(57)【要約】【課題】  不吐出やヨレ、そしてインク吐出量の変動を抑え、複数のガラス基板上に差異の無いドットアレイを描画する描画装置を提供する。【解決手段】  インクジェット方式のノズルと、前記ノズルを駆動する手段とを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを駆動しインクを吐出させる手段と、インクジェットヘッドにより描画される被描画物と、インクジェットヘッドと被描画物とを相対的に移動させる手段と、被描画物に前記インクを用いてインクドットを吐出し描画する手段とを有する描画装置において、被描画物は複数個が少なくとも主走査方向に配置可能で、その被描画物間に予備吐出可能な領域を設けた被描画物搬送手段を有することを特徴とする描画装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式のノズルと、前記ノズルを駆動する手段とを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを駆動しインクを吐出させる手段と、インクジェットヘッドにより描画される被描画物と、インクジェットヘッドと被描画物とを相対的に移動させる手段と、被描画物に前記インクを用いてインクドットを吐出し描画する手段とを有する描画装置において、被描画物は複数個が少なくとも主走査方向に配置可能で、その被描画物間に予備吐出可能な領域を設けた被描画物搬送手段を有することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画装置は、描画する際の主走査時に少なくとも復方向で上記被描画物間の予備吐出領域に予備吐出を行なうことを特徴とする描画装置。
【請求項３】
被描画物が大型基板であり、請求項１記載の予備吐出領域は、大型基板上に含まれる描画に影響を及ぼさない未使用領域であることを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１記載のインクジェットヘッドは、ノズルがｍ×ｎのマトリクス状に配置され各ノズルに異なるインクを充填可能な構造と、前記ノズルを個別に駆動する手段とを有するマトリクスヘッドでドットアレイを描画することを特徴とするアレイ描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主走査方向に配置された複数の被描画物に対して描画を行なう描画装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝子情報の解析が進み、製薬や医療診断に用いられる下地が整いつつある。遺伝子は、ＤＮＡチップを用いて解析することが出来る。あらかじめその機能が分かっているＤＮＡプローブをガラスチップ上に定着させたＤＮＡチップと、検体のＤＮＡをハイブリさせて、その有無や発現量を蛍光測定でデータ化し判定をする。
【０００３】
その判定は複数のＤＮＡプローブの相対的な発現量や組み合わせによってなされることも多く、病気の発現を判断するのには多数のプローブ情報が必要になることもあり、これからの医療診断現場への実用化を鑑みるとより多数のＤＮＡプローブを配列したＤＮＡチップが必要となる。そのためには高密度にＤＮＡプローブを配置する必要があり、それにはインクジェットを用いた描画装置で作成する方法が適している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、パソコンやデジタルカメラ、インターネット等の普及により、カラー画像や文書をハードコピーとして出力する需要が急速に高まってきている。また、特殊インクが必要とされる産業分野においても安価にそして手軽に出力が出来る記録装置としてインクジェット方式のプリンタの普及が進んでいる。
【０００５】
一般的なシリアルスキャン方式インクジェット記録装置は、インク滴を吐出させるノズルを複数配列したヘッドおよびインクタンクを搭載したキャリッジを有し、該キャリッジもしくは記録媒体を、記録媒体に水平な主走査方向に走査させる手段と、主走査方向と垂直な副走査方向に走査する手段と、それらを制御する手段を有する装置である。これは、記録媒体の幅だけシリアルスキャンをさせながらデータで定められた位置にインクを吐出させ、記録媒体をノズル間隔と形成される画像に見合った距離だけ副操作方向に搬送した後、再び走査をさせることにより、インク滴を記録媒体に敷き詰めて画像を形成するシリアルスキャンプリンタである。
【０００６】
インクジェット記録装置に用いられるインク吐出方法は主に、ノズルに熱を加えることによりノズル内に気泡を発生させその力によりインクを吐出させるサーマル方式と、圧電素子を用いてインク圧力室を収縮させることによりインクを吐出させて記録を行なうピエゾ方式がある。これらの方式はノンインパクトであることから低騒音であり、安価で小型化に有利であり、記録走査方向に異なる色のノズル列を配置することにより容易にカラー画像が形成できるといった利点を有する。
【０００７】
図５はインクジェット記録装置の全体制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【０００８】
マイクロプロセッサ形態のＣＰＵ６０１はインタフェース６０５を介してホスト６２４に接続されており、制御プログラムを格納したＲＯＭ６０２や更新可能な制御プログラムや処理プログラムや各種定数データなどを格納したＥＥＰＲＯＭ６０３、及びホスト６２４からインタフェース６０５を介して受信したコマンド信号や記録情報を格納するためのＲＡＭ６０４にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。さらにＣＰＵ６０１は、出力ポート６０８及びキャリッジモータ制御回路６１０を介してキャリッジモータ６１１を動作させることによりキャリッジ６２０を移動させたり、出力ポート６０８及び紙送りモータ制御回路６１３を介して紙送りモータ６１４を動作させることにより搬送ローラなどの紙搬送機構６１２を動作させる。さらにＣＰＵ６０１は、ＲＡＭ６０４に格納されている記録情報に基づきプリント・ヘッド制御回路６２１を介してプリント・ヘッド６２２を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録することができる。また、電源回路６１９からは、ＣＰＵ６０１やプリント・ヘッド制御回路６２１を動作させるためのロジック駆動電圧Ｖｃｃ（たとえば５Ｖ）、各種モータ駆動電圧Ｖｍ（たとえば２４Ｖ）、プリント・ヘッド６２２を駆動させるための電圧Ｖｈ（たとえば３０Ｖ）、等が出力される。さらに操作キー６０７から入力される指示情報は入力ポート６０６を介してＣＰＵ６０１に伝達され、ＣＰＵ６０１からの命令は出力ポート６０９を介してＬＥＤ制御回路６１５に伝えられるとＬＥＤ６１６が点灯したり、表示制御回路６１７に伝えられるとＬＣＤ６１８にメッセージが表示される。６２３は上述した種種の構成要素を互いに接続するＣＰＵバスである。
【０００９】
インクジェットヘッドは、その構造とインクの性質上、吐出せずに一定時間経過したノズルは、吐出時に所望の吐出量の得られない発一現象や、インクが真直ぐに飛翔せずに所望の着弾位置からずれてしまうヨレ現象や、インクの固着等により吐出がされない不吐出現象等が起こることがある。そこで、これらの現象を回避するため、従来はノズルに負圧をかけてインクを吸引する吸引回復や、描画と関係の無い領域に吸収体やインク回収手段を設けた予備吐出領域を設けて描画直前や一定時間おきに予備吐出を行なう吐出回復を行なって上記の現象を回避してきた。
【特許文献１】特開２００２−３１８２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特殊用途のアレイ描画装置においては、各アレイごとにインクドットのドット径精度や着弾精度が要求され、不吐出は許されず、これらが起きたアレイは使用不可となるため、ノズルの回復は歩留まりを左右する不可避な作業である。
【００１１】
しかし、ＤＮＡチップの作成に使用するＤＮＡプローブは高価であり多量のインクを消費する回復作業は適さない。また、ＤＮＡチップのように多種の液体で形成するアレイ描画装置は、ノズルごとに異なる液体を充填するため、マトリクスヘッドの面積が広く、主走査は長くなり該当ノズルが吐出する位置まで副走査するまでに多くのスキャンを要し、また着弾精度の要求を満たすためには主走査方向の往復印字は適さず主走査移動速度も低速にすることが望まれるため、吐出しないで長時間待機状態に置かれるノズルが多く、不吐出にならないまでもドット径が主走査開始位置と終了位置では異なる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する方法として、第一の発明の描画装置は以下の構成を有する。
【００１３】
インクジェット方式のノズルと、前記ノズルを駆動する手段とを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを駆動しインクを吐出させる手段と、インクジェットヘッドにより描画される被描画物と、インクジェットヘッドと被描画物とを相対的に移動させる手段と、被描画物に前記インクを用いてインクドットを吐出し描画する手段とを有する描画装置において、被描画物は複数個が少なくとも主走査方向に配置可能で、その被描画物間に予備吐出可能な領域を設けた被描画物搬送手段を有することを特徴とする。これにより、描画中に予備吐出を行なうことができ、ドット径のばらつきやヨレや不吐出を防ぐことができる。
【００１４】
第二の発明の描画装置は以下の構成を有する。
【００１５】
前記描画装置は、描画する際の主走査時に少なくとも復方向で上記被描画物間の予備吐出領域に予備吐出を行なうことを特徴とする。これにより、常に一定間隔で吐出することができ、吐出しない時間を低減させ、ドット径のばらつきやヨレや不吐出を防ぐことができる。
【００１６】
第三の発明の描画装置は以下の構成を有する。
【００１７】
被描画物が大型基板であり、前記予備吐出領域は、大型基板上に含まれる描画に影響を及ぼさない未使用領域であることを特徴とする。これにより、描画した大型基板から切り出して、大量に基板を生成する場合でも、ドット径のばらつきやヨレや不吐出を防ぐことができる。
【００１８】
第四の発明のアレイ描画装置は以下の構成を有する。
【００１９】
前記インクジェットヘッドは、ノズルがｍ×ｎのマトリクス状に配置され各ノズルに異なるインクを充填可能な構造と、前記ノズルを個別に駆動する手段とを有するマトリクスヘッドでドットアレイを描画することを特徴とする。これにより、要求の厳しいドットアレイに対しても、ドット径のばらつきやヨレや不吐出を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２０】
マトリクスヘッドを用いたドットアレイ描画装置において、ガラス基板間に予備吐出領域を設け、全ノズルが描画中常に一定間隔で吐出を行なうことにより、不吐出やヨレ、そしてインク吐出量の変動を抑え、複数のガラス基板上に差異の無いドットアレイを描画することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施例）
（第一の実施例）
本実施例においては、予備吐出領域の配置および予備吐出方法に関して図を用いて説明する。
【００２２】
まず、図１にマトリクスヘッドのノズル配置および描画されるドットアレイの概念図を示す。主走査方向のノズル数がｍ  （３２）、副走査方向のノズル数がｎ（３２）の、ｍ×ｎのノズルがＬｎｏｚｚｌｅ（２．８８ｍｍ）の間隔で配置されたマトリクスヘッドを用いて描画されるｍ×ｎ（３２×３２）のドットアレイ内のドット間隔をＬｄｏｔ（１８０ｕｍ）とし、
Ｌｎｏｚｚｌｅ＝Ｌｄｏｔ×ｋ（ｋ：比例係数）
の比例関係が成り立つものとする。
【００２３】
図２に、アレイ描画装置の概念図を示す。ガラス基板１０２を吸着固定する基板チャック１０１は、ＸＹステージ上に構成されておりマトリクスヘッド１０３に対して水平に動くことができる。基板チャック１０１がマトリクスヘッド１０３に対して主走査および副走査しながら、基板チャック１０１上のガラス基板１０２とマトリクスヘッド１０２内の該当するノズルが所定の位置関係になるタイミングでインクを吐出し、上記ドットアレイを描画する。
【００２４】
図３に、ガラス基板１０２を吸着固定する基板チャック１０１上に配置したガラス基板１０２および予備吐出領域１０４を示す。基板チャック１０１上には、ガラス基板１０２を主走査および副走査方向に配列し、主走査方向の各ガラス基板１０２間に予備吐出領域１０４を設ける。上述した３２×３２のドットアレイ１０５を描画するためには、１０２４種類のインクを分注可能なマトリクスヘッドが必要であり、各ノズルに異なるインクを分注するためマトリクスヘッドはドットアレイに対してかなり大きく、効率よく描画を行なっても主走査方向の移動距離が長くなり、また該当ノズルが吐出する副走査方向位置に到達するまで多くのスキャン数を要するため、各ノズルともある程度の時間吐出が行なわれないことになる。インクの増粘による不吐出やヨレが起こらないまでも、連続して吐出したインク液滴とある程度吐出が行なわれなかった後のインク液滴では、吐出量に差異が生じることがある。定量的な分析に用いられるＤＮＡチップのようなドットアレイ１０５では、そのガラス基板１０２ごとの差異は回避すべき問題である。
【００２５】
そこで、主走査間に上記基板チャック１０１上に設けた予備吐出領域１０４に吐出を行い、常に一定間隔で全てのノズルに吐出を行なわせることによりインク液滴の量を安定させる。予備吐出は主走査の往復ともに行なうことで、連続吐出と同様の効果がより得られる。通常描画には各ノズルごとにドットアレイ１０５の該ノズルに相当するドットの描画位置を記した画像を用いるが、この画像に常に予備吐出領域１０４に吐出を行なうよう変更をすることにより、全てのノズルが常に一定間隔で吐出を行い、不吐出やヨレ、そしてインク吐出量の変動を抑え、全ガラス基板１０２上に差異の無いドットアレイを描画することができる。
【００２６】
（第二の実施例）
本実施例においては、大型ガラス基板使用時の予備吐出領域の配置および予備吐出方法に関して図を用いて説明する。
【００２７】
図４に大型ガラス基板上のドットアレイおよび予備吐出領域を示す。
【００２８】
大型ガラス基板１０６は、ドットアレイ１０５描画後に切り出して小型ガラス基板１０７として使用でき、小型ガラス基板より安価であるため、大量にＤＮＡチップを製造する際に有効である。大型ガラス基板１０６から切り出す際は必ず切り代があり、その領域を予備吐出用の領域として使用することができる。しかしガラス基板は、インク吸収体のような予備吐出用の処置が施されていないため、主走査方向になるべく広く予備吐出領域を確保し、ドットが重ならないよう分散して予備吐出する必要がある。また、あらかじめ大型基板上に予備吐出用の溝を形成しておいても良い。
【００２９】
実施例１と同様に、各ノズルごとにドットアレイの該ノズルに相当するドットの描画位置と、常に予備吐出領域に吐出を行なうような画像を作成し、これを用いて描画を行なうことにより全てのノズルが常に一定間隔で吐出を行い、不吐出やヨレ、そしてインク吐出量の変動を抑え、全領域において差異の無いドットアレイを描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】マトリクスヘッドおよびドットアレイの概念図
【図２】アレイ描画装置の概念図
【図３】第一の実施例の説明図
【図４】第二の実施例の説明図
【図５】インクジェット記録装置の制御回路のブロック図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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