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JP4345293B2 - 液滴吐出装置の機能液充填方法および液滴吐出装置 - Google Patents

液滴吐出装置の機能液充填方法および液滴吐出装置 Download PDF

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JP4345293B2
JP4345293B2 JP2002352916A JP2002352916A JP4345293B2 JP 4345293 B2 JP4345293 B2 JP 4345293B2 JP 2002352916 A JP2002352916 A JP 2002352916A JP 2002352916 A JP2002352916 A JP 2002352916A JP 4345293 B2 JP4345293 B2 JP 4345293B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能液タンクに貯留したインク等の機能液をインクジェット方式の液滴吐出ヘッドに充填する、液滴吐出装置の機能液充填方法および液滴吐出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドが吐出駆動することにより、機能液タンク内の機能液が供給管路を介して液滴吐出ヘッドに供給されるようになっている。また、ノズル詰まり等を解消するために、液滴吐出ヘッドから機能液を強制的に吸引する(クリーニング処理)ための吸引ユニットが設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
この液滴吐出装置において、液滴吐出ヘッドに機能液を初期充填する場合には、上記の吸引ユニットを用い、液滴吐出ヘッドからエアーと共に機能液を吸引する。すなわち、吸引ユニットを活用することで、供給管路内を負圧にし、機能液タンク内の機能液を送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填している。
一方、これとは逆に、密閉した機能液タンク内に不活性ガス等の圧縮エアーにより正圧を付与し、機能液タンク内の機能液を供給管路を介して圧送することで、液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填するものも知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−286974号公報(第2頁、第5図)
【特許文献2】
特開2000−21160号公報(第2頁、第6図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ヘッド内流路に気泡が残っていると、液滴吐出ヘッドはノズルの吐出不良を生じる。一方で、カラーフィルタや有機ELデバイスの各種成膜部の形成に供する液滴吐出装置では、脱気しきれないインクなど特殊な機能液を用いる場合がある。
特許文献1の従来の負圧による充填方法では、機能液の性状によっては溶存気体により供給管路内に気泡を発生させるおそれがある。かかる場合には、残留気泡を排除するべく、吸引を数回繰り返してヘッド内流路からノズルを介して気泡を機能液と共に排出する必要が生じ、高価な機能液を無駄に消費する問題が生じる。
また、特許文献2の従来の正圧による充填方法では、機能液の液面にエアー圧が作用すると、圧縮エアーの気体成分が機能液に溶け込むため、機能液の溶存気体量が増加してしまうおそれがある。このため、充填完了後、大気圧に戻ったときやクリーニング処理(機能液の吸引)を実行するなど、供給管路内に減圧現象が起こると、供給管路内で気泡が発生し、負圧による充填の場合と同様な問題が生じてしまう。
【0005】
本発明は、液滴吐出ヘッドに至る配管内に気泡を発生させることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる、液滴吐出装置の機能液充填方法および液滴吐出装置を提供することをその目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出装置の機能液充填方法は、機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系を有する液滴吐出装置の機能液充填方法であって、機能液タンクからエアーを排除して、機能液タンク内に機能液を貯留する貯留工程と、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、供給管路に設けられた供給側開閉バルブを閉塞すると共に、吸引ポンプに連なるキャップを液滴吐出ヘッドに密着させ、吸引ポンプを駆動して液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する第1の吸引工程と、吸引ポンプを駆動すると共に、供給側開閉バルブを開放してノズルから機能液を吸引する第2の吸引工程と、を備え、充填工程は、機能液タンク内の機能液に対して接し且つ機能液を加圧するように構成された可動部材を用いて行われることを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材が可動すると、機能液タンク内の機能液は、加圧により機能液タンク内で体積変形して供給管路に流出し、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに送液されてゆく。このように、可動部材が機能液に液密に接液し且つ加圧しているため、機能液にエアーが一切接触することがなく且つ機能液にエアーが溶け込むことがない。これにより、機能液の脱気率に関らず、充填時および充填後においても、供給管路内およびヘッド内流路の機能液の気泡発生を好適に防止できる。
また、可動部材による正圧を用いた機能液の充填後において、液滴吐出ヘッドに負圧が付与される。これにより、仮に液滴吐出ヘッド(のヘッド内流路)に気泡が滞留している場合でも、残留気泡を減圧効果により拡大させ、これを機能液と共に液滴吐出ヘッドから適切に排出することができる。
【0008】
この場合、可動部材が、機能液タンクの内面をシリンダとするピストンであることが、好ましい。
【0009】
この構成によれば、機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつピストンを移動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。
【0010】
同様にこの場合、可動部材が、機能液タンクの内面を固定部とする膜体であることが、好ましい。
【0011】
この構成によれば、上記同様に機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつ膜体を可動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。なお、膜体にはダイアフラムやベローズが含まれる。
【0014】
本発明の他の液滴吐出装置の機能液充填方法は、機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系を有する液滴吐出装置の機能液充填方法であって、供給管路に臨むチューブポンプを用い、機能液タンク内を大気開放した状態で、チューブポンプを駆動し、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、当該液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段を用い、供給管路に設けられた供給側開閉バルブを閉塞すると共に、液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する第1の吸引工程と、吸引ポンプを駆動すると共に、供給側開閉バルブを開放してノズルから機能液を吸引する第2の吸引工程と、を備えたことを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、チューブポンプにより供給管路を扱くことで、機能液タンクから液滴吐出ヘッドに機能液が加圧送液されるが、このとき、機能液タンク内を大気開放している。これにより、チューブポンプによる機能液の吸込み時に機能液タンク内の機能液に負圧を付与することを極力回避できる。また、供給管路内に気泡を発生させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を圧送することができる。
また、仮に液滴吐出ヘッド(のヘッド内流路)に気泡が滞留している場合でも、残留気泡を減圧効果により拡大させ、これを機能液と共に液滴吐出ヘッドから適切に排出することができる。
【0016】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し液滴吐出ヘッドを相対的に走査して描画を行うと共に、機能液を貯留した機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する液滴吐出装置であって、機能液タンク内の機能液に対して接し且つ機能液を加圧するように構成された可動部材と、可動部材を可動させる動力機構と、供給管路に設けられた供給側開閉バルブと、液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、当該液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段と、動力機構、供給側開閉バルブおよび吸引手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、動力機構を駆動し、エアーを排除して機能液を貯留した機能液タンクに対し可動部材を可動させることにより、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填した後、吸引手段を駆動し、液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させ、液滴吐出ヘッドの吸引は、供給側開閉バルブを閉塞すると共に、吸引手段を駆動して、液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させる第1の吸引と、吸引手段を駆動すると共に供給側開閉バルブを開放して液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させる第2の吸引と、を有することを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドに機能液を充填する場合には、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材を動力機構の駆動により可動して、機能液タンク内の機能液を加圧する。これにより、機能液タンク内の機能液は体積変形して供給管路に流出し、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに送液されてゆくが、このとき可動部材が機能液に液密に接液し加圧するため、機能液にエアーが一切接触することがなく且つ機能液にエアーが溶け込むことがない。このため、機能液の脱気率に関らず、充填時および非充填時となる充填後においても、供給管路内およびヘッド内流路の機能液の気泡発生を好適に防止できる。
また、可動部材による正圧を用いた機能液の充填後において、液滴吐出ヘッドに負圧が付与される。これにより、仮に液滴吐出ヘッド(のヘッド内流路)に気泡が滞留していても、残留気泡を減圧効果により拡大させ、これを機能液と共に液滴吐出ヘッドから適切に排出することができる。
さらに液滴吐出ヘッドに機能液が適切に充填されているため、気泡による吐出不良(いわゆるドット抜け)を防止して、ワークに対し機能液滴を適切に吐出することができる。なお、ワークには、後述するカラーフィルタなどの各種基板の他、単票紙などの記録媒体も含まれる。
【0018】
この場合、可動部材が、機能液タンクの内面をシリンダとするピストンで構成されていることが、好ましい。
【0019】
この構成によれば、機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつピストンを移動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。
【0020】
同様に、可動部材が、機能液タンクの内面を固定部とする膜体で構成されていることが、好ましい。
【0021】
この構成によれば、上記同様に機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつ膜体を可動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。なお、膜体にはダイアフラムやベローズが含まれる。
【0022】
これらの場合、補給管路を介して機能液タンクに補給する機能液を貯留し、当該機能液タンクをサブタンクとして機能させるメインタンクと、補給管路に介設され、制御手段に開閉制御される補給側開閉バルブと、を更に備え、動力機構は、可動部材を往復動可能に構成され、制御手段は、充填時において動力機構を駆動し、可動部材の加圧方向への往動に同期して、供給側開閉バルブを開放し且つ補給側開閉バルブを閉塞すると共に、可動部材の復動に同期して、供給側開閉バルブを閉塞し且つ補給側開閉バルブを開放することが、好ましい。
【0023】
この構成によれば、機能液の充填時には、可動部材を主体として動力機構などは単動式の往復ポンプとして機能し、可動部材の往復動に同期して、供給側開閉バルブおよび補給側開閉バルブが個別に且つ関連して開閉制御される。これにより、可動部材の往動時には、機能液タンク(サブタンク)の機能液をメインタンクへの圧送を防止した状態で、液滴吐出ヘッドに送液できる。また、可動部材の復動時には、これと機能液タンク内の機能液との液密状態を維持しながら、メインタンク内の機能液を機能液タンクに送液できると共に、供給側開閉バルブの閉塞により供給管路内の機能液の逆流を防止できる。
なお、動力機構は、駆動源となるアクチュエータと、可動部材に連結したロッドと、ロッドとアクチュエータとを連結する動力伝達部とで構成すれば、可動部材の往復動のストロークを正確にとることができる。例えばアクチュエータをモータで構成した場合には、動力伝達部はボールねじあるいはカム機構などで構成すればよい。
【0024】
この場合、メインタンクを加圧して、当該メインタンク内の機能液を機能液タンクに加圧送液する加圧送液手段を、更に有し、制御手段は、可動部材の復動に同期して、加圧送液手段を駆動することが、好ましい。
【0025】
この構成によれば、メインタンク内の機能液を機能液タンクに加圧送液しながら、可動部材を復動させているため、可動部材を往動開始位置に簡単に復帰させることができる。
【0026】
これらの場合、制御手段により開閉制御され、機能液タンク内を大気に開放する大気開放バルブを、更に有し、制御手段は、充填時において、大気開放バルブを閉塞し、非充填時において、大気開放バルブを開放することが、好ましい。
【0027】
この構成によれば、大気開放バルブにより、充填時には機能液タンクと可動部材との間の液密状態を適切に管理することができる。一方、後述するワークへの描画時等の非充填時には、機能液タンクは可動部材の影響を受けない大気開放状態となり、機能液タンクと液滴吐出ヘッドとの間の所定の水頭値を適切に管理できるようになる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法およびその装置、並びに液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、有機ELデバイス等のフラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれるものであり、インクジェット方式により、基板(ワーク)に対し液滴吐出ヘッドからフィルタ材料や発光材料等の機能液滴を選択的に吐出することで描画を行い、基板上に所望の成膜部を形成するものである。
【0038】
図1ないし図4に示すように、液滴吐出装置1は、図6に示す液滴吐出ヘッド20を有し機能液を吐出する吐出手段2と、液滴吐出ヘッド20の保全処理を行うメンテナンス手段3と、液滴吐出ヘッド20に機能液を供給する機能液供給手段4と、これら各手段を統括制御する制御手段5(図9参照)と、を備えている。液滴吐出装置1は、石定盤13を上部に固定した架台11と、架台11に添設した機台12とを有している。そして、石定盤13の上には吐出手段2が配設され、上方の液滴吐出ヘッド20に対応して、下方に液滴対象物となるワークW(基板、図4参照)がセットされている。ワークWは、例えばガラス基板やポリイミド基板等で構成されている。
【0039】
機台12は、機能液供給手段4のメインタンク101等のタンク類を収容する手前側の大収容室14と、奥側の小収容室15とを有している。小収容室15の上には、機能液供給手段4の給液サブタンク102を載置するタンクベース16が設置されている。詳細は後述するが、給液サブタンク102はメインタンク101に対しサブタンクとして機能し、液滴吐出ヘッド20の吐出駆動により、給液サブタンク102内の機能液が液滴吐出ヘッド20に供給される。
【0040】
大収容室14の上には、機台12の長手方向(すなわちX軸方向)にスライド自在に支持された移動テーブル17が設置されている。移動テーブル17上には、メンテナンス手段3の吸引ユニット72およびワイピングユニット73(いずれも後述する)を載置する共通ベース18が固定されている。
【0041】
吐出手段2は、複数の液滴吐出ヘッド20を有するヘッドユニット21(図2および図5参照)と、ヘッドユニット21を搭載したメインキャリッジ22と、メインキャリッジ22を介してヘッドユニット21をワークWに対しX・Y軸方向に相対移動させるX・Y移動機構23と、を有している。X・Y移動機構23は、石定盤13上に配設されており、ワークWをX軸方向に移動させるX軸テーブル25と、X軸テーブル25に直交してメインキャリッジ22をY軸方向に移動させるY軸テーブル26とで構成され、Y軸テーブル26はX軸テーブル25を跨ぐようにしてその上方に配設されている。
【0042】
X軸テーブル25は、移動系の主体をリニアモータにより構成され、ワークWを吸着載置した吸着テーブル27(図4参照)を介してワークWをX軸方向に移動させる。Y軸テーブル26は、移動系の主体をボールねじで構成され、メインキャリッジ22を固定したブリッジプレート28を介して液滴吐出ヘッド20をY軸方向に移動させる。
【0043】
吐出手段2による一連の動作では、X軸テーブル25によるワークWの主走査方向(X軸方向)への移動に同期して、複数の液滴吐出ヘッド20が選択的に吐出駆動する。すなわち、液滴吐出ヘッド20のいわゆる主走査は、X軸テーブル25によるワークWの往復動動作により行われ、これに対応していわゆる副走査は、Y軸テーブル26による液滴吐出ヘッド20のY軸方向へのピッチ送り動作となる往動動作により行われる。このように、X・Y移動機構23により液滴吐出ヘッド20をワークWに対し相対的に主走査および副走査することで、ワークWの所定位置に機能液を吐出する描画動作を、制御手段5に記憶するデータに基づいて実行している。
【0044】
なお、液滴吐出ヘッド20(ヘッドユニット21)に対し、ワークWを主走査方向に移動させるようにしているが、液滴吐出ヘッド20を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークWを固定とし、液滴吐出ヘッド20を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【0045】
ヘッドユニット21は、図5および図6に示すように、複数(12個)の液滴吐出ヘッド20を搭載するサブキャリッジ29を有し、サブキャリッジ29の部分でメインキャリッジ22に固定されている。12個の液滴吐出ヘッド20は、6個ずつ2列に分けて主走査方向(X軸方向)に離間して配置されている。また、各液滴吐出ヘッド20は、ワークWに対して機能液滴の十分な塗布密度を確保するために所定角度傾けて配設されている。更に、一方の列と他方の列の各液滴吐出ヘッド20は、副走査方向(Y軸方向)に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各液滴吐出ヘッド20のノズル49が連続(一部重複)するようになっている。
【0046】
液滴吐出ヘッド20は、図6に示すように、いわゆる2連のものであり、2連の接続針41を有する機能液導入部42と、機能液導入部42に連なる2連のヘッド基板43と、機能液導入部42の下方(同(a)では上方)に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体44と、を備えている。この種のインクジェット方式の液滴吐出ヘッド20は、吐出駆動のためのエネルギー発生素子として圧電素子(ピエゾ素子)を用いたもの、あるいは電気熱変換体を用いたもので構成されている。
【0047】
各接続針41は、配管アダプタ30を介して給液サブタンク102に接続されており、機能液導入部42は、各接続針41から機能液の供給を受けるようになっている。すなわち、機能液は、機能液供給手段4のメインタンク101から給液サブタンク102に圧力供給されるが、この給液サブタンク102で圧力的に縁切りされ、給液サブタンク102から分岐して各液滴吐出ヘッド20に供給される(図8参照で詳細は後述する)。
【0048】
ヘッド本体44は、ノズル面45を有するノズル形成プレート46と、ノズル形成プレート46に連なる直方体形状の2連のポンプ部47とで構成されている。液滴吐出ヘッド20は、ヘッド本体44がサブキャリッジ29の下面から突出しており、ヘッド本体44の下面、すなわちワークWに平行に対峙するノズル面45には、2本のノズル列48が相互に平行に形成されている。各ノズル列48は、略主走査方向に延在しており、例えば180個のノズル49が等ピッチで並べられて構成されている。液滴吐出ヘッド20は、ポンプ部47の作用によりノズル49から機能液滴をドット状に吐出するようになっている。
【0049】
メンテナンス手段3は、液滴吐出ヘッド20を保全処理して、液滴吐出ヘッド20が適切に機能液を吐出できるようにするためのものであり、特に図4に示すように、吸着テーブル27を挟んでX軸テーブル25に固定した一対のフラッシングボックス71と、機台12側に配設した吸引ユニット72と、吸引ユニット72に隣接して配設したワイピングユニット73とを備えている。各フラッシングボックス71は、複数の液滴吐出ヘッド20のフラッシング(予備吐出:全ノズル49からの機能液滴の捨て吐出)を受ける。
【0050】
吸引ユニット72は、機台12の共通ベース18に載置され、共通ベース18を固定した移動テーブル17を介してX軸方向にスライド自在に構成されている。吸引ユニット72は、液滴吐出ヘッド20から機能液を強制的に吸引するものであり、主として、液滴吐出ヘッド20内で増粘した機能液を除去するためのクリーニングに用いられる。
【0051】
吸引ユニット72は、図7および図8に示すように、12個の液滴吐出ヘッド20に対応する12個のキャップ81を組み込んだキャップユニット82と、キャップユニット82を昇降させる昇降機構84と、キャップ81を介して機能液の吸引を行う吸引ポンプ85と、各キャップ81と吸引ポンプ85を接続する吸引用チューブ86と、を有している。吸引ポンプ85により吸引された機能液は、吸引用チューブ86および回収用チューブ87から再利用タンク88に導かれるようになっている。なお、再利用タンク88は、上記の大収容室14に収容されている(図3参照)。
【0052】
キャップ81は、液滴吐出ヘッド20のノズル面45の周縁部に密着可能に構成されたキャップ本体91と、キャップ本体91をベースに固定するキャップホルダ92とで構成されている。吸引用チューブ86には、キャップ81側から順に、機能液の有無を検出する液体センサ93と、吸引用チューブ内86内の圧力を検出する圧力センサ94と、吸引用チューブ86を閉塞させる吸引用開閉バルブ95とが介設され、吸引ポンプ85の手前で管路統括されてこれに接続されている。
【0053】
液滴吐出ヘッド20を吸引処理する場合には、移動テーブル17により吸引ユニット72を所定のX軸方向の位置に移動させると共に、移動後の吸引ユニット72の位置に液滴吐出ヘッド20をX・Y移動機構23により移動させる。ここで昇降機構84を駆動して、キャップユニット82を上昇させ、キャップ81をノズル面45に密着させて液滴吐出ヘッド20を封止する。この状態で、吸引用開閉バルブ95を開放して、吸引ポンプ85を駆動することにより、機能液の吸引が12個の液滴吐出ヘッド20を一括して行われる。
【0054】
なお、昇降機構84を、吸引処理を行うキャップユニット82の比較的高い上昇位置(密着位置)のほかに、キャップ81が液滴吐出ヘッド20から僅かに離間する比較的低い上昇位置にキャップユニット82を停止可能に構成することで、吸引ユニット72をフラッシングボックスとして機能させることもでき、さらには後述するように、液滴吐出ヘッド20への機能液の(初期)充填においても、機能液の受けとして機能させることができる。
【0055】
ワイピングユニット73は、図1、図3および図4に示すように、吸引ユニット72に隣接して共通ベース18に載置されている。ワイピングユニット73は、液滴ミストが付着して汚れた各液滴吐出ヘッド20のノズル面45をワイピングシート(図示省略)により拭き取るものであり、この拭取り処理は基本的に液滴吐出ヘッド20の吸引処理の後で行われる。
【0056】
例えば、液滴吐出ヘッド20のクリーニング(吸引)が完了すると、ワイピングユニット73は移動テーブル17により液滴吐出ヘッド20に臨む位置まで移動させられる。そして、ワイピングユニット73は、ロール状のワイピングシートを繰り出し、これを液滴吐出ヘッド20のノズル面45に摺接させてノズル面45を拭き取り、拭き取り後のワイピングシートを巻き取る。
【0057】
機能液供給手段4は、図8に示すように、大量(例えば3L)の機能液を貯留するメインタンク101と、メインタンク101からの機能液を各液滴吐出ヘッド20に供給する給液サブタンク102(機能液タンク)と、給液サブタンク102内を大気開放させる大気開放バルブ103と、メインタンク101と給液サブタンク102とを配管接続する第1供給チューブ104(供給管路)と、給液サブタンク102と各液滴吐出ヘッド20とを配管接続する第2供給チューブ105(補給管路)と、メインタンク101に圧縮エアーを供給し機能液を圧送させるエアー供給機構106(加圧送液手段)と、を備えている。
【0058】
エアー供給機構106は、その主要部が機台の小収容室15に収容されている(図3参照)。エアー供給機構106は、窒素(N2)等の不活性ガスを圧縮した圧縮エアーを供給する供給源となるエアーポンプ111と、エアーポンプ111とメインタンク101とを接続するエアー供給チューブ112と、エアー供給チューブ112に介設され、圧縮エアーを所定の一定圧力に保つためのレギュレータ113と、を備えている。エアー供給チューブ112を伝う圧縮エアーにより、メインタンク101は加圧され、メインタンク101内の機能液が第1供給チューブ104を介して給液サブタンク102に加圧送液される。
【0059】
第1供給チューブ104には、メインタンク101側から順に、第1供給チューブ104を閉塞する液位調節バルブ116と、機能液中に溶け込んでいる気体成分を取り除く脱気機構117と、が介設されている。脱気機構117により、給液サブタンク102に送液される機能液は、エアー供給機構106によって溶け込んだ圧縮エアーが取り除かれた状態となって供給される。液位調節バルブ116は、メインタンク101からの機能液の送液を調整する。
【0060】
具体的には、液位調節バルブ116は、給液サブタンク102に設けた液位検出器118の検出結果に基づいて、制御手段5により適宜開閉制御(タイマー制御)され、給液サブタンク102に貯留する機能液の液位と液滴吐出ヘッド20のノズル面45との高さの差(水頭値)が所定の管理範囲内(例えば25mm±0.5mm)にあるように調整されている。
【0061】
これにより、液滴吐出ヘッド20のノズル49からの液垂れを防止し、且つ液滴吐出ヘッド20のポンピング動作、すなわちポンプ部47内の圧電素子のポンプ駆動により、給液サブタンク102に貯留された機能液が第2供給チューブ105を介して液滴吐出ヘッド20に供給され、精度良く液滴が吐出される。そして、液滴吐出ヘッド20が液滴吐出するときには、大気開放バルブ103は開弁して、給液サブタンク102内は大気に開放されている。
【0062】
第2供給チューブ105は、一方の端部が給液サブタンク102に接続され、他方の端部がT字継手121を介して管路分岐された後、上記の配管アダプタ30を介して液滴吐出ヘッド20に接続されている。具体的には、給液サブタンク102には6本の第2供給チューブ105が接続され、6本の第2供給チューブ105は、12個の液滴吐出ヘッド20に対応するべく、6個のT字継手121を介してそれぞれ2分岐されて計12本の第2分岐チューブ122を形成している。そして、各第2分岐チューブ122は、液滴吐出ヘッド20の手前でさらに2分岐されて、2つの配管アダプタ30を介して液滴吐出ヘッド20の2つの接続針41に接続されている(図5、図6参照)。
【0063】
第2分岐チューブ122には、T字継手121側から順に、機能液の流路を閉塞するための供給用バルブ123と、機能液の有無を検出する液体検出センサ124と、が設けられている。供給用バルブ123は、常時は開弁しており、後述する機能液の初期充填作業に際して、閉弁する。また、液体検出センサ124も、主として機能液の初期充填作業に際し使用される。
【0064】
なお、本実施形態の構成に代えて、メインタンク101を袋状のフィルムで構成し、これを非気密状態でカートリッジケースに収容し、カートリッジケースをアルミニウム等で構成した加圧ボックス(図示省略)に個別に収容すると共に、加圧ボックスを介して袋状のメインタンク101を加圧する構成としてもよい。例えば、カートリッジケースに通気孔等を設けて、これを加圧ボックスの内部と連通させ、加圧ボックスの内部とカートリッジケース内部の圧力を同圧に保つようにする。そして、エアー供給機構106からの圧縮エアーを加圧ボックスに供給することで、カートリッジケース内部を加圧し、メインタンク101を変形させることで、メインタンク101内の機能液を給液サブタンク102に供給する。これによれば、上記の脱気機構117を不要とすることができる。
【0065】
制御手段5は、CPUを有して各手段(主として、吐出手段2、メンテナンス手3、機能液供給手段4)の動作を制御する制御部を備えており、制御部は、制御プログラムや制御データを記憶していると共に、各種制御処理を行うための作業領域を有している。そして、制御手段5は、上記した各手段(2,3,4)と接続されて、液滴吐出装置1全体を制御し、液滴吐出装置1は、描画作業や初期充填作業などを行う。
【0066】
例えば、ワークWに対して描画作業を行う場合に、制御手段5は、複数の液滴吐出ヘッド20の吐出駆動をそれぞれ制御すると共に、X・Y移動機構23によりワークWおよびヘッドユニット21の相対的な移動動作を制御する。また描画作業中には、機能液供給手段4が制御され、基本的に大気開放状態の給液サブタンク102内の機能液の液位管理がなされると共に、メンテナンス手段3の吸引ユニット72やワイピングユニット73により、液滴吐出ヘッド20に対して吸引処理やワイピング処理が行われる。
【0067】
ところで、液滴吐出装置1を新設したときや、液滴吐出ヘッド20を交換するときなどでは、液滴吐出ヘッド20のヘッド内流路に機能液を充填する充填作業(初期充填作業と略記する。)を行う必要がある。初期充填作業は、液滴吐出ヘッド20のポンピング動作(吐出駆動)では行えないため、給液サブタンク102内の機能液を強制的に送液する必要があるが、この場合、送液時に配管内やヘッド内流路に気泡が発生することを防止する必要がある。そこで、本実施形態の給液サブタンク102廻りの機能液供給手段4は、初期充填作業に適した構成となっている。
【0068】
図9に示すように、機能液供給手段4は、給液サブタンク102内に臨むピストン141(可動部材)と、ピストン141を往復動させる動力機構142とを備えている。これに対応して、給液サブタンク102は、機能液を貯留するタンク本体部151と、タンク本体部151に連なりピストン141が往復動するシリンダ部152と、を有している。
【0069】
タンク本体部151は、シリンダ部152に比して太径に形成され、その下端部には、上記の第1供給チューブ104と第2供給チューブ105とが繋ぎこまれていると共に、上記の液位検出器118が臨んでいる。また、タンク本体部151とシリンダ部152との境界部分には、給液サブタンク102内を大気開放する上記の大気開放バルブ103が連通している。大気開放バルブ103のバルブ配管部(のピストン141の往動開始位置に相当する位置)に臨んで、機能液の液面を検出する液面センサ155が設けられている。液位検出器118は上記の制御手段5に接続されていると共に、大気開放バルブ103は制御手段5により開閉制御される。
【0070】
ピストン141は、給液サブタンク102内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成されており、接液面を有するピストン本体161と、ピストン本体161の周縁部に設けたOリング等のシール部材162と、ピストン本体161の接液面と反対側に設けたピストンロッド163と、で構成されている。ピストン本体161は、給液サブタンク102のタンク本体部151内に満杯に貯留され且つこれを超えてシリンダ部152内に貯留された機能液に対し接液する。シール部材162は、機能液に対し耐溶剤性を有するフッ素ゴム等の弾性材料で構成され、ピストン本体161とシリンダ部152の内面との間に位置している。
【0071】
このような構成により、大気開放バルブ103を開放し、給液サブタンク102内からエアーを予め排除して機能液を密閉状態とすると、ピストン141(のピストン本体161およびシール部材162)は、機能液に液密に接液し且つこの状態を維持しながら機能液を加圧することができるようになっている。すなわち、ピストン141と給液サブタンク102とにより構成される貯留空間165に機能液が満杯に貯留される。この状態で、ピストン141が機能液を液密に加圧する(下方に移動する)と、機能液は、体積変形して第2供給チューブ105に流出し、液滴吐出ヘッド20に加圧送液される。
【0072】
動力機構142は、いずれも詳細は図示しないが、駆動源となるモータやエアーシリンダなどのアクチュエータと、アクチュエータとピストンロッド163とを連結する動力伝達部とで構成され、ピストン141を上下方向に往復動させる。アクチュエータの駆動は制御手段5により制御され、例えば、アクチュエータをモータで構成した場合には、動力伝達部はボールねじ、カム機構あるいはリンク機構(クランク機構)などで構成され、ピストン141の往復動のストロークを正確にとることができる。
【0073】
ここで、初期充填作業を行う場合における制御手段5による一連の制御について、図8および図9を参照して説明する。初期充填作業は、液滴吐出ヘッド20(ヘッドユニット21)が吸引ユニット72の直上部に移動し、キャップユニット82が上記の比較的低い位置に上昇した状態で行われる。これにより、初期充填時に液滴吐出ヘッド20から滲み出す(排出する)機能液を、外部に飛散させることなく、キャップ81で受容することができる。
【0074】
初期充填作業では、先ず動力機構142により、ピストン141を上昇端位置である往動開始位置に移動させると共に、大気開放バルブ103を開放して、給液サブタンク102内からエアーを排除しながら、メインタンク101から圧送されてくる機能液を給液サブタンク102に貯留する。そして、液面センサ155が機能液を検出した後に大気開放バルブ103を閉塞し、機能液を給液サブタンク102内の貯留空間165に密閉状態として、ピストン141を機能液に液密に接液させる。そしてこの状態において、動力機構142を駆動し、ピストン141の往復動に同期して、供給用バルブ123および液位調節バルブ116を開閉制御する。
【0075】
具体的には、ピストン141の下降動作となる往動に同期して、液位調節バルブ116を閉塞すると共に供給用バルブ123を開放すると、給液サブタンク102内の機能液は、ピストン141により加圧されて第2供給チューブ105を介して液滴吐出ヘッド20に送液される。このとき、第1供給チューブ104が閉塞されているため、メインタンク101への送液が防止される。
【0076】
また、往動終了後の下後端位置からのピストン141の復動に同期して、液位調節バルブ116を開放すると共に供給用バルブ123を閉塞すると、ピストン141は、給液サブタンク102内の機能液との液密状態を維持しながら、メインタンク101内の機能液を吸い込むように作用して上昇する。一方、第2供給チューブ105が閉塞されているため、液滴吐出ヘッド20側からの機能液の逆流が防止される。すなわち、初期充填作業における給液サブタンク102は、ピストン141を主体に単動式の往復ポンプ(ピストンポンプ)として機能する。
【0077】
上述のように、ピストン141の復動時には、駆動中のエアー供給機構106によりメインタンク101内の機能液が給液サブタンク102に加圧送液されるため、エアー供給機構106とピストン141の復動とで同期をとることにより、ピストン141を往動開始位置にむりなく復帰させることができる。そして、このようにピストン141の往復動作を繰り返すことで、機能液は第2供給チューブ105を伝播して液滴吐出ヘッド20に送液されてゆく。
【0078】
上記の液体検出センサ124において機能液の「有」が検知されると、その検知信号は制御手段5に送られ、制御手段5によるタイマー管理により、ピストン141の往復動作が終了する。すなわち、機能液検知後、液滴吐出ヘッド20のヘッド内流路に機能液が充填されて、ノズルから機能液が滲みだすのに十分な時間が経過したところで、タイマー制御により動力機構142の駆動が停止して、第2供給チューブ105およびヘッド内流路への機能液の充填が完了する。
【0079】
このように、初期充填作業では、エアーを排除して機能液を密閉状態とした給液サブタンク102に対し、ピストン141が機能液に液密に接液し加圧するため、機能液にエアーを一切接触させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、機能液をヘッド内流路に加圧送液することができる。このため、機能液の脱気率に関らず、充填作業中の第2供給チューブ105およびヘッド内流路において、機能液中に気泡が発生するのを適切に防止することができる。
【0080】
なお、機能液の非充填時となる描画作業時には、動力機構142の駆動は停止して、給液サブタンク102内は大気開放され、上述のように、給液サブタンク102内の機能液の液位管理が行われるようになる。なおまたピストン141を給液サブタンク102の上部に組み込み、ピストン141が上下方向に移動する立型ポンプ様に構成したが、ピストン141を給液サブタンク102の側部に組み込み、ピストン141を水平方向に往復動させる横型ポンプ様に構成してもよい。
【0081】
次に、本発明の第2実施形態について、図10を参照して第1実施形態と異なる点を中心に説明する。第2実施形態では、ピストン141の構成に代えて、給液サブタンク102内に臨む可動部材は、ダイアフラム170で構成されている。ダイアフラム170は、その外周部171がシリンダ部152の内面に液密に固定され、その中央部が上下方向に撓むように構成されている。ダイアフラム170には上記の動力機構142が接続され、動力機構142により、ダイアフラム170(の中央部)は上下方向に往復動可能に構成されている。そして、ダイアフラム170の接液面となる下面全域と給液サブタンク102とにより上記の貯留空間165が構成され、ダイアフラム170は機能液を液密に加圧する。
【0082】
初期充填作業を行う場合には、エアーを排除して機能液を給液サブタンク102内に密閉状態とし、ダイアフラム170を主体に単動式の往復ポンプ(ダイアフラムポンプ)として給液サブタンク102を機能させる。すなわち、第1実施形態と同様に、ダイアフラム170の複数回の往復動に同期して、液位調節バルブ116および供給用バルブ123を開閉制御することで、機能液をエアーと接触させることなく、液滴吐出ヘッド20のヘッド内流路に効率良く機能液を充填することができる。
【0083】
次に、第2実施形態の変形例について、図11を参照して説明する。この変形例は、ダイアフラム170に代えて他の膜体の構成としてベローズ180を用いている。ベローズ180は、その外周部181がシリンダ部152の内面に液密に固定されて伸縮自在に構成され、接続された動力機構142により伸縮して往復動する。そして、ベローズ180の接液面となる内面全域と給液サブタンク102とにより上記の貯留空間165が構成され、ベローズ180は機能液を液密に加圧する。この変形例によっても、上記実施形態と同様に、初期充填作業において、機能液をエアーと接触させることなく、液滴吐出ヘッド20のヘッド内流路に効率良く機能液を充填することができる。
【0084】
次に、第3実施形態について、図12を参照して説明する。図12は、給液サブタンク102から第2供給チューブ105を介して液滴吐出ヘッド20に至る配管系統を、供給用バルブ123や液位検出器118などの一部の部品を省略して模式的に示した図である。同図に示すように、第2供給チューブ105には、チューブポンプ190が臨んでいる。
【0085】
チューブポンプ190は、図外の駆動源と、駆動源の駆動により回転軸191を中心に回転するローラホルダ192と、ローラホルダ192に同心円上に分散配置した複数のローラ193と、各ローラ193との間で第2供給チューブ105を挟み込む挟持部材194と、挟持部材194をローラ193側に付勢する付勢部材195とを備えている。チューブポンプ190は、駆動源によりローラホルダ192を回転させて複数のローラ193を回転軸191を中心に公転させることで、第2供給チューブ105を扱くようにして、液滴吐出ヘッド20に加圧送液する。
【0086】
チューブポンプ190により初期充填作業を行う場合には、図示省略した大気開放バルブ103を開放して、同図に示すように、給液サブタンク102内を大気開放した状態とすると共に、液滴吐出ヘッド20のノズル49側を大気に開放した状態とする。この状態で、チューブポンプ190を駆動して、給液サブタンク102の機能液を第2供給チューブ105を介して液滴吐出ヘッド20に送液し、そのヘッド内流路に充填する。
【0087】
本実施形態によれば、少なくとも給液サブタンク102内を大気開放しているため、チューブポンプ190による機能液の吸込み時に給液サブタンク102内の機能液に負圧を付与することを極力回避できる。このため、上記実施形態と同様に、第2供給チューブ105内に気泡を発生させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、液滴吐出ヘッド20に機能液を圧送することができる。
【0088】
次に、図13および図8を参照して、初期充填作業後の処理フローについて第1実施形態を例に説明する。上述のように、動力機構142の駆動を停止して、ピストン141による加圧送液が終了すると、ヘッド内流路には機能液が充填された状態となる(ステップ1)。ところが、上記の加圧(正圧)による充填方法では、ヘッド内流路に気泡を発生させないが、仮に、機能液の表面張力に起因してヘッド内流路(を構成するヘッド本体内部)の隅部に気泡が滞留していると、正圧による送液では、この気泡をノズル49へと排出し難い問題がある。そこで、上記の充填処理に続いて、ステップ2以降の処理を行うようにしている。
【0089】
ステップ2では、先ず大気開放バルブ103を開弁して、給液サブタンク102内の圧力を大気に開放し、続いて供給用バルブ123を閉塞し(ステップ3)、昇降機構84を駆動してキャップ81を上記の比較的高い上昇位置(密着位置)に移動させ、これを液滴吐出ヘッド20に密着させる(ステップ4)。ここで、吸引用開閉バルブ95を開放させると共に吸引ポンプ85を駆動して、吸引動作を開始する(ステップ5)。
【0090】
これにより、キャップ81を介して液滴吐出ヘッド20に負圧がかかり、液滴吐出ヘッド20から機能液が吸引されるが、このとき、ヘッド内流路に滞留し得る気泡は、吸引による減圧効果(80kPa以下)により拡大して、機能液と共にノズル49から良好に排出されてゆく。具体的には、吸引動作により圧力センサ94が所定圧力(80kPa以下の圧力)を検知するころには、減圧効果により気泡はヘッド内流路で拡大する(ステップ6)。そして、圧力センサ94による圧力検知信号が送られた制御手段5により、閉弁状態の供給用バルブ123が開弁して第2分岐チューブ122が開放することで、継続中の吸引動作により、ヘッド内流路から機能液と共に残留気泡がノズル49へと吸引排出される(ステップ7)。
【0091】
そして、制御手段5によるタイマー管理により、吸引用開閉バルブ95を閉塞等して、吸引動作を終了させる(ステップ8)。最終的に、キャップ81を液滴吐出ヘッド20から離間させ(ステップ9)、液滴吐出ヘッド20(ヘッドユニット21)がワイピングユニット73の直上部に臨んで、これにワイピング処理が行われる(ステップ10)。ワイピング処理により、機能液の充填で汚染された液滴吐出ヘッド20のノズル面45がきれいに拭き取られ、液滴吐出ヘッド20は描画作業への待機状態となる。
【0092】
このように、ステップ2以降の処理において、最終的に吸引ユニット72による負圧を用いることで、ヘッド内流路の残留気泡を減圧効果により拡大させることができ、残留気泡を機能液と共に液滴吐出ヘッド20のノズル49から適切に且つ確実に排出することができる。なお、ステップ8において、給液サブタンク102内の機能液は上記所定の管理範囲内になるまで吸引される。
【0093】
なおまた、ステップ1の時点からキャップ81を液滴吐出ヘッド20に密着させておくことで、ステップ4を省略するようにしてもよい。さらに、吸引動作中に(ステップ7とステップ8との間で)、供給用バルブ123を複数回開閉してもよい。これによれば、ヘッド内流路には一時的に脈動が生ずるため、ヘッド内流路に執拗に滞留し得る気泡さえも好適に排出することができる。
【0094】
ところで、上記各実施形態の液滴吐出装置1は、各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることができる。すなわち、液晶表示装置、有機EL装置、PDP装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。もちろん、液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造にも適用することができる。また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。そして、これらの電気光学装置を備えた電子機器、例えばフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話を提供することができる。
【0095】
そこで、この液滴吐出装置1を用いた製造方法を、液晶表示装置の製造方法および有機EL装置の製造方法を例に、簡単に説明する。
【0096】
図14は、液晶表示装置の断面図である。同図に示すように、液晶表示装置450は、上下の偏光板462、467間に、カラーフィルタ400と対向基板466とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物465を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ400および対向基板466間には、配向膜461、464が構成され、対向基板466の内側の面には、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示せず)と画素電極463とがマトリクス状に形成されている。
【0097】
カラーフィルタ400は、マトリクス状に並んだ画素(フィルタエレメント)を備え、画素と画素の境目は、バンク413により区切られている。画素の1つ1つには、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかのフィルタ材料(機能液)が導入されている。すなわち、カラーフィルタ400は、透光性の基板411(ワークW)と、遮光性のバンク413とを備えている。バンク413が形成されていない(除去された)部分は上記画素を構成し、この画素に導入された各色のフィルタ材料は着色層421を構成する。バンク413及び着色層421の上面には、オーバーコート層422及び電極層423が形成されている。
【0098】
そして、本実施形態の液滴吐出装置1では、バンク413で区切られて形成された画素内に、液滴吐出ヘッド20により、R・G・B各色の機能液を着色層形成領域毎に選択的に吐出している。そして、塗布した機能液を乾燥させることにより、成膜部となる着色層421を得るようにしている。また、液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド20により、オーバーコート層422など各種の成膜部を形成している。
【0099】
同様に、図15を参照して、有機EL装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機EL装置500は、ガラス基板501(ワークW)上に回路素子部502が積層され、回路素子部502上に主体を為す有機EL素子504が積層されている。また有機EL素子504の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板505が形成されている。
【0100】
有機EL素子504には、無機物バンク層512aおよびこれに重ねた有機物バンク層512bによりバンク512が形成され、このバンク512により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極511、R・G・Bいずれかの発光層510bおよび正孔注入/輸送層510aが積層され、且つ全体がCaやAl等の薄膜を複数層に亘って積層した対向電極503で覆われている。
【0101】
そして、本実施形態の液滴吐出装置1では、R・G・Bの各発光層510bおよび正孔注入/輸送層510aの成膜部を形成するようにしている。また、液滴吐出装置1では、正孔注入/輸送層510aを形成した後に、液滴吐出ヘッド20に導入する機能液としてCaやAl等の液体金属材料を用いて、対向電極503を形成する等している。
【0102】
【発明の効果】
本発明の液滴吐出装置の機能液充填方法によれば、液滴吐出ヘッドに機能液を充填する場合には、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材を機能液に液密に接液させ且つ加圧するように可動させているため、機能液にエアーが一切接触することなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、機能液を供給管路およびヘッド内流路に送液することができる。したがって、液滴吐出ヘッドに至る配管内に気泡を発生させることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる。
【0103】
本発明の他の液滴吐出装置の機能液充填方法によれば、機能液タンクを大気開放した状態で、供給管路に臨むチューブポンプを駆動するため、機能液タンク内の機能液への負圧の付与を極力回避して、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を加圧送液できる。したがって、機能液にエアーが溶け込むことがなく、しかも供給管路内に気泡を発生させることもないため、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる。
【0104】
本発明の液滴吐出装置によれば、ヘッド内流路には隙間無く機能液が充填されているため、液滴吐出ヘッドのいわゆるドット抜けが防止され、液滴吐出ヘッドからの機能液滴の吐出を安定して且つ良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図2】実施形態の液滴吐出装置の正面図である。
【図3】実施形態の液滴吐出装置の右側面図である。
【図4】実施形態の液滴吐出装置の一部を省略した平面図である。
【図5】実施形態のヘッドユニットの平面図である。
【図6】(a)実施形態の液滴吐出ヘッドの斜視図、(b)液滴吐出ヘッドの要部の断面図である。
【図7】実施形態の吸引ユニットの斜視図である。
【図8】実施形態の液滴吐出装置の配管系統図である。
【図9】実施形態の機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図10】第2実施形態に係る機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図11】第2実施形態の変形例を示す配管系統図である。
【図12】第3実施形態にかかる機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図13】実施形態の液滴吐出ヘッドへの機能液の充填処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図14】実施形態の液滴吐出装置で製造する液晶表示装置の断面図である。
【図15】実施形態の液滴吐出装置で製造する有機EL装置の断面図である。
【符号の説明】
W ワーク(基板)
1 液滴吐出装置
4 機能液供給手段(機能液供給装置、機能液供給系)
20 液滴吐出ヘッド
23 X・Y移動機構
72 吸引ユニット(吸引手段)
81 キャップ
101 メインタンク
102 給液サブタンク(機能液タンク)
103 大気開放バルブ
104 第1供給チューブ(補給管路)
105 第2供給チューブ(供給管路)
106 エアー供給機構(加圧送液手段)
116 液位調節バルブ(補給側開閉バルブ)
123 供給用バルブ(供給側開閉バルブ)
141 ピストン(可動部材)
142 動力機構
170 ダイアフラム(可動部材)
180 ベローズ(可動部材)
190 チューブポンプ

Claims (10)

  1. 能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系を有する液滴吐出装置の機能液充填方法であって、
    前記機能液タンクからエアーを排除して、前記機能液タンク内に機能液を貯留する貯留工程と、
    記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、
    前記供給管路に設けられた供給側開閉バルブを閉塞すると共に、吸引ポンプに連なるキャップを前記液滴吐出ヘッドに密着させ、前記吸引ポンプを駆動して前記液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する第1の吸引工程と、
    前記吸引ポンプを駆動すると共に、前記供給側開閉バルブを開放して前記ノズルから機能液を吸引する第2の吸引工程と、を備え、
    前記充填工程は、前記機能液タンク内の機能液に対して接し且つ機能液を加圧するように構成された可動部材を用いて行われることを特徴とする液滴吐出装置の機能液充填方法。
  2. 前記可動部材が、前記機能液タンクの内面をシリンダとするピストンであることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置の機能液充填方法。
  3. 前記可動部材が、前記機能液タンクの内面を固定部とする膜体であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置の機能液充填方法。
  4. 能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系を有する液滴吐出装置の機能液充填方法であって、
    前記供給管路に臨むチューブポンプを用い、
    前記機能液タンク内を大気開放した状態で、前記チューブポンプを駆動し、前記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、
    記液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、当該液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段を用い、
    前記供給管路に設けられた供給側開閉バルブを閉塞すると共に、前記液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する第1の吸引工程と、
    前記吸引ポンプを駆動すると共に、前記供給側開閉バルブを開放して前記ノズルから機能液を吸引する第2の吸引工程と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置の機能液充填方法。
  5. ワークに対し液滴吐出ヘッドを相対的に走査して描画を行うと共に、機能液を貯留した機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する液滴吐出装置であって、
    前記機能液タンク内の機能液に対して接し且つ機能液を加圧するように構成された可動部材と、
    前記可動部材を可動させる動力機構と、
    前記供給管路に設けられた供給側開閉バルブと、
    前記液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、当該液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段と、
    前記動力機構、前記供給側開閉バルブおよび前記吸引手段を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記動力機構を駆動し、エアーを排除して機能液を貯留した前記機能液タンクに対し前記可動部材を可動させることにより、前記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填した後、前記吸引手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させ
    前記液滴吐出ヘッドの吸引は、前記供給側開閉バルブを閉塞すると共に、前記吸引手段を駆動して、前記液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させる第1の吸引と、前記吸引手段を駆動すると共に前記供給側開閉バルブを開放して前記液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させる第2の吸引と、を有することを特徴とする液滴吐出装置。
  6. 前記可動部材が、前記機能液タンクの内面をシリンダとするピストンで構成されていることを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出装置。
  7. 前記可動部材が、前記機能液タンクの内面を固定部とする膜体で構成されていることを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出装置。
  8. 補給管路を介して前記機能液タンクに補給する機能液を貯留し、当該機能液タンクをサブタンクとして機能させるメインタンクと
    前記補給管路に介設され、前記制御手段に開閉制御される補給側開閉バルブと、を更に備え、
    前記動力機構は、前記可動部材を往復動可能に構成され、
    前記制御手段は、前記充填時において前記動力機構を駆動し、前記可動部材の加圧方向への往動に同期して、前記供給側開閉バルブを開放し且つ前記補給側開閉バルブを閉塞すると共に、前記可動部材の復動に同期して、前記供給側開閉バルブを閉塞し且つ前記補給側開閉バルブを開放することを特徴とする請求項5、6または7に記載の液滴吐出装置。
  9. 前記メインタンクを加圧して、当該メインタンク内の機能液を前記機能液タンクに加圧送液する加圧送液手段を、更に有し、
    前記制御手段は、前記可動部材の復動に同期して、前記加圧送液手段を駆動することを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出装置。
  10. 前記制御手段により開閉制御され、前記機能液タンク内を大気に開放する大気開放バルブを、更に有し、
    前記制御手段は、前記充填時において、前記大気開放バルブを閉塞し、前記非充填時において、前記大気開放バルブを開放することを特徴とする請求項5ないし9のいずれかに記載の液滴吐出装置。
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