JPH10100450A

JPH10100450A - インクジェット記録装置及び記録方法

Info

Publication number: JPH10100450A
Application number: JP25916196A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shigemura; 芳裕茂村; Masayuki Iino; 正行飯野
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】ごみの発生やインクミストによる不良を生じさ
せることなく、インクの予備吐出を行うことができるカ
ラーフィルタの製造装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッドにより被記録部材に
向けてインクを吐出して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１２０ａのノズル
面を覆うためのキャップ部材３１ａと、このキャップ部
材内を吸引するためのポンプＰと、インクジェットヘッ
ド１２０ａとキャップ部材３１ａとを相対的に移動させ
る移動機構と、この移動機構によりノズル面とキャップ
部材との距離を所定距離ｄに調節した状態で、ポンプＰ
を動作させながらインクジェットヘッド１２０ａからイ
ンクを吐出させるＣＰＵ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向けてインクを吐出して記録を
行うインクジェット記録装置及び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
ット方式を用いてカラーフィルタを製造する場合、１枚
のカラーフィルタ基板を着色し終わった後、次の基板の
着色に移るときなどに、インクジェットヘッドはある時
間インクの吐出を休止する場合がある。インクジェット
ヘッドは、ある時間インクの吐出を休止するとインク吐
出ノズルの出口付近のインクの乾燥などにより、インク
の吐出を再開した直後では、インクの吐出が安定しな
い。そのため、次のカラーフィルタ基板を着色する直前
に所定数のインクを空射ちする予備吐出動作が必要とな
る。

【００１０】オフィス内のインクジェットプリンターに
おいて、この予備吐出動作は、通常、吸水性のある部材
で構成された予備吐出インク専用のインク受容部を設
け、印字直前にインク受容部に所定数のインクを吐出す
ることによって行われていた。

【００１１】しかしながら、インクジェット記録方式に
よるカラーフィルタの製造装置においては、予備吐出に
より吐出されたインクのうち、インク受容部に吸収され
ず、空気中を浮遊したインクが装置内に付着してゴミの
原因となったり、カラーフィルタ基板上に付着して異な
る色が混じり合って不良の原因となるという問題点があ
った。

【００１２】また、これを回避するため、キャップ部材
をインクジェットヘッドのノズル面に密着させて、イン
クが飛散しない様に予備吐出の動作を行う方法において
は、ノズル面とキャップ部材を密着させることにより、
キャップ部材に着いていたインク等の汚れがノズル面側
に付着し、さらにこれがカラーフィルタ基板に付着して
不良の原因となるという問題点があった。

【００１３】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、その目的とするところは、ごみの発
生を抑え、不良を生じさせることなく、インクの予備吐
出を行う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にある。

【００１４】

【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
向けてインクを吐出して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のノズル面を
覆うためのキャップ部材と、該キャップ部材内を吸引す
るための吸引手段と、前記インクジェットヘッドと前記
キャップ部材とを相対的に移動させる移動手段と、該移
動手段により前記ノズル面と前記キャップ部材との距離
を所定距離に調節した状態で、前記吸引手段を動作させ
ながら前記インクジェットヘッドからインクを吐出させ
る制御手段とを具備す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、前記所定距離とは、０.５ｍｍ以上の
距離であ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、前記所定距離は、前記吸引手段の吸引
力に応じて設定され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からインク
を吐出させる動作は、予備吐出動作であることを特徴と
している。

【００１８】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、前記インクジェット
ヘッドの回復動作を行うときよりも、前記予備吐出を行
わせる動作のときのほうが前記吸引手段の吸引力を大き
くする様に制御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。

【００２０】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。

【００２１】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向け
てインクを吐出して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のノズル面を覆う
ためのキャップ部材と前記ノズル面とを所定距離だけ離
間させて位置決めする位置決め工程と、前記キャップ部
材内を吸引手段により吸引しながら前記インクジェット
ヘッドからインクを吐出させる吐出工程と、前記インク
ジェットヘッドによりインクを前記被記録部材上に吐出
して該被記録部材に記録を行う記録工程とを具備するこ
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、前記所定距離とは、０.５ｍｍ以上の
距離である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、前記所定距離は、前記吸引手段の吸引
力に応じて設定することを特徴としている。

【００２４】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、前記吐出工程における前記インクジェ
ットヘッドからインクを吐出させる動作は、前記被記録
部材に実際に記録を行う前の予備吐出動作であることを
特徴としている。

【００２５】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、前記吐出工程の前に前記インクジェッ
トヘッドの回復動作を行う回復工程をさらに具備し、該
回復工程よりも前記予備吐出を行わせる動作のときのほ
うが前記吸引手段の吸引力を大きくすることを特徴とし
ている。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【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、又は光り
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。

【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、
Ｚ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、図６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６はそれらのうちの１つを代表して示してい
る。

【００４６】図６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。

【００４７】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６のような状態に組み立てられ
る。図６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６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１０８
から押し出されて吐出される。

【００４８】次に、図７は回復ユニット３０の構成を示
す斜視図であり、図８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９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。

【００４９】図７乃至図９において、３１ａ，３１ｂ，
３１ｃはインクジェットヘッドＩＪＨの、赤色ヘッド１
２０ａ、緑色ヘッド１２０ｂ、青色ヘッド１２０ｃにそ
れぞれ対応したゴムなどの弾性を有する材料からなるキ
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,１２０ｂ,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８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,１２０ｃ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,１２０ｂ,１２０ｃが吐出を再開
する時、前述したキャップ３１ａ，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。この予備吐出の動作については後に詳細に
説明する。

【００５０】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し、ヘッド内を循環
させ、不吐出の原因となるノズル内にたまった泡やゴミ
をヘッド外に強制的に排出して、インクジェットヘッド
１２０ａ,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。

【００５１】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９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１２０ａ,
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。

【００５２】次に、ブレード３２ａ,３２ｂ,３２ｃをＸ
方向及びＺ方向に移動させる移動機構について図８及び
図９を参照して説明する。

【００５３】図８及び図９において、回復系ユニット３
０の基台３４には、ガイドシャフト３５がＸ軸方向に沿
って配設されていると共に、このガイドシャフト３５に
平行な状態で送りネジ３６が回転自在に支持されてい
る。送りネジ３６の端部には、モータ３７が接続されて
おり、このモータ３７により送りネジ３６が回転駆動さ
れる。ガイドシャフト３５には、ステージ３３がＸ軸方
向にスライド自在に支持されており、またステージ３３
の突出部３３ａには、送りネジ３６に螺合する雌ネジが
形成されている。従って、送りネジ３６がモータ３７に
よって回転駆動されることにより、ステージ３３がＸ軸
方向にスライド駆動される。

【００５４】一方、ステージ３３には、ガイドシャフト
３８がＺ軸方向に沿って配設されていると共に、このガ
イドシャフト３８に平行な状態で送りネジ３９が回転自
在に支持されている。送りネジ３９の端部には、モータ
４０が接続されており、このモータ４０により送りネジ
３９が回転駆動される。ガイドシャフト３８には、ステ
ージ４１がＺ軸方向にスライド自在に支持されていると
共に、ステージ４１には、送りネジ３９に螺合する雌ネ
ジが形成されている。従って、送りネジ３９がモータ４
０によって回転駆動されることにより、ステージ４１が
Ｚ軸方向にスライド駆動される。

【００５５】そして、前述したキャップ３１ａ,３１ｂ,
３１ｃ、及びブレード３２ａ,３２ｂ,３２ｃは、上記の
ステージ４１上に配設されているので、ステージ３３の
Ｘ軸方向の動きとステージ４１のＺ軸方向の動きによ
り、キャップ及びブレードがＸＺ方向に移動駆動される
こととなる。

【００５６】次に、図８乃至図９を参照して、インクジ
ェットヘッドのノズル面のワイピング動作について説明
する。

【００５７】まず、図８に示すような状態で、インクジ
ェットヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０ｃの加圧回復が
行われると、この加圧回復によりインクが付着したイン
クジェットヘッドのノズル面をワイピングするために、
ステージ３３がＸ軸方向に送られ、図９に示す様に、ブ
レード３２ａ,３２ｂ,３２ｃがそれぞれインクジェット
ヘッド１２０ａ,１２０ｂ,１２０ｃのノズル面に密着し
てワイピング動作を行う。

【００５８】次に、本実施形態の特徴的な部分であるキ
ャップ部の詳細な構成について説明する。キャップは既
に説明した様に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヘッドに対応して３個
設けられているが、これらの構成はどれも同じであるの
で、それらの代表として赤色ヘッド１２０ａに対応する
キャップ部の構成について説明する。

【００５９】赤色ヘッド１２０ａに対応するキャップ３
１ａは、基台８０を介して前述したステージ４１に取り
付けられている。基台８０には、キャップ３１ａに連通
する貫通穴８０ａが形成されており、この貫通穴８０ａ
には、パイプ８２を介してポンプＰが接続されている。
また、キャップ３１ａ内には、キャップ内上部のインク
を吸収するための吸収体が配置されている。ポンプＰは
パイプ８２及び貫通穴８０ａを介して吸収体に吸収され
たインクを吸引し、キャップ３１ａ内を吸引する。

【００６０】このように構成されるキャップ部は、イン
クの乾燥を防ぐ目的で、図８に示す様にインクジェット
ヘッド１２０ａのノズル面にキャップ３１ａの先端を密
着させる様にする。また、前述したインクを加圧してヘ
ッド内のインクを循環させて行うインクジェットヘッド
の加圧回復時にも、同様にインクジェットヘッド１２０
ａのノズル面にキャップ３１ａの先端を密着させ、加圧
によりノズルから押し出されるインク量を、多くてもキ
ャップ内部の容積となる様にする。そして、キャップ内
にインクが満たされた状態で、キャップ３１ａをノズル
面から離す動作を行うと、キャップ内にたまったインク
がノズル面に滴となって付着する。このままノズル面の
ワイピングを行うと、ブレードにより拭き取るインク量
が多くなり、ノズル面のインクを完全に拭き取れない場
合が生ずるので、キャップ３１ａをノズル面から離す前
に、キャップ内にたまったインクをポンプＰによって吸
引する。このとき、ポンプＰの吸引によって、キャップ
内だけでなく、ヘッド内のインクもノズル面から吸引し
てしまう。このときの吸引は、キャップ内のインクのみ
の吸引を行えばよいので、インク消費量を抑えるため
に、ポンプＰの吸引力は比較的弱い第１の吸引力に設定
される。

【００６１】一方、上記の加圧回復動作、ワイピングの
後に、インクを空射ちする予備吐出を行うのであるが、
この場合には、インクジェットヘッド１２０ａのノズル
面をキャップ３１ａから離してキャップ内にインクの吐
出を行う。このようにヘッドのノズル面をキャップ３１
ａから離して予備吐出を行うのは、キャップに付着した
インクがヘッドのノズル面に付いてノズル面が汚れるの
を防止するためである。そして、この予備吐出の動作に
おいては、周囲に細かいインクミストが飛び散ることが
あり、吐出されたインクをこのインクミストも含めてキ
ャップ３１ａ内に吸引するために、ポンプＰの吸引力
は、上記の第１の吸引力よりもかなり強い第２の吸引力
に設定される。このようにして、インクの予備吐出時
に、インクジェットヘッドをキャップ面から離し、かつ
インクをポンプで強力にキャップ内に吸引することによ
り、インクジェットヘッドのノズル面がキャップに付着
したインクで汚されることがなく、かつ予備吐出により
発生するインクミストが周囲に飛び散って、装置を汚し
たりカラーフィルタ基板に付着して不良となることも無
くなる。なお、予備吐出時におけるヘッドのノズル面と
キャップ表面の間隔ｄは、０.５ｍｍ以下になるとキャ
ップ先端に付着したインクがノズル面につく場合がある
ので、０.５ｍｍ以上であることが好ましい。

【００６２】次に、図１０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。

【００６３】図１０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。

【００６４】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。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。これを各画素に対して行うことによりカラーフィル
タを製造する。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、モータ３７,４０によりブレード３２
ａ，３２ｂ，３２ｃをＸ方向に移動させてワイピング動
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。また、ＣＰ
Ｕ５０には、ポンプ駆動回路を介してモータ等により駆
動されるポンプＰが接続されており、ポンプＰの吸引力
はＣＰＵ５０により制御される。

【００６５】以上説明した様に、上記の実施形態によれ
ば、インクの予備吐出時にインクジェットヘッドのノズ
ル面をキャップから離し、且つ吐出されたインクをキャ
ップで強力に吸引することにより、キャップに付着した
インクがヘッドのノズル面に付くことがなく、予備吐出
により生ずるインクミストが周囲に飛び散ることもな
い。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、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、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
熱手段である。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクの予備吐出時にインクジェットヘッドのノズル面
をキャップから離し、且つ吐出されたインクをキャップ
で強力に吸引することにより、キャップに付着したイン
クがヘッドのノズル面に付くことがなく、予備吐出によ
り生ずるインクミストが周囲に飛び散ることもない。従
って、ゴミやインクミストによる不良をなくすことがで
きることにより、高歩留まりのカラーフィルタの生産が
可能となり、低価格のカラーフィルタを供給することが
出来る。

【００７７】

【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】インクジェットヘッドの構造を示す図である。

【図７】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８】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９】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１０】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。

【図１１】インクの予備吐出動作を説明するための図で
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
に向けてインクを吐出して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のノズル面を覆うためのキャ
ップ部材と、該キャップ部材内を吸引するための吸引手段と、前記インクジェットヘッドと前記キャップ部材とを相対
的に移動させる移動手段と、該移動手段により前記ノズル面と前記キャップ部材との
距離を所定距離に調節した状態で、前記吸引手段を動作
させながら前記インクジェットヘッドからインクを吐出
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】前記所定距離とは、０.５ｍｍ以上の距
離であ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】前記所定距離は、前記吸引手段の吸引力
に応じて設定されることを特徴とする請求項２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からインクを
吐出させる動作は、予備吐出動作であることを特徴とす
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、前記インクジェットヘ
ッドの回復動作を行うときよりも、前記予備吐出を行わ
せる動作のときのほうが前記吸引手段の吸引力を大きく
する様に制御す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７】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
６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８】インクジェットヘッドにより被記録部材
に向けてインクを吐出して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のノズル面を覆うためのキャ
ップ部材と前記ノズル面とを所定距離だけ離間させて位
置決めする位置決め工程と、前記キャップ部材内を吸引手段により吸引しながら前記
インクジェットヘッドからインクを吐出させる吐出工程
と、前記インクジェットヘッドによりインクを前記被記録部
材上に吐出して該被記録部材に記録を行う記録工程とを
具備することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項９】前記所定距離とは、０.５ｍｍ以上の距
離であることを特徴とする請求項８に記載のカラーフィ
ルタの製造方法。
【請求項１０】前記所定距離は、前記吸引手段の吸引
力に応じて設定することを特徴とする請求項９に記載の
インクジェット記録方法。
【請求項１１】前記吐出工程における前記インクジェ
ットヘッドからインクを吐出させる動作は、前記被記録
部材に実際に記録を行う前の予備吐出動作であることを
特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１２】前記吐出工程の前に前記インクジェッ
トヘッドの回復動作を行う回復工程をさらに具備し、該
回復工程よりも前記予備吐出を行わせる動作のときのほ
うが前記吸引手段の吸引力を大きくすることを特徴とす
る請求項１１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項１３】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８に記載
のインクジェット記録方法。
【請求項１４】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８乃
至１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録方
法。