JP2006198526A - Discharger and discharging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は吐出方法に関し、特に液晶ディスプレーのカラーフィルター基板とアレイ基板間等のセルギャップを均一に保つ為のスペーサを基板上の定置に吐出する方法と、その吐出装置に関する。 The present invention relates to a discharge method, and more particularly, to a method for discharging a spacer for maintaining a uniform cell gap between a color filter substrate and an array substrate of a liquid crystal display, and a discharge device therefor.
従来より、スペーサ粒子を基板の所定位置に配置する方法として、スペーサ粒子が溶媒中に分散されたスペーサ分散液を、吐出装置に充填し、その吐出装置のヘッドから基板の所定位置へ向かって吐出させるインクジェット方式が用いられている。 Conventionally, as a method of arranging spacer particles at a predetermined position on a substrate, a spacer dispersion liquid in which spacer particles are dispersed in a solvent is filled in a discharge device and discharged from a head of the discharge device toward a predetermined position on the substrate. An inkjet method is used.
インクジェット方式で印刷を行う場合、吐出液にスペーサが均一に分散していないと、吐出が不安定となり、吐出不良を生じたり、吐出速度、吐出方向に異常が生じたり、また液滴中の吐出スペーサの個数が安定しないという問題を生じやすい。 When printing with the inkjet method, if the spacers are not evenly dispersed in the discharge liquid, the discharge becomes unstable, resulting in defective discharge, abnormal discharge speed and discharge direction, and discharge in droplets. The problem that the number of spacers is not stable is likely to occur.
インクタンクとヘッドモジュールとの間でスペーサ分散液を循環させたり、 微粒子が分散された液体を各ノズルに供給するリザーバ(マニフォールド)に圧電素子を設け、該圧電素子により各ノズルに通じるマニフォールドで液体を攪拌してから各ノズルに供給する方法がある(例えば、特許文献1を参照。)
しかしながら、スペーサ粒子は各ノズルやマニフォールドへ液体を送る配管の中でも沈降するため、マニフォールドへ到達するまでに液体の粒子密度が設定密度よりも減少したり、沈降が甚だしい場合にはフィルターやヘッドノズル穴につまりが生じるという問題がある。特に吐出装置の大型化に伴い、インクタンクからヘッドモジュール迄の配管の長さが長くなり、配管で循環経路を組みにくい部分が存在する際に、これらの問題が深刻であった。
However, since the spacer particles settle in the pipes that send the liquid to each nozzle and manifold, the liquid particle density decreases below the set density by the time it reaches the manifold, or when the sedimentation is severe, the filter or head nozzle hole There is a problem that clogging occurs. In particular, with the increase in the size of the discharge device, the length of the pipe from the ink tank to the head module becomes longer, and these problems are serious when there is a portion where it is difficult to assemble a circulation path in the pipe.
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、スペーサ粒子の分散状態を常に均一に維持した状態で、印刷可能な装置を提供することである。 The present invention has been created to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of printing in a state where the dispersed state of the spacer particles is always kept uniform.
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、配管本体と、前記配管本体の周囲に位置し、前記配管本体の外壁面を覆うカバーと、前記カバーに取り付けられた振動手段とを有し、前記カバーと前記配管本体との間には隙間が設けられ、前記隙間に振動媒体液を配置した状態で、前記振動手段を振動させると、前記振動媒体液が振動するように構成された振動供給管である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の振動供給管であって、前記カバーに設けられた流入口と流出口とを有し、前記流入口と前記流出口は、それぞれ前記配管本体と前記カバーとの間の隙間に接続され、前記流入口に振動媒体液を供給すると、前記配管本体と前記カバーとの間の隙間で構成される流路を通って、前記流出口から前記振動媒体液が排出されるように構成された振動供給管である。
請求項3記載の発明は、印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドに接続された供給管とを有し、前記供給管を流れるスペーサ分散液が前記印刷ヘッドに供給されると、前記印刷ヘッドから前記スペーサ分散液が吐出されるように構成された吐出装置であって、前記供給管の少なくとも一部は、請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の振動供給管で構成された吐出装置である。
請求項4記載の発明は、スペーサ分散液を吐出する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドに接続され、前記印刷ヘッドから流出するスペーサ分散液が排出される排出管とを有する吐出装置であって、前記排出管の少なくとも一部は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の振動供給管で構成された吐出装置である。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の吐出装置であって、前記排出管に排出された前記スペーサ分散液は、前記印刷ヘッドに前記スペーサ分散液を供給する供給管に戻るように構成された吐出装置。
請求項6記載の発明は、供給管を流れるスペーサ分散液を印刷ヘッドに供給し、前記印刷ヘッドから前記スペーサ分散液を吐出させる吐出方法であって、前記スペーサ分散液の供給は、前記供給管を振動媒体液に接触させ、前記振動媒体液を介して前記供給管に振動を与えながら行う吐出方法である。
請求項7記載の発明は、スペーサ分散液を印刷ヘッドに供給し、前記印刷ヘッドから前記スペーサ分散液を吐出させる吐出方法であって、前記印刷ヘッドから流出する前記スペーサ分散液を排出管に排出し、前記スペーサ分散液の排出は、前記排出管を振動媒体液に接触させ、前記振動媒体液を介して前記排出管に振動を与えながら行う吐出方法である。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to
A second aspect of the present invention is the vibration supply pipe according to the first aspect, comprising an inlet and an outlet provided in the cover, wherein the inlet and the outlet are respectively connected to the pipe body. When the vibration medium liquid is connected to the gap between the cover and the inlet, the vibration medium is passed from the outlet through the flow path formed by the gap between the pipe body and the cover. A vibration supply pipe configured to discharge liquid.
The invention described in
The invention according to claim 4 is a discharge device comprising: a print head for discharging a spacer dispersion liquid; and a discharge pipe connected to the print head for discharging the spacer dispersion liquid flowing out from the print head. At least a part of the discharge pipe is a discharge device constituted by the vibration supply pipe according to any one of
According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge device according to the fourth aspect, the spacer dispersion liquid discharged to the discharge pipe returns to a supply pipe that supplies the spacer dispersion liquid to the print head. Dispenser.
The invention according to claim 6 is a discharge method for supplying the spacer dispersion liquid flowing in the supply pipe to the print head and discharging the spacer dispersion liquid from the print head, wherein the supply of the spacer dispersion liquid is performed in the supply pipe. Is a discharge method that is performed while contacting the vibration medium liquid and applying vibration to the supply pipe via the vibration medium liquid.
The invention according to claim 7 is a discharge method for supplying a spacer dispersion liquid to a print head and discharging the spacer dispersion liquid from the print head, wherein the spacer dispersion liquid flowing out from the print head is discharged to a discharge pipe. The spacer dispersion liquid is discharged by bringing the discharge pipe into contact with a vibrating medium liquid and applying vibration to the discharge pipe through the vibrating medium liquid.
本発明は上記のように構成されており、配管本体とカバーとの間の隙間から、配管本体の内部空間を遮断しておけば、隙間と内部空間にそれぞれ異なる液体を配置しても、それらの液体が混合することがない。従って、隙間にスペーサ分散液と異なる液体を振動媒体液として配置しても、スペーサ分散液は振動媒体液と混合されずに配管本体の内部を通過する。 The present invention is configured as described above, and if the internal space of the pipe body is blocked from the gap between the pipe body and the cover, even if different liquids are arranged in the gap and the internal space, they The liquid will not mix. Therefore, even if a liquid different from the spacer dispersion liquid is arranged in the gap as the vibration medium liquid, the spacer dispersion liquid passes through the inside of the pipe body without being mixed with the vibration medium liquid.
配管本体に振動手段を直接設けると、振動手段が取り付けられた振動部分が強く、その周囲の部分が弱く振動する。従って、配管本体の広い部分に、スペーサ分散液を攪拌するのに十分な振動を与えるためには、振動手段を強く振動させる必要があった。振動手段を強く振動させると、振動部分に接触するスペーサ分散液に気泡が生じることがあり、その気泡が配管の詰まりや、印刷ヘッドのメニスカスの乱れの原因となる。 When the vibration means is directly provided on the pipe body, the vibration portion to which the vibration means is attached is strong and the surrounding portion is vibrated weakly. Therefore, in order to give a vibration sufficient to stir the spacer dispersion liquid to a wide portion of the pipe main body, it is necessary to vibrate the vibration means strongly. When the vibration means is vibrated strongly, bubbles may be generated in the spacer dispersion liquid contacting the vibrating portion, and the bubbles may cause clogging of the pipe and disturbance of the meniscus of the print head.
本願では配管本体には振動手段が設けられておらず、振動手段はカバーを振動させ、その振動は振動媒体液で拡散された後に配管本体に伝わるので、配管本体の広い領域に均一な振動が伝達されることになり、また、振動手段を強く振動させても、その振動は振動媒体液で拡、減衰されるので、配管本体が強く振動せず、その内部を流れるスペーサ分散液に気泡が生じない。 In the present application, there is no vibration means provided in the pipe body, and the vibration means vibrates the cover, and the vibration is transmitted to the pipe body after being diffused by the vibration medium liquid. Even if the vibration means is vibrated strongly, the vibration is spread and attenuated by the vibration medium liquid, so that the piping main body does not vibrate strongly, and bubbles are generated in the spacer dispersion flowing inside. Does not occur.
配管本体の少なくとも一部を湾曲させ、配管本体を折り曲げれば、配管本体の内部でスペーサ分散液の流れの方向を変えることができる。配管の折れ曲がったところでは、スペーサ分散液の沈降や、配管内壁面への付着が起こりやすいが、配管本体を振動させることで、スペーサ分散液が振動、攪拌されるので、スペーサ粒子の沈降が起こらない。 If at least a part of the pipe body is bent and the pipe body is bent, the flow direction of the spacer dispersion liquid can be changed inside the pipe body. Where the pipe is bent, the spacer dispersion liquid is liable to settle and adhere to the inner wall surface of the pipe, but when the pipe body is vibrated, the spacer dispersion liquid is vibrated and agitated. Absent.
本発明によれば、配管本体を振動させることで、その内部を流れるスペーサ分散液が振動、攪拌されるので、配管本体内部でスペーサ粒子の沈降や付着が起こらない。また、配管本体には振動手段の振動が直接伝わらず、振動媒体液で拡散された後の振動が伝わるので、配管本体の広い範囲に均一な振動が伝達される。振動手段が発生する振動が強すぎたとしても、その振動は振動媒体液で減衰されるので、配管本体が局所的に強く振動することがなく、その内部を流れるスペーサ分散液に気泡が生じない。 According to the present invention, since the spacer dispersion liquid flowing inside the pipe body is vibrated and agitated by vibrating the pipe body, no settling or adhesion of spacer particles occurs inside the pipe body. Further, the vibration of the vibration means is not directly transmitted to the pipe body, but the vibration after being diffused by the vibration medium liquid is transmitted, so that uniform vibration is transmitted to a wide range of the pipe body. Even if the vibration generated by the vibration means is too strong, the vibration is attenuated by the vibration medium liquid, so that the pipe body does not vibrate locally and no bubbles are generated in the spacer dispersion flowing inside the pipe body. .
図2の符号2は本発明の吐出装置に用いられるヘッドモジュールの一例を示しており、このヘッドモジュール2は、印刷ヘッド20と、印刷ヘッド20にスペーサ分散液を供給する供給部25と、印刷ヘッド20からスペーサ分散液を排出する排出部26と、排出部26から供給部25へスペーサ分散液を戻す循環部10とを有している。
印刷ヘッド20の内部は中空にされており、ノズルプレート31は印刷ヘッド20の一壁面で構成されている。印刷ヘッド20の内部には、内部フィルター30が、ノズルプレート31と、印刷ヘッド20のノズルプレート31とは反対側の壁面の両方から離間して配置されており、印刷ヘッド20の内部は内部フィルター30と壁面との間の空間と、内部フィルター30とノズルプレート31との間の空間に分けられた状態になっている。
The inside of the
図2の符号21はノズルプレート31と、内部フィルター30と、印刷ヘッド20の側壁で取り囲まれた吐出室を示しており、同図の符号22は印刷ヘッド20のノズルプレート31と反対側の壁面と、内部フィルター30と、印刷ヘッド20の側壁で取り囲まれた供給室を示している。
2 indicates a discharge chamber surrounded by the
循環部10は循環管11と、循環管11の途中に設けられたバッファ室17とを有している。図2の符号56は一端が後述する大循環路に接続された供給側接続管を示しており、供給側接続管56の他端はバッファ室17に接続され、供給側接続管56に設けられた供給元バルブ41を開けると、大循環路のスペーサ分散液がバッファ室17に流れ込み、バッファ室17内の液量が設定量を超えると、スペーサ分散液はバッファ室17の内部から循環管11の一端部側へ流れ出す。
The
バッファ室17には不図示の液量制御手段が設けられており、スペーサ分散液が流れ出し、バッファ室17内の液量が設定量未満になると、液量制御手段がバッファ室17を大循環路50に接続し、スペーサ分散液が補充される。これとは逆に、スペーサ分散液が循環管11に流れ出さず、バッファ室17内部の液量が設定量を超えると、液量制御手段がバッファ室17を大循環路から遮断してスペーサ分散液の補充を停止する。従って、バッファ室17の液量は常に設定値に維持される(供給状態)。
The
尚、バッファ室17は後述するメニスカス制御機構8に接続されており、メニスカス制御機構8のタンク80内にはスペーサ分散液や、溶剤等のバッファ液が蓄液されている。後述する噴出孔32内でスペーサ分散液が大気と接する面をメニスカスとすると、タンク80内のバッファ液の液面高さはメニスカスの高さと連動して変化し、メニスカス制御機構8は、その変動量に応じた量のバッファ液を減圧機構によってタンク80からバッファ室17へ供給し、メニスカスを常に一定の状態に維持する。
The
循環管11の一端部は供給切替バルブ43に接続されている。供給部25は、供給切替バルブ43に一端部が接続された第一、第二の供給管13、14を有しており、供給切替バルブ43の切り替えによって、第一、第二の供給管13、14が循環管11に接続されると、スペーサ分散液が循環管11の一端部側から第一、第二の供給管13、14に流れるようになっている。
One end of the
第一、第二の供給管13、14の途中には第一、第二の外部フィルター37、38が設けられており、第一、第二の供給管13、14を流れるスペーサ分散液は第一、第二の外部フィルター37、38を通過する時に、スペーサ粒子よりも大径な不純物(スペーサ粒子の粒子塊やゴミ)が除去される。
First and second
供給室22の壁面と吐出室21の壁面には、供給室側流入口23と吐出室側流入口24が設けられ、第一の供給管13は供給室側流入口23に接続され、第二の供給管14は吐出室側流入口24に接続されており、スペーサ分散液は、第一、第二の供給管13、14から、供給室側流入口23と吐出室側流入口24を通って供給室22と、吐出室21にそれぞれ送られる。
A supply
供給室22には供給室側流入口23と離間した位置には供給室側排出口27が設けられ、吐出室21には吐出室側流入口24と離間した位置に吐出室側排出口28が設けられており、供給室22に送られたスペーサ分散液は供給室側流入口23と供給室側排出口27との間を流れ、吐出室21へ送られたスペーサ分散液は吐出室側流入口24と吐出室側排出口28の間を流れるようになっている。
The
図3を参照し、ノズルプレート31には1又は2以上の噴出孔32が設けられている。ノズルプレート31と、ノズルプレート31上のピエゾ支持板35との間の位置であって、噴出孔32の近傍位置にはそれぞれピエゾ素子36が設けられており、印刷を停止した状態では、ピエゾ素子36の圧力が吐出室22内部の圧力よりも大きくされているので、スペーサ分散液は噴出孔32から吐出されずに、吐出室側流入口24から吐出室側排出口28へ流れるようになっている。
With reference to FIG. 3, the
排出部26は、一端が供給室側排出口27に接続された第一の排出管18と、一端が吐出室側排出口28に接続された第二の排出管19をそれぞれ有しており、供給室側排出口27へ流れたスペーサ分散液は第一の排出管18に排出され、吐出室側排出口28へ流れたスペーサ分散液は第二の排出管19に排出される。
The
循環管11の供給切替バルブ43とは反対側の端部は循環切替バルブ42に接続されており、第一の排出管18は循環管11と同じ循環切替バルブ42に接続され、循環切替バルブ42の切り替えによって第一の排出管18を循環管11に接続すると、スペーサ分散液が第一の排出管18から循環管11に戻る。
The end of the
第二の排出管19は後述する排出切替バルブ44の切り替えによって、連結管49に接続され、連結管49は循環切替バルブ42の切り替えによって循環管11に接続されるようになっており、従って第二の排出管19は連結管49を介して循環管11に接続され、スペーサ分散液は第二の排出管19から循環管11に戻るようになっている。
The
ここでは、循環管11の循環切替バルブ42と、バッファ室17の間に循環ポンプ15が設けられており、第一、第二の排出管18、19から循環管11に戻ったスペーサ分散液は、循環ポンプ15の動作によってバッファ室17へ戻され、再び第一、第二の供給管13、14側へ送られる。従って、スペーサ分散液は、循環部10と供給室22との間、又は/及び、循環部10と吐出室22の間で循環することになる。
Here, the
バッファ室17には不図示の温度制御手段が設けられており、バッファ室17内部のスペーサ分散液の温度が設定温度を超えると、温度制御手段によってバッファ室17が冷却され、熱伝導によってその内部のスペーサ分散液が冷却されるようになっているので、攪拌によってバッファ室17内のスペーサ分散液が加熱されても、その温度は一定温度に維持される。
The
次に、このヘッドモジュール2を用いた吐出装置の一例について説明する。図1の符号1は本発明の吐出装置の一例を示しており、この吐出装置1は貯留系5と、大循環路50と、上述したヘッドモジュール2を1又は2以上有している。ここでは、吐出装置1はヘッドモジュール2を4つ有しており、各ヘッドモジュール2と、その部材にはそれぞれ添え字a〜dを付して区別する。
Next, an example of a discharge device using the
貯留系5は貯留タンク58と、バッファタンク59とを有している。貯留タンク58の内部にはスペーサ分散液が蓄液されており、該スペーサ分散液は供給ポンプ79によって貯留タンク58からバッファタンク59に供給され、バッファタンク59内部に一旦蓄液されると共に、バッファタンク59に過剰に蓄液されたものは貯留タンク58に戻るようになっている。
The
貯留タンク58とバッファタンク59は不図示の攪拌手段をそれぞれ有しており、貯留タンク58内とバッファタンク59内にそれぞれ蓄液されたスペーサ分散液は攪拌手段で攪拌され、スペーサ粒子が均一に分散された分散状態が維持されるようになっている。
The
大循環路50は両端がバッファタンク59に接続されており、大循環路50に設けられた大循環ポンプ55を動作させると、バッファタンク59に蓄液されたスペーサ分散液が、大循環路50に引き込まれ、大循環路50内を一端から他端に向かって流れた後、再びバッファタンク59に戻る。即ち、大循環ポンプ55の動作によって、スペーサ分散液がバッファタンク59と大循環路50との間で循環するようになっている(大循環状態)。
Both ends of the general circulation path 50 are connected to the
大循環路50のバッファタンク59からスペーサ分散液が供給される側を上流側、スペーサ分散液がバッファタンク59へ戻る他端側を下流側とすると、各ヘッドモジュール2a〜2dの供給側接続管56a〜56dは、大循環路50に上流側から下流側に向かって順番に接続されており、供給側接続管56a〜56dの供給元バルブ41を開けて、バッファ室17を大循環路50に接続すると、スペーサ分散液がバッファ室17に流れ込む。
If the side where the spacer dispersion liquid is supplied from the
大循環状態の大循環路50は、各供給側接続管56a〜56dを流れるスペーサ分散液の合計量よりも多量のスペーサ分散液を流すように構成されているので、各供給元バルブ41を同時に開けると、上流側の供給側接続管56aだけではなく、下流側の供給側接続管56dにもスペーサ分散液が到達し、結局、全てのヘッドモジュール2a〜2dにスペーサ分散液が供給されるようになっている。
The general circulation path 50 in the general circulation state is configured to flow a larger amount of the spacer dispersion liquid than the total amount of the spacer dispersion liquid flowing through the supply
各ヘッドモジュール2a〜2dは、一端が排出切替バルブ44に接続された排出側接続管57a〜57dを有しており、排出側接続管57a〜57dの他端は、最下流の供給側接続管56dよりも更に下流側の位置で大循環路50に接続されている。
Each of the
第二の排出管19は排出切替バルブ44の切替によって排出側接続管57に接続され、第一の排出管18は循環切替バルブ42と排出切替バルブ44の切替によって、連結管49を介して排出側接続管57に接続されるので、スペーサ分散液をヘッドモジュール2内で循環させない状態では、スペーサ分散液は第一、第二の排出管18、19から大循環路50に排出され、大循環路50を流れる他のスペーサ分散液と共に再びバッファタンク59へ戻るようになっている(排出状態)。
The
尚、吐出装置1は各ヘッドモジュール2a〜2dを洗浄する洗浄機構70を有しており、洗浄機構70の洗浄タンク71には有機溶剤のような洗浄液が蓄液され、その洗浄液は洗浄タンク71から洗浄管72に供給される。
The
図2の符号75は一端が洗浄管72に接続された洗浄側接続管を示しており、洗浄側接続間75の他端は、第二の供給管14の途中に設けられた洗浄切替バルブ77に接続されている。
洗浄切替バルブ77の切替によって、洗浄側接続管75を第二の供給管14に接続すると、洗浄液が吐出室21へ送られ、洗浄切替バルブ77と、供給切替バルブ43の切替によって、洗浄側接続管75を第一の配管13に接続すると洗浄液が供給室22に送られる。
When the cleaning
吐出室21や供給室22に洗浄液が供給されると、内部に残留するスペーサ分散液は洗浄液で押し流され、他の不純物と一緒に第一、第二の排出管18、19へ排出される。第一、第二の排出管18、19を排出側接続管57に接続すれば、洗浄液は排出側接続間57から大循環路50へ戻り、ドレインタンク3に排出される。
When the cleaning liquid is supplied to the
次に、この吐出装置1を用いて、印刷対象物である基板にスペーサ分散液を吐出する方法について説明する。大循環路50とバッファタンク59を大循環状態に置くと共に、各ヘッドモジュール2a〜2dを上述した供給状態に置く。
Next, a method for discharging the spacer dispersion liquid onto the substrate that is the printing object using the
大循環状態と供給状態を維持しながら、スペーサ分散液を吐出室21と循環部10の間と、供給室22と循環部10の間の両方で循環させると、スペーサ分散液がヘッドモジュール2a〜2d内で停滞しないので、分散された状態が維持される。
When the spacer dispersion liquid is circulated between both the
その状態を維持しながら、各ヘッドモジュール2a〜2dのノズルプレート31と印刷対象物である基板とを対向させ、噴出孔32が基板の印刷位置と対向するように位置合わせを行う。
While maintaining this state, the
図3の符号67は溶媒68にスペーサ粒子69が分散されたスペーサ分散液を示しており、印刷位置の真上の噴出孔32に対応するピエゾ素子36を振動させると、その噴出孔32から印刷位置に向かってスペーサ分散液67の液滴が吐出される。
3 indicates a spacer dispersion liquid in which
スペーサ分散液67が噴出孔32から吐出される直前に、供給切替バルブ43と循環切替バルブ42を切り替え、供給室22と循環部10との間の循環を維持しながら、吐出室21と循環部10との間の循環を停止すると、供給室22内部にはスペーサ分散液が流れるが、吐出室22内部でスペーサ分散液67の流れが停止する。
Immediately before the
噴出孔32からスペーサ分散液67を吐出する間(印刷状態)、吐出室22内部でスペーサ分散液の流れが停止した状態を維持すると、噴出孔32にスペーサ分散液67の流れによる圧力変化の影響が出ないので、噴出孔32から吐出されるスペーサ分散液67の吐出量は一定になる。
When the
噴出孔32からスペーサ分散液67が吐出されると、その液量が減少するが、スペーサ分散液67は供給室22から内部フィルターの不図示の通路を通って吐出室21に補充される。印刷状態では、供給室22と循環部10との間の循環が維持されるので、供給室22にはスペーサ分散液が補充される。
When the
更に、バッファ室17内のスペーサ分散液は、上述したように液量制御手段とメニスカス制御機構8によってその液量が常に一定に維持されることによって、噴出孔32内のメニスカスは常に一定の状態に維持されるので、各噴出孔32からスペーサ分散液67の吐出が安定して行われる。
Furthermore, the spacer dispersion liquid in the
印刷位置に設定量のスペーサ分散液の吐出を終了したところで、噴出孔32からの吐出を停止して印刷状態を終了し、供給切替バルブ43と、循環切替バルブ42を切り替え、供給室22と循環部10の間と、吐出室21と循環部10の間の両方でスペーサ分散液を循環させる。
When the set amount of the spacer dispersion liquid has been discharged to the printing position, the discharge from the ejection holes 32 is stopped to end the printing state, the
例えば、印刷が終了した基板と新たな基板を交換する間や、上述した基板の位置合わせを行う場合のように、比較的短時間の間印刷を停止する待機状態で、供給室22と循環部10との間と、吐出室21と循環部10の間の両方でスペーサ分散液を循環させれば、供給室22と吐出室21の両方でスペーサ分散液の沈降及び付着が防止されるので、内部フィルター30だけでなく、噴出孔32の目詰まりも起こらない。
For example, the
尚、数時間以上印刷を停止する場合には、上述した洗浄機構70によって吐出室21内部と供給室22内部のスペーサ分散液を排出すれば、大循環ポンプ50や循環ポンプ15を停止しても、内部フィルター30や噴出孔32がスペーサ粒子で目詰まりすることがない。
When printing is stopped for several hours or more, if the spacer dispersion liquid in the
次に、上述した印刷ヘッド20にスペーサ分散液を供給する供給管について詳細に説明する。図4の符号60aは本発明の振動供給管の一例を示しており、振動供給管60aは配管本体62と、カバー61とを有している。
Next, the supply pipe for supplying the spacer dispersion liquid to the
ここではカバー61は、内径が配管本体62の外径よりも大径の筒状であって、配管本体62はカバー61の内壁面に接触しないようにカバー61に挿入された状態になっているので、配管本体62の外壁面とカバー61の内壁面との間には隙間66がある。
Here, the
配管本体62の両端部には連結部89(例えばねじ切り)が設けられており、この連結部89がナットのような連結部材87で他の配管の連結部と接続されると、配管本体62と他の配管が液密に接続されるようになっている。ここでは、配管本体62は湾曲し、その両端部には互いに異なる方向に向けられた2本の配管73、74がそれぞれ接続され、1本の供給管4aが構成されている。
At both ends of the pipe
この供給管4aは、2つの配管73、74のうち、一方の配管73がスペーサ分散液を供給する配管(例えば循環管11)に接続され、他方の配管74が印刷ヘッド20に接続されており、一方の配管73に供給されるスペーサ分散液は、は配管本体62を通って他方の配管74に供給され、他方の配管74から印刷ヘッド20に供給される。
The
カバー61の外壁面には、交流電圧を印加すると伸縮する振動手段(例えばピエゾ素子)が取り付けられており、制御装置76から振動手段65に交流電圧を印加すると、振動手段65が伸縮し、振動する。
A vibration means (for example, a piezo element) that expands and contracts when an AC voltage is applied is attached to the outer wall surface of the
振動手段65は、例えば、振動手段65を収容するケース等を介してカバー61の外壁面へ取り付けられており、振動手段65が振動すると、その振動はカバー61に伝わり、カバー61が振動する。ここでは、カバー61の両端部は閉塞されて、カバー61と配管本体62との間の隙間66が密閉されており、密閉された隙間66には振動媒体液が充填されている。
The vibration means 65 is attached to the outer wall surface of the
隙間66に振動媒体液が充填された状態では、振動媒体液はカバー61の内壁面と、配管本体62の外壁面の両方に接触するので、カバー61の振動は振動媒体液に伝わり、振動媒体液で拡散される。
In a state in which the vibration medium liquid is filled in the
配管本体62には振動媒体液で拡散された後の振動が伝達されるので、配管本体62の広い部分に均一な振動が伝達され、従って配管本体62の広い部分が同程度の強さで振動する。
Since the vibration after being diffused by the vibration medium liquid is transmitted to the pipe
配管本体62の内部を流れるスペーサ分散液は、配管本体62の内壁面に接触するので、配管本体62が振動するとスペーサ分散液も振動し、スペーサ分散液が攪拌、分散される。従って、配管本体62の内部でのスペーサ粒子が沈降や、スペーサ粒子の配管本体62内壁面への付着が起こらない。従って、この供給管4aが接続された印刷ヘッド20には、スペーサ粒子が均一に分散されたスペーサ分散液が供給される。
The spacer dispersion flowing inside the pipe
以上は、配管本体62とカバー61との間の隙間66が密閉された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図5の符号60bは本発明の振動供給管の他の例を示しており、この振動供給管60bは、図4に示した配管本体62と、カバー61の他に、カバー61に設けられた流入口63と、流出口64とを有している。
The above describes the case where the
流入口63と流出口64はそれぞれカバー61を貫通する貫通孔で構成されており、流入口65と流出口64はカバー61と配管本体62との間の隙間66に接続されているので、流出口64と流入口63にそれぞれ他の配管(振動媒体管)67、68を螺合固定し、流出口64と流入口63に配管67、68を液密に接続すると、配管67、68は流入口63と流出口64を介して隙間66に接続される。
The
その状態で、振動媒体液を一方の配管67に流すと、振動媒体液が流入口63を通って隙間66に供給されて隙間66が振動媒体液で満たされ、更に振動媒体液の供給を続けると、隙間66を流れた振動媒体液は流出口64を通って他方の配管68に排出される。従って、振動媒体液は、隙間66を流路として流入口63から流出口64へ向かって流れる。
In this state, when the vibration medium liquid is passed through the one
隙間66を振動媒体液で満たすと、振動媒体液が配管本体62の外壁面と、カバー61の内壁面に接触するので、振動手段65を振動させると、カバー61が振動し、その振動が振動媒体液を介して配管本体62に伝わり、配管本体62が振動することで、スペーサ分散液が振動、攪拌される。
When the
ここでは、振動媒体液には水のように比熱の高い液体が用いられており、隙間66に振動媒体液を流すと、配管本体62の温度が振動媒体液の温度よりも高い場合には、配管本体62の熱が隙間66を流れる振動媒体液に吸収され、逆に配管本体62の温度が振動媒体液の温度よりも低い場合には、配管本体62が隙間に流れる振動媒体液の熱を吸収する。
Here, a liquid having a high specific heat, such as water, is used as the vibration medium liquid, and when the vibration medium liquid is passed through the
配管本体62を振動させる間、所定温度に維持された振動媒体液を隙間66へ供給すれば、配管本体62を長時間連続して振動させたとしても、配管本体62が昇温せずに所定温度に維持され、その内部を流れるスペーサ分散液も加熱されない。従って、この振動供給管60bを有する供給管4bを印刷ヘッド20に接続すれば、所定温度に維持されたスペーサ分散液を印刷ヘッド20に供給することができる。
If the vibration medium liquid maintained at a predetermined temperature is supplied to the
以上は、配管本体62の一部が湾曲する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図6の符号4cは本発明第三例の振動供給管を示しており、この振動供給管4cは配管本体62cが直線状にされた他は、図5に示した振動供給管4bと同じ構造を有している。スペーサ分散液が長い配管本体62c内部を流れる時には、その途中でスペーサ粒子の沈降が起こりやすいが、振動媒体液を介して配管本体62cの広い範囲に振動が伝わるため、配管本体62cの内部でスペーサ粒子の沈降が起こり難い。
Although the case where a part of the piping
以上は供給管4a、4b、4cの一部を本発明の振動供給管60a、60b、60cで構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、供給管4a、4b、4cの全部を本発明の振動供給管60a、60b、60cで構成してもよい。また、配管本体62の端部を切替バルブに接続しても良いし、印刷ヘッドに直接接続してもよい。
In the above, the case where a part of the
振動供給管60a〜60cを用いる供給管4a、4b、4cは、第一、第二の供給管13、14のように、印刷ヘッド20に直接接続されるものに限定されず、他の配管に接続されることで、印刷ヘッド20に間接的に接続された供給管に、本発明の振動供給管60a〜60cを用いることも可能であり、具体的には、上記吐出装置1の第一、第二の供給管13、14と、循環管11と、大循環路50と、各供給側接続管56a〜56dのうち、いずれか1つ又は2つ以上の供給管に本発明の振動供給管60a〜60cを用いることができる。
The
また、本発明の振動供給管60a、60b、60cを用いる配管は、供給管に限定されず、印刷ヘッドからスペーサ分散液が排出される排出管に用いることも可能である。
Further, the pipes using the
排出管の一部又は全部を本発明の振動供給管60a、60b、60cで構成すれば、配管本体62内でスペーサ粒子の沈降、付着が起こらないので、印刷ヘッド20からのスペーサ分散液の排出速度が低下せず、また、排出管に排出されたスペーサ分散液を、上述した循環管11を通して供給管に戻した時には、均一に分散されたスペーサ分散液が印刷ヘッド20に供給されることになる。
If a part or all of the discharge pipe is constituted by the
振動供給管60a、60b、60cは、印刷ヘッド20に直接又は間接的に接続されることで、印刷ヘッド20からスペーサ分散液が供給されるものであり、具体的には、上記吐出装置1の第一、第二の排出管18、19と、連結管49と、排出側接続管57a〜57dのうち、いずれか1つ又は2つ以上の配管に、本発明の振動供給管60a、60b、60cを用いることができる。
The
以上は、配管本体62と、カバー61との間の隙間66に振動媒体液を配置する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図7の符号86は振動媒体液82を収容する容器を示しており、容器86の外壁面には振動手段65が取り付けられている。容器86に液状の振動媒体液を収容した状態では、振動媒体液82は容器86の内壁面に接触するので、振動手段65を振動させ、容器86を振動させると、その振動が振動媒体液82に伝わる。
The above describes the case where the vibration medium liquid is disposed in the
印刷ヘッド20にスペーサ分散液を供給する供給管81a、81bの一部を容器86内部に入れて振動媒体液82に浸漬させ、この供給管81a、81bの内部にスペーサ分散液を流しながら、振動媒体液82を振動させれば、その振動が供給管81a、81bに伝わって供給管81a、81bが振動し、その内部を流れるスペーサ分散液が振動、攪拌される。
A part of the
従って、供給管81a、81bの内部でスペーサ粒子が沈降、付着せず、印刷ヘッド20には均一に分散された状態のスペーサ分散液が供給される。更に、図4〜〜図6に示した供給振動管60a、60b、60cの場合と同様に、振動は振動媒体液82で拡散された後供給管81a、81bに伝わるので、供給管81a、81bの広い範囲が均一に振動し、その内部を流れるスペーサ分散液に気泡が生じない。
Accordingly, the spacer particles do not settle and adhere inside the
本発明で、振動媒体液82に浸漬する供給管81a、81bは、直接又は間接的に接続された印刷ヘッド20に、スペーサ分散液を供給するものであれば特に限定されず、具体的には上記吐出装置1の第一、第二の供給管13、14と、循環管11と、大循環路50と、各供給側接続管56a〜56dのうち、いずれか1つ又は2つ以上の供給管を振動媒体液82に浸漬することが可能である。
In the present invention, the
また、上記供給管だけでなく、直接又は間接的に接続された印刷ヘッド20から、スペーサ分散液が排出される排出管を振動媒体液82に浸漬させ、振動媒体液82を介して該排出管を振動させれば、排出管内部でスペーサ粒子の沈降、付着が起こらず、印刷ヘッド20からのスペーサ分散液の排出速度が低下せず、排出管に排出されたスペーサ分散液を、上述した循環管11を通して供給管に戻す時には、均一に分散されたスペーサ分散液が印刷ヘッド20に供給されることになる。
Further, not only the supply pipe but also the discharge pipe from which the spacer dispersion liquid is discharged from the directly or indirectly
振動媒体液82に浸漬する排出管は特に限定されず、印刷ヘッド20に直接接続された第一、第二の排出管18、19や、印刷ヘッド20に他の排出管や切替バルブを介して間接的に接続された排出管(例えば、連結管49と、排出側接続管57a〜57d)を振動媒体液82に浸漬させることができ、これらの排出管のうち1つの排出管だけを振動媒体液82に浸漬させてもよいし、2つ以上の排出管を振動媒体液に浸漬させてもよい。
The discharge pipe immersed in the
上述した供給管81a、81bと排出管はそれぞれ一部だけを振動媒体液82に浸漬させてもよく、全部を振動媒体液82に浸漬させてもよい。特に、供給管81a、81bや排出管の折れ曲がった部分や、分岐する部分は、スペーサ粒子が沈降、付着しやすいので、それらの部分を振動媒体液82に浸漬させて、振動を与えることが好ましい。
Only a part of each of the
また、供給管81a、81bや排出管を分岐する切替バルブ85を振動媒体液82に浸漬させ、振動媒体液82を介して切替バルブ85を振動させれば、その内部に流れるスペーサ分散液が振動、拡散されるので、切替バルブ85の内部構造にスペーサ粒子が沈殿、付着しない。振動媒体液82に浸漬する切替バルブ85は、内部にスペーサ分散液が流れるものであれば特に限定されず、例えば上記供給元バルブ41、供給切替バルブ43、循環切替バルブ42、排出切替バルブ44のうち、いずれか1つ又は2つ以上の切替バルブを振動媒体液82浸漬して振動を与えることができる。
Further, if the switching
要するに、本発明は、内部にスペーサ分散液が流れる配管を振動媒体液に接触させ、その振動媒体液を介して振動を与えることで配管を振動させ、その内部を流れるスペーサ分散液を振動、攪拌するものである。 In short, in the present invention, the pipe in which the spacer dispersion liquid flows is brought into contact with the vibration medium liquid, and the pipe is vibrated by applying vibration through the vibration medium liquid, and the spacer dispersion liquid flowing in the pipe is vibrated and stirred. To do.
上記図4〜図6に示した振動供給管60と、上記図7に示した容器86に用いられる振動媒体液は、振動を伝達する物質であれば特に限定されるものではないが、振動媒体液を配管本体の昇温を抑える冷媒として用いる場合には、比熱の大きい液体、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類や水を主成分とするものを用いることができる。振動媒体液は1種類を単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いてもよい。
The vibration medium liquid used in the vibration supply pipe 60 shown in FIGS. 4 to 6 and the
本発明に用いる振動手段65は特に限定されるものではないが、超音波振動を発生する超音波振動手段を用いることが好ましく、具体的には、交流電圧の印加によって超音波振動を発生する電歪振動子(例えばピエゾ素子)、強磁性体に交流磁場をかけることで超音波振動を発生する磁歪振動子等の超音波振動子を用いることができる。また、振動媒体液を振動させる時には、振動手段65は連続的に振動させてもよいし、断続的に振動させてもよい。 Although the vibration means 65 used in the present invention is not particularly limited, it is preferable to use an ultrasonic vibration means that generates ultrasonic vibration, and specifically, an electric wave that generates ultrasonic vibration by application of an AC voltage. An ultrasonic transducer such as a strain transducer (for example, a piezo element) or a magnetostrictive transducer that generates an ultrasonic vibration by applying an alternating magnetic field to a ferromagnetic material can be used. Further, when vibrating the vibrating medium liquid, the vibrating means 65 may be continuously vibrated or may be vibrated intermittently.
カバー61の材質は特に限定されるものではなく、振動手段65の振動によってその壁面が振動するものであって、振動媒体液に腐食しないものであれば、プラスチック製の配管、金属製の配管等を用いることができる。
The material of the
配管本体62の材質も特に限定されず、振動媒体液とスペーサ分散液の両方に腐食しないものであれば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)のようなプラスチック製の配管、又は金属製の配管を用いることができる。
The material of the
また、振動手段65の他に、カバー61にペルチェ素子などの冷却手段を取り付けることが可能であり、カバー61に冷却手段を設ければ、振動媒体液が冷却されるので、振動媒体液を隙間66に流さなくても、配管本体62と、その内部を流れるスペーサ分散液を冷却することができる。
In addition to the vibration means 65, a cooling means such as a Peltier element can be attached to the
バッファ室17内の超音波照射は、ヘッドモジュール2で印刷が行われる時だけ照射してもよいし、ヘッドモジュール2で印刷が行われないときも照射を続けてもよい。超音波照射を行うときは、超音波照射を連続して行っても良いし、断続的に行ってもよい。
The ultrasonic irradiation in the
吐出装置1が複数ヘッドモジュール2a〜2dを有する場合には、全部のヘッドモジュール2a〜2dを用いて同時に印刷を行えば、大型基板の広い印刷位置にスペーサ分散液を印刷することができる。また、複数のヘッドモジュール2a〜2dのうち1又は2以上のヘッドモジュール2a〜2dを選択して印刷を行う場合には、印刷を行わないヘッドモジュール2a〜2dを上述した待機状態に置くと共に、第一〜第三の振動手段65a、65b、65cを動作させて流路を振動させれば、ヘッドモジュール2a〜2dにスペーサ粒子の目詰まりが起こらない。
In the case where the
本発明に用いるスペーサ粒子の種類は特に限定されるものではないが、例えば直径4μm以上6μm以下のものを用いることができる。内部フィルター30の種類も特に限定されず、不織布、金属製フィルター等種々のものを用いることができるが、スペーサ粒子を通過させる通路の直径は、スペーサ粒子の直径の2倍以上が好ましい。
The type of spacer particles used in the present invention is not particularly limited. For example, those having a diameter of 4 μm or more and 6 μm or less can be used. The type of the
噴出孔32の形状や大きさも特に限定されるものではないが、安定した吐出性を考慮すると、内部フィルター30の通路の直径の2倍以上の直径を有するものが好ましい。また、ノズルプレート31の噴出孔32の大きさは、目的とする吐出液滴サイズにより選定する事ができるが、その直径は20μm以上40μm以下が望ましい。
The shape and size of the ejection holes 32 are not particularly limited, but those having a diameter that is at least twice the diameter of the passage of the
以上は、噴出孔32の近傍にピエゾ素子を設けるピエゾ素子方式で噴出孔32での吐出を制御する場合について説明したが、吐出の制御法はこれに限定されず、バブルジェット(登録商標である)方式、サーマルジェット方式、静電式等種々の方式を採用することができる。 The above is a description of the case where the ejection at the ejection holes 32 is controlled by a piezo element system in which a piezo element is provided in the vicinity of the ejection holes 32. However, the ejection control method is not limited to this, and a bubble jet (registered trademark) is used. ) Method, thermal jet method, electrostatic method and the like.
尚、本発明の吐出装置1の用途は、スペーサ分散液の印刷に限定されるものではなく、溶液中に粒子が分散された印刷溶液であれば、例えば顔料粒子が溶媒中に分散されたインク等、種々の印刷溶液の印刷に用いることも可能である。
The application of the
1……吐出装置 2……ヘッドモジュール 4a、4b、4c……供給管 5……貯留系 10……循環部 17……バッファ室 20……印刷ヘッド 21……吐出室 22……供給室 25……供給部 26……排出部 30……内部フィルター 31……ノズルプレート 32……噴出孔 60a、60b、60c……振動供給管 65……振動手段 82……振動媒体液
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記配管本体の周囲に位置し、前記配管本体の外壁面を覆うカバーと、
前記カバーに取り付けられた振動手段とを有し、
前記カバーと前記配管本体との間には隙間が設けられ、前記隙間に振動媒体液を配置した状態で、前記振動手段を振動させると、前記振動媒体液が振動するように構成された振動供給管。 A pipe body;
A cover that is located around the pipe body and covers an outer wall surface of the pipe body;
Vibration means attached to the cover,
A vibration supply configured such that when the vibration means is vibrated in a state where a gap is provided between the cover and the pipe body, and the vibration medium liquid is disposed in the gap, the vibration medium liquid is vibrated. tube.
前記流入口と前記流出口は、それぞれ前記配管本体と前記カバーとの間の隙間に接続され、
前記流入口に振動媒体液を供給すると、前記配管本体と前記カバーとの間の隙間で構成される流路を通って、前記流出口から前記振動媒体液が排出されるように構成された請求項1記載の振動供給管。 An inlet and an outlet provided in the cover;
The inflow port and the outflow port are connected to a gap between the pipe body and the cover, respectively.
When the vibration medium liquid is supplied to the inflow port, the vibration medium liquid is discharged from the outflow port through a flow path formed by a gap between the pipe main body and the cover. The vibration supply pipe according to Item 1.
前記供給管を流れるスペーサ分散液が前記印刷ヘッドに供給されると、前記印刷ヘッドから前記スペーサ分散液が吐出されるように構成された吐出装置であって、
前記供給管の少なくとも一部は、請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の振動供給管で構成された吐出装置。 A print head and a supply pipe connected to the print head;
When the spacer dispersion liquid flowing through the supply pipe is supplied to the print head, the discharge apparatus is configured to discharge the spacer dispersion liquid from the print head,
At least a part of the supply pipe is a discharge device constituted by the vibration supply pipe according to any one of claims 1 and 2.
前記印刷ヘッドに接続され、前記印刷ヘッドから流出するスペーサ分散液が排出される排出管とを有する吐出装置であって、
前記排出管の少なくとも一部は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の振動供給管で構成された吐出装置。 A print head for discharging the spacer dispersion;
A discharge device connected to the print head and having a discharge pipe through which a spacer dispersion flowing out of the print head is discharged;
4. A discharge device comprising at least a part of the discharge pipe comprising the vibration supply pipe according to any one of claims 1 to 3.
前記印刷ヘッドから前記スペーサ分散液を吐出させる吐出方法であって、
前記スペーサ分散液の供給は、前記供給管を振動媒体液に接触させ、前記振動媒体液を介して前記供給管に振動を与えながら行う吐出方法。 Supply the spacer dispersion flowing in the supply pipe to the print head,
An ejection method for ejecting the spacer dispersion from the print head,
The supply of the spacer dispersion liquid is performed by bringing the supply pipe into contact with a vibration medium liquid and applying vibration to the supply pipe through the vibration medium liquid.
前記印刷ヘッドから流出する前記スペーサ分散液を排出管に排出し、
前記スペーサ分散液の排出は、前記排出管を振動媒体液に接触させ、前記振動媒体液を介して前記排出管に振動を与えながら行う吐出方法。 A discharge method of supplying a spacer dispersion liquid to a print head and discharging the spacer dispersion liquid from the print head,
Discharging the spacer dispersion flowing out of the print head into a discharge pipe;
The spacer dispersion liquid is discharged by bringing the discharge pipe into contact with a vibrating medium liquid and applying vibration to the discharge pipe through the vibrating medium liquid.
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