JPH10100443A

JPH10100443A - インクジェット記録装置及び記録方法

Info

Publication number: JPH10100443A
Application number: JP25916296A
Authority: JP
Inventors: Makoto Akahira; 誠赤平; Satoshi Wada; 聡和田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッドの温度上昇を極力低減させることができ
るインクジェットプリント装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１２０ａ,１２０ｂ,
１２０ｃにより被記録部材に対してインクを吐出して被
記録部材上に記録を行うインクジェット記録装置であっ
て、インクジェットヘッドに対して気体を放出してイン
クジェットを冷却する冷却パイプ１２２ａ,１２２ｂ,１
２２ｃと、インクジェットヘッドがインクを吐出してい
ない状態のときに、冷却パイプによりインクジェットヘ
ッドを冷却させる制御回路とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドにより被記録部材に対してインクを吐出して前記被
記録部材上に記録を行うインクジェット記録装置及びイ
ンクジェット記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用のパーソナルコンピュータの発達に伴い、液
晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需
要が増加する傾向にある。しかしながら、更なる普及の
ためには液晶ディスプレイのコストダウンが必要であ
り、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタのコスト
ダウンに対する要求が高まっている。従来から、カラー
フィルタの要求特性を満足しつつ上記の要求に応えるべ
く種々の方法が試みられいるが、いまだ全ての要求特性
を満足する方法は確立されていない。以下にそれぞれの
方法を説明する。

【０００３】第１の方法は顔料分散法である。この方法
は、基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成し、こ
れをパターニングすることにより単色のパターンを得
る。さらにこの工程を３回繰り返すことにより、Ｒ，
Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層を形成する。

【０００４】第２の方法は、染色法である。染色法は、
ガラス基板上に染色用の材料である水溶性高分子材料を
塗布し、これをフォトリソグラフィー工程により所望の
形状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴
に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回繰り
返すことによりＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層を得る。

【０００５】第３の方法としては電着法がある。この方
法は、基板上に透明電極をパターニングし、顔料、樹
脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第１の色を
電着する。この工程を３回繰り返してＲ，Ｇ，Ｂを塗り
分けた後、樹脂を熱硬化させることにより表色層を形成
するものである。

【０００６】第４の方法としては、印刷法がある。この
方法は熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を３回繰
り返すことによりＲ，Ｇ，Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱
硬化させることにより着色層を形成するものである。ま
た、いずれの方法においても着色層上に保護層を形成す
るのが一般的である。

【０００７】これらの方法に共通している点は、Ｒ，
Ｇ，Ｂの３色を着色するために同一の工程を３回繰り返
す必要があり、コスト高になることである。また工程が
多いほど歩留まりが低下するという問題点を有してい
る。さらに、電着法においては、形成可能なパターン形
状が限定されるため、現状の技術ではＴＦＴ方式のカラ
ー液晶ディスプレイには適用が難しい。また、印刷法
は、解像性、平滑性が悪いためファインピッチのパター
ンは形成が難しい。

【０００８】これらの欠点を補うべく、特開昭５９−７
５２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公報、特
開昭６３−２９４５０３号公報、あるいは、特開平１−
２１７３２０号公報等には、インクジェット方式を用い
てカラーフィルタを製造する方法が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ット方式の１つとして、インクを熱エネルギーにより膜
沸騰させて気泡を生じさせ、その気泡の体積膨張により
インクを押し出して吐出する所謂バブルジェット方式と
呼ばれる方法がある。インクジェットヘッドにこのよう
なバブルジェット方式を用いた場合、発生する熱エネル
ギーによりヘッドの温度が上昇する。このような温度上
昇は、ヘッドを熱膨張させて、インクの吐出ノズルの位
置ズレを引き起こす原因となる。特に最近では、多数の
ノズルを並べた長尺状のヘッドを用い、そのノズルの並
び方向と略直交する方向にヘッドを走査し、一度に多数
の画素列を着色する方法が用いられる様になってきてお
り、ヘッドの長手方向の伸びによるノズルの位置ズレは
重要な問題となってきている。

【００１０】また、このような問題は、カラーフィルタ
の製造に限らず、通常のプリント装置などでも発生す
る。

【００１１】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、ヘッドの温度上昇を極
力低減させることができるインクジェット記録装置及び
記録方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わるインクジェット
記録装置は、インクジェットヘッドにより被記録部材に
対してインクを吐出して前記被記録部材上に記録を行う
インクジェット記録装置であって、前記インクジェット
ヘッドに対して気体を放出して該インクジェットを冷却
する冷却手段と、前記インクジェットヘッドがインクを
吐出していない状態のときに、前記冷却手段により前記
インクジェットヘッドを冷却させる制御手段とを具備す
ることを特徴としている。

【００１３】また、この発明に係わるインクジェット記
録装置において、前記インクジェットヘッドは、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー発生体を備えていることを特徴としている。

【００１４】また、この発明に係わるインクジェット記
録装置において、前記インクジェットヘッドの温度を検
出する温度センサをさらに具備し、前記制御手段は、前
記温度センサが前記インクジェットヘッドが所定温度以
上となったことを検出したときに前記インクジェットヘ
ッドのインク吐出動作を停止させ、前記冷却手段により
前記インクジェットヘッドを冷却させることを特徴とし
ている。

【００１５】また、この発明に係わるインクジェット記
録装置において、前記インクジェットヘッドの吐出状態
を回復する回復手段をさらに具備し、前記制御手段は、
前記回復手段による吐出回復の動作中に、前記冷却手段
を動作させることを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わるインクジェット記
録装置において、前記制御手段は、前記吐出回復の動作
中の前記インクジェットヘッドがキャッピングされてい
る状態において前記冷却手段を動作させることを特徴と
している。

【００１７】また、この発明に係わるインクジェット記
録装置において、前記インクジェットヘッドにより、カ
ラーフィルタ基板にインクを吐出して各画素を着色し、
カラーフィルタを製造することを特徴としている。

【００１８】また、本発明に係わるインクジェット記録
方法は、インクジェットヘッドにより被記録部材に対し
てインクを吐出して前記被記録部材上に記録を行うイン
クジェット記録方法であって、前記インクジェットヘッ
ドがインクを吐出していない状態のときに、前記インク
ジェットヘッドに対して気体を放出して冷却することを
特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わるインクジェット記
録方法において、前記インクジェットヘッドは、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー発生体を備えていることを特徴としている。

【００２０】また、この発明に係わるインクジェット記
録方法において、前記インクジェットヘッドの温度を検
出する温度センサが前記インクジェットヘッドが所定温
度以上となったことを検出したときに前記インクジェッ
トヘッドのインク吐出動作を停止させ、前記インクジェ
ットヘッドの冷却を行うことを特徴としている。

【００２１】また、この発明に係わるインクジェット記
録方法において、前記インクジェットヘッドの吐出状態
を回復する回復手段による吐出回復の動作中に、前記イ
ンクジェットヘッドの冷却を行うことを特徴としてい
る。

【００２２】また、この発明に係わるインクジェット記
録方法において、前記吐出回復の動作中の前記インクジ
ェットヘッドがキャッピングされている状態において前
記冷却を行うことを特徴としている。

【００２３】また、この発明に係わるインクジェット記
録方法において、前記インクジェットヘッドにより、カ
ラーフィルタ基板にインクを吐出して各画素を着色し、
カラーフィルタを製造することを特徴としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２５】本実施形態においては、基板１として一般
にガラス基板が用いられるが、液晶用カラーフィルタと
しての透明性、機械的強度等の必要特性を有するもので
あればガラス基板に限定されるものではない。

【００２６】図１は、カラーフィルタの製造工程の例を
示した図である。

【００２７】図１（ａ）は、光透過部７と遮光部である
ブラックマトリクス２を備えたガラス基板１を示す。ま
ず、ブラックマトリクス２の形成された基板１上に光照
射又は光照射と加熱により硬化可能であり且つインク受
容性を有する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベ
ークを行って樹脂層３’を形成する（図１（ｂ））。樹
脂層３’の形成には、スピンコート、ロールコート、バ
ーコート、スプレーコート、ディップコート等の塗布方
法を用いることができ、特に限定されるものではない。

【００２８】次に、ブラックマトリクス２により遮光さ
れる部分の樹脂層をフォトマスク４’を使用して予めパ
ターン露光を行うことにより樹脂層の一部を硬化させて
インクを吸収しない部位５’（非着色部位）を形成し
（図１（ｃ））、その後インクジェットヘッドを用いて
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を一度に着色し（図１（ｄ））、必要
に応じてインクの乾燥を行う。

【００２９】パターン露光の際に使用されるフォトマス
ク４’としては、ブラックマトリクスによる遮光部分を
硬化させるための開口部を有するものを使用する。この
際、ブラックマトリクスに接する部分での着色剤の色抜
けを防止するために、比較的多くのインクを付与するこ
とが必要である。そのためにブラックマトリクスの（遮
光）幅よりも狭い開口部を有するマスクを用いることが
好ましい。

【００３０】着色に用いるインクとしては、染料系、顔
料系共に用いることが可能であり、また液状インク、ソ
リッドインク共に使用可能である。

【００３１】本発明で使用する硬化可能な樹脂組成物と
しては、インク受容性を有し、且つ光照射又は光照射と
加熱の少なくとも一方の処理により硬化し得るものであ
ればいずれでも使用可能であり、樹脂としては例えばア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ヒドロキ
シプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの
セルロース誘導体あるいはその変性物等が挙げられる。

【００３２】これらの樹脂を光あるいは光と熱により架
橋反応を進行させるために光開始剤（架橋剤）を用いる
ことも可能である。光開始剤としては、重クロム酸塩、
ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始
剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。またこれら
の光開始剤を混合して、あるいは他の増感剤と組み合わ
せて使用することもできる。更にオニウム塩などの光酸
発生剤を架橋剤として併用することも可能である。な
お、架橋反応をより進行させるために光照射の後に熱処
理を施してもよい。

【００３３】これらの組成物を含む樹脂層は、非常に耐
熱性、耐水性等に優れており、後工程における高温ある
いは洗浄工程に十分耐え得るものである。

【００３４】本発明で使用するインクジェット方式とし
ては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた
バブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用いたピエ
ゾジェットタイプ等が使用可能であり、着色面積及び着
色パターンは任意に設定することができる。

【００３５】また、本例では基板上にブラックマトリク
スが形成された例を示しているが、ブラックマトリクス
は、硬化可能な樹脂組成物層を形成後、あるいは着色後
に樹脂層上に形成されたものであっても特に問題はな
く、その形態は本例に限定されるものではない。また、
その形成方法としては、基板上にスパッタもしくは蒸着
により金属薄膜を形成し、フォトリソ工程によりパター
ニングすることが好ましいが、これに限定されるもので
はない。

【００３６】次いで光照射のみ、熱処理のみ、又は光照
射及び熱処理を行って硬化可能な樹脂組成物を硬化させ
（図１（ｅ））、必要に応じて保護層８を形成（図１
（ｆ）する。なお、図中ｈνは光の強度を示し、熱処理
の場合は、ｈνの光の代わりに熱を加える。保護層８と
しては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用
タイプの第２の樹脂組成物を用いて形成するか、あるい
は無機材料を用いて蒸着またはスパッタによって形成す
ることができ、カラーフィルタとした場合の透明性を有
し、その後のＩＴＯ形成プロセス、配向膜形成プロセス
等に十分耐えうるものであれば使用可能である。

【００３７】図２に、本実施形態によるカラーフィルタ
を組み込んだＴＦＴ(Thin Film Transistor)カラー液晶
パネルの断面を示す。なお、その形態は本例に限定され
るものではない。

【００３８】カラー液晶パネルは、一般的にカラーフィ
ルタ基板１と対向基板２５４を合わせこみ、液晶化合物
２５２を封入することにより形成される。液晶パネルの
一方の基板２５４の内側に、ＴＦＴ(Thin Film Transis
tor)（不図示）と透明な画素電極２５３がマトリックス
状に形成される。また、もう一方の基板１の内側には、
画素電極に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するよう
カラーフィルタ１０が設置され、その上に透明な対向電
極（共通電極）２５０が一面に形成される。ブラックマ
トリクス２は、通常カラーフィルタ基板１側に形成され
る。さらに、両基板の面内には配向膜２５１が形成され
ており、これをラビング処理することにより液晶分子を
一定方向に配列させることができる。また、それぞれの
ガラス基板の外側には偏光板２５５が接着されており、
液晶化合物２５２は、これらのガラス基板の間隙（２〜
５μｍ程度）に充填される。また、バックライトとして
は蛍光灯（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせが
一般的に用いられており、液晶化合物をバックライト光
の透過率を変化させる光シャッターとして機能させるこ
とにより表示を行う。

【００３９】次に、図３は、本実施形態のカラーフィル
タ製造装置により製造されたカラーフィルタのカラーパ
ターンの一例を示す図である。夫々Ｒ，Ｇ，Ｂのインク
により着色された着色部が一つの画素であり、ほぼ長方
形をしている。一つの画素の長手方向をＸ方向、Ｘ方向
と直角な方向をＹ方向とすると、一つの画素の大きさ
は、全て同じで、１５０μｍ×６０μｍであり、Ｘ方向
のピッチが３００μｍ、Ｙ方向のピッチが１００μｍで
ある。そして、Ｘ方向には同じ色の画素が一直線に配列
され、Ｙ方向には隣り合う画素の色が異なるようにそれ
ぞれの画素が配列されている。また、この図で示すパタ
ーンは、図１（ａ）の工程で作成されたブラックマトリ
クスのパターンに相当する。

【００４０】画素の個数は、Ｘ方向に４８０個、Ｙ方向
に１９２０個（各色６４０個）で、図４に示すように、
カラーフィルタの画面の大きさは、１４４ｍｍ×１９２
ｍｍで、対角線の長さが２４０ｍｍの９．４インチサイ
ズの液晶パネル用に対応している。

【００４１】次に、図５は図４に示したカラーフィルタ
を製造するための製造装置の構成を示した図である。

【００４２】図５において、製造装置２０は、不図示の
架台上に載置され、図中Ｘ方向及びＹ方向に移動可能な
ＸＹテーブル２２と、このＸＹテーブル２２の上方に不
図示の支持部材を介して架台上に固定されたインクジェ
ットヘッドＩＪＨを備えている。ＸＹテーブル２２上に
は、既に前述した方法によりブラックマトリクス２及び
樹脂組成物層３が形成されたガラス基板１が載置され
る。インクジェットヘッドＩＪＨには、赤色のインクを
吐出する赤色ヘッド１２０ａと、緑色のインクを吐出す
る緑色ヘッド１２０ｂと、青色のインクを吐出する青色
ヘッド１２０ｃが具えられており、これらの各ヘッド１
２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは夫々独立にインクを吐出
することができるように構成されている。そして、各ヘ
ッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０ｃには、図７に示す拡大
図にも示されている様に、夫々のヘッドに空気をあてて
冷却するためのエア噴出パイプ１２２ａ,１２２ｂ,１２
２ｃが配置されている。このエア噴出パイプ１２２ａ,
１２２ｂ,１２２ｃから各ヘッドに向けて空気を噴出す
ることにより各ヘッドの冷却を行う。エア噴出パイプ１
２２ａ,１２２ｂ,１２２ｃは、エア噴出ポンプＰ（図１
１参照）に接続されている。なお、冷却用の空気は、各
ヘッドの側面全体に噴出することが好ましいが、特にイ
ンクジェットヘッドのインクを加熱するヒータの存在す
る位置を重点的に冷却することも有効である。また、各
ヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０ｃには、図１１のブロ
ック図に示す様に温度センサ１２４ａ,１２４ｂ,１２４
ｃが設けられており、各ヘッドの温度を常時モニター出
来るようになされている。

【００４３】また、ＸＹテーブル２２の端部には、イン
クジェットヘッドＩＪＨの、回復動作を行うための回復
ユニット３０が設けられ、ＸＹテーブル２２に対して、
ＸＺ方向に移動可能なように配置されている。

【００４４】この回復ユニット３０は、インクジェット
ヘッドＩＪＨのノズルのつまりを防止し、また、インク
ジェットヘッドＩＪＨのノズル面についたインク滴や、
ゴミを拭き取って、インクの吐出を常に正常に行なうよ
うにする役割と、ノズル面についたゴミがガラス基板に
着色中に落ちて、不良となることを防止する役割を果た
すもので、詳細は後述する。

【００４５】次に、本実施形態の製造方法を適用した場
合のカラーフィルタの着色工程を説明する。

【００４６】まず、カラーフィルタ製造装置２０のＸＹ
テーブル２２上にガラス基板１をセットする。そして、
しかるべく位置決めを行った後、ガラス基板１のカラー
フィルタ形成領域（着色領域）をインクジェットヘッド
ＩＪＨの直下に移動させ、インクジェットヘッドＩＪＨ
とガラス基板１をＸＹステージ２２により相対的に走査
させながらインクを吐出し、カラーフィルタの各画素の
着色を実行する。この着色の工程において、インクジェ
ットヘッドＩＪＨによる１回の走査が終了してインクの
吐出が終了するごとに、上述したエア噴出パイプ１２２
ａ,１２２ｂ,１２２ｃから空気を噴出させて各ヘッド１
２０ａ,１２０ｂ,１２０ｃの冷却を行う。これにより各
ヘッドの温度が上昇してヘッドが膨張し、インク吐出ノ
ズルの位置がずれることを防止できる。また、上記の冷
却動作は、ヘッドに設けられた温度センサ１２４ａ,１
２４ｂ,１２４ｃが、各ヘッドが所定温度以上となった
ことを検出したときにも逐次インクの吐出を停止して行
われる。具体的には、アルミニウム合金製の長さ１００
ｍｍ程度の長尺状のヘッドでは、ヘッドの温度が１°Ｃ
上昇すると、長手方向両端部のノズル間の間隔は２μｍ
程度長くなる。そして、ノズルのずれは５μｍ程度以下
に抑えないと画素間の混色が起こる可能性があるので、
上記の所定温度は、例えば２°Ｃ〜３°Ｃ程度に設定さ
れる。なお、インクの吐出時に冷却を行わないのは、イ
ンクを吐出しているときにヘッドに空気を吹き付ける
と、吹き付けられた空気が僅かながらもヘッドのノズル
面にまわり込み、インクの吐出が乱れたり、ノズル面の
乾燥による不吐出が生じたりするからである。また、１
枚のカラーフィルタを着色し終わるごとに回復ユニット
３０によりヘッドの吐出回復が行われるが、ヘッドの冷
却は、この吐出回復の前に行われる。このようにすれ
ば、ヘッドの冷却により空気がノズル面を乾燥させたと
しても、続いて行われる回復動作によりインクの吐出回
復が行われるので、実際のカラーフィルタの着色時にノ
ズルのつまり等に起因するインクの吐出の乱れを防止す
ることが出来る。

【００４７】次に、着色時のインクジェットヘッドＩＪ
Ｈのうちの赤色（Ｒ）のインクを吐出するヘッド１２０
ａとガラス基板１の関係を示したものが図６である。

【００４８】図６において、ヘッド１２０ａは、例え
ば、７０.５μｍ間隔でノズル３１３が並んでおり、こ
れを例えば１００μｍ間隔でＲ、Ｇ、Ｂの各画素３１４
が順番に並んだカラーフィルタを着色するのに使用する
場合は、３００μｍ間隔で並ぶ赤色の画素にノズルの位
置を合わせる必要がある。そのため、ヘッド１２０ａの
ノズルを５ノズル置きに使用し、ヘッド１２０ａを走査
方向に対してθ＝３１.７°傾けて使用する。このよう
にすれば、５ノズル置きのノズルが赤色の画素の真上に
きて、着色を行うことが出来る。このような関係は赤色
のヘッド１２０ａだけでなく、他のヘッド１２０ｂ,１
２０ｃにも同様にあてはまるものである。

【００４９】次に、図７は樹脂組成物層３にインクを吐
出するためのインクジェットヘッドＩＪＨの構造を示す
図である。なお、３つのインクジェットヘッド１２０
ａ,１２０ｂ,１２０ｃは夫々同一の構造に構成されてい
るので、図７はそれらのうちの１つを代表して示してい
る。

【００５０】図７において、インクジェットヘッドＩＪ
Ｈは、インクを加熱するための複数のヒータ１０２が形
成された基板であるヒータボード１０４と、このヒータ
ボード１０４の上にかぶせられる天板１０６とから概略
構成されている。天板１０６には、複数のインク吐出口
１０８が形成されており、吐出口１０８の後方には、こ
の吐出口１０８に連結するトンネル状の液路１１０が形
成されている。各液路１１０は、隔壁１１２により隣の
液路と隔絶されている。各液路１１０は、その後方にお
いて１つのインク液室１１４に共通に接続されており、
インク液室１１４にはインク供給口１１７を介してイン
クが供給され、このインクはインク液室１１４から夫々
の液路１１０に供給される。

【００５１】ヒータボード１０４と、天板１０６とは、
各液路１１０に対応した位置に各ヒータ１０２が来る様
に位置合わせされて図７のような状態に組み立てられ
る。図７においては、２つのヒータ１０２しか示されて
いないが、ヒータ１０２は、夫々の液路１１０に対応し
て１つずつ配置されている。そして、図１２の様に組み
立てられた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを
供給すると、ヒータ１０２上のインクが沸騰して気泡を
形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０
８から押し出されて吐出される。

【００５２】次に、図８は回復ユニット３０とインクジ
ェットヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０の構成を示す斜
視図であり、図９は回復ユニットによるインクジェット
ヘッドの回復動作を示す側断面図であり、図１０は回復
ユニットによるインクジェットヘッドのワイピング動作
を示す側断面図である。

【００５３】図８乃至図１０において、３１ａ，３１
ｂ，３１ｃはインクジェットヘッドＩＪＨの、赤色ヘッ
ド１２０ａ、緑色ヘッド１２０ｂ、青色ヘッド１２０ｃ
にそれぞれ対応したキャップである。キャップ３１ａ，
３１ｂ，３１ｃは、インクジェットヘッド１２０ａ,１
２０ｂ,１２０ｃが、ガラス基板１にカラーフィルタの
着色動作を行わない時に、図１９に示すようにそれぞれ
対応するインクジェットヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２
０ｃのノズル面をカバーすることによって、インクが吐
出不能になることを防止する。また、一定時間吐出する
ことを休止したインクジェットヘッド１２０ａ,１２０
ｂ,１２０ｃが吐出を再開する時、前述したキャップ３
１ａ，３１ｂ，３１ｃを用いた場合であっても、最初の
何発かは、インクの増粘の影響等によって、インクが吐
出しなかったり、まっすぐに吐出しないで曲がって吐出
してしまうといった、不吐出やヨレを発生することがあ
る。その場合一定以上のインクを吐出した後には、正常
状態に戻って、インクはまっすぐに吐出される。ガラス
基板１の着色中にこのようなことが起きてしまうと、画
素をインクで着色できなかったり、正しい位置にインク
が着弾しないこととなり、不良となってしまう。従っ
て、このような現象を避けるために、ガラス基板１を着
色する前にキャップ３１ａ,３１ｂ,３１ｃ内に一定量の
インクを吐出させる、予備吐出を行う。

【００５４】また、この予備吐出の動作は、本実施形態
では、キャップにより行うような構成としたが、それ以
外の部分に予備吐出専用の受け部分を設けて行っても良
い。

【００５５】さらに、キャップ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
は、各インクジェットヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０
ｃにインクを供給する側から、図示しないインク加圧モ
ータによって定期的にインクを加圧あるいは循環させ、
不吐出の原因となるノズル内にたまった泡やゴミをノズ
ル外に強制的に排出して、インクジェットヘッド１２０
ａ,１２０ｂ,１２０ｃを常に正常な状態に保つための動
作（加圧回復動作）を行う時に、ノズルからインクを排
出しすぎてしまわないように、キャッピングし、また、
排出されたインクを受ける役割も果たしている。

【００５６】３２ａ，３２ｂ，３２ｃはノズル面のワイ
ピング動作を行うブレード（ワイピング部材）であり、
例えばスポンジなどのように吸水性のあるものが好まし
い。ブレード３２ａ，３２ｂ，３２ｃは、図１０に示す
ように、回復系ユニット３０内のステージ３３のＸ方向
の動作により、それぞれインクジェットヘッド１２０
ａ,１２０ｂ,１２０ｃのノズル面についたインク滴や、
インクを吐出した際に発生するインクミストがノズル面
に付着したものを拭き取るためのものである。

【００５７】次に、図１１は、本実施形態のカラーフィ
ルタの製造装置の構成を示すブロック図である。

【００５８】図１１において、製造装置の全体動作を制
御するＣＰＵ５０には、ＸＹステージ２２をＸＹ方向に
駆動するためのＸ方向駆動モータ５６及びＹ方向駆動モ
ータ５８が、Ｘモータ駆動回路５２及びＹモータ駆動回
路５４を介して接続されている。また、モータ駆動回路
を介して回復系ユニット３０内のモータ３７,４０も接
続されている。

【００５９】また、ＣＰＵ５０には、ヘッド駆動回路６
０を介してインクジェットヘッドＩＪＨが接続されてい
る。インクジェットヘッドＩＪＨの各ヘッド１２０ａ,
１２０ｂ,１２０ｃには、それらの温度を検出する温度
センサ１２４ａ,１２４ｂ,１２４ｃが設けられており、
これらの出力はＣＰＵ５０に入力される。これらの温度
センサからの信号により、ＣＰＵ５０は各ヘッドの冷却
を行うタイミングを決定する。この決定されたタイミン
グでＣＰＵ５０は、ポンプ駆動回路を介してエア噴出ポ
ンプＰを駆動させ、エア噴出パイプ１２２ａ,１２２ｂ,
１２２ｃから空気を噴出させてヘッドを冷却する。

【００６０】さらにＣＰＵ５０には、ＸＹステージ２２
の位置を検出するためのＸエンコーダ６２及びＹエンコ
ーダ６４が接続されており、ＸＹステージ２２の位置情
報が入力される。また、プログラムメモリ６６内の制御
プログラムも入力される。ＣＰＵ５０は、この制御プロ
グラムとＸエンコーダ６２及びＹエンコーダ６４の位置
情報に基づいて、ＸＹステージ２２を移動させ、ガラス
基板１上の所望の格子枠（画素）をインクジェットヘッ
ドＩＪＨの下方にもたらし、その画素内に所望の色のイ
ンクを吐出して着色することによってガラス基板１を着
色して行く。また、ガラス基板１の着色が１枚終了する
毎に、インクジェットヘッドＩＪＨの真下に、ＸＹステ
ージ２２の端部に取り付けられた回復系ユニット３０を
移動させて、ヘッドの吐出回復動作を行うと共に、モー
タ３７,４０によりブレード３２ａ，３２ｂ，３２ｃを
ＸＺ方向に移動させてワイピング動作を行う。この動作
の前に、前述したヘッドの冷却動作を行う。また、キャ
ップ３１ａ，３１ｂ，３１ｃを移動させて、予備吐出動
作を行う。この間に図示しない基板搬送装置により、着
色し終わったガラス基板１と、着色前のガラス基板１を
交換する作業を行う。

【００６１】なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範
囲で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能
である。

【００６２】例えば、上記実施形態では、カラーフィル
タの製造装置に付いて説明したが、本発明はこれに限定
されることなく、インクジェットヘッドを用いたプリン
タ装置にも適用可能である。

【００６３】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。

【００６４】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００６５】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００６６】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００６７】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００６８】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００６９】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
るので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００７０】以上説明した本発明実施形態においては、
インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で
固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化す
るものを用いても良く、使用記録信号付与時にインクが
液状をなすものであればよい。

【００７１】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェットヘッドに気体を吹き付けて冷却すること
により、インクジェットヘッドの温度上昇を抑制するこ
とが出来る。

【００７３】

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの製造工程を説明する図であ
る。

【図２】実施形態の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタをＴＦＴ液晶パネルに組み込んだときの構造を示
す断面図である。

【図３】実施形態の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタのパターンを示す図である。

【図４】実施形態の製造装置により製造されるカラーフ
ィルタのＴＦＴ液晶パネルに組み込んだ時の表示部のサ
イズを示す図である。

【図５】カラーフィルタの製造装置の構成を示す斜視図
である。

【図６】カラーフィルタを着色するときの、インクジェ
ットヘッドと各画素の関係を示す図である。

【図７】インクジェットヘッドの構造を示す図である。

【図８】実施形態の製造装置の回復系ユニットの構成を
示す斜視図である。

【図９】回復系ユニットがキャッピングしている状態を
示す図である。

【図１０】回復系ユニットがワイピングしている状態を
示す図である。

【図１１】実施形態の製造装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２ブラックマトリクス３樹脂組成物４マスク５親インク化されていない部分６親インク化された部分７インク８保護膜２２ＸＹステージ３０回復系ユニット３１キャップ３１ブレード１０８吐出ノズル１２０ａインクジェットヘッド（Ｒ）１２０ｂインクジェットヘッド（Ｇ）１２０ｃインクジェットヘッド（Ｂ）ＩＪＨインクジェットヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットヘッドにより被記録部材
に対してインクを吐出して前記被記録部材上に記録を行
うインクジェット記録装置であって、前記インクジェットヘッドに対して気体を放出して該イ
ンクジェットを冷却する冷却手段と、前記インクジェットヘッドがインクを吐出していない状
態のときに、前記冷却手段により前記インクジェットヘ
ッドを冷却させる制御手段とを具備することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項２】前記インクジェットヘッドは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備え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。
【請求項３】前記インクジェットヘッドの温度を検出
する温度センサをさらに具備し、前記制御手段は、前記
温度センサが前記インクジェットヘッドが所定温度以上
となったことを検出したときに前記インクジェットヘッ
ドのインク吐出動作を停止させ、前記冷却手段により前
記インクジェットヘッドを冷却させ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。
【請求項４】前記インクジェットヘッドの吐出状態を
回復する回復手段をさらに具備し、前記制御手段は、前
記回復手段による吐出回復の動作中に、前記冷却手段を
動作させ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。
【請求項５】前記制御手段は、前記吐出回復の動作中
の前記インクジェットヘッドがキャッピングされている
状態において前記冷却手段を動作させることを特徴とす
る請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記インクジェットヘッドにより、カラ
ーフィルタ基板にインクを吐出して各画素を着色し、カ
ラーフィルタを製造することを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】インクジェットヘッドにより被記録部材
に対してインクを吐出して前記被記録部材上に記録を行
うインクジェット記録方法であって、前記インクジェットヘッドがインクを吐出していない状
態のときに、前記インクジェットヘッドに対して気体を
放出して冷却することを特徴とするインクジェット記録
方法。
【請求項８】前記インクジェットヘッドは、熱エネル
ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
発生体を備えていることを特徴とする請求項７に記載の
インクジェット記録方法。
【請求項９】前記インクジェットヘッドの温度を検出
する温度センサが前記インクジェットヘッドが所定温度
以上となったことを検出したときに前記インクジェット
ヘッドのインク吐出動作を停止させ、前記インクジェッ
トヘッドの冷却を行うことを特徴とする請求項７に記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１０】前記インクジェットヘッドの吐出状態
を回復する回復手段による吐出回復の動作中に、前記イ
ンクジェットヘッドの冷却を行うことを特徴とする請求
項７に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１１】前記吐出回復の動作中の前記インクジ
ェットヘッドがキャッピングされている状態において前
記冷却を行うことを特徴とする請求項１０に記載のイン
クジェット記録方法。
【請求項１２】前記インクジェットヘッドにより、カ
ラーフィルタ基板にインクを吐出して各画素を着色し、
カラーフィルタを製造することを特徴とする請求項７乃
至１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録方
法。