JP2004167760A

JP2004167760A - 機能液送液装置、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器

Info

Publication number: JP2004167760A
Application number: JP2002334317A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 真一中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】機能液中の気泡をトラップして、機能液滴吐出ヘッドに気泡が流入することを確実に防止することができると共に、トラップした気泡により機能液滴吐出ヘッドの吐出性能に悪影響を与えることがない機能液送液装置、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを課題としている。
【解決手段】本発明は、機能液タンク１５２と機能液滴吐出ヘッド３１とを接続する機能液流路１５４に、機能液流路１５４に連通する流入口２５２および流出口２５３と、流入口２５２および流出口２５３に連なり、流入した機能液中の気泡をトラップして貯留する貯留部２５４と、貯留部２５４のトラップエアーを排気する排気口２５５と、を備えた気泡トラップ２５１を介設し、排気口２５５を介して、貯留部内のトラップエアーを外部に排気する排気手段２５６を備えたことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、機能液タンクから機能液滴吐出ヘッドに送液する機能液中の気泡をトラップする気泡トラップを備えた機能液送液装置、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一種として知られるインクジェット式記録装置は、記録ヘッド（機能液滴吐出ヘッド）から微小なインク滴（機能液滴）をドット状に精度良く吐出できることから、各種製品の製造分野への応用が期待されている。ところで、記録ヘッドに気泡が流入すると印字品質の低下を招くことから、インクジェット式記録装置では、インクカートリッジ（機能液タンク）からのインクを流入させる記録ヘッドのインク供給口に気泡をトラップさせるフィルタを配設している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３２７９２９号公報（第３頁−第６頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインクジェット式記録装置では、次第に気泡がフィルタに蓄積して、フィルタの略全域が気泡で占有されるようになる。そして、蓄積した気泡により、記録ヘッドへのインクの送液が妨げられ、吐出性能が悪化する惧れが生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、機能液中の気泡をトラップして、機能液滴吐出ヘッドに気泡が流入することを確実に防止することができると共に、トラップした気泡により機能液滴吐出ヘッドの吐出性能に悪影響を与えることがない機能液送液装置、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することをその課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の機能液送液装置は、機能液タンクと機能液滴吐出ヘッドとを接続する機能液流路に介設され、機能液流路内の気泡を捕捉する気泡トラップと、気泡トラップ内のトラップエアーを外部に強制的に排気する排気手段と、を備え、気泡トラップは、機能液流路に連通する流入口および流出口と、流入口および流出口に連なり、流入した機能液中の気泡を流入口および流出口よりも上方でトラップして貯留する貯留部と、貯留部に連なり、貯留部のトラップエアーを排気する排気口と、を有していることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、機能液流路に滞留した気泡が機能液と共に送液されたとしても、気泡は気泡トラップを通過するに際に貯留部でトラップされるので、機能液滴吐出ヘッドに気泡が侵入することを防止できる。そして、貯留部に貯留されたトラップエアー（気泡）は、排気手段によって、排気口から外部に強制的に排気することができるので、貯留部内のトラップエアーによって機能液の送液が妨げられることがない。また、排気口からトラップエアーを排気できるので、トラップエアーが機能液滴吐出ヘッドに侵入することにより生じるドット抜けを防止できる。なお、この場合、「エアー」とは、空気をはじめ、不活性ガスを含む気体の意味で用いられるものである。
【０００８】
この場合、排気手段は、排気口に接続した排気流路を介して、貯留部内のトラップエアーを吸引するエアー吸引機構を有していることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、エアー吸引機構を駆動することにより、貯留部内のトラップエアーを外部に排気することができる。
【００１０】
この場合、排気流路には、排気流路開閉弁が介設されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、エアー吸引機構の駆動と共に、排気流路開閉弁を開閉制御することにより、確実に貯留部の吸引を停止させることができ、装置の誤作動等に起因して貯留部の吸引が過剰に行われることを防止することができる。
【００１２】
この場合、排気手段は、機能液流路に機能液を加圧送液して、貯留部のエアーを排気させる加圧機構を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、加圧機構を駆動して、加圧送液した機能液を貯留部に流入させることにより、貯留部のトラップエアーを排気口から押し出すことができる。
【００１４】
これらの場合、気泡トラップには、大気開放弁が設けられていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、トラップエアーを排気するために気泡トラップの圧力を変化させても、大気開放弁を開放することにより気泡トラップを大気圧に戻すことができる。
【００１６】
これらの場合、気泡トラップは、貯留部内のトラップエアーが所定量に達したことを検出するエアー量検出手段をさらに有しており、エアー量検出手段の検出結果に基づいて、排気手段の駆動を制御する第１制御手段をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、エアー量検出手段の検出結果に基づいて、排気手段を駆動することにより、貯留部内に貯留されたトラップエアーが所定量を超過すると当該貯留部のエアーを排気することができるので、エアーが過剰に貯留されることがない。したがって、貯留されたエアーにより機能液流路の流れが妨げられることがなく、機能液滴吐出ヘッドに対し、安定して機能液を送液することができる。
【００１８】
この場合、第１制御手段は、機能液流路における圧力変動を吸収する量のトラップエアーを貯留部に残して、排気手段の駆動を停止させることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、貯留部に残されたトラップエアーが機能液流路における圧力変動を吸収するので、機能液送液中に生じる機能液流路の圧力変動に左右されることなく、機能液を適切に送液することができる。
【００２０】
この場合、エアー量検出手段は、貯留部内の機能液の液位を検出する液位検出センサで構成されていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、貯留部に流入する機能液の液位は、当該貯留部に貯留するトラップエアー量に応じて増減しているので、液位検出センサで貯留部内の機能液の液位を検出することにより、貯留部内のエアー量を検出することができる。
【００２２】
この場合、気泡量検出手段は、フロートスイッチで構成されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、気泡量検出手段がフロートスイッチで構成されており、貯留部内のエアー量に応じてフロートスイッチがＯＮ／ＯＦＦされるので、貯留部内のトラップエアー量が所定量に達したか否かを検出することができる。
【００２４】
この場合、排気手段は、機能液滴吐出ヘッドの非駆動時にエアーを排気することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの駆動時にエアーが排気されることがないので、機能液滴吐出中の機能液滴吐出ヘッドがエアー排気のために生じる圧力変動等の影響を受けることがなく、機能液滴吐出ヘッドからの機能液吐出結果を安定させることができる。
【００２６】
この場合、気泡トラップと機能液滴吐出ヘッドとを接続する機能液流路を開閉する機能液流路開閉弁と、機能液流路開閉弁を開閉制御する第２制御手段と、を更に備え、第２制御手段は、排気手段の駆動と同期して前記機能液流路開閉弁を開閉制御することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、第２制御手段が、排気手段の駆動と同期して機能液流路開閉弁を開閉制御するので、排気手段の駆動には機能液流路開閉弁を閉弁させることにより、機能液滴吐出ヘッドが排気の影響を受けることを防止することができる。すなわち、気泡トラップの排気時に、機能液滴吐出ヘッドのヘッド内流路から機能液が逆流したり、機能液滴吐出ヘッドのノズルから機能液が液垂れすることを防止することができる。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴吐出ヘッドから吐出させた機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴吐出ヘッドから吐出させた機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする。
【００３０】
これらの構成によれば、機能液滴吐出ヘッドから機能液を効率よく吸引可能な液滴吐出装置を用いて製造されるため、電気光学装置を効率よく製造することが可能となる。なお、電気光学装置（デバイス）としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、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。
【００３１】
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置を搭載したことを特徴とする。
【００３２】
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明を適用した液滴吐出装置の外観斜視図、図２は、本発明を適用した液滴吐出装置の右側面図である。詳細は後述するが、この液滴吐出装置１は、特殊なインクや発光性の樹脂液等の機能液を機能液滴吐出ヘッド３１に導入して、基板等のワークＷに機能液滴による成膜部を形成するものである。
【００３４】
両図に示すように、液滴吐出装置１は、機能液を吐出するための吐出手段２と、吐出手段２のメンテナンスを行うメンテナンス手段３と、各手段に液体（例えば、機能液）を供給すると共に不要となった液体を回収する液体供給回収手段４と、各手段を駆動・制御するための圧縮エアーを供給するエアー供給手段５と、を備えている。吐出手段２の主要部は、架台１１上に設けた石定盤１２上に配設され、これらと一体的に添設した共通機台１３には、メンテナンス手段３、液体供給回収手段４、およびエアー供給手段５の主要部が配設されている。そして、これらの各手段は、制御手段６によって制御されている。以下、各手段について説明する。
【００３５】
吐出手段２は、機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッド３１を有するヘッドユニット２１と、ヘッドユニット２１を支持するメインキャリッジ２２と、メインキャリッジ２２を介して、ヘッドユニット２１（機能液滴吐出ヘッド３１）をワークＷに対して相対的に移動させるＸ・Ｙ移動機構２３と、を有している。
【００３６】
図３に示すように、ヘッドユニット２１は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３１と、機能液滴吐出ヘッド３１を搭載するサブキャリッジ３２と、各機能液滴吐出ヘッド３１をサブキャリッジ３２に取り付けるためのヘッド保持部材３３と、で構成されている。サブキャリッジ３２には、１２個の機能液滴吐出ヘッド３１が６個ずつに二分され、ワークＷへの十分な塗布密度を確保するために、所定角度傾けてサブキャリッジ３２に固定されている。また、サブキャリッジ３２には、各機能液滴吐出ヘッド３１と給液タンク１５２（後述する）とを配管接続するための配管ジョイント４３が設けられている。なお、機能液滴吐出ヘッド３１の個数や配列は、上記したものに限られるものではなく任意であり、例えば、機能液滴吐出ヘッド３１に利用目的に合わせた専用のものを用いれば、あえて機能液滴吐出ヘッド３１を傾ける構成とする必要はない。
【００３７】
図４に示すように、機能液滴吐出ヘッド３１は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針３５を有する機能液導入部３４と、機能液導入部３４に連なる２連のヘッド基板３６と、機能液導入部３４の下方に連なり、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３７と、を備えている。各接続針３５は、配管アダプタ４２を介して後述の給液タンク１５２に接続されており、機能液導入部３４は、各接続針３５から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド本体３７は、２連のポンプ部３８と、多数の吐出ノズル４１を形成したノズル形成プレート３９と、を有しており、機能液滴吐出ヘッド３１では、ポンプ部３８の作用により吐出ノズル４１から機能液滴を吐出するようになっている。なお、ノズル形成プレート３９の下面は、ノズル形成面４０（ノズル面）となっており、機能液滴吐出ヘッド３１は、ノズル形成面４０を下方に突出させるように、ヘッド保持部材３３を介してサブキャリッジ３２に固定されている（図４参照）。
【００３８】
図２に示すように、メインキャリッジ２２は、後述するＹ軸テーブル５５に下側から固定される外観「Ｉ」形の吊設部材５１と、吊設部材５１の下面に取り付けられ、（ヘッドユニット２１の）θ方向に対する位置補正を行うためのθテーブル５２と、θテーブル５２の下方に吊設するよう取り付けたキャリッジ本体５３と、で構成されている。キャリッジ本体５３には、ヘッドユニット２１を遊嵌するための方形の開口を有しており、ヘッドユニット２１を位置決め固定するようになっている。なお、キャリッジ本体５３には、ワークＷを認識するためのワーク認識カメラ（図示省略）が配設されている。
【００３９】
Ｘ・Ｙ移動機構２３は、ワークＷを吸着（固定）する吸着テーブル５６を有し、吸着テーブル５６を介してワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル５４と、メインキャリッジ２２を介してヘッドユニット２１をＹ軸方向（副走査方向）に移動させるＹ軸テーブル５５と、を備えている。Ｘ・Ｙ移動機構２３は、上記した石定盤１２上に配設されており、ワークＷの平坦度を維持すると共に、ヘッドユニット２１を正確に移動させることができるようになっている。
【００４０】
ここで、吐出手段２の一連の動作を簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、ヘッドユニット２１およびセットされたワークＷの位置補正がなされる。次に、Ｘ・Ｙ移動機構２３（Ｘ軸テーブル５４）が、ワークＷを主走査（Ｘ軸）方向に往復動させる。ワークＷの往復動と同期して、複数の機能液滴吐出ヘッド３１が駆動し、ワークＷに対する機能液滴の選択的な吐出動作が行われる。ワークＷが一往復動すると、Ｘ・Ｙ移動機構２３（Ｙ軸テーブル５５）は、ヘッドユニット２１を副走査（Ｙ軸）方向に移動させる。そして、ワークＷの主走査方向へ往復動と機能液滴吐出ヘッド３１の駆動が再び行われる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット２１に対して、ワークＷを主走査方向に移動させるようにしているが、ヘッドユニット２１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ヘッドユニット２１を固定とし、ワークＷ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。
【００４１】
次に、メンテナンス手段３について説明する。メンテナンス手段３は、機能液滴吐出ヘッド３１を保守して、機能液滴吐出ヘッド３１が適切に機能液を吐出できるようにするもので、フラッシングユニット６１、吸引ユニット６２、およびワイピングユニット６３を備えている（図１参照）。
【００４２】
フラッシングユニット６１は、液滴吐出時における複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド３１のフラッシング動作、すなわち全吐出ノズル４１からの予備吐出（無駄打ち）、により順に吐出される機能液を受けるためのものである。フラッシングユニット６１は、吐出させる機能液を受ける１対のフラッシングボックス７１を有しており、１対のフラッシングボックス７１は、吸着テーブル５６を挟んでＸ軸テーブル５４に固定されている。フラッシングボックス７１は、主走査に伴いワークＷと共にヘッドユニット２１へ向かって移動していくので、フラッシングボックス７１に臨んだ機能液滴吐出ヘッド３１の吐出ノズル４１から順次フラッシング動作を行うことができる。そして、フラッシングボックス７１で受けた機能液は、後述する廃液タンク２４１に貯留される。なお、本実施形態のフラッシング動作では、全吐出ノズル４１からの予備吐出を行う構成であるが、例えば、使用する吐出ノズル４１のみに予備吐出をさせるといったように、一部の吐出ノズル４１だけに予備吐出を行わせる構成としてもよい。
【００４３】
吸引ユニット６２は、上記した共通機台１３上に設けられており、機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を充填する場合や、機能液滴吐出ヘッド３１内で増粘した機能液を除去するためのクリーニングを行う場合のように、機能液滴吐出ヘッド３１の全吐出ノズル４１から機能液を吸引するためのものである。
【００４４】
図５に示すように、吸引ユニット６２は、各機能液滴吐出ヘッド３１に密着させる１２個のキャップ９１を有したキャップユニット８１と、キャップユニット８１を昇降させることにより、キャップ９１を機能液滴吐出ヘッド３１に離接させる昇降機構８２と、キャップ９１を介して、機能液滴吐出ヘッド３１の全吐出ノズル４１から機能液を吸引すると共に、吸引した機能液を再利用タンク２２１に送液するための吸引ポンプ８３と、各キャップ９１と吸引ポンプ８３を接続する吸引用チューブ８４と、キャップユニット８１を支持する支持部材８５と、を有している。なお、各キャップ９１と吸引ポンプ８３とを接続する吸引用チューブ８４には、機能液の有無を検出する（１２個の）機能液検出センサ１２３が介設されている（図６および図７参照）。
【００４５】
ワイピングユニット６３は、吸引ユニット６２と同じく共通機台１３上に設けられ、機能液滴吐出ヘッド３１のクリーニング等の後、機能液が付着して汚れた各機能液滴吐出ヘッド３１のノズル形成面４０をＸ軸方向に移動しながら拭き取るものである。図１に示すように、ワイピングユニット６３は、拭き取り用のワイピングシート（図示省略）を繰り出しながら巻き取っていく巻取りユニット１３２と、ワイピングシートをノズル形成面４０に接触させるための拭き取りローラ（図示省略）を有する拭き取りユニット１３３と、で構成されている。なお、繰り出されたワイピングシートには、後述する洗浄液供給系１４３から洗浄液が供給されており、機能液滴吐出ヘッド３１に付着した機能液を効率よく拭き取れるようになっている。
【００４６】
次に、液体供給回収手段４について説明する。液体供給回収手段４は、ヘッドユニット２１の各機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給する機能液供給系１４１と、メンテナンス手段３の吸引ユニット６２で吸引した機能液を回収する機能液回収系１４２と、ワイピングユニット６３に機能材料の溶剤を洗浄用として供給する洗浄液供給系１４３と、フラッシングユニット６１で受けた機能液を回収する廃液回収系１４４と、で構成されている。そして、図２に示すように、共通機台１３の収容室１４には、図示右側から順に機能液供給系１４１の加圧タンク１５１、機能液回収系１４２の再利用タンク２２１、洗浄液供給系１４３の洗浄液タンク２３１が横並びに配設されている。そして、再利用タンク２２１および洗浄液タンク２３１の近傍には、小型に形成した廃液回収系１４４の廃液タンク２４１が設けられている。
【００４７】
機能液供給系１４１は、大量（３Ｌ）の機能液を貯留する加圧タンク１５１と、加圧タンク１５１から送液された機能液を貯留すると共に、各機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給する給液タンク１５２と、加圧タンク１５１から機能液滴吐出ヘッド３１まで機能液を給液するための給液通路を形成する給液チューブ１５４と、で構成されている。加圧タンク１５１に貯留された機能液は、機能液滴吐出ヘッド３１の非吐出時に、後述するエアー供給手段５から導入される圧縮エアー（不活性ガス）により、一定圧力で給液タンク１５２に圧送される。
【００４８】
給液タンク１５２は、上記した共通機台１３に配設したタンクベース１６１上に固定されている。図１および図２に示すように、給液タンク１５２は、機能液を貯留すると共に、フランジ形式で閉蓋された矩形のタンク本体１６２と、タンク本体１６２に貯留されている機能液の液位を検出する液位検出器１６３と、タンク本体１６２を載置するパン１６６と、パン１６６を介してタンク本体１６２を支持するタンクスタンド１６７と、を備えている。
【００４９】
両図に示すように、加圧タンク１５１と給液タンク１５２とを接続する給液チューブ１５４は、給液タンク１５２の上面に繋ぎ込まれている。そして、給液タンク１５２と加圧タンク１５１とを接続する給液チューブ１５４には、加圧タンク１５１からの機能液の送液を調節するための液位調節バルブ２１２が介設されている（図６参照）。液位調節バルブ２１２は、液位検出器１６３の検出結果に基づいて開閉制御されており、給液タンク１５２に貯留する機能液の液位が、常に管理液位の範囲内にあるように調整されている。
【００５０】
また、給液タンク１５２の上面には、ヘッドユニット２１側に延びる給液チューブ１５４用の６つのコネクタ１７２と１つの大気開放用のコネクタ１７３が設けられている。給液タンク１５２から機能液滴吐出ヘッド３１に延びる６本の給液チューブ１５４は、それぞれＴ字継手２１３を介して２本に分岐され、計１２本の分岐給液チューブ２１１を形成している。１２本の分岐給液チューブ２１１は、ヘッドユニット２１に設けた上記の配管ジョイント４３を介し、各機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給している。また、各分岐給液チューブ２１１には、分岐給液チューブ２１１を開閉するためのヘッド側供給バルブ２１４（機能液流路開閉弁）が介設されており、制御手段６により開閉制御されている。なお、大気開放用のコネクタ１７３には、大気開放弁１７４が設けられ、給液タンク１５２内の圧力を大気開放するようになっている。
【００５１】
機能液回収系１４２は、吸引ユニット６２の吸引ポンプ８３で吸引した機能液を貯留するためのもので、吸引した機能液を貯留する再利用タンク２２１と、吸引ポンプ８３に接続され、吸引した機能液を再利用タンク２２１へ導く回収用チューブ（図示省略）と、を有している。
【００５２】
洗浄液供給系１４３は、ワイピングユニット６３のワイピングシートに洗浄液を供給するためのもので、洗浄液を貯留する洗浄液タンク２３１と、洗浄液タンク２３１の洗浄液を供給するための洗浄液供給チューブ（図示省略）とを有している。なお、洗浄液の供給は、洗浄液タンク２３１にエアー供給手段５から圧縮エアーを導入することにより為される。また、洗浄液には、比較的揮発性の高い機能液の溶剤が用いられ、機能液滴吐出ヘッド３１に付着した機能液を効率よく拭き取れるようになっている。
【００５３】
廃液回収系１４４は、フラッシングユニット６１に吐出した機能液を回収するためのもので、回収した機能液を貯留する廃液タンク２４１と、フラッシングユニット６１（フラッシングボックス７１）と廃液タンク２４１とを接続する廃液用チューブ（図示省略）と、廃液用チューブに介設され、フラッシングボックス７１へ吐出された機能液を廃液タンク２４１に導く廃液ポンプ２４２と、を有している。
【００５４】
次に、エアー供給手段５について説明する。図６に示すように、エアー供給手段５は、不活性ガス（Ｎ_２）を圧縮した圧縮エアーを加圧タンク１５１等の各部に供給するためもので、不活性ガスを圧縮するエアーポンプ１８１（コンプレッサー）と、エアーポンプ１８１からの圧縮エアーを供給先に応じて一定圧力に保つレギュレータ１８２と、エアーポンプ１８１と各部とを配管接続して、圧縮エアーを各部に供給するエアー供給チューブ１８３と、を備えている。また、エアーポンプ１８１とレギュレータ１８２とを接続するエアー供給チューブ１８３には、圧縮エアー（機能液）中のごみを除去するためのエアー（液体）フィルタ１８４および油分を除去するためのセパレータ１８５が介設されている。
【００５５】
次に制御手段６について説明する。制御手段６は、各手段の動作を制御するための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６は、上記した各手段と接続され、装置全体を制御している。
【００５６】
ところで、機能液滴吐出ヘッド３１（のヘッド内流路）に気泡が流入すると機能液の吐出結果に悪影響を及ぼすため（いわゆるドット抜け）、この液滴吐出装置１には、機能液滴吐出ヘッド３１（のヘッド内流路）に気泡が流入することを防止するための（１２個の）気泡トラップ２５１が、各機能液滴吐出ヘッド３１に至る各分岐給液チューブ２１１の略直上部に設けられている（図６参照）。なお、効率よく気泡をトラップすると共に、気泡が機能液滴吐出ヘッド３１内に侵入することを確実に防止するために、気泡トラップ２５１の配設位置は、可能な限り装置の上方部分、かつ機能液滴吐出ヘッド３１の近傍であることが好ましい。
【００５７】
気泡トラップ２５１は、分岐給液チューブ２１１に接続され、機能液を流出入させる流入口２５２および流出口２５３と、流入口２５２および流出口２５３に連なり、流入した機能液中の気泡をトラップして流入口２５２および流出口２５３よりも上方に貯留する貯留部２５４と、を備えている。そして、貯留部２５４に貯留する（トラップ）エアー（気泡）の量が増加すると、エアーによって貯留部２５４の（機能液の）液面が押下げられ、貯留部２５４の液位は低下していく。
【００５８】
貯留部２５４の上部には、貯留部２５４内のエアー（気泡）を排気するための排気口２５５が設けられ、排気口２５５には、エアー排気用チューブ２５７（排気流路）を介して、貯留部２５４のエアーを排気させる排気手段となるエアー吸引ポンプ２５６（エアー吸引機構）が接続されている。そして、エアー吸引ポンプ２５６を駆動して貯留部２５４内のエアーを排気口２５５から排気し、貯留部２５４の液位を調整できるようになっている。なお、エアー吸引ポンプ２５６の駆動は、後述の気泡トラップ液位検出器２５９の検出結果に基づいて制御されている。また、エアー排気用チューブ２５７には、エアー吸引ポンプ２５６の駆動と同期して開閉制御されるエアー排気用バルブ２５８（排気流路開閉弁）が介設されている。エアー排気用バルブ２５８は、大気開放ポートを有する三方弁で構成され、貯留部２５４を大気開放できるようになっている。なお、エアー排気用バルブ２５８を二方弁で構成し、貯留部２５４には大気開放弁を設ける構成とすることも可能である。
【００５９】
気泡トラップ２５１には、貯留部２５４内に流入する機能液の液位を検出する気泡トラップ液位検出器２５９（エアー量検出手段）が設けられている。気泡トラップ液位検出器２５９は、液位の上限レベルを検出する上限レベル検出センサ２６０と液位の下限レベルを検出する下限レベル検出センサ２６１とで構成されている。そして、エアー吸引ポンプ２５６を駆動して、貯留部２５４の液位を上限レベルと下限レベルとの間に調整することにより、機能液滴吐出ヘッド３１に適切に機能液を送液できるようになっている。なお、この気泡トラップ２５１は、機能液送液中に生じる圧力変動を吸収するダンパーとしても機能しており、貯留部２５４の液位が上限レベルに達しても、貯留部２５４には圧力変動を吸収するために十分な量のエアーが確保されている。
【００６０】
ここで、液滴吐出装置１を新設したときのように、機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を充填する場合について説明する。この場合、先ず、ヘッドユニット２１を共通機台１３上に配設された吸引ユニット６２に臨ませ、次いで昇降機構８２を駆動して、機能液滴吐出ヘッド３１に対応するキャップ９１を密着させる。次に、吸引ポンプ８３を駆動して、キャップ９１を介して機能液滴吐出ヘッド３１の全吐出ノズル４１から吸引を行い、給液タンク１５２から機能液滴吐出ヘッド３１（のヘッド内流路）に機能液を充填していく。
【００６１】
キャップ９１に吸引した機能液が到達し、上記した機能液検出センサ１２３により機能液が検出されると、吸引ポンプ８３を停止させると共に、ヘッド側供給バルブ２１４を閉弁させる。そして、エアー排気用バルブ２５８を開弁させた後、エアー吸引ポンプ２５６を駆動して、貯留部２５４内のエアーを排気し、貯留部２５４内に流入する機能液の液位を上昇させる。貯留部２５４の液位が上記した上限レベルに達すると、エアー吸引ポンプ２５６の駆動を停止させると共に、エアー排気用バルブ２５８を閉弁して、エアーの排気を停止する。そして、再びヘッド側供給バルブ２１４を開弁すると共に、吸引ポンプ８３を駆動させ、機能液滴吐出ヘッド３１のヘッド内流路から気泡を排気させる。このように、本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を充填する際に、気泡トラップ２５１の液位を上限レベルに調整して、機能液滴吐出ヘッド３１の駆動時に送液される機能液中の気泡を適切にトラップできるようにしている。
【００６２】
次に、貯留部２５４の液位を調整する際の一連の動作、すなわち貯留部２５４から（トラップ）エアーを排気する際の一連の動作、について説明する。給液タンク１５２から機能液滴吐出ヘッド３１に機能液の送液が為されるに伴い、貯留部２５４でトラップされた気泡（エアー）が増加して、貯留部２５４の液位が下限レベルを下回ると、下限レベル検出センサ２６１がこれを検出し、検出信号を制御手段６に送信する。下限レベル検出センサ２６１からの検出信号を受けた制御手段６は、先ず、機能液滴吐出ヘッド３１が駆動中であるか否か、すなわち機能液滴吐出ヘッド３１がワークＷに対して機能液を吐出中であるか否か、を確認する。そして、機能液滴吐出ヘッド３１が駆動中であれば、機能液滴吐出ヘッド３１の駆動が終了するまで待機する。
【００６３】
機能液滴吐出ヘッド３１が駆動中でないことを確認すると、エアーの排気に際し、機能液滴吐出ヘッド３１から機能液が逆流することを防止するため、上記したヘッド側供給バルブ２１４を閉弁させる。続いて、エアー排気用バルブ２５８を開弁すると共にエアー吸引ポンプ２５６を駆動させ、貯留部２５４内のエアーを排気（吸引）する。貯留部２５４からエアーが排気されるに伴い、貯留部２５４の液位が上昇して上限レベルに達すると、上限レベル検出センサ２６０が制御手段６に検出信号を送信する。これを受けて、制御手段６は、エアー吸引ポンプ２５６の駆動を停止させると共に、エアー排気用バルブ２５８を閉弁させ、エアーの排気を停止させる。そして、エアー排気用バルブ２５８を大気開放ポートに切り替え、貯留部２５４内の圧力を大気開放する。大気開放により、排気のための貯留部２５４におけるエアー吸引の影響を排除して、機能液滴吐出ヘッド３１に対し、適切に機能液を送液可能な状態とすることができる。
【００６４】
このように、貯留部２５４内のエアー量をコントロールすることで、機能液の送液を適切に行うことができると共に、送液する機能液にトラップした気泡が再び混入することを防止することができる。また、機能液滴吐出ヘッド３１を介さず、エアーを排気しているので、エアー排気の際に機能液滴吐出ヘッド３１のヘッド内流路に気泡が侵入することがない。さらに、機能液滴吐出ヘッド３１の非駆動時にエアーの排気を行うようにし、機能液滴の吐出結果にエアーの排気による悪影響が生じないようにしている。さらに、エアー排気用バルブ２５８を設け、エアー吸引ポンプ２５６と同期して開閉させることで、より確実に貯留部２５４の吸引を停止させることができるようになっている。
【００６５】
また、本実施形態では、貯留部２５４の液位を検出する気泡トラップ液位検出器２５９の検出結果に基づいてエアーの排気を行うようにしているが、検出手段はこれに限られるものではない。例えば、貯留部２５４内のエアー量によってＯＮ／ＯＦＦするフロートスイッチを検出手段として用い、フロートスイッチのＯＮ／ＯＦＦに基づいてエアーの排気を行うようにしてもよい。具体的には、貯留部２５４に所定量のエアーが貯留すると、フロートスイッチがＯＮとなるようにし、フロートスイッチのＯＮ信号によりエアーの排気を行うようにする。また、検出手段として、貯留部２５４に流入する機能液の圧力を検出する圧力検出センサを用いることも可能である。
【００６６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置１の基本構成は、上述した第１実施形態と略同様であるが、気泡トラップ２５１の排気口２５５にエアー吸引ポンプ２５６が接続されておらず、給液タンク１５２から機能液を圧送することにより貯留部２５４内のエアーを排気するようになっている点で異なっている（図７参照）。
【００６７】
図７に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１では、給液タンク１５２にエアー供給手段５（加圧機構）が接続され、圧縮エアーにより給液タンク１５２内の機能液を圧送可能に構成されている。給液タンク１５２とエアー供給手段５とを接続するエアー供給チューブ１８３には、大気開放ポートを有する三方弁で構成されたエアー供給バルブ１８６が介設されている。また、排気口２５５には、大気開放弁２７１が設けられている。
【００６８】
機能液滴吐出ヘッド３１に機能液を充填する場合、および気泡トラップ２５１からエアーを排気する場合について説明する。機能液を充填する場合、先ず、ヘッド側供給バルブ２１４を閉弁させ、次に気泡トラップ２５１の大気開放弁２７１を大気開放させる。そして、エアー供給バルブ１８６を開弁して、エアー供給手段５から圧縮エアーを給液タンク１５２に導入する。これにより、給液タンク１５２内の機能液は圧送され、給液チューブ１５４および気泡トラップ２５１の貯留部２５４に機能液が満たされていくと共に、給液チューブ１５４および気泡トラップ２５１のエアーが排気口２５５から排気されていく。そして、貯留部２５４の液位が上限レベルに達すると、ヘッド側供給バルブ２１４を開弁すると共に、大気開放弁２７１を閉弁させ、機能液滴吐出ヘッド３１のヘッド内流路に機能液を充填していく。機能液の充填が終了すると、エアー供給バルブ１８６を切替えて、エアー供給チューブ１８３を閉塞すると共に、給液タンク１５２を大気開放する。
【００６９】
貯留部２５４の液位が下限レベルに達して、気泡トラップ２５１からエアーを排気する場合、機能液滴吐出ヘッド３１からの機能液の液垂れを防止するため、先ず、ヘッド側供給バルブ２１４を閉弁させる。そして、気泡トラップ２５１の大気開放弁２７１を開弁して大気開放した後、エアー供給バルブ１８６を開弁させ、圧縮エアーを給液タンク１５２に供給する。給液タンク１５２から圧送された機能液は、貯留部２５４の液位を上昇させながら、貯留部２５４内に貯留するエアーを排気口２５５から押し出していく。貯留部２５４の液位が上限レベルに達すると、エアー供給バルブ１８６を切替えて、エアー供給チューブ１８３を閉塞し、給液タンク１５４を大気開放する。そして、大気開放弁２７１を閉弁すると共に、ヘッド側供給バルブ２１４を開弁する。
【００７０】
このように、本実施形態でも、第１実施形態の液滴吐出装置１と同様に、気泡トラップ液位検出器２５９の検出結果に基づいて、気泡トラップ２５１からエアーを排気するようになっている。
【００７１】
次に、上記の液滴吐出装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について説明する。図８は、液晶表示装置３０１の断面構造を表している。同図に示すように、液晶表示装置３０１は、ガラス基板３２１を主体として対向面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）３２２および配向膜３２３を形成した上基板３１１および下基板３１２と、この上下両基板３１１，３１２間に介設した多数のスペーサ３３１と、上下両基板３１１，３１２間を封止するシール材３３２と、上下両基板３１１、３１２間に充填した液晶３３３とで構成されると共に、上基板３１１の背面に位相基板３４１および偏光板３４２ａを積層し、且つ下基板３１２の背面に偏光板３４２ｂおよびバックライト３４３を積層して、構成されている。
【００７２】
通常の製造工程では、それぞれ透明導電膜３２２のパターニングおよび配向膜３２３の塗布を行って上基板３１１および下基板３１２を別々に作製した後、下基板３１２にスペーサ３３１およびシール材３３２を作り込み、この状態で上基板３１１を貼り合わせる。次いで、シール材３３２の注入口から液晶３３３を注入し、注入口を閉止する。その後、位相基板３４１、両偏光板３４２ａ，３４２ｂおよびバックライト３４３を積層する。
【００７３】
上記した液滴吐出装置１は、例えば、スペーサ３３１の形成や、液晶３３３の注入に利用することができる。具体的には、機能液としてセルギャップを構成するスペーサ材料（例えば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂）や液晶を導入し、これらを所定の位置に均一に吐出（塗布）させていく。先ずシール材３３２を環状に印刷した下基板３１２を吸着テーブルにセットし、この下基板３１２上にスペーサ材料を粗い間隔で吐出し、紫外線照射してスペーサ材料を凝固させる。次に、下基板３１２のシール材３３２の内側に、液晶３３３を所定量だけ均一に吐出して注入する。その後、別途準備した上基板３１１と、液晶を所定量塗布した下基板３１２を真空中に導入して貼り合わせる。
【００７４】
このように、上基板３１１と下基板３１２とを貼り合わせる前に、液晶３３３をセルの中に均一に塗布（充填）するようにしているため、液晶３３３がセルの隅など細部に行き渡らない等の不具合を解消することができる。
【００７５】
なお、機能液（シール材用材料）として紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂を用いることで、上記のシール材３３２の印刷をこの液滴吐出装置１で行うことも可能である。同様に、機能液（配向膜材料）としてポリイミド樹脂を導入することで、配向膜３２３を液滴吐出装置１で作成することも可能である。
【００７６】
上記した液滴吐出装置１は、機能液中の気泡を効率良くトラップすることができると共に、トラップした気泡が再び混入することがないので、気泡による機能液滴吐出ヘッド３１の吐出不良を減少させることができ、効率よく液晶表示装置３０１を製造することができる。また、気泡による吐出不良を回復させるために行うクリーニングの回数を減少させることができると共に、クリーニングによって消費する機能液量を削減できるので、生産性を向上させることができる。
【００７７】
ところで、上記した液滴吐出装置１は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される上記の液晶表示装置３０１の他、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることが可能である。すなわち、有機ＥＬ装置、ＦＥＤ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、これらを効率よく製造することが可能である。
【００７８】
有機ＥＬ装置の製造に、上記した液滴吐出装置１を応用した例を簡単に説明する。有機ＥＬ装置は、図９に示すように、有機ＥＬ装置４０１は、基板４２１、回路素子部４２２、画素電極４２３、バンク部４２４、発光素子４２５、陰極４２６（対向電極）、および封止用基板４２７から構成された有機ＥＬ素子４１１に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。回路素子部４２２は基板４２１上に形成され、複数の画素電極４２３が回路素子部４２２上に整列している。そして、各画素電極４２３間にはバンク部４２４が格子状に形成されており、バンク部４２４により生じた凹部開口４３１に、発光素子４２５が形成されている。陰極４２６は、バンク部４２４および発光素子４２５の上部全面に形成され、陰極４２６の上には、封止用基板４２７が積層されている。
【００７９】
有機ＥＬ装置４０１の製造工程では、予め回路素子部４２２上および画素電極４２３が形成されている基板４２１（ワークＷ）上の所定の位置にバンク部４２４が形成された後、発光素子４２５を適切に形成するためのプラズマ処理が行われ、その後に発光素子４２５および陰極４２６（対向電極）を形成される。そして、封止用基板４２７を陰極４２６上に積層して封止して、有機ＥＬ素子４１１を得た後、この有機ＥＬ素子４１１の陰極４２６をフレキシブル基板の配線に接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部４２２の配線を接続することにより、有機ＥＬ装置４０１が製造される。
【００８０】
液滴吐出装置１は、発光素子４２５の形成に用いられる。具体的には、機能液滴吐出ヘッド３１に発光素子材料（機能液）を導入し、バンク部４２４が形成された基板４２１の画素電極４２３の位置に対応して、発光素子材料を吐出させ、これを乾燥させることで発光素子４２５を形成する。なお、上記した画素電極４２３や陰極４２６の形成等においても、それぞれに対応する液体材料を用いることで、液滴吐出装置１を利用して作成することも可能である。
【００８１】
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の他、上記したプレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置１を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の機能液送液装置によれば、機能液滴吐出ヘッドと機能液タンクとを接続する機能液流路に気泡トラップを設けているので、機能液タンクから送液中の機能液に含まれる気泡を確実にトラップすることができ、機能液滴吐出ヘッドに機能液が侵入することにより生じるドット抜け等の吐出不良を防止することができる。そして、気泡トラップの貯留部に貯留されたトラップエアーは、排気手段により、排気口から排気することができるので、貯留部内に過剰なトラップエアーが貯留されることなく、トラップエアーにより機能液の送液が妨げられず、適切に機能液を送液することが可能である。また、過剰に貯留されたトラップエアーが再び機能液滴吐出ヘッドに送液される機能液中に混入することを防止することができる。更に、本発明は、排気口を介して、気泡トラップの貯留部から直接トラップエアーを排気することができるので、気泡トラップから排気を行う際に機能液滴吐出ヘッドにエアー（気泡）を侵入させることがない。
【００８３】
本発明の液滴吐出装置は、上記した機能液送液装置を備えているので、機能液滴吐出ヘッドに気泡を侵入させることがなく、気泡による機能液滴吐出ヘッドの吐出不良を防止することができる。また、気泡による吐出不良を減少させることができるので、吐出不良を起こした機能液滴吐出ヘッドを回復させるために行うクリーニングの回数を削減できると共に、クリーニングで消費する機能液の量も削減することができる。
【００８４】
本発明の電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器は、上記した液滴吐出装置を用いて製造されるので、効率よくこれらを製造することができる。すなわち、製造時間を短縮することが可能であると共に生産コストを削減することができ、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における機能液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】本実施形態における機能液滴吐出装置の右側面図である。
【図３】ヘッドユニットの平面図である。
【図４】（ａ）は機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図、（ｂ）は機能液滴吐出ヘッドを配管アダプタに装着したときの断面図である。
【図５】吸引ユニットの外観斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態における機能液供給系および吸引ユニット廻りの模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態における機能液供給系および吸引ユニット廻りの模式図である。
【図８】本発明の製造方法を用いて製造した液晶表示装置の断面図である。
【図９】本発明の製造方法を用いて製造した有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１液滴吐出装置２吐出手段
３メンテナンス手段４機能液供給回収手段
５エアー供給手段６制御手段
３１機能液滴吐出ヘッド１５４給液チューブ
２１１分岐給液チューブ２１４ヘッド側供給バルブ
２５１気泡トラップ２５２流入口
２５３流出口２５４貯留部
２５５排気口２５６エアー吸引ポンプ
２５７エアー排気用チューブ２５８エアー排気用バルブ
２５９気泡トラップ液位検出器２６０上限レベル検出センサ
２６１下限レベル検出センサ２７１大気開放弁

Claims

機能液タンクと機能液滴吐出ヘッドとを接続する機能液流路に介設され、前記機能液流路内の気泡を捕捉する気泡トラップと、
前記気泡トラップ内のトラップエアーを外部に強制的に排気する排気手段と、を備え、
前記気泡トラップは、前記機能液流路に連通する流入口および流出口と、
前記流入口および前記流出口に連なり、流入した前記機能液中の気泡を前記流入口および前記流出口よりも上方でトラップして貯留する貯留部と、
前記貯留部に連なり、前記貯留部のトラップエアーを排気する排気口と、を有していることを特徴とする機能液送液装置。
前記排気手段は、前記排気口に接続した排気流路を介して、前記貯留部内のトラップエアーを吸引するエアー吸引機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の機能液送液装置。
前記排気流路には、排気流路開閉弁が介設されていることを特徴とする請求項２に記載の機能液送液装置。
前記排気手段は、前記機能液流路に前記機能液を加圧送液して、前記貯留部内のトラップエアーを排気させる加圧機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の機能液送液装置。
前記気泡トラップには、大気開放弁が設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の機能液送液装置。
前記気泡トラップは、前記貯留部内のトラップエアーが所定量に達したことを検出するエアー量検出手段をさらに有しており、
前記エアー量検出手段の検出結果に基づいて、前記排気手段の駆動を制御する第１制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の機能液送液装置。
前記第１制御手段は、前記機能液流路における圧力変動を吸収する量のトラップエアーを前記貯留部に残して、前記排気手段の駆動を停止させることを特徴とする請求項６に記載の機能液送液装置。
前記エアー量検出手段は、前記貯留部内の機能液の液位を検出する液位検出センサで構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の機能液送液装置。
前記エアー量検出手段は、フロートスイッチで構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の機能液送液装置。
前記排気手段は、前記機能液滴吐出ヘッドの非駆動時にトラップエアーを排気することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の機能液送液装置。
前記気泡トラップと前記機能液滴吐出ヘッドとを接続する前記機能液流路を開閉する機能液流路開閉弁と、
前記機能液流路開閉弁を開閉制御する第２制御手段と、を更に備え、
前記第２制御手段は、前記排気手段の駆動と同期して前記機能液流路開閉弁を開閉制御することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の機能液送液装置。
請求項１ないし１１のいずれかに記載の機能液送液装置と、
ワークに機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
請求項１２に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
請求項１２に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
請求項１４に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。