるように、必要に応じて濃度調整部600を制御して、吐出されるインク中のスペーサー濃度を制御するようになっている。具体的には、最適濃度と濃度センサー402の出力に差がある場合に濃度調整を行う。
The
なお、これらのテーブルは、書き換え可能に構成されており、初めてのスペーサー濃度のインクを使用する場合は、最適値が判らないので、以下のステップで、最適なスペーサー濃度と階調数を求める。また、インクの処方などによっても最適値は異なる場合がある。そこで、以下のようにして最適値を調整する。 These tables are configured to be rewritable. When the first spacer density ink is used, the optimum value cannot be determined. Therefore, the optimum spacer density and gradation number are obtained in the following steps. Also, the optimum value may differ depending on the ink prescription. Therefore, the optimum value is adjusted as follows.
すなわち、インクジェット記録装置100に調整モードを設け、調整モードを設定した場合、セットされたインクのスペーサー径を記憶手段560に記憶した上で、最適なスペーサー濃度と階調数を求める。具体的には、スペーサー濃度と階調数を少しずつ変えて、パターンを基板上に出射させ、位置精度等を評価して最適なスペーサー濃度と階調数を決定する。その後、かかるスペーサー径に対応づけて最適なスペーサー濃度と階調数を記憶手段に記憶する。以降、同じスペーサー径のインクで画像をプリントする場合には、最適なスペーサー濃度と階調数が記憶されているので、そのスペーサー径を選択することによって、最適なスペーサー濃度と階調数となるように、自動的に制御され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。
That is, when an adjustment mode is provided in the
<Operation flow>
Next, the flow of processing performed by the control unit of the
図10は、本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置100の制御部で行なわれる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of processing performed by the control unit of the
まず、ステップ10では、スペーサー径の情報が取得される。すなわち、操作入力手段から制御手段18に入力されるスペーサー径の値に基づいて、スペーサー径が決定される。
First, in
次に、ステップ12では、記憶手段560に記憶されたテーブルが制御手段18に読み出され、ステップ14へ移行する。
Next, in
ステップ14では、操作入力手段から入力されたスペーサー径が3(μm)以下か否か制御手段18によって判定される。該判定が否定された場合には、ステップ16へ移行し、肯定された場合には、ステップ18へ移行する。
In
ステップ16では、操作入力手段から入力されたスペーサー径が6(μm)以下か否か制御手段18によって判定される。該判定が否定された場合には、ステップ26へ移行し、肯定された場合には、ステップ22へ移行する。
In
一方、ステップ18では、インクのスペーサー濃度が5(体積%)に設定され、ステップ20へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって1に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
一方、ステップ22では、インクのスペーサー濃度が2(体積%)に設定され、ステップ24へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって2に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
一方、ステップ26では、インクのスペーサー濃度が1(体積%)に設定され、ステップ28へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって3に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
ステップ30では、設定に応じたインクのスペーサー濃度になるように濃度調整部によりスペーサー濃度が調整され、設定された階調数(インク滴数)で記録が行われる。
In
続いて、本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置100の変形例について説明する。
Next, a modified example of the ink
上記の実施の形態では、記憶手段560に記憶されたテーブルを制御手段18が読み出して、スペーサー径に応じて階調数及びスペーサー濃度を決定するようにしたが、変形例では、記憶手段560に記憶されたテーブルを使用するか否かを選択可能としたものであり、装置の構成自体は、上記の実施の形態と同一であるため、説明を省略する。なお、テーブルの使用可否の選択は、操作入力手段の操作部を操作することで設定することが可能とされている。
In the above embodiment, the
図11は、本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置100の制御部で行われる処理の変形例の流れの一例を示すフローチャートである。なお、上記の実施の形態と同一処理については同一符号を付して説明する。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of a flow of a modification of processing performed by the control unit of the
まず、ステップ10では、スペーサー径の情報が取得される。すなわち、操作入力手段から制御手段18に入力されるスペーサー径の値に基づいて、スペーサー径が決定される。
First, in
次に、ステップ11では、テーブルを使用するか否か制御手段18によって判定される。該判定は、操作入力手段の操作部を操作することで記憶手段560に記憶されたテーブルを使用することが予め設定されているか否かを判定することによってなされ、該判定が肯定された場合には、ステップ12へ移行する。
Next, in step 11, it is determined by the control means 18 whether or not the table is used. The determination is made by determining whether or not the use of the table stored in the
次に、ステップ12では、記憶手段560に記憶されたテーブルが制御手段18に読み出され、ステップ14へ移行する。
Next, in
ステップ14では、操作入力手段から入力されたスペーサー径が3(μm)以下か否か制御手段18によって判定される。該判定が否定された場合には、ステップ16へ移行し、肯定された場合には、ステップ18へ移行する。
In
ステップ16では、操作入力手段から入力されたスペーサー径が6(μm)以下か否か制御手段18によって判定される。該判定が否定された場合には、ステップ26へ移行し、肯定された場合には、ステップ22へ移行する。
In
一方、ステップ18では、インクのスペーサー濃度が5(体積%)に設定され、ステップ20へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって1に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
一方、ステップ22では、インクのスペーサー濃度が2(体積%)に設定され、ステップ24へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって2に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
一方、ステップ26では、インクのスペーサー濃度が1(体積%)に設定され、ステップ28へ移行して、インク吐出時の階調数が制御手段18によって3に設定されてステップ30へ移行する。
On the other hand, in
一方、ステップ11の判定が否定された場合、すなわち、テーブル使用設定がなされていない場合には、ステップ29へ移行する。 On the other hand, if the determination in step 11 is negative, that is, if the table use setting is not made, the process proceeds to step 29.
ステップ29では、ユーザーにより操作入力手段からインクのスペーサー濃度及びインク吐出時の階調数が所望の値に入力設定され、ステップ30へ移行する。 In step 29, the user inputs and sets the ink spacer density and the number of gradations during ink ejection from the operation input means to desired values, and the process proceeds to step 30.
ステップ30では、設定に応じたインクのスペーサー濃度になるように濃度調整部によりスペーサー濃度が調整され、設定された階調数(インク滴数)で記録が行われる。
In
このように、変形例では、上記実施の形態に対して、記憶手段560に記憶されたテーブルを使用するか否かをユーザーが選択することができるようにしている。すなわち、上記の実施の形態では、インクのスペーサー濃度及びインク吐出時の階調数が所望の値に設定できるので、スペーサー濃度や階調数の調整やテーブルの作成等に利用でき、利便性を向上することができる。
As described above, in the modification, the user can select whether or not to use the table stored in the
以上の実施形態においては、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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更手段を備えていることにより、例えば、スペーサー径に応じて、1ドロップ/ドット(スペーサー径が小さい場合)と2ドロップ/ドット(スペーサー径が大きい場合)を切り替えることにより、ノズル径の小さなヘッドで径の大きなスペーサーを吐出でき、液量が必要以上に多くならずに済むため、位置精度が向上する。また、大小異なる径のスペーサーをノズル径の小さな同一ヘッドで吐出することが可能になる。 In the above embodiment, the number of gradations when ejecting ink in which spacers with relatively large diameters are dispersed is greater than the number of gradations when ejecting ink in which spacers with relatively small diameters are dispersed. By providing gradation number changing means for changing the number of gradations so as to increase, for example, 1 drop / dot (when the spacer diameter is small) and 2 drop / dot (spacer diameter depending on the spacer diameter) Is switched), a spacer having a large diameter can be ejected by a head having a small nozzle diameter, and the liquid amount does not need to be increased more than necessary, so that the positional accuracy is improved. Further, it is possible to discharge spacers having different diameters with the same head having a small nozzle diameter.
さらに、スペーサーの径が相対的に大きい場合には、液濃度を薄めて多階調吐出(2ドロップ/ドットなど)をすると、ノズル径が小さくかつスペーサーの径が大きい場合にも安定吐出することができ、かつ、所望の個数のスペーサーを配設することができる。
<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。
In addition, when the spacer diameter is relatively large, multi-tone discharge (2 drops / dots, etc.) with a reduced liquid concentration enables stable discharge even when the nozzle diameter is small and the spacer diameter is large. And a desired number of spacers can be provided.
<Second Embodiment>
In the first embodiment, various inks having different spacer diameters and densities are ejected from the
図12は、本発明の実施の形態に係るスペーサー配置装置として用いられるインクジェット記録装置の第2の実施の形態の主要部を示す斜視図である。なお、上記の第1の実施の形態と同一の構成については同一符号を付して説明する。 FIG. 12 is a perspective view showing a main part of a second embodiment of an ink jet recording apparatus used as a spacer arrangement device according to an embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
7ー1、7ー2、7ー3、7ー4は、それぞれ、各々が径の異なるスペーサーが分散された4つのインクに対応して設けられた4つのヘッドである。ノズル径は、いずれのヘッドも30(μm)である。 Reference numerals 7-1, 7-2, 7-3, and 7-4 denote four heads that are provided corresponding to four inks in which spacers each having a different diameter are dispersed. The nozzle diameter of all the heads is 30 (μm).
前述の通り、本発明に係るインクジェット記録装置100は、基本的に径の異なるスペーサーを含むインクを2種以上用いることを特徴とするものである。
As described above, the ink
例えば、上述の第1の実施の形態では、小径スペーサーを含むインクと大径スペーサーを含むインクとを異なる基板上に吐出させる場合、インクを入れ替えながら、記録を行う必要があるが、第2の実施形態では、インクの入れ替える必要がなく、作業の効率化を促進することができる。 For example, in the above-described first embodiment, when ink including a small diameter spacer and ink including a large diameter spacer are ejected on different substrates, it is necessary to perform recording while replacing the ink. In the embodiment, it is not necessary to replace ink, and work efficiency can be promoted.
例えば、上述の第1の実施の形態では、小径スペーサーを含むインクと大径スペーサーを含むインクとを同一の基板上に吐出させる場合、インクを入れ替えながら、記録を、それぞれ1回(合計2回)行うことにより実現される状況であるが、第2の実施形態では、
インクの入れ替える必要がなく、1回の記録で済むため、記録の繰り返し回数を低減することができる。
For example, in the above-described first embodiment, when ink containing a small diameter spacer and ink containing a large diameter spacer are ejected on the same substrate, recording is performed once (two times in total) while replacing the ink. ) The situation is realized by doing, but in the second embodiment,
Since it is not necessary to replace the ink and only one recording is required, the number of repeated recordings can be reduced.
また、動作フローにおいては、吐出に用いるヘッドを選択し、選択したヘッド毎にスペーサー径を入力するようにすればよい。 In the operation flow, a head to be used for ejection may be selected and a spacer diameter may be input for each selected head.
さらに、各ヘッドのノズル径を異ならせたり、処方の異なるインクを用いることで、各ヘッド毎あるいは各インク毎にテーブルを持たせるようにしても良い。 Furthermore, a table may be provided for each head or each ink by using different nozzle diameters for each head or using inks having different prescriptions.
図1のインクジェット記録装置を使用し、ヘッド7のノズル径、用いるインクのスペーサー径と濃度、階調数を変更しながら、それぞれ記録動作を行った場合の、インク滴の位置精度σx、σyを測定した。インク滴の飛翔速度は、5m/sとなるように設定した。σx、σyは具体的には、同一のノズルから吐出された100個のインク滴の基板6上での着弾位置ずれ量を測定したときの標準偏差を示し、σxはノズル列方向の成分、σyはノズル列と垂直方向の成分を示す。σx、σyが小さいほど位置精度が向上していることを示す。評価結果を下の表1に示す。また、表1における、着弾位置ずれ量σは、インクが基板上に着弾してから乾燥後(着弾後)のスペーサの位置ずれを測定したときの標準偏差を示している。着弾位置ずれ量σは、品質上問題のないものを「○」、品質上問題のあるものを「×」とした。
The ink droplet position accuracy σx and σy when the recording operation is performed while changing the nozzle diameter of the
ここで、ヘッドAは、図1に示した構成のものであってノズルの径が30μmのものである。このヘッドAによって吐出される一つのインク滴の量は12plである。一方、ヘッドBは、上記ヘッドAとはノズルの径のみが異なっており、その径が25μmのものである。このヘッドBによって吐出される一つのインク滴の量は9plである。一方、ヘッドCは、上記ヘッドAとはノズルの径のみが異なっており、その径が40μmのものである。このヘッドCによって吐出される一つのインク滴の量は30plである。一方、ヘッドDは、上記ヘッドAとはノズルの径のみが異なっており、その径が80μmのものである。このヘッドDによって吐出される一つのインク滴の量は100plである。 Here, the head A has the configuration shown in FIG. 1 and has a nozzle diameter of 30 μm. The amount of one ink droplet ejected by the head A is 12 pl. On the other hand, the head B is different from the head A only in the nozzle diameter, and the diameter is 25 μm. The amount of one ink droplet ejected by the head B is 9 pl. On the other hand, the head C is different from the head A only in the nozzle diameter, and the diameter is 40 μm. The amount of one ink droplet ejected by the head C is 30 pl. On the other hand, the head D is different from the head A only in the nozzle diameter, and the diameter is 80 μm. The amount of one ink droplet ejected by the head D is 100 pl.
以上、表1から明らかなように、比較例3のように、スペーサー径に対して、ノズル径を充分大きくすれば、安定に吐出できて飛行曲がりや飛翔速度バラツキ等によりインク滴の着弾位置精度σx、σyが大きく低下することはないが、吐出されたインク滴径(インク滴量)が大きいままなので着弾径も大きくなって、乾燥過程でスペーサーが移動しやすくなるため、結果として乾燥後(着弾後)のスペーサーの位置精度σが悪くなる(σ=34.2μm)。また、吐出されたインク滴径(インク滴量)を小さくするためにノズル径を小さくすると、特に、比較例1,2のようにスペーサー径が大きい場合に、相対的にスペーサー径がノズル径に対して大きくなってしまうため、ノズルから安定的にインクを吐出することが困難となって、飛行曲がりや飛翔速度バラツキ等によりインク滴の着弾位置精度σx、σyが低下する。また、インク滴の着弾ずれが大きい(σx、σyが大きい)ため、着弾後のスペーサー位置ずれσも大きくなる。 As can be seen from Table 1, as in Comparative Example 3, if the nozzle diameter is sufficiently large relative to the spacer diameter, stable ejection can be achieved, and the landing position accuracy of the ink droplets due to flight bending, flight speed variation, etc. Although σx and σy do not greatly decrease, the ejected ink droplet diameter (ink droplet amount) remains large, so the landing diameter also increases, and the spacer easily moves during the drying process. The positional accuracy σ of the spacer after landing is deteriorated (σ = 34.2 μm). In addition, when the nozzle diameter is reduced in order to reduce the ejected ink droplet diameter (ink droplet amount), particularly when the spacer diameter is large as in Comparative Examples 1 and 2, the spacer diameter is relatively equal to the nozzle diameter. On the other hand, it becomes difficult to stably eject ink from the nozzle, and the landing position accuracy σx and σy of the ink droplets are lowered due to flight bending, flight speed variation, and the like. Further, since the landing deviation of the ink droplet is large (σx and σy are large), the spacer positional deviation σ after landing is also large.
これに対して、実施例1〜9のように、スペーサー径が大きい場合は、スペーサー濃度を薄めて多階調吐出をすると、ノズル径が小さくかつスペーサーの径が大きい場合にも安定吐出することができ、着弾位置精度σx、σyが向上し、スペーサーの位置ずれσも問題なく、かつ、所望の個数のスペーサーを配設することができる。 On the other hand, as in Examples 1 to 9, when the spacer diameter is large, when the multi-tone discharge is performed with the spacer concentration being reduced, stable discharge is performed even when the nozzle diameter is small and the spacer diameter is large. The landing position accuracy σx and σy is improved, the spacer positional deviation σ is not problematic, and a desired number of spacers can be disposed.
1 キャリッジ
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
DESCRIPTION OF
Claims (13)
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階調数が、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階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更手段と、
を備えていることを特徴とするインクジェットスペーサー配置装置。 A head having a nozzle for discharging the ink in which spacers are dispersed onto the substrate;
Gradation so that the number of gradations when ejecting ink with dispersed spacers with relatively large diameters is greater than the number of gradations with ejecting ink with dispersed spacers with relatively small diameters Gradation number changing means for changing the number;
An ink jet spacer arrangement apparatus comprising:
前記インクのスペーサー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階調数が、相対的に小さい場合の階調数よりも多くなるように階調数を変更する階調数変更ステップと、
前記階調数変更ステップで決められた階調数で前記ノズルからスペーサーが分散されたインク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スペーサー配置方法。 An ink jet spacer arrangement method of an ink jet spacer arrangement apparatus provided with a head having a nozzle for discharging ink on which a spacer is dispersed onto a substrate,
An acquisition step of acquiring information relating to a diameter of the spacer of the ink;
A gradation number changing step of changing the gradation number so that the gradation number when the value acquired in the acquisition step is relatively large is larger than the gradation number when the value is relatively small;
A recording step of ejecting ink with spacers dispersed from the nozzles on the substrate with the number of gradations determined in the gradation number changing step;
An ink jet spacer arrangement method comprising the steps of:
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