JP2006212500A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル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

Abstract

【課題】ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、描画品質を向上させることができる液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル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。
【解決手段】ヘッド１１のノズル８１〜８６から吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置１０であって、ヘッド１１のノズル面７０を封止する本体２２１と、本体２２１内に充填用液体Ｍを充填して本体２２１によりノズル面７０を封止する前の状態で、ノズル８１〜８６内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル８１〜８６内を満たすための吐出用液体充満部４１０と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル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。
ヘッドのノズルにおける液体の乾燥および液体の目詰まりを防止するために、ヘッドを使用しない時には、ヘッドのノズル面はキャップを用いて封止する構造のものが提案されている（特許文献１）。
特開２００２−２３４１７４号公報（第１頁、図３）

この種のヘッドは上述したようなキャップにより封止することで、ノズル面の乾燥を防いだり、ノズルの目詰まりを回復させている。この場合に、キャップ内には溶解専用液を溜めてノズル面を封止する構造であるが、キャップ内における溶解専用液の充填が不十分であると、キャップ内に空気（気泡）が残る可能性が高い。
このキャップ内に残った気泡が、キャップによりノズル面の封止をしている状態でノズル側に入り込んでしまい、この結果、ノズル内の液体が固まって、この固化した液体によりノズル詰まりを発生させてしまう。このノズル詰まりが発生してしまうと、キャップによるノズル面の封止を解除した後に、ヘッドのノズルから液滴を吐出する際に、目詰まりを起こしたノズルからは液滴が吐出できず、液滴による描画を行う時にいわゆるドット抜けが生じてしまう恐れがあり、ワークにおける描画品質が低下してしまう。

そこで本発明は上記課題を解消し、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、描画品質を向上させることができる液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル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。

上述の目的は、第１の発明にあっては、ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置であって、前記ヘッドのノズル面を封止する本体と、前記本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たすための吐出用液体充満部と、を有す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、本体はヘッドのノズル面を封止する。吐出用液体充満部は、本体内に充填用液体を充填して本体によりノズル面を封止する前の状態で、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。
これにより、本体内には充填用液体が充填した状態で、本体はノズル面を封止している。しかも、吐出用液体充満部は、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。
本体がノズル面を封止した状態では、本体内とノズル面の間には充填用液体が充填されていて、気泡が残ることも無い。しかも吐出用液体充満部が、吐出用液体によりノズルを満たすことから、ノズル内には気泡が残らない。この結果、本体内側からノズル側へ気泡が入り込むことは無い。
したがって、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、ワークにおける描画品質を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記充填用液体は、前記吐出用液体と溶解し合う溶媒であり、前記溶媒は脱気されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、充填用液体は、吐出用液体と溶解し合う溶媒である。この溶媒は脱気されている。
これにより、充填用液体は本体内を満たした状態で、脱気されていることから本体内における充填用液体には気泡が生じないようにさせることができる。また、本体内に気泡が残っている場合、気泡は上へ移動しやすいのでノズル内に入り込む可能性はある。しかし、本体内に充填する溶媒を脱気しておくことで、時間はかかるが本体内の気泡を無くすことができる。

第３の発明は、第１の発明の構成において、前記充填用液体は、前記吐出用液体と同じものであることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、充填用液体は、吐出用液体と同じものである。
これにより、充填用液体と吐出用液体が同じものであると、物性の変化は無いので捨てる必要が無い。

第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記吐出用液体充満部は、前記ヘッドの前記ノズルに接続されている吐出用液体の貯留部を上昇させる貯留部の移動部であることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、吐出用液体充満部は、ヘッドのノズルに接続されている吐出用液体の貯留部を上昇させる貯留部の移動部である。
これにより、貯留部の移動部が、吐出用液体の貯留部を上昇させることで、ヘッドのノズル内における吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たして気泡をノズルから排出することができる。

第５の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、前記吐出用液体充満部は、前記ヘッドの前記ノズルから前記吐出用液体を吐出させるため圧電素子と、前記圧電素子に対して電圧を印加する制御部とにより構成されていることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、吐出用液体充満部は、ヘッドのノズルから吐出用液体を吐出させるための圧電素子と、圧電素子に対して電圧を印加する制御部により構成されている。
これにより、制御部からの指令により圧電素子が作動して、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たしてノズルから気泡を排出することができる。

上記目的は、第６の発明にあっては、ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置における前記ノズルの吐出性能を維持するための維持方法であって、本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たすことを特徴とする液滴吐出装置におけるノズルの吐出性能維持方法により、達成される。

これにより、吐出用液体充満部は、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。本体内には充填用液体が充填した状態で、本体はノズル面を封止している。本体がノズル面を封止した状態では、本体内とノズル面の間には充填用液体が充填されていて、気泡が残ることも無い。しかも吐出用液体充満部が、吐出用液体によりノズルを満たすことから、ノズル内には気泡が残らない。この結果、本体内側からノズル側へ気泡が入り込むことは無い。
したがって、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、ワークにおける描画品質を向上させることができる。

第７の発明は、第６の発明の構成において、前記充填用液体は、脱気された溶媒を用いることを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、充填用液体は、脱気された溶媒を用いる。
これにより、充填用液体は本体内を満たした状態で、脱気されていることから本体内における充填用液体には気泡が生じないようにさせることができる。

第８の発明は、第７の発明の構成において、前記本体内の前記溶媒を加熱手段により加熱することを特徴とする。
第８の発明の構成によれば、本体内の溶媒を加熱手段により加熱することにより、仮にノズル内に固化した液体がありそれによりノズル詰まりを起こしている場合には、本体内の溶媒が加熱手段により加熱されることにより、固化した液体を再溶解することができるので、ノズル詰まりをより確実に解消することができる。

上述の目的は、第９の発明にあっては、ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出することで電気光学装置を製造する製造方法であって、本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たし、その後前記本体による前記ノズル面の封止を解除して、前記ワークに対して前記吐出用液体を吐出することで前記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、吐出用液体充満部は、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。本体内には充填用液体が充填した状態で、本体はノズル面を封止している。本体がノズル面を封止した状態では、本体内とノズル面の間には充填用液体が充填されていて、気泡が残ることも無い。しかも吐出用液体充満部が、吐出用液体によりノズルを満たすことから、ノズル内には気泡が残らない。この結果、本体内側からノズル側へ気泡が入り込むことは無い。
したがって、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、ワークに対して吐出用液体を吐出することで、ワークにおける描画品質を向上して品質の優れた電気光学装置を製造することができる。

上述の目的は、第１０の発明にあっては、ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出することで製造される電気光学装置であって、本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たし、その後前記本体による前記ノズル面の封止を解除して、前記ワークに対して前記吐出用液体を吐出することで製造される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、吐出用液体充満部は、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。本体内には充填用液体が充填した状態で、本体はノズル面を封止している。本体がノズル面を封止した状態では、本体内とノズル面の間には充填用液体が充填されていて、気泡が残ることも無い。しかも吐出用液体充満部が、吐出用液体によりノズルを満たすことから、ノズル内には気泡が残らない。この結果、本体内側からノズル側へ気泡が入り込むことは無い。
したがって、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、ワークに対して吐出用液体を吐出することで、ワークにおける描画品質を向上して品質の優れた電気光学装置を製造することができる。

第１１の発明は、第１０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。
これにより、高品質な電気光学装置を有する電子機器を提供することができる。

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、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、一例として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、たとえば有機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、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、ノズルの吐出性能維持装置４００、ワイピング部６００、フラッシングユニット（図示せず）、吐出検査ユニット（図示せず）あるいは重量測定ユニット（図示せず）等を有している。

フラッシングユニットは、ヘッド１１から予備的に吐出された吐出用液滴を受けるためのものである。ノズルの性能維持装置４００は、ヘッド１１のノズル面のノズルを使用しない時に、ノズルの吐出性能を維持できるようにするためのものである。ワイピング部６００は、ノズル面を吸引した後に必要に応じて払拭する。
吐出検査ユニットは、ヘッド１１から吐出される吐出用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。
回収部１６は、たとえば吐出用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に対して吐出用の液滴を与える際に、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、キャリッジ１９とヘッド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、キャリッジ１９とこのヘッド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。

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。

図３に示すように、制御部２００の指令によりモータ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。そして、制御部２００の指令により、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１２１ないし１２６を有している。ヘッド１１は、液体貯留部３００に接続されている。この液体貯留部３００は、ワークＷに吐出するための液体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。液体貯留部３００内の吐出用液体は、ノズル開口１２１ないし１２６からたとえば図４（Ａ）に示す圧電振動子７８９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４（Ａ）は、ヘッド１１内に配置されている複数の圧電振動子７８９の例を示している。この圧電振動子７８９は、図２に示すヘッド１１の各ノズルに対応して１つずつ配列されている。図４（Ａ）の制御部２００は、駆動部２０１に信号を与えることにより、駆動部２０１は、複数の圧電振動子７８９の中の任意の圧電振動子を動作させることで、動作された圧電振動子７８９に対応するノズルの図２に示すノズル開口１２１ないし１２６からはインクジェット式で液滴を吐出させることができるようになっている。
制御部２００と、駆動部２０１および各圧電振動子７８９は、後で説明するように吐出用液体充満部６５０を構成している。

次に、液体貯留部３００について、図５と図４（Ｂ）を参照して説明する。
液体貯留部３００は、たとえば図４（Ｂ）に示すように複数の液体パック１１１ないし１１６と、これらの液体パックを収容している収容体３０１を有している。液体パック１１１ないし１１６は、この例では６つ示しているが、液体パックの数は特に限定されず１つあるいは２つ以上ないし５つ、あるいは７つ以上であっても勿論構わない。
各液体パック１１１ないし１１６は、可撓性を有する材料により作られていて、各液体パックには同じ種類もしくは異なる種類の吐出用液体が収容されている。収容体３０１内は、外部から圧縮空気を入れることにより、液体パック１１１ないし１１６を加圧して、各液体パック１１１ないし１１６から液体を別々に吐出させることができるようになっている。

図５の各液体パック１１１ないし１１６は、ヘッド１１の対応するノズル８１ないし８６に対して、液体供給チューブ９１ないし９６によりそれぞれ着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９１の一端部は、液体パック１１１の接続部１１１Ａに対して着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９１の他端部は、ヘッド１１の接続部８１Ａに対して着脱可能に接続されている。
同様にして、液体供給チューブ９２ないし９６の一端部は、各液体パック１１２ないし１１６の接続部１１２Ａないし１１６Ａに対して着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９２ないし９６の他端部は、ヘッド１１側の接続部８２Ａないし８６Ａに対してそれぞれ着脱可能に接続されている。

図５に示すようにヘッド１１は、複数のノズル８１ないし８６を有している。ノズル８１ないし８６は、それぞれノズル開口１２１ないし１２６を有している。各ノズル８１は、たとえば図５の紙面垂直方向に沿って数１０個若しくは数１０００個配列されていて、ノズル列を形成している。その他のノズル８２ないし８６も、紙面垂直方向に関してノズル列を形成している。ノズル開口１２１ないし１２６は、ノズルプレート６４のノズル面７０に面して形成されている。
このノズル面７０は、図５の例ではＺ軸方向の下方向Ｚ２に向いている。このように、ノズル面７０には、たとえば６つのノズル列（ノズル開口列）が図５の紙面垂直方向に配列されている。

図５は、さらにノズルの吐出性能維持装置４００を示している。このノズルの吐出性能維持装置４００は、キャップ２２１、吸引ポンプ１９、廃液タンク１００、昇降手段２５０、大気開放バルブ２５１、そして貯留部の移動部４１０を有している。
キャップ２２１は本体の一例であり、貯留部の移動部４１０は、吐出用液体充満部の一例である。
図６は、キャップ２２１の構造例を示している。キャップ２２１は、底面部２２１Ａ、４つの側面部２１Ｂおよび上部開口２１Ｃを有している。上部開口２１Ｃは、弾性部材２９により囲まれたたとえば長方形状の開口である。弾性部材２９は、キャップ２２１の４つの側面部２１Ｂの上端部分に設けられていて、ノズル面７０に対して密着する部材である。

キャップ２２１は、略箱形状の部材であり、キャップ２２１の中には、吸収材２３が収容されている。この吸収材２３は、吐出用液体４を吸収するために、たとえば発泡プラスチックのような材質により作られている。
底面部２２１Ａは、接続部２１Ｄ，２１Ｅを有している。接続部２１Ｄは、チューブ１９Ａを通じて吸引ポンプ１９に接続されている。この吸引ポンプ１９が作動することにより、キャップ２２１内を大気圧状態から負圧状態にして、キャップ２２１内に収容されている後で説明する充填用液体および吐出用液体を廃液タンク１００側に排出することができる。接続部２１Ｅは、大気開放バルブ２５１を通じて大気開放口２５２に接続されている。大気開放バルブ２５１を開けることにより、負圧状態になっているキャップ２２１内を、大気圧状態に戻すことができる。

図７は、図５に示す貯留部の移動部４１０の構造例を示している。
この貯留部の移動部４１０は、図５と図７に示す液体貯留部３００をＺ１方向に上昇させることで、図５に示すノズル８１ないし８６内に吐出用液体を充満させるための装置である。貯留部の移動部４１０は、液体貯留部３００を搭載している搭載台４１５、ベース４１６、シリンダ４１７を有している。制御部２００がシリンダ４１７に対して指令することにより、シリンダ４１７のロッド４１８が図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態に伸びる。これによって、搭載台４１５は、ベース４１６に対してＺ１方向に上昇する。

この搭載台４１５は液体貯留部３００をＺ１方向に上昇することで、液体パック１１１ないし１１６の接続部１１１Ａないし１１６Ａを上昇距離Ｈ１だけ上昇させることができる。これによって、ヘッド１１における各ノズル８１ないし８６内での吐出用液体の水頭圧力をノズル内において上昇させて、各ノズル内に吐出用液体を充満させて、各ノズル内における気泡をノズル開口１２１ないし１２６から強制的に外部に排出させることができる。

図５に戻ると、昇降手段２５０は、キャップ２２１をノズル面７０に対して上昇させることにより、図６に示すキャップ２２１の弾性部材２９をノズル面７０に対して密着して、キャップ２２１はノズル面７０の各ノズル開口８１ないし８６を封止することができる。
図５に示すノズル吐出性能維持装置４００は、この他に充填用液体の充填装置４７０を有している。この充填装置４７０は、キャップ２２１内に上部開口２１Ｃを通じて充填用液体を充填するための装置である。

図８は、この充填用液体の充填装置４７０の構造例を示している。充填用液体の充填装置４７０は、溶媒タンク４７１とディスペンサ４７２およびチューブ４７３を有している。ディスペンサ４７２はチューブ４７３に対して溶媒タンク４７１に接続されている。溶媒タンク４７１は、充填用液体の一例としての溶媒を収容している。この溶媒タンク４７１内に収容されている溶媒は、たとえば吐出用液体に使用されていて、吐出用液体と溶解し合う溶媒、一例を挙げれば脱気されたデカンを使用することができる。このような脱気されたデカンのような脱気溶媒を使用することにより、溶媒Ｍがキャップ２２１内に収容された状態では、キャップ２２１内には気泡が混入する恐れが無くなる。
溶媒タンク４７１内の溶媒Ｍは、チューブ４７３とディスペンサ４７２と上部開口２１Ｃを通じてキャップ２２１内に充填される。溶媒Ｍはキャップ２２１内において、弾性部材２９の上端部までいっぱいに充填することで、キャップ２２１内に気泡が混入するのを防ぐ。この溶媒は、デカンの他に純水やγ―ブチロラクトンなどであってもよい。

次に、図５、図７、図８および図９を参照しながら、液滴吐出装置１０におけるノズルの吐出性能維持方法の実施形態について説明する。
まず図８に示すように、キャップ２２１内に、充填用液体の充填装置４７０のディスペンサ４７２を通じて溶媒Ｍが充填される。溶媒Ｍは、弾性部材２９の上端部までいっぱいに充填される。これによって、キャップ２２１内の上端部側に隙間が生じず、キャップ２２１内に気泡が混入するのを防ぐ。溶媒Ｍは脱気したものを用いるので、特に気泡の侵入が防げる。

次に、図１に示すモータ２１Ａが作動して、キャリッジ１９とともにヘッド１１がＸ（−）方向に移動して、ヘッド１１が図９に示すようにキャップ２２１の上方位置に達する。
図７の貯留部の移動部４１０が、図７（Ｂ）に示すように上昇距離Ｈ１だけ液体貯留部３００を上昇することで、液体パック１１１ないし１１６からの吐出用液体の圧力がノズル８１ないし８６内において圧力が高まる。
ノズル面７０はキャップ２２１に対面していて、キャップ２２１はたとえば昇降手段２５０の作動により、図９（Ｂ）に示すようにノズル面７０の各ノズル開口８１ないし８６を封止する。この封止した状態では、ノズル面７０とキャップ２２１の間には、充填用の溶媒Ｍが完全に満たされた状態になり、気泡が混入するのを防いでいる。

このように吐出用液体の圧力を高めた後に、キャップ２２１がノズル面７０を封止した場合には、たとえば図１０に示すように、キャップ２２１の弾性部材２９の押し当て部分２９Ｄが、ノズル面７０に対してある程度の押し圧力で圧接されている。この時に、キャップ２２１内の充填用の溶媒Ｍは、ノズル８１ないし８６側に入り込む現象が生じる。この時に、万が一キャップ２２１内に気泡が存在している場合には、図１１（Ａ）の状態から図１１（Ｂ）に示すように気泡ＡＢがノズル面７０のノズル開口８１ないし８６を通じて内部に入り込むことが考えられる。しかし溶媒Ｍを脱気しておけば、時間はかかるがキャップ内の気泡は無くすことができる。
このように、ノズル面をキャップした後に吐出用液体の加圧はせずに、吐出用液体を加圧した後にノズル面のキャップをする。この理由としては、メニスカスがノズル面よりもノズル内側に形成されているため、そのまま吐出用液体を加圧する前にキャッピングすると、気泡がノズル内に入り込むためである。

図７の例では、貯留部の移動部４１０が液体貯留部３００を上昇することで、ノズル８１ないし８６内の吐出用液体を上昇した物理水頭によって加圧している。また図８においては、充填用液体の充填装置４７０は、いわゆる滴化方式でディスペンサ４７２から溶媒Ｍをキャップ２２１内に充填させる構造を採用している。

図１２（Ａ）は、図７（Ｂ）に示すように、液体貯留部３００が上昇距離Ｈ１だけ上昇した場合に、ノズル開口１２１ないし１２６から吐出用液体４が下方に、より高い圧力により加圧されている状態を示している。図１２（Ｂ）は、そうではなく図７（Ａ）に示すように液体貯留部３００が上昇されておらず、液体パック１１１ないし１１６の接続部１１１Ａないし１１６Ａの高さが、ノズル面７０の高さと一致した場合の例である。
この場合には、ノズル開口１１１ないし１１６内には、Ｚ１方向に凹形状となる吐出用液体４のメニスカス４Ｍが形成されている。

上述した液滴吐出装置１０におけるノズルの吐出性能維持方法を実施する他に、図５に示すノズルの吐出性能維持装置４００は、ノズル面からの吐出用液体の通常の吸引動作も行うことができる。図５に示すように、ノズル面７０がキャップ２２１の上方位置に位置決めされた後に、キャップ２２１が昇降手段２５０により上昇してキャップ２２１の上方位置に位置決めされた後に、キャップ２２１が昇降手段２５０により上昇してキャップ２２１がノズル面を封止した状態で、吸引ポンプ１９が作動することにより、ノズル８１ないし８６内の吐出用液体を、廃液タンク１００側に排出することができる。これによって、ノズル８１ないし８６内のノズル詰まりおよび気泡を完全に排出することができる。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の別の実施形態を示している。図１３の実施形態では、キャップ２２１内に対して充填用の溶媒Ｍが図８の例とは異なり弾性部材２９よりも表面張力により盛り上げた状態で充填されている。この状態で、図１３（Ａ）の状態から図１３（Ｂ）に示すようにキャップ２２１がノズル面７０を封止することによりキャップ２２１とノズル面の間には気泡が入らないようにして封止できる。

図１４は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図１４の実施形態では、キャップ２２１の底面部２２１Ａに対して加熱手段としてのヒータ４８０が内蔵されている。このヒータ４８０は、ヒータ電源４８１からの通電により、キャップ２２１内に充填されている充填用液体としての溶媒Ｍを加熱することができる。ヒータ４８０を設けることによって次のようなメリットがある。仮にノズル８１ないし８６のいずれかが、固化された吐出用液体によりノズル詰まりを起こしている場合には、単純に液体貯留部を上昇させてノズル内の吐出用液体の圧力を上げても、ノズルから固化した液体を吸い出して排出することができないので、ノズル内に気泡が残ってしまう恐れがある。

しかし、脱気した溶媒Ｍがその気泡を徐々に吸収するために、溶媒が固化した吐出用液体と接触する。この溶媒により固化した吐出用液体が再溶解することで、ノズル詰まりを解消することができる。この時に、キャップ２２１にヒータ４８０が設けられていることにより、このような溶媒Ｍによる固化した吐出用液体の再溶解の溶解速度を高めて、素早く溶かすことができる。

図１５は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図１５の実施形態のキャップ２２１は、図８の充填用液体の充填装置４７０の別の実施形態を示している。図１５に示す充填用液体の充填装置４７０は、溶媒タンク４７１が、チューブ４７３を介して、キャップ２２１の底面部２２１Ａの接続部２１Ｆに接続されている。溶媒タンク４７１は、溶媒Ｍを本体２２１の底面部２２１Ａの接続部２１Ｆを通じて内部に充填することができる。
この他に、チューブ４７３は底面部２２１Ａではなく１つの側面部２１Ｂに接続して溶媒Ｍをキャップ２２１内に充填する構造を採用しても勿論構わない。

本発明の実施形態では、吐出用液体充満部は、ノズル内の吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たす。本体内には充填用液体が充填した状態で、本体はノズル面を封止している。これにより、本体がノズル面を封止した状態では、本体内とノズル面の間には充填用液体が充填されていて、気泡が残ることも無い。しかも吐出用液体充満部が、吐出用液体によりノズルを満たすことから、ノズル内には気泡が残らない。この結果、本体内側からノズル側へ気泡が入り込むことは無い。
したがって、ノズル面を封止する本体内において気泡が残らないようにして、ヘッドのノズル詰まりを無くして、ワークにおける描画品質を向上させることができる。

本発明の実施形態では、充填用液体は本体内を満たした状態で、脱気されていることから本体内における充填用液体には気泡が生じない。充填用液体と吐出用液体が同じものであると、物性の変化が無いので充填用液体と吐出用液体を捨てる必要が無い。貯留部の移動部が、吐出用液体の貯留部を上昇させることで、ヘッドのノズル内における吐出用液体の圧力を上げて吐出用液体によりノズル内を満たして気泡をノズルから排出することができる。

上述した実施形態では、図７に示すようにノズル８１ないし８６内における吐出用液体９８０のノズル内における圧力を高めるために、貯留部の移動部４１０が液体貯留部３００を上昇させる構造を採用している。
しかしこれに限らず、たとえば図４に示す吐出用液体充満部６５０を使用してもよい。この吐出用液体充満部６５０は、複数の圧電振動子７８９と駆動部２０１により構成されている。駆動部２０１が制御部２００の指令により、各圧電振動子７８９に対して通常の吐出用液体のノズルからの吐出の際に与える電圧よりも小さい電圧を付与する。これにより、各ノズル８１ないし８６内における吐出用液体のノズル内における圧力を高めることができる。

本発明の実施形態は、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。本発明の実施形態が電気光学装置の製造に用いられることにより、ヘッドのノズル目詰まりを無くして、ワークに対して吐出用液体を吐出することで、ワークにおける描画品質を向上して、優れた電気光学装置が得られる。

図１６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１７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１８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１９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。
本発明の実施形態においては、充填用液体Ｍは、吐出用液体と同じ材質のものを使用してもよい。これにより、ヘッドのノズル内には吐出用液体とは異なる材質のものが混入しない。
本発明の液滴吐出装置の実施形態は、ワークの一例である印刷対象に対して、白黒もしくはカラー印刷（印字）することにも使用できる。この場合には、液体貯留部は、インクカートリッジであり、このインクカートリッジは、１種類もしくは複数種類のインク（たとえばブラック、イエロー、マゼンダ、シアン、ライトシアン、ライトマゼンダ等）を別々に貯留しておく。各インクは液体の一例である。

また上述した実施形態の液滴吐出装置は、インクパックである液体パックがヘッド１１とは別の位置に配置されているいわゆるオフキャリッジタイプのものである。しかしこれに限らずヘッド１１が搭載されているキャリッジに対して液体パックを搭載するいわゆるオンキャリッジタイプの液滴吐出装置であっても勿論構わない。

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。 ヘッドの圧電振動子の例と液体貯留部の構造例を示す図。 液体貯留部、ヘッドおよびノズルの吐出性能維持装置を示す図。 ノズルの吐出性能維持装置のキャップおよびその周辺部分の構造例を示す図。 貯留部の移動部（吐出用液体充満部）の構造例などを示す図。 キャップ内に溶媒が滴化方式で充填される様子を示す図。 溶媒が充填されたキャップがノズル面に対面した状態からノズル面を封止した状態を示す図。 キャップの弾性部材がノズル面に対して押し当てられた状態を示す図。 図１０においてキャップがノズル面に押し当てられた時に仮に気泡がノズル内に進入した状態の例を示す図。 図７の貯留部の移動部によりノズル内の吐出用液体が加圧された状態および加圧されていない状態を示す図。 本発明の別の実施形態でありキャップ内により多くの溶媒が充填されている例を示す図。 本発明の別の実施形態を示す図。 本発明のさらに別の実施形態を示す図。 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、２２１・・・キャップ（本体の一例）、７０・・・ノズル面、８１ないし８６・・・ノズル、１１１ないし１１６・・・ノズル開口、４１０・・・貯留部の移動部（吐出用液体の充満部の一例）、４７０・・・充填用液体の充填装置、Ｍ・・・充填用液体の一例

Claims (11)

1. ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置であって、
   前記ヘッドのノズル面を封止する本体と、
   前記本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たすための吐出用液体充満部と、を有することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記充填用液体は、前記吐出用液体と溶解し合う溶媒であり、前記溶媒は脱気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. 前記充填用液体は、前記吐出用液体と同じものであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記吐出用液体充満部は、前記ヘッドの前記ノズルに接続されている吐出用液体の貯留部を上昇させる貯留部の移動部であ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. 前記吐出用液体充満部は、前記ヘッドの前記ノズルから前記吐出用液体を吐出させるため圧電素子と、前記圧電素子に対して電圧を印加する制御部とにより構成されてい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。
6. ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出する液滴吐出装置における前記ノズルの吐出性能を維持するための維持方法であって、
   本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たすことを特徴とする液滴吐出装置におけるノズルの吐出性能維持方法。
7. 前記充填用液体は、脱気された溶媒を用いることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置におけるノズルの吐出性能維持方法。
8. 前記本体内の前記溶媒を加熱手段により加熱することを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出装置におけるノズルの吐出性能維持方法。
9. ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出することで電気光学装置を製造する製造方法であって、
   本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たし、その後前記本体による前記ノズル面の封止を解除して、前記ワークに対して前記吐出用液体を吐出することで前記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。
10. ヘッドのノズルから吐出用液体をワークに吐出することで製造される電気光学装置であって、
    本体内に充填用液体を充填して前記本体により前記ノズル面を封止する前の状態で、吐出用液体充満部が、前記ノズル内の前記吐出用液体の圧力を上げて前記吐出用液体により前記ノズル内を満たし、その後前記本体による前記ノズル面の封止を解除して、前記ワークに対して前記吐出用液体を吐出することで製造されることを特徴とする電気光学装置。
11. 請求項１０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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