塗布装置のインク置換方法および塗布装置
【課題】インクジェット塗布装置のインクを置換する際に、配管内やインクジェットヘッド内に残留しているインクを洗浄することが必要であるが、溶解度の高い洗浄液を用いると、残留インクとの間でソルベントショックが生じ、却って凝集物が残ったり、洗浄後の洗浄液で次の新たなインクが希釈され、塗布ムラの原因となる。
【解決手段】使用したインクに用いた溶剤のなかで主溶剤単独もしくは主溶剤を含むその他の構成溶剤の混合溶剤で、配管内のインクを押し出し、その後洗浄液で洗浄し、加圧エアで洗浄液を揮発させる。
【解決手段】使用したインクに用いた溶剤のなかで主溶剤単独もしくは主溶剤を含むその他の構成溶剤の混合溶剤で、配管内のインクを押し出し、その後洗浄液で洗浄し、加圧エアで洗浄液を揮発させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインクジェットノズルを有する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メインタンクとを結ぶインク供給系流路（以後、インク流路）におけるインクの置換方法および塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を採用した印字或いは塗布装置は、業務用或いは民生用の小型の印字装置として発展し、家庭内や業務用の印字装置としては勿論、工業用の捺染工程への応用や、大型の屋外広告用の媒体への印字装置として幅広く応用されている。そうした中、特に最近では液晶テレビなどの大型ディスプレイ機器のキーデバイスとしてのカラーフィルターの製造方法或いは装置の一つとして、インクジェット方式の塗布装置が注目されつつある。
【０００３】
こうした分野でも、特に大面積を一度に塗布する必要のある業務用の塗布装置に求められる仕様には、インクジェット方式による塗布装置の細密な描写性に加え、応用機器としての液晶テレビなど、フラットパネルディスプレイの熾烈な競争に資する価格要求に対応する製造コストへの寄与が可能な高速性・安定性・信頼性が挙げられている。
【０００４】
こうした要求に応え得る塗布装置として、既にカラーフィルタの塗布装置としてインクジェット方式の塗布装置が導入され始めており、市場の要求からは当然一度に大きな塗布面積を塗布する塗布装置が求められている。
【０００５】
インクジェット方式の塗布装置の課題は、こうした塗布面積の大型化や、低コスト化を可能にする高速の塗布、或いは装置の高い耐久性に加え、インク吐出の安定した連続動作、つまりインクジェットヘッドからのインク液滴の適量の吐出について高い信頼性、さらにインク吐出の欠落等によるメンテナンスなどの機械停止頻度の極限までの低減といった生産性の向上、つまりインクジェット方式の塗布装置としての連続運転性能が、大きな課題とされている。
【０００６】
最近の情報端末の画像表示技術の進展は目覚ましく、カラーフィルターにおいても市場からより高品位の製品が期待されており、このような状況の中で、インクジェット方式の塗布装置に用いるインクも、コントラストや色度などインクへの要求仕様が厳しくなってきている。このような要求に応えるため、塗布装置においては新しいインクの開発が行なわれる度に、或いはカラーフィルターの仕様に対応したインクの品種の切り替えの度に、塗布装置のインクを入れ替える必要があり、インクの置換作業が行なわれる。
【０００７】
インクを供給するメインタンクとインクジェットヘッド結ぶインク流路を新しいインクで置換する際に、インク流路に新しいインクを流し続けても、継手やバルブ等の液だまり部（デッドスペース）が存在するため、流路を完全に置換することは時間的な制限もあり困難で、またインクの置換量も増えてコスト増となってしまう。また、長い期間に配管系にインクを満たしていると、配管内に気泡の混入や残留ガスによる気泡の発生などで気液界面が生じ、その部分で管内壁にインクが凝集または固化付着する場合がある。そのため、インクの入れ替えの場合には、そのようなインクの付着物に対する溶解性の強い洗浄液で、インク流路を洗浄するのが一般的である。
【０００８】
特許文献１では、洗浄後の残留成分には、高粘度の物質や常温で固体物質、菌の繁殖に由来する物質が多く含まれており、これらは水や低級アルコール等の低粘度の極性溶媒に溶解することを見出し、洗浄液とする発明が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、インクジェットヘッド内の洗浄装置として、洗浄液にエアーを導入しながら強制的に通液させ、洗浄液の通液後エアーを強制的に通気させる手段を有する洗浄装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１５２４９９号公報
【特許文献２】特開２００５−５８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
インクの溶剤よりも比較的溶解性の強い洗浄液を流す場合、インクと洗浄液の境界面では急激な濃度変化が起こり、インクに含まれる顔料をインク内に分散させる界面活性剤の大半が洗浄液に溶け、顔料が凝集するなど、一種のソルベントショック現象が発生する危険性がある。この凝集物はインクジェットヘッド内もしくは配管内の壁面やデッドスペースに付着し、次のインク通液時に浮遊し、ノズルの目詰まりに発展するという問題があった。
【００１２】
また、洗浄液での洗浄後に新しいインクに置換する際、流路のデッドスペースに洗浄液が残り、新しいインクの濃度が低下するという問題があった。とりわけ、カラーフィルターなど画像表示機器に用いるインクは、たとえ微少な濃度変化でも、その影響で出来上がったカラーフィルターを組み込んだ画像表示機器には色ムラやスジが発生し、製品不良となってしまう。
【００１３】
特許文献１で提案されている洗浄剤はインクの組成によっては、ソルベントショックを生じさせる危険性や、デッドスペースに溜まった洗浄液によるインクの希釈が生じる可能性が残る。また、特許文献２のように洗浄後に通気することによってデッドスペースに溜る洗浄剤は低減させることができるが、特許文献１同様、洗浄液の種類によっては、ソルベントショックによる凝集物の生成が生じる可能性が残る。
【００１４】
このようにインクジェットヘッドを用いた塗布装置におけるインクの入れ替えは、洗浄液と残留インクによる凝集物の生成や、配管内に溜る洗浄剤による次のインクの希釈が生じないように行われなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、残留インクと洗浄液の間で生じるソルベントショックによって生成される凝集物が原因となるノズル詰まりや、洗浄液によるインクの希釈の問題を回避できるインク置換方法および塗布装置を提供する。
【００１６】
より具体的には、本発明は、
インクジェット塗布装置のインク置換方法であって、
配管内に残留インクに用いられた溶剤を通液する工程と、
次いで、前記配管内に洗浄液を通液する工程と、
次いで、前記配管内にエアを通気させる工程とを経て、
前記配管内に新たなインクを通液させる工程からなるインク置換方法を提供する。
【００１７】
また、本発明のインク置換方法は、
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクの主溶剤であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の塗布装置は、上記インク置換方法を提供できる塗布装置であり、具体的には、
インクジェットヘッドを有する吐液部（１０）と、
前記吐液部に連通する配管（１１）と、
前記配管（１１）に接続された第１のバルブ（５１）と第２の三方バルブ（５０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された第１のインクタンク（２０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された配管（６１）と、
前記配管（６１）にバルブ（５２）を介して接続され、前記第１のインクタンク（２０）のインクの主溶剤を含む溶剤を充填する溶剤タンク（２１）と、
前記配管（６１）に第３の三方バルブ（５３）を介して接続され、洗浄液を充填する洗浄液タンク（２２）と、
加圧ユニット（１５）と、
前記加圧ユニット（１５）に接続された第４の三方バルブ（４０）と、
前記第４の三方バルブ（４０）に接続されたエア配管（１３）と、
前記エア配管（１３）と前記第１のインクタンク（２０）を接続する第１のエアバルブ（４１）と、
前記エア配管（１３）と前記溶剤タンク（２１）を接続する第２のエアバルブ（４２）と、
前記エア配管（１３）と前記洗浄液タンク（２２）を接続する第３のエアバルブ（４３）を有する塗布装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のインク置換方法によれば、インクタンクからインクジェットノズルまでのインク流路において、第１の工程として、インクの主溶剤を導入して流路のインクを排出し、第２の工程として、流路の大部分がインクの主溶剤で満たされた状態で洗浄液を導入するので、インクと洗浄液が直接に接触や混合することがない。従って、ソルベントショックが発生することがない。
【００２０】
次に第３の工程として、流路内の洗浄液を気体（大気）で押し出すことによって、洗浄液が完全に流路から押し出される。その後新しいインクを導入するので、新しいインクが洗浄液で希釈されないので、インクの濃度低下の問題がなくなり、旧インクから新インクへの置換を行っても、塗りムラが発生することはない。
【００２１】
また、新しいインクは洗浄液で希釈されないので、旧インクから新インクへの置換には、無駄になることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図２】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図３】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図４】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図５】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図６】本発明のインク置換方法を実現する塗布装置の一例を示す構成図である。
【図７】本発明の塗布方法を用いなかった場合の洗浄前と洗浄後の塗布状態の違いを示したグラフである。
【図８】本発明の塗布方法を用いた場合の洗浄前と洗浄後の塗布状態を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、装置の具体例として、カラーフィルタ製造装置の吐液ユニットを例に挙げて説明する。
【００２４】
（装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る装置としてのカラーフィルタ製造装置１の吐液ユニットのブロック図を示す。吐液ユニットは、インクジェットヘッドを含む吐液部１０、吐液部１０にインクを配液する配管１１（以下「吐液部配管ともいう。）、インクタンク２０、配管とインクタンクを繋ぐバルブ１２、インクタンク２０に入ったインク２５、インクタンク２０にエアを供給するエア配管１３、三方バルブ１４、加圧ユニット１５を含む。
【００２５】
また、溶剤タンク２１に入った溶剤２６、洗浄液タンク２２に入った洗浄液２７、インクタンク２３に入ったインク２８が並置されている。洗浄液タンク２２には三方弁１７が設置されている。
【００２６】
吐出部１０は、多数のノズルが形成されたインクジェットヘッドと吐出制御手段が、ステージ上を２次元的に移動可能に設置されている。塗布被対象物はステージ上に保持され、その上をインクジェットヘッドが移動しながら、インクを塗布する。ここで吐出制御手段は、配管１１を通ってくるインクを所定のタイミングでノズルから吐出させる機能を有する。具体的には、サブタンク、圧力調整機構、およびインクジェットヘッド内に設けられたピエゾ素子などで構成される。
【００２７】
加圧ユニット１５は、エアポンプなどで構成され、三方バルブ１４を介して配管１３を通り、加圧エア３３を送出する。配管１３は、インク２５が貯蔵されたタンク２０に導入される。加圧エア３３がインク２５の液面を押すことで、インク２５はバルブ１２を介して配管１１を通り吐出部１０に送られる。
【００２８】
三方バルブ１４は、加圧ユニット１５からの加圧エア３３を配管１３に送るパスと、配管１３内を大気圧に解放するパスを有する。タンク２０内のエアを大気圧にリークさせるためである。またバルブ１２は、吐出部１０へインクを送出したり、止めたりする。
【００２９】
配管１３には、先端に接続口３０が設けられている。またタンク２０にはエア導入口３１が設けられており、接続口３０と気密状態で接続することができる。
【００３０】
溶剤タンク２１には、溶剤が入れられている。溶剤タンク２１には、インク２５に用いられた溶剤の一部若しくは全部が入れられている。具体的には、インク２５を構成する溶剤のうち、最も含有量が多い溶剤（以後「主溶剤」と呼ぶ。）が好ましい。または、インク２５に含まれる溶剤のうち、主溶剤と他の溶剤の混合であってもよい。この場合は、インク中での含有比と同じにするのがより好ましい。また、インク２５に含まれるすべての溶剤を、インク中での含有比と同じ比率で混合した溶剤であってもよい。
【００３１】
タンク２２には、洗浄液２７が充填されている。タンク２２にもエア導入口３１が設けられている。また、配管１１と接続するバルブ１７は三方バルブになっている。後述するように、洗浄液を送った後、加圧エアだけを配管１１に通気させるためである。
【００３２】
タンク２３には、タンク２０から変更するインク２８が充填されている。４つのタンクは、手動若しくは自動的に、配管１１と配管１３をそれぞれ、バルブとエア導入口３１に接続を変更することができる。また、加圧ユニットや、各タンク内の圧力のモニタおよび調整、吐出部１０でのインクの吐出等の制御は、図示していない制御部が行う。
【００３３】
（工程１：主溶剤の導入）
次にインク２５を塗布していた状態から、インク２８へインクを切り替える方法についてさらに説明を行う。塗布装置１の液供給配管１１やインクジェットヘッド内の流路に満たされているインクを異なるインクへ置換する際、まず初めに、加圧ユニット１５を停止し、バルブ１４によってインクタンク２０内を大気圧にリークする。インクジェットヘッドはインク入れ替えのための所定の位置に移動しているのは言うまでもない。
【００３４】
次に配管１１を溶剤タンク２１のバルブ１６に接続し、配管１３を溶剤タンク２１のエア導入口３１に接続する（図２）。その後、三方バルブ１４を大気圧解放から加圧ユニットと配管１３の接続パスに切り替える。そして、加圧ユニット１５を始動させ、溶剤タンク２１の溶剤を配管１１から吐出部１０に送出する。
【００３５】
この時、配管１１内と吐出部１０にはインク２５が残留している。しかし、配管１１から供給される溶剤はインク２５を構成している溶剤と同じ溶剤であるので、ソルベントショックが生じる危険性はない。しかも、インク２５を構成している溶剤であるので、配管内やインクジェットヘッド内の壁面に付着した、洗浄しにくいインク成分をもよく溶かすことができる。
【００３６】
配管１１と吐出部１０内が溶剤２６によって十分に置換できたのち、弁１６を閉める。また加圧ユニット１５による加圧エア３３の送出も停止し、さらに三方バルブ１４によって溶剤タンク２１内を大気圧にリークする。
【００３７】
（工程２：洗浄液の導入）
次に配管１１と配管１３を洗浄タンク２２のバルブ１７とエア導入口３１に接続し直す（図３）。そして、また同様に、三方バルブ１４の大気側を閉じ、加圧ユニット１５で加圧エア３３を洗浄液タンク２２に導入し、三方バルブ１７を介して配管１１に洗浄液２７を送出する。洗浄液２７は、溶解性の高い洗浄力のあるものを用いてよく、インク２５のソルベントショックを注意する必要はない。インク２５は、溶剤２６によってすでに配管１１や吐出部１０から押しだされているからである。
【００３８】
洗浄液２７によって配管１１と吐出部１０を十分に洗浄した後、三方バルブ１７を閉じ、三方バルブ１４と配管３３のパスを開く。これによって洗浄タンク２２内は大気圧になる。
【００３９】
（工程３：エアーの導入）
次に配管１３の接続口３０を三方バルブ１７の解放端に接続し、配管１３と配管１１をつなげる（図４）。そして、三方バルブ１４の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開く。加圧エア３３は、配管１３から三方バルブ１７を経由し、配管１１内に導入される。この加圧エア３３によって、配管１１内と吐出部１０内の洗浄液２７は押し出され、次に通液するインクは洗浄液で薄まることなく配管１１内と吐出部１０内に供給される。カラーフィルターでは、わずかなインクの濃度の差が塗布ムラとして認識されてしまう問題はこれによって防止することができる。
【００４０】
（工程４：インクの充填）
以上のように、配管１１と吐出部１０からは、通液されていたインク２５が押し出され、内部は、インクの溶剤、洗浄液、加圧エアで通液および通気されることで、インク２５が完全に除去された。そこで、新しいインク２８の入ったインクタンク２３に配管１１および配管１３を接続する。
【００４１】
手順としては、配管１１をバルブ１８に接続し、配管１３をインクタンク２３のエア通気口３１に接続する。（図５）そして、三方バルブ１４の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開き、インクタンク２３内を加圧する。この加圧によってインク２８がバルブ１８を通過し、配管１１を経て、吐出部１０に供給される。
【００４２】
図６には、本発明のインク置換方法を実施する塗布装置２を示す。基本的には図１のカラーフィルタ製造装置１と同じであるが、溶剤タンク２１と洗浄液タンク２２を吐液部１０や加圧ユニット１５と共に一体的に有している。インクタンクは第１のインクタンク２０と第２のインクタンク２３が並置される。インクタンクはここでは２つについて説明するが、１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。また、塗布装置２全体を制御する制御部１００を有する。
【００４３】
吐液部１０には配管１１でインク、溶剤、洗浄液、加圧エアが送られる。配管１１の上流側には、第１の三方バルブ５１があり、次に第２の三方バルブ５０が配置される。第１の三方バルブ５１は第２のインクタンク２３と配管１１および第２の三方バルブ５０を連結し、切り替える。
【００４４】
第２の三方バルブ５０は第２の三方バルブと配管６１（以下「洗浄用配管」ともいう。）とインクタンク２０を連結し、切り替える。配管６１はバルブ５２を介して溶剤タンク２１と連結され、三方バルブ５３を介して洗浄液タンク２２と連結されている。
【００４５】
加圧ユニット１５からは、三方バルブ４０を介して配管１３に加圧エアが送られる。配管１３はバルブ４１、４２、４３、４４、５３と連結されそれぞれ、第２のインクタンク２３、第１のインクタンク２０、溶剤タンク２１、洗浄液タンク２２に結合されている。なお、バルブ５３は三方バルブであり、配管６１と洗浄液タンク２２と加圧エアの通る配管１３を連結し切り替える。
【００４６】
また、バルブ４０、４１、４２、４３、４４、５０、５１、５２．５３、５４は制御部１００と電気的に結合されており、制御部１００の指示により各バルブを開閉することで、連通するパスを切り替えることができる。すなわち、各バルブは電気的な制御が可能なバルブである。なお、全てのバルブが制御部１００と電気的に接続されている点を点線矢印で表した。
【００４７】
より具体的には、各バルブへの指示を「Ｃ」の後にバルブの番号を記載して表わした。例えば、バルブ４０と４１への指示は「Ｃ４０」や「Ｃ４１」である。また、制御部１００から送信されるバルブの開閉指示を「Ｃｘｘ」で表した。小文字の「ｘｘ」はバルブ番号を表わし、「Ｃｘｘ」は、例えば、「Ｃ４０」や「Ｃ４１」といったバルブ４０や４１への指示の総称である。なお、それぞの指示には、バルブの開閉という２つの情報が含まれるものとする。また、三方バルブについては、どちらからどちらへのパスを連通させるかという情報も含まれるものとする。
【００４８】
次に塗布装置２の動作について説明する。最初はバルブ４０は閉じている状態であるとする。第１のインクタンクのインク２５で塗布が行われる場合は、まずバルブ４１は開状態にする（指示Ｃ４１）。その他のエアバルブ（４２、４３、４４）は閉状態にする（指示Ｃ４２、Ｃ４３、Ｃ４４）。次にバルブ５０はインクタンク２０から第１のバルブ５１のパスを開く（指示Ｃ５０）。バルブ５１は、配管１１とバルブ５０のバスを開く（指示Ｃ５１）。
【００４９】
この状態でバルブ４０で、パスを配管１３側に切り替えると（指示Ｃ４０）、タンク２０内の圧力が増加し、インク２５が配管１１を通って吐液部１０に送られる。インクタンク２３は、次の塗布のためのインク２８を用意するタンクである。
【００５０】
ここで、指示Ｃ４１、４２、４３、４４、５０、５１、４０の一連の指示は、第１のインクタンクのインク２５で塗布を行う場合のコマンドである。このようにコマンドは制御部１００が塗布装置２に特定の動作をさせる場合に、各バルブを操作する際の指示の集合である。なお、コマンドはこの一連の指示の一部を指すものとしてもよい。
【００５１】
次にこの塗布装置２がインクの置換を行う動作について説明する。最初に三方バルブ４０を閉じて配管１３に加圧エアが流入しないようにする（指示Ｃ４０）。そして三方バルブ４０の大気側と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、タンク２０内を大気圧に戻す。これでタンク２０からのインク２５の流出は止まる。
【００５２】
次に溶剤で配管１１内のインクを押し出す。まず、バルブ４１を閉じ（指示Ｃ４１）、三方バルブ５０で配管６１とバルブ５１のパスを開き（指示Ｃ５０）、バルブ５２を開く（指示５２）。これで、タンク２１と配管６１、配管１１が連通状態になる。そして、バルブ４２を開き（指示Ｃ４２）、次いで三方バルブ４０で加圧ユニットと配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、加圧ユニット１５から加圧エアを送出する。
【００５３】
タンク２１内の圧力が上がるので、溶剤２６が配管６１、バルブ５０、バルブ５１、配管１１の経路で吐液部１０に流れ、配管１１および吐液部１０内のインクを押しだす。溶剤は、インク２５の主溶剤を含むのでソルベントショックを起こすことなくインクを押しだすことができる。
【００５４】
所定時間経過後に溶剤の押し出しを止める。すなわち、バルブ４０で大気と配管１３のパスを開く（指示Ｃ４０）。これでタンク２１内が大気圧になり、溶剤２６の流出は止まる。バルブ５２は、出来るだけ早く閉じて（指示Ｃ５２）、溶剤が逆流してタンク２６に戻らないようにする。バルブ４２も閉じておくのが好ましい（指示Ｃ４２）。
【００５５】
以上のように指示Ｃ４０、４０、４１、５０、５２、４２、４０、待機、４０、５２という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と溶剤タンクを連通させるコマンドである。
【００５６】
次に洗浄液を通液して配管１１および吐液部１０を洗浄する。バルブ４０で加圧ユニット１５と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、さらにバルブ４３を開く（指示Ｃ４３）。洗浄液タンク２２の内圧が上がるので、バルブ５３でタンク２２側と配管６１のパスを開く（指示Ｃ５３）。洗浄液２７がバルブ５３を通じて、配管６１、バルブ５０、バルブ５１、配管１１、吐液部１０に通液され、洗浄する。洗浄後は、バルブ４０の大気と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、洗浄タンク２２内を大気圧に戻すことで停止する。
【００５７】
ここでも、指示Ｃ４０、４３、５３、待機、４０という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と洗浄液タンクを連通させるコマンドである。
【００５８】
最後に洗浄した配管や吐液部に加圧エアを通気させる。バルブ４３を閉じ（指示Ｃ４３）、三方バルブ５３で配管１３と配管６１のパスを開く（指示Ｃ５３）。そして、バルブ４０の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開く（指示Ｃ４０）。加圧エアは、バルブ５３から配管６１を通り、バルブ５０、５１を経て配管１１と吐液部１０に送られる。この加圧エアーによって、配管１１と吐液部１０内の洗浄液が押し出される。加圧エアも所定時間通風させれば、バルブ４０を閉じて加圧エアを止める（指示Ｃ４０）。
【００５９】
ここでも、指示Ｃ４３、５３、４０、待機、４０という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と気体供給源を連通させるコマンドである。
【００６０】
次にインクを置換する。バルブ５０を閉じ（指示Ｃ４０）、バルブ５１の配管６０と配管１１のパスを開く（指示Ｃ５１）。バルブ４３を閉じて（指示Ｃ４３）、バルブ４４を開く（指示Ｃ４４）。するとインクタンク２３の内圧が上昇するので、インク２８がバルブ５４を介して配管６０を流れ、バルブ５１から配管１１および吐液部１０に送られる。以上の手順でインクを置換することができる。
【００６１】
ここでも、指示Ｃ４０、５１、４３、４４という制御部１００の一連の指示および動作は、配管とインクタンクを連通させるコマンドである。
【実施例】
【００６２】
前記の装置１を用いて置換工程による違いを試験検討した。試験方法としては、インクから洗浄液に置換した後、インクを導入した試験と、前記工程１〜４を行なった試験とを比較した。試験では装置１の複数ノズルで構成されたインクジェットヘッドを用いて画素にインクを塗布して画素の色度を計測した。この画素色度の違いについての試験結果を以下に述べる。
【００６３】
図７、図８に画素の色度の測定値を示す。図７は、配管内にインクが残留した状態から直接洗浄液で洗浄して、次のインクに切り替えた場合の結果である。また、図８は、本発明の方法であり、配管内のインクを一旦溶剤で押し出した後、洗浄液で洗浄し、加圧エアを通気後、次のインクを通液した場合の結果である。
【００６４】
図７、図８の縦軸は色度を表し、横軸は画素を表す。横軸の各画素は、それぞれ、インクジェットヘッドの各ノズルに対応している。
【００６５】
図７を参照して、図７（ａ）は、洗浄前の状態であり、図７（ｂ）は、洗浄液で洗浄後、再度同じインクを通液した場合の結果である。同じインクであるにも関わらず、１〜５０画素目までの色度を比較すると、洗浄前（図７（ａ））は、およそ０．６１８から０．６２０の間の値であったのに対して、洗浄後（図７（ｂ））は、およそ０．６１４から０．６１６の値になった。つまり、平均値のレベルとしては約４／１０００低下した。また洗浄後（図７（ｂ））では、７０画素目以降は急激に色度が低下した。このような色度の変化は、スジとして観察され、明らかな塗布不良となった。
【００６６】
図８を参照して、図８（ａ）は同じく洗浄前の状態であり、図８（ｂ）は、本願の洗浄方法を行った後、再度同じインクを通液した場合の結果である。洗浄前（図８（ａ））も洗浄後（図８（ｂ））も、ともに、色度は０．６１４０から０．６１６の間の値になった。また、色度が急激に大きく変化する部分もなかった。すなわち、洗浄前も洗浄後も塗布状態に変化がなく、また塗りムラの発生もなかった。このように、本発明による前記工程１〜工程４を実施することによって、ヘッド内またはヘッド間の各ノズルから吐出されるインクの濃度むらを解消することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタのインクジェットによる塗布に対して好適に適用することができるが、インクジェットヘッドを用いた塗布であれば、あらゆる分野での使用に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ カラーフィルタ製造装置
１０ 吐液部
１１ 配管
１２ バルブ
１３ エア配管
１４ 三方バルブ
１５ 加圧ユニット
１６ バルブ
１７ 三方バルブ
１８ バルブ
２０ インクタンク
２１ 溶剤タンク
２２ 洗浄液タンク
２３ インクタンク
２５ インク
２６ 溶剤
２７ 洗浄液
２８ インク
３０ 接続口
３１ エア導入口
３３ 加圧エア
４０ 三方エアバルブ
４１乃至４４ エアバルブ
５０，５１、５３ 三方バルブ
５２、５４ バルブ
６０、６１ 配管
１００ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインクジェットノズルを有する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メインタンクとを結ぶインク供給系流路（以後、インク流路）におけるインクの置換方法および塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式を採用した印字或いは塗布装置は、業務用或いは民生用の小型の印字装置として発展し、家庭内や業務用の印字装置としては勿論、工業用の捺染工程への応用や、大型の屋外広告用の媒体への印字装置として幅広く応用されている。そうした中、特に最近では液晶テレビなどの大型ディスプレイ機器のキーデバイスとしてのカラーフィルターの製造方法或いは装置の一つとして、インクジェット方式の塗布装置が注目されつつある。
【０００３】
こうした分野でも、特に大面積を一度に塗布する必要のある業務用の塗布装置に求められる仕様には、インクジェット方式による塗布装置の細密な描写性に加え、応用機器としての液晶テレビなど、フラットパネルディスプレイの熾烈な競争に資する価格要求に対応する製造コストへの寄与が可能な高速性・安定性・信頼性が挙げられている。
【０００４】
こうした要求に応え得る塗布装置として、既にカラーフィルタの塗布装置としてインクジェット方式の塗布装置が導入され始めており、市場の要求からは当然一度に大きな塗布面積を塗布する塗布装置が求められている。
【０００５】
インクジェット方式の塗布装置の課題は、こうした塗布面積の大型化や、低コスト化を可能にする高速の塗布、或いは装置の高い耐久性に加え、インク吐出の安定した連続動作、つまりインクジェットヘッドからのインク液滴の適量の吐出について高い信頼性、さらにインク吐出の欠落等によるメンテナンスなどの機械停止頻度の極限までの低減といった生産性の向上、つまりインクジェット方式の塗布装置としての連続運転性能が、大きな課題とされている。
【０００６】
最近の情報端末の画像表示技術の進展は目覚ましく、カラーフィルターにおいても市場からより高品位の製品が期待されており、このような状況の中で、インクジェット方式の塗布装置に用いるインクも、コントラストや色度などインクへの要求仕様が厳しくなってきている。このような要求に応えるため、塗布装置においては新しいインクの開発が行なわれる度に、或いはカラーフィルターの仕様に対応したインクの品種の切り替えの度に、塗布装置のインクを入れ替える必要があり、インクの置換作業が行なわれる。
【０００７】
インクを供給するメインタンクとインクジェットヘッド結ぶインク流路を新しいインクで置換する際に、インク流路に新しいインクを流し続けても、継手やバルブ等の液だまり部（デッドスペース）が存在するため、流路を完全に置換することは時間的な制限もあり困難で、またインクの置換量も増えてコスト増となってしまう。また、長い期間に配管系にインクを満たしていると、配管内に気泡の混入や残留ガスによる気泡の発生などで気液界面が生じ、その部分で管内壁にインクが凝集または固化付着する場合がある。そのため、インクの入れ替えの場合には、そのようなインクの付着物に対する溶解性の強い洗浄液で、インク流路を洗浄するのが一般的である。
【０００８】
特許文献１では、洗浄後の残留成分には、高粘度の物質や常温で固体物質、菌の繁殖に由来する物質が多く含まれており、これらは水や低級アルコール等の低粘度の極性溶媒に溶解することを見出し、洗浄液とする発明が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、インクジェットヘッド内の洗浄装置として、洗浄液にエアーを導入しながら強制的に通液させ、洗浄液の通液後エアーを強制的に通気させる手段を有する洗浄装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１５２４９９号公報
【特許文献２】特開２００５−５８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
インクの溶剤よりも比較的溶解性の強い洗浄液を流す場合、インクと洗浄液の境界面では急激な濃度変化が起こり、インクに含まれる顔料をインク内に分散させる界面活性剤の大半が洗浄液に溶け、顔料が凝集するなど、一種のソルベントショック現象が発生する危険性がある。この凝集物はインクジェットヘッド内もしくは配管内の壁面やデッドスペースに付着し、次のインク通液時に浮遊し、ノズルの目詰まりに発展するという問題があった。
【００１２】
また、洗浄液での洗浄後に新しいインクに置換する際、流路のデッドスペースに洗浄液が残り、新しいインクの濃度が低下するという問題があった。とりわけ、カラーフィルターなど画像表示機器に用いるインクは、たとえ微少な濃度変化でも、その影響で出来上がったカラーフィルターを組み込んだ画像表示機器には色ムラやスジが発生し、製品不良となってしまう。
【００１３】
特許文献１で提案されている洗浄剤はインクの組成によっては、ソルベントショックを生じさせる危険性や、デッドスペースに溜まった洗浄液によるインクの希釈が生じる可能性が残る。また、特許文献２のように洗浄後に通気することによってデッドスペースに溜る洗浄剤は低減させることができるが、特許文献１同様、洗浄液の種類によっては、ソルベントショックによる凝集物の生成が生じる可能性が残る。
【００１４】
このようにインクジェットヘッドを用いた塗布装置におけるインクの入れ替えは、洗浄液と残留インクによる凝集物の生成や、配管内に溜る洗浄剤による次のインクの希釈が生じないように行われなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、残留インクと洗浄液の間で生じるソルベントショックによって生成される凝集物が原因となるノズル詰まりや、洗浄液によるインクの希釈の問題を回避できるインク置換方法および塗布装置を提供する。
【００１６】
より具体的には、本発明は、
インクジェット塗布装置のインク置換方法であって、
配管内に残留インクに用いられた溶剤を通液する工程と、
次いで、前記配管内に洗浄液を通液する工程と、
次いで、前記配管内にエアを通気させる工程とを経て、
前記配管内に新たなインクを通液させる工程からなるインク置換方法を提供する。
【００１７】
また、本発明のインク置換方法は、
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクの主溶剤であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の塗布装置は、上記インク置換方法を提供できる塗布装置であり、具体的には、
インクジェットヘッドを有する吐液部（１０）と、
前記吐液部に連通する配管（１１）と、
前記配管（１１）に接続された第１のバルブ（５１）と第２の三方バルブ（５０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された第１のインクタンク（２０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された配管（６１）と、
前記配管（６１）にバルブ（５２）を介して接続され、前記第１のインクタンク（２０）のインクの主溶剤を含む溶剤を充填する溶剤タンク（２１）と、
前記配管（６１）に第３の三方バルブ（５３）を介して接続され、洗浄液を充填する洗浄液タンク（２２）と、
加圧ユニット（１５）と、
前記加圧ユニット（１５）に接続された第４の三方バルブ（４０）と、
前記第４の三方バルブ（４０）に接続されたエア配管（１３）と、
前記エア配管（１３）と前記第１のインクタンク（２０）を接続する第１のエアバルブ（４１）と、
前記エア配管（１３）と前記溶剤タンク（２１）を接続する第２のエアバルブ（４２）と、
前記エア配管（１３）と前記洗浄液タンク（２２）を接続する第３のエアバルブ（４３）を有する塗布装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のインク置換方法によれば、インクタンクからインクジェットノズルまでのインク流路において、第１の工程として、インクの主溶剤を導入して流路のインクを排出し、第２の工程として、流路の大部分がインクの主溶剤で満たされた状態で洗浄液を導入するので、インクと洗浄液が直接に接触や混合することがない。従って、ソルベントショックが発生することがない。
【００２０】
次に第３の工程として、流路内の洗浄液を気体（大気）で押し出すことによって、洗浄液が完全に流路から押し出される。その後新しいインクを導入するので、新しいインクが洗浄液で希釈されないので、インクの濃度低下の問題がなくなり、旧インクから新インクへの置換を行っても、塗りムラが発生することはない。
【００２１】
また、新しいインクは洗浄液で希釈されないので、旧インクから新インクへの置換には、無駄になることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図２】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図３】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図４】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図５】本発明のインク置換方法を行う塗布装置の一工程を示す構成図である。
【図６】本発明のインク置換方法を実現する塗布装置の一例を示す構成図である。
【図７】本発明の塗布方法を用いなかった場合の洗浄前と洗浄後の塗布状態の違いを示したグラフである。
【図８】本発明の塗布方法を用いた場合の洗浄前と洗浄後の塗布状態を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、装置の具体例として、カラーフィルタ製造装置の吐液ユニットを例に挙げて説明する。
【００２４】
（装置の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る装置としてのカラーフィルタ製造装置１の吐液ユニットのブロック図を示す。吐液ユニットは、インクジェットヘッドを含む吐液部１０、吐液部１０にインクを配液する配管１１（以下「吐液部配管ともいう。）、インクタンク２０、配管とインクタンクを繋ぐバルブ１２、インクタンク２０に入ったインク２５、インクタンク２０にエアを供給するエア配管１３、三方バルブ１４、加圧ユニット１５を含む。
【００２５】
また、溶剤タンク２１に入った溶剤２６、洗浄液タンク２２に入った洗浄液２７、インクタンク２３に入ったインク２８が並置されている。洗浄液タンク２２には三方弁１７が設置されている。
【００２６】
吐出部１０は、多数のノズルが形成されたインクジェットヘッドと吐出制御手段が、ステージ上を２次元的に移動可能に設置されている。塗布被対象物はステージ上に保持され、その上をインクジェットヘッドが移動しながら、インクを塗布する。ここで吐出制御手段は、配管１１を通ってくるインクを所定のタイミングでノズルから吐出させる機能を有する。具体的には、サブタンク、圧力調整機構、およびインクジェットヘッド内に設けられたピエゾ素子などで構成される。
【００２７】
加圧ユニット１５は、エアポンプなどで構成され、三方バルブ１４を介して配管１３を通り、加圧エア３３を送出する。配管１３は、インク２５が貯蔵されたタンク２０に導入される。加圧エア３３がインク２５の液面を押すことで、インク２５はバルブ１２を介して配管１１を通り吐出部１０に送られる。
【００２８】
三方バルブ１４は、加圧ユニット１５からの加圧エア３３を配管１３に送るパスと、配管１３内を大気圧に解放するパスを有する。タンク２０内のエアを大気圧にリークさせるためである。またバルブ１２は、吐出部１０へインクを送出したり、止めたりする。
【００２９】
配管１３には、先端に接続口３０が設けられている。またタンク２０にはエア導入口３１が設けられており、接続口３０と気密状態で接続することができる。
【００３０】
溶剤タンク２１には、溶剤が入れられている。溶剤タンク２１には、インク２５に用いられた溶剤の一部若しくは全部が入れられている。具体的には、インク２５を構成する溶剤のうち、最も含有量が多い溶剤（以後「主溶剤」と呼ぶ。）が好ましい。または、インク２５に含まれる溶剤のうち、主溶剤と他の溶剤の混合であってもよい。この場合は、インク中での含有比と同じにするのがより好ましい。また、インク２５に含まれるすべての溶剤を、インク中での含有比と同じ比率で混合した溶剤であってもよい。
【００３１】
タンク２２には、洗浄液２７が充填されている。タンク２２にもエア導入口３１が設けられている。また、配管１１と接続するバルブ１７は三方バルブになっている。後述するように、洗浄液を送った後、加圧エアだけを配管１１に通気させるためである。
【００３２】
タンク２３には、タンク２０から変更するインク２８が充填されている。４つのタンクは、手動若しくは自動的に、配管１１と配管１３をそれぞれ、バルブとエア導入口３１に接続を変更することができる。また、加圧ユニットや、各タンク内の圧力のモニタおよび調整、吐出部１０でのインクの吐出等の制御は、図示していない制御部が行う。
【００３３】
（工程１：主溶剤の導入）
次にインク２５を塗布していた状態から、インク２８へインクを切り替える方法についてさらに説明を行う。塗布装置１の液供給配管１１やインクジェットヘッド内の流路に満たされているインクを異なるインクへ置換する際、まず初めに、加圧ユニット１５を停止し、バルブ１４によってインクタンク２０内を大気圧にリークする。インクジェットヘッドはインク入れ替えのための所定の位置に移動しているのは言うまでもない。
【００３４】
次に配管１１を溶剤タンク２１のバルブ１６に接続し、配管１３を溶剤タンク２１のエア導入口３１に接続する（図２）。その後、三方バルブ１４を大気圧解放から加圧ユニットと配管１３の接続パスに切り替える。そして、加圧ユニット１５を始動させ、溶剤タンク２１の溶剤を配管１１から吐出部１０に送出する。
【００３５】
この時、配管１１内と吐出部１０にはインク２５が残留している。しかし、配管１１から供給される溶剤はインク２５を構成している溶剤と同じ溶剤であるので、ソルベントショックが生じる危険性はない。しかも、インク２５を構成している溶剤であるので、配管内やインクジェットヘッド内の壁面に付着した、洗浄しにくいインク成分をもよく溶かすことができる。
【００３６】
配管１１と吐出部１０内が溶剤２６によって十分に置換できたのち、弁１６を閉める。また加圧ユニット１５による加圧エア３３の送出も停止し、さらに三方バルブ１４によって溶剤タンク２１内を大気圧にリークする。
【００３７】
（工程２：洗浄液の導入）
次に配管１１と配管１３を洗浄タンク２２のバルブ１７とエア導入口３１に接続し直す（図３）。そして、また同様に、三方バルブ１４の大気側を閉じ、加圧ユニット１５で加圧エア３３を洗浄液タンク２２に導入し、三方バルブ１７を介して配管１１に洗浄液２７を送出する。洗浄液２７は、溶解性の高い洗浄力のあるものを用いてよく、インク２５のソルベントショックを注意する必要はない。インク２５は、溶剤２６によってすでに配管１１や吐出部１０から押しだされているからである。
【００３８】
洗浄液２７によって配管１１と吐出部１０を十分に洗浄した後、三方バルブ１７を閉じ、三方バルブ１４と配管３３のパスを開く。これによって洗浄タンク２２内は大気圧になる。
【００３９】
（工程３：エアーの導入）
次に配管１３の接続口３０を三方バルブ１７の解放端に接続し、配管１３と配管１１をつなげる（図４）。そして、三方バルブ１４の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開く。加圧エア３３は、配管１３から三方バルブ１７を経由し、配管１１内に導入される。この加圧エア３３によって、配管１１内と吐出部１０内の洗浄液２７は押し出され、次に通液するインクは洗浄液で薄まることなく配管１１内と吐出部１０内に供給される。カラーフィルターでは、わずかなインクの濃度の差が塗布ムラとして認識されてしまう問題はこれによって防止することができる。
【００４０】
（工程４：インクの充填）
以上のように、配管１１と吐出部１０からは、通液されていたインク２５が押し出され、内部は、インクの溶剤、洗浄液、加圧エアで通液および通気されることで、インク２５が完全に除去された。そこで、新しいインク２８の入ったインクタンク２３に配管１１および配管１３を接続する。
【００４１】
手順としては、配管１１をバルブ１８に接続し、配管１３をインクタンク２３のエア通気口３１に接続する。（図５）そして、三方バルブ１４の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開き、インクタンク２３内を加圧する。この加圧によってインク２８がバルブ１８を通過し、配管１１を経て、吐出部１０に供給される。
【００４２】
図６には、本発明のインク置換方法を実施する塗布装置２を示す。基本的には図１のカラーフィルタ製造装置１と同じであるが、溶剤タンク２１と洗浄液タンク２２を吐液部１０や加圧ユニット１５と共に一体的に有している。インクタンクは第１のインクタンク２０と第２のインクタンク２３が並置される。インクタンクはここでは２つについて説明するが、１つであってもよいし、３つ以上あってもよい。また、塗布装置２全体を制御する制御部１００を有する。
【００４３】
吐液部１０には配管１１でインク、溶剤、洗浄液、加圧エアが送られる。配管１１の上流側には、第１の三方バルブ５１があり、次に第２の三方バルブ５０が配置される。第１の三方バルブ５１は第２のインクタンク２３と配管１１および第２の三方バルブ５０を連結し、切り替える。
【００４４】
第２の三方バルブ５０は第２の三方バルブと配管６１（以下「洗浄用配管」ともいう。）とインクタンク２０を連結し、切り替える。配管６１はバルブ５２を介して溶剤タンク２１と連結され、三方バルブ５３を介して洗浄液タンク２２と連結されている。
【００４５】
加圧ユニット１５からは、三方バルブ４０を介して配管１３に加圧エアが送られる。配管１３はバルブ４１、４２、４３、４４、５３と連結されそれぞれ、第２のインクタンク２３、第１のインクタンク２０、溶剤タンク２１、洗浄液タンク２２に結合されている。なお、バルブ５３は三方バルブであり、配管６１と洗浄液タンク２２と加圧エアの通る配管１３を連結し切り替える。
【００４６】
また、バルブ４０、４１、４２、４３、４４、５０、５１、５２．５３、５４は制御部１００と電気的に結合されており、制御部１００の指示により各バルブを開閉することで、連通するパスを切り替えることができる。すなわち、各バルブは電気的な制御が可能なバルブである。なお、全てのバルブが制御部１００と電気的に接続されている点を点線矢印で表した。
【００４７】
より具体的には、各バルブへの指示を「Ｃ」の後にバルブの番号を記載して表わした。例えば、バルブ４０と４１への指示は「Ｃ４０」や「Ｃ４１」である。また、制御部１００から送信されるバルブの開閉指示を「Ｃｘｘ」で表した。小文字の「ｘｘ」はバルブ番号を表わし、「Ｃｘｘ」は、例えば、「Ｃ４０」や「Ｃ４１」といったバルブ４０や４１への指示の総称である。なお、それぞの指示には、バルブの開閉という２つの情報が含まれるものとする。また、三方バルブについては、どちらからどちらへのパスを連通させるかという情報も含まれるものとする。
【００４８】
次に塗布装置２の動作について説明する。最初はバルブ４０は閉じている状態であるとする。第１のインクタンクのインク２５で塗布が行われる場合は、まずバルブ４１は開状態にする（指示Ｃ４１）。その他のエアバルブ（４２、４３、４４）は閉状態にする（指示Ｃ４２、Ｃ４３、Ｃ４４）。次にバルブ５０はインクタンク２０から第１のバルブ５１のパスを開く（指示Ｃ５０）。バルブ５１は、配管１１とバルブ５０のバスを開く（指示Ｃ５１）。
【００４９】
この状態でバルブ４０で、パスを配管１３側に切り替えると（指示Ｃ４０）、タンク２０内の圧力が増加し、インク２５が配管１１を通って吐液部１０に送られる。インクタンク２３は、次の塗布のためのインク２８を用意するタンクである。
【００５０】
ここで、指示Ｃ４１、４２、４３、４４、５０、５１、４０の一連の指示は、第１のインクタンクのインク２５で塗布を行う場合のコマンドである。このようにコマンドは制御部１００が塗布装置２に特定の動作をさせる場合に、各バルブを操作する際の指示の集合である。なお、コマンドはこの一連の指示の一部を指すものとしてもよい。
【００５１】
次にこの塗布装置２がインクの置換を行う動作について説明する。最初に三方バルブ４０を閉じて配管１３に加圧エアが流入しないようにする（指示Ｃ４０）。そして三方バルブ４０の大気側と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、タンク２０内を大気圧に戻す。これでタンク２０からのインク２５の流出は止まる。
【００５２】
次に溶剤で配管１１内のインクを押し出す。まず、バルブ４１を閉じ（指示Ｃ４１）、三方バルブ５０で配管６１とバルブ５１のパスを開き（指示Ｃ５０）、バルブ５２を開く（指示５２）。これで、タンク２１と配管６１、配管１１が連通状態になる。そして、バルブ４２を開き（指示Ｃ４２）、次いで三方バルブ４０で加圧ユニットと配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、加圧ユニット１５から加圧エアを送出する。
【００５３】
タンク２１内の圧力が上がるので、溶剤２６が配管６１、バルブ５０、バルブ５１、配管１１の経路で吐液部１０に流れ、配管１１および吐液部１０内のインクを押しだす。溶剤は、インク２５の主溶剤を含むのでソルベントショックを起こすことなくインクを押しだすことができる。
【００５４】
所定時間経過後に溶剤の押し出しを止める。すなわち、バルブ４０で大気と配管１３のパスを開く（指示Ｃ４０）。これでタンク２１内が大気圧になり、溶剤２６の流出は止まる。バルブ５２は、出来るだけ早く閉じて（指示Ｃ５２）、溶剤が逆流してタンク２６に戻らないようにする。バルブ４２も閉じておくのが好ましい（指示Ｃ４２）。
【００５５】
以上のように指示Ｃ４０、４０、４１、５０、５２、４２、４０、待機、４０、５２という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と溶剤タンクを連通させるコマンドである。
【００５６】
次に洗浄液を通液して配管１１および吐液部１０を洗浄する。バルブ４０で加圧ユニット１５と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、さらにバルブ４３を開く（指示Ｃ４３）。洗浄液タンク２２の内圧が上がるので、バルブ５３でタンク２２側と配管６１のパスを開く（指示Ｃ５３）。洗浄液２７がバルブ５３を通じて、配管６１、バルブ５０、バルブ５１、配管１１、吐液部１０に通液され、洗浄する。洗浄後は、バルブ４０の大気と配管１３のパスを開き（指示Ｃ４０）、洗浄タンク２２内を大気圧に戻すことで停止する。
【００５７】
ここでも、指示Ｃ４０、４３、５３、待機、４０という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と洗浄液タンクを連通させるコマンドである。
【００５８】
最後に洗浄した配管や吐液部に加圧エアを通気させる。バルブ４３を閉じ（指示Ｃ４３）、三方バルブ５３で配管１３と配管６１のパスを開く（指示Ｃ５３）。そして、バルブ４０の加圧ユニット１５と配管１３のパスを開く（指示Ｃ４０）。加圧エアは、バルブ５３から配管６１を通り、バルブ５０、５１を経て配管１１と吐液部１０に送られる。この加圧エアーによって、配管１１と吐液部１０内の洗浄液が押し出される。加圧エアも所定時間通風させれば、バルブ４０を閉じて加圧エアを止める（指示Ｃ４０）。
【００５９】
ここでも、指示Ｃ４３、５３、４０、待機、４０という制御部１００の一連の指示および動作は、配管と気体供給源を連通させるコマンドである。
【００６０】
次にインクを置換する。バルブ５０を閉じ（指示Ｃ４０）、バルブ５１の配管６０と配管１１のパスを開く（指示Ｃ５１）。バルブ４３を閉じて（指示Ｃ４３）、バルブ４４を開く（指示Ｃ４４）。するとインクタンク２３の内圧が上昇するので、インク２８がバルブ５４を介して配管６０を流れ、バルブ５１から配管１１および吐液部１０に送られる。以上の手順でインクを置換することができる。
【００６１】
ここでも、指示Ｃ４０、５１、４３、４４という制御部１００の一連の指示および動作は、配管とインクタンクを連通させるコマンドである。
【実施例】
【００６２】
前記の装置１を用いて置換工程による違いを試験検討した。試験方法としては、インクから洗浄液に置換した後、インクを導入した試験と、前記工程１〜４を行なった試験とを比較した。試験では装置１の複数ノズルで構成されたインクジェットヘッドを用いて画素にインクを塗布して画素の色度を計測した。この画素色度の違いについての試験結果を以下に述べる。
【００６３】
図７、図８に画素の色度の測定値を示す。図７は、配管内にインクが残留した状態から直接洗浄液で洗浄して、次のインクに切り替えた場合の結果である。また、図８は、本発明の方法であり、配管内のインクを一旦溶剤で押し出した後、洗浄液で洗浄し、加圧エアを通気後、次のインクを通液した場合の結果である。
【００６４】
図７、図８の縦軸は色度を表し、横軸は画素を表す。横軸の各画素は、それぞれ、インクジェットヘッドの各ノズルに対応している。
【００６５】
図７を参照して、図７（ａ）は、洗浄前の状態であり、図７（ｂ）は、洗浄液で洗浄後、再度同じインクを通液した場合の結果である。同じインクであるにも関わらず、１〜５０画素目までの色度を比較すると、洗浄前（図７（ａ））は、およそ０．６１８から０．６２０の間の値であったのに対して、洗浄後（図７（ｂ））は、およそ０．６１４から０．６１６の値になった。つまり、平均値のレベルとしては約４／１０００低下した。また洗浄後（図７（ｂ））では、７０画素目以降は急激に色度が低下した。このような色度の変化は、スジとして観察され、明らかな塗布不良となった。
【００６６】
図８を参照して、図８（ａ）は同じく洗浄前の状態であり、図８（ｂ）は、本願の洗浄方法を行った後、再度同じインクを通液した場合の結果である。洗浄前（図８（ａ））も洗浄後（図８（ｂ））も、ともに、色度は０．６１４０から０．６１６の間の値になった。また、色度が急激に大きく変化する部分もなかった。すなわち、洗浄前も洗浄後も塗布状態に変化がなく、また塗りムラの発生もなかった。このように、本発明による前記工程１〜工程４を実施することによって、ヘッド内またはヘッド間の各ノズルから吐出されるインクの濃度むらを解消することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタのインクジェットによる塗布に対して好適に適用することができるが、インクジェットヘッドを用いた塗布であれば、あらゆる分野での使用に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ カラーフィルタ製造装置
１０ 吐液部
１１ 配管
１２ バルブ
１３ エア配管
１４ 三方バルブ
１５ 加圧ユニット
１６ バルブ
１７ 三方バルブ
１８ バルブ
２０ インクタンク
２１ 溶剤タンク
２２ 洗浄液タンク
２３ インクタンク
２５ インク
２６ 溶剤
２７ 洗浄液
２８ インク
３０ 接続口
３１ エア導入口
３３ 加圧エア
４０ 三方エアバルブ
４１乃至４４ エアバルブ
５０，５１、５３ 三方バルブ
５２、５４ バルブ
６０、６１ 配管
１００ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット塗布装置のインク置換方法であって、
配管内に残留インクに用いられた溶剤を通液する工程と、
次いで、前記配管内に洗浄液を通液する工程と、
次いで、前記配管内に気体を通気させる工程を経て
前記配管内に新たなインクを通液させる工程からなるインク置換方法。
【請求項２】
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクの主溶剤である請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項３】
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクで用いられたのと同じ組成および組成比を有する溶剤である請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項４】
前記気体はエアーである請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項５】
インクジェットヘッドを有する吐液部と、前記吐液部に連通する配管と、
前記配管に接続された流路切換変えバルブと、
前記流路切換バルブに接続された、
第１のインクタンクと
前記第１のインクタンクのインクに用いられる溶剤を充填した溶剤タンクと、
洗浄液を充填した洗浄液タンクと、
気体供給源と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
前記配管と前記溶剤タンクを連通させるコマンドと、
前記配管と前記洗浄液タンクを連通させるコマンドと、
前記配管と前記気体供給源を連通させるコマンドとを有する
インクジェット塗布装置。
【請求項６】
前記気体はエアーである請求項５に記載されたインクジェット塗布装置。
【請求項７】
インクジェットヘッドを有する吐液部（１０）と、
前記吐液部に連通する配管（１１）と、
前記配管（１１）に接続された第１の三方バルブ（５１）と第２の三方バルブ（５０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された第１のインクタンク（２０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された配管（６１）と、
前記配管（６１）にバルブ（５２）を介して接続され、前記第１のインクタンク（２０）のインクの主溶剤を含む溶剤を充填する溶剤タンク（２１）と、
前記配管（６１）に第３の三方バルブ（５３）を介して接続され、洗浄液を充填する洗浄液タンク（２２）と、
加圧ユニット（１５）と、
前記加圧ユニット（１５）に接続された第４の三方バルブ（４０）と、
前記第４の三方バルブ（４０）に接続されたエア配管（１３）と、
前記エア配管（１３）と前記第１のインクタンク（２０）を接続する第１のエアバルブ（４１）と、
前記エア配管（１３）と前記溶剤タンク（２１）を接続する第２のエアバルブ（４２）と、
前記エア配管（１３）と前記洗浄液タンク（２２）を接続する第３のエアバルブ（４３）を有する塗布装置。
【請求項８】
前記第１の三方バルブ（５１）に接続された配管（６０）と、
前記配管（６０）にバルブ（５４）を介して接続された第２のインクタンク（２３）と、
前記エア配管（１３）と前記第２のインクタンク（２３）を接続する第４のエアバルブ（４４）を有する請求項７に記載された塗布装置。
【請求項９】
全てのバルブと三方バルブの開け閉め若しくはパスの切り替えを制御する制御部を有する請求項７または８のいずれかの請求項に記載された塗布装置。
【請求項１】
インクジェット塗布装置のインク置換方法であって、
配管内に残留インクに用いられた溶剤を通液する工程と、
次いで、前記配管内に洗浄液を通液する工程と、
次いで、前記配管内に気体を通気させる工程を経て
前記配管内に新たなインクを通液させる工程からなるインク置換方法。
【請求項２】
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクの主溶剤である請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項３】
前記溶剤を通液する工程において、
前記溶剤は、前記残留インクで用いられたのと同じ組成および組成比を有する溶剤である請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項４】
前記気体はエアーである請求項１に記載されたインク置換方法。
【請求項５】
インクジェットヘッドを有する吐液部と、前記吐液部に連通する配管と、
前記配管に接続された流路切換変えバルブと、
前記流路切換バルブに接続された、
第１のインクタンクと
前記第１のインクタンクのインクに用いられる溶剤を充填した溶剤タンクと、
洗浄液を充填した洗浄液タンクと、
気体供給源と、
制御部とを有し、
前記制御部は、
前記配管と前記溶剤タンクを連通させるコマンドと、
前記配管と前記洗浄液タンクを連通させるコマンドと、
前記配管と前記気体供給源を連通させるコマンドとを有する
インクジェット塗布装置。
【請求項６】
前記気体はエアーである請求項５に記載されたインクジェット塗布装置。
【請求項７】
インクジェットヘッドを有する吐液部（１０）と、
前記吐液部に連通する配管（１１）と、
前記配管（１１）に接続された第１の三方バルブ（５１）と第２の三方バルブ（５０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された第１のインクタンク（２０）と、
前記第２の三方バルブ（５０）に接続された配管（６１）と、
前記配管（６１）にバルブ（５２）を介して接続され、前記第１のインクタンク（２０）のインクの主溶剤を含む溶剤を充填する溶剤タンク（２１）と、
前記配管（６１）に第３の三方バルブ（５３）を介して接続され、洗浄液を充填する洗浄液タンク（２２）と、
加圧ユニット（１５）と、
前記加圧ユニット（１５）に接続された第４の三方バルブ（４０）と、
前記第４の三方バルブ（４０）に接続されたエア配管（１３）と、
前記エア配管（１３）と前記第１のインクタンク（２０）を接続する第１のエアバルブ（４１）と、
前記エア配管（１３）と前記溶剤タンク（２１）を接続する第２のエアバルブ（４２）と、
前記エア配管（１３）と前記洗浄液タンク（２２）を接続する第３のエアバルブ（４３）を有する塗布装置。
【請求項８】
前記第１の三方バルブ（５１）に接続された配管（６０）と、
前記配管（６０）にバルブ（５４）を介して接続された第２のインクタンク（２３）と、
前記エア配管（１３）と前記第２のインクタンク（２３）を接続する第４のエアバルブ（４４）を有する請求項７に記載された塗布装置。
【請求項９】
全てのバルブと三方バルブの開け閉め若しくはパスの切り替えを制御する制御部を有する請求項７または８のいずれかの請求項に記載された塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３４２９０（Ｐ２０１０−２３４２９０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５９２８（Ｐ２００９−８５９２８）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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