WO2004030914A1

WO2004030914A1 - 混合液の液滴形成方法及び液滴形成装置、並びにインクジェット印刷方法及び装置、並びにインクジェット印刷用電極付きノズル

Info

Publication number: WO2004030914A1
Application number: PCT/JP2003/010528
Authority: WO
Inventors: Osamu Yogi; Tomonori Kawakami
Original assignee: Hamamatsu Photonics K.K.
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2004-04-15
Also published as: EP1547789B1; EP1547789A1; JP4112935B2; JP2004122447A; AU2003257630A1; US7422307B2; EP1547789A4; US20060038860A1

Abstract

本発明は、複数のインクを用いて被印刷物上にカラー画像を印刷するインクジェット印刷方法において、複数のインクのそれぞれを収容するインクノズル９ａ～９ｄ及びこれらインクを希釈することが可能な希釈液を収容する希釈ノズル８を用い、静電吸引力によりインクノズル９ａからインクを吐出させて被印刷物４上に液滴Ｌを形成した後、静電吸引力によりインクノズル９ｂからインクを吐出させ、上記液滴Ｌ内でインクを混合させて任意の中間色を呈する液滴を形成する。この場合、液滴Ｌ内で原色インク同士の混合を的確に行うことができる。

Description

明糸田書

混合液の液滴形成方法及び液滴形成装置、並びにインクジュット印刷方法及び装置、並びにィンクジェット印刷用電極付きノズノレ

技術分野

【0 0 0 1】本発明は、混合液の液滴形成方法及び液滴形成装置、並びにィンクジェット印刷方法及び装置、並びにィンクジェット印刷用電極付きノズルに関する。

背景技術

【0 0 0 2】インクジェット印刷装置は一般に、色の 3原色に対応する 3種類の原色インク（C (シアン）、 M (マゼンダ）、 Y (イェロー））又は色の 4原色に対応する 4種類の原色インク（上記 C , M, Yに K (クロ）を加えたもの）を被印刷物上に打ち込むことによりカラー画像を形成するものであり、中間色についてはドット密度の変化で表現している。

【0 0 0 3】ところが、中間色をドット密度の変化で表現すると、微妙な中間色を表現しきれなかったり、画像にザラツキ感が生じる。

【0 0 0 4】このような問題の解決を図ったインクジエツト印刷装置として、例えば下記特許文献 1：特開平 8— 2 0 7 3 1 8号公報に開示されるものがある。【0 0 0 5】図 7は、同公報に記載のィンクジェット印刷装置を示す概略断面図である。図 7に示すように、このインクジェット印刷装置 1 0 0は、電源 1 0 8によりリング状電極 1 0 1と電極板 1 0 2との間に電圧を印加し、静電吸引力を利用して液体送給パイプ 1 0 3から濃縮ィンク 1 0 4を吐出させ、電極板 1 0 2上の被印刷物 1 0 5にインクからなる液滴を形成するものである。インク濃度を調整する場合には、濃縮インク 1 0 4を液体送給パイプ 1 0 3から引き出すと同時に液体送給パイプ 1 0 6から透明溶媒 1 0 7を引き出し濃縮インクを透明溶媒で希釈し、この希釈した液滴を吐出させて被印刷物 1 0 5上にインク濃度の調整された液滴を形成する。 T JP200雇 0528

【0 0 0 6】【特許文献 1】

【0 0 0 7】特開平 8— 2 0 7 3 1 8号公報

発明の開示

【0 0 0 8】しかしながら、前述した従来の公報に記載のインクジエツト印刷装置 1 0 0は、以下に示す課題を有していた。

【0 0 0 9】すなわち、上記インクジェット印刷装置 1 0 0においては、インク吐出後に引きちぎられて液体送給パイプ 1 0 3側に残った液体は、濃縮インクと透明溶媒の混合液であり、それが液体送給パイプ 1 0 3中に残留する。このため、その後、この残留した液体と、他の色のインクとを混色させる場合に、意図しない色が被印刷物上に印刷されることとなる。従って、上記のようにしてインク濃度を調整する方法では、的確な中間色を実現することは困難である。

【0 0 1 0】そこで、本宪明は、各ノズルから独立して吐出される液体を被液滴形成物上で的確に混合することができる混合液の液滴形成方法及び液滴形成装置、並びにィンクジェット印刷方法及び装置、並びにィンクジェット印刷用電極付きノズルを提供することを目的とする。

【0 0 1 1】上記課題を解決するため、本発明は、複数のノズルのうちの 1つに収容された原料液と前記ノズルに対向して配置された平板状電極との間に先に電圧を印加し、前記ノズルの先端から前記原料液を吐出させ、前記ノズルの先端と前記平板状電極との間に配置される被液滴形成物上に前記原料液からなる液滴を形成する第 1工程と、前記複数のノズルのうちの他のノズルに収容された原料液と前記平板状電極との間に電圧を印加して前記他のノズルの先端から前記原料液を吐出させ、前記液滴に前記原料液を混合させて混合液の液滴を形成する第 2 工程とを含むことを特徴とする混合液の液滴形成方法である。

【0 0 1 2】この発明によれば、まず複数のノズルのうちの 1つに収容される原料液と平板状電極との間に先に電圧を印加し、そのノズルの先端から前記原料液を吐出させ、被液滴形成物上に前記原料液からなる液滴を形成する。このとき、液滴の存在により、等電位線がノズル側に向かって凸の状態となる。このため、他のノズルに収容される原料液と平板状電極との間に電圧を印加すると、その原料液と上記液滴とを結ぶ線上で電界がより大きくなる。このため、他のノズルに収容される原料液が吐出されると、原料液はこの液滴に導かれ、この液滴内で原料液同士の混合が的確に行われる。

【0 0 1 3】上記第 1工程において、前記複数のノズのうち、少なくとも 1 つのノズルの外周に電極を設置し、その電極に、前記ノズル内の原料液の電位以上の電位を付与することが好ましい。

【0 0 1 4】この場合、電極を設置したノズルの直下に電気力線がより集中するため、原料液を被液滴形成物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後に原料液を被液滴形成物に向けて吐出する場合に、その原料液を被液滴形成物上の液滴に的確に混合させることができる。また原料液同士の混合がノズルから吐出される前ではなく吐出後被液滴形成物上で行われる。このため、各ノズルで原料液の品質が変わることはない。従って、被液滴形成物上に繰り返し液滴を形成しても、意図した品質の液滴を 1 ドットで形成することができる。

【0 0 1 5】また本発明は、複数の原料液を収容し且つ複数の原料液をそれぞれ独立に吐出する複数のノズノレと、前記複数のノズルの先端に対向して配置される平板状電極と、前記複数のノズルに収容される原料液と前記平板状電極との間に電圧を印加する電圧印加装置とを備えることを特徴とする混合液の液滴形成装置である。

【0 0 1 6】この液滴形成装置によれば、複数のノズルのうちの 1つに収容される原料液と平板状電極との間に、電圧印加装置により電圧が印加されると、ノズルから原料液が吐出され、被液滴形成物上に液滴が形成される。このとき、液滴の存在により、等電位線がノズル側に向かって凸の状態となる。このため、他のノズルに収容される原料液と平板状電極との間に電圧を印加すると、その原料 P T/JP2003/010528 液と上記液滴とを結ぶ線上で電界がより大きくなる。従って、他のノズルに収容される原料液が吐出されると、この原料液はこの液滴に導かれ、この液滴内で原料液同士の混合が的確に行われる。

【0 0 1 7】上記液滴形成装置は、複数の原料液のうち任意の原料液に電圧を印加するように電圧印加装置を制御する制御装置を更に備えてもよい。

【0 0 1 8】また上記液滴形成装置においては、前記複数のノズルうち、少なくとも 1つのノズルの外周に電極が設置されており、前記制御装置が、前記電極に前記原料液の電位以上の電位を付与するように前記電圧印加装置を制御することが好ましい。

【0 0 1 9】この場合、制御装置により、電極に原料液の電位以上の電位を付与するように電圧印加装置を制御すると、ノズルの直下に電気力線がより集中する。このため、原料液を被液滴形成物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後に原料液を被液滴形成物に向けて吐出する場合に、原料液からなる液滴に的確に混合させることができる。また原料液同士の混合がノズルから吐出される前ではなく吐出後被液滴形成物上で行われるため、各ノズルで原料液の品質が変わることはない。従って、意図した品質の液滴を 1 ドットで形成することができる。

【0 0 2 0】また本発明に係るインクジエツト印刷方法は、複数のインクを用いて被印刷物上にカラー画像を印刷するィンクジヱット印刷方法において、前記複数のィンクをそれぞれ収容する複数のィンクノズル及び前記ィンクを希釈することが可能な希釈液を収容する希釈ノズルを用い、静電吸引力により前記インクノズル又は前記希釈ノズルから前記ィンク又は前記希釈液を吐出させて前記被印刷物上に液滴を形成する第 1工程と、静電吸引力により前記ィンクノズル又は前記希釈ノズルから前記インク又は前記希釈液を吐出させ、前記液滴内で前記ィンク又は前記希釈液を混合させ、中間色を呈した液滴を形成する第 2工程とを含むことを特徴とする。【0 0 2 1】この発明によれば、まずインクノズル又は希釈ノズルのうちの 1 つに収容されるインク又は希釈液と平板状電極との間で電圧を印加し、インクノズル又は希釈ノズルの先端からインク又は希釈液を吐出させ、被印刷物上に前記原色インク又は希釈液からなる液滴を形成する。このとき、液滴の存在により、等電位線がノズル側に向かって凸の状態となる。このため、次いで他のノズルに収容されるインク又は希釈液と平板状電極との間に電圧を印加すると、そのインク又は希釈液と上記液滴とを結ぶ線上で電界がより大きくなる。このため、他のノズルに収容されるインク又は希釈液が吐出されると、この液体はこの液滴に導かれ、この液滴内でィンク同士又はィンクと希釈液の混合が的確に行われ、こうして中間色を呈した液滴が形成される。

【0 0 2 2】上記第 1工程においては、希釈ノズルから希釈液を吐出させて被印刷物上に希釈液からなる液滴を形成することが好ましい。

【0 0 2 3】この場合、第 2工程以降で液滴にィンクを混合する時に、混色の進行による液滴の色変化を容易に判定することができる。

【0 0 2 4】また上記第 2工程の後に、前記液滴の色度を測定し、測定された色度に基づいて、液滴の色度が所望の色度になるように前記ィンク又は前記希釈液の吐出量を制御する工程を更に含むことが好ましい。

【0 0 2 5】この場合、目的とする中間色を正確に表現することが可能となる。

【0 0 2 6】上記ィンクジェット印刷方法は、希釈ノズの外周に電極を設置し、その電極に、希釈ノズル内の希釈液の電位以上の電位を付与することが好ましい。

【0 0 2 7】この場合、希釈ノズルの直下に電気力線がより集中するため、希釈液を被印刷物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後にインクを被印刷物に向けて吐出する場合に、希釈液からなる液滴に的確に混合させることができる。また希釈液とインクとの混合がノズルから吐出される前ではなく吐出後被印刷物上で行われる。このため、各インクノズルでインクの品質が変わることはない。従って、液滴を操り返し形成しても、意図した中間色を呈する液滴を 1 ドッ 1、で形成することができ、高精細でゆがみのない印刷を実行することができる。

【0 0 2 8】また本発明のインクジェット印刷装置は、複数のインクを用いて被印刷物上にカラー画像を印刷するインクジエツト印刷装置において、前記複数のィンクをそれぞれ収容する複数のィンクノズルと、前記ィンクを希釈することが可能な希釈液を収容する希釈ノズルと、前記ィンクノズル及び前記希釈ノズノレの先端に対向して配置される平板状電極と、前記ィンク及び前記希釈液と前記平扳状電極との間に電圧を印加する電圧印加装置とを備え、前記複数のィンクノズル及ぴ前記希釈ノズルが互いに離れて配置されていることを特徴とする。

【0 0 2 9】このインクジェット印刷装置によれば、インク又は希釈液と平板状電極との間に、電圧印加装置により電圧が印加されると、インクノズル又は希釈ノズルからインク又は希釈液が吐出され、被印刷物上に液滴が形成される。このとき、液滴の存在により、等電位線がノズル側に向かって凸の状態となる。このため、他のノズノレに収容されるインク又は希釈液と平板状電極との間に電圧を印加すると、ィンク又は希釈液と上記液滴とを結ぶ線上で電界が大きくなる。従つて、他のノズルに収容されたインク又は希釈液が吐出されると、この液体はこの液滴に導かれ、この液滴内でィンク同士又はィンクと希釈液の混合が的確に行われ、こうして中間色を呈した液滴が形成される。

【0 0 3 0】上記ィンクジエツト印刷装置は、ィンク及ぴ希釈液のうち任意の液体に電圧を印加するように電圧印加装置を制御する制御装置を更に備えてもよい。

【0 0 3 1】上記インクジエツト印刷装置においては、希釈ノズルの外周に電極が設置されており、制御装置が希釈液の電位以上の電位を電極に付与するように電圧印加装置を制御することが好ましい。

【0 0 3 2】この場合、制御装置により、電極に希釈液の電位以上の電位を付与するように電圧印加装置を制御すると、希釈ノズルの直下に電気力線がより集中する。このため、希釈液を被印刷物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後にインクを被印刷物に向けて吐出する場合に、希釈液からなる液滴に的確に混合させることができる。また希釈液とインクとの混合がノズルから吐出される前ではなく吐出後被印刷物上で行われるため、各インクノズルでインクの濃度が変わることはない。従って、意図した中間色を呈する液滴を 1 ドットで形成することができ、高精細でゆがみのない印刷を実行することができる。

【0 0 3 3】また上記ィンクジェット印刷装置は、前記被印刷物上の液滴を照明する照明光源と、前記照明光源で照明される液滴の色度を測定する色度測定装置とを更に備えており、前記制御装置が、前記色度測定装置で測定される液滴の色度に基づき、前記液滴の色度が所望の色度となるように前記電圧印加装置を制御して前記ィンク又は前記希釈液の吐出量を調整することが好ましい。

【0 0 3 4】この場合、目的とする中間色を正確に表現することが可能となる。【0 0 3 5】また本発明は、平板状電極を備えたィンクジェット印刷装置に用いられ、前記平板状電極に対向して配置されるインクジュット印刷用電極付きノズルにおいて、インク又は希釈液を収容するノズルと、前記ノズルの外周に設けられる電極とを備えることを特徴とする。

【0 0 3 6】このィンクジェット印刷用電極付きノズルによれば、平板状電極を備えたインクジェット印刷装置に用いる場合に、ノズルと平板状電極との間に被印刷物を配置し、ノズル内に収容されるィンク又は希釈液と平板状電極との間に電圧を印加し、さらに電極にインク又は希釈液以上の電位を付与すると、電極付きノズルの直下に電気力線がより集中するため、ィンク又は希釈液を被印刷物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後にインク又は希釈液を被印刷物に向けて吐出する場合に、被印刷物上の液滴に的確に混合させることができる。図面の簡単な説明

【0 0 3 7】図 1は本発明のィンクジェット印刷装置の一実施形態の要部を示す概略断面図である。

【0 0 3 8】図 2はノズルヘッドの底面図である。

【0 0 3 9】図 3は希釈ノズルの部分断面図である。

【0 0 4 0】図 4 A、図 4 B、図 4 Cは、各ノズルにおけるパルス電圧のタイミングチャートである。

【0 0 4 1】図 4 D、図 4 E、図 4 F、図 4 G、図 4 Hは、それぞれ中間色を呈した液滴を形成するための一連の過程を示す図である。

【0 0 4 2】図 5は意図した中間色を的確に実現するための工程を示すフローチャートである。

【0 0 4 3】図 6は本発明のィンクジェット印刷装置の他の実施形態の要部を示す概略断面図である。

【0 0 4 4】図 7は従来のィンクジェット印刷装置の一例を示す概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

【0 0 4 5】以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0 0 4 6】図 1は、本発明のィンクジェット印刷装置の一実施形態の要部を示す概略図、図 2はノズルへッドの底面図である。

【0 0 4 7】図 1に示すように、本実施形態のィンクジェット印刷装置 1は、ノズルへッド 2を備えており、ノズルへッド 2には平板状電極 3が対向配置されている。平板状電極 3の上には、被印刷物としての記録紙（被液滴形成物） 4が配置されるようになっている。ノズルヘッド 2は、ノズルヘッド送り機構 5により図 1の矢印 A方向に往復移動させることが可能であり、記録紙 4は、記録紙送り機構 6により、矢印 A方向に直交する矢印 B方向に自在に移動させることが可能である。【0 0 4 8】図 2及び図 3に示すように、ノズルへッド 2はノズルホルダ 7を有し、ノズルホルダ 7には希釈液（原料液） 8 aを収容する希釈ノズル 8と、色の 4原色に対応する 4種類の原色インク（原料液） 9 a 9 b 9 c 9 d ₁ をそれぞれ収容する 4本のインクノズノレ 9 a， 9 b， 9 c , 9 d ( 9 a ~ 9 d ) が揷入固定されている。希釈ノズル 8及びインクノズル 9 a〜9 dは、寸法安定性の観点からガラスで構成されている。 4種類の原色インク 9 aい 9 bい 9 c い 9 c! は、 C (シアン）、 M (マゼンダ)、 Y (イェロー)、 K (ブラック）であり、インクノズル 9 a〜9 dはそれぞれ、 Cインク 9 aい Mインク 9 b Yインク 9 cい Kインク 9 d iを収容している。なお、希釈ノズル 8は希釈液補給タンク

(図示せず）に接続され、インクノズノレ 9 a〜9 dはそれぞれインク補給タンク

(図示せず）に接続されている。

【0 0 4 9】ここで、インクノズル 9 a〜 9 d及び希釈ノズル 8は互いに離れて配置されている。詳細に述べると、希釈ノズル 8は、ノズルホルダ 7の中央に固定され、インクノズル 9 a〜9 dは、希釈ノズル 8を中心にして円周上に等間隔に配置されている。希釈ノズル 8を中央に配置するのは、記録紙 4上に 1 ドットの液滴を形成するに際して、原色ィンク及び希釈液のうち希釈液を最初に吐出するためである。従って、記録紙 4上に 1 ドットの液滴を形成するに際して他の原色ィンクを最初に吐出する場合には、当該原色ィンクが中央に配置されることになる。

【0 0 5 0】また、図 1に示すように、希釈ノズル 8及びインクノズル 9 a〜 9 d内に収容されたインク及び希釈液は、パルス電圧を供給することが可能な電圧印加装置 1 0を介して平板状電極 3と電気的に接続されている。従って、電圧印加装置 1 0により、ィンク又は希釈液と平板状電極 3との間に電圧を印加することが可能となっている。

【0 0 5 1】また、ノズルホルダ 7には、希釈ノズル 8を挟んで軸対称な位置に照明用ファイバ 1 1と受光用ファイバ 1 2が揷入固定されている（図 2参照）。照明用ファイバ 1 1は白色光源（照明光源） 1 3に接続され、受光用ファイバ 1 2は色度測定装置 1 4に接続されている（図 1参照)。従って、白色光源、 1 2からの白色光を、照明用ファイバ 1 1を経て液滴に照明することが可能となり、液滴から受光用ファイバ 1 2を経て受光した光を色度測定装置 1 4で受光し、この光に基づき液滴の色度が測定される。

【0 0 5 2】さらにインクジェット印刷装置 1は、制御装置 1 5を備えており、制御装置 1 5によりノ.ズルへッド送り機構 5、記録紙送り機構 6、電圧印加装置 1 0、白色光源 1 3及び色度測定装置 1 4を制御することが可能となっている。

【0 0 5 3】次に、前述したィンクジェット印刷装置 1を用いたィンクジェット印刷方法について、図 3及び図 4 A〜 4 Hを用いて説明する。

【0 0 5 4】図 3は、希釈ノズルの部分断面図であり、希釈ノズから希釈液が吐出され、記録紙 4上に液滴が形成される様子を示すものである。なお、図 3 では希釈ノズル 8の構成について説明するが、希釈ノズル 8の構成と機能は、ィンクノズル 9 a〜9 dと同一であり、この場合、各インクノズル 9 a〜9 d内には、希釈液 8 aの代わりにインク 9 a 9 が収容される。

【0 0 5 5】図 4 A、図 4 B、図 4 Cは、各ノズルと平板状電極 3との間に印加されるパルス電圧 Δ Ε ₃， Δ Ε ₂ , Δ Ε ιのタイミングチャート、図 4 D、図 4 E、図 4 F、図 4 G、図 4 Hは、それぞれ中間色を呈した液滴を形成するための一連の過程を示す図である。

【0 0 5 6】まず、電圧印加装置 1 0により、希釈液と平板状電極 3との間にパルス電圧を印加する。このとき、図 4 Bに示すように、時刻 1^〜1: ₂の間、電圧 ΔΕ₂を印加してパルス電圧を形成する。すると、図 3及び図 4 Dに示すように、希釈ノズル 8から希釈液 8 aが静電吸引力により引き出されてティラーコーン

(Taylor Cone) 1 6を形成した後、所定量の希釈液が吐出され、記録紙 4上に希釈液からなる液滴 Lが形成される。

【0 0 5 7】次に、電圧印加装置 1 0により、インクノズル 9 cに蓄えられた Yインクと平板状電極 3との間に電圧を印加する。このとき、図 4 Αに示すように、時刻 t 2〜t 3の間、電圧 ΔΕ₃を印加してパルス電圧を形成する。このとき、記録紙 4上に形成した液滴の存在により、等電位線がノズル 9 c側に向かって凸の状態となっており、インクノズル 9 cの先端と液滴とを結ぶ線上で電界がより大きくなる。

【0 0 5 8】このため、図 4 Εに示すように、インクノズノレ 9 cから Υインクが静電吸引力により引き出されてティラーコーンを形成した後、所定量の Υインクが液滴 Lに向かって吐出される。 Υインクは、液滴内に入ると乱流状態を引き起こし、これにより Υィンクと希釈液の混合が的確に行われる。

【0 0 5 9】このとき、図 4 Fに示すように、白色光源 1 3から照明用フアイバ 1 1を経て出射される白色光で液滴 Lを照明し、液滴 Lから発せられる光を受光用ファイバ 1 2を経て色度測定装置 1 4で受光する。そして、色度測定装置 1 4で測定された色度に基づいて、液滴 Lの色度が所望の色度となるように Υインク又は希釈液の添加量を調整する。この添加量は、具体的には、電圧印加装置 1 0力ら出力されるパルス電圧のパルス時間によつて調整すればよい。

【0 0 6 0】次に、電圧印加装置 1 0により、インクノズル 9 aに蓄えられた Cインクと平板状電極 3との間に電圧を印加する。このとき、図 4 Cに示すように、時刻 t ₃〜t ₄の間、電圧を印加してパルス電圧を形成する。このとき、記録紙 4上に形成した液滴 Lの存在により、等電位線がィンクノズル 9 a側に向かって凸の状態となっており、インクノズノレ 9 aの先端と液滴 Lとを結ぶ線上で電界がより大きくなる。このため、図 4 Gに示すように、インクノズル 9 aから Cインクが静電吸引力により引き出されてティラーコーンを形成した後、所定量の Cインクが液滴 Lに向かって吐出される。 Cインクは、液滴 L内に入ると乱流状態を引き起こし、これにより Cインクと希釈液の混合が的確に行われる。【0 0 6 1】そして、このとき、図 4 Hに示すように、白色光源 1 3から照明用ファイバ 1 1を経て出射される白色光で液滴 Lを照明し、液滴 Lから発せられる光を、受光用ファイバ 1 2を経て色度測定装置 1 4で受光する。そして、上記と同様にして、色度測定装置 1 4で測定された色度に基づいて、液滴 Lの色度が所望の色度となるように Cィンク又は希釈液の添加量を調整する。

【0 0 6 2】以後、必要に応じて液滴 Lに Mインク、 Kインクを打ち込み、中間色を呈した液滴 Lを形成する。 Mインク、 Kインクを打ち込む方法は、 Yインク等を打ち込む場合と同様である。なお、中間色を呈した液滴 Lを形成する場合、薄い色から徐々に濃くしていき、最終的に目的とする色度を持つ色となるようにすることが好ましい。このようにすることで、色度測定による色の変化の判断を容易にすることができる。

【0 0 6 3】こうして中間色を呈した液滴 Lが記録紙 4上に形成される。この中間色を呈した液滴 Lは、原色インクの混合により形成されるが、原色インクの混合は、ノズルから吐出される前に行われるのではなく、吐出された後に行われる。このため、各インクノズル 9 a〜9 d内に収容された原色インクの濃度はそれぞれ、常に一定に保たれる。従って、インクジェット印刷装置 1を繰り返し使用しても、記録紙 4上に形成された液滴に、意図した中間色を的確に付与することができる。

【0 0 6 4】液滴形成後、記録紙送り機構 6により記録紙 4を図 1の矢印 B方向に移動させる力ノズルへッド送り機構 5によりノズルへッド 2を図 1の矢印 A方向に移動させ、上記と同様にして液滴を形成し、これを繰り返せば、擬似力ラーではなく真の色を用いたカラー画像を形成することができる。なお、上述したノズルへッド送り機構 5、記録紙送り機構 6、電圧印加装置 1 0、白色光源 1 3、色度測定装置 1 4の動作は、すべて制御装置 1 5により制御するようにしてあよい。

【0 0 6 5】ここで、液滴に、意図した中間色をより的確に付与するためには、各色のインクを液滴 Lに打ち込むごとに液滴 Lの混色の度合いを判定することが好ましい。 8

【0 0 6 6】液滴 Lの混色の度合いを判定するためには、具体的には、以下のようにする。

【0 0 6 7】すなわち、まず液滴 Lを白色光で照明し、色度測定装置 1 4を用いて液滴 Lの色度を測定する。次に測定された色度を変換して C I E L A B表色系の明度指数 L*、およびクロマ座標 a*, b*を求めればよい。

【0 0 6 8】但し、この場合、混色に先立って、各原色インクの吸収スぺタトル等のデータをもとに、目的とする中間色を実現するための各原色ィンクの混合比率と、その比率に対応する各原色インクの L*a*b*の値を準備しておく必要がある。

【0 0 6 9】ここで、測定された色度に基づいて液滴の混色の度合いを判定し、目的とする中間色を実現する工程の一例について説明する。

【0 0 7 0】図 5は、目的とする中間色を実現するためのフローチャートである。図 5に示すように、まず記録紙 4上に希釈液からなる液滴 Lを形成する（ステツプ 1 )。

【0 0 7 1】次に、目的とする中間色に対する Yインクの L*a*b*の値を判定基準とし、 Yインクの混色の度合いが多いか少ないかを判定する。少なければ Y インクを単位量追加し、多ければ希釈液を単位量追加する（ステップ 2 )。ここで、単位量とは、インク又は希釈液と平板状電極 3との間に 1パルスの電圧を印加した場合に吐出されるィンク又は希釈液の量を言う。

【0 0 7 2】次に、目的とする中間色に対する C , Y混合インクの L*a*b*の値を判定基準とし、 Cインクの混色の度合いが多いか少ないかを判定する。少なければ Cィンクを単位量追加し、多ければ希釈液を単位量追加する (ステップ 3 )。【0 0 7 3】次に、目的とする中間色に対する C， M, Y混合インクの L*a*b* の値を判定基準とし、 Mインクの混色の度合いが多いか少ないかを判定する。少なければ Mインクを単位量追加し、多ければ希釈液を単位量追加する（ステップ 4 )。【0 0 7 4】最後に、目的とする中間色に対する厳密な L*a*b*の値を判定基準とし、 Kインクの混色の度合いが多いか少ないかを判定する。少なければ Kィンクを単位量追加し、多ければ希釈液を単位量追加する（ステップ 5 )。

【0 0 7 5】このように、液滴にインクを打ち込むごとに液滴の色度を測定し、混色の度合いを判定しながら混色を行うことで、目的の中間色を液滴 Lに的確に付与することができる。

【0 0 7 6】次に、本発明のインクジエツト印刷装置の第 2実施形態について図 6を用いて説明する。図 6中、第 1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

【0 0 7 7】図 6に示すように、本実施形態のィンクジット印刷装置は、外周に電極 2 0を備えた希釈ノズル（電極付きノズル） 8を有する点で、第 1実施形態のィンクジェット印刷装置 1と相違する。

【0 0 7 8】ここで、電極 2 0の構成材料は、導電性を有するものであれば特に制限されないが、かかる構成材料としては、腐食の防止という理由から、金や白金が好ましい。また電極 2 0は、例えば希釈ノズル 8の先端に上記構成材料を蒸着することにより形成することができる。

【0 0 7 9】本実施形態のインクジェット印刷装置においては、液滴 Lを形成するにあたり、例えば希釈液 8 aと平板状電極 3との間に印加したパルス電圧と同一の電圧を電極と平板状電極 3との間に印加する。

【0 0 8 0】すると、電極 2 0の先端に現われた静電誘導電荷 2 1は、希釈液表面の静電誘導電荷 1 6 1の電荷分布をノズル中心部で最も高くなるように偏らせるため、その電荷密度の高い部分、つまり希釈液表面の中心部と平板状電極 3 との間に大きな静電力が作用する。その結果、ティラーコーン 1 6はノズル端面の内径部分にとどまり、かつその形状はより先鋭的に変形する。これは、電気力線がノズル中心部により集中した結果である。このため、液滴 Lが形成される位置を極めて安定なものにすることができる。言い換えるならば、記録紙 4上の所 8 望の位置に、液滴 Lをより的確に形成することができる。

【0 0 8 1】そして、一且液滴 Lを記録紙 4上に形成すれば、本実施形態のィンクジェット印刷装置では液滴 Lに原色ィンクを的確に打ち込むことができるため、中間色を呈する液滴 Lを所望の位置に的確に形成できることになる。またこのとき、液滴 Lは、複数の液滴によって 1つの中間色を呈するのではなく、それのみで、すなわち 1ドットで中間色を呈する。このため、本実施形態のインクジエツト印刷装置によれば、高精細でゆがみのないカラ一画像を印刷することがでさる。

【0 0 8 2】また本実施形態のインクジェット印刷装置によれば、ティラーコーン 1 6が形成されるものの、それはノズルの内径部分にとどまるため、その先端部分が鋭くなり、吐出時の液体の切れがよくなる。このため、希釈液 8 aと平板状電極 3との距離を小さくでき、比較的小さな電圧でも駆動することができる。その効果により、希釈液 8 aと平板状電極 3との間において放電の心配がなくなり、インクジェット印刷装置の信頼性を向上させることができる。またノズル先端と平板状電極 3との間隔を狭めることにより、インクジェット印刷装置の小型化も可能となる。

【0 0 8 3】さらに本実施形態のィンクジエツト印刷装置によれば、上記のような効果に加えて、オンデマンド印刷も可能である。よって、本実施形態のインクジエツト印刷装置は、偽造防止印刷技術であるマイクロ印刷装置として極めて有効である。

【0 0 8 4】なお、上記実施形態では、液滴の形成に際して、希釈液と平板状電極 3との間に印加したパルス電圧と同一の電圧を電極 2 0と平板状電極との間に印加するとしているが、希釈液と平板状電極 3との間に印加したパルス電圧よりも大きい電圧を電極 2 0と平板状電極 3との間に印加することが好ましい。この場合、電極 2 0の先端に現われた静電誘導電荷 2 1は、希釈液表面の静電誘導電荷 1 6 1の電荷分布をノズル中心部で最も高くなるように偏らせるため、その電荷密度の高い部分、つまり希釈液表面の中心部と平板状電極 3との間に大きな静電力が作用する。このため、液滴が形成される位置を一層安定なものにすることができ、より高精細でよりゆがみのないカラー画像を印刷することができる。【0 0 8 5】また上記実施形態では、希釈ノズノレ 8についてのみ電極 2 0を設置している力インクノズル 9 a〜9 dにも電極 2 0を設置することが好ましい。この場合、インクノズル 9 a〜9 dの先端部の外周に電極 2 0を備えることとなり、その構成及ぴ機能は、図 6に示した希釈ノズル 8をインクノズル 9 a〜 9 d に読み替えたものとなる。このインクノズル 9 a〜9 dでは、原色インク 9 a ₁ S d iの吐出時に、液体の切れがよい原色インクを、より少量単位で液滴しに打ち込むことができる。

【0 0 8 6】なお、各インクノズル 9 a〜9 dは単一の内部空間を有しており、この空間内にインクのみを収容している。また、希釈ノズルも単一の内部空間を有しており、この空間内に希釈液のみを収容している。

【0 0 8 7】本発明は、上述した第 1及び第 2実施形態に限定されるものではない。例えば上記第 1および第 2実施形態は、インクジェット印刷装置に係るものであり、原料液として原色インク又は希釈液を用いているが、本発明の混合液の液滴形成装置は、原料液として、原色ィンク及び希釈液に代えて、導電性液（例えば銀ペイストや水銀）を用いることもできる。この場合、各ノズルから独立して吐出される液体を被液滴形成物上で的確に混合することができる。また、この導電液の液滴形成装置は、例えば It細で平面的な電気回路（電線、抵抗、コンデンサ、リアクタンス等）を作製するための装置として機能する。なお、上記原料液としては、上記導電液に代えて、シリコン油やマシン油等の絶縁液が用いられてもよい。

【0 0 8 8】以上説明したように本発明の混合液の液滴形成方法及び形成装置によれば、各ノズノレから独立して吐出される液体を、被液滴形成物上で的確に混合することができる。 10528

【0 0 8 9】また本発明のィンクジエツト印刷方法及び印刷装置によれば、各ノズルから独立して吐出される原色ィンク又は希釈液を、被印刷物上で的確に混合することができ、意図した中間色を呈する液滴を的確に形成することができる。【0 0 9 0】また本発明のィンクジェット印刷用電極付きノズルによれば、平板状電極を備えたインクジエツト印刷装置に用いる場合に、ノズルと平板状電極との間に被印刷物を配置し、ノズル内に収容されるインク又は希釈液と平板状電極との間に電圧を印加し、さらに電極にインク又は希釈液以上の電位を付与すると、電極付きノズルの直下に電気力線がより集中するため、インク又は希釈液を被印刷物上の所望の位置に的確に配置することが可能となる。このため、その後にインク又は希釈液を被印刷物に向けて吐出する場合に、被印刷物上の液滴に的確に混合させることができる。

なお、液相を反応場とする化学反応において、複数の原料物質から所望の生成物を合成するための反応開発やその反応解析をする際に、例えば、有望な反応における所望の生成物の収率に対する各原料物質の濃度依存性、触媒（酵素を含む）の濃度依存性、異なる触媒を用いたときの効果、異なる溶媒を用いたときの効果等を把握し、反応条件を最適化する作業を行う必要がある。

このとき、例えば、医薬品開発におけるドラックスクリーニング等のように、反応条件を変えた膨大なサンプルについて分析を行う必要がある場合がある。そのため、作業効率を向上させるとともにコストを低減する観点から、それぞれ所望の成分組成を有する混合液を微量の液滴として基板の所定のスポット上に迅速かつ規則的に多数個配列させるための技術開発が検討されている。

より具体的には、原料物質、触媒等の反応に関与する物質を含む原料液をそれぞれ個別に調製しておき、分析の際にその場（in situ) でこれらの液滴をそれぞれ所定の体積比で混合し、異なる成組成を有する混合液の液滴を瞬時に基板上に形成する混合液の液滴の形成方法に関する技術開発が検討されている。

例えば、特開 2 0 0 1— 1 1 6 7 5 0号公報には、複数のィンクジェットノズルを使用して、所定量の反応性物質（ヌクレオチド、 cDNA、 DNA断片、酵素、抗原、抗体、ェピトープまたはタンパク質等）を高速で基板上の所定のスポットに供給し、スポット表面に固定させることにより、 DNA等の解析等にプローブ等として使用される.物質（DNA断片、 cDNA、ポリペプチド、オリゴヌクレオチド等）を基板に固定させた反応性チップを製造する方法、並びに、上記の反応性物質のかわりに該反応物質の原料を同様の方法を用いて基板上の所定のスポットに上記の反応性物質を製造する方法が提案されている。

すなわち、上述のノズル内に収容される原料液は、インクに代えて、反応性物質（ヌクレオチド、 cDNA、 DNA断片、酵素、抗原、抗体、ェピトープまたはタンパク質等）であってもよい。

換言すれば、上述の原料ノズル 9 a, 9 b, 9 c, 9 dは、単一の原料液が収容されるノズルにおいて、ノズル先端部の外周に電極を設けたことを特徴とする電極付ノズルであり、これとは別に、希釈液のみを収容する希釈ノズル 8を、原料ノズルに対して離隔配置することで、それぞれの電極 20と平板状電極 3との間に印加される電圧で、原料液と、希釈液を吐出させ、これらの原料液と希釈液を被液滴形成物上で混合させることができる。

産業上の利用可能性

本発明は、混合液の液滴形成方法及ぴ液滴形成装置、並びにインクジェット印刷方法及び装置、並びにィンクジェット印刷用電極付きノズルに利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数のノズノレのうちの 1つに収容された原料液と、前記ノズルに対向して配置された平板状電極との間に先に電圧を印加し、前記ノズルの先端から前記原料液を吐出させ、前記ノズルの先端と前記平板状電極との間に配置される被液滴形成物上に前記原料液からなる液滴を形成する第 1工程と、

前記複数のノズルのうちの他のノズルに収容された原料液と前記平板状電極との間に電圧を印加して前記他のノズルの先端から前記原料液を吐出させ、前記液滴に前記原料液を混合させて混合液の液滴を形成する第 2工程と、

を含むことを特徴とする混合液の液滴形成方法。

2 . 前記第 1工程において、前記複数のノズルのうち、少なくとも 1つのノズルの外周に電極を設置し、その電極に、前記ノズル内の原料液の電位以上の電位を付与することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の混合液の液滴形成方法。

3 . 複数の原料液を収容し且つ複数の原料液をそれぞれ独立に吐出する複数のノズルと、

前記複数のノズルの先端に対向して配置される平板状電極と、

前記複数のノズルに収容される原料液と前記平板状電極との間に電圧を印加する電圧印加装置と、

を備えることを特徴とする混合液の液滴形成装置。

4 . 前記複数の原料液のうち任意の原料液に電圧を印加するように前記電圧印加装置を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求の範囲第 3 項に記載の混合液の液滴形成装置。

5 . 前記複数のノズルうち、少なくとも 1つのノズルの外周に電極が設置されており、前記制御装置が、前記電極に前記原料液の電位以上の電位を付与するように前記電圧印加装置を制御することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の混合液の液滴形成装置。

6 . 複数のィンクを用いて被印刷物上にカラー画像を印刷するィンクジヱット印刷方法において、

前記複数のィンクをそれぞれ収容する複数のィンクノズル及び前記ィンクを希釈することが可能な希釈液を収容する希釈ノズルを用い、静電吸引力により前記インクノズル又は前記希釈ノズルから前記ィンク又は前記希釈液を吐出させて前記被印刷物上に液滴を形成する第 1工程と、

静電吸引力により前記ィンクノズル又は前記希釈ノズルから前記ィンク又は前記希釈液を吐出させ、前記液滴内で前記インク又は前記希釈液を混合させ、中間色を呈した液滴を形成する第 2工程と、

を含むことを特徴とするインクジエツト印刷方法。

7 . 前記第 1工程において、前記希釈ノズルから前記希釈液を吐出させて被印刷物上に希釈液からなる液滴を形成することを特徴とする請求の範囲第 6 項に記載のィンクジェット印刷方法。

8 . 前記第 2工程の後に、前記液滴の色度を測定し、測定された色度に基づいて、前記液滴の色度が所望の色度となるように前記ィンク又は前記希釈液の吐出量を制御する工程を更に含むことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載のインクジエツト印刷方法。

9 . 前記第 1工程において、前記希釈ノズルの外周に電極を設置し、その電極に、前記希釈ノズル内の希釈液の電位以上の電位を付与することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のィンクジェット印刷方法。

1 0 . 複数のインクを用いて被印刷物上にカラー画像を印刷するインクジエツト印刷装置において、

前記複数のィンクをそれぞれ収容する複数のィンクノズルと、

前記ィンクを希釈することが可能な希釈液を収容する希釈ノズルと、前記ィンクノズル及び前記希釈ノズルの先端に対向して配置される平板状電極と、前記ィンク及び前記希釈液と前記平板状電極との間に電圧を印加する電圧印加装置とを備え、

前記複数のィンクノズル及び前記希釈ノズルが互いに離れて配置されていることを特徴とするインクジット印刷装置。

1 1 . 前記インク及び前記希釈液のうち任意の液体に電圧を印加するように前記電圧印加装置を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載のインクジエツト印刷装置。

1 2 . 前記希釈ノズルの外周に電極が設置されており、前記制御装置が、前記電極に前記希釈液の電位以上の電位を付与するように前記電圧印加装匱を制御することを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載のインクジュット印刷装置。

1 3 . 前記被印刷物上に形成される液滴を照明する照明光源と、前記照明光源で照明される液滴の色度を測定する色度測定装置とを更に備えており、

前記制御装置が、前記色度測定装置で測定される液滴の色度に基づき、前記液滴の色度が所望の色度となるように前記電圧印加装置を制御して前記ィンク又は前記希釈液の吐出量を調整することを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載のィンクジエツト印刷装置。

1 4 . 平板状電極を備えたインクジュット印刷装置に用いられ、前記平板状電極に対向して配置されるインクジェット印刷用電極付きノズルにおいて、インクのみを収容するインクノズルと、前記インクノズノレの外周に設けられる電極とを備えることを特徴とするインクジェット印刷用電極付きノズル。

1 5 . 平板状電極を備えたインクジュット印刷装置に用いられ、前記平板状電極に対向して配置されるィンクジェット印刷用電極付きノズルにおいて、希釈液のみを収容する希釈ノズルと、前記希釈ノズルの外周に設けられる電極とを備えることを特徴とするインクジヱット印刷用電極付きノズル。

1 6 . 単一の原料液が収容されるノズルにおいて、ノズルの先端部の外周に電極を設けたことを特徴とするノズル。