JPH1142796A

JPH1142796A - インクジェット記録装置およびカラーフィルタ製造装置およびインクジェット記録方法およびカラーフィルタの製造方法およびインクの脱気度変動低減方法

Info

Publication number: JPH1142796A
Application number: JP20180797A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shigemura; 芳裕茂村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】十分脱気されたインクのヘッドへの供給を確
実にし、インクジェットヘッドの吐出を安定させ、さら
にカラーフィルタを歩留りよく製造可能にする。【解決手段】インクタンク３０１、４０１から供給さ
れたインクを吐出して画像の形成を行うインクジェット
ヘッド１２０を有するインクジェット記録装置におい
て、インクタンク３０１、４０１とインクジェットヘッ
ド１２０との間のインク供給経路中に、脱気装置５１１
が設けられ、溶存気体が脱気されたインクがインクジェ
ットヘッド１２０に供給される。そして、脱気装置５１
１とインクジェットヘッド１２０との間は、ポリフッ化
ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂からなるインク供給チュー
ブ２５、３３により接続されている。このようなインク
ジェット記録装置によりカラーフィルタを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置およびカラーフィルタ製造装置およびインクジェ
ット記録方法およびカラーフィルタの製造方法およびイ
ンク脱気度変動低減方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からインクジェット記録方法は、情
報処理システムの出力手段、例えば複写機、ファクシミ
リ、電子タイプライタ、ワードプロセッサ、ワークステ
ーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパー
ソナルコンピュータ、ホストコンピュータ、光ディスク
装置、ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポータ
ブルプリンタの記録方法として利用されている。

【０００３】このインクジェット記録方法は、インクを
微小な液滴としてノズル（以下、吐出ロともいう）より
吐出し文字や図形等の記録を行うもので、高精細な画像
の出力、高速記録の手段としてすぐれた利点を有する。
また、インクジェット記録方法を適用した記録装置（以
下「インクジェット記録装置」という）はノンインパク
ト型の記録装置であって騒音が少ないこと、多色のイン
クを使うことによってカラー画像記録が容易に行えるこ
と、さらに装置本体の小型化や、画像の高密度化も容易
であるなどの特長を有しており、近年急速に普及しつつ
ある。

【０００４】ところで、近年、パーソナルコンピュー
タ、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、さらな
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。従来からの
カラーフィルタの要求特性を満足しつつコストダウンを
図るために種々の方法が試みられているが、いまだすべ
ての要求特性を満足する方法は確立されていない。以下
にそれぞれの方法について説明する。

【０００５】カラーフィルタ製造方法の第１の従来例は
染色法である。染色法は、ガラス基板上に染色用の水溶
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パターンを得る。この一
連の工程を、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の３色について
それぞれ繰り返すことによりＲＧＢのカラーフィルタ層
を得るものである。

【０００６】第２の従来例は顔料分散法であり、近年最
も多く用いられている方法である。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。この工程
をＲＧＢの３色について繰り返すことにより、ＲＧＢの
カラーフィルタ層を形成するものである。

【０００７】第３の従来例は電着法である。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ＲＧＢの３色について繰り返してＲＧ
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。

【０００８】第４の従来例は印刷法である。この方法
は、熱硬化型の樹脂に顔料を分散させたインクにより印
刷を行う。この印刷工程をＲＧＢの３色について繰り返
すことによりＲＧＢ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。

【０００９】そして、いずれの従来例においても、一般
的に着色層上に保護層が形成されている。

【００１０】これらの従来例に共通している問題点は、
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、製造コストが高くなる点である。ま
た、工程数が多いほど作業中の誤差が増えるため、歩溜
まりが低下するという問題点を有している。さらに、第
３の従来例である電着法では、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できない。また第４の従来例
である印刷法は、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できない。このように、前記第
１〜４の従来例では、所望のカラーフィルタを低コスト
で製造することは困難である。

【００１１】そこでこれらの欠点を補うべく、特開昭５
９−７５２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公
報、特開昭６３−２９４５０３号公報、特開平１−２１
７３０２号公報等には、インクジェット記録方式を用い
てカラーフィルタを製造する方法が開示されている。具
体的には、透明基板上に遮光膜を設け、この遮光膜に多
数の開口部をマトリクス状に規則的に配設する。そし
て、この開口部にインクジェットヘッドからインクを吐
出して、透明基板に着色を行うなどの方法が開示されて
いる。

【００１２】このようなインクジェット記録方式により
製造されたカラーフィルタは、必要な部分にのみ着色を
行うのでインク等の材料コストを低くすることができ
る。さらに、３色同時に着色可能であるため、製造工程
が短くなり、ゴミなどに起因する作業中の誤差が生じる
おそれが小さくなり、また製造装置コストも低く抑える
ことができる。従って、インクジェット記録方式を採用
することによって、低材料費、高歩留まりが期待でき、
他の製造方法に比較してより低コストのカラーフィルタ
の製造が可能である。

【００１３】カラーフィルタの製造に用いることについ
ては何ら記載がないが、インクジェット記録方式におい
てインク吐出を安定させる方法として、インクジェット
ヘッドに供給するインク中の溶存気体を除去する脱気方
法が知られている。例えばインクジェット記録用インク
の脱気方法として、気体透過性のある膜を介して、イン
ク中の溶存気体を外部へ透過させ除去する方法がある
（特開平５−１７７１２号公報に開示）。

【００１４】圧電素子を用いてインク吐出エネルギーを
得るインクジェット記録装置においてインクの脱気を行
う効果は、圧縮室内のインクに急激な圧縮を繰り返し行
ってもキャビテーションが発生せず、キャビテーション
に起因するインク不叶出などの印字不良が発生すること
がないということにある。

【００１５】インクを脱気するインクジェット記録装置
において、インクタンクからインクジェットヘッドまで
のインク供給経路中に設けられるインクチューブとし
て、インクと接する内側は耐インク性に優れた可樺性の
プラスチック材料により形成され、これが空気透過性の
小さい材料で被覆された構成が知られている（特開昭５
７−８３４８８号、特開昭６２−２８８０４５号な
ど）。具体的には、従来はインクジェットヘッドの移動
を許容するためインク供給チューブとしては必ず腰の柔
らかいプラスチック材料が用いられており、ポリエチレ
ン製の内側チューブにの外側をポリ塩化ビニリデンにて
被覆する構成が最適とされている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタ製造装
置は、通常のインクジェット記録方式のプリンタと異な
り、透明基板上に規則的に配列された開口部にインクジ
ェットヘッドからインクを吐出して着色を行う方法であ
るので、インクの着弾精度は、一般のプリンタの場合に
比較して１０倍程度高い精度が要求される。そのため、
カラーフィルタ製造装置の構成は、通常のインクジェッ
ト方式のプリンタの構成と異なる。通常のインクジェッ
トプリンタの場合は、搬送される被記録媒体の上を、イ
ンクジェットヘッドが被記録媒体の搬送方向と直角な方
向に往復走査しながらインクを吐出して画像の記録を行
うのが一般的である。一方、カラーフィルタ製造装置
は、要求される精度を達成するために、インクジェット
ヘッドを固定し、それと対向するステージ上に載置され
た透明基板（被記録媒体）をＸ−Ｙ方向に走査させなが
ら、インクジェットヘッドからインクの吐出を行う構成
が採用されている。

【００１７】カラーフィルタには非常に高い精度が要求
されるので、インクジェット記録方式を用いたカラーフ
ィルタ製造装置において、ごくわずかなインク吐出量の
変化があった場合でも、透明基板上のインク量の違いに
よって、すじムラとなって見えてしまい、カラーフィル
タとしては不良品となってしまう。そのため、吐出量に
関して、通常のインクジェットプリンタより高い安定性
が求められる。そこで、吐出量の変動により生じるムラ
を防止することを目的として鋭意検討の結果、本発明者
は、カラーフィルタ製造装置のインクジェットヘッドへ
のインク供給経路の途中に脱気装置を組み込むことで前
述のムラの発生を格段に低減することができることを見
出した。

【００１８】ところが、カラーフィルタ製造装置は、一
般のインクジェットプリンタよりも装置自体が大きく、
また、Ｘ−Ｙステージ等を含む本体部分の外側にインク
タンク等のインク供給ユニットを備えた構成となるた
め、インクタンクとインクジェットヘッドとをつなぐイ
ンク供給チューブは数メートルにも及ぶほど長くなって
しまう。また、カラーフィルタの製造装置では、ＲＧＢ
の３色分のインクジェットヘッドが装置に搭載され、こ
れらは各色のインクジェットヘッドのインク吐出用のノ
ズルが１μｍ以下の位置精度でインク吐出を行えるよう
に高精度に位置決めする必要があり、インクジェットヘ
ッド搭載部には、それぞれのインクジェットヘッドの位
置調整機構が設けられている。脱気によるインク吐出安
定性をより効果的にするためには、インクジェットヘッ
ドの直前に脱気装置を配置し脱気されたインクを長い距
離引き回すことなく最短距離でインクジェットヘッドへ
供給することが望ましいが、インクジェットヘッドの調
整機構の存在と、高精度を確保するために調整機構のま
わりに重量物を配置することは好ましくないことなどの
理由によりインクジェットヘッドのすぐそばに脱気装置
を配置することはできない。したがって、脱気装置を装
置に組み込んだ場合に、脱気装置からインクジェットヘ
ッドにインクを供給するチューブの長さが長くなってし
まう。

【００１９】また、インクジェットヘッドにインクを供
給するチューブの材質は、気体の透過性を考慮して選択
することが望ましい。一般的には、チューブの気体透過
量は、チューブの肉厚が厚いほど少ない。前記従来例の
ように内側に耐インク性に優れたポリエチレンなどの樹
脂を用い、その外側をポリ塩化ビニリデンで被覆したチ
ューブの場合、そのチューブの気体透過量は、ポリ塩化
ビニリデンの厚さによってほとんど決まってしまう。し
たがって、このチューブを、カラーフィルタ製造装置の
脱気装置とインクジェットヘッドとの間のインク供給経
路として採用した場合、ポリ塩化ビニリデンの肉厚が薄
いこととチューブの長さが長くなってしまうことによ
り、インクジェットヘッドに達するまでにチューブ壁を
通過した気体がインク中に溶け込み、インクの中の溶存
気体の濃度が上がってしまう。また、インクジェットヘ
ッド交換時など、インク供給チューブもヘッドと一緒に
動かす場合に、気体透過性の小さい樹脂の被覆がこすれ
てはがれてしまい、十分な耐気体透過性能を示すことが
できなくなるおそれがある。

【００２０】より安定的なカラーフィルタの生産を行う
ためにはより効果的に脱気インクをヘッドに供給する必
要があることを本発明者は見出したが、そのためには、
脱気装置からインクジェットヘッドまでインクが到達す
る間にできるだけインクの脱気レベルを下げないように
する必要がある。

【００２１】そこで本発明の目的は、上記問題点に鑑み
て、インクジェット方式の画像形成装置におけるインク
供給系において、十分脱気されたインクのヘッドへの供
給を確実にし、インクジェットヘッドの吐出を安定させ
ること、およびカラーフィルタを歩留りよく製造するこ
とにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクタンクから供給されたインクを吐出
して画像の形成を行うインクジェットヘッドを有するイ
ンクジェット記録装置であって、前記インクタンクと前
記インクジェットヘッドとの間のインク供給経路中に、
ポリフッ化ビニリデン樹脂から構成されるインク供給チ
ューブが設けられていることを特徴とする。

【００２３】前記インク供給経路中に脱気されたインク
が供給される構成であると、インクジェットヘッドに供
給するインクの脱気が効果的に行える。

【００２４】その場合、前記インク供給経路中にインク
中の溶存気体を脱気する脱気装置が設けられる。

【００２５】前記したようなインクジェット記録装置を
含むカラーフィルタ製造装置によると、所望の特性を有
するカラーフィルタが安定的に製造できる。

【００２６】また、本発明のインクジェット記録方法
は、インクタンクからインクジェットヘッドにインクを
供給し、インクジェットヘッドからインクを吐出して画
像の形成を行うインクジェット記録方法であって、前記
インクタンクから、ポリフッ化ビニリデン樹脂から構成
されるインク供給チューブを含むインク供給経路を介し
て前記インクジェットヘッドにインクを供給することを
特徴とする。

【００２７】これは前記インク供給経路中に脱気された
インクを供給する場合に特に効果的である。

【００２８】その場合、前記インク供給経路中に設けら
れている脱気装置によってインク中の溶存気体を脱気す
る。

【００２９】このようなインクジェット記録方法を用い
てカラーフィルタの被着色部を着色することによりカラ
ーフィルタを製造すると所望の特性を有するカラーフィ
ルタが歩留りよく安定的に製造できる。

【００３０】また、インクタンクからインクジェットヘ
ッドに供給されるインクの脱気度変動低減方法におい
て、前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへ
のインクの供給を、ポリフッ化ビニリデン樹脂から構成
されるインク供給チューブを含むインク供給経路を介し
て行なうことで、前記インク供給経路における脱気され
たインクの脱気度の変動低減が効果的に行なえる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。

【００３２】（１）製造工程の説明まず本発明の一実施形態によりインクジェット記録方式
を用いてカラーフィルタを製造する工程について図１を
参照して説明する。

【００３３】本実施形態においては、まずガラス基板１
に遮光部であるブラックマトリクス２とそれ以外の部分
である光透過部７とを設ける（図１（ａ））。そして、
基板１上に、光または光と熱により硬化可能でありかつ
インク受容性を有する樹脂組成物層３を塗布し、必要に
応じてプリベークを行う（図１（ｂ））。

【００３４】次に、フォトマスク４を使用してパターン
露光を行うことにより、遮光部（ブラックマトリクス２
形成部）の樹脂層３の少なくとも一部を硬化させて、イ
ンクを吸収しない部分５（非着色部）を形成する（図１
（ｃ））。その後、インクジェットヘッドにより基板１
上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のインクを吐
出し樹脂層３の着色を行う（図１（ｄ））。そして、必
要に応じてインクの乾燥を行う。

【００３５】なお、パターン露光の際に使用されるフォ
トマスク４は、遮光部（ブラックマトリクス２形成部）
と対向する開口部を有するものが用いられる。この際、
ブラックマトリクス２に接する部分での着色剤の色抜け
を抑制するために、できるだけ多くのインクを付与する
ことが望ましい。そのために、ブラックマトリクス２
（遮光部）の幅よりもフォトマスク４の開口部の幅の方
が狭いことが好ましい。

【００３６】続いて、樹脂層３の特性に応じて、光照射
および熱処理の一方または両方を行って樹脂層３を硬化
させ（図１（ｅ））、必要に応じて保護層８を形成する
（図１（ｆ））。なお、図中ｈνは光照射状態を示し、
その長さが光強度を表わしている。図１（ｆ）に示す工
程において、光照射ではなく熱処理を行う場合は、ｈν
で示す光の代わりに熱を加える。

【００３７】本実施形態においては、基板１としてガラ
ス基板が用いられているが、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な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。また、樹
脂層３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様々な塗布方法に
より形成することができ、特に限定されるものではな
い。さらに、着色に使用するインクとしては、色素系、
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。

【００３８】本発明で採用するインクジェット記録方式
としては、インクを吐出するための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式インクジェットタイプ
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。

【００３９】本実施形態では、基板１上にブラックマト
リクス２が形成された例を示しているが、ブラックマト
リクス２は、硬化可能な樹脂層３を形成した後あるいは
その樹脂層３を着色した後に形成しても特に問題はな
く、各工程の順番は本実施形態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、フォトリソグラフ
ィ技術を利用して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。

【００４０】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樹脂組成物からなるも
のでも、無機材料を蒸着またはスパッタリングして形成
したものでもよく、カラーフィルタとしての十分な透明
性を有し、その後のＩＴＯ（インジウム・ティン・オキ
サイド）の形成工程や配向膜形成工程等に支障をきたさ
ないものであれば使用できる。

【００４１】（２）カラーフィルタの説明次に、図２は、本実施形態において製造されたカラーフ
ィルタのカラーパターンを示す図である。それぞれ、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクにより着色された
着色部が、それぞれ実質的に長方形の一つの画素（フィ
ルタエレメント）を構成している。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、各
画素の大きさは、すべて同じで、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方向には隣合う画素の色が異な
るように夫々の画素が配置されている。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２により規定されたパターンということに
なる。

【００４２】１個のカラーフィルタ内の画素数は、Ｘ方
向に４８０個、Ｙ方向に１９２０個（各色６４０個）で
あり、図３に示すように、カラーフィルタの画面の大き
さは、１４４ｍｍ×１９２ｍｍで、対角線の長さが２４
０ｍｍの９．４インチサイズの液晶パネルに対応してい
る。

【００４３】（３）装置全体構成の説明次に、図２、３に示すカラーフィルタを製造するための
カラーフィルタ製造装置の構成について、図４を参照し
て説明する。

【００４４】図４に示すとおり、カラーフィルタ製造装
置２０は、ベース架台２１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の上方に設けられた支持部材２３により架台２
４上に相対位置調節可能に固定されたインクジェットヘ
ッド１２０とを備えている。ＸＹテーブル２２上には、
図１（ｃ）の状態、すなわち前記の方法によりブラック
マトリクス２及び樹脂層３が形成され未着色の状態の基
板１が載置される。インクジェットヘッド１２０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とからなる。各ヘッド１２
０ａ、１２０ｂ、１２０ｃとも、それぞれ独立して、イ
ンク供給チューブ２５および電気信号用ケーブル２６が
接続されており、電気信号用ケーブル２６の一端はパソ
コン等を含む制御ボックス２７に接続されている。これ
らの各ヘッド１２０ａ、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。

【００４５】制御ボックス２７の上には、キーボード２
８と、ディスプレイ２９が配置される。また、インク供
給チューブ２５のもう一方の端は、三方弁、溶存酸素計
等を含む弁ボックス３０の中の三方弁（図示せず）に接
続される。

【００４６】弁ボックス３０からは、三方弁駆動用のケ
ーブルと溶存酸素計のセンサケーブルとが束になったケ
ーブル３１が出ており、これが制御ボックス２７に接続
されている。また、弁ボックス３０から延びるインク供
給チューブ３３は、メインタンク（インクタンク）３０
１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、メインポンプ３０２、サブ
タンク（インクタンク）４０１ａ、４０１ｂ、４０１
ｃ、メイン脱気装置５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃなど
から構成されたインク供給ユニット３２に接続されてい
る。

【００４７】（４）インク供給系構成の説明図５は、前記したインク供給ユニット３２を含むインク
供給系をより詳細かつ模式的に示した図である。なお、
この図５では、１色についてのみ示しているが、各色に
ついて同様の構成が存在する。図４ではインク供給チュ
ーブ２５、３３としてまとめて概略的に示したチューブ
や図示省略した弁等について、図５では詳細に示してい
る。

【００４８】本実施形態のインク供給系は、インクジェ
ットヘッド１２０、ヘッド１２０に供給するインクを貯
留したインクタンクであるサブタンク４０１、サブタン
ク４０１に供給するインクを貯留したもう一つのインク
タンクであるメインタンク３０１、これら要素間を接続
する多数のインクチューブ、インク供給経路を切り替え
たり遮断したりする多数のバルブ等によって構成され
る。

【００４９】メインタンク３０１からサブタンク４０１
へのインク供給はチューブ３５１、３５２、３５３、３
５４、３５５、３５６、４５３、４５４を介して行われ
る。これらのチューブからなる供給経路中には、チュー
ブを押しつぶしながら液体を送り出すチューブポンプか
らなるインクメインポンプ３０２、捕捉粒子径２μｍの
フィルタ３１１、サブの脱気装置３２１が設けられてい
る。また、この供給経路におけるサブタンク４０１の近
傍には、二方弁４０３が設けられその供給経路を開閉す
る。メインタンク３０１には、タンク内のインク残り量
を検知するためのインク残量検知センサ３５０が配置さ
れている。また、メインタンク３０１の近傍ではチュー
ブ３５１、３５２にジョイント３７１を介して大気連通
用チューブ３５５が接続され、このチューブは二方弁３
０４によって開閉される。

【００５０】サブの脱気装置３２１は、気体透過性のあ
る中空子を複数本束ねて、中空子の中をインクを通過さ
せ中空子の外側から真空引きすることによってインク中
にとけ込んでいる気体を取り除いてしまう装置であり、
中空糸脱気膜としてポリ（４−メチルペンテン−１）を
用いた脱気装置である。サブの脱気装置３２１は、チュ
ーブ３２３で接続された真空ポンプ３２２によって約３
０Ｔｏｒｒの真空度に真空引きされて、メインタンク３
０１からメインポンプ３０２により送り込まれてくるイ
ンクの脱気を行う。

【００５１】フィルタ３１１とサブの脱気装置３２１の
間には、ジョイント３７２、チューブ３７３を介してチ
ューブ３５４、３５５に接続されたカプラプラグ３７４
が接続されている。このカプラプラグ３７４は、カプラ
ソケット３７５との接続が切り離されると先端が閉じる
機構になっており、インク供給経路内のインクの抜き取
り作業において、インク供給経路内のインクを完全に吸
引するときに使用される。なお、このインク吸引の作業
時には、カプラソケット３７５にチューブ３７６を介し
て接続される吸引ポンプ３７７と、この吸引ポンプ３７
７にチューブ３７８を介して接続される廃液タンク３７
９とからなるインク吸引装置である。

【００５２】上記供給経路の途中において、チューブ３
５６、４５３は、ジョイント４７１を介して互いに接続
されるとともにチューブ４５２、５７６、５５４、５５
２と接続され、これらチューブによる供給経路はインク
ジェットヘッド１２０に至る。

【００５３】また、インクジェットヘッド１２０とサブ
タンク４０１とは、チューブ５５１、５５３、５７４、
５７２、溶存酸素計５２０、チューブ５７１、メイン脱
気装置５１１、チューブ４５５、流量計４５６、チュー
ブ４５１からなる供給経路によっても接続される。

【００５４】以上説明したチューブのうち、サブ脱気装
置３２１よりもメインタンク３０１側の全てのチューブ
と、サブタンクのドレイン４０４とメインタンク３０１
との間のチューブ３６０とは、特殊ポリオレフィン系樹
脂からなるＰＮチューブ（商標：ニッタムアー製）であ
り、チューブ３６０のみが外径φ１２／内径φ８（単
位：ｍｍ、以下も同様）のサイズであり、それ以外は、
外径φ６／内径φ４のサイズである。また、サブ脱気装
置３２１からインクジェットヘッド１２０までの間に介
在する全てのチューブはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデ
ン）からなり、インクジェットヘッド１２０に接続され
るチューブ５５１、５５２のみが外形φ４／内径φ２の
サイズであり、それ以外は外径φ６／内径φ４のサイズ
である。なお、メインポンプ３０２内部のポンプ（図示
せず）は、シリコンチューブである。

【００５５】以上の構成についてサブタンク４０１より
順番にさらに詳しく説明する。

【００５６】サブタンク４０１には、チューブ４５１等
を介してインクを圧送するためのタービン４０２ａおよ
びこれを駆動するためのモータ４０２が設けられ、また
排出用ドレイン４０４が所定の高さ位置に設けられてい
る。このドレイン４０４にはチューブ３６０が接続さ
れ、チューブ３６０はメインタンク３０１に導かれてい
る。サブタンク４０１中のインクがタービン４０２ａに
よって圧送され、サブタンク内の液面高さが下がり、空
になってしまうと供給経路中に空気を送り込んでしまう
ことになるので、サブタンク４０１内のインク液面高さ
が一定の高さ以下にならないようにするために、サブタ
ンク残量検知センサ４０５が設けられている。本実施形
態においては、サブタンク内のインクがドレイン４０４
からメインタンク３０１へあふれ出る高さから２０ｍｍ
下がったときに液面を検知するように、サブタンク残量
検知センサ４０５が構成されている。サブタンク残量検
知センサ４０５が液面を検知すると、メインポンプが駆
動され、メインタンク３０１からチューブ３５１、３５
２、３５３、３５４、３５５、３５６、４５３、４５４
などを通ってサブタンク４０１にインクが補充され、ド
レイン４０４からあふれ出るまでメインポンプが回転駆
動される。

【００５７】サブタンク４０１から圧送されたインク
は、流量計４５６により流量を測定される。本実施形態
においては、流量計４５６は瞬時流量と積算流量のいず
れも測定可能な物を用いている。

【００５８】メイン脱気装置５１１は、サブ脱気装置３
２１と同様に、気体透過性のある中空子を複数本束ね
て、中空子の中をインクを通過させ、中空子の外側から
真空引きされて、インク中に溶け込んでいる気体を取り
除く装置であり、中空糸脱気膜としてフッ素樹脂（四フ
ッ化エチレン）が用いられている脱気装置である。

【００５９】インクの出入り口となるポート以外に真空
引きをするためのポートがあり、そこからチューブ５８
０、真空メータ５２１、チューブ５８１を介して真空ポ
ンプ５２２に接続されている。これによりメイン脱気装
置５１１は、真空ポンプ５２２によって真空度約１０Ｔ
ｏｒｒに引かれて、インクの脱気を行う。

【００６０】溶存酸素計５２０は、メイン脱気装置５１
１を通過してきたインクの脱気レベルを測定するための
ものである。図６に溶存酸素計５２０の詳細を示してあ
る。気体透過性の低い樹脂（本実施形態ではＰＶＤＦ）
あるいはステンレスでできた容器５２５に、チューブ継
手５２７、５２８によって、チューブ５７１、５７２が
接続されている。また、センサ５２３が、センサ固定治
具５２９により、容器５２５にインクが漏れないように
密接に固定されている。

【００６１】センサ５２３は、ポーラロ式の酸素電極を
用い、センサ先端の電極部で酸素を消費して測定を行う
ものであるため、正しい測定を行うためにはセンサ先端
部で液体を攪拌する必要がある。溶存酸素計の測定原理
については公知であるので詳細には説明しない。インク
ジェットヘッド１２０がインクを吐出している間のイン
ク消費量はごくわずかであり、容器５２５内のインクの
流れはほとんど生じない。したがって、容器５２５内
に、内部のインクを撹伴するための磁石を内蔵した回転
子５２６を入れ、容器５２５の底面に接するように、回
転子５２６を回転させるためのマグネチックスターラー
５２４が配置されている。これにより、容器５２５内の
インクは常に攪拌されることとなり、溶存酸素量の正確
な測定が可能になる。

【００６２】なお、容器５２５内に空気が入ったとして
も、サブタンク４０１から圧送されたインクが容器５２
５の下側から入って、上側に向かって流れていくように
構成されており、容器５２５内部の上側は、空気などの
気体が抜けやすいようにテーパ状に形成されている。

【００６３】溶存酸素計５２０とインクジェットヘッド
１２０との間には、チューブ５７２、ジョイント５７
７、チューブ５７３を介して、三方弁５０２が接続され
ている。またチューブ５７４とチューブ５５３の間には
三方弁５０４が接続され、チューブ５７６とチューブ５
５４の間にも三方弁５０５が接続されている。さらに、
これら二つの三方弁５０４、５０５は、チューブ５７５
を介して接続されている。チューブ５５３と５５１の間
にはカプラ５５５が、チューブ５５４と５５２の間には
カプラ５５６がそれぞれ配設されている。インクジェッ
トヘッド１２０と、装置の本体側とを切り離すことがで
きる。ここで用いているカプラ５５５、５５６は、切り
離したときその端部が閉じるタイプのものではなく、開
放状態のままになる物である。これは、カプラを接続す
る際に、カプラ内に入り込む空気の抜けをよくするため
である。また、カプラが確実に接続されないまま、装置
を稼働させないようにするために、カプラ脱着センサ５
５７、５５８が設けられている。カプラ５５５、５５６
とインクジェットヘッド１２０との間は、チューブ５５
１、５５２およびインクコネクタ１２２によって接続さ
れる。

【００６４】なお、本実施形態において、チューブと各
構成部品との間はステンレス製のチューブ継手により接
続されている。

【００６５】次に、本実施形態で用いているチューブの
材質であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）の気体透
過性について述べる。

【００６６】まず、代表的な樹脂材料の酸素、窒素に対
する透過性を次の表に示す。

【００６７】

【表１】この表の中で気体（酸素と窒素）の透過性が低い物とし
てはＰＶＤＦ、ＰＶＦ、ポリ塩化ビニリデンが上げられ
る。しかし、この中でＰＶＦおよびポリ塩化ビニリデン
は、熱をかけると分解してしまうものであり、通常のチ
ューブ成形工程は加熱を伴うため、これらの材料では単
体でチューブとして成形することは非常に困難である。
したがって、気体透過性が低く、かつ単体でチューブと
して成形可能な樹脂材料は、ＰＶＤＦであり、ＰＶＤＦ
はまた、本実施形態に用いているものを含む一般的なイ
ンクに対する耐性がある。したがって、本発明ではＰＶ
ＤＦチューブを、脱気装置からインクジェットヘッドま
でのインク供給経路のチューブとして採用している。

【００６８】（５）インク供給系動作の説明次に、本実施形態のインク供給系における動作につい
て、図５を参照して説明する。

【００６９】まず、通常のインク吐出動作について説明
する。インクジェットヘッド１２０のインク吐出に伴っ
て生じる負圧により、サブタンク４０１から、チューブ
４５１、流量計４５６、チューブ４５５、脱気装置５１
１、チューブ５７１、溶存酸素計５２０、チューブ５７
２、５７３、三方弁５０２、チューブ５７６、三方弁５
０５、力プラ５５６、チューブ５５２、インクコネクタ
１２２の経路を介して、またチューブ４５１、流量計４
５６、チューブ４５５、脱気装置５１１、チューブ５７
１、溶存酸素計５２０、チューブ５７２、５７４、三方
弁５０４、チューブ５５３、力プラ５５５、チューブ５
５１、インクコネクタ１２２の経路を介して、インクジ
ェットヘッド１２０へインクが供給される。そして、イ
ンクジェットヘッド１２０は、図示しないエネルギー発
生素子（電気熱変換体）が駆動されると、供給されたイ
ンクを吐出口１２０ａから透明ガラス基板１上に吐出し
て着色を行う。そして、基板１枚または所定枚数着色す
るごとに、加圧モータ４０２によりタービン４０２ａを
回転させて、サブタンク４０１内のインクを圧送し、イ
ンクジェットヘッド１２０にインクを送り込む圧力回復
動作を行う。

【００７０】この時、インクジェットヘッド１２０へ供
給されるインクは、サブ脱気装置３２１およびメイン脱
気装置５１１の二つの脱気装置を通過しており、吐出の
不安定要因となるインク中の気泡が無いだけでなく、溶
存気体もほとんど取り除かれた状態である。その脱気レ
ベルは、溶存酸素計５２０によって常にモニタされ、イ
ンクの溶存酸素量がある一定値以下になるように、必要
に応じて圧力回復動作を行う。これによりインクジェッ
トヘッドの吐出の安定化を実現している。

【００７１】次に、インク供給系へのインク充填動作に
ついて説明する。インク供給系にインクを充填するとき
は、まず、二方弁３０４、４０３を閉じ、三方弁５０
２、５０４、５０５を図５（ｂ）に示すバイパス状態に
切り替える。この状態で、メインポンプ３０２を動作さ
せてメインタンク３０１内のインクをくみ上げると、イ
ンクは、チューブ３５３、フィルタ３１１、チューブ３
５４、３５５、サブ脱気装置３２１、チューブ３５６、
４５２を介して、図５（ｂ）に示すバイパス部に至る。
そして、インクはこのバイパス部内で、三方弁５０２、
チューブ５７６、三方弁５０５、チューブ５７５、三方
弁５０４を介して、チューブ５７４に流入する。さらに
このインクは、チューブ５７２、溶存酸素計５２０、チ
ューブ５７１、脱気装置５１１、チューブ４５５、流量
計４５６、チューブ４５１、サブタンク４０１、ドレイ
ン４０４、チューブ３５４の順に通過して、インク経路
ほぼ全体を循環してメインタンク３０１に戻る。なお、
このときインクメインポンプ３０２の流量は２００ｍｌ
／ｍｉｎに設定してある。

【００７２】また、このとき、サブ脱気装置３２１用の
真空ポンプ３２２は、真空度約３０Ｔｏｒｒとなるよう
に設定されて運転され、メイン脱気装置５１１の真空ポ
ンプ５２２は、真空度約１０Ｔｏｒｒとなるように設定
されて運転される。

【００７３】このようにして、インク供給系にインクを
充填した直後は、サブ脱気装置３２１を通過したインク
が、チューブ３５６、４５２、三方弁５０２、チューブ
５７６、三方弁５０５、チューブ５７５、三方弁５０
４、チューブ５７４、チューブ５７２、溶存酸素計５２
０、チューブ５７１、メイン脱気装置５１１にほぼ行き
渡る。メイン脱気装置５１１を通過すると、インクはさ
らに脱気され、チューブ４５５、流量計４５６、チュー
ブ４５１、サブタンク４０１内も脱気インクでほぼ満た
される。

【００７４】ところが、図６で示すように、溶存酸素計
５２０の容器５２５は、内側にセンサ５２３の先端部が
突出するスペースと回転子５２６が回転するスペースと
が必要であるから、ある程度広い容積が必要である。例
えば、本実施形態では容積が約１０ｍｌとなっている。
さらに、サブタンク４０１側から送り込まれた空気の抜
けをよくするために、空気がサブタンク側からみるど容
器の下部から入って上部から抜けるように、容器５２５
の内部形状およびチューブ継手５２７、５２８の位置が
決定されている。そのため、前記インク充填動作中にチ
ューブ５７２から容器５２５に入った空気は、全てチュ
ーブ５７１へ抜けていくわけではなく、一部が容器５２
５内に残ってしまう。

【００７５】そこで、メインポンプ３０２を一定時間運
転させ停止した後、二方弁４０３のみ動作させて開放状
態にし、加圧モータ４０２を回転させ前記インク充填動
作とは逆向きにインクを循環させる。メインポンプ３０
２は、運転停止時には前後の流れを遮断するような構造
なので、サブタンク４０１から循環してきたインクは、
ジョイント４７１においてチューブ３５６の方へは流れ
ないで、二方弁４０３が開放されているチューブ４５３
の方へ流れ、二方弁４０３およびチューブ４５４を通っ
て、サブタンク４０１へ戻る。この動作により、サブタ
ンク４０１から、三方弁５０４、５０５、５０２、二方
弁４０３を通ってサブタンク４０１に戻るインク供給経
路内は、ほぼ完全に空気が取り除かれる。このように脱
気されたインクが、脱気装置から三方弁５０４、５０
５、５０２を通過して、チューブ４５２、二方弁４０３
を経由してサブタンク４０１、さらに脱気装置５１１へ
と循環され、この経路内はチューブ５７３を除ぎ全て脱
気インクで満たされることとなる。この循環動作を何回
か繰り返すことにより、循環するインクは、メイン脱気
装置５１１を何回か通過することとなり、インクの脱気
レベルをより上げることができる。

【００７６】次に、残された部分（チューブ５７３な
ど）に脱気インクを満たすために、三方弁５０２、５０
４、５０５を図５（ａ）の描画状態へ切り替える。そし
て加圧モータ４０２を回転させ、サブタンク４０１から
インクを送り出すと、チュ一ブ５７３、５５３、５５
４、５５１、５５２も脱気インクで満たされることにな
る。これにより、図５で示すインク供給経路全体に脱気
インクが満たされたこととなる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
脱気装置からインクジェットヘッドまでのインク供給経
路が長くても、脱気装置から出た直後の脱気されたイン
クを効率的にインクジェットヘッドに供給可能であり、
インクジェットヘッドのインク吐出の安定が得られる。
また、インク供給経路中でインク中に空気が混入するこ
とが抑制されるため、脱気されたインクの脱気度の低
下、すなわち脱気度の変動が抑えられる。そして、本発
明に基づいてカラーフィルタを製造すると、ムラのない
良品カラーフィルタを安定的な製造可能である。

【００７８】また、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）
樹脂は、多くの無機酸、一部のアルカリ直鎖炭化水素、
脂肪族、芳香族炭化水素、有機酸およびアルコール類な
どに耐性が優れており、水と直鎖炭化水素あるいは芳香
族炭化水素系などの溶媒からなるカラーフィルタ用のイ
ンクに対し、耐性も兼ね備えてるので、インクによりチ
ューブが侵されたり、インク中に不要な成分が溶け込ん
だりしてインクジェットヘッドのインク吐出に悪影響を
及ぼしたりすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくカラーフィルタの製造工程の説
明図である。

【図２】本発明の一実施形態により製造されるカラーフ
ィルタのパターンを示す概略図である。

【図３】図２に示すカラーフィルタの外形を示す概略図
である。

【図４】本発明のカラーフィルタ製造装置の一実施形態
の概略構成を示す斜視図である。

【図５】（ａ）は図４に示す実施形態のインク供給系の
描画状態の全体構成を示す模式図、（ｂ）は（ａ）のバ
イパス状態のＡ部拡大図である。

【図６】図５に示すインク供給系の溶存酸素計の構成を
示す拡大図である。

【符号の説明】

１基板２ブラックマトリクス３樹脂層（樹脂組成物層）４フォトマスク５非着色部７光透過部８保護膜２０カラーフィルタ製造装置（インクジェット
記録装置）２１架台２２ＸＹステージ２３支持部材２５、３３インク供給チューブ２６電気信号用ケーブル２７制御ボックス２８キーボード２９ディスプレイ３０弁ボックス３１ケーブル３２インク供給ユニット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）１２０インクジェットヘッド１２０ａ吐出ロ１２２インクコネクタ３０１、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃメインタン
ク（インクタンク）３０２、メインポンプ３１１フィルタ３２１サブ脱気装置３２２、５２２真空ポンプ３５０インク残量検知センサ３７１、３７２、４７１、５７７ジョイント３７４カプラプラグ３７５カプラソケット３７７吸引ポンプ３７９廃液タンク４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃサブタンク
（インクタンク）４０２加圧モータ４０２ａタービン４０３、３０４二方弁４０４ドレイン４０５サブタンク残量検知センサ４５６流量計５０２、５０４、５０５三方弁５１１、５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃメイン脱気
装置５２０溶存酸素計５２１真空メータ５２３センサ５２４マグネチックスターラー５２５容器５２６回転子５２７、５２８チューブ継手５２９センサ固定治具５５５、５５６カプラ５５７、５５８カプラ脱着センサ３２３、３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３
５６、３７３、３７６、３７８、４５１、４５２、４５
３、４５４、４５５、５５１、５５２、５５３、５５
４、５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７
６、５８０、５８１チューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクタンクから供給されたインクを吐
出して画像の形成を行うインクジェットヘッドを有する
インクジェット記録装置であって、前記インクタンクと前記インクジェットヘッドとの間の
インク供給経路中に、ポリフッ化ビニリデン樹脂から構
成されるインク供給チューブが設けられていることを特
徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記インク供給経路中に脱気されたイン
クが供給される請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項３】前記インク供給経路中に、インク中の溶
存気体を脱気する脱気装置が設けられており、前記ポリ
フッ化ビニリデン樹脂から構成されるインク供給チュー
ブが前記脱気装置と前記インクジェットヘッドとの間に
配置されている請求項２に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録装置を含むカラーフィルタ製造装置。
【請求項５】インクタンクからインクジェットヘッド
にインクを供給し、インクジェットヘッドからインクを
吐出して画像の形成を行うインクジェット記録方法であ
って、前記インクタンクから、ポリフッ化ビニリデン樹脂から
構成されるインク供給チューブを含むインク供給経路を
介して前記インクジェットヘッドにインクを供給するこ
とを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項６】前記インク供給経路中に脱気されたイン
クを供給する請求項５に記載のインクジェット記録方
法。
【請求項７】前記インク供給経路中に設けられている
脱気装置によってインク中の溶存気体を脱気する請求項
６に記載のインクジェット記録方法。
【請求項８】請求項５〜７のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録方法を用いてカラーフィルタの被着色
部を着色することを特徴とするカラーフィルタの製造方
法。
【請求項９】インクタンクからインクジェットヘッド
に供給されるインクの脱気度変動低減方法であって、前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへのイ
ンクの供給を、ポリフッ化ビニリデン樹脂から構成され
るインク供給チューブを含むインク供給経路を介して行
なうことで、前記インク供給経路における脱気されたイ
ンクの脱気度の変動を低減することを特徴とするインク
の脱気度変動低減方法。