JP2005224725A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置の整備方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的なワイピングが可能な液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 ワイプユニット９０は、複数の液滴吐出ヘッド３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対応する複数の小ローラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃと、各小ローラの表面に配置されたワイピングシート９２とを備え、各小ローラは、対応する液滴吐出ヘッドの液滴吐出面に向かって進退自在に形成されている構成とした。
【選択図】 図８

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置の整備方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。

近年、コンピュータディスプレイや大型テレビジョン等の電子機器の発達に伴い、液晶表示装置、特にカラー液晶表示装置の使用が増加している。この種の液晶表示装置には、通常、表示画像をカラー化するためにカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタには、例えばガラス基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定のパターンで吐出させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを吐出する方式として、例えばインクジェット方式の描画装置（液滴吐出装置）が採用されている。

液滴吐出装置を採用した場合、インクジェットヘッドからガラス基板に対して所定量のインクを吐出して着弾させる。この場合、直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）のうち、例えばＸ方向にインクジェットヘッドを移動可能とし、Ｙ方向に移動可能とされたテーブルにガラス基板を搭載するタイプの装置を用いることができる。このタイプの装置は、インクジェットヘッドおよび／またはテーブルの移動により両者を相対的に位置決めした後、インクジェットヘッドおよび／またはテーブルを走査しながらガラス基板に対してインクを吐出することで、ガラス基板全体の所定の位置にインクを着弾させる構成となっている。

上述したインクジェットヘッドは、所定量の液滴を所定位置に正確に吐出するものであり、定期的にまたは随時に整備を行う必要がある。具体的には、インクジェットヘッドのキャッピングやノズルの吸引、インク吐出面のワイピングなどを行う必要がある。そこで液滴吐出装置は、キャッピングユニットやクリーニングユニット（ワイプユニット）などを備えている（例えば、特許文献１参照）。

図１８は、従来のワイプユニットの説明図であり、図１８（ａ）は平面図であり、図１８（ｂ）は側面断面図である。図１８に示す液滴吐出装置のヘッドユニット５７１は、複数の液滴吐出ヘッド（以下、単にヘッドと呼ぶ）５３４がヘッドキャリッジ５７３に搭載されて構成されている。また、ワイプユニット５９０は、複数のローラ間にワイピングシート５９２を掛け渡して構成されている。この液滴吐出装置においてヘッド５３４のワイピングを行うには、まず図１８（ｂ）に示すようにヘッドキャリッジ５７３を移動させて、ヘッド５３４の液滴吐出面をワイピングシート５９２に当接させる。次に、ローラを駆動してワイピングシート５９２を巻き取ることにより、ヘッド５３４の液滴吐出面をワイピングする。これにより、液滴吐出面に付着していたインク等をワイピングシート５９２により拭き取ることができる。
特開平１１−２４８９２６号公報

近年では、３０〜６０インチといった大型の液晶テレビジョンが市場に提供されつつある。これに適応するような大型のカラーフィルタを製造するため、ガラス基板の搬送方向と直交する方向に複数のヘッドが配列されたヘッドユニットを備える液滴吐出装置が開発されている。このような液滴吐出装置を用いれば、大型のガラス基板の搬送中に、ガラス基板の全面に対して一気にインクの吐出を行うことができる。これにより、１枚のガラス基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮することができる。

しかしながら、複数のヘッドが配列された大型のヘッドユニットでは、異常と判断された一のヘッドのワイピングを行う場合に、隣接する他のヘッドも同時にワイピングされてしまう。これにより、ワイピングの効率が低下するとともに、ワイピングシートや洗浄液の消費量が多くなるという問題がある。なお、正常と判断されたヘッドをワイピングすることにより、ヘッドの故障を誘発するおそれもある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、効率的なワイピングが可能な、液滴吐出装置およびその整備方法の提供を目的とする。
また、低コストの電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記各液滴吐出ヘッドを個別にワイピング可能なワイピング手段を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、異常と判断された液滴吐出ヘッドのみを個別にワイピングすることが可能になり、効率的なワイピングを行うことができる。この場合、正常な液滴吐出ヘッドをワイピングしないので、故障の誘発を防止することができる。

また、前記ワイピング手段は、前記各液滴吐出ヘッドに対して個別にワイピングシートを当接可能に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、異常と判断された液滴吐出ヘッドのみをワイピングシートによりワイピングするので、ワイピングシートの消費量を低減することができる。

また、前記ワイピング手段は、前記各液滴吐出ヘッドに対応する複数の小ローラと、前記各小ローラの表面に配置されたワイピングシートとを備え、前記各小ローラは、対応する前記液滴吐出ヘッドに向かって進退自在に形成されていることが望ましい。
この構成によれば、各液滴吐出ヘッドの前記液滴吐出面に対して個別にワイピングシートを当接させることができる。

また、前記各小ローラの表面に、一の前記ワイピングシートが配置されていることが望ましい。
この構成によれば、ワイピングシートの変形により各液滴吐出ヘッドに対して個別にワイピングシートを当接させることができる。また、一のワイピングシートのみを使用するので、ワイピングシートの交換等の取り扱いが容易になる。

また、前記ワイピング手段は、前記ワイピングシートにおける前記各液滴吐出ヘッドとの当接領域に対して選択的に、前記液滴吐出ヘッドの洗浄液を塗布しうるように形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、異常と判断された液滴吐出ヘッドとの当接領域のみに洗浄液を塗布することができるので、洗浄液の消費量を低減することができる。

一方、本発明の液滴吐出装置の整備方法は、複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の整備方法であって、異常と判断された前記液滴吐出ヘッドのみを個別にワイピングすることを特徴とする。
この構成によれば、効率的なワイピングを行うことが可能になる。また、正常な液滴吐出ヘッドにおける故障の誘発を防止することができる。

また、前記ワイピングは、前記液滴吐出ヘッドの前記液滴吐出面に対して個別にワイピングシートを当接させることによって行うことが望ましい。
この構成によれば、ワイピングシートの消費量を低減することができる。

また、前記ワイピングは、前記ワイピングシートにおける前記各液滴吐出ヘッドとの当接領域に対して選択的に、前記液滴吐出ヘッドの洗浄液を塗布することによって行うことが望ましい。
この構成によれば、洗浄液の消費量を低減することができる。

一方、本発明の電気光学装置は、上述した液滴吐出装置を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、効率的にワイピングされた液滴吐出装置を使用して製造されるので、低コストの電気光学装置を提供することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、低コストの電子機器を提供することができる。

以下、本発明に係る液状体の塗布方法およびその装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態につき、図１ないし図８を用いて説明する。

［カラーフィルタ製造装置］
図１は本実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を備えたカラーフィルタを製造するための装置である。
本実施形態のカラーフィルタ製造装置１は、図１に示すように、上流側からインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５、本焼成装置６（加熱装置）が配置され、これらの装置が任意の搬送装置（図示略）を介して連結されたものである。このカラーフィルタ製造装置１には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層のパターンを区画する隔壁（バンクとも言う）が形成されたガラス、プラスチック等からなる透明基板（基板）が供給される。インク受容層形成装置２は、隔壁で区画された領域内に樹脂組成物からなるインク受容層を下地層として形成するための装置である。Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５は、それぞれ後で着色層となるＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を塗布するための装置である。本焼成装置６は、塗布後のＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を一括して加熱、焼成するための装置である。

ここでは、Ｒ着色層形成装置３を一例として説明する。Ｒ着色層形成装置３には、上流側から下流側（図１における右側から左側）に向けて、給材部６１、表面改質部６２、描画部６３、検査部６４、仮焼成部６５、除材部６６が備えられている。大まかな処理の流れとしては、給材部６１から供給された描画前の基板に対し、表面改質部６２において親液処理、撥液処理が施され、描画部６３において隔壁で区画された所定の領域にＲのインクが吐出、描画される。次いで、検査部６４において描画状態が検査され、仮焼成部６５でインクの仮焼成が施された後、描画後の基板が除材部６６により排出される。本装置において、これら各部は基板の流れ方向に沿って直線状に配置されている。

［液滴吐出装置］
図２は、描画部６３の近傍のみを示す概略構成斜視図である。描画部６３においては、基板Ｓに対して描画を行う液滴吐出装置７２が設置されている。液滴吐出装置７２は、基板Ｓに対して液滴（液状体）を吐出することで描画を行う描画装置（液滴吐出装置本体）Ｂと、描画装置の＋Ｙ側に接続される整備ユニット８０と、描画装置Ｂと整備ユニット８０との間で後述する液滴吐出ヘッド３４を駆動させる（駆動処理する）駆動ユニット１７２とを主体として構成されている。

図３は、図２の左側面図である。図３に示すように、描画装置Ｂは、搬送方向であるＸ方向に移動可能なベース１５０と、ベース１５０上に載置され描画対象となる基板Ｓを吸着保持するテーブル７０と、下面側に複数個の液滴吐出ヘッドを備え、各液滴吐出ヘッドのノズルから下方の基板Ｓに対してインク滴（液滴）を吐出するＹ方向（基板Ｓの搬送方向と垂直方向）に延びるヘッドユニット７１とから概略構成されている。ベース１５０上には、テーブル７０をθＺ方向（Ｚ軸周りの方向）に駆動するθ駆動装置１５１と、テーブル７０の＋Ｘ側に位置し液滴吐出ヘッドから予備吐出（フラッシング）が行われるフラッシングユニット１５２とが設けられている。これら描画装置Ｂは、基台１７０上に一体化された状態で設置される。

図４は、ヘッドユニット７１の底面図である。ヘッドユニット７１は、相互に独立して移動するＹ方向に配列された複数（例えば７枚）のキャリッジ１５３を備えている。各キャリッジ１５３は、Ｘ方向に延びる矩形のプレート７４と、それぞれが複数（所定個数；ここでは１２個）の液滴吐出ヘッド３４を保持（支持）するヘッドキャリッジ（サブキャリッジ）７３と、ヘッドキャリッジ７３をプレート７４に対してθＺ方向に駆動するθ駆動装置１５４（図３参照）と、ヘッドキャリッジ７３をＺ方向に昇降させる昇降装置１５５（図３参照）とから構成されており、ヘッドキャリッジ１５３はθ駆動装置１５４及び昇降装置１５５を介してプレート７４に着脱自在に取り付けられている。

各液滴吐出ヘッド３４には、複数の液滴吐出ノズル（以下、単にノズルと呼ぶ）が配列形成されている。なお、そのノズル列の配列方向をＹ方向に一致させて、各ヘッド３４がヘッドキャリッジ７３に固定されている。また、各ヘッド３４は、Ｙ方向に順次ずれた状態で階段状に配置されている。これにより、ヘッドユニット７１の全幅にわたって等ピッチでノズルが配置されている。この構成により、ヘッドユニット７１は、基板Ｓの搬送方向と垂直方向に例えば数ｍにわたって、所定のピッチでインク滴を吐出可能となっている。そして、ヘッド３４の配列方向と直交する方向に基板Ｓを搬送しつつインク滴を吐出することで、基板Ｓの全面にわたって所望のパターン形状でＲのインクを描画することができる。

一方、図３に示す駆動ユニット１７２は、整備ユニット８０を挟んだＸ方向両側に、Ｙ方向に延在するように平行に配置された架台１５６に設けられたガイドレール１５７と、各プレート７４（すなわちキャリッジ１５３）をガイドレール１５７に沿って駆動するシャフト型リニアモータ１５８とを主体に構成されており、各架台１５６上には、液滴吐出ヘッド３４に接続されるインクケーブルやリニアモータ１５８（の可動子）に接続される電力供給線等を収容するためのケース１７１がＹ方向に沿って設置されている。

プレート７４のＸ方向両側にはリニアガイド７５、７５が設けられており、ガイドレール１５７に沿ってＹ方向に移動自在となっている。リニアモータ１５８は、各プレート７４の両側に設けられた円筒状の可動子１５９と、描画装置Ｂと整備ユニット８０とに亙ってＹ方向に沿って配置され各プレート７４の可動子１５９がそれぞれ挿通する固定子１６０とから構成される。本実施の形態では、可動子１５９がコイル体で構成され、固定子１６０が発磁体で構成されるムービングコイル型のリニアモータ１５８が用いられ、各可動子１５９に通電する電流を調整することにより、各キャリッジ１５３の位置を独立して制御できる。

図３に示す描画装置Ｂにおいて描画を行うには、まず描画部のアライメント調整を行う必要がある。そのアライメント調整を行うために、まず各ヘッドの各ノズルから描画前フラッシング（液滴の予備吐出）を行う。この描画前フラッシングは、基板Ｓを載置したテーブル７０を移動させる前に、基板Ｓ上の液滴吐出領域に対して行う。次に、基板Ｓ上に吐出された液滴をＣＣＤ７８により撮影し、吐出位置および吐出径を算出する。そして、この吐出位置の算出結果に基づいて、描画部のアライメント調整を行う。まずＸ方向のアライメントは、各ノズルの液滴吐出タイミングを調整することによって行う。またＹ方向のアライメントは、リニアガイド７５により各プレート７４の位置を調整することによって行う。ここで本実施形態のヘッドユニット７１では、複数のヘッドがグループごとに異なるヘッドキャリッジ７３に装着されているので、描画部のアライメント調整を簡単に行うことができる。なお、アライメント以外の描画前フラッシングや描画間フラッシングは、フラッシングユニット１５２に対して行われる。

また、使用不可能となったヘッドを交換する場合には、ヘッドキャリッジ７３単位で交換すればよい。具体的には、あらかじめ各ヘッドが精度良く配置されたヘッドキャリッジ７３を補修用として準備しておく。そして、使用不可能となったヘッドをヘッドキャリッジ７３ごとプレート７４から取り外す。その際、ヘッドキャリッジ７３を図２に示す整備ユニット８０に移動させ、キャップキャリッジを下降させて作業エリアを確保した上で、ヘッドキャリッジ７３を取り外す。そして図４に示すように、あらかじめ準備しておいたヘッドキャリッジ７３をプレート７４に取付ける。この作業はロボットにより行ってもよいが、ヘッドキャリッジ７３単位であれば人手により行うことも可能である。その後、上記と同様に描画部のアライメントを行えばよい。このように本実施形態のヘッドユニットでは、複数のヘッドがグループごとに異なるヘッドキャリッジに装着されているので、使用不可能となったヘッド３４を簡単に交換することができる。

［液滴吐出ヘッド］
図５（ａ）は液滴吐出ヘッドの構造説明図、図５（ｂ）は正面断面図である。ヘッド３４は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、一列または複数列に配列された複数のノズル１８を有している。このヘッド３４の構造の一例を説明すると、ヘッド３４は、図５（ａ）に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部はインクで満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５からインクを噴射するためのノズル１８が形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６にインクを供給するための孔１９が形成されている。

また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図５（ｂ）に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、圧電材料を一対の電極２１で挟持したものであり、一対の電極２１に通電すると圧電材料が収縮するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当するインクが、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部のインクの圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けてインクの液滴Ｌが吐出される。

なお、ヘッド３４のインクジェット方式としては、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。

［整備ユニット］
図２に示すように、ヘッドユニット７１におけるプレート７４の配列方向（Ｙ方向）の延長線上には、整備ユニット８０が設けられている。
図６は、整備ユニット８０の平面図である。整備ユニット８０には、各ヘッドのインク吐出面を覆うキャップユニット（キャッピング手段）８１と、各ヘッドのインク吐出面を拭うワイプユニット（ワイピング手段）９０とが、隣接して形成されている。

キャップユニット８１は、前記ヘッドキャリッジに対応して、Ｙ方向に整列配置された複数のキャップキャリッジ８３を備えている。なお、各キャップキャリッジ８３はＺ方向（上下方向）に移動可能とされている。そして、各キャップキャリッジ８３には、前記ヘッドに対応して、複数のキャップ８２が階段状に配置されている。このキャップ８２は、ヘッドのインク吐出面を覆うことにより、ヘッドにおけるノズル内のインクの乾燥を防止する保湿キャップとして機能するものである。

図７は、図６のＣ−Ｃ線における正面断面図である。図７に示すように、キャップ８２は、その上面をヘッド３４のインク吐出面１２ａに当接させて使用する。そのため、キャップ８２の上面には凹部８４が形成されている。この凹部８４は、ヘッド３４に形成されたすべてのノズル１８を内包しうる大きさに形成されている。これにより、ヘッド３４のノズル１８とキャップ８２の上面との接触が回避され、各ノズル１８の開口部に形成されるインクのメニスカスが維持される。また、凹部８４を取り囲むキャップ８２の上面は面精度良く形成されている。これにより、ヘッド３４のインク吐出面１２ａに形成された各ノズル１８を密閉封止することができるようになっている。

なお、ワイプユニット９０寄りのキャップキャリッジ８３ａに配置されたキャップは、ヘッド３４におけるノズル内のインクを吸引可能な吸引キャップ８２ａとして機能するようになっている。吸引キャップ８２ａにおいては、凹部８４から外部のポンプ８６にかけて配管８８が形成されている。そして、このポンプ８６を運転することにより、凹部８４内の空気が吸引されて、各ノズル１８内のインクを吸引しうるようになっている。

一方、ワイプユニット９０には、例えばポリエステルの織布等からなるワイピングシート９２が配置されている。このワイピングシート９２は、図３に示すように、ヘッドキャリッジ７３に搭載されたヘッド群と同等以上の幅に形成されている。また図７に示すように、ワイプユニット８０には、ワイピングシート９２の繰り出しローラ９３および巻き取りローラ９６が配置されている。なお巻き取りローラ９６は、図示しないモータ等により回転駆動されるようになっている。またワイプユニット８１の上方には、ガイドローラ９４が配置されている。なお、各ローラ９３，９４，９６は平行に配置され、ワイピングシート９２は繰り出しローラ９３からガイドローラ９４を介して巻き取りローラ９６に巻き回されている。そして、ガイドローラ９４の上端部に配置されたワイピングシート９２が、ヘッド３４のインク吐出面１２ａと当接するようになっている。

また、繰り出しローラ９３とガイドローラ９４との間には、ワイピングシート９２に対する洗浄液塗布装置９８が設けられている。この洗浄液塗布装置９８は、ワイピングシート９２の全幅にわたって洗浄液を塗布しうるように形成されている。なおワイプユニット９０は、洗浄液の塗布されたワイピングシート９２によってヘッド３４のインク吐出面１２ａを拭うことにより、インク吐出面１２ａに付着したインク５４ａを除去するものである。そこで洗浄液として、インクとの親和性がよく、なおかつインク吐出面１２ａから揮発し易い物質を使用するのが望ましい。具体的には、ヘッド３４により吐出されるインクの溶媒を洗浄液として使用することができる。

［描画装置の整備方法］
次に、上述した整備ユニットにおいて、ヘッドユニットを整備する方法につき、図７および図８を用いて説明する。
上述した描画前フラッシングでは、液滴の吐出位置に加えて吐出径を算出するので、各ヘッドにおけるノズル詰まりを検出することが可能である。また、描画状態の検査や定期フラッシング等においても、ノズル詰まりが検出される場合がある。そして、ノズル詰まりが検出された場合には、これを解消する必要がある。ノズル詰まりの解消は、当該ヘッドをキャッピングした上で、ノズルを吸引することによって行う。

具体的には、図７の中央に示すように、ノズル詰まりが検出されたヘッド３４を、吸引キャップ８２ａの上方まで移動させる。なお上述したように、各ヘッドキャリッジ７３は、独立してＹ方向に移動させることが可能である。このとき吸引対象となるヘッド３４よりも整備ユニット８０側に他のヘッド（キャリッジ１５３）が存在する場合はこれらのキャリッジ１５３も一体的に移動させる。次に、吸引キャップ８２ａが搭載されたキャップキャリッジ８３を上昇させ、吸引キャップ８２ａの上面をヘッド３４のインク吐出面１２ａに当接させる。その際、ヘッド３４のすべてのノズル１８が、吸引キャップ８２ａの凹部８４に内包されるように、あらかじめ両者を位置決めしておく。これにより、ヘッド３４のすべてのノズル１８が、吸引キャップ８２ａにより密閉封止される。

次に、吸引キャップ８２ａに接続されたポンプ８６を運転する。このポンプ８６により、各キャップ８２における凹部８４内の空気が吸引されて、ヘッド３４のノズル１８が吸引される。これにより、ヘッド３４内のインクが各ノズル１８に導入されて、ノズル詰まりが解消される。なお、ヘッド３４のノズル１８を吸引すると、ノズル１８から若干のインクが凹部８４内に漏れ出すことになる。この漏れ出したインクは、ポンプ８６により図示しない廃液タンクに回収して再利用する。このとき、吸引対象ではない他のヘッドについては、保湿キャップ８２で密閉封止することにより、インク溶媒の蒸発を防いで増粘状態となることを回避する。

なお、ヘッド３４のノズル１８を吸引すると、ノズル１８から漏れ出したインクがヘッド３４のインク吐出面１２ａに付着することがある。そして、インク吐出面１２ａにおけるノズル１８の開口部周辺にインク５４ａが付着した状態でヘッド３４からインクを吐出すると、吐出されたインクの飛行曲がりが発生するおそれがある。そこで、ヘッド３４のノズル１８を吸引した後に、インク吐出面１２ａに付着したインク５４ａを除去するため、インク吐出面１２ａのワイピングを行う。

具体的には、図７の左側に示すように、吸引後のヘッド３４をワイプユニット９０の上方まで移動させる。次に、図示しないモータ等により巻き取りローラ９６を回転させ、各ローラに沿ってワイピングシート９２を移動させる。また、洗浄液塗布装置９８からワイピングシート９２に対して洗浄液を塗布する。そして、ワイプユニット９０を上昇させ、ガイドローラ９４の上端部に配置されたワイピングシート９２をインク吐出面１２ａに押し当てる。すると、インク吐出面１２ａに付着したインクが、ワイピングシート９２に塗布された洗浄液に溶解されつつ、ワイピングシート９２に吸収される。また、ワイピングシート９２をインク吐出面１２ａに当接させつつ移動させるので、常にフレッシュなワイピングシート９２によりインク吐出面１２ａが払拭される。なお、ワイピングシート９２と逆方向にヘッドキャリッジ７３を移動させてもよい。以上により、インク吐出面１２ａに付着したインクが除去される。

ところで、図３に示すように、ヘッドキャリッジ７３に搭載されたヘッド３４を、ワイプユニット９０によりＹ方向にワイピングする場合には、隣接するヘッド３４が同時にワイピングされることになる。しかしながら、ノズル詰まりが検出されたヘッド以外の正常なヘッドをワイピングすると、ワイピングシートや洗浄液を無駄に消費することになる。また、正常なヘッドに何らかの故障を誘発させるおそれもある。したがって、ノズル詰まりが検出されたヘッドのみをワイピングすることが望まれる。

図８は、図７のＤ−Ｄ線における側面断面図である。図８に示すように、本実施形態の液滴吐出装置では、ワイプユニット９０のガイドローラ９４を、複数の小ローラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃによって構成する。各小ローラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃは、その幅がヘッド３４の幅と同等に形成され、各ヘッド３４ａ，３４ｂ，３４ｃとＸ座標を一致させて配置されている。また、各小ローラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃは、支持機構９５により回転自在に支持され、なおかつ独立してＺ方向に昇降可能に形成されている。そして、各小ローラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃの表面には、共通のワイピングシート９２が巻き回されている。

ここでは、ヘッド３４ｂにノズル詰まりが検出された場合を例にして説明する。この場合、ヘッド３４ｂに対応する小ローラ９４ｂのみを上昇させる。これにより、小ローラ９４ｂの表面に配置されたワイピングシート９２が押し出されてヘッド３４ｂの液滴吐出面に当接する。なお織布等で構成されたワイピングシート９２は伸縮性を有するので、小ローラ９４ａ，９４ｃの表面に配置されたワイピングシート９２はヘッド３４ａ，３４ｃの液滴吐出面に当接しない。この状態でワイピングシート９２を巻き取ることにより、ノズル詰まりが検出されたヘッド３４ｂのみをワイピングすることが可能になる。なお、複数のヘッドにノズル詰まりが検出された場合には、当該ヘッドに対応する小ローラをそれぞれ上昇させることにより、当該ヘッドのみをワイピングすることが可能になる。また、すべての小ローラを上昇させれば、すべてのヘッドをワイピングすることが可能である。

なお、図７に示す洗浄液塗布装置９８は、前記各小ローラに対応して複数設けることが望ましい。この場合、各洗浄液塗布装置９８は、小ローラの上昇に連動して洗浄液を吐出するように形成する。これにより、ワイピングシート９２におけるヘッド３４との当接領域に対して選択的に洗浄液を吐出することが可能になり、洗浄液の消費量を低減することができる。

以上に詳述したように、本実施形態の液滴吐出装置の整備方法では、異常と判断されたヘッドのみを個別にワイピングする構成とした。これにより、効率的なワイピングを行うことができる。また、ワイピングシートや洗浄液の消費量を低減することが可能になり、液滴吐出装置の整備コストを削減することができる。また、正常なヘッドをワイピングしないので、故障の誘発を防止することができる。

図９は、Ｘ方向にワイピングを行う場合の説明図である。以上には、ヘッドの液滴吐出面をＹ方向にワイピングする場合について述べたが、Ｘ方向にワイピングすることも可能である。この場合、キャップユニットの配列方向の側方にワイプユニット９０を配置する。そして、各ヘッドのキャッピング終了後に、キャップキャリッジとともにワイプユニット９０をＸ方向に移動させてワイピングを行う。
ところで、図９（ａ）に示すように、複数のヘッドキャリッジ７３と同等の長さにワイプユニット９０を形成した場合や、図９（ｂ）に示すように、一つのヘッドキャリッジ７３に複数列のヘッド３４を配置した場合には、複数のヘッド３４が同時にワイピングされることになる。この場合にも、第１実施形態と同様の構成を採用することにより、異常と判断されたヘッドのみを個別にワイピングすることができる。

また以上には、ワイピングシートによりワイピングを行う場合について説明したが、可撓性を有するゴムベラによりワイピングを行うことも可能である。このゴムベラは、図８に示す小ロ−ラ９４ａ，９４ｂ，９４ｃに代えてワイプユニット９０に設置する。そして、各ゴムベラを独立して昇降可能に構成する。この場合でも、正常なヘッドをワイピングすることなく、異常と判断されたヘッドのみを個別にワイピングすることが可能になり、故障の誘発を防止することができる。また、ゴムベラを使用したワイプユニットは、ワイピングシート９２を使用したワイプユニット９０より、低コストで構築することができる。なお、ワイピングシートやゴムベラ以外の整備手段によりワイプユニットを構成してもよい。

［液滴吐出装置の変形例］
次に、第１実施形態に係る液滴吐出装置の変形例につき、図１０ないし図１２を用いて説明する。
図１０は、液滴吐出装置の第１変形例の説明図である。第１変形例は、各ヘッドキャリッジ１７３に対応して複数の整備ユニット１８０を設けたものである。各整備ユニット１８０は、それぞれキャップユニット１８１およびワイプユニット１９０を備えている。なお、各整備ユニット１８０の間には、ヘッドキャリッジ１７３の交換作業エリア１６０が設けられている。この構成によれば、各ヘッドの整備時間を短縮することが可能になる。また、各ヘッドキャリッジ１７３に搭載されたヘッドのキャッピングからワイピングまでの時間を統一することが可能になり、各ヘッドを同じ状態で使用することができる。

図１１は、液滴吐出装置の第２変形例の説明図である。第２変形例は、各ヘッドキャリッジ２７３のグループごとに整備ユニット２８０を設けたものである。例えば、第１整備ユニット２８０ａには３個のキャップキャリッジ２８３が配置され、第２整備ユニット２８０ｂおよび第３整備ユニット２８０ｃにはそれぞれ２個のキャップキャリッジ２８３が配置されている。また各整備ユニットには、それぞれヘッドキャリッジ２７３の交換作業用（メンテナンス作業用）の作業エリアとしての凹部２６０ａ〜２６０ｃと、ワイプユニット２９０とが設けられている。この構成によっても、各ヘッドの整備時間を短縮することができる。また、図１０の変形例と比べて、ヘッドキャリッジ２７３の移動距離を短くすることが可能になり、液滴吐出装置の製造コストを低減することができる。

図１２は、液滴吐出装置の第３変形例の説明図である。第３変形例は、各ヘッドキャリッジを２列に配置するとともに、列間で整備ユニットを共用可能としたものである。例えば、第１列には３個のヘッドキャリッジ３７３が配置され、第２列には４個のヘッドキャリッジ３７３が配置されている。なお、各ヘッドキャリッジをＹ方向にずらして配置することにより、各ヘッドのノズルがＹ方向に等ピッチで配置されている。また、第１整備ユニット３８０ａないし第４整備ユニット３８０ｄと第１列および第２列との交点には、それぞれ１個のキャップキャリッジが配置されている。さらに、各整備ユニットにはワイプユニット３９０が設けられている。これにより、各列に属するヘッドキャリッジ３７３が整備ユニットを共用しうるようになっている。この構成によっても、各ヘッドの整備時間を短縮することができる。また、上記各変形例と比べて、ヘッドキャリッジ３７３の移動距離を短くすることが可能になり、液滴吐出装置の製造コストを低減することができる。

［カラーフィルタの製造方法］
次に、本実施形態のカラーフィルタ製造装置１を用いたカラーフィルタの製造方法の一例を説明する。図１３は、基板Ｓにおけるカラーフィルタ領域５１の説明図である。上記カラーフィルタ製造装置を用いたカラーフィルタの製造方法は、生産性を高める観点から長方形状の基板Ｓ上に、複数個のカラーフィルタ領域５１をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルタ領域５１は、後で基板Ｓを切断することにより、液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルタとして用いることができる。なお、各カラーフィルタ領域５１においては、図１３に示したように、Ｒのインク、Ｇのインク、およびＢのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェア型等としてもよい。

図１４は、カラーフィルタの製造方法の説明図である。このようなカラーフィルタ領域５１を形成するには、まず、図１４（ａ）に示すように、透明の基板Ｓの一方の面に対し、ブラックマトリクス５２を形成する。このブラックマトリクス５２を形成する際には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色樹脂）を、スピンコート等の方法で所定の厚さ（例えば２μｍ程度）に塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。このブラックマトリクス５２の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルタエレメント５３については、例えばＸ軸方向の幅を３０μｍ、Ｙ軸方向の長さを１００μｍ程度とする。このブラックマトリクスは充分な高さを有しており、インク吐出時の隔壁として機能する。

次に、本実施形態のカラーフィルタ製造装置におけるインク受容層形成装置の液滴吐出ヘッドから、図１４（ｂ）に示すようにインク受容層となる樹脂組成物を含有するインク滴５４（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インク受容層形成装置の焼成部においてインク滴の焼成を行い、図１４（ｃ）に示すようなインク受容層６０とする。

次に、Ｒ着色層形成装置の液滴吐出ヘッド３４から、図１４（ｄ）に示すようにＲのインク滴５４Ｒ（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、Ｒ着色層形成装置の仮焼成部においてインクの仮焼成を行い、図１４（ｅ）に示すようなＲ着色層３４Ｒとする。以上の工程を、Ｇ着色層形成装置、Ｂ着色層形成装置においても繰り返し、図１４（ｆ）に示すように、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを順次形成する。Ｒ着色層３４Ｒ、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを全て形成した後、本焼成装置においてこれら着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを一括して焼成する。

次いで、基板Ｓを平坦化し、かつ着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを保護するため、図１４（ｇ）に示すように各着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂやブラックマトリクス５２を覆うオーバーコート膜（保護膜）５６を形成する。このオーバーコート膜５６の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することもできるが、着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの場合と同様に液滴吐出装置を用いることもできる。

ところで、図１に示す本実施形態のカラーフィルタ製造装置１は、給材部６１と除材部６６とを結ぶ直線状の基板搬送ラインの途中に描画部６３を備え、基板Ｓの搬送方向と交差する方向に配列された液滴吐出ヘッドからインクを吐出することで、所望形状のパターンを形成するものである。つまり、描画前の基板Ｓを描画部６３の一端から供給し、描画後の基板Ｓを描画部６３の他端から排出する構成であるから、基板Ｓを描画部６３内に連続的に流すことができ、一方向のみの搬送中に複数の液滴吐出ヘッド３４を用いて一気に描画を行うことができる。そのため、１枚の基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮でき、生産性に優れた装置を実現することができる。また、給材部６１、描画部６３、および除材部６６が直線状に配列されているため、装置の占有スペースを縮小することができる。さらに、基板の搬送方向を変える機能を持つ搬送装置が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。

［液晶装置］
次に、上記カラーフィルタを備えた液晶装置（電気光学装置）の一実施形態を示す。図１５はパッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図であり、図１５中の符号３０は液晶装置である。この液晶装置３０は透過型のもので、一対のガラス基板３１、３２の間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等からなる液晶層３３が挟持されてなるものである。

一方のガラス基板３１には、その内面に上記カラーフィルタ５５が形成されている。カラーフィルタ５５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色からなる着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの色素層３４Ｒ（３４Ｇ、３４Ｂ）間には、ブラックマトリクス５２が形成されている。そして、これらカラーフィルタ５５およびブラックマトリクス５２の上には、カラーフィルタ５５やブラックマトリクス５２によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するため、オーバーコート膜（保護膜）５６が形成されている。オーバーコート膜５６の上には複数の電極３７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜３８が形成されている。

他方のガラス基板３２には、その内面に、カラーフィルタ５５側の電極３７と直交するようにして、複数の電極３９がストライプ状に形成されており、これら電極３９上には、配向膜４０が形成されている。なお、前記カラーフィルタ５５の各着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂは、それぞれ各ガラス基板３２上の電極３９、３７の交差する位置に配置されている。また、電極３７、３９は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料によって形成されている。さらに、ガラス基板３２とカラーフィルタ５５の外面側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられ、ガラス基板３１、３２間にはこれら基板３１、３２間の間隔（セルギャップ）を一定に保持するためスペーサ４１が設けられている。さらに、これらガラス基板３１、３２間には液晶３３を封入するためのシール材４２が設けられている。

本実施形態の液晶装置３０では、上記カラーフィルタ製造装置を用いて製造されるカラーフィルタ５５を適用しているため、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を実現することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態につき、図１６を用いて説明する。図１６は、第２実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図である。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態のカラーフィルタ製造装置は、基板Ｓの搬送ラインの側方に描画部６３を有しており、前工程側から後工程側に搬送される基板Ｓをメイン搬送ライン４６０から引き込んで描画を行い、描画後に再度メイン搬送ライン４６０に戻す構成である。そのため、メイン搬送ライン４６０から描画部６３への分岐点に、基板の搬送方向を９０°切り替える搬送装置Ｐが設けられている。なお、この搬送装置Ｐと描画部６３との間に、表面改質部６２が設けられている。本実施形態の構成とすることにより、基板Ｓをメイン搬送ライン４６０から引き込む過程でカラーフィルタの描画を行い、基板Ｓを再度メイン搬送ライン４６０に戻す過程で描画不良の補修を行うことができる。
そして、第２実施形態のカラーフィルタ製造装置における描画部６３にも、第１実施形態と同様の液滴吐出装置を採用することが可能であり、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

［電子機器］
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１７は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図１７において、符号５００は液晶テレビジョン本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図１７に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、安価で表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態のカラーフィルタ製造装置の細部の具体的な構成等に関しては適宜変更が可能である。また、上記実施形態では本発明の描画装置をカラーフィルタの製造に応用する例を挙げたが、カラーフィルタのみならず、有機ＥＬ素子等のデバイス形成技術、あるいは各種配線形成技術に適用することも可能である。

第１実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図である。 描画部の近傍のみを示す概略構成斜視図である。 ヘッドユニットの底面図である。 描画部の側面断面図である。 液滴吐出ヘッドの説明図である。 整備ユニットの平面図である。 整備ユニットの正面断面図である。 ワイプユニットの側面断面図である。 Ｘ方向にワイピングを行う場合の説明図である。 第１実施形態に係る液滴吐出装置の第１変形例の説明図である。 第１実施形態に係る液滴吐出装置の第２変形例の説明図である。 第１実施形態に係る液滴吐出装置の第３変形例の説明図である。 基板におけるカラーフィルタ領域の説明図である。 カラーフィルタの製造方法の説明図である。 パッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図である。 液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。 第２実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図である。 従来技術に係るワイピング方法の説明図である。

符号の説明

３４ａ，３４ｂ，３４ｃ液滴吐出ヘッド ９０ワイプユニット ９２ワイピングシート ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ小ローラ

Claims (10)

1. 複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
   前記各液滴吐出ヘッドを個別にワイピング可能なワイピング手段を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記ワイピング手段は、前記各液滴吐出ヘッドに対して個別にワイピングシートを当接可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記ワイピング手段は、前記各液滴吐出ヘッドに対応する複数の小ローラと、前記各小ローラの表面に配置されたワイピングシートとを備え、
   前記各小ローラは、対応する前記液滴吐出ヘッドに向かって進退自在に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記各小ローラの表面に、一の前記ワイピングシートが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記ワイピング手段は、前記ワイピングシートにおける前記各液滴吐出ヘッドとの当接領域に対して選択的に、前記液滴吐出ヘッドの洗浄液を塗布しうるように形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
6. 複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の整備方法であって、
   異常と判断された前記液滴吐出ヘッドのみを個別にワイピングすることを特徴とする液滴吐出装置の整備方法。
7. 前記ワイピングは、前記液滴吐出ヘッドに対して個別にワイピングシートを当接させることによって行うことを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置の整備方法。
8. 前記ワイピングは、前記ワイピングシートにおける前記各液滴吐出ヘッドとの当接領域に対して選択的に、前記液滴吐出ヘッドの洗浄液を塗布することによって行うことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の液滴吐出装置。
9. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液滴吐出装置を使用して製造したことを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項９に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。

Images