JP2005305869A - 液滴吐出装置、ヘッドの吐出性能維持装置、ヘッドの吐出性能維持方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

液滴吐出装置、ヘッドの吐出性能維持装置、ヘッドの吐出性能維持方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、ノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる液滴吐出装置を提供すること。
【解決手段】供給された液体の液滴を吐出するために、ノズル面70には複数のノズル81から成るノズル列79A〜79Fを複数列備えるヘッド11と、複数のノズル列のどのノズル列のノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する非吐出ノズル検出部600と、検出されたノズル面70における非吐出ノズルを含むノズル列を封止して吸引して非吐出ノズルの目詰まりを回復させるための吸引手段1300と、ノズル面70における複数のノズル列を封止してノズル面70を保湿するための保湿手段900とを備える。
【選択図】図4

Description

本発明は、液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置、ヘッドの吐出性能維持装置、ヘッドの吐出性能維持方法、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。
液滴吐出装置は、描画システムとして用いられることがあり、この描画システムはインクジェット式で液滴をワークに対して吐出するようになっている。この描画システムはたとえばフラットパネルディスプレイのような電気光学素子の製造に用いられることがある。
インクジェット式で微小な液滴を吐出する液滴吐出装置は、液滴を吐出するためのヘッドを有している。このヘッドは、微小な液滴を安定して正確にワークに対して吐出する必要がある。このためにヘッドが有する複数のノズルが目詰まりを起こす現象を抑制することにより、微小な液滴を安定して正確に吐出する。このヘッドのノズル面は、必要に応じて吸引してノズルから液滴を吐出させてクリーニング処理をすることにより、ノズルの目詰まりを抑制することが提案されている(たとえば特許文献1)。
特開平10−95126号公報(第5頁、図9)
特許文献1に開示されているインクジェット方式の画像形成装置では、複数個のキャップ部材が用意されており、各キャップ部材は別々のノズルに対して密着することによりそれぞれ独立してノズルを吸引する構造になっている。これにより、増粘したノズルを有するノズル列のみがキャップ部材を通じて吸引でき、その増粘したノズルの目詰まりを回復できる。
ところが、増粘したノズルを有するノズル列が、その他のノズル列とは分割して吸引できる機械的な構造のみが開示されているだけに過ぎず、予め目詰まりしたノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって特定することはできない。
そこで本発明は上記課題を解消し、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、ノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる液滴吐出装置、ヘッドの吐出性能維持装置、ヘッドの吐出性能維持方法、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目的としている。
上記目的は、第1の発明にあっては、液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置であって、供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドと、複数の前記ノズル列のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する非吐出ノズル検出部と、検出された前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを回復させるための吸引手段と、前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿するための保湿手段と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置により、達成される。
第1の発明の構成によれば、ヘッドは、供給された液体の液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数備えている。
非吐出ノズル検出部は、複数のノズル列のどのノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する。
吸引手段は、ノズル面における非吐出ノズルを含むノズル列を封止して吸引して非吐出ノズルの目詰まりを回復させる。
保湿手段は、ノズル面における複数のノズル列を封止してノズル面を保湿する。
これにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、その後ノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。このため、ノズルの目詰まり回復処理に浪費する液体の消費量を削減できるとともに、コンパクト化が図れる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記ヘッドと前記吸引手段を相対的に移動して前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を前記吸引手段に位置決めし、前記ヘッドと前記保湿手段を相対的に移動して複数の前記ノズル列を前記保湿手段に位置決めする操作部を、さらに備えることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、操作部は、ヘッドと吸引手段を相対的に移動して非吐出ノズルを含むノズル列を吸引手段に位置決めし、ヘッドと保湿手段を相対的に移動して複数のノズル列を保湿手段に位置決めするためのものである。
これにより、ヘッドと吸引手段あるいはヘッドと保湿手段は、相対的に移動することで、ヘッドと吸引手段との位置決めおよびヘッドと保湿手段との位置決めを確実に行うことができる。
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記吸引手段は、前記ワークが配置されている位置の付近に配置されていることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、吸引手段は、ワークが配置されている位置の付近に配置されている。
これにより、ヘッドにおいて目詰まりをして非吐出ノズルとなっているノズルを有するノズル列が生じた場合に、ワークの付近においてそのノズル列を吸引手段により吸引して目詰まりの回復を行うことができる。このために、目詰まりをしているノズル列はワークの付近で回復処理を行うことができ、ヘッドの移動量を減らすことができ、しかも吸引手段はワークの付近に配置されているので液滴吐出装置のコンパクト化が図れる。
第4の発明は、第1の発明ないし第3の発明のいずれかの構成において、前記吸引手段は、前記非吐出ノズルを含む1つの前記ノズル列を吸引する第1吸引用キャップと、前記非吐出ノズルを含む複数の前記ノズル列を同時に吸引する第2吸引用キャップと、を有することを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、吸引手段は、第1吸引用キャップと第2吸引用キャップを有している。第1吸引用キャップは、非吐出ノズルを含む1つのノズル列を吸引する。第2吸引用キャップは、非吐出ノズルを含む複数のノズル列を同時に吸引することができる。
これにより、非吐出ノズルを含むノズル列が1つである場合と2つ以上の複数である場合に分けて、第1吸引用キャップと第2吸引用キャップを選択することで効率よくノズル列の吸引を行って、ノズルの目詰まりの回復処理を行うことができる。
第5の発明は、第4の発明の構成において、前記吸引手段により吸引された後に前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を有する前記ノズル面の部分のみを払拭する払拭手段を有することを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、吸引手段により吸引された後に、非吐出ノズルを含むノズル列を含むノズル面の部分のみを払拭手段が払拭する。
これにより、払拭手段はノズル面全体を払拭するのではなく、目詰まりしたノズル列を吸引手段により吸引した後に払拭するので、ノズル面の磨耗をできるだけ防ぐことができる。
第6の発明は、第4の発明の構成において、目詰まりしていない正常な前記ノズル列の前記ノズルでの前記液体の増粘と、目詰まりが回復された前記ノズル列の前記ノズルでの前記液体の増粘を阻止するために、前記保湿手段内には前記液滴を吐出し、前記ノズルごとに配置されている液滴吐出用駆動素子により各前記ノズル内の液体境界面に微振動を与えることを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、目詰まりしていない正常なノズル列のノズルでの液体の増粘と、目詰まりが回復されたノズル列のノズルでの液体の増粘を阻止するために、保湿手段内には液滴を吐出し、ノズルごとに配置されている液滴吐出用駆動素子によりノズル内の液体境界面に微振動を与える。
これにより、各ノズルでの液体は、液滴を吐出し、しかも液体境界面に微振動を与えることで、ノズルでの液体の増粘を確実に防いで、ノズルの目詰まりを防止することができる。
第7の発明は、第4の発明の構成において、前記吸引手段は、前記液滴を前記ワークに吐出する動作をする直前までの前記ヘッドの休止時間の長さに応じて、前記ノズル面の吸引量を増加させることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、吸引手段は、液滴をワークに吐出する動作をする直前までのヘッドの休止時間の長さに応じて、ノズル面の吸引量を増加させる。
これにより、ヘッドの休止時間の長さが長ければ長いほどノズル面の吸引量を上げることで、目詰まりした非吐出ノズルの目詰まりの回復処理を確実に行うことができる。
第8の発明は、第7の発明の構成において、前記吸引手段は、前記ノズル列における前記非吐出ノズルの数が予め定めた一定の割合を超えたら、前記ノズル面の吸引量を増加させることを特徴とする。
第8の発明の構成によれば、吸引手段は、ノズル列における非吐出ノズルの数が予め定めた一定の割合を超えたら、ノズル面の吸引量を増加させる。
これにより、ノズル列における非吐出ノズルの数が一定の割合を超えたら、ノズル面の吸引量を増加させることで、非吐出ノズルの目詰まりの回復処理をより確実に行うことができる。
上記目的は、第9の発明にあっては、ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を設けられて、前記ヘッドのノズル面の吐出性能を維持するためのヘッドの吐出性能維持装置であって、供給された液体の前記液滴を吐出するために、複数のノズルから成るノズル列を前記ノズル面に複数列備える前記ヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する非吐出ノズル検出部と、前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを回復させるための吸引手段と、前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿するための保湿手段と、を備えることを特徴とするヘッドの吐出性能維持装置により、達成される。
これにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、ノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。このため、ノズルの目詰まり回復処理に浪費する液体の消費量を削減できるとともに、コンパクト化が図れる。
上記目的は、第10の発明にあっては、ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置において前記ヘッドのノズル面の吐出性能を維持するためのヘッドの吐出性能維持方法であって、供給された液体の前記液滴を吐出するために、複数のノズルから成るノズル列を前記ノズル面に複数列備える前記ヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、を有することを特徴とするヘッドの吐出性能維持方法により、達成される。
これにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、ノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。このため、ノズルの目詰まり回復処理に浪費する液体の消費量を削減できるとともに、コンパクト化が図れる。
上記目的は、第11の発明にあっては、ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を用いて電気光学装置の製造をする電気光学装置の製造方法であって、供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、を行った後に前記ワークに前記液滴を吐出して電気光学装置を製造することを特徴とする電気光学装置の製造方法により、達成される。
これにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、目詰まりの無いノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。このため、ノズルの目詰まり回復処理に浪費する液体の消費量を削減できるとともに、コンパクト化が図れる。
上記目的は、第12の発明にあっては、ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置であって、供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、を行った後に前記ワークに前記液滴を吐出して製造されたことを特徴とする電気光学装置により、達成される。
これにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を単独で吸引することで回復処理を確実に行うことができるとともに、目詰まりの無いノズルにおける液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。このため、ノズルの目詰まり回復処理に浪費する液体の消費量を削減できるとともに、コンパクト化が図れる。
第13の発明は、第12の発明に記載の前記電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器である。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図である。図1に示す液滴吐出装置10は、たとえば描画システムとして用いることができる。この描画システムは、いわゆるフラットパネルディスプレイの一種であるたとえば有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置の製造ラインに組み込まれるものである。この液滴吐出装置10は、有機EL装置の各画素となる発光素子を形成することができる。
液滴吐出装置10は、たとえばインクジェット式描画装置として用いることができる。液滴吐出装置10は、たとえば有機EL装置の発光素子を液滴吐出法(インクジェット法)で形成するためのものである。液滴吐出装置10のヘッド(機能液滴吐出ヘッドとも言う)は、有機EL素子の発光素子を形成できる。具体的には、有機EL素子の製造工程において、バンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経て、バンク部が形成された基板(ワークの一例)に対して、発光機能材料を導入したヘッドを相対的に走査することにより、液滴吐出装置10は、基板の画素電極の位置に対応して正孔注入/輸送層および発光層の成膜部を形成することができる。
液滴吐出装置10はたとえば2台用意することにより、1台目の液滴吐出装置10が正孔注入/輸送層を形成し、もう1台の液滴吐出装置10はR(赤),G(緑),B(青)の3色の発光層を形成することができる。
図1の液滴吐出装置10はチャンバ12の中に収容されている。チャンバ12は別のチャンバ13を有している。このチャンバ13の中には、ワーク搬出入テーブル14を収容している。ワーク搬出入テーブル14は、ワークWをチャンバ12内へ搬入したりあるいは処理後のワークWをチャンバ12内のテーブル30の上から搬出するためのテーブルである。
図1に示すチャンバ12の中にはヘッド11のメンテナンスを行うメンテナンス部15を収容している。またチャンバ12の外側には、回収部16を備えている。
メンテナンス部15は、吸引手段1300、ワイピングユニット500、非吐出ノズル検出部600、保湿手段900、あるいは重量測定ユニット(図示せず)等を有している。
吸引手段1300は、ヘッド11のノズル面から液滴や気泡を吸引してノズルの目詰まりを回復して、ヘッド11の吐出性能の回復を図るためのものである。ワイピングユニット500のワイピングブレードは、ノズル面に付着する液体等の汚れを払拭するためのものである。非吐出ノズル検出部600は、ヘッド11から吐出される液滴の吐出状態を検査する。重量測定ユニットは、ヘッド11から吐出される液滴の重量を測定する。
保湿手段900は、ヘッド11のノズル面を封止してヘッド11の吐出性能の維持を図るためのものである。
回収部16は、たとえば液滴を回収する液滴回収系と、ワイピングの後に用いる洗浄用の溶剤を供給する洗浄液供給系を有している。
チャンバ12とチャンバ13は、個別にエアー管理されており、チャンバ12とチャンバ13の中の雰囲気に変動が生じないようになっている。このようにチャンバ12とチャンバ13を用いるのは、たとえば有機EL素子を製造する場合には大気中の水分等を嫌うために大気の影響を排除できるようにするためである。チャンバ12とチャンバ13の中にはドライエアーを連続的に導入して排気することで、ドライエアー雰囲気を維持する。
次に、図1に示すチャンバ12内の構成要素について説明する。
チャンバ12の中には、フレーム20、ヘッド11、キャリッジ19、液体貯留部300、第1操作部21、第2操作部22、テーブル30、ガイド基台17を収容している。
図1のフレーム20はX軸方向に沿って水平に設けられている。ガイド基台17はY軸方向に沿って設けられている。フレーム20はガイド基台17の上方にある。X軸は第1移動軸に相当し、Y軸は第2移動軸に相当する。X軸とY軸は直交しており、Z軸に対しても直交している。Z軸は、図1において紙面垂直方向である。
第1操作部21は、フレーム20に沿ってキャリッジ19とヘッド11を、X軸方向に沿って直線往復移動および位置決めするためのものである。
第2操作部22は、テーブル30を有している。このテーブル30は、図1に示すようなワークWを着脱可能に搭載することもできる。この第2操作部22のテーブル30は、ヘッド11からワークWに対して液滴を与える際に、ワークWを保持する。そして第2操作部22は、ワークWをY軸方向に沿ってガイド基台17上を直線移動して位置決めすることができる。
第1操作部21は、ヘッド11をX軸方向に直線移動して位置決めするためのモータ21Aを有している。このモータ21Aは、たとえば送りねじを用いることにより、このヘッド11をX軸方向に直線移動することができる。モータ21Aは、この回転型の電動モータであってもよいし、リニアモータであってもよい。
第2操作部22のモータ22Aは、テーブル30をガイド基台17に沿ってY軸方向に直線移動して位置決め可能である。モータ22Aはたとえば送りねじを回転する回転型の電動モータを用いることができる。モータ22Aとしては回転型のモータの他にリニアモータを用いることも可能である。
第2操作部22のテーブル30は、搭載面30Aを有している。この搭載面30Aは、図1のZ軸方向に垂直な面である。搭載面30Aは、吸着部30Bを有している。この吸着部30Bは、ワークWを真空吸着により吸着することができるものである。これによりワークWは、搭載面30Aに対してずれることなく確実に着脱可能に固定することができる。第1操作部21と第2操作部22は、本発明の実施形態における操作部を構成している。
次に、図2と図3を参照して、キャリッジ19とヘッド11の構造例について説明する。
図2はキャリッジ19とヘッド11の周りの形状例を示す斜視図であり、図3は、図2のE方向から見た正面図の例である。
キャリッジ19は、図1に示すモータ21AによりX軸方向に移動して位置決め可能である。キャリッジ19はヘッドホルダ61を用いてヘッド11を着脱可能に保持している。モータ62の出力軸は送りねじ1821に連結されている。送りねじ1821は軸1823のナット1822に噛み合っている。
図2に示すモータ62が作動すると、ヘッドホルダ61とヘッド11のユニットがZ軸方向に沿って上下動して位置決め可能である。もう1つのモータ63が作動することにより、ヘッド11は、U軸を中心としてθ方向に回転可能になっている。
図2と図3に示すように、ヘッド11はノズルプレート64を有している。ノズルプレート64の下面はノズル面70である。このノズル面70は、複数のノズルのノズル開口を有している。ヘッド11は、液体貯留部300にチューブを介して接続されている。液体貯留部300は、液体の一例であるインクを貯留するものであり、液体貯留部300は機能液貯蔵部ともいう。液体は有機EL素子の正孔注入/輸送層や発光層の成膜部を形成するのに用いられる機能液の一例である。液体貯留部300内の液体は、ノズル開口からたとえば圧電振動子の作動によりインクジェット式で吐出させることができるのである。図3に示すようにモータ62,63は制御部200により動作が制御される。
図4は、ヘッド11の形状例と、ヘッドの吐出性能維持装置2000の構造例を示している。図5はヘッド11およびヘッドの吐出性能維持装置2000の構造例を示す平面図である。
まず図4と図5を参照して、ヘッド11の構造例について説明する。
ヘッド11は、図4と図5に示すように複数のヘッド部分11Aないし11Fを有するいわゆる多連ヘッドである。ヘッド11の下面側には、ヘッド部分11Aないし11Fが間隔をおいて配列されている。ヘッド部分11Aないし11Cは、所定間隔をおいてX軸方向に並べて配列されている。ヘッド部分11Dないし11Fは、X軸方向に沿って所定間隔をおいて配列されている。
図5の各ヘッド部分11Aないし11Fは、2列のノズル列を有している。すなわち、ヘッド部分11Aはノズル列79A,79Bを有し、ヘッド部分11Bはノズル列79C,79Dを有し、そしてヘッド部分11Cはノズル列79E,79Fを有している。
ヘッド部分11Dはノズル列79A,79Bを有し、ヘッド部分11Eはノズル列79C,79Dを有し、そしてヘッド部分11Fはノズル列79E,79Fを有している。
各ノズル列79Aないし79Fは、Y軸方向に関して平行に間隔をおいて形成されている。各ノズル列79Aないし79Fは、複数のノズル81を有している。図4と図5に示すヘッド11の形状例では、6つのヘッド部分11Aないし11Fを有しているが、これに限らずヘッド11は2つないし5つ、あるいは7つ以上のヘッド部分を有する多連であっても勿論構わない。
また各ヘッド部分は、図示例では2つのノズル列を有しているが、3以上のノズル列を有していても構わない。
各ヘッド部分11Aないし11Fのノズル列は、図1に示す液体貯留部300に対して接続されている。各ノズル列は液体貯留部300内に収容されている異なる種類の液体をそれぞれ吐出できるようにしても良いし、たとえば隣接するノズル列は同じ種類の液体を吐出するようにしても良い。
次に、図4と図5に示すヘッドの吐出性能維持装置2000について説明する。
ヘッドの吐出性能維持装置2000は、ヘッド11のノズル列のノズルの吐出性能を回復して維持する装置であって、吸引手段1300と保湿手段900を有している。
図4と図5に示す吸引手段1300と保湿手段900は、図1に示すようにメンテナンス部15の中に配置されている。図1の実施形態では、好ましくは吸引手段1300は、ワークWに近い位置になるようにテーブル30の付近に配置されている。保湿手段900は、吸引手段1300のさらに横の部分に配置されている。
図5に示すヘッド11の各ヘッド部分の各ノズル列79A〜79Fは、図1に示す液体貯留部300から供給される液体をそれぞれ適宜図1のワークWに対して吐出できるようになっている。
吸引手段1300は、このヘッド11のノズル列の内の目詰まりしたノズルを含むノズル列のみを吸引して、そのノズルの目詰まりを回復するための手段である。吸引手段1300は、第1吸引用キャップ1751Aと第2吸引用キャップ1751Bを有している。
第1吸引用キャップ1751Aは、図4と図5に示すヘッド11の1列のノズル列のみを封止して吸引することにより、その該当する1列のノズル列における目詰まりしている非吐出ノズルを吸引して回復するためのものである。
第2吸引用キャップ1751Bは、隣接するノズルを封止して吸引することにより、隣接するノズル列における目詰まりした非吐出ノズルを吸引して回復するためのものである。
このために、図4に示す第1吸引用キャップ1751Aの幅W1は、第2吸引用キャップ1751Bの幅W2に比べて小さく設定されている。第1吸引用キャップ1751Aの長さL1と、第2吸引用キャップ1751Bの長さL2は同じになっている。これらの長さL1,L2は、各ノズル列のY軸方向の長さよりもやや大きい値である。
図4に示すように、第1吸引用キャップ1751Aと第2吸引用キャップ1751Bは、それぞれたとえば箱形状のものであり、各上部には開口を有している。第1吸引用キャップ1751Aの中には吸収材1752Aが収容されている。同様にして、第2吸引用キャップ1751Bの中には吸収材1752Bが収容されている。吸収材1752Aと1752Bは、たとえば液体を吸収して目詰まりしないように廃液タンク1754側に送ることができるようにするために、多孔質材料、たとえば不織布等や多孔質樹脂等により作ることができる。
図4に示す第1吸引用キャップ1751Aは、吸引ポンプ1753Aに対して吸引チューブ1761Aを介して接続されている。第2吸引用キャップ1751Bは、吸引ポンプ1753Bに対して吸引チューブ1761Bを介して接続されている。吸引ポンプ1753A,1753Bは、モータ302A,302Bによりそれぞれ駆動することにより、第1吸引用キャップ1751Aと第2吸引用キャップ1751Bの中を負圧にすることができる。
これによって、第1吸引用キャップ1751Aあるいは第2吸引用キャップ1751B内に吸引された液体は、ポンプを介して廃液タンク1754側に排出することができる。
第1吸引用キャップ1751Aは、大気開放バルブ1798Aに接続されている。第2吸引用キャップ1751Bは大気開放バルブ1798Bに接続されている。
次に、図4に示す保湿手段900は、保湿用キャップ1600を有している。この保湿用キャップ1600は、箱形状のものであり、上部には開口を有している。保湿用キャップ1600の中には、保湿用キャップ1600の中には吸収材1601が収容されている。この吸収材1601は、吸収材1752A,1752Bと同様の材質のものを採用することができる。この保湿用キャップ1600は、たとえば図4に示すようにヘッド11の各ヘッド部分11Aないし11Fの全てのノズル列を同時に覆うことができるような大きさを有している。この保湿用キャップ1600は、モータ391によりZ軸方向に沿って上下動させることができる。
図4に示す第1吸引用キャップ1751Aと第2吸引用キャップ1751Bは、それぞれ別々にモータ301によりZ軸方向に沿って上下動させることができる。
これにより、第1吸引用キャップ1751Aの上端部は、ヘッド11のヘッド部分のノズル面70に密着して任意の1列のノズル列を封止することにより、1つのノズル列のみを吸引することができる。同様にして第2吸引用キャップ1751Bは、ヘッド11のヘッド部分のノズル面70に密着して任意の2列のノズル列を密着して封止することにより、2列のノズル列のみを吸引することができる。
また保湿手段900の保湿用キャップ1600の上端部は、全てのノズル列を密着して封止することにより、全てのノズル列の保湿状態を維持することができる。
このように、吸引手段1300と保湿手段900は、ヘッドの各ノズルにおける目詰まりを防止して、ヘッドの吐出性能を維持することができるようにするためのものである。
図6は、非吐出ノズル検出部600と、1つのヘッド部分を代表例として示している。図6に示すように、非吐出ノズル検出部600が、ノズル81の内の目詰まりした非吐出ノズルの検出と、その非吐出ノズルを含むノズル列の場所を検出するために設けられている。この非吐出ノズル検出部600は、非動作ノズル検出部あるいは否吐出ノズル検出部とも呼ぶことができる。非吐出ノズルは、目詰まりして液滴が正常に吐出できないノズルである。
非吐出ノズル検出部600は、発光部601と受光部602を有している。発光部601は、たとえばレーザー発光部を採用することができる。発光部601が発生する光Lは、受光部602に受光される。ノズル81から液滴が吐出されると、光Lの光路を遮るので、この場合には受光部602は光Lの受光が一時的に中断される。したがって、あるノズル81から正常に液滴が吐出されていれば、光Lが受光部602で一時的に遮光されるので、制御部200は、このノズルは目詰まりをしていないと判断することができる。
一方、ノズル81の駆動期間内に、光Lが全く遮光されない時には、制御部200はそのノズル81が目詰まりしていると判断することができる。なお、一滴の液滴では、光Lが遮断されたかどうかを十分に確実に検出できない場合があるので、1つのノズル81について数滴の液滴を吐出するようにするのが望ましい。
図6におけるノズル列79Aの各ノズル81について目詰まりの検査が済むと、ヘッド11は、X軸方向に少し移動することで、次のノズル列79Bのノズル81について非吐出ノズルの検査をすることができる。このようにして、非吐出ノズル検出部600は、図5に示すヘッド部11A〜11Fのノズル列79A〜79Fについて、非吐出ノズルが存在しているかどうかを順次非接触で検出して、図1に示す制御部200に検出結果を送る。
このように、非吐出ノズル検出部600は、飛行中の液滴を検出することによって、各ノズル列79A〜79Fの各ノズル列の各ノズル81の目詰まりの有無(すなわちドット抜けの有無)を検査することができる。
次に、図7を参照して、本発明の液滴吐出装置の各構成要素の電気的な接続例について説明する。
図7に示す制御部200は、ホストコンピュータ1800に対して通信インターフェース1801を介して接続されている。通信インターフェース1801は、メモリ1802に接続されている。メモリ1802は、データ領域1803と情報格納部1810を有している。
制御部200は、クリーニング制御部201を有している。このクリーニング制御部201は、キャッピング制御部202、フラッシング制御部203を有している。
制御部200は、非吐出ノズル検出部600、キャップ操作用のモータ301、モータ391、吸引ポンプのモータ302A,302B、X軸用のモータ21A、Y軸用のモータ22A、吸着部30B、モータ62,63、切替部400の切替信号生成部401と駆動信号生成部403に電気的に接続されている。
図7に示すモータ21A,22A、吸着部30B、モータ62,63は、図1に図示してある。図7に示す駆動信号生成部403は、制御部200からの信号により、切替部400の複数のスイッチ回路410に対して適宜信号を供給するようになっている。各スイッチ回路410は、それぞれ圧電素子(圧電振動子とも言う)420に対して接続されている。切替信号生成部401が制御部200から与えられる信号により、スイッチ回路410を制御することにより、必要とする圧電素子420に対して駆動信号を供給するようになっている。各圧電素子420は、ノズルから液体を吐出させたり、ノズル内の液体境界面に微振動を付与する液滴吐出用の駆動素子である。
ヘッド11はこれらの圧電素子420を有していて、各圧電素子420は、図4に示す各ノズル列のそれぞれのノズル81に対応して設けられている。圧電素子420が駆動されると、その伸長収縮によりノズル81から液滴が吐出できる。
図7に示すキャップ操作用のモータ301と吸引ポンプのモータ302A,302Bは、図4に示している。
図8は、ヘッド11のノズル面70と吸引手段1300の第1吸引用キャップ1751Aおよびその周辺部分について示している。
図9は、ヘッド11のノズル面70と吸引手段1300の第2吸引用キャップ1751Bおよびその周辺部分について示している。
図8に示すように、第1吸引用キャップ1751Aの上端部1751Pは、ノズル面70の1列分のノズル列、たとえばノズル列79Fのみを封止する構造になっている。モータ301は、第1吸引用キャップ1751AをZ軸方向に上下動することで、第1吸引用キャップ1751Aをノズル面70に密着したりあるいはノズル面70から遠ざけることができる。モータ301,302Aおよび大気開放バルブ1798Aは、制御部200のキャッピング制御部202により制御することができる。
同様にして図9に示すように、第2吸引用キャップ1751Bは、ノズル面70の選択された1つのヘッド部分の2列のノズル列、たとえばノズル列79E,79Fのみを封止する構造になっている。このために、第2吸引用キャップ1751Bは上端部1752Pを有している。モータ301が作動することにより、第2吸引用キャップ1751Bはノズル面70を封止したり、ノズル面70から遠ざけることができる。モータ301,302Bおよび大気開放バルブ1798Bは、制御部200のキャッピング制御部202により制御することができる。
図10は、図8に示す第1吸引用キャップ1751Aがヘッド11のノズル面70の1つのノズル列79Fを吸引動作する様子と、ノズル列79Fに対応するノズル面70の部分だけをワイピングブレード1850がワイピングする動作例を示している。
図11は、図9に示す第2吸引用キャップ1751Bがヘッド11のノズル面70の隣接する2列のノズル列79E,79Fのみを吸引動作する様子と、ノズル列79E,79Fを含むヘッド部分のノズル面70の部分だけをワイピングブレード1850がワイピングする動作例を示している。
図10と図11において、吸引動作およびワイピング動作は、ノズル面70および各ノズル列のノズルのクリーニング動作(清掃あるいは払拭動作ともいう)を構成している。
図10と図11に示すワイピングブレード1850は、ワイピングユニット500に設けられている。ワイピングユニット500は、たとえば図示しない駆動部によりワイピングブレード1850をZ軸方向に沿って上下動することにより、ワイピングブレード1850の先端部がノズル面70に対して密着して弾性変形するようになっている。これによって、ワイピングブレード1850の先端部は、たとえばヘッド11をX1方向に移動することによりノズル面70をワイピングすることができる。
このワイピングユニット500は、図10と図11に示すようにワイピングブレード1850に代えて、ワイピング布592を用いることができる。このワイピング布592は、拭取りローラ591により矢印593に沿ってエンドレス状に移動する。このワイピング布592の移動により、ノズル面70はワイピングすることができる。ワイピングブレード1850あるいはワイピング布592のいずれを用いても構わない。ワイピングブレード1850は、弾性変形可能なたとえばゴムやエラストマー等により作られている。
図12は、本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態により行われるヘッドの吐出性能維持方法の一例を示すフロー図である。
図13は、液滴吐出装置が液滴吐出作業直前までのキャッピング時間TCの長さに応じて、目詰まりしたノズルを有するノズル列の1列分の総吸引量の一例を示している。この総吸引量を示すテーブルAは、図7に示す情報格納部1810に格納されている。
図13のテーブルAは一例としてモード1〜モード5を有している。図13のモード1では、液滴吐出作業直前までのキャッピング時間TCに関係なく、図1のヘッドがホームポジションHPに位置されておらず(ホームポジション外)、その他の領域において、放置されたいわゆるアブノーマルな場合の例を示している。この場合には、ノズル列1列分の総吸引量は2.0gであり、最も多い。モード2はキャッピング時間TCが0以上3日未満である。モード3では、キャッピング時間TCが3日以上1週間未満である。モード4ではキャッピング時間TCが1週間以上1月未満である。モード5では、キャッピング時間TCは1ヶ月以上である。このようにモード2ないしモード5では、それぞれノズル列の1列分の総吸引量は、液滴吐出作業直前までのキャッピング時間(封止時間)が長くなるのにつれて、0.2、0.6、1.0および2.0という様に増加していく。
さらにノズル列の1列分の総吸引量が上述した総吸引量に比べて増加する場合がある。この場合としては、ノズル列における非吐出ノズル(ドット抜けしたノズル)の割合N2が、ノズル列の総ノズル数に対して5%を超える場合には、モード1ないしモード5においてそれぞれ総吸引量(g)が増加されている。モード1ないしモード5では、総吸引量(g)は3.0、0.4、1.2、2.0、3.0に増加されている。
次に、図12を参照しながら、ヘッドの吐出性能維持方法の例について説明する。
図12において、まず、非吐出ノズル検出ステップST0を行う。この検出ステップST0は、ステップST1〜ST3を含む。ステップST1では、非吐出ノズルの検出指示が図6の制御部200から非吐出ノズル検出部600側に有った場合には、ステップST2に移る。ステップST2では、図6と図7に示す非吐出ノズル検出部600がノズル列の複数のノズルの中から非吐出ノズルの検出を行う。
図12のステップST3において、非吐出ノズルが有ったかどうかを制御部200が判断して、非吐出ノズルが無い場合にはステップST4において制御部200はヘッド11に対して通常の吐出動作を行わせる。そしてステップST5において、この場合の液滴吐出作業の直前までのキャッピング時間TCは0にする。これによりこの作業が終了する。
これに対して図12のステップST3において、非吐出ノズル検出部600が非吐出ノズルを検出すると、ステップST6に移る。
ステップST6では、非吐出ノズル列数をN1として、非吐出ノズル列の位置(場所)をPとし、該当するノズル列における非吐出ノズルの割合をN2とする。
非吐出ノズルとは、ノズル内において増粘等の原因により目詰まりしているノズルのことを言い、液体をノズルから吐出できないノズルを言う。
非吐出ノズル列は、この非吐出ノズルを含むノズル列のことを言う。非吐出ノズル列の位置とは、図5におけるヘッド部分11Aないし11Fのいずれのノズル列であるかを特定することで得られるヘッド11のノズル面における位置である。
非吐出ノズルの割合とは、非吐出ノズルを含むノズル列において、非吐出ノズルの数がそのノズル列の総ノズル数に対してどの程度の割合であるかを言う。
この非吐出ノズル列の数N1と非吐出ノズルの割合N2は、図6に示す非吐出ノズル検出部600が各ノズル列のノズルの液滴吐出を検出できるかどうかを制御部200側に送ることにより、制御部200が演算をして求める。非吐出ノズル列の位置Pは、非吐出ノズル600に対する図1のヘッドのX軸方向およびY軸方向の位置に応じて得ることができる。
図12のステップST7では、目詰まりしている非吐出ノズルが存在しているノズル列について、各ノズルごとについて目詰まりしているかどうかの選択データを、制御部200が作成する。
ステップST8では、非吐出ノズル列の位置Pに応じて、ヘッド11が図4においてX軸方向およびY軸方向に移動する。これにより、目詰まりしている非吐出ノズルを有するノズル列が1列だけの場合には、この1列のノズル列のみが図4に示す第1吸引用キャップ1751Aの上方に位置決めされる。また2つのノズル列において目詰まりしている非吐出ノズルを有している場合には、隣接する2つのノズル列のみが図4の第2吸引用キャップ1751Bの上方に位置決めされる。
図8ではたとえば1列のノズル列79Fのみが第1吸引用キャップ1751Aにより封止されている。あるいは図9では、たとえば隣接する2つのノズル列79E,79Fのみが、第2吸引用キャップ1751Bにより封止される。図12のステップST9のように、非吐出ノズルのあるノズル列かどうかを判断して、非吐出ノズルのあるノズル列がある場合には、上述したように図8または図9の状態で該当するノズル列を第1吸引用キャップ1751Aもしくは第2吸引用キャップ1751Bにより封止する。
図12の吸引ステップST10では、図13に示す総吸引量テーブルAに応じて、図10(A)ないし図10(C)に示すような吸引シーケンス(クリーニングシーケンス)を実行する。あるいは図11(A)ないし図11(C)に示すような吸引シーケンス(クリーニングシーケンス)を実行する。
図10(A)に示すように、第1吸引用キャップ1751Aがノズル面70に対してZ軸方向に上昇する。図10(B)のような第1吸引用キャップ1751Aがノズル面を封止した状態で、ポンプ1753Aが作動すると、目詰まりしている非吐出ノズルを有するノズル列79Fのノズルは吸引されて、吸引された液体は廃液タンク1754側に排出される。第1吸引用キャップ1751A内の負圧を解除した後に、図10(C)に示すように再び第1吸引用キャップ1751AはZ2方向にノズル面70から退避される。
図11の例では、図11(A)に示すように第2吸引用キャップ1751BがZ1方向に上昇する。図11(B)に示すように第1吸引用キャップ1751Bは隣接するノズル列79E,79Fを封止し、吸引ポンプ1753Bが作動することによりノズル列79E,79Fのノズルが吸引されて、吸引された液体は廃液タンク1754側に排出される。第2吸引用キャップ1751Bの負圧が解除されて、図11(C)に示すように第2吸引用キャップ1751Bはノズル面からZ2方向に退避される。
図12に戻ると、ステップST12において、非吐出ノズル列の目詰まりが全て回復していない場合には、ステップST8に戻りステップST8からステップST10までの処理を再度行う。
ステップST12において、非吐出ノズル列の非吐出ノズルの目詰まりがすべて回復した場合には、図12のステップST13のワイピング処理に移る。ワイピング処理を行う場合には、図10(D)に示すように回復させた1つのノズル列79Fを含むノズル面70の領域のみが、ワイピングブレード1850によりワイピングされる。あるいは図11(D)の場合には、回復されたノズル列79E,79Fを含むノズル面70の領域のみが、ワイピングブレード1850によりワイピングされる。
つまり、ワイピングブレード1850はノズル面70の全面をワイピングするのではなく、回復したノズル列を含むノズル面70の一部分をワイピングするだけである。
その後、ステップST2に戻ることになる。
図12のステップST9において、非吐出ノズル列が無い場合には、保湿ステップST11に移る。保湿ステップST11では、図14に示すように保湿キャップ1600が使用される。
図14(A)に示すように休止用の保湿キャップ1600に対応する位置に、ヘッド11が位置決めされる。保湿キャップ1600はモータ391によりZ1方向に上昇されることにより、保湿キャップ1600の上端部はノズル面70に密着してノズル面70を封止する。つまりヘッド11のノズル列79Aないし79Fは全て保湿キャップ1600により封止されることになる。このようにして保湿キャップ1600を用いることによりノズル面の全部のノズル列のキャッピングを行うことができる。
あるいは、ノズル面をキャッピングするだけではなく、図14(B)に示すように保湿キャップ1600がノズル面70を封止した状態で、さらに各ノズル列79Aないし79Fのノズルから液滴のフラッシング、すなわち液滴の吐出を保湿キャップ1600内の吸収材1601に対して行う。これによって、保湿キャップ1600内には液体により保湿されることになり、結果としてノズル面70の各ノズルも保湿できることになる。
このようにして、各ノズルから定期的に液滴をフラッシングすることができる。この定期的な液滴のフラッシングに加えて、図14(C)に示す各ノズル81のノズル開口81Pの液体境界面2100に対して微振動を付与するのが望ましい。
この液体境界面2100に対して微振動を与える場合には、制御部200は各ノズル81に対応して配置されている図7に示す圧電素子420を動作させるのである。
これによって、正常に吐出できるノズル列のノズルおよび回復したノズルを有するノズル列は、液体の増粘を防ぐことができる。この液体境界面2100に与える微振動は、いわゆる印字外微振動(ホームポジションHP外の微振動)である。このような図14(A)または図14(B)に示すような増粘対策のシーケンスを行うことにより、ヘッド11の吐出性の維持をさせながらヘッド11を待機させておくのである。
本発明の液滴吐出装置の実施形態は、電気光学装置(デバイス)を製造するのに用いることができる。この電気光学装置(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(Plasma Display Panel)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(Field Emission Display)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各種装置が考えられる。カラーフィルタ(CF)や液晶表示装置を製造する場合には、液晶の吐出も行える。
図15は、本発明の液滴吐出装置を描画装置として用いて、フラットパネルディスプレイの一種類である有機EL装置の製造に用いる場合の有機EL装置の構造例を示している。有機EL装置701は、基板711、回路素子部721、画素電極731、バンク部741、発光素子751、陰極761(対向電極)、および封止用基板771から構成された有機EL素子702に対して、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。
有機EL素子702の基板711上には、回路素子部721が形成され、回路素子部721上には、複数の画素電極731が整列している。そして、各画素電極731間には、バンク部741が格子状に形成されており、バンク部741により生じた凹部開口744に、発光素子751が形成されている。バンク部741および発光素子751の上部全面には、陰極761が形成され、陰極761の上には、封止用基板771が積層されている。
有機EL素子702の製造プロセスは、バンク部741を形成するバンク部形成工程と、発光素子751を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子751を形成する発光素子形成工程と、陰極761を形成する対向電極形成工程と、封止用基板771を陰極761上に積層して封止する封止工程とを備えている。
すなわち、有機EL素子702は、予め回路素子部721および画素電極731が形成された基板711(ワークW)の所定位置にバンク部741を形成した後、プラズマ処理、発光素子751および陰極761(対向電極)の形成を順に行い、さらに、封止用基板771を陰極761上に積層して封止することにより製造される。なお、有機EL素子702は、大気中の水分等の影響を受けて劣化しやすいため、有機EL素子702の製造は、ドライエアーまたは不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウム等)雰囲気で行うことが好ましい。
また、各発光素子751は、正孔注入/輸送層752およびR(赤)・G(緑)・B(青)のいずれかの色に着色された発光層753から成る成膜部で構成されており、発光素子形成工程には、正孔注入/輸送層752を形成する正孔注入/輸送層形成工程と、3色の発光層753を形成する発光層形成工程と、が含まれている。
有機EL装置701は、有機EL素子702を製造した後、有機EL素子702の陰極761にフレキシブル基板の配線を接続するとともに、駆動ICに回路素子部721の配線を接続することにより製造される。
次に、本発明の実施形態の液滴吐出装置10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16は、液晶表示装置801の断面構造を表している。液晶表示装置801は、カラーフィルタ802と、対向基板803と、カラーフィルタ802と対向基板803との間に封入された液晶組成物804と、バックライト(図示省略)と、で構成されている。対向基板803の内側の面には、画素電極805と、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示省略)とがマトリクス状に形成されている。画素電極805に対向する位置に、カラーフィルタ802の赤、緑、青の着色層813が配列するようになっている。カラーフィルタ802および対向基板803のそれぞれ内側の面には、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜806が形成されており、カラーフィルタ802および対向基板803のそれぞれ外側の面には、偏光板807が接着されている。
カラーフィルタ802は、透光性の透明基板811と、透明基板811上にマトリクス状に並んだ多数の画素(フィルタエレメント)812と、画素812上に形成された着色層813と、各画素812を仕切る遮光性の仕切り814と、を備えている。着色層813および仕切り814の上面には、オーバーコート層815および電極層816が形成されている。
液晶表示装置801の製造方法について説明すると、先ず、透明基板811に仕切り814を作り込んだ後、画素812部分にR(赤)・G(緑)・B(青)の着色層813を形成する。そして、透明アクリル樹脂塗料とスピンコートしてオーバーコート層815を形成し、さらに、ITO(Indium Tin Oxide)から成る電極層816を形成して、カラーフィルタ802を作成する。
対向基板803には、画素電極805とTFT素子を作り込んでおく。次に、作成したカラーフィルタ802および画素電極805が形成された対向基板803に配向膜806の塗布を行った後、これらを貼り合わせる。そして、カラーフィルタ802および対向基板803との間に液晶組成物804を封入した後、偏光板807およびバックライトを積層する。
本発明の液滴吐出装置の実施形態は、上記カラーフィルタのフィルタエレメント(R(赤)・G(緑)・B(青)の着色層813)の形成に用いることができる。また、画素電極805に対応する液体材料を用いることにより、画素電極805の形成にも用いることが可能である。
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の他、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。
本発明の電子機器は、上記電気光学装置を搭載している。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。
図17は、電子機器の一例である携帯電話1000の形状例を示している。携帯電話1000は、本体部1001と表示部1002を有している。表示部1002は、上述したような電気光学装置であるたとえば有機EL装置701や液晶表示装置801を用いている。
図18は、電子機器の他の例であるコンピュータ1100を示している。コンピュータ1100は本体部1101と表示部1102を有している。表示部1102は、上述したような電気光学装置の一例である有機EL装置701や液晶表示装置801を使用することができる。
本発明の液滴吐出装置の実施形態では、微小な液滴を安定して正確に吐出するためのヘッドを有している。このヘッドのノズルの目詰まりを抑制するために、液滴吐出動作の前にいわゆるドット抜け検出(非吐出ノズルの検出)で目詰まりしているノズルとそのノズル列を検出する。
ところで上述した実施形態では、電気光学装置のワークに対して液滴を吐出する例を示している。
しかしこれに限らず、たとえばワークに対して複数種類の液体を用いて印刷する場合に対しても本発明の液滴吐出装置は使用することができる。本発明の液滴吐出装置の実施形態が、たとえばワークあるいはターゲットとしての印刷対象に対して複数の液体を吐出する場合について説明する。
従来行われていたように、ヘッドの目詰まり等すなわちヘッドの非吐出ノズルの数が多い場合には、いくらクリーニングシーケンスを施してもノズルの目詰まりの解消ができないことがある。これは、ノズル開口での液体の増粘状態が進んで液体が固化している場合であり、その固化がヘッドのキャビティ内に及んでいることによる。またヘッドが例えば4色の液体を吐出するために4つのノズル列を有している構造である場合には、1つのキャップで4つのノズル列を同時に吸引しており目詰まりの回復性が全色同等である場合は各列からは同じ吸引力で吸引して問題は発生しなかった。しかし、4色のうちたとえばマゼンタ(M)のみが回復性が悪く、他の3色であるブラック(BK)、シアン(C)、イエロー(Y)のノズルの開口からはそれぞれの液体を吸引してしまうが、マゼンタに対応するノズル開口から液体を吸引することができなくなる。このマゼンタのノズル開口の目詰まりを回復するためには、何回も4色のノズル列を同時にクリーニング処理することが必要であった。
しかし本発明の実施形態を用いることにより、ノズル列を複数有しているヘッドにおいて目詰まりしているノズルを有するノズル列がどれであるかを前もって検出して、その目詰まりしたノズルを有するノズル列を正常に吐出できるノズル列とは分けて単独で吸引することで、目詰まりしているノズルの回復処理を確実に行うことができるとともに、目詰まりの無いノズル列では、液体の増粘の対策処理を確実に行うことができる。
本発明の実施形態では、ヘッドと吸引手段あるいはヘッドと保湿手段は、図1の第1操作部21と第2操作部22を用いて、相対的に移動することで、ヘッドと吸引手段との位置決め、およびヘッドと保湿手段との位置決めを確実に行うことができる。
ヘッドにおいて目詰まりをして非吐出ノズルとなっているノズルを有するノズル列が生じた場合に、ワークの付近においてそのノズル列を吸引手段により吸引して目詰まりの回復を行うことができる。このために、目詰まりをしているノズル列はワークの付近で行うことができ、ヘッドの移動量を減らすことができしかも吸引手段はワークの付近に配置されているので液滴吐出装置のコンパクト化が図れる。
本発明の実施形態では、非吐出ノズルを含むノズル列が1つである場合と、2つ以上の複数である場合に分けて、第1吸引用キャップと第2吸引用キャップを選択して吸引作業に使用することで、効率よくノズル列の吸引を行って目詰まりの回復処理を行うことができる。しかも正常なノズル列と目詰まりしたノズル列を同時に吸引する必要が無いので、吸引手段の小型化が図れ、吸引による液体の排出に伴う液体の浪費を減少できる。つまりヘッドの液滴吐出特性の回復をする場合に浪費する液体の消費量を大幅に削減できる。
本発明の実施形態では、払拭手段はノズル面全体を払拭するのではなく、目詰まりしたノズル列を吸引手段により吸引した後に払拭するので、ノズル面の磨耗をできるだけ防ぐことができる。
本発明の実施形態では、各ノズルでの液体は、液滴を吐出し、しかも液体境界面に微振動を与えることで、増粘を確実に防ぐことができる。ヘッドの休止時間の長さが長ければ長いほどノズル面の吸引量を上げることで、目詰まりしたノズルの回復処理を確実に行うことができる。ノズル列における非吐出ノズルの数が一定の割合を超えたら、ノズル面吸引量を増加させることで、非吐出ノズルの目詰まりの回復処理をより確実に行うことができる。
本発明の実施形態における図12のたとえば液体としてのインクを交換する場合に行うインク交換クリーニングの場合にも、図13の総吸引量テーブルAのような要領で目詰まりを起こしているノズル列に対して吸引を行うことができる。本発明の実施形態では、目詰まりしているノズルが生じた場合に、インクのような液体を用いてノズルの目詰まりを回復させる場合の液体使用量を大幅に削減することができる。
ノズル面のワイピングは、目詰まりを回復したノズルを有するノズル列を含むヘッドの部分だけについて行えば良いので、ワイピング時間の短縮化が図れるとともに、ワイピング部材の磨耗およびヘッドのノズル面の磨耗の防止が図れる。また、ヘッドがホームポジションHP、すなわち図14のメンテナンス部の保湿手段900の保湿用キャップ1600によりキャッピングされていないにも関わらず非吐出ノズルを含むノズル列が存在しない場合には、ノズル面の吸引動作をしなくても済む。
図4に示すようないわゆる多連ヘッドの全てのノズル列に対してクリーニング用の吸引機構を設ける場合に比較して、目詰まりしたノズルを有するノズル列のみを吸引する構造であるので低コスト化および装置のコンパクト化が図れる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図。 図1の液滴吐出装置のキャリッジ、ヘッド等を示す斜視図。 図2のキャリッジおよびヘッド等を示す図2におけるE方向から見た正面図。 ヘッドとヘッドの吐出性能維持装置の構造例を示す斜視図。 ヘッドとヘッドの吐出性能維持装置を示す平面図。 非吐出ノズル検出部の例を示す図。 制御部およびその周辺の要素の電気的な接続例を示す図。 1つのノズル列のみを封止する第1吸引用キャップおよびその周辺を示す図。 2列のノズル列のみを封止する第2吸引用キャップおよびその周辺を示す図。 1列のノズル列を封止してその後ワイピングする様子を示す図。 2列のノズル列を封止して吸引後ワイピングする様子を示す図。 液滴吐出装置におけるノズル面の吐出性能の維持のための動作例を示すフロー図。 吸引動作における総吸引量の例を示すテーブルの図。 ノズル面を保湿するためのキャッピングおよび増粘対策の例を示す図。 本発明の液滴吐出装置により製造される有機EL装置の形状例を示す断面図。 本発明の液滴吐出装置により製造される液晶表示装置の構造例を示す断面図。 本発明の実施形態により製造された表示装置を備える電子機器の一例である携帯電話を示す斜視図。 電子機器の別の例であるコンピュータを示す斜視図。
符号の説明
10・・・液滴吐出装置、11・・・ヘッド、11Aないし11F・・・ヘッド部分、21,22・・・操作部、70・・・ノズル面、79Aないし79F・・・ノズル列、81・・・ノズル、200・・・制御部、420・・・圧電素子(液滴吐出用駆動素子)、600・・・非吐出ノズル検出部、900・・・保湿手段、1300・・吸引手段、2000・・・ヘッドの吐出性能維持装置

Claims (13)

  1. 液滴をワークに吐出するための液滴吐出装置であって、
    供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドと、
    複数の前記ノズル列のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する非吐出ノズル検出部と、
    検出された前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを回復させるための吸引手段と、
    前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿するための保湿手段と、
    を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
  2. 前記ヘッドと前記吸引手段を相対的に移動して前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を前記吸引手段に位置決めし、前記ヘッドと前記保湿手段を相対的に移動して複数の前記ノズル列を前記保湿手段に位置決めする操作部を、さらに備えることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
  3. 前記吸引手段は、前記ワークが配置されている位置の付近に配置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。
  4. 前記吸引手段は、
    前記非吐出ノズルを含む1つの前記ノズル列を吸引する第1吸引用キャップと、
    前記非吐出ノズルを含む複数の前記ノズル列を同時に吸引する第2吸引用キャップと、を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液滴吐出装置。
  5. 前記吸引手段により吸引された後に前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を有する前記ノズル面の部分のみを払拭する払拭手段を有することを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
  6. 目詰まりしていない正常な前記ノズル列の前記ノズルでの前記液体の増粘と、目詰まりが回復された前記ノズル列の前記ノズルでの前記液体の増粘を阻止するために、前記保湿手段内には前記液滴を吐出し、前記ノズルごとに配置されている液滴吐出用駆動素子により各前記ノズル内の液体境界面に微振動を与えることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
  7. 前記吸引手段は、前記液滴を前記ワークに吐出する動作をする直前までの前記ヘッドの休止時間の長さに応じて、前記ノズル面の吸引量を増加させることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
  8. 前記吸引手段は、前記ノズル列における前記非吐出ノズルの数が予め定めた一定の割合を超えたら、前記ノズル面の吸引量を増加させることを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出装置。
  9. ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を設けられて、前記ヘッドのノズル面の吐出性能を維持するためのヘッドの吐出性能維持装置であって、
    供給された液体の前記液滴を吐出するために、複数のノズルから成るノズル列を前記ノズル面に複数列備える前記ヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを検出する非吐出ノズル検出部と、
    前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを回復させるための吸引手段と、
    前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿するための保湿手段と、
    を備えることを特徴とするヘッドの吐出性能維持装置。
  10. ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置において前記ヘッドのノズル面の吐出性能を維持するためのヘッドの吐出性能維持方法であって、
    供給された液体の前記液滴を吐出するために、複数のノズルから成るノズル列を前記ノズル面に複数列備える前記ヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、
    前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、
    前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、
    を有することを特徴とするヘッドの吐出性能維持方法。
  11. ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を用いて電気光学装置の製造をする電気光学装置の製造方法であって、
    供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、
    前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、
    前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、
    を行った後に前記ワークに前記液滴を吐出して電気光学装置を製造することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  12. ヘッドから液滴をワークに吐出する液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置であって、
    供給された液体の前記液滴を吐出するために、ノズル面には複数のノズルから成るノズル列を複数列備えるヘッドの内のどの前記ノズル列の前記ノズルが目詰まりをして非吐出ノズルになっているかを非吐出ノズル検出部により検出する非吐出ノズル検出ステップと、
    前記ノズル面における前記非吐出ノズルを含む前記ノズル列を封止して吸引して前記非吐出ノズルの目詰まりを吸引手段により回復させる吸引ステップと、
    前記ノズル面における複数の前記ノズル列を封止して前記ノズル面を保湿手段により保湿する保湿ステップと、
    を行った後に前記ワークに前記液滴を吐出して製造されたことを特徴とする電気光学装置。
  13. 請求項12に記載の前記電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
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