JP2005288983A - Inkjet printer and ink supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット方式により印刷を行うインクジェット印刷装置、所定のインクタンクにインクを供給するインク供給装置等に関する。 The present invention relates to an inkjet printing apparatus that performs printing by an inkjet method, an ink supply apparatus that supplies ink to a predetermined ink tank, and the like.
従来、基板上に液晶ディスプレイ、PDP(Plasma Display Panel)、有機EL(organic ElectroLuminescence)等に用いるカラーフィルタのパターンを形成する方法として、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等の各種方法がある。 Conventionally, as a method for forming a color filter pattern used for a liquid crystal display, PDP (Plasma Display Panel), organic EL (Organic ElectroLuminescence), etc. on a substrate, various methods such as a dyeing method, a pigment dispersion method, an electrodeposition method, a printing method, etc. There is a way.
また、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色のインクをインクジェット方式により基板上に吐出して着色層パターンを形成するパターン形成装置が提案されている(例えば、[特許文献1]参照。)。
このインクジェット方式によれば、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色のパターン形成を一度の工程により行い、製造工程を簡素化することができるので、コストの低減、歩留まりの向上等を図ることができる。
また、流路やヘッド部内の気泡を除去することにより、高精細な印刷を可能とするインクジェット印刷装置が提案されている(例えば、[特許文献2]参照。)。
In addition, there has been proposed a pattern forming apparatus that forms a colored layer pattern by ejecting ink of three colors of R (red), G (green), and B (blue) onto a substrate by an ink jet method (for example, [Patents] Reference 1]).
According to this ink jet method, pattern formation of three colors of R (red), G (green), and B (blue) can be performed in a single process, and the manufacturing process can be simplified, thereby reducing cost and yield. The improvement etc. can be aimed at.
In addition, an inkjet printing apparatus that enables high-definition printing by removing air bubbles in the flow path and the head part has been proposed (see, for example, [Patent Document 2]).
図6及び図7は、水頭差と吐出量との関係を示す図である。
インクタンク601のインク602とインクジェットヘッド604の高低位置関係により、水頭差603(h1)が生じている。
インクタンク701のインク702とインクジェットヘッド704の高低位置関係により、水頭差703(h2)が生じている。
図6及び図7に示すように、水頭差603(h1)は、水頭差703(h2)より小さく(h1<h2)、吐出1回あたりの吐出量605(Q1)は、吐出量705(Q2)より小さくなる(Q1<Q2)。
6 and 7 are diagrams showing the relationship between the water head difference and the discharge amount.
Due to the height relationship between the
Due to the height relationship between the
As shown in FIGS. 6 and 7, the water head difference 603 (h1) is smaller than the water head difference 703 (h2) (h1 <h2), and the discharge amount 605 (Q1) per discharge is the discharge amount 705 (Q2). ) (Q1 <Q2).
そこで、水頭差を無視できる高さのインクタンクを設け、残インク量が下限になった時点でインク供給を開始し、上限になった時点でインク供給を終了することにより、水頭差の影響による吐出1回あたりの吐出量の変化を抑制することができる。 Therefore, an ink tank with a height that can ignore the water head difference is provided, ink supply is started when the remaining ink amount reaches the lower limit, and ink supply is terminated when the upper limit reaches the upper limit. A change in the discharge amount per discharge can be suppressed.
しかしながら、従来のインク供給ではチューブポンプや圧空装置によるインクタンクからサブインクタンクへの押出送出が行われるが、送出量が大きく(例えば、チューブポンプの場合、1.4ml/回転)、また、チューブポンプや圧空装置の大きさによる設計上の制約が大きいという問題点がある。 However, in the conventional ink supply, extrusion delivery from the ink tank to the sub ink tank is performed by a tube pump or a pneumatic device, but the delivery amount is large (for example, 1.4 ml / rotation in the case of a tube pump), and the tube There is a problem in that there are large design restrictions due to the size of the pump and the pneumatic device.
また、高精度の吐出量制御を行うためには、インクタンクの高さを極力低くしてインク供給の回数を増加させる必要があるが、インク供給の際にインクタンク内の圧力が変化するので圧力制御が困難である。従って、インク供給時に吐出ができず、インクタンク容量を超える吐出データの塗布が困難であるという問題点がある。 In addition, in order to control the discharge amount with high accuracy, it is necessary to reduce the height of the ink tank as much as possible to increase the number of times of ink supply. However, since the pressure in the ink tank changes during ink supply. Pressure control is difficult. Accordingly, there is a problem in that it is difficult to eject ink when ink is supplied, and it is difficult to apply ejection data exceeding the ink tank capacity.
図8は、従来のインクジェット印刷装置における、インクジェットヘッド位置とインク供給ポイントとの関係を示す図である。
インクジェットヘッド801が吐出帯804に位置する場合、インク吐出によりインクタンク内の圧力が変化しており、仮にこの時点でインク供給を行うと、さらにインクタンク内の圧力が不安定となり、吐出対象803へのインク吐出にムラが生じる。従って、圧力調整を行ってから吐出を再開する必要があり、インクジェットヘッド801が退避帯805に位置する時、例えば、インク供給ポイント802に位置する時にインクを供給せざるを得ない。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the ink jet head position and the ink supply point in a conventional ink jet printing apparatus.
When the ink jet head 801 is positioned in the ejection band 804, the pressure in the ink tank is changed due to ink ejection. If ink is supplied at this time, the pressure in the ink tank further becomes unstable, and the
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、高精度かつ安定的にインク吐出を行うことを可能とするインクジェット印刷装置、インク供給装置等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 thereof is to provide an ink jet printing apparatus, an ink supply apparatus, and the like that can perform ink ejection with high accuracy and stability.
前述した目的を達成するために第1の発明は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにインクを供給するサブインクタンクと、前記サブインクタンクに前記インクを供給するメインインクタンクと、前記サブインクタンクに前記インクを加圧供給するマイクロポンプと、を具備することを特徴とするインクジェット印刷装置である。 In order to achieve the above-described object, a first invention includes an inkjet head, a sub ink tank that supplies ink to the inkjet head, a main ink tank that supplies the ink to the sub ink tank, and the sub ink tank. And a micro pump for supplying the ink under pressure to the ink jet printing apparatus.
また、インクジェット印刷装置は、前記サブインクタンク内の圧力を制御する圧力制御装置を具備するようにしてもよい。
また、インクジェット印刷装置は、吐出データに基づいて吐出回数毎の吐出量を算出する吐出量算出手段と、前記吐出回数を計測する吐出回数計測手段と、前記算出した吐出回数毎の吐出量及び前記計測した吐出回数に基づいて前記サブインクタンク内の前記インクの減少量を算出する減少量算出手段と、前記減少量に応じて前記マイクロポンプを制御するマイクロポンプ制御手段と、を具備するようにしてもよい。
Further, the ink jet printing apparatus may include a pressure control device for controlling the pressure in the sub ink tank.
Further, the inkjet printing apparatus includes: a discharge amount calculating unit that calculates a discharge amount for each discharge number based on discharge data; a discharge number measuring unit that measures the discharge number; the discharge amount for each calculated discharge number; A reduction amount calculating means for calculating a reduction amount of the ink in the sub ink tank based on the measured number of ejections, and a micropump control means for controlling the micropump according to the reduction amount. May be.
第1の発明のインクジェット印刷装置は、吐出データのビットマップデータに基づいてインク供給情報を作成し、吐出回数がインク供給情報に示すインク供給のタイミングに該当する場合、マイクロポンプを起動してメインインクタンクからサブインクタンクにインクを供給する。 The ink jet printing apparatus of the first invention creates ink supply information based on the bitmap data of the discharge data. When the number of discharges corresponds to the ink supply timing indicated in the ink supply information, the micropump is activated to Ink is supplied from the ink tank to the sub ink tank.
第1の発明では、マイクロポンプによりインク供給を行うことにより、インク供給速度を低減してインクタンク内の容量変化、圧力変化を抑制し、ひいては、吐出量の急激な変化を抑制することができる。
また、吐出データからインクの使用量を推定し、リアルタイムでインク供給を行うことにより、連続的かつ高精度にインク吐出を行うことができる。
In the first invention, by supplying ink with the micropump, the ink supply speed can be reduced to suppress the capacity change and the pressure change in the ink tank, and thus the rapid change in the discharge amount can be suppressed. .
Ink discharge can be performed continuously and with high accuracy by estimating the amount of ink used from the discharge data and supplying ink in real time.
第2の発明は、インクジェットヘッドにインクを供給するサブインクタンクと、前記サブインクタンクに前記インクを供給するメインインクタンクと、前記サブインクタンクに前記インクを加圧供給するマイクロポンプと、を具備することを特徴とするインク供給装置である。 A second invention includes: a sub ink tank that supplies ink to an ink jet head; a main ink tank that supplies the ink to the sub ink tank; and a micro pump that pressurizes and supplies the ink to the sub ink tank. An ink supply device comprising the ink supply device.
第2の発明は、第1の発明のインクジェット印刷装置に用いられるインク供給装置に関する発明である。 The second invention relates to an ink supply device used in the ink jet printing apparatus of the first invention.
本発明によれば、高精度かつ安定的にインク吐出を行うことを可能とするインクジェット印刷装置、インク供給装置等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ink jet printing apparatus, an ink supply apparatus, and the like that can eject ink with high accuracy and stability.
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るインクジェット印刷装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。 Hereinafter, preferred embodiments of an ink jet printing apparatus and the like according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, the same reference numerals are given to components having substantially the same functional configuration, and redundant description will be omitted.
最初に、図1を参照しながら、本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置100の構成について説明する。
図1は、インクジェット印刷装置100の概略構成図である。
First, the configuration of the
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
図1に示すインクジェット印刷装置100は、制御装置101、メインインクタンク102、サブインクタンク103、インクジェットヘッド104、マイクロポンプ105等から構成される。
An ink
インクジェット印刷装置100は、インクジェット方式によりインクを吐出して印刷等を行う装置である。
制御装置101は、インクジェット印刷装置100を構成する各種機器の動作を制御したり、演算処理等を行う装置であり、例えば、コンピュータ等である。制御装置101は、CPU111、メモリ112、記憶装置113等を備える。
The
The control device 101 is a device that controls the operation of various devices constituting the
CPU111は、記憶装置113、ROM、記録媒体等に格納されるプログラムをメモリ112に呼び出して実行し、演算処理、動作制御等を行う。
メモリ112は、ROM、RAM等であり、恒久的あるいは一時的に各種情報を保持する。
記憶装置113は、ハードディスク等の記憶装置であり、吐出データ114、インク供給情報115等を保持する。吐出データ114、インク供給情報115については後述する。
The
The memory 112 is a ROM, a RAM, or the like, and holds various types of information permanently or temporarily.
The storage device 113 is a storage device such as a hard disk, and holds
メインインクタンク102は、インクを保持する容器である。メインインクタンク102は、インクカートリッジ等に相当する。
サブインクタンク103は、インクジェットヘッド104が必要とするインクを一時的に保持する容器である。サブインクタンク103は、ヘッドカートリッジ等に相当する。
尚、溶剤を使用する際、メインインクタンク102及びサブインクタンク103は、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)にて製作することが望ましい。
また、サブインクタンク103内のインクの液面とインクジェットヘッド104の吐出面で形成される水頭差は、吐出量に影響を与える(図6及び図7参照。)。
The
The
When the solvent is used, it is desirable that the
Further, the water head difference formed between the ink level in the
インクジェットヘッド104は、塗布対象にインクを吐出するノズル孔を有するヘッドである。インクジェットヘッド104は、ピエゾの駆動、瞬間的な高熱の付与等によりノズルから微小液滴を吐出する。例えば、SPECTRA社製SE−128の場合、ノズルピッチは0.5mm程度、ノズル数は128個である。
The
マイクロポンプ105は、微量の流体を搬送するポンプである。マイクロポンプ105としては、例えば、カセン商事社製マイクロトロコイダルポンプ、マイクロギアポンプ等を用いることができる。水の場合、前者は、1回転あたり0.0303ml、後者は、1回転あたり0.000789mlを搬送する。
The
流路106は、メインインクタンク102からサブインクタンク103に供給されるインクの流路である。流路106は、メインインクタンク102〜マイクロポンプ105、サブインクタンク103間に設けられる。
流路107は、サブインクタンク103からインクジェットヘッド104に供給されるインクの流路である。流路107は、サブインクタンク103〜インクジェットヘッド104間に設けられる。
The flow path 106 is a flow path for ink supplied from the
A flow path 107 is a flow path for ink supplied from the
図2は、吐出データ114の一態様を示す図である。
吐出データ114は、インク吐出に関する情報である。図2に示す吐出データ114は、ビットマップデータである。ビットマップデータは、吐出対象に切られた個々のメッシュ毎に「吐出」「非吐出」を示す。尚、メッシュは、インクジェットヘッドの解像度に対応する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an aspect of the
The
図2に示す吐出データ114では、吐出対象の各メッシュは、インクジェットヘッド104のノズル孔203(n)、吐出回204(パルスタイミング)(t)に対応する。また、吐出領域201は、「■(斜線部)」で示され、非吐出領域202は、「□(空白部)」で示される。
In the
図3は、インク供給情報115の一態様を示す図である。
図3に示すインク供給情報115は、インク供給回301、吐出回数(累積)302等の各フィールドを有する。
インク供給情報115は、メインインクタンク102からサブインクタンク103にインクを供給するタイミングを示す情報である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an aspect of the
The
The
制御装置101のCPU111は、吐出データ114に基づいて、所定の吐出量に達する吐出回数(パルスタイミング)を算出し、インク供給回と対応付け、インク供給情報115として保持する。
図3に示すインク供給情報115の場合、インクジェット印刷装置100は、吐出回数(累積)が「5」「8」「16」「20」に達したら、それぞれ、メインインクタンク102からサブインクタンク103にインクを供給する。
尚、吐出回数302に関しては、累積回数を算出して保持するようにしてもよいし、マイクロポンプ105によるインク供給時に計測した吐出回数をリセットする場合には、累積回数に代えて、次回のインク供給迄の吐出回数を算出して保持するようにしてもよい。
The
In the case of the
As for the number of
次に、図4を参照しながら、インクジェット印刷装置100の動作について説明する。
図4は、インクジェット印刷装置100の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
尚、インクジェット印刷装置100の制御装置101は、CPU111の制御の下、記憶装置113等に格納するプログラム(実行プログラム、OSのプログラム等)、プログラム実行に必要な各種データ等をメモリ112上にロードして、以下の各ステップを実行する。
The control device 101 of the
制御装置101は、吐出データ114が入力されると、ビットマップデータとして記憶装置113に保持する(ステップ401)。
制御装置101は、吐出データ114及び基準吐出量(インクジェットヘッド104の標準的な吐出量、仕様による吐出量)に基づいて、メインインクタンク102からサブインクタンク103にインク供給を行う吐出回(パルスタイミング)を算出し、インク供給情報115を作成し、記憶装置113に保持する(ステップ402)。
When the
The control device 101 discharges (pulses) the ink supply from the
尚、制御装置101は、インクの消費量を類推し、供給するタイミング等を計算する。SPECTRA社製インクジェットヘッドSE−128の場合、1滴あたりの吐出量は80plであり、マイクロギアポンプによるインク供給の場合、9862滴の吐出毎に1回転させればよい。 The control device 101 estimates the ink consumption and calculates the supply timing and the like. In the case of the inkjet head SE-128 manufactured by SPECTRA, the ejection amount per droplet is 80 pl. In the case of ink supply by a micro gear pump, it may be rotated once for each ejection of 9862 droplets.
制御装置101は、吐出データ114を参照して、インクジェットヘッド104を吐出位置に移動させてインクを吐出させる(ステップ403)。
制御装置101は、吐出回数を計測する(ステップ404)。
The control device 101 refers to the
The control device 101 measures the number of ejections (step 404).
計測した吐出回数がインク供給情報115の吐出回数302に該当する場合(ステップ405のYes)、制御装置101は、マイクロポンプ105を稼働させ、メインインクタンク102からサブインクタンク103へインクを供給させる(ステップ406)。
If the measured number of ejections corresponds to the number of
計測した吐出回数がインク供給情報115の吐出回数302に該当せず(ステップ405のNo)、吐出データ114の処理が終了していない場合(ステップ407のNo)、ステップ403からの処理を繰り返す。
If the measured number of ejections does not correspond to the number of
以上の過程を経て、インクジェット印刷装置100は、吐出データのビットマップデータに基づいてインク供給情報を作成し、吐出回数がインク供給情報に示すインク供給のタイミングに該当する場合、マイクロポンプを起動してメインインクタンクからサブインクタンクにインクを供給する。
Through the above process, the
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、マイクロポンプによりインク供給を行うことにより、インク供給速度を低減してインクタンク内の容量変化、圧力変化を抑制し、ひいては、吐出量の急激な変化を抑制することができる。
また、吐出データからインクの使用量を推定し、リアルタイムでインク供給を行うことにより、連続的かつ高精度にインク吐出を行うことができる。
また、インクタンクの容量に関わらず、吐出データの大きさによる制約を受けることがない。
また、インクジェット印刷装置は、マイクロポンプを回転数を変化させつつ常時作動させることにより、インクタンクを小さくすることができるので、設計上の制約を受けることがない。
As described above, according to the embodiment of the present invention, by supplying ink with the micropump, the ink supply speed is reduced to suppress the volume change and pressure change in the ink tank, and thus the discharge amount. Can be suppressed.
Ink discharge can be performed continuously and with high accuracy by estimating the amount of ink used from the discharge data and supplying ink in real time.
Further, regardless of the capacity of the ink tank, there is no restriction due to the size of the ejection data.
In addition, the ink jet printing apparatus can be made smaller by constantly operating the micro pump while changing the rotation speed, so that the ink tank can be made small, and thus there is no design restriction.
図5は、サブインクタンク103に設けられる圧力制御装置を示す図である。
図5に示すように、サブインクタンク103に、マイクロポンプ105と共に、圧力制御装置(圧力センサ501、圧空装置502、真空装置503等)を設けてもよい。
この場合、マイクロポンプにより水頭差による吐出量の変化を抑制すると共に、圧力制御装置によりサブインクタンク内の気圧変動を抑制することができるので、より安定的、高精度なインク吐出を実現することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a pressure control device provided in the
As shown in FIG. 5, a pressure control device (a
In this case, since the change in the discharge amount due to the water head difference is suppressed by the micropump, and the atmospheric pressure fluctuation in the sub ink tank can be suppressed by the pressure control device, more stable and highly accurate ink discharge can be realized. Can do.
尚、このインク供給システムは大気開放系に限らず、密封式のサブタンクインクにも応用可能であり、密封式にこのシステムを採用することによりサブタンクインクと吐出部の水頭差を検討する必要がなくなり設計上の自由度が大きくなる。 This ink supply system can be applied not only to the open air system but also to a sealed sub tank ink. By adopting this system in a sealed type, it is not necessary to consider the difference in water head between the sub tank ink and the discharge section. Design freedom increases.
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるインクジェット印刷装置、インク供給装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the ink jet printing apparatus and the ink supply apparatus according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
100………インクジェット印刷装置
101………制御装置
102………メインインクタンク
103………サブインクタンク
104………インクジェットヘッド
105………マイクロポンプ
106、107………流路
111………CPU
112………メモリ
113………記憶装置
114………吐出データ
115………インク供給情報
201………吐出領域
202………非吐出領域
203………ノズル孔
204………吐出回(パルスタイミング)
501………圧力センサ
502………圧空装置
503………真空装置
100 ......... Inkjet printing apparatus 101 .........
112 ......... Memory 113 .........
501 .........
Claims (8)
前記インクジェットヘッドにインクを供給するサブインクタンクと、
前記サブインクタンクに前記インクを供給するメインインクタンクと、
前記サブインクタンクに前記インクを加圧供給するマイクロポンプと、
を具備することを特徴とするインクジェット印刷装置。 An inkjet head;
A sub ink tank for supplying ink to the inkjet head;
A main ink tank for supplying the ink to the sub ink tank;
A micropump that pressurizes and supplies the ink to the sub-ink tank;
An ink jet printing apparatus comprising:
前記減少量に応じて前記マイクロポンプを制御するマイクロポンプ制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット印刷装置。 A decrease amount calculating means for calculating a decrease amount of the ink in the sub ink tank based on the discharge data and the number of discharges;
Micropump control means for controlling the micropump according to the amount of decrease;
The inkjet printing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記吐出回数を計測する吐出回数計測手段と、
前記算出した吐出回数毎の吐出量及び前記計測した吐出回数に基づいて前記サブインクタンク内の前記インクの減少量を算出する減少量算出手段と、
前記減少量に応じて前記マイクロポンプを制御するマイクロポンプ制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット印刷装置。 A discharge amount calculating means for calculating a discharge amount for each number of discharges based on discharge data;
A discharge number measuring means for measuring the discharge number;
A decrease amount calculating means for calculating a decrease amount of the ink in the sub ink tank based on the calculated discharge amount for each discharge number and the measured discharge number;
Micropump control means for controlling the micropump according to the amount of decrease;
The inkjet printing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記サブインクタンクに前記インクを供給するメインインクタンクと、
前記サブインクタンクに前記インクを加圧供給するマイクロポンプと、
を具備することを特徴とするインク供給装置。 A sub-ink tank that supplies ink to the inkjet head;
A main ink tank for supplying the ink to the sub ink tank;
A micropump that pressurizes and supplies the ink to the sub-ink tank;
An ink supply apparatus comprising:
前記減少量に応じて前記マイクロポンプを制御するマイクロポンプ制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項5に記載のインク供給装置。 A decrease amount calculating means for calculating a decrease amount of the ink in the sub ink tank based on the discharge data and the number of discharges;
Micropump control means for controlling the micropump according to the amount of decrease;
The ink supply device according to claim 5, further comprising:
前記吐出回数を計測する吐出回数計測手段と、
前記算出した吐出回数毎の吐出量及び前記計測した吐出回数に基づいて前記サブインクタンク内の前記インクの減少量を算出する減少量算出手段と、
前記減少量に応じて前記マイクロポンプを制御するマイクロポンプ制御手段と、
を具備することを特徴とする請求項5に記載のインク供給装置。 A discharge amount calculating means for calculating a discharge amount for each number of discharges based on discharge data;
A discharge number measuring means for measuring the discharge number;
A decrease amount calculating means for calculating a decrease amount of the ink in the sub ink tank based on the calculated discharge amount for each discharge number and the measured discharge number;
Micropump control means for controlling the micropump according to the amount of decrease;
The ink supply device according to claim 5, further comprising:
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