JP2008296112A - 物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡の残留を防止することができ、さらに、分散液中の粒子の沈降による噴射不良の発生を防止することができる物品の製造方法を提供する。
【解決手段】物品の製造方法において、内部流路及びその内部流路に連通する液室に内部流路を介して充填された液体を液滴として噴射する液滴噴射ヘッドに対して、内部流路及び液室に分散媒を充填する工程（ステップＳ２）と、分散媒が充填された液滴噴射ヘッドの内部流路及び液室に分散媒に換えて、粒子を含有する分散液を充填する工程（ステップＳ５）と、分散液が充填された液滴噴射ヘッドにより被塗布物に液滴を塗布する工程（ステップＳ６）とを有することである。
【選択図】図４

Description

本発明は、被塗布物に液滴を噴射して塗布する物品の製造方法に関する。

液滴噴射塗布装置は、画像情報の印刷に加え、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、電子放出表示装置、プラズマ表示装置及び電気泳動表示装置等の様々な平面型表示装置を製造する際の工程に用いられている。

この液滴噴射塗布装置は、基板等の被塗布物に向けてインク等の分散液を複数のノズルからそれぞれ液滴として噴射する液滴噴射ヘッド（例えば、インクジェットヘッド）を備えている。このような液滴噴射塗布装置は、その液滴噴射ヘッドにより被塗布物に複数の液滴を着弾させ、所定の塗布パターンを形成し、様々な物品を製造する。なお、インク等の分散液は、液滴噴射ヘッドが有する複数の液室に内部流路を介して充填されている。

通常、液滴噴射ヘッドに分散液を充填する初期充填（内部流路及び各液室が空の状態である液滴噴射ヘッドに対する充填）を行う場合には、液滴噴射ヘッド充填装置が用いられる。この液滴噴射ヘッド充填装置は、初期充填時、液滴噴射ヘッドの内部流路及び各液室内に気泡が溜まらないように、水頭差やポンプ等により内部流路及び各液室に分散液をゆっくりと送液して充填する。このときの流量は、例えば、１０ｃｃの分散液が３０分から６０分程度かけて徐々に液滴噴射ヘッドの内部流路及び各液室に充填される程度の流量である。

ここで、用いる分散液は、例えば、塗布材料としてスペーサ粒子等の複数の粒子を含む分散液である。この分散液は、分散媒に複数の粒子を分散させて生成されている。なお、スペーサ粒子等の粒子は沈みやすく、その沈降は液滴噴射ヘッドの噴射不良の要因になっている。そこで、複数のスペーサ粒子を含むスペーサ分散液の初期充填後、液滴噴射ヘッドで生じるスペーサ粒子の沈降を防止する印刷方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この印刷方法は、スペーサ分散液を初期充填後、充填済の液滴噴射ヘッドの印刷状態及び待機状態に応じて、その液滴噴射ヘッドに対してスペーサ分散液の排出又はスペーサ分散液の供給排出のどちらか一方を行う方法である。
特開２００６−１２２８１４号公報

しかしながら、初期充填を行う場合には、気泡の残留を防止するため、前述のように分散液をゆっくり充填する必要があるので、その充填中に粒子が沈降しやすく、沈降した複数の粒子によりノズルの目詰まりが発生することがある。このため、液滴噴射ヘッドの不噴射等の噴射不良が発生してしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡の残留を防止することができ、さらに、分散液中の粒子の沈降による噴射不良の発生を防止することができる物品の製造方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、物品の製造方法において、内部流路及びその内部流路に連通する液室に内部流路を介して充填された液体を液滴として噴射する液滴噴射ヘッドに対して、内部流路及び液室に分散媒を充填する工程と、分散媒が充填された液滴噴射ヘッドの内部流路及び液室に分散媒に換えて、粒子を含有する分散液を充填する工程と、分散液が充填された液滴噴射ヘッドにより被塗布物に液滴を塗布する工程とを有することである。

本発明によれば、気泡の残留を防止することができ、さらに、分散液中の粒子の沈降による噴射不良の発生を防止することができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１乃至図４を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る液滴噴射ヘッド充填装置１は、液滴を噴射する液滴噴射ヘッド２に液体として分散媒を供給する液体供給部３と、その液体供給部３を制御する制御部４とを備えている。

液滴噴射ヘッド２は、箱型形状のヘッド本体２ａと、そのヘッド本体２ａに取り付けられたノズルプレート２ｂとを備えている。この液滴噴射ヘッド２としては、例えば、圧電素子を使用する圧電方式の液滴噴射ヘッドを用いる。

ヘッド本体２ａの表面には、図２に示すように、液体供給部３から供給される液体が流入する充填口Ｈ１と、液滴噴射ヘッド２から液体が流出する排出口Ｈ２とが設けられている。これらの充填口Ｈ１及び排出口Ｈ２は、ヘッド本体２ａの同一面であって、ノズルプレート２ｂが設けられた面の反対面Ｍ１に形成されている。

このヘッド本体２ａの内部には、充填口Ｈ１から排出口Ｈ２まで伸びる内部流路Ｆ１と、その内部流路Ｆ１にそれぞれ連通し、内部流路Ｆ１から流入する液体を収容する複数の液室Ｅとが設けられている。

各液室Ｅは、ヘッド本体２ａにおけるノズルプレート２ｂ側に位置付けられ、ノズルプレート２ｂに平行に所定のピッチで２列に並べて設けられている。これらの液室Ｅには、内部流路Ｆ１から液体が流入して充填される。

内部流路Ｆ１は、流路途中で分岐し、再度合流する構造になっており、第１内部流路Ｆ１ａ及び第２内部流路Ｆ１ｂにより構成されている。第１内部流路Ｆ１ａは、ノズルプレート２ｂに向かって伸びる第１流路２１と、その第１流路２１から屈曲して伸び、各液室Ｅに連通する第２流路２２と、その第２流路２２から屈曲して伸び、排出口Ｈ２に連通する第３流路２３とにより構成されている。なお、第２内部流路Ｆ１ｂも、第１内部流路Ｆ１ａと同様に構成されている。

第１流路２１及び第３流路２３はノズルプレート２ｂに対してほぼ垂直に伸びており、第２流路２２はノズルプレート２ｂに対して略平行に伸びている。したがって、第１内部流路Ｆ１ａ及び第２内部流路Ｆ１ｂには、第１流路２１と第２流路２２とが連通する部分である屈曲部がそれぞれ存在し、第２流路２２と第３流路２３とが連通する部分である屈曲部がそれぞれ存在する。

図１に戻り、ノズルプレート２ｂには、各液室Ｅにそれぞれ連通する複数のノズル（貫通孔）Ｎが設けられている。各ノズルＮは、ノズルプレート２ｂに所定のピッチで２列に並べて設けられている。例えば、ノズルＮの数は数十個から数百個程度であり、ノズルＮの直径は数十μｍ程度であり、ノズルＮのピッチ（間隔）は数十μｍから数百μｍ程度である。なお、このノズルプレート２ｂの外面がノズル面Ｍ２となる。

このような液滴噴射ヘッド２は、各液室Ｅに対応させて設けられた複数の圧電素子（図示せず）に対する駆動電圧の印加により、各液室Ｅの容積を変化させ、各液室Ｅに収容された液体を対応するノズルＮから液滴として被塗布物に向けて噴射し、被塗布物の表面に所定のドットパターンを形成する。

ここで、ノズルプレート２ｂには、液滴噴射ヘッド２に対して液体の充填を行う際、全てのノズルＮを塞ぐキャップ（図示せず）が取り付けられることがある。このキャップは、充填中の液体の垂れ流しを防止するための部材であり、液滴噴射ヘッド２に着脱可能に形成されている。なお、ノズルＮの直径が液体の垂れ流しが発生しない程度に小さい場合には、キャップを設ける必要はない。充填中に液体の垂れ流しが発生しないノズルＮの直径は、液体の種類や粘度等の様々な要因に応じて変化する。

液体供給部３は、液体として分散媒を収容するメインタンク３ａと、水頭差ｈを調整するためのバッファタンク（中間タンク）３ｂと、そのバッファタンク３ｂ内の液体量を検出するセンサ３ｃと、液滴噴射ヘッド２に分散媒を供給するための送液ポンプＰ１と、液滴噴射ヘッド２から分散媒をメインタンク３ａに戻すための送液ポンプＰ２とを備えている。

メインタンク３ａは、液滴噴射ヘッド２に充填する分散媒を収容する収容部である。また、バッファタンク３ｂは、その内部に貯留した分散媒の液面と液滴噴射ヘッド２のノズル面Ｍ２との水頭差ｈを利用し、ノズル先端の分散媒の液面（メニスカス）を調整する。これにより、分散媒の漏れ出しや噴射不良が防止される。

ここで、分散媒は、塗布材料としてスペーサ粒子等の複数の粒子を含む分散液を生成する際に、それらの粒子を分散液中に分散させるために用いる液体である。この分散媒が、液滴噴射ヘッド充填装置１により液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び液体を収容する複数の液室Ｅに充填される。なお、スペーサ粒子の大きさは、例えば５μｍ等の数μｍ程度である。また、塗布材料としては、例えば蛍光体等の粒子を用いることもある。

センサ３ｃは、例えば、バッファタンク３ｂ内の分散媒の液面高さを検出する液面センサである。このセンサ３ｃは制御部４に電気的に接続されている。このようなセンサ３ｃは、バッファタンク３ｂ内の分散媒が所定量以下になったことを検出し、その検出信号を制御部４に送信する。なお、センサ３ｃとしては、例えば、反射式のセンサや超音波式のセンサ等を用いる。

メインタンク３ａとバッファタンク３ｂとは、液体が流れる液体供給流路３ｄにより接続されている。この液体供給流路３ｄは、メインタンク３ａとバッファタンク３ｂとを連通し、メインタンク３ａからバッファタンク３ｂに分散媒を供給するための流路である。この液体供給流路３ｄとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

バッファタンク３ｂと液滴噴射ヘッド２とは、液体が流れる液体供給流路３ｅにより接続されている。この液体供給流路３ｅは、バッファタンク３ｂと液滴噴射ヘッド２の充填口Ｈ１とを連通し、バッファタンク３ｂから液滴噴射ヘッド２に分散媒を供給するための流路である。この液体供給流路３ｅとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

液滴噴射ヘッド２とメインタンク３ａとは、液滴噴射ヘッド２の排出口Ｈ２から流出した液体が流れる液体戻し流路３ｆにより接続されている。この液体戻し流路３ｆは、液滴噴射ヘッド２の排出口Ｈ２とメインタンク３ａとを連通し、液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１を通過した分散媒を液滴噴射ヘッド２に戻すための流路である。液体戻し流路３ｆとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

送液ポンプＰ１は液体供給流路３ｄの経路中に設けられており、送液ポンプＰ２は液体戻し流路３ｆの経路中に設けられている。これらの送液ポンプＰ１、Ｐ２が分散媒を送液するための駆動源となり、制御部４に電気的に接続されている。

制御部４は、各部を制御するマイクロコンピュータ、さらに、制御プログラムや各種データ等を記憶する記憶部等を備えており、液滴噴射ヘッド２及び液体供給部３等の各部を制御する。また、制御部４は、例えば、液滴噴射ヘッド２内に充填される液体の流量（流速）が一定になるように送液ポンプＰ１、Ｐ２等を制御する。このときの流量は、例えば、１０ｃｃの分散媒が３０分から６０分程度かけて徐々に液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに充填される程度の流量である。これにより、気泡の残留を防止することができる。なお、流量は、液滴噴射ヘッド２の流路構造や充填する分散媒の種類等に応じて設定される。

次いで、図３に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置５Ａは、被塗布物である基板ＫをＸ軸方向及びＹ軸方向（水平面内で直交する２軸方向）に移動させる基板移動機構６と、液滴噴射ヘッド２を着脱可能に支持してＺ軸方向（水平面に対して直交する軸方向）に移動させるヘッド移動機構７と、そのヘッド移動機構７により支持された液滴噴射ヘッド２に液体として分散液を供給する液体供給部８と、それらの基板移動機構６、ヘッド移動機構７及び液体供給部８を制御する制御部９とを備えている。

基板移動機構６は、基板Ｋを保持する保持テーブル６ａと、その保持テーブル６ａをＸ軸方向に移動させるＸ軸移動テーブル６ｂと、そのＸ軸移動テーブル６ｂをＹ軸方向に移動させるＹ軸移動テーブル６ｃとにより構成されている。この基板移動機構６は制御部９に電気的に接続されている。

保持テーブル６ａは、Ｘ軸移動テーブル６ｂの上面に固定されて設けられている。この保持テーブル６ａは、基板Ｋを吸着する吸着機構（図示せず）を備えており、その吸着機構により上面に基板Ｋを固定して保持する。吸着機構としては、例えばエアー吸着機構等を用いる。

Ｘ軸移動テーブル６ｂは、Ｙ軸移動テーブル６ｃの上面にＸ軸方向に移動可能に設けられている。このＸ軸移動テーブル６ｂは、送りネジ及び駆動モータを用いた送り機構（図示せず）によりＸ軸方向に沿って移動する。

Ｙ軸移動テーブル６ｃは、架台等の上面にＹ軸方向に移動可能に設けられている。このＹ軸移動テーブル６ｃは、送りネジ及び駆動モータを用いた送り機構（図示せず）によりＹ軸方向に沿って移動する。

ヘッド移動機構７は、液滴噴射ヘッド２を支持する支持部材７１と、保持テーブル６ａ上の基板Ｋの塗布面に対して垂直方向、すなわちＺ軸方向に支持部材７１を移動させるＺ軸移動機構７２とにより構成されている。これにより、液滴噴射ヘッド２がＺ軸方向に移動可能となる。

支持部材７１は、取付部材７１ａを介して液滴噴射ヘッド２を支持する部材である。液滴噴射ヘッド２は支持部材７１の基板移動機構６側の面に取付部材７１ａにより取り付けられている。なお、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２がヘッド移動機構７に取り付けられる。

Ｚ軸移動機構７２は、支持部材７１が取り付けられＺ軸方向に移動可能に設けられた移動台７２ａと、その移動台７２ａをＺ軸方向に移動させるための送りネジであるネジ軸７２ｂと、そのネジ軸７２ｂの駆動源となるモータＭとを備えている。このＺ軸移動機構７２は、モータＭの駆動によるネジ軸７２ｂの回転によって移動台７２ａをＺ軸方向に移動させ、支持部材７１に支持された液滴噴射ヘッド２をＺ軸方向に移動させる。

液体供給部８は、液体として分散液を収容するメインタンク８ａと、液滴噴射ヘッド２内の分散液の液圧を負圧にするためのバッファタンク（中間タンク）８ｂと、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２から排出された分散媒を収容する廃液タンク８ｃと、バッファタンク８ｂ内の液体量を検出するセンサ８ｄと、バッファタンク８ｂに分散液を供給するための送液ポンプＰ３と、液滴噴射ヘッド２から排出された液体（分散液又は分散媒）をメインタンク８ａ又は廃液タンク８ｃに戻すための送液ポンプＰ４と、液滴噴射ヘッド２から排出された液体をバッファタンク８ｂに戻すための送液ポンプＰ５と、バッファタンク８ｂ内に負圧を発生させる減圧ポンプＰ６とを備えている。

メインタンク８ａは、液滴噴射ヘッド２に充填する分散液を収容する収容部である。また、バッファタンク８ｂは、液滴噴射ヘッド２内の分散液の液圧を負圧にするためのタンクである。このバッファタンク８ｂは、支持部材７１における液滴噴射ヘッド２が取り付けられた面と反対側の面に載置されて支持部材７１上に設けられている。なお、バッファタンク８ｂは、流路から流入する分散液を内壁面に沿って流し、その内壁面に沿って流れた分散液を貯留する。このとき、流路中に気泡が存在していた場合でも、その気泡は取り除かれる。廃液タンク８ｃは、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２から排出された分散媒を収容する収容部である。

ここで、分散液としては、塗布材料としてスペーサ粒子等の複数の粒子を含む分散液を用いる。この分散液は、分散媒に複数の粒子を分散させて生成されている。すなわち、分散液は、基板Ｋ上に残留物として残留する粒子と、その粒子を分散させる分散媒とにより構成されている。なお、用いる分散媒としては、例えば、前述の液滴噴射ヘッド充填装置１により液滴噴射ヘッド２に充填した分散媒と同じ種類の分散媒を用いる。この場合には、異なる種類の分散媒を用意する必要が無くなるのでコストを抑えることができ、さらに、異なる種類の分散媒が混ざってしまうことを防止することができる。

センサ８ｄは、例えば、バッファタンク８ｂ内の分散液の液面高さを検出する液面センサである。このセンサ８ｄは制御部９に電気的に接続されている。このようなセンサ８ｄは、バッファタンク８ｂ内の分散液が所定量以下になったことを検出し、その検出信号を制御部９に送信する。なお、センサ８ｄとしては、例えば、反射式のセンサや超音波式のセンサ等を用いる。

メインタンク８ａとバッファタンク８ｂとは、液体が流れる液体供給流路８ｅにより接続されている。この液体供給流路８ｅは、メインタンク８ａとバッファタンク８ｂとを連通し、メインタンク８ａからバッファタンク８ｂに分散液を供給するための流路である。この液体供給流路８ｅとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

バッファタンク８ｂと液滴噴射ヘッド２とは、液体が流れる液体供給流路８ｆにより接続されている。この液体供給流路８ｆは、バッファタンク８ｂと液滴噴射ヘッド２の充填口Ｈ１とを連通し、バッファタンク８ｂから液滴噴射ヘッド２に分散液を供給するための流路である。この液体供給流路８ｆとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

液滴噴射ヘッド２とメインタンク８ａ及び廃液タンク８ｃとは、液体が流れる液体戻し流路８ｇにより接続されている。この液体戻し流路８ｇは、液滴噴射ヘッド２の排出口Ｈ２とメインタンク８ａ及び廃液タンク８ｃとを連通し、液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１を通過した分散液を液滴噴射ヘッド２に戻すための流路であって、さらに、液滴噴射ヘッド２から排出された分散媒を廃液タンク８ｃに流すための流路である。液体戻し流路８ｇとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

液滴噴射ヘッド２とバッファタンク８ｂとは、液体が流れる液体戻し流路８ｈにより接続されている。この液体戻し流路８ｈは、液体戻し流路８ｇの途中からバッファタンク８ｂまで伸びており、液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１を通過した分散液をバッファタンク８ｂに戻すための流路である。液体戻し流路８ｇとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

送液ポンプＰ３は液体供給流路８ｅの径路中に設けられており、送液ポンプＰ４は液体戻し流路８ｇの径路中に設けられている。また、送液ポンプＰ５は液体戻し流路８ｈの径路中に設けられている。これらの送液ポンプＰ３、Ｐ４、Ｐ５は、分散媒や分散液等の液体を送液するための駆動源となり、制御部９に電気的に接続されている。

減圧ポンプＰ６は、バッファタンク８ｂに排気パイプ８ｉにより接続されている。減圧ポンプＰ６は、バッファタンク８ｂ内を減圧する減圧部である。また、排気パイプ８ｉの径路中には、圧力制御のためのレギュレータＲ１が設けられている。減圧ポンプＰ６及びレギュレータＲ１は制御部９に電気的に接続されている。このような減圧ポンプＰ６により生じる負圧によって、液滴噴射ヘッド２の各ノズルＮのインク液面（メニスカス）が調整される。これにより、インクの漏れ出しや噴射不良が防止される。

液体戻し流路８ｇの経路中には、バルブＶ１が分岐点Ａ１と送液ポンプＰ４との間に位置付けられて設けられており、さらに、バルブＶ２が分岐点Ａ２とメインタンク８ａとの間に位置付けられて設けられており、加えて、バルブＶ３が分岐点Ａ２と廃液タンク８ｃとの間に位置付けられて設けられている。また、液体戻し流路８ｈの経路中には、バルブＶ４が分岐点Ａ１と送液ポンプＰ５との間に位置付けて設けられている。これらのバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は制御部９に電気的に接続されている。

制御部９は、各部を制御するマイクロコンピュータ、さらに、各種プログラムや各種データ等を記憶する記憶部等を備えており、基板移動機構６、ヘッド移動機構７及び液体供給部８等の各部を制御する。この制御部９の記憶部には、基板Ｋに対する液滴塗布に関する塗布情報等も格納されている。この塗布情報は、塗布パターン（例えば、ドットパターン）、基板Ｋの搬送速度及び噴射タイミング等を含んでおり、基板Ｋに対する塗布動作に関する情報である。

このような制御部９は、基板移動機構６及びヘッド移動機構７により、保持テーブル６ａ上の基板Ｋと液滴噴射ヘッド２との相対位置を色々と変化させることができる。また、制御部９は、例えば、液滴噴射ヘッド２内に充填される液体の流量（流速）が一定になるように送液ポンプＰ３、Ｐ４等を制御する。これにより、液体の流動に起因する気泡の発生を抑えることができる。

次に、前述の液滴噴射ヘッド充填装置１及び前述の液滴噴射塗布装置５Ａを用いた物品の製造方法、すなわち充填動作及び塗布動作について説明する。なお、液滴噴射ヘッド充填装置１の制御部４及び液滴噴射塗布装置５Ａの制御部９は、それぞれ各種のプログラムに基づいて各種の処理を行う。

物品の製造工程は、図４に示すように、液滴噴射ヘッド充填装置１に液滴噴射ヘッド２を取り付ける第１工程（ステップＳ１）と、その液滴噴射ヘッド２に分散媒を充填する第２工程（ステップＳ２）と、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２の噴射検査を行う第３工程（ステップＳ３）と、液滴噴射塗布装置５Ａに分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２を取り付ける第４工程（ステップＳ４）と、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２に分散媒に換えて分散液を充填する第５工程（ステップＳ５）と、分散液充填済の液滴噴射ヘッド２による塗布を行う第６工程（ステップＳ６）とにより構成されている。

第１工程では、液滴噴射ヘッド充填装置１が備える液体供給部３の液体供給流路３ｅを液滴噴射ヘッド２の充填口Ｈ１に接続し、その液体供給部３の液体戻し流路３ｆを液滴噴射ヘッド２の排出口Ｈ２に接続し、液滴噴射ヘッド充填装置１に液滴噴射ヘッド２を取り付ける（図１参照）。

第２工程では、液滴噴射ヘッド充填装置１を用いて液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに対する分散媒の充填を行う（初期充填である第１充填）。液滴噴射ヘッド充填装置１の制御部４は、液体供給部３の送液ポンプＰ１、Ｐ２を制御し、バッファタンク３ｂから液体供給流路３ｅを介して液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに分散媒を充填する。

このとき、制御部４は、例えば、液滴噴射ヘッド２内に充填される分散媒の流量が一定になるように送液ポンプＰ１、Ｐ２等を制御する。例えば、１０ｃｃの分散媒が３０分から６０分程度かけて徐々に液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに充填される。これにより、気泡が内部流路Ｆ１や各液室Ｅ等に残留してしまうことを防止することができる。

なお、前述の初期充填中、制御部４は、センサ３ｃによりバッファタンク３ｂ内の液体量の減少、すなわち液面の低下を検出し、液体量が所定量以下になった場合、送液ポンプＰ１によりメインタンク３ａからバッファタンク３ｂに液体供給流路３ｄを介して分散媒を供給する。これにより、バッファタンク３ｂ内の液量は一定に保たれている。なお、液滴噴射ヘッド２から排出された分散媒は、液体戻し流路３ｆを介してメインタンク３ａに戻される。

第３工程では、液滴噴射ヘッド充填装置１により液滴噴射ヘッド２に検査用の噴射動作を実行させる。液滴噴射ヘッド充填装置１の制御部４は、液滴噴射ヘッド２に対して駆動電圧を印加し、液滴噴射ヘッド２の各液室Ｅの容積を変化させる。これに応じて、液滴噴射ヘッド２は、各液室Ｅに収容された分散媒を対応するノズルＮから液滴として検査用の基板に向けて噴射し、その基板の表面に複数の液滴を着弾させる。その後、検査用基板上の各液滴が検査され、各液滴の着弾位置（着弾ピッチ）や着弾量等が検査される。検査に合格した液滴噴射ヘッド２が次工程に用いられる。

第４工程では、液滴噴射塗布装置５Ａのヘッド移動機構７に液滴噴射ヘッド２を取り付け、液滴噴射塗布装置５Ａが備える液体供給部８の液体供給流路８ｆを液滴噴射ヘッド２の充填口Ｈ１に接続し、その液体供給部８の液体戻し流路８ｇを液滴噴射ヘッド２の排出口Ｈ２に接続する（図３参照）。

第５工程では、液滴噴射塗布装置５Ａを用いて分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに対する分散媒の充填を行う（第２充填）。すなわち、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２から分散媒を排出させ、液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに分散液を充填する（圧送）。液滴噴射塗布装置５Ａの制御部９は、液体供給部８の送液ポンプＰ３、Ｐ４及び各バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を制御し、分散媒充填済の液滴噴射ヘッド２から液体戻し流路８ｇを介して分散媒を廃液タンク８ｃに排出させながら、バッファタンク８ｂから液体供給流路８ｆを介して液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び各液室Ｅに分散液を充填する。

このとき、制御部４は、バルブＶ１及びバルブＶ３を開状態にし、バルブＶ２及びバルブＶ４を閉状態にし、廃液タンク８ｃに分散媒を排出し、所定量の分散媒が廃液タンク８ｃに排出された後（所定時間経過後）、バルブＶ１及びバルブＶ２を開状態にし、バルブＶ３及びバルブＶ４を閉状態にする。また、制御部４は、例えば、液滴噴射ヘッド２内に充填される分散液の流量が一定になるように送液ポンプＰ３、Ｐ４等を制御する。ここで、液滴噴射ヘッド２には、初期充填で分散媒が充填されているので、充填する分散液の流量（流速）を前述の第２工程の流量に比べて速く設定することができる。

なお、分散液の充填中、制御部９は、センサ８ｄによりバッファタンク８ｂ内の液体量の減少、すなわち液面の低下を検出し、液体量が所定量以下になった場合、送液ポンプＰ３によりメインタンク８ａからバッファタンク８ｂに液体供給流路８ｅを介して分散液を供給する。これにより、バッファタンク８ｂ内の液量は一定に保たれている。なお、液滴噴射ヘッド２から排出された分散液は、液体戻し流路８ｇを介してメインタンク８ａに戻される。

第６工程では、液滴噴射塗布装置５Ａにより液滴噴射ヘッド２に塗布用の噴射動作（塗布動作）を実行させる。液滴噴射塗布装置５Ａの制御部９は、基板移動機構６を制御し、基板Ｋを例えばＸ軸方向に移動させながら、液滴噴射ヘッド２に対して駆動電圧を印加し、液滴噴射ヘッド２の各液室Ｅの容積を変化させる。これに応じて、液滴噴射ヘッド２は、各液室Ｅに収容された分散液を対応するノズルＮから液滴として塗布用の基板Ｋに向けて噴射し、その基板Ｋの表面に複数の液滴を順次塗布する。これにより、多数の粒子（例えば、スペーサ粒子）が基板Ｋの表面上に均一に塗布され、表示パネル等の物品が製造される。

このとき、制御部９は、液体供給部８の送液ポンプＰ５及び各バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を制御し、分散液充填済の液滴噴射ヘッド２から液体戻し流路８ｈを介して分散液をバッファタンク８ｂに戻す。なお、制御部９は、噴射動作を行う場合、バルブＶ４を開状態にし、バルブＶ１、バルブＶ２及びバルブＶ３を閉状態にし、基板Ｋの載置や段取り替え等の待機動作を行う場合、バルブＶ１、バルブＶ２及びバルブＶ４を開状態にし、バルブＶ３を閉状態にする。

このようにして、初期充填時には、分散媒がゆっくりと（例えば、１０ｃｃの分散媒を３０分から６０分程度かけて充填する程度の流量で）充填され、その後、塗布材料である粒子を含有する分散液が充填される。したがって、初期充填では、分散媒がゆっくりと充填されるので初期充填時の気泡の残留が抑えられ、加えて、分散媒のみが充填されるので初期充填時の粒子の沈降も防止される。これにより、気泡の残留を防止することができ、さらに、分散液中の粒子の沈降による液滴噴射ヘッド２の噴射不良の発生を防止することができる。

また、分散液は流路を循環し、さらに、液滴噴射ヘッド２内の分散液のインク循環は常時行われているので、分散液に含まれる粒子の沈降を抑えることが可能である。これにより、粒子の沈降に起因する液滴噴射ヘッド２の噴射不良の発生を防止することができる。加えて、バッファタンク８ｂでは、流入したインクが内壁面に沿って流れて貯留される。このとき、液体供給流路８ｅ中に気泡が存在していた場合でも、その気泡は取り除かれる。これにより、気泡に起因する液滴噴射ヘッド２の噴射不良の発生を防止することができる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び液室Ｅに分散媒を充填し、その分散媒が充填された液滴噴射ヘッド２の内部流路Ｆ１及び液室Ｅに分散媒に換えて分散液を充填し、その分散液が充填された液滴噴射ヘッド２により被塗布物である基板Ｋに液滴を塗布することによって、初期充填時に分散媒がゆっくりと充填され、その後、塗布材料である粒子を含有する分散媒が充填される。したがって、初期充填時に分散媒がゆっくりと充填されることから、気泡が残留することが抑えられ、加えて、初期充填時に粒子が沈降することもなくなる。これにより、気泡の残留を防止することができ、さらに、分散液中の粒子の沈降による液滴噴射ヘッド２の噴射不良の発生を防止することができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図５を参照して説明する。本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分について説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同一部分に同一符号を付し、その説明も省略する。

図５に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置５Ｂは、基板移動機構６、ヘッド移動機構７、液体供給部８及び制御部９に加え、液体供給部８に対して数種類の分散液（粒子濃度が異なる複数の分散液）を選択的に供給する分散液供給部１０を備えている。

分散液供給部１０は、第１分散液を収容する分散液タンク１０ａと、第２分散液を収容する分散液タンク１０ｂと、液体供給部８のバッファタンク８ｂ内の液体の粒子濃度を検出する濃度センサ１０ｃと、それらの分散液タンク１０ａ、１０ｂから分散液を液体供給部８のバッファタンク８ｂに供給するための送液ポンプＰ７とを備えている。

各分散液タンク１０ａ、１０ｂは、バッファタンク８ｂに供給する分散液をそれぞれ収容する収容部である。これらの各分散液タンク１０ａ、１０ｂ内の分散液は、粒子沈降を防ぐために常時攪拌されている。ここで、第１分散液及び第２分散液は、それぞれ粒子濃度が異なる分散液である。なお、例えば、第１分散液の粒子濃度は第２分散液の粒子濃度より高い。

濃度センサ１０ｃは、バッファタンク８ｂ内の液体の粒子濃度を検出する検出部である。この濃度センサ１０ｃは制御部９に電気的に接続されている。このような濃度センサ１０ｃは、バッファタンク８ｂ内の液体の粒子濃度を検出し、その検出信号を制御部９に送信する。なお、濃度センサ１０ｃとしては、例えば、透過光や散乱光等を検出する光学センサ等を用いる。

各分散液タンク１０ａ、１０ｂとバッファタンク８ｂとは、分散液が流れる分散液供給流路１０ｄにより接続されている。この分散液供給流路１０ｄは、各分散液タンク１０ａ、１０ｂとバッファタンク８ｂとを連通し、各分散液タンク１０ａ、１０ｂからバッファタンク８ｂに分散液を供給するための流路である。この分散液供給流路１０ｄとしては、例えばチューブやパイプ等を用いる。

送液ポンプＰ７は分散液供給流路１０ｄの径路中に設けられている。この送液ポンプＰ７は、分散液を送液するための駆動源となり、制御部９に電気的に接続されている。また、分散液供給流路１０ｄの経路中には、バルブＶ５が分散液タンク１０ａと分岐点Ｂ１との間に位置付けられて設けられており、さらに、バルブＶ６が分散液タンク１０ｂと分岐点Ｂ１との間に位置付けられて設けられている。これらのバルブＶ５、Ｖ６も制御部９に電気的に接続されている。

このような液滴噴射塗布装置５Ｂを用いる第５工程（前述の実施の形態に係る第５工程）では、分散液供給部１０によりバッファタンク８ｂ内の分散液、すなわち液滴噴射ヘッド２内の分散液の粒子濃度を所定範囲内に入れるように調整する。液滴噴射塗布装置５Ｂの制御部９は、濃度センサ１０ｃによりバッファタンク８ｂ内の分散液の粒子濃度を検出し、粒子濃度が所定範囲外になった場合、その粒子濃度に応じてバルブＶ５又はバルブＶ６を開け、送液ポンプＰ７により分散液タンク１０ａ、１０ｂからバッファタンク８ｂに分散液供給流路１０ｄを介して分散液を供給する。

粒子濃度が所定範囲より低い場合には、粒子濃度が高い第１分散液をバッファタンク８ｂに供給し、粒子濃度が所定範囲より高い場合には、粒子濃度が低い第２分散液をバッファタンク８ｂに供給する。なお、分散液の供給後、すなわち所定時間経過後には、開状態のバルブＶ５又はバルブＶ６を閉状態にし、一定時間分散液を循環させ、再度、濃度センサ１０ｃによる粒子濃度の検出を行い、前述の分散液供給動作を繰り返す。これにより、充填する分散液の粒子濃度が所定範囲内に入るように調整される。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、分散液の粒子濃度を検出し、検出した粒子濃度に応じて、バッファタンク８ｂ内の分散液にその分散液と粒子濃度が異なる分散液を加えることによって、充填する分散液の粒子濃度が所定範囲内に入るように調整されるので、基板Ｋの表面上に均一に粒子を塗布することが可能になる。これにより、物品の製造不良の発生を抑えることができ、さらに、信頼性が高い物品を得ることができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、塗布動作時に液滴噴射ヘッド２に対して基板Ｋを移動させるようにしているが、これに限るものではなく、基板Ｋに対して液滴噴射ヘッド２を移動させるようにしてもよく、液滴噴射ヘッド２と基板Ｋとを相対移動させるようにすればよい。

さらに、前述の実施の形態においては、液滴噴射ヘッド２を１つだけ設けているが、これに限るものではなく、液滴噴射ヘッド２を複数台設けるようにしてもよく、その数は限定されない。

加えて、前述の実施の形態においては、液滴噴射ヘッド充填装置１と液滴噴射塗布装置５Ａ、５Ｂとを個別に設けているが、これに限るものではなく、例えば、液滴噴射ヘッド充填装置１を液滴噴射塗布装置５Ａ、５Ｂに組み込んで一体に構成するようにしてもよい。

また、前述の第２の実施の形態においては、バッファタンク８ｂに濃度センサ１０ｃを設け、バッファタンク８ｂ内の分散液の粒子濃度を検出しているが、これに限るものではなく、例えば、液体戻し流路８ｇ等の流路に設け、流路を通過する分散液の粒子濃度を検出するようにしてもよい。

さらに、前述の第２の実施の形態においては、２つの分散液タンク１０ａ、１０ｂを設けているが、これに限るものではなく、例えば分散液タンクを１つにしてもよく、あるいは、分散液タンクを３つ以上にしてもよく、その数は限定されない。また、複数台の分散液タンクを設けた場合には、それらの粒子濃度が異なる分散液を選択的に混合し、その混合した分散液を供給するようにしてもよい。

最後に、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態に係る液滴噴射ヘッド充填装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示す液滴噴射ヘッド充填装置に取り付けられる液滴噴射ヘッドの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置の概略構成を示す模式図である。 物品の製造方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

２…液滴噴射ヘッド、Ｅ…液室、Ｆ１…内部流路、Ｋ…被塗布物（基板）、Ｓ２…工程（ステップ）、Ｓ５…工程（ステップ）、Ｓ６…工程（ステップ）、

Claims (2)

1. 内部流路及びその内部流路に連通する液室に前記内部流路を介して充填された液体を液滴として噴射する液滴噴射ヘッドに対して、前記内部流路及び前記液室に分散媒を充填する工程と、
   前記分散媒が充填された前記液滴噴射ヘッドの前記内部流路及び前記液室に前記分散媒に換えて、粒子を含有する分散液を充填する工程と、
   前記分散液が充填された前記液滴噴射ヘッドにより被塗布物に前記液滴を塗布する工程と、
   を有することを特徴とする物品の製造方法。
2. 前記分散液を充填する工程では、前記分散液の粒子濃度を検出し、検出した前記粒子濃度に応じて、前記分散液に前記分散液と粒子濃度が異なる分散液を加えることを特徴とする請求項１記載の物品の製造方法。

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