JP2006150248A - 液滴吐出装置および超音波振動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機能液の分離や凝集などを起こしにくくすることができる液滴吐出装置および超音波振動装置を提供する。
【解決手段】 機能液８０を吐出する吐出ヘッド１５と機能液８０を貯留する供給タンク５７とが管路６４によって接続されている。管路６４の外側には第１超音波振動装置７１が設けられている。吐出ヘッド１５には第２超音波振動装置７２が設けられ、供給タンク５７には第３超音波振動装置７３が設けられている。また、管路６４の略鉛直に延びる経路部分には検出器７４が設けられている。さらに、吐出ヘッド１５の吐出移動に伴って、管路６４と第１超音波振動装置７１とが相対移動するように構成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液滴吐出装置および超音波振動装置に関する。

従来、供給タンクから管路を介して吐出ヘッドに機能液を供給し、吐出ヘッドから液滴を吐出する液滴吐出装置において、液滴吐出装置がしばらく停滞すると、供給タンクや液滴吐出ヘッドおよび機能液チューブ内の機能液が分離や凝集などを起こしやすく、この状態で液滴吐出すると製造品の色ムラや、液滴吐出ヘッドのノズルの目詰まり等が発生するという問題があった。このような問題を解決するために、特許文献１に記載の液滴吐出装置のように、供給タンクや吐出ヘッドに超音波振動装置を設け、機能液に超音波振動を与えることにより機能液の分離や凝集を起こしにくくしている。

特開２００３−３９６９０号公報

しかしながら、上記の液滴吐出装置は、管路に残留している機能液に対しては超音波振動が与えられないので、管路で機能液が分離すると分離されたうちの比重の軽い成分が吐出ヘッドに供給されてしまう。したがって、吐出ヘッドは、分離された比重の軽い成分を含む機能液を吐出するので製造品の色ムラが発生するという問題があった。また、機能液チューブ内で機能液が凝集すると管路内の目詰まりを起こしてしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、機能液の供給経路における機能液の分離や凝集などを起こしにくくすることができる液滴吐出装置および超音波振動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、機能液を吐出する吐出ヘッドと、機能液を貯留する供給タンクと、供給タンクから吐出ヘッドに機能液を供給するための管路と、管路の外側に設けられ、管路内の機能液に超音波振動を印加する第１超音波振動装置とを設けたことを要旨とする。

これによれば、管路内の機能液は、第１超音波振動装置によって超音波振動を受けるので、分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置は、吐出ヘッドの外側に設けられ、吐出ヘッド内の機能液に超音波振動を印加する第２超音波振動装置を備えてもよい。

これによれば、吐出ヘッド内の機能液は、第２超音波振動装置によって超音波振動を受けるので、吐出ヘッド内の機能液においても分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置は、供給タンクの外側に設けられ、供給タンク内の機能液に超音波振動を印加する第３超音波振動装置を備えてもよい。

これによれば、供給タンク内の機能液は、第３超音波振動装置によって超音波振動を受けるので、供給タンク内の機能液においても分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置は、第１超音波振動装置が、管路に沿って相対移動してもよい。

これによれば、第１超音波振動装置と管路とが相対移動することにより、管路の例えばほぼ全長に渡って超音波が印加される。よって、供給タンクから吐出ヘッドまでの間に設けられた管路内の機能液の分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。また、管路の全長でなくともある一定区間を相対移動することにより管路内の機能液の分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置は、吐出ヘッドの移動に伴って管路が移動することによって、管路が第１超音波振動装置に対して移動してもよい。

これによれば、吐出ヘッドが移動して機能液を吐出している状態においても管路が第１超音波振動装置によって超音波振動を受けるので、管路内の機能液に超音波振動が伝わり、分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。また、吐出ヘッドの移動を利用しているので、第１超音波振動装置を移動させる専用の装置を設ける必要がない。

本発明の液滴吐出装置は、第１超音波振動装置が管路に対して移動してもよい。

これによれば、例えば、液滴吐出装置が停止している状態においても、第１超音波振動装置が管路に対して移動して超音波振動させるので、管路内の機能液に超音波振動が伝わり、分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置は、第１超音波振動装置は筒状に構成され、管路が装置の筒内に挿入されていてもよい。

これによれば、筒状の第１超音波振動装置内に管路が挿入されるので、確実に管路に超音波振動を印加することができる。

本発明の液滴吐出装置は、超音波振動の印加の適否を判断可能な情報を取得する情報取得手段と、情報取得手段により取得した情報に基づき第１〜第３超音波振動装置のうち情報により印加が適切と判断されたいずれかを作動させる制御手段とを備えてもよい。

これによれば、液滴吐出装置の停滞時または動作時に任意の超音波振動装置を制御して作動することができるので、液滴吐出装置の動作状況に合わせて効率良く作業することができる。

本発明の液滴吐出装置は、機能液の分離状態を検出する検出器を設け、検出器の検出情報に基づいて第１〜第３超音波振動装置のいずれかを動作させる制御手段を備えてもよい。

これによれば、検出器が機能液の分離状態を検出し、該検出情報に基づいて超音波振動装置を動作させるので、超音波振動装置を適時に動作させることができ、機能液の分離や凝集などの発生を起こしにくくすることができる。

本発明の液滴吐出装置の検出器は、透明な管路が略鉛直に延びる経路の部分に設けてもよい。

これによれば、検出器は、管路の略鉛直の方向に設けられることにより、管路内の機能液の分離状態が分りやすくなるので、機能液の状態を的確に検出することができる。

本発明の超音波振動装置は、管路を貫通させるため筒状に構成され、超音波振動を管路に伝えるための媒体を納めるための容器と、容器に取り付けられ、管路の機能液に超音波振動を発生させる超音波振動子と、容器を移動可能にする駆動装置とを備えたことを要旨とする。

これによれば、管路は容器の筒内に貫通されており、超音波振動子から発した超音波振動が容器と媒体を介して管路内の機能液を振動させる。さらに、駆動装置によって容器を管路に沿って移動するので、管路のほぼ全長に対して超音波振動を与えることができる。

本発明の超音波振動装置は、管路に機能液の分離状態を検出する検出器と、検出器の検出情報に基づいて超音波振動装置を動作させる制御手段を備えてもよい。

これによれば、検出器が管路内の機能液の分離状態を検出し、該検出情報に基づいて超音波振動装置を動作させるので、適時に超音波振動を与えることができる。

[第１実施形態]
まず、液滴吐出装置について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。

液滴吐出装置１０は、マザー基板１２７の所定位置に対して機能液を液滴として吐出して付着させるための装置である。マザー基板１２７は、カラーフィルターや液晶表示装置等が複数個形成される大型の基板である。

図１において、液滴吐出装置１０は、吐出ヘッド１５を備えたキャリッジ１８と、吐出ヘッド１５の位置を制御するヘッド位置制御装置１１と、マザー基板１２７を所定位置に吸着する吸着テーブル１９と、吸着テーブル１９に載置されたマザー基板１２７の位置を補正させる基板位置制御装置１２と、吐出ヘッド１５に対してマザー基板１２７を主走査移動させる主走査駆動装置１３と、マザー基板１２７に対して吐出ヘッド１５を副走査移動させる副走査駆動装置１４と、マザー基板１２７を液滴吐出装置１０内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置１６と、第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３（図示せず）と、液滴吐出装置１０の全般の制御を司るコントロール装置１７で構成されている。

ヘッド位置制御装置１１、基板位置制御装置１２、主走査駆動装置１３、副走査駆動装置１４の各装置はベース３０の上に設置される。また、それらの装置は必要に応じてカバー３１によって覆われている。

基板供給装置１６は、マザー基板１２７を収容する基板収容部２０と、マザー基板１２７を搬送するロボット２１を有している。ロボット２１は、床、地面等といった設置面に置かれる基台２２と、基台２２に対して昇降移動する昇降軸２３と、昇降軸２３を中心として回転する第１アーム２４と、第１アーム２４に対して回転する第２アーム２５と、第２アーム２５の先端下面に設けられた吸着パッド２６とを有する。吸着パッド２６は、エアー吸引力によってマザー基板１２７を吸着できる。

副走査駆動装置１４によって駆動されて移動する吐出ヘッド１５の軌道下にあって主走査駆動装置１３の一方の脇位置に、キャッピング装置４５およびクリーニング装置４６が配置される。また、他方の脇位置に電子天秤４７が配置されている。クリーニング装置４６は吐出ヘッド１５を洗浄するための装置である。電子天秤４７は、吐出ヘッド１５に設けられた図３で説明するノズル５０から吐出される機能液の液滴重量を測定する機器である。そして、キャッピング装置４５は吐出ヘッド１５が待機状態にあるときノズル５０の乾燥および目詰まりを防止するための装置である。

吐出ヘッド１５の近傍には、その吐出ヘッド１５と一体に移動するヘッド用カメラ４８が配置されている。また、ベース３０上に設けられた支持装置（図示せず）に支持された基板用カメラ４９がマザー基板１２７を撮影できる位置に配置される。

コントロール装置１７は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部２７と、入力装置としてのキーボード２８と、表示装置としてのＣＲＴ等のディスプレイ２９とを有する。

図２は、液滴吐出装置１０の電気制御ブロック図である。図２において、プロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）４０と、各種情報を記憶するメモリ４１とを有する。

ヘッド位置制御装置１１、基板位置制御装置１２、主走査駆動装置１３、副走査駆動装置１４、吐出ヘッド１５を駆動するヘッド駆動回路４２、第１超音波振動装置７１、第２超音波振動装置７２、第３超音波振動装置７３、検出器７４、タイマ７６の各機器は、入出力インターフェース４３およびバス４４を介してＣＰＵ４０およびメモリ４１に接続されている。さらに、基板供給装置１６、入力装置２８、ディスプレイ２９、電子天秤４７、クリーニング装置４６およびキャッピング装置４５の各機器も入出力インターフェース４３およびバス４４を介してＣＰＵ４０およびメモリ４１に接続されている。

メモリ４１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念であり、機能的には、液滴吐出装置１０の動作の制御手順が記述されたプログラムソフトを記憶する記憶領域や、マザー基板１２７内における吐出位置を座標データとして記憶するための記憶領域や、副走査方向Ｙへのマザー基板１２７の副走査移動量を記憶するための記憶領域や、ＣＰＵ４０のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。

ＣＰＵ４０は、メモリ４１内に記憶されたプログラムソフトに従って、マザー基板１２７の表面の所定位置に機能液を液滴吐出するための制御を行うものであり、具体的な機能実現部として、クリーニング処理を実現するための演算を行うクリーニング演算部４０１と、キャッピング処理を実現するためのキャッピング演算部４０２と、電子天秤４７を用いた重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部４０３と、吐出ヘッド１５によって機能液を吐出するための演算を行う吐出演算部４０６を有する。

吐出演算部４０６を詳しく分割すれば、吐出ヘッド１５を液滴吐出のための初期位置へセットするための吐出開始位置演算部４０７と、吐出ヘッド１５を主走査方向Ｘへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部４０８と、マザー基板１２７を副走査方向Ｙへ所定の副走査量を移動するための制御を演算する副走査制御演算部４０９と、吐出ヘッド１５内の複数あるノズルのうちのいずれを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部４１０等といった各種の機能演算部を有する。

なお、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ４０を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。

次に、液滴吐出装置１０に備えられた吐出ヘッド１５について説明する。図３（ａ）は、吐出ヘッド１５の一部破断した斜視図であり、図３（ｂ）は、吐出ヘッド１５の一部を示した側断面図である。

図３（ａ）において、吐出ヘッド１５は、例えば、ステンレス製のノズルプレート５１と、それの対向面に振動板５２と、それらを互いに接合する複数の仕切部材５３とを有する。ノズルプレート５１と振動板５２との間には、仕切部材５３によって複数の機能液室５４と機能液溜り部５５とが形成されている。複数の機能液室５４と機能液溜り部５５とは通路５８を介して互いに連通している。機能液室５４は、仕切部材５３によって区画され、均等間隔で配列して形成されている。

振動板５２の適所には機能液供給孔５６が形成され、この機能液供給孔５６に管路６４を介して機能液８０を貯留する供給タンク５７が接続される。また、管路６４の途中経路には、第１超音波振動装置７１が設けられている。供給タンク５７は、機能液を機能液供給孔５６へ供給する。供給された機能液８０は機能液溜り部５５に充満し、さらに通路５８を通って機能液室５４に充満する。

ノズルプレート５１には、機能液室５４から機能液８０をジェット状に噴射するためのノズル５０が設けられている。また、振動板５２の機能液室５４を形成する面の裏面には、該機能液室５４に対応させて機能液加圧体５９が取り付けられている。この機能液加圧体５９は、図３（ｂ）に示すように、圧電素子材６０とこれを挟持する一対の電極６１ａおよび６１ｂを有する。圧電素子材６０は、電極６１ａおよび６１ｂへの通電によって矢印Ａで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより機能液室５４の容積が増大する。すると、増大した容量分に相当する機能液８０が機能液溜り部５５から通路５８を通って機能液室５４へ流入する。

次に、圧電素子材６０への通電を解除すると、該圧電素子材６０と振動板５２は共に元の形状へ戻る。これにより、機能液室５４も元の容積に戻るため機能液室５４の内部にある機能液８０の圧力が上昇し、ノズル５０からマザー基板１２７へ向けて機能液８０が液滴６３となって噴射する。なお、ノズル５０の周辺部には、液滴６３の飛行曲がりやノズル５０の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層６２が設けられている。

次に、図４を用いて液滴吐出装置１０の基本動作を説明する。まず、オペレータによる電源投入によって液滴吐出装置１０が作動すると、初期設定が実行される（ステップＳ１）。具体的には、キャリッジ１８や基板供給装置１６やコントロール装置１７等が予め決められた初期状態にセットされる。

次に、重量測定タイミングが到来すれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、吐出ヘッド１５を副走査駆動装置１４によって電子天秤４７の所まで移動させ（ステップＳ３）、ノズル５０から吐出される機能液８０の液滴６３の量を電子天秤４７を用いて測定させる（ステップＳ４）。そして、個々のノズル５０の機能液８０の吐出特性に合わせて、各ノズル５０に対応する圧電素子材６０に印加する電圧を調節させる（ステップＳ５）。

次に、クリーニングタイミングが到来すれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、吐出ヘッド１５を副走査駆動装置１４によってクリーニング装置４６の所まで移動させ（ステップＳ７）、そのクリーニング装置４６によって吐出ヘッド１５をクリーニングさせる（ステップＳ８）。

重量測定タイミングやクリーニングタイミングが到来しない場合（ステップＳ２及びＳ６でＮＯ）、あるいはそれらの処理が終了した場合には、ステップＳ１からステップＳ９へ移行する。ステップＳ９において、基板供給装置１６によりマザー基板１２７が供給される。

次に、基板用カメラ４９によってマザー基板１２７を観察しながら基板位置制御装置１２にあるθモータの出力軸を回転させることにより吸着テーブル１９に固定されたマザー基板１２７の位置決めを行う（ステップＳ１０）。ヘッド用カメラ４８によって吐出ヘッド１５の位置合わせを行い、吐出を開始する位置を演算によって決定し（ステップＳ１１）、主走査駆動装置１３および副走査駆動装置１４を適宜に作動させて吐出ヘッド１５を吐出開始位置へ移動させる（ステップＳ１２）。

次に、Ｘ方向への主走査が開始され、同時に機能液８０の吐出を開始させる（ステップＳ１３）。具体的には、主走査駆動装置１３を作動させることによりマザー基板１２７が主走査方向Ｘへ一定の速度で直線的に走査移動し、その移動途中でノズル５０が吐出位置に到達したときに、ノズル吐出制御演算部４１０によって演算された機能液吐出信号に基づいてそのノズル５０から液滴６３を吐出させる。

１回の主走査が終了すると、副走査駆動装置１４によって駆動された副走査方向Ｙへ予め決められた副走査方向Ｙ成分だけ移動させる（ステップＳ１４）。次に、主走査およびインク吐出が繰返し行われる（ステップＳ１５でＮＯ、ステップＳ１３へ移行）。

以上のような吐出ヘッド１５による機能液８０の吐出作業がマザー基板１２７の全領域に対して完了すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、マザー基板１２７が外部に排出される（ステップＳ１６）。その後、オペレータによって処理終了の指示がなされない限り（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ２へ戻って別のマザー基板１２７に対する機能液８０の吐出作業を繰り返して行う。

オペレータから作業終了の指示があると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、吐出ヘッド１５は副走査駆動装置１４によってキャッピング装置４５の所まで搬送させ、そのキャッピング装置４５によって吐出ヘッド１５に対してキャッピングする（ステップＳ１８）。

キャッピングすると、一旦、吐出作業が停止状態となる。すると、タイマ７６が作動し、所定時間に到達すると第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３のいずれかを駆動させ、機能液８０に超音波振動を与える（ステップＳ１９）。

次に、超音波振動装置の構成について図５を用いて説明する。

図５において、供給タンク５７は、管路６４を介して吐出ヘッド１５に接続されている。管路６４には、第１超音波振動装置７１が設けられている。第１超音波振動装置７１は、超音波振動媒体となる液体Ｓを収める容器７１０と、超音波振動を発生させる超音波振動子７１１などで構成されている。液体Ｓは、例えば、純水やアルコール等を用いることができる。容器７１０の中央部には、管路６４を挿入するために筒状を成し、管路６４が、容器７１０の液体Ｓを貫通して吐出ヘッド１５と供給タンク５７に接続されている。超音波振動子７１１は、容器７１０の外面に取り付けられている。超音波振動子７１１が超音波振動を発振し、振動が容器７１０から液体Ｓを介して管路６４に伝わり、管路６４内の機能液８０に伝わるようになっている。また、管路６４が貫通しても容器７１０内の液体Ｓの漏れを低減させるためにシール７１２が施されている。後述するように管路６４が第１超音波振動装置７１に対して移動するので容器７１０内の液体Ｓが微量に少なくなるが、その場合には、容器７１０の補給口（図示せず）から液体Ｓを補給するようになっている。なお、第１超音波振動装置７１は支持材９２によって支持されている。

吐出ヘッド１５には、第２超音波振動装置７２が設けられている。第２超音波振動装置７２は、超音波振動子７２１などで構成されている。超音波振動子７２１は、吐出ヘッド１５の側面部に取り付けられている。超音波振動子７２１は、例えば、ピエゾ素子である。

供給タンク５７には、第３超音波振動装置７３が設けられている。第３超音波振動装置７３は、超音波振動媒体となる液体Ｓを収める容器７３０と、超音波振動を発生させる超音波振動子７３１などで構成されている。液体Ｓは、例えば、純水やアルコール等を用いることができる。容器７３０は、供給タンク５７を収容可能な大きさであって、かつ、液体Ｓが貯留できる大きさで構成されている。超音波振動子７３１は、容器７３０の外面に取り付けられている。

管路６４の略鉛直に延びる経路部分には、管路６４内の機能液８０の分離などの状態を検出する検出器７４が設けられている。検出器７４は、例えば、光透過型センサで、発光素子７４ａと受光素子７４ｂを有しており、発光素子７４ａからの発光信号を受光素子７４ｂが受け、所定の検出値受光量のしきい値を超えると受光信号をＣＰＵ４０に送信するようになっている。検出器７４の検出値受光量のしきい値は、機能液８０の種類に応じたデータをメモリ４１に記憶されており、入力装置２８から該当の機能液８０を入力すると、該機能液８０に対応するしきい値を取り込むようになっている。

吐出ヘッド１５が吐出動作の移動に伴って管路６４が移動することにより、管路６４が第１超音波振動装置７１に対して移動する。管路６４には弾性体９０が設置されており、管路６４の移動を容易に行うことができる。弾性体９０は、例えば、ばねである。

次に、第１実施形態の作用について図６を用いて説明する。図６は、加振処理ルーチンを示すフローチャートである。

図６において、メモリ４１のプログラムソフトによってＣＰＵ４０が演算処理を行い各動作を実行する。

ステップＳ１９１では、タイマ７６の計時時間に基づきに吐出動作の停止時間が予め設定された所定の停止時間を経過したか否かを判断する。

ステップＳ１９２では、検出器７４の検出値受光量がしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１９１でＮＯ）。

ステップＳ１９３では、第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３のうちいずれを動作させるか選択する（ステップＳ１９２でＹＥＳ）。例えば、吐出動作中であれば、吐出不具合の発生を考慮して第２超音波振動装置７２を除き、第１または第３超音波振動装置７１、７３を選択することができる。また、第３超音波振動装置７３のみを選択し、供給タンク５７内の機能液８０に超音波振動を与えることもできる。

ステップＳ１９４では、選択した超音波振動装置を加振処理させる。加振処理は、例えば、超音波振動子７１１、７２１、７３１を数十ｋＨｚの周波数で約１０分間振動させる。第１超音波振動装置７１が作動すると、超音波振動子７１１からの超音波振動が、容器７１０内の液体Ｓに伝わり、液体Ｓ中の管路６４に伝わる。そして、管路６４内の機能液８０に振動が伝わる。第２超音波振動装置７２が作動すると、超音波振動子７２１からの超音波振動が吐出ヘッド１５内の機能液８０に振動が伝わる。第３超音波振動装置７３が作動すると、超音波振動子７３１からの超音波振動が、容器７３０内の液体Ｓに伝わり、液体Ｓ中の供給タンク５７に伝わる。そして、供給タンク５７内の機能液８０に振動が伝わる。

ステップＳ１９５では、所定の加振処理時間が経過するとタイマ７６をリセットする。

なお、ステップＳ１９１でＹＥＳの場合は、ステップＳ１９３に移行し、ステップＳ１９３で超音波振動装置の選択を行う。

また、ステップＳ１９２でＮＯの場合は、ステップＳ１９１に移行する。

したがって、第１実施形態の液滴吐出装置１０によれば以下に示す効果がある。

（１）管路６４には第１超音波振動装置７１が設けられ、吐出ヘッド１５には第２超音波振動装置７２が設けられ、供給タンク５７には第３超音波振動装置７３が設けられるので、機能液８０の経路全体に超音波振動を与えることができるので、機能液８０の分離や凝集を起こしにくくすることができる。

（２）第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３を個別に制御することができるので、液滴吐出装置１０の動作状況に合わせて効率良く超音波振動を与えることができる。例えば、吐出動作中は、第２超音波振動装置７２以外の装置を動作させることにより、振動による液滴６３の飛行曲がりなどの影響を回避することができる。また、吐出動作中であっても、第１または第３超音波振動装置７１、７３を動作させることにより、常に機能液８０に振動を与えることができる。

（３）第１超音波振動装置７１の容器７１０は、筒状を成し、管路６４が挿入されている。よって、吐出ヘッド１５が吐出動作して移動するときに、管路６４が第１超音波振動装置７１に対して移動するので、機能液８０の吐出時でも超音波振動を与えることができる。

（４）管路６４に検出器７４が設けられ、検出器７４が管路６４内の機能液８０の分離などの状態を検出する。該検出に基づいて第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３のいずれかが動作するので、必要なときに的確に機能液８０に超音波振動を与えることができる。

（５）検出器７４は、管路６４が略鉛直に延びる経路部分に設けられているので、管路６４内の機能液８０の分離状態などが分りやすくなるので、機能液８０の状態を的確に検出することができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。なお、液滴吐出装置１０の基本構成および吐出ヘッド１５の構成は、第１実施形態と同じなので説明を省略する。

図７は、液滴吐出装置１０の電気制御ブロック図である。図７において、プロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）４０と、各種情報を記憶するメモリ４１とを有する。
図７において、モータ７５が入出力インターフェース４３およびバス４４を介してＣＰＵ４０およびメモリ４１に接続されている。他の基本構成は、第１実施形態と同じなので説明を省略する。

次に、超音波振動装置の構成について図８を用いて説明する。なお、第１超音波振動装置７１の基本構成は、第１実施形態と同じなので省略する。

第１超音波振動装置７１は、ボールネジ９１に支持されている。モータ７５は、ボールネジ９１に接続されており、モータ７５の正転および逆転動作によって第１超音波振動装置７１を管路６４に沿って移動させる、すなわち、吐出ヘッド１５から供給タンク５７に接続された管路６４のほぼ全長（検出器７４部分を除く）に渡って往復移動させることができる。

次に、第２実施形態の作用について図９を用いて説明する。図９は、加振処理ルーチンを示すフローチャートである。

図９において、メモリ４１の動作プログラムによってＣＰＵ４０が演算処理を行い各動作を実行する。

ステップＳ１９１では、タイマ７６の計時時間に基づきに吐出動作の停止時間が予め設定された所定の停止時間を経過したか否かを判断する。

ステップＳ１９２では、検出器７４の検出値受光量がしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１９１でＮＯ）。

ステップＳ１９３では、第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３のうちいずれを動作させるか選択する（ステップＳ１９２でＹＥＳ）。例えば、吐出動作中であれば、吐出不具合の発生を考慮して第２超音波振動装置７２を除き、第１または第３超音波振動装置７１、７３を選択することができる。また、第３超音波振動装置７３のみを選択し、供給タンク５７内の機能液８０に超音波振動を与えることもできる。

ステップＳ１９４では、選択した超音波振動装置を加振処理させる。加振処理は、例えば、超音波振動子７１１、７２１、７３１を数十ｋＨｚの周波数で約１０分間振動させる。第１超音波振動装置７１が作動すると、超音波振動子７１１からの超音波振動が、容器７１０内の液体Ｓに伝わり、液体Ｓ中の管路６４に伝わる。そして、管路６４内の機能液８０に振動が伝わる。第２超音波振動装置７２が作動すると、超音波振動子７２１からの超音波振動が吐出ヘッド１５内の機能液８０に振動が伝わる。第３超音波振動装置７３が作動すると、超音波振動子７３１からの超音波振動が、容器７３０内の液体Ｓに伝わり、液体Ｓ中の供給タンク５７に伝わる。そして、供給タンク５７内の機能液８０に振動が伝わる。

ステップＳ１９５では、ステップＳ１９４と同時期にモータ７５に駆動信号を送信し、第１超音波振動装置７１を移動させる。

ステップＳ１９６では、所定の加振処理時間が経過するとタイマ７６をリセットする。

なお、ステップＳ１９１でＹＥＳの場合は、ステップＳ１９３に移行し、ステップＳ１９３で超音波振動装置の選択を行う。

また、ステップＳ１９２でＮＯの場合は、ステップＳ１９１に移行する。
したがって、第２実施形態の液滴吐出装置１０によれば以下に示す効果がある。

（１）第１超音波振動装置７１にはモータ７５が接続され、第１超音波振動装置７１は、管路６４に沿って移動する。したがって、液滴吐出装置１０が停止している状態でも管路６４に沿って第１超音波振動装置７１が移動しながら超音波振動をあたえるので、管路６４内の機能液８０の分離や凝集を起こしにくくすることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。

（変形例１）上記実施形態において第１超音波振動装置７１は、液体Ｓに振動を与えたが、これに限定されない。例えば、管路６４の外周にピエゾ素子を用いた超音波振動子を設けてもよい。この場合でも、管路６４内の機能液８０の分離や凝集等を起こしにくくすることができる。

（変形例２）上記実施形態において、検出器７４を管路６４と吐出ヘッド１５の接続部に設置したがこれに限定されない。例えば、検出器７４を管路６４と供給タンク５７の接続部に設置してもよい。この場合でも、機能液８０の供給状態を検出することができるので、該検出情報に基づいて第３超音波振動装置７３を動作させることにより供給タンク５７内の機能液８０の分離や凝集等を起こしにくくすることができきる。

（変形例３）上記実施形態において、第３超音波振動装置７３は、液体Ｓに振動を与えたが、これに限定されない。例えば、供給タンク５７の外側面にピエゾ素子を用いた超音波振動子を設けてもよい。この場合でも、供給タンク５７内の機能液８０の分離等を起こしにくくすることができる。

（変形例４）上記実施形態において、第１〜第３超音波振動装置７１、７２、７３を設けたが、第１超音波振動装置７１を設け、第２および第３超音波振動装置７２、７３を廃止してもよい。この場合でも、管路６４内の機能液８０の分離などを起こしにくくすることができる。

（変形例５）上記実施形態において、検出器７４を設けたが、該検出器７４を廃止してもよい。この場合でも、タイマ７６によって液滴吐出装置１０の停止時間を計時し、所定時間を経過したら加振処理を行うことにより、機能液８０の分離などを起こしにくくすることができる。

液滴吐出装置の構成を示す斜視図。 第１実施形態における液滴吐出装置の電気制御ブロック図。 （ａ）は、液滴吐出ヘッドの構成を示す斜視図であり、（ｂ）は側断面図。 液滴吐出装置の動作を示すフローチャート。 第１実施形態における超音波振動装置の構成図。 第１実施形態における加振処理ルーチンを示すフローチャート。 第２実施形態における液滴吐出装置の電気制御ブロック図。 第２実施形態における超音波振動装置の構成図。 第２実施形態における加振処理ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１０…液滴吐出装置、１５…吐出ヘッド、４０…制御手段としてのＣＰＵ、５７…供給タンク、６４…管路、７１…第１超音波振動装置、７２…第２超音波振動装置、７３…第３超音波振動装置、７４…検出器、７４ａ…発光素子、７４ｂ…受光素子、７５…モータ、７６…タイマ、８０…機能液、７１０、７３０…容器、７１１，７２１，７３１…超音波振動子。

Claims (12)

1. 機能液を吐出する吐出ヘッドと、
   前記機能液を貯留する供給タンクと、
   前記供給タンクから前記吐出ヘッドに前記機能液を供給するための管路と、
   前記管路の外側に設けられ、前記管路内の前記機能液に超音波振動を印加する第１超音波振動装置とを設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドの外側に設けられ、前記吐出ヘッド内の前記機能液に超音波振動を印加する第２超音波振動装置を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、
   前記供給タンクの外側に設けられ、前記供給タンク内の前記機能液に超音波振動を印加する第３超音波振動装置を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第１超音波振動装置は、前記管路に沿って相対移動することを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項４に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドの移動に伴って前記管路が移動することにより、前記管路が前記第１超音波振動装置に対して移動することを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項４に記載の液滴吐出装置において、
   前記第１超音波振動装置が前記管路に対して移動することを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記第１超音波振動装置は筒状に構成され、前記管路が前記装置の筒内に挿入されていることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記超音波振動の印加の適否を判断可能な情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段により取得した前記情報に基づき前記第１〜第３超音波振動装置のうち前記情報により印加が適切と判断されたいずれかを作動させる制御手段と、を備えた液滴吐出装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記機能液の分離状態を検出する検出器を設け、
   前記検出器の検出情報に基づいて前記第１〜第３超音波振動装置のいずれかを動作させる制御手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
10. 請求項９に記載の液滴吐出装置において、
    前記検出器は、透明な前記管路が略鉛直に延びる経路の部分に設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
11. 管路を貫通させるため筒状に構成され、超音波振動を前記管路に伝えるための媒体を納めるための容器と、
    前記容器に取り付けられ、前記管路の機能液に超音波振動を発生させる超音波振動子と、
    前記容器を移動可能にする駆動装置とを備えたことを特徴とする超音波振動装置。
12. 請求項１１に記載の超音波振動装置において、
    前記管路に前記機能液の分離状態を検出する検出器と、
    前記検出器の検出情報に基づいて前記超音波振動装置を動作させる制御手段を備えたことを特徴とする超音波振動装置。
    

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