JP2005224685A - 複数ｉｊヘッド搭載サブキャリッジおよびその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の液滴吐出ヘッドを、キャリッジに安定に且つ精度良く組み付けることができるヘッドユニットの構造および組立方法を提供することにある。
【解決手段】 このサブキャリッジ５０を位置決め装置に載置し、紙面の上方からＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いて各液滴吐出ヘッド５１のノズル５２の相対位置を調整する。この場合、液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とは固定されているため、子サブプレート３０と親サブプレート４０との間で摺動して位置調整がされる。位置調整が終了すると、子サブプレート３０が有する孔３０ａ，３０ｂに接着剤３５を流し込む。接着剤が固形化すると子サブプレート３０と親サブプレート４０とは一体となって保持される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、インクジェット（以降、ＩＪと記す）ヘッドに代表される液滴吐出ヘッドの複数個を、単一のキャリッジに組み付けるヘッドユニットの組立方法、液滴吐出ヘッドの位置決め方法、液滴吐出ヘッドの固定方法、並びに上記ヘッドユニットを用いた液晶表示装置の製造方法、有機ＥＬ装置の製造方法、電子放出装置の製造方法、ＰＤＰ装置の製造方法、電気泳動表示装置の製造方法、カラーフィルタの製造方法、有機ＥＬの製造方法、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レジスト形成方法および光拡散体形成方法に関するものである。

従来のプリンタ等では、複数（多数）の液滴吐出ヘッドを必要とする場合、各液滴吐出ヘッドを個々にヘッド保持部材に保持し、更にこれをキャリッジに搭載して、複数の液滴吐出ヘッドを、ヘッド保持部材およびキャリッジと共にヘッドユニットとして扱うようにしている。

そして、液滴吐出ヘッドをヘッド保持部材に組み込む場合には、顕微鏡等を用いて人的に位置決めおよびねじ止め固定が行われる。また、ヘッド付きのヘッド保持部材をキャリッジに組み込む場合には、キャリッジにヘッド保持部材を位置決めするピン等を設けておいて、これにヘッド保持部材をセットし且つ固定するようにしている。

また、それぞれ複数個のインクジェットヘッドを用い、各ヘッドノズル位置が所定の位置となるように当該ヘッドの基準面を加工して取り付け部材に取り付け、該取り付け部材を複数個配列することでヘッドユニットを構成し、さらに、インクジェットヘッドのノズル列方向における、各インクジェットヘッドの位置合わせを、各取り付け部材内において行っている（特許文献１参照）。

また、組付治具を用いて液滴吐出ヘッドをヘッド保持部材に組み付ける組付方法を行っている（特許文献２参照）。

特開２００３−５７４３０号公報（第３〜４頁、図１〜図３） 特開２００３−１２７３９２号公報（第１８〜２０頁、図９、図１１）

ところで、この種の液滴吐出ヘッドは、そのノズル列から微小な液滴を精度良く且つ選択的に吐出することができるため、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のカラーフィルタの製造に応用可能であると共に、各種の電子デバイスや光デバイス等の製造装置への応用も期待されている。

このような応用技術を考慮すると、液滴吐出ヘッド自体の性能に加え、平面内または鉛直面内におけるノズル（ノズル列）の位置精度（組付け精度）やその前提となるキャリッジの位置精度に、高い精度が要求される。また、吐出対象となる液体等によっては、液滴吐出ヘッドの寿命が短くなり、液滴吐出ヘッドの頻繁な交換も考慮する必要がある。

これらの点において、プリンタに搭載される従来の液滴吐出ヘッド（ヘッドユニット）では、各部の精度の累積が全体の精度を決定してしまうため、高い位置決め精度を安定に維持することには、おのずと限界が生ずる。また、手作業での組立では、作業が煩雑であり且つ信頼性が劣るものとなるおそれがある。

本発明は、複数の液滴吐出ヘッドを、キャリッジに安定に且つ精度良く組み付けることができるヘッドユニットの構造および組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明では、複数の液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドと固定して成る第１のヘッド保持部材と、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材との間に保持されて成る第２のヘッド保持部材と、第２のヘッド保持部材が第３のヘッド保持部材に固定されていることを要旨とする。

この構成によれば、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材が固定され、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材との間に第２のヘッド保持部材が保持され、この第２のヘッド保持部材が第３のヘッド保持部材に固定されているため、液滴吐出ヘッドを第３のヘッド保持部材から取り外す場合に、第２のヘッド保持部材を取り外すことによって、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材および第２のヘッド保持部材が取り外すことができる。第２の保持部材を追加したことにより液滴吐出ヘッドの交換作業性を向上することができる。

本発明では、複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジにおいて、第１の保持部材と第２の保持部材の間で相対位置を変更して、液滴吐出ヘッドのノズルの位置調整をすることを要旨とする。

この構成によれば、液滴吐出ヘッドのノズルの位置調整をする際に、第１の保持部材と第２の保持部材の間で相対位置を変更して位置調整され、精度良く組み付けることができるヘッドユニットの構造を提供することができる。

本発明では、第１の保持部材と第２の保持部材の間に接着剤を使用して仮固定することを要旨とする。

この構成によれば、ノズルの位置出しされた液滴吐出ヘッドの仮固定に使用される接着剤は第１の保持部材と第２の保持部材との間で存在し、第３のヘッド保持部材は機械的精度と清浄性とを保つことができる。これにより、第３のヘッド保持部材から所望の液滴吐出ヘッドだけを取り外すことができる上に、第３のヘッド保持部材には接着剤が付いていないため、直ぐに新しい液滴吐出ヘッドの位置出し作業をすることができ、液滴吐出ヘッドの交換作業性を向上することができる。

また、本発明では、液滴吐出ヘッドに第２の保持部材をセットし、第２の保持部材の上に第１のヘッド保持部材をセットし液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材とを固定する工程Ａと、第２の保持部材と第３の保持部材とを固定させる工程Ｂと、工程Ａの第１の保持部材と工程Ｂの第２の保持部材との間で、液滴吐出ヘッドのノズルの相対位置調整をする工程Ｃとを備えたことを要旨とする。

これによれば、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材との間に第２の保持部材を挟持し、液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材とを固定する工程Ａと、第２の保持部材と第３の保持部材を固定させる工程Ｂとによって、工程Ａの第１のヘッド保持部材と工程Ｂの第２の保持部材との間で液滴吐出ヘッドのノズルの位置調整をする（工程Ｃ）ことができる。このため、第１のヘッド保持部材と第２の保持部材との間で液滴吐出ヘッドの位置調整を行い、この第１のヘッド保持部材と第２の保持部材との間に接着剤を塗布して仮固定することにより、第１の保持部材と第２の保持部材とをネジで締め付ける際の液滴吐出ヘッドの位置ズレを防止することができる。

以下、本発明を具体化した一実施例を図面に従って説明する。

図１は、液滴吐出装置１の斜視図を示す。液滴吐出装置１は、液状の材料１１を保持するタンク１２と、チューブ１３と、チューブ１３を介してタンク１２から液状の材料１１が供給される吐出走査部２とを備える。吐出走査部２は、複数の液滴吐出ヘッド５１（詳細は、図３に示す）を保持するサブキャリッジ５０と、このサブキャリッジ５０を保持するキャリッジ３と、キャリッジ３の位置を制御する第２位置制御装置４と、被吐出部２１を有する基体１０Ａを保持するステージ５と、ステージ５の位置を制御する第１位置制御装置６と、制御部７と、メンテナンス装置８と、排液装置９とを備えている。タンク１２とキャリッジ３における複数の液滴吐出ヘッド５１とはチューブ１３で連結されており、タンク１２から複数の液滴吐出ヘッド５１のそれぞれに液状の材料１１が供給される。液状の材料１１は、例えば、液状の導電性薄膜材料、液状の蛍光材料、液状の発光材料、および液状のカラーフィルタ材料等である。

基体１０Ａに被吐出部２１を設ける方法は、基体１０Ａの１面に公知のスクリーン印刷技術またはパターニング技術を用いて、液状の材料１１が収まる複数の区画を製造する。複数の区画に分けている部位の内側部および基体１０Ａのある底面をバンク２２と呼ぶ。また、バンクを形成している境目を境界壁２５と表記する。基体１０Ａの材質はガラス、金属板、セラミックス、およびプラスチック等からなる。液状の材料１１を基体１０Ａに設けられている複数の区画に均一に塗布するには基体１０Ａの表面を親液化することが好ましい。このため、大気圧下の酸素プラズマ処理またはアルコール系の洗浄液等で処理する。基体１０Ａの表面は親液性を呈するようになる。また、基体１０Ａによっては、部分的に撥液性を持たせ液状の材料１１が付着することを防ぐために、例えば４フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理等を施している。なお、基体１０Ａの材質およびバンク２２の材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性および撥液性を呈する表面が得られることもある。なお、本明細書では、被吐出部２１を有する基体１０Ａを「受容基板」と表記することもある。

第２位置制御装置４は、制御部７からの信号に応じて、キャリッジ３をＸ軸方向、およびＸ軸方向に直交するＺ軸方向に沿って相対位置を変更する。さらに、第２位置制御装置４は、Ｚ軸に平行な軸の回りでキャリッジ３を回転する機能も有する。本実施例では、Ｚ軸方向は、鉛直方向（つまり重力加速度の方向）にほぼ平行な方向である。第１位置制御装置６は、制御部７からの信号に応じて、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に直交するＹ軸方向に沿ってステージ５の相対位置を変更する。さらに、第１位置制御装置６は、Ｚ軸に平行な軸の回りでステージ５を回転する機能も有する。なお、本明細書では、第２位置制御装置４および第１位置制御装置６を「走査部」と表記することもある。

ステージ５は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との双方に平行な平面を有する。また、ステージ５は、所定の液状の材料１１を塗布すべき被吐出部２１を有する基体１０Ａをその平面上に着脱可能に載置、または保持できるように構成されている。

本明細書におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は、キャリッジ３およびステージ５のどちらか一方が他方に対して相対位置を変更する方向に一致している。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向を規定するＸＹＺ座標系の仮想的な原点は、液滴吐出装置１の基準部分に固定されている。本明細書において、Ｘ座標、Ｙ座標、およびＺ座標とは、このようなＸＹＺ座標系における座標である。なお、上記の仮想的な原点は、ステージ５に固定されていてもよいし、キャリッジ３に固定されていてもよい。本明細書では、相対位置を変更する方向が、Ｙ軸方向とＸ軸方向のどちらでも成立する場合は、第１の方向および第１の方向と直交する第２の方向と表記する。

上述のように、キャリッジ３は第２位置制御装置４によってＸ軸方向に相対位置を変更させられる。一方、ステージ５は第１位置制御装置６によってＹ軸方向に相対位置を変更させられる。つまり、第２位置制御装置４および第１位置制御装置６によって、ステージ５に対する複数の液滴吐出ヘッド５１（図３に示す）の相対位置が変わる。より具体的には、これらの動作によって、キャリッジ３、複数の液滴吐出ヘッド５１、またはノズル５２（図４に示す）は、ステージ５上で位置決め保持された被吐出部２１に対して、Ｚ軸方向に所定の距離を保ちながら、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に相対位置を変更、すなわち相対的に走査する。ここで、静止した被吐出部２１に対してキャリッジ３がＸ軸方向に相対位置を変更してもよい。そしてキャリッジ３がＸ軸方向に沿って所定の２点間の相対位置を変更する期間内に、静止した被吐出部２１に対してノズル５２から液状の材料１１を吐出してもよい。「相対位置を変更」または「相対走査」とは、液状の材料１１を吐出する側（液滴吐出ヘッド側）と、そこからの液状の材料１１の吐出物が着弾する側（被吐出部側）の少なくとも一方を他方に対して相対位置を変更することを含む。したがって、ステージ５が相対位置を変更している期間内に、液滴吐出ヘッド５１から被吐出部２１に対して液状の材料１１を吐出することを含む。

さらに、キャリッジ３、複数の液滴吐出ヘッド５１（図３に示す）またはノズル５２（図４に示す）が相対位置を変更するとは、ステージ５、基体１０Ａ、または被吐出部２１に対するこれらの相対位置が変わることである。このため、本明細書では、キャリッジ３、複数の液滴吐出ヘッド５１またはノズル５２が液滴吐出装置１に対して静止して、ステージ５のみが相対位置を変更する場合であっても、キャリッジ３、複数の液滴吐出ヘッド５１またはノズル５２が、ステージ５、基体１０Ａまたは被吐出部２１に対して相対位置を変更すると表記する。また、相対走査または相対位置を変更と、材料の吐出との組み合わせを指して「塗布走査」と表記することもある。

キャリッジ３およびステージ５は上記以外の平行相対位置を変更したりおよび回転の自由度をさらに有している。ただし、本実施例では、上記自由度以外の自由度に関する記載は説明を平易にする目的で省略されている。

制御部７は、液状の材料１１を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置（図２に示す）から受け取るように構成されている。制御部７の詳細な構成および機能は、図２において説明する。

メンテナンス装置８において、移動台８１上に吐出重量測定ユニット８２、吸引ユニット８３、定期フラッシングユニット８４、吐出検出ユニット８０およびワイプユニット（図示せず）が配設されている。移動台８１は、吐出重量測定ユニット８２、吸引ユニット８３、定期フラッシングユニット８４、吐出検出ユニット８０およびワイプユニットのいずれかのユニットをキャリッジ３に対応するためにＹ軸方向に相対位置を変更して停止する。

吐出重量測定ユニット８２は複数の吐出重量測定部を有し、所定時間内にキャリッジ３の複数の液滴吐出ヘッド５１から吐出された液状の材料１１の吐出重量を計測し、複数の液滴吐出ヘッド５１からの吐出量が適性にするためのパラメータ値を算出するユニットである。

複数の液滴吐出ヘッド５１のいずれかの液滴吐出ヘッド５１の吐出が少ないまたは無い場合は、吸引ユニット８３が移動台８１によってキャリッジ３の位置に相対位置を変更され、その後Ｚ軸方向に相対位置を変更して複数の液滴吐出ヘッド５１と、吸引ユニット８３が有する複数の吸引部とが接触してポンプ等で複数の液滴吐出ヘッド５１を吸引する。この吸引によって液滴吐出ヘッド５１のノズル５２（図４に示す）で生じている液状の材料１１の詰りを解消する。

複数の液滴吐出ヘッド５１からの吐出停止時間が長くなると吐出方向が乱れたり、吐出量が多くなり過ぎたりまた吐出量が少なくなり過ぎたりする現象が起こり易くなり、液状の材料１１の吐出が不安定になる傾向にある。このため、定期フラッシングユニット８４は複数の液滴吐出ヘッド５１から定期的または随時に液状の材料１１を吐出させ液滴吐出ヘッド５１が適正に液状の材料１１を吐出することができる状態に維持する。

吐出検出ユニット８０は、複数の液滴吐出ヘッド５１が有する複数のノズル５２それぞれから液状の材料１１が吐出されているか否かを検出する。ノズル５２から液状の材料１１を吐出するための液滴吐出ヘッド５１の吐出駆動部への電気信号と、発光部としての発光体９５から発せられたレーザ光等の光を受光部としての受光体９４が受け取ることによって発生する電気信号を、制御部７が比較して吐出駆動部への電気信号に対して受光体９４からの電気信号が無い場合はこのノズルは詰っていると制御部７が判断する。この光路の中に光を遮断するものがあれば。発光体９５と受光体９４とが１対の場合は、第２位置制御装置４によってキャリッジ３の相対位置を変更し、ノズル列毎の検出を行う。また、発光体９５と受光体９４とがノズル列毎に配設されている場合は、一度に複数のノズル列の検査ができるので、より短時間で検出することができる。

ワイプユニットは、吸引ユニット８３での液状の材料１１を吸引後、液滴吐出ヘッド５１のノズル５２に残っている余分な液状の材料１１を拭き取る。

液滴吐出ヘッド５１のメンテナンスを実行する場合は、第２位置制御装置４によってキャリッジ３はＸ軸方向にメンテナンス装置８上に相対位置を変更し、所望のユニットがキャリッジ３の位置にくるように移動台８１によって選択されて相対位置を変更されて成される。

排液装置９は、吐出重量測定ユニット８２、吸引ユニット８３、定期フラッシングユニット８４、吐出検出ユニット８０およびワイプユニットで回収された液状の材料１１は排液チューブ９１を介して排液タンク９２に回収するようになっている。

図２は、液滴吐出装置１の電気ブロック図である。液滴吐出装置は、制御部７としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）１０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを備えている。また、例えばＰＣ（Personal Computer）等の外部情報処理装置１０８との接続をするＩ／Ｏポート１０７と、ユーザインタフェイス（以降、ユーザＩ／Ｆという）１０４と、処理部１１０と、メンテナンス装置駆動制御部１１６とを有し、これらはデータバス１０９を介してそれぞれ互いに電気的に接続されている。

ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１及びＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶された制御プログラムや各種アプリケーションプログラムに基づいて各種動作を実行する。ＥＥＰＲＯＭ１０２は、制御プログラムや各種データを電気的に内容を書き換えることができるＲＯＭである。ＲＡＭ１０３は、処理中のデータやプログラムを格納しており、液滴吐出ヘッド位置バッファ１０３ａと、液体吐出順序バッファ１０３ｂと、液体吐出位置バッファ１０３ｃとを備えている。液滴吐出装置１の電源を切ると、ＲＡＭ１０３にあるメモリの内容は自動的に消去される。

例えばＰＣ（Personal Computer）等の外部情報処理装置１０８との接続をするＩ／Ｏポート１０７によって、基体１０Ａの被吐出部２１に対して液状の材料１１を吐出するための各種データ（吐出データともいう）を取り込みＲＡＭ１０３に一旦記憶される。ＣＰＵ１００は、ユーザＩ／Ｆ１０４を介して操作部１０５の信号を受け、その信号に応じて記憶された吐出データを処理部１１０に送る。送られる吐出データは、基体１０Ａ上のすべての被吐出部の相対位置を表すデータと、すべての被吐出部に液状の材料１１を所望の厚さにまで塗布するのに必要となる相対走査の回数を示すデータと、ノズルが吐出するか否かを指定するデータとを含む。

吐出データを受けた処理部１１０は、吐出データに基づいて被吐出部に対するノズル５２の相対位置を示すデータを走査駆動部１１１に与える。走査駆動部１１１はこのデータに応じた駆動信号を第２位置制御装置４としてのステージ制御部１１２および第１位置制御装置６としてのキャリッジ制御部１１３に与える。この結果、被吐出部２１に対して液滴吐出ヘッド５１が相対走査する。

一方、処理部１１０は、記憶部としてのＲＡＭ１０３に記憶された吐出データに基づいて、吐出タイミング毎のノズル５２のオン・オフを指定する選択信号をヘッド駆動制御部１１４へ与える。ヘッド駆動制御部１１４は、選択信号に基づいて、液状の材料１１の吐出に必要な吐出信号を液滴吐出ヘッド５１に与える。この結果、液滴吐出ヘッド５１における対応するノズル５２から、液状の材料１１が液滴として吐出される。もちろん、制御部７は専用の回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。また、液滴吐出装置１の電源を切る場合は、ＲＡＭ１０３のデータは、ＥＥＰＲＯＭ１０２に自動的に保存され次回液滴吐出装置を使用する際に読み出してデータを使うことができる。

メンテナンス装置駆動制御部１１６は吐出検出ユニット８０と、吐出重量測定ユニット８２と、吸引ユニット８３とを備えている。吐出検出ユニット８０には、少なくとも１対の発光部としての発光体９５と受光部としての受光体９４を備えており、液滴吐出ヘッド５１のノズル５２から吐出された液状の材料１１の液滴が発光体９５と受光体９４との光路を遮断した場合に、この遮断に基づいた信号をメンテナンス装置駆動制御部１１６を介して制御部７に伝える。

吐出重量測定ユニット８２には、複数の吐出重量測定部９９が備えられており、各吐出重量測定部９９に吐出された液状の材料１１の重量を計測する。測定された液状の材料１１の重量データは制御部７に送られ、各液滴吐出ヘッド５１から吐出される液状の材料１１の量を制御するデータとして使用される。

吸引ユニット８３には、吸引部としての弾性を有する部材と吸引可変部９３とを有し、弾性を有する部材は液滴吐出ヘッド５１と機械的に当接して、液滴吐出ヘッド５１と吸引ユニット８３との密着性を確保している。吸引可変部９３はキャリッジ３に載置されている液滴吐出ヘッド５１の相対位置データを制御部７から受け取り、吸引部としての複数の弾性を有する部材の相対位置を液滴吐出ヘッド５１の相対位置に対応した位置に変更する。

図３は、サブキャリッジ５０をステージ５側から観察した組立平面図である。同図の紙面に垂直な方向がＺ軸方向である。また、紙面の左右方向がＸ軸方向であり、紙面の上下方向がＹ軸方向である。サブキャリッジ５０は、それぞれほぼ同じ構造を有する複数の液滴吐出ヘッド５１を保持している。本実施例では、サブキャリッジ５０に保持される液滴吐出ヘッド５１の数は１２個である。それぞれの液滴吐出ヘッド５１は、後述する複数のノズル５２が設けられた底面を有している。それぞれの液滴吐出ヘッド５１のこの底面の形状は、２つの長辺と２つの短辺とを有する四角形である。サブキャリッジ５０に保持された液滴吐出ヘッド５１の底面はステージ５側を向いており、さらに、液滴吐出ヘッド５１の長辺方向と短辺方向とは、それぞれＸ軸方向とＹ軸方向とにほぼ平行である。

図４は、液滴吐出ヘッドが有する複数のノズルの平面図である。液滴吐出ヘッド５１は、Ｘ軸方向に並んだ複数のノズル５２を有する。これら複数のノズル５２は、液滴吐出ヘッド５１のＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰが約７０μｍとなるように配置されている。ここで、「液滴吐出ヘッド５１のＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰ」は、液滴吐出ヘッド５１におけるノズル５２のすべてをＹ軸方向に沿ってＸ軸上に射像して得られた複数のノズル像間のピッチに相当する。

本実施例では、液滴吐出ヘッド５１における複数のノズル５２は、ともにＸ軸方向に延びるノズル列５３と、ノズル列５４とをなす。ノズル列５３とノズル列５４とはＹ軸方向に隣合っている。ノズル列５３およびノズル列５４のそれぞれにおいて、１８０個のノズル５２が一定間隔でＸ軸方向に一列に並んでいる。本実施例では、この一定間隔は約１４０μｍである。つまり、ノズル列５３のＸ軸方向のノズルピッチＬＮＰおよびノズル列５４のＸ軸方向のノズルピッチＬＮＰは、ともに約１４０μｍである。

ノズル列５３の位置は、ノズル列５４の位置に対して、Ｘ軸方向のノズルピッチＬＮＰの半分の長さ（約７０μｍ）だけＸ軸方向の正の方向（図４の右方向）にずれている。このため、液滴吐出ヘッド５１のＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰは、ノズル列５３（またはノズル列５４）のＸ軸方向のノズルピッチＬＮＰの半分の長さ（約７０μｍ）である。

したがって、液滴吐出ヘッド５１のＸ軸方向のノズル線密度は、ノズル列５３（またはノズル列５４）のノズル線密度の２倍である。なお、本明細書において「Ｘ軸方向のノズル線密度」とは、複数のノズルをＹ軸方向に沿ってＸ軸上に射像して得られた複数のノズル像の単位長さ当たりの数に相当する。

もちろん、液滴吐出ヘッド５１が含むノズル列の数は、２つだけに限定されない。液滴吐出ヘッド５１はＭ個のノズル列を含んでもよい。ここで、Ｍは１以上の自然数である。この場合には、Ｍ個のノズル列のそれぞれにおいて複数のノズル５２は、ノズルピッチＨＸＰのＭ倍の長さのピッチで並ぶ。さらに、Ｍが２以上の自然数の場合には、Ｍ個のノズル列のうちの一つに対して、他の（Ｍ−１）個のノズル列は、ノズルピッチＨＸＰのｉ倍の長さだけ重複無くＸ軸方向にずれている。ここで、ｉは１から（Ｍ−１）までの自然数である。また、ノズル列５３とノズル列５４との距離をノズル列間距離ＤＡと表記する。また、複数の液滴吐出ヘッド５１がＸ軸方向に並んだ場合に、各液滴吐出ヘッド５１のノズル列の中心線をノズル列ＮＬと表記することもある。

さて、ノズル列５３およびノズル列５４のそれぞれが１８０個のノズル５２からなるため、１つの液滴吐出ヘッド５１は３６０個のノズル５２を有する。ただし、ノズル列５３の両端のそれぞれ１０個のノズルは「休止ノズル５２ｂ」として設定されている。同様に、ノズル列５４の両端のそれぞれ１０個のノズルも「休止ノズル５２ｂ」として設定されている。そして、これら４０個の「休止ノズル５２ｂ」からは液状の材料１１が吐出されない。このため、液滴吐出ヘッド５１における３６０個のノズル５２のうち、３２０個のノズル５２が液状の材料１１を吐出するノズルとして機能する。本明細書では、これら３２０個のノズル５２を「吐出ノズル」と表記することもある。

本明細書では、液滴吐出ヘッド５１同士の相対位置関係を説明する目的で、ノズル列５３に含まれる１８０個のノズル５２のうち、左から１１番目のノズル５２を液滴吐出ヘッド５１の「基準ノズル５２Ｌ」と表記する。つまり、ノズル列５３における１６０個の吐出ノズルのうち、最も左側の吐出ノズルが液滴吐出ヘッド５１の基準ノズル５２Ｌである。また、ノズル列５３に含まれる１８０個のノズル５２のうち、右から１１番目のノズル５２を液滴吐出ヘッド５１の「副基準ノズル５２Ｒ」と表記する。なお、すべての液滴吐出ヘッド５１に対して、基準ノズル５２Ｌまたは副基準ノズル５２Ｒの指定の仕方が同じであればよいので、基準ノズル５２Ｌまたは副基準ノズル５２Ｒの位置は、上記位置でなくてもよい。また、他の図中では、休止ノズル５２ｂは省略してある。

図５（ａ）は、サブキャリッジ５０と液滴吐出ヘッド５１との組立平面図を示し、（ｂ）は、サブキャリッジ５０と液滴吐出ヘッド５１との組立断面図を示す。図５（ａ）は、ステージ５側から液滴吐出ヘッド５１を視察した図である。先ず液滴吐出ヘッド５１が有するノズル５２を第２の保持部材としての親サブプレート４０が有する孔４０ｃに通して組み立てる。組み立てられた親サブプレート４０の上に、第１の保持部材としての子サブプレート３０が有する孔３０ａにノズル５２を通して重ねて組み立てる。この組み立てられた状態は、液滴吐出ヘッド５１の本体部と子サブプレート３０との間に親サブプレート４０が挟み込まれている状態である。ネジ３１，３２によって液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とがねじ止めされて保持される。以降、この液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とが保持された状態を「ヘッド付き子サブプレート」という。

一方、第２の保持部材としての親サブプレートは、ヘッド付き子サブプレートに対して親サブプレート４０が有する孔４０ｃと液滴吐出ヘッド５１との隙間の分だけ動くことができるようになっている。この状態で親サブプレート４０が有する位置決めピン４０ａ，４０ｂを、第３の保持部材としてのサブキャリッジ５０が有する孔５０ａ，５０ｂに挿入し、４本のネジ３３により親サブプレート４０とサブキャリッジ５０とを固定する。この４本のネジ３３の固定により、逆にヘッド付き子サブプレートは、サブキャリッジ５０に対して液滴吐出ヘッド５１と親サブプレート４０が有する孔４０ｃとの隙間の分だけ動くことができる。また、液滴吐出ヘッド５１の本体部分はサブキャリッジ５０に配設されている孔５０ｃに遊嵌される。

このサブキャリッジ５０を位置決め装置に載置し、紙面の上方からＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いて各液滴吐出ヘッド５１のノズル５２の相対位置を調整する。この場合、液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とは固定されているため、子サブプレート３０と親サブプレート４０との間で摺動して位置調整がされる。位置調整が終了すると、子サブプレート３０が有する孔３０ａ，３０ｂに接着剤３５を流し込む。接着剤が固形化すると子サブプレート３０と親サブプレート４０とは一体となって保持される。ここで、接着剤３５での保持について説明する。各液滴吐出ヘッド５１のノズル５２の相対位置が調整された状態で２本のネジ３４で締め付けると、ネジの締付力によりヘッド付き子サブプレートの位置が親サブプレート４０に対して変化してしまうため、接着剤３５を用いてヘッド付き子サブプレートと親サブプレート４０とを仮に固定（保持）し、接着剤が固形化してから、２本のネジ３４で締め付ける。この方法により各液滴吐出ヘッド５１のノズル５２の相対位置が精度良く保たれ、さらに２本のネジ３４でネジ止めするため、液滴吐出装置１からの振動等に対して保持状態が安定する。

本実施例では、図３に示す通り１２個の液滴吐出ヘッド５１が装着されているため、すべての液滴吐出ヘッド５１に対して位置の調整を行い、ヘッド付き子サブプレートと親サブプレート４０とを接着剤３５で仮固定（保持）する。その後、ヘッド付き子サブプレートと親サブプレート４０とをネジで固定する。液滴吐出ヘッド５１の下方には、液状の材料１１を供給するための供給口５１ａが配設され、各タンク１２からチューブ１３を介して液状の材料１１が供給される。

図６は、液滴吐出ヘッド５１のサブキャリッジ５０への組立方法を示すフローチャートである。液滴吐出ヘッド５１をサブキャリッジ５０に対して組み立てる場合は、ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す）１００において、液滴吐出ヘッド５１に親サブプレート４０をセットする。親サブプレート４０に配設されている孔４０ｃ（図５参照）に液滴吐出ヘッド５１のノズル５２部を通しセットする。この場合、単にセットするだけで固定等の保持はしない。

Ｓ１０１では、Ｓ１００で液滴吐出ヘッド５１にセットされた親サブプレート４０の上に、子サブプレート３０をセットする。この状態は、液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０との間に親サブプレート４０が挟まれている状態である。
Ｓ１０２では、子サブプレート３０と液滴吐出ヘッド５１とをネジで固定（保持）する。しかし、液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０に挟まれている親サブプレート４０は断面方向および平面方向に隙間が配設され、親サブプレート４０は液滴吐出ヘッド５１および子サブプレート３０に対して単独で動くことができる。液滴吐出ヘッド５１が保持されている子サブプレート３０（以下、ヘッド付き子サブプレートと記す）の間に親サブプレート４０を挟み込み、液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とを固定（保持）する工程を工程Ａと称す。このようにして、１２組の液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０と親サブプレート４０とをセットにして組み付け（以下、単に「仮組み」と記す）ていく。液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０とをネジで固定する際は治具で位置決めして固定する。

Ｓ１０３，Ｓ１０４では、仮組みされた液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０と親サブプレート４０とをサブキャリッジ５０にセットする。この場合、サブキャリッジ５０に対する親サブプレート４０の位置精度を向上するために、親サブプレート４０に配設された２本の位置決めピン４０ａ，４０ｂをサブキャリッジ５０に配設されている２つの孔５０ａ，５０ｂに挿入してからねじ等で固定（保持）する。この状態でサブキャリッジ５０を作業台等の上に載置した場合、ヘッド付き子サブプレートをサブキャリッジ５０に対して動かすことができる。このＳ１０３とＳ１０４の工程を工程Ｂと称す。
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で組み付けられたサブキャリッジ５０をヘッド位置調整装置（図示せず）のテーブルに載置して、ヘッド付き子サブプレートのノズル５２をＣＣＤカメラ等で検出しながら、各液滴吐出ヘッド５１のノズル５２の位置を所定の相対位置に調整する。この場合、子サブプレート３０と親サブプレート４０との間で摺動されて位置調整がされる。
Ｓ１０６では、位置調整されたヘッド付き子サブプレートと親サブプレート４０（サブキャリッジ５０）との相対位置を、子サブプレート３０に配設されている孔３０ａ，３０ｂへ接着剤を流し込んで、親サブプレート４０と子サブプレート３０（ヘッド付き子サブプレート）とを仮固定（保持）する。このＳ１０５とＳ１０６の工程を工程Ｃと称す。

Ｓ１０７では、他の液滴吐出ヘッド５１の位置調整を継続する場合は、Ｓ１０５へ進んで作業を繰り返す。すべての液滴吐出ヘッド５１の位置調整と接着剤での仮固定（保持）が終了するとＳ１０８へ進む。
Ｓ１０８では、すべての液滴吐出ヘッド５１の位置調整が終了し、接着剤で仮固定（保持）されたサブキャリッジ５０をヘッド位置調整装置から取り外す。
Ｓ１０９では、２本のネジ３４により親サブプレート４０と子サブプレート３０とを固定（保持）する。本実施例では、ネジで確実に固定しているが、接着剤等の強度が充分であればネジ３４は使用しなくてもよい。

このようにして、複数の液滴吐出ヘッド５１がサブキャリッジ５０に組み付けられ液滴吐出ヘッド５１の組立が終了する。この後、複数の液滴吐出ヘッド５１が組み付けられたサブキャリッジ５０は、液滴吐出装置１のキャリッジ３に装着され、液滴吐出ヘッド５１が有するそれぞれの供給口５１ａにタンク１２と連結しているチューブ１３が挿着されて、液滴吐出装置１が稼動される。

液滴吐出装置１が稼動され、基体１０Ａが製造される。しかし、時として液滴吐出ヘッド５１のノズル５２からの液状の材料１１の吐出が好ましくない状態になる場合がある。このような場合に、異常を呈している液滴吐出ヘッド５１を液滴吐出装置１から取り外して、他の液滴吐出ヘッド５１と交換することとなる。液滴吐出ヘッド５１をサブキャリッジ５０から取り外す方法は、親サブプレート４０とサブキャリッジ５０とを保持している４本のネジ３３を外すことによって、一体となっている液滴吐出ヘッド５１と子サブプレート３０および親サブプレート４０とが保持されたまま取り外すことができる。

このことは、サブキャリッジ５０から異常が生じている液滴吐出ヘッド５１を素早く取り外せるばかりでなく、特許文献２での構造では、サブキャリッジに直接接着剤を塗布しているため、付着した接着剤を取り除くため正常な液滴吐出ヘッド５１もサブキャリッジ５０から取外し、液滴吐出ヘッド５１が取り外されたサブキャリッジ５０は、接着剤を溶かす溶剤に長時間浸漬しておく必要があったが、本実施例では取り外された親サブプレート４０と子サブプレート３０を溶剤に浸漬しておくだけでよい。

更に、液滴吐出ヘッド５１が交換されたサブキャリッジ５０は直ぐに液滴吐出装置１に装着することができるため、液滴吐出装置１の稼働率を向上させることができるとともに、サブキャリッジ５０を複数用意することによって、液滴吐出装置１が稼動している最中に、別に用意されているサブキャリッジ５０でのヘッド位置調整を可能にし、いわゆる外段取り化が図られ液滴吐出装置１の稼働率を向上することができる。

液滴吐出ヘッドの位置決め方法、液滴吐出ヘッドの固定方法、並びに上記ヘッドユニットを用いた液晶表示装置の製造方法、有機ＥＬ装置の製造方法、電子放出装置の製造方法、ＰＤＰ装置の製造方法、電気泳動表示装置の製造方法、カラーフィルタの製造方法、有機ＥＬの製造方法、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レジスト形成方法および光拡散体形成方法に同様に適用することができる。

液滴吐出装置１の斜視図。 液滴吐出装置１の電気ブロック図。 サブキャリッジ５０をステージ５側から観察した組立平面図。 液滴吐出ヘッドが有する複数のノズルの平面図。 （ａ）は、サブキャリッジ５０と液滴吐出ヘッド５１との組立平面図、（ｂ）は、サブキャリッジ５０と液滴吐出ヘッド５１との組立断面図。 液滴吐出ヘッド５１のサブキャリッジ５０への組立方法を示すフローチャート。

符号の説明

１…液滴吐出装置、２…吐出走査部、３…キャリッジ、５…ステージ、１０Ａ…基体、１１…液状の材料、１２…タンク、１３…チューブ、３０…第１の保持部材としての子サブプレート、３０ａ，３０ｂ…孔、３１，３２…ネジ、３３…ネジ、３４…ネジ、３５…接着剤、４０…第２の保持部材としての親サブプレート、４０ａ，４０ｂ…位置決めピン、４０ｃ…孔、５０…第３の保持部材としてのサブキャリッジ、５０ａ，５０ｂ…孔、５０ｃ…孔、５１…液滴吐出ヘッド、５１ａ…供給口、５２…ノズル、１００…ＣＰＵ。

Claims (4)

1. 複数の液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドと固定して成る第１のヘッド保持部材と、
   前記液滴吐出ヘッドと前記第１のヘッド保持部材との間に保持されて成る第２のヘッド保持部材と、
   前記第２のヘッド保持部材が第３のヘッド保持部材に固定されていることを特徴とする複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ。
2. 請求項１記載の複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジにおいて、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の間で相対位置を変更して、液滴吐出ヘッドのノズルの位置調整をすることを特徴とする複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ。
3. 請求項１または２記載の複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジにおいて、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の間に接着剤を使用して仮固定することを特徴とする複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ。
4. 液滴吐出ヘッドに第２の保持部材をセットし、前記第２の保持部材の上に第１のヘッド保持部材をセットし前記液滴吐出ヘッドと第１のヘッド保持部材とを固定する工程Ａと、
   前記第２の保持部材と第３の保持部材とを固定させる工程Ｂと、
   工程Ａの前記第１の保持部材と工程Ｂの前記第２の保持部材との間で、液滴吐出ヘッドのノズルの相対位置調整をする工程Ｃとを備えたことを特徴とする複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジの組立方法。
   

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