JP3982393B2 - 液滴吐出装置、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、インクジェットプリンターが主に民生用のプリンターとして広く用いられている。このインクジェットプリンターのインクジェット方式(液滴吐出方式)を応用した産業用の液滴吐出装置(インクジェット描画装置)が提案されている。この産業用の液滴吐出装置は、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機EL装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに使用される。
産業用の液滴吐出装置では、基板等の対象物が大型になるとともに、大量生産を目的とするので、ヘッドから吐出するインク等の吐出液の消費量が非常に多くなる。
【0003】
従来の液滴吐出装置では、インク消費量の増大に対応するため、装置本体外に、複数のインクジェットヘッドにインクを供給する二次タンク(サブタンク)と、二次タンクにインクを補充する一次タンク(メインタンク)とを設置し、一次タンクを交換可能としている(例えば、特許文献1参照)。二次タンク内では、各インクジェットヘッドからの液滴吐出状態を良好に維持するために、インクジェットヘッドのノズル部に対するインクの液面高さ(水頭差)を調節することにより、各インクジェットヘッドに供給されるインクの圧力が調整される。
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の液滴吐出装置では、二次タンクがインクジェットヘッドから遠く離れた装置本体外に設置され、長いチューブ(インクチューブ群206)を介して各インクジェットヘッドに接続されているので、各インクジェットヘッド内でのインクの圧力の調整を精度良く行うことが困難であるという問題がある。
【0005】
また、各インクジェットヘッドと、遠く離れたところにある二次タンクとの間が、インクジェットヘッドと同数の多数のインクチューブ群206で接続されているので、このインクチューブ群206内の容積が大きい。よって、インク(吐出液)を異種のものに交換する際などには、インクチューブ群206内にある多量のインク(吐出液)が無駄になるという問題がある。
さらに、インクチューブ群206を交換する作業が煩雑で、各々のチューブの接続位置を間違えないように接続するのに多大な手間と時間を要するという問題もある。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−150733号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドから安定した液滴の吐出を行うことができ、また、吐出液の交換時において、吐出液の無駄が少なく、配管の交換作業も容易に行うことができる液滴吐出装置、かかる液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置、かかる液滴吐出装置を用いる電気光学装置の製造方法、および、かかる電気光学装置を備える電子機器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出装置は、装置本体と、
ワークを載置可能なワーク載置部と、
ワークに対して液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを有するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを前記ワーク載置部側の面にて支持するヘッドユニット支持体と、
前記ワーク載置部と前記ヘッドユニット支持体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記各液滴吐出ヘッドから吐出する吐出液を貯留し、交換および/または吐出液の補充が可能な少なくとも1つの一次タンクを有する一次タンク系と、
前記ヘッドユニット支持体に対し、前記ワーク載置部側と対向する面にて、前記ヘッドユニットより高い位置に独立して、固定的に設置され、前記一次タンクから吐出液が流入する二次タンクと、
前記一次タンク系と前記二次タンクとを接続し、前記一次タンク系から前記二次タンクに吐出液を供給する一次流路と、
前記二次タンクと前記ヘッドユニットとを接続し、前記二次タンクから前記各液滴吐出ヘッドにそれぞれ吐出液を供給する複数本の二次流路と、
前記二次タンク内の圧力を制御する圧力制御ユニットとを備え、
前記一次流路の本数が前記二次流路の本数より少なく、
前記二次タンク内の圧力は、前記圧力制御ユニットによって制御され、該二次タンク内で圧力制御された吐出液が、前記各二次流路を通って前記各液滴吐出ヘッドに供給され、
前記一次タンク系と前記二次タンクとが前記一次流路により接続され、かつ前記二次タンクと前記ヘッドユニットとが前記二次流路により接続された状態で、前記ワークに対して前記液滴が吐出されるよう構成されていることを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドから安定した液滴の吐出を行うことができ、また、吐出液の交換時において、吐出液の無駄が少なく、配管の交換作業も容易に行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
また、二次タンクの配置の自由度が高く、省スペース化が図れる。
【0010】
本発明の液滴吐出装置は、前記一次流路の本数が1本であることが好ましい。
これにより、吐出液の無駄をさらに少なく、配管の交換作業もさらに容易に行うことができる。
本発明の液滴吐出装置は、前記各二次流路の途中にそれぞれ設置され、流路を遮断可能な遮断弁をさらに備えることが好ましい。
これにより、二次タンク内の圧力を調整する圧力制御ユニットの非作動時に、吐出液が二次タンクから液滴吐出ヘッドに流れ続けるのを防止することができる。
【0011】
本発明の液滴吐出装置は、前記ワーク載置部と前記ヘッドユニット支持体とを相対的に移動させつつ前記各液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することにより、前記ワークに所定のパターンを形成することが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成(描画)することができる。
【0012】
本発明の液滴吐出装置は、前記ヘッドユニット支持体を前記装置本体に対し移動させる移動機構をさらに備えることが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成(描画)することができる。
本発明の液滴吐出装置は、前記ワーク載置部を前記装置本体に対し移動させる移動機構をさらに備えることが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成(描画)することができる。
本発明の電気光学装置は、本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、高い精度でパターンが形成(描画)された高性能の部品を備えるとともに、製造コストの低い電気光学装置を提供することができる。
【0013】
本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。
これにより、ワークに対するパターンの形成(描画)を高い精度で行うことができるとともに、製造コストの低減が図れる電気光学装置の製造方法を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、高い精度でパターンが形成(描画)された高性能の部品を備えるとともに、製造コストの低い電子機器を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1および図2は、それぞれ、本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図および側面図、図9は、図1および図2に示す液滴吐出装置におけるタンク収納部を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、水平な一方向(図1および図2中の左右方向に相当する方向)を「Y軸方向」と言い、このY軸方向に垂直であって水平な方向(図1中の上下方向に相当する方向)を「X軸方向」と言う。また、Y軸方向であって図1および図2中の右方向への移動を「Y軸方向に前進」、Y軸方向であって図1および図2中の左方向への移動を「Y軸方向に後退」と言い、X軸方向であって図1中の下方向への移動を「X軸方向に前進」、X軸方向であって図1中の上方向への移動を「X軸方向に後退」と言う。
【0015】
これらの図に示す液滴吐出装置(インクジェット描画装置)1は、ワークとしての基板Wに対し、例えばインクや、目的とする材料を含む機能液等の液体(吐出液)をインクジェット方式(液滴吐出方式)により微小な液滴の状態で吐出して所定のパターンを形成(描画)する装置であり、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機EL装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに用いることができる産業用の液滴吐出装置である。
【0016】
液滴吐出装置1が対象とする基板Wの素材は、特に限定されず、板状の部材(ワーク)であればいかなるものでもよいが、例えば、ガラス基板、シリコン基板、フレキシブル基板等を対象とすることができる。また、本発明では、液滴吐出装置が対象とするワークは板状部材に限らずいかなるものでもよく、例えばレンズをワークとし、このレンズに液滴を吐出することにより光学薄膜等のコーティングを形成する液滴吐出装置などにも適用することができる。また、本発明は、比較的大型のワーク(例えば、長さ、幅がそれぞれ数十cm〜数m程度のもの)にも対応することができる比較的大型の液滴吐出装置1に特に好ましく適用することができる。
【0017】
この液滴吐出装置1は、装置本体2と、基板テーブル(ワーク載置部)3と、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)111を有するヘッドユニット11と、液滴吐出ヘッド111のメンテナンスをするメンテナンス装置12と、タンク収納部13と、基板Wにガスを吹き付けるブロー装置14と、基板テーブル3の移動距離を測定するレーザー測長器15と、制御装置16と、ドット抜け検出ユニット19とを備えている。
【0018】
液滴吐出ヘッド111から吐出する液体としては、特に限定されず、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインクの他、例えば以下のような各種の材料を含む液体(サスペンション、エマルション等の分散液を含む)とすることができる。・有機EL(electroluminescence)装置におけるEL発光層を形成するための発光材料。・電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料。・PDP(Plasma Display Panel)装置における蛍光体を形成するための蛍光材料。・電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料。・基板Wの表面にバンクを形成するためのバンク材料。・各種コーティング材料。・電極を形成するための液状電極材料。・2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料。・金属配線を形成するための液状金属材料。・マイクロレンズを形成するためのレンズ材料。・レジスト材料。・光拡散体を形成するための光拡散材料。
【0019】
図2に示すように、装置本体2は、床上に設置された架台21と、架台21上に設置された石定盤22とを有している。石定盤22の上には、基板テーブル3が装置本体2に対しY軸方向に移動可能に設置されている。基板テーブル3は、リニアモータ101の駆動により、Y軸方向に前進・後退する。基板Wは、基板テーブル3上に載置される。
【0020】
液滴吐出装置1では、基板テーブル3と同程度の大きさの比較的大型の基板Wから、基板テーブル3より小さい比較的小型の基板Wまで、様々な大きさおよび形状の基板Wを対象にすることができる。基板Wは、原則としては基板テーブル3と中心を一致させるように位置決めした状態で液滴吐出動作をすることが好ましいが、比較的小型の基板Wの場合には、基板テーブル3の端に寄せた位置に位置決めして液滴吐出動作をしてもよい。
【0021】
図1に示すように、基板テーブル3のX軸方向に沿った2つの辺の付近には、それぞれ、基板Wに対する液滴吐出(描画)前に液滴吐出ヘッド111から捨て吐出(フラッシング)された吐出液滴を受ける描画前フラッシングユニット104が設置されている。描画前フラッシングユニット104には、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通り、後述する排液装置18により回収される。
【0022】
基板テーブル3のY軸方向の移動距離は、移動距離検出手段としてのレーザー測長器15により測定される。レーザー測長器15は、装置本体2に設置されたレーザー測長器センサヘッド151、プリズム152およびレーザー測長器本体153と、基板テーブル3に設置されたコーナーキューブ154とを有している。レーザー測長器センサヘッド151からX軸方向に沿って出射したレーザー光は、プリズム152で屈曲してY軸方向に進み、コーナーキューブ154に照射される。コーナーキューブ154での反射光は、プリズム152を経て、レーザー測長器センサヘッド151に戻る。液滴吐出装置1では、このようなレーザー測長器15によって検出された基板テーブル3の移動距離(現在位置)に基づいて、液滴吐出ヘッド111からの吐出タイミングが生成される。
【0023】
また、装置本体2には、ヘッドユニット11を支持するヘッドユニット支持体(メインキャリッジ)102が、基板テーブル3の上方空間においてX軸方向に移動可能に設置されている。複数の液滴吐出ヘッド111を有するヘッドユニット11は、リニアモータとガイドとを備えたリニアモータアクチュエータ103の駆動により、ヘッドユニット支持体102とともにX軸方向に前進・後退する。
【0024】
本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド111のいわゆる主走査は、基板テーブル3をY軸方向に移動しつつ、レーザー測長器15を用いて生成した吐出タイミングに基づいて、液滴吐出ヘッド111の駆動(吐出液滴の選択的吐出)を行う。また、これに対応して、いわゆる副走査は、ヘッドユニット11(液滴吐出ヘッド111)のX軸方向への移動により行われる。
【0025】
また、装置本体2には、基板W上に吐出された液滴を乾燥させるブロー装置14が設置されている。ブロー装置14は、X軸方向に沿ってスリット状に開口するノズルを有しており、基板Wを基板テーブル3によりY軸方向に搬送しつつ、このノズルより基板Wへ向けてガスを吹き付ける。本実施形態の液滴吐出装置1では、Y軸方向に互いに離れた個所に位置する2個のブロー装置14が設けられている。
【0026】
メンテナンス装置12は、架台21および石定盤22の側方に設置されている。このメンテナンス装置12は、ヘッドユニット11の待機時に液滴吐出ヘッド111をキャッピングするキャッピングユニット121と、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面をワイピングするクリーニングユニット122と、液滴吐出ヘッド111の定期的なフラッシングを受ける定期フラッシングユニット123と、重量測定ユニット125とを有している。
【0027】
また、メンテナンス装置12は、Y軸方向に移動可能な移動台124を有しており、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122、定期フラッシングユニット123および重量測定ユニット125は、移動台124上にY軸方向に並んで設置されている。ヘッドユニット11がメンテナンス装置12の上方に移動した状態で移動台124がY軸方向に移動することにより、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122、定期フラッシングユニット123および重量測定ユニット125のいずれかが液滴吐出ヘッド111の下方に位置し得るようになっている。ヘッドユニット11は、待機時にはメンテナンス装置12の上方に移動し、キャッピング、クリーニング(ワイピング)および定期フラッシングを所定の順番で行う。
【0028】
キャッピングユニット121は、複数の液滴吐出ヘッド111のそれぞれに対応するように配置された複数のキャップとこれらキャップを昇降させる昇降機構とを有している。ヘッドユニット11の待機時には、このキャップで液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を覆うことにより、ノズル形成面が乾燥するのを防止することができる。また、キャッピングユニット121によるキャッピングは、ヘッドユニット11に吐出液を初期充填する際や、吐出液を異種のものに交換する場合にヘッドユニット11から吐出液を排出する際、洗浄液により流路を洗浄する際などにも行われる。
【0029】
キャッピングユニット121には、各キャップに通じる吸引チューブ(図示せず)が接続されており、キャッピング中に液滴吐出ヘッド111から吐出された吐出液は、この吸引チューブを通り、後述するキャッピング排液装置17により回収され、再利用に供される。ただし、流路の洗浄時に回収した洗浄液は再利用しない。
【0030】
クリーニングユニット122は、洗浄液(例えば、吐出液を溶解可能な溶剤など)を含ませたワイピングシートをローラーにより走行させ、このワイピングシートにより液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を拭き取り、清掃するよう作動するものである。
定期フラッシングユニット123は、ヘッドユニット11の待機時のフラッシングに使用されるものであり、液滴吐出ヘッド111が捨て吐出した吐出液滴を受けるものである。定期フラッシングユニット123には、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通り、後述する排液装置18により回収される。
【0031】
重量測定ユニット125は、基板Wに対する液滴吐出動作の準備段階として、液滴吐出ヘッド111からの1回の液滴吐出量(重量)を測定するのに利用するものである。すなわち、基板Wに対する液滴吐出動作前、ヘッドユニット11は、重量測定ユニット125の上方に移動し、各液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルから1回または複数回液滴を重量測定ユニット125に対し吐出する。重量測定ユニット125は、吐出された液滴を受ける液受けと、電子天秤等の重量計とを備えており、吐出された液滴の重量を計測する。または、液受けを取り外して装置外部の重量計で計測してもよい。後述する制御装置16は、その重量計測結果に基づいて、吐出ノズルにおける1回の吐出液滴の量(重量)を算出し、その算出値が予め定められた設計値に等しくなるように、液滴吐出ヘッド111を駆動するヘッドドライバの印加電圧を補正する。
【0032】
ドット抜け検出ユニット19は、石定盤22上における基板テーブル3の移動領域と重ならない場所であって、ヘッドユニット11の移動領域の下方に位置する場所に固定的に設置されている。ドット抜け検出ユニット19は、液滴吐出ヘッド111のノズルの目詰まりが原因となって生じるドット抜けを検出するものであり、例えばレーザー光を投光・受光する投光部および受光部を備えている。ドット抜け検出を行う際には、ヘッドユニット11がドット抜け検出ユニット19の上方空間をX軸方向に移動しつつ、各ノズルから液滴を捨て吐出し、ドット抜け検出ユニット19は、この捨て吐出された液滴に対し投光・受光を行って、目詰まりしているノズルの有無および個所を光学的に検出する。この際に液滴吐出ヘッド111から吐出された吐出液は、ドット抜け検出ユニット19が備える受け皿に溜まり、この受け皿の底部に接続された吸引チューブ(図示せず)を通って、後述する排液装置18により回収される。
【0033】
装置本体2およびメンテナンス装置12の近傍には、ラック(棚)131を有するタンク収納部13が設置されている。図9に示すように、タンク収納部13のラック131には、液滴吐出ヘッド111から吐出する吐出液を貯留する第1の一次タンク401および第2の一次タンク402と、クリーニングユニット122に供給する洗浄液を貯留する第1の洗浄液タンク501および第2の洗浄液タンク502と、キャッピングユニット121から回収された排液を貯留する第1の再利用タンク171および第2の再利用タンク172と、描画前フラッシングユニット104、定期フラッシングユニット123およびドット抜け検出ユニット19において液滴吐出ヘッド111より捨て吐出された排液を貯留する第1の排液タンク181および第2の排液タンク182(図9中では図示を省略)とがそれぞれ設置(収納)されている。
【0034】
第1の一次タンク401、第2の一次タンク402は、それぞれ、空になったときに吐出液を補充したり、満杯になっているタンクに交換したりすることができるようになっている。なお、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402は、交換(着脱)と、吐出液の補充との少なくとも一方が行えるようになっていればよい。
【0035】
同様に、第1の洗浄液タンク501、第2の洗浄液タンク502も、それぞれ、交換または洗浄液の補充を行うことができるようになっている。また、第1の再利用タンク171、第2の再利用タンク172、第1の排液タンク181および第2の排液タンク182は、それぞれ、満杯になったときに空のタンクへの交換または排液の抜き取りを行うことができるようになっている。
【0036】
制御装置(制御手段)16は、液滴吐出装置1の各部の作動を制御するものであり、CPU(Central Processing Unit)と、液滴吐出装置1の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶(格納)する記憶部とを有している。図示の構成では、制御装置16は、後述するチャンバ91の外部に設置されている。
【0037】
このような液滴吐出装置1(制御装置16を除く)は、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402を含めて、好ましくは、内部の温度および湿度が管理されるチャンバ91に収容(収納)されている。すなわち、液滴吐出装置1は、温度および湿度が管理された環境下で稼動する。これにより、基板W上に吐出液滴によるパターンを形成(描画)するに当たり、液滴吐出装置1の各部や基板Wが温度変化によって熱膨張・熱収縮することによる誤差を生じるのを防止することができるので、高い精度でパターンの形成(描画)を行うことができる。
【0038】
また、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402に貯留された吐出液の温度が管理(調節)される結果、吐出液の粘度等の特性が安定することから、液滴吐出ヘッド111からの液滴吐出状態が安定するので、さらに高い精度でパターンの形成(描画)を行うことができる。また、チャンバ91内へのチリ、ホコリ等の侵入を防止することもでき、基板Wを清浄に維持した状態でパターンの形成(描画)を行うことができる。
【0039】
チャンバ91は、主室(第1の部屋)913と、副室(第2の部屋)916とを有している。主室913と副室916とは、隔壁914および915により隔てられている。主室913内には、液滴吐出装置1が収容されており、副室916内には、タンク収納部913が収容されている。すなわち、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402は、チャンバ91内において液滴吐出装置1と別個の部屋である副室916に収容されている。
【0040】
副室916には、チャンバ91の外部に対する開閉扉(開閉部)918が設けられている(図1参照)。なお、副室916の開閉部は、開閉扉918のような開き戸に限らず、引き戸、シャッターなどでもよい。また、隔壁914には、主室913と副室916とを連通する連通部(開口)917が形成されている。また、副室916には、副室916内の気体を排出する排気口が形成され、この排気口には、外部へ伸びる排気ダクト94が接続されている。
【0041】
このようなチャンバ91を備えるチャンバ装置9は、さらに、チャンバ91内の温度および湿度を調節(管理)する空調装置92を備えている。空調装置92は、公知のエアーコンディショナー装置を内蔵しており、温度および湿度を調節した空気(気体)を導入ダクト93を通してチャンバ91の天井裏911に送り込む。天井裏911に送り込まれた空気は、フィルタ912を透過して、チャンバ91の主室913に導入される。主室913内に導入された空気は、連通部917を通って副室916に流入し、副室916内を経由して排気ダクト94(排気口)により外部へと排出される。
【0042】
このような構成により、空調装置92によって温度および湿度が調節された空気が主室913および副室916の隅々まで確実に流入するので、簡単な構造で、液滴吐出装置1の周囲と、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402の周囲との双方の温度および湿度を管理することができる。また、吐出液から発生する有害ガスをチャンバ91の外部に排出することができ、安全性が高い。
【0043】
本実施形態では、第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の交換や吐出液の補充を行う際には、開閉扉918を開くことにより、主室913を外部に開放することなく、これを行うことができる。これにより、一次タンクの交換時や吐出液の補充時に、液滴吐出装置1の周囲(環境)の管理された温度および湿度を乱すことがないので、一次タンクの交換や吐出液の補充を行った直後でも、高い精度でパターンの形成(描画)を行うことができる。また、一次タンクの交換や吐出液の補充を行った後、主室913内の温度や液滴吐出装置1の各部の温度が管理された値に戻るのを待たずに済むので、スループット(生産能率)の向上が図れる。このようなことから、基板W等のワークを高い精度で量産するのに極めて有利であり、製造コストの低減が図れる。
【0044】
また、本実施形態では、洗浄液タンクの交換や、洗浄液の補充、排液を貯留するタンクの交換、排液の抜き取り等の作業を行う場合でも、同様に、液滴吐出装置1の周囲(環境)の管理された温度および湿度を乱すことがないので、その作業の直後から高い精度でパターンの形成(描画)を行うことができ、スループット(生産能率)のさらなる向上が図れる。
【0045】
なお、排気ダクト94には、好ましくは流速センサ(図示せず)が設置されている。制御装置16は、この流速センサの検出結果に基づいて、常時、必要排気量が確保されているか監視しており、異常があった場合には、警報音、音声、操作パネル(図示せず)への表示などの方法により、その旨をオペレータに報知する。
【0046】
また、チャンバ91内には、空気以外のガス(例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスなど)を温度および湿度を調節して供給・充填し、このガスの雰囲気中で液滴吐出装置1を稼動することとしてもよい。
また、副室916に設けられた外部に対する開閉部は、戸が二重または三重以上になっていて、それらの戸と戸の間に別個の部屋(空間)が形成されるようなものでもよい。
また、チャンバ91は、その内部の温度、湿度のいずれか一方が管理(調節)されるものであればよい。
また、本実施形態では、一次タンクを2個備えているが、一次タンクは、1個でも3個以上でもよい(他のタンクについても同様)。
【0047】
図3は、図1および図2に示す液滴吐出装置における架台、石定盤および基板テーブルを示す平面図、図4は、図1および図2に示す液滴吐出装置における架台、石定盤および基板テーブルを示す側面図である。
図4に示すように、架台21は、アングル材等を方形に組んで構成された枠体211と、枠体211の下部に分散配置された複数の支持脚212とを有している。石定盤22は、無垢の石材で構成され、その上面は、高い平面度を有している。この石定盤22により、周囲の環境条件や振動等の影響を防ぎ、基板テーブル3およびヘッドユニット11が高精度に移動することができる。
【0048】
石定盤22の上には、Y軸方向移動機構としてのリニアモータ101およびエアスライダ108が設置されている。基板テーブル3は、エアスライダ108によりY軸方向に円滑に移動可能に支持され、リニアモータ101の駆動によりY軸方向に移動する。また、基板テーブル3の下部には、θ軸回転機構105が設けられており、これにより、基板テーブル3は、基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。
また、図3に示すように、基板テーブル3には、載置された基板Wを吸着して固定するための複数の吸引口(吸引部)332が形成されている。
【0049】
図5は、図1および図2に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットおよびX軸方向移動機構を示す平面図、図6は、図5中の矢印A方向から見た側面図、図7は、図5中の矢印B方向から見た正面図である。なお、図5および図7においては、設置された機器の一部の図示を省略する。
これらの図に示すように、装置本体2は、石定盤22の上に設置された4本の支柱23と、これらの支柱23により支持されたX軸方向に沿って延びる互いに平行な2本の桁(梁)24および25とをさらに有している。基板テーブル3は、桁24および25の下を通過可能になっている。
【0050】
図5に示すように、桁24および25には、ヘッドユニット支持体102と、カメラキャリッジ106とがそれぞれ桁24および25の間に架け渡されるようにして設置されている。桁24には、ヘッドユニット支持体102およびカメラキャリッジ106の共通のX軸方向移動機構として、リニアモータアクチュエータ103が設置されている。ヘッドユニット支持体102と、カメラキャリッジ106とは、それぞれ、リニアモータアクチュエータ103と、桁25に設けられたリニアガイドとの案内により、X軸方向に円滑に移動可能に設置されている。ヘッドユニット支持体102と、カメラキャリッジ106とは、リニアモータアクチュエータ103の駆動により、それぞれ独立してX軸方向に移動する。
【0051】
ヘッドユニット支持体102には、ヘッドユニット11が支持されている。ヘッドユニット11がヘッドユニット支持体102とともにX軸方向に移動することにより、液滴吐出ヘッド111の副走査が行われる。ヘッドユニット11には、吐出液を供給するための配管(図示せず)や、配線ケーブル(図示せず)等がそれぞれ接続されている。また、ヘッドユニット11は、ヘッドユニット支持体102に対し着脱可能になっている。
カメラキャリッジ106には、基板Wの所定の個所に設けられたアライメントマークを画像認識するための認識カメラ107が設置されている。認識カメラ107は、カメラキャリッジ106から下方に吊り下げられた状態で支持されている。なお、認識カメラ107は、他の用途に用いてもよい。
【0052】
図8は、図1および図2に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を模式的に示す平面図である。図8に示すように、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面には、液滴が吐出される多数の吐出ノズル(開口)が一列または二列以上に並んで形成されている。液滴吐出ヘッド111は、電圧の印加により変位(変形)する圧電素子を有し、この圧電素子の変位(変形)を利用して、吐出ノズルに連通するように形成された圧力室(液室)内の圧力を変化させることよって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものである。なお、液滴吐出ヘッド111は、このような構成に限らず、例えば、吐出液をヒータで加熱して沸騰させ、その圧力によって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものなどでもよい。
【0053】
ヘッドユニット11には、この液滴吐出ヘッド111が複数個(以下の説明では12個として説明する)設置されている。これらの液滴吐出ヘッド111は、6個ずつ二列に副走査方向(X軸方向)に並ぶとともに、ノズル列が副走査方向に対し所定角度傾斜するような姿勢で配置されている。
なお、このような配列パターンは一例であり、例えば、各ヘッド列における隣接する液滴吐出ヘッド111同士を90°の角度を持って配置(隣接ヘッド同士が「ハ」字状)したり、各ヘッド列間における液滴吐出ヘッド111を90°の角度を持って配置(列間ヘッド同士が「ハ」字状)したりしてもよい。いずれにしても、複数個の液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルによるドットが副走査方向において連続していればよい。
【0054】
さらに、液滴吐出ヘッド111は、副走査方向に対し傾斜した姿勢で設置されていなくてもよく、また、複数個の液滴吐出ヘッド111が千鳥状、階段状に配設されていてもよい。また、ヘッドユニット支持体102に複数のヘッドユニット11が支持されていてもよい。
ここで、制御装置16の制御による液滴吐出装置1の全体の作動について簡単に説明する。液滴吐出装置1が備える基板位置決め装置(説明省略)の作動により基板テーブル3上に載置(給材)された基板Wが所定の位置に位置決め(プリアライメント)されると、基板テーブル3の各吸引口332からのエアー吸引により、基板Wは、基板テーブル3に吸着・固定される。次いで、基板テーブル3およびカメラキャリッジ106がそれぞれ移動することにより、認識カメラ107が基板Wの所定の個所(1箇所または複数箇所)に設けられたアライメントマークの上方に移動し、このアライメントマークを認識する。この認識結果に基づいて、θ軸回転機構105が作動して基板Wのθ軸回りの角度が補正されるとともに、基板WのX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる(本アライメント)。
【0055】
以上のような基板Wのアライメント作業が完了すると、ヘッドユニット11を停止した状態で、基板テーブル3の移動により基板Wを主走査方向(Y軸方向)に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。このとき、液滴吐出動作は、基板テーブル3の前進(往動)中に行っても、後退(復動)中に行っても、前進および後退の両方(往復)で行ってもよい。また、基板テーブル3を複数回往復させて、液滴吐出動作を複数回繰り返し行ってもよい。以上の動作により、基板W上の、所定の幅(ヘッドユニット111により吐出可能な幅)で主走査方向に沿って伸びる領域に、液滴の吐出が終了する。
【0056】
その後、ヘッドユニット支持体102を移動させることにより、ヘッドユニット111を前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させる。この状態で、前述した動作と同様に、基板Wを主走査方向に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。そして、この領域への液滴吐出動作が終了したら、ヘッドユニット111をさらに前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させた状態として、基板Wを主走査方向に移動させつつ、同様の液滴吐出動作を行う。これを、数回繰り返すことで、基板Wの全領域に液滴吐出が行われる。このようにして、液滴吐出装置1は、基板W上に所定のパターンを形成(描画)する。
【0057】
図10は、図1および図2に示す液滴吐出装置における給液装置および排液装置を模式的に示す配管系統図、図11は、液量検出手段の構成を模式的に示す図である。以下、これらの図、図6および図9に基づいて、液滴吐出装置1における吐出液供給装置4、洗浄液供給装置5、キャッピング排液装置17および排液装置18について説明する。
【0058】
まず、各液滴吐出ヘッド111から吐出する吐出液を供給する吐出液供給装置4について説明する。図10に示すように、吐出液供給装置4は、吐出液を貯留する一次タンク系40と、この一次タンク系40と後述する二次タンク412とを接続する1本の一次流路411とを有している。
本実施形態では、一次タンク系40は、吐出液を貯留する第1の一次タンク(吐出液タンク)401および第2の一次タンク(吐出液タンク)402と、第1の一次タンク401に接続された流出配管(流出流路)403と、第2の一次タンク402に接続された流出配管(流出流路)404と、三方弁(流路切り替え手段)405とを有している。なお、一次タンク系40は、図示の構成に限らず、一次タンクの個数が1個のみのものでも、3個以上のものでもよい。
【0059】
三方弁405には、一次流路411と、流出配管403および404とがそれぞれ接続されている。三方弁405は、一次流路411と流出配管403とを接続する状態と、一次流路411と流出配管404とを接続する状態とを切り替え可能になっている。これにより、第1の一次タンク401または第2の一次タンク402から選択的に吐出液を一次流路411に供給することができる。三方弁405は、アクチュエータ(図示せず)により、自動で切り替わるようになっている。
【0060】
第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の個々の容量は、特に限定されないが、交換作業の容易化と、吐出液供給装置4全体としての容量確保との両立を考慮する観点から、1〜10リットル程度であるのが好ましく、3〜5リットル程度であるのがより好ましい。
また、吐出液供給装置4は、第1の一次タンク401および第2の一次タンク402内に加圧気体を供給する加圧手段406と、第1の一次タンク401に接続された加圧配管(加圧経路)407と、第2の一次タンク402に接続された加圧配管(加圧経路)408と、三方弁(加圧経路切り替え手段)409とをさらに有している。
【0061】
加圧手段406としては、例えば、加圧された窒素ガス等の気体を供給する加圧気体供給源が使用される。三方弁409には、加圧手段406からの配管(経路)410と、加圧配管407および408とがそれぞれ接続されている。三方弁409は、配管410と加圧配管407とを接続する状態と、配管410と加圧配管408とを接続する状態とを切り替え可能になっている。これにより、第1の一次タンク401または第2の一次タンク402の内部を加圧手段406により選択的に加圧することができる。三方弁409は、アクチュエータ(図示せず)により、自動で切り替わるようになっている。
【0062】
図6に示すように、二次タンク412は、ヘッドユニット支持体102に対し固定的に設置されている。すなわち、二次タンク412は、ヘッドユニット支持体102とともにX軸方向移動する。二次タンク412には、三方弁405から伸びる一次流路411の他端が接続されており、一次タンク系40の吐出液は、一次流路411を通って二次タンク412内に流入する。
【0063】
一次流路411は、好ましくは可撓性を有するチューブで構成されている。この一次流路411の途中には、ヘッドユニット支持体102とともに移動する二次タンク412の移動に合わせて一次流路411の二次タンク412側の部分が移動可能となるように一次流路411を中継する中継部413が設けられている。
【0064】
二次タンク412とヘッドユニット11との間は、ヘッドユニット11が備える12個の液滴吐出ヘッド111の各々に対応する12本の二次流路414によって接続されている。すなわち、ヘッドユニット11には、各液滴吐出ヘッド111に対応する12個の流入口(接続口)112が設けられており、二次タンク412から伸びる12本の二次流路414の他端は、それぞれ、各流入口112に接続されている。なお、図6中では、見易くするため、12本の二次流路414のうちの2本のみを図示する。図示の構成では、二次流路414は、可撓性を有するチューブで構成されているが、これに限らず、硬質な管体で構成されていてもよい。
【0065】
二次タンク412内は、図示しない圧力制御ユニット(負圧制御ユニット)によって、圧力が制御され、負圧になっている。二次タンク412内で圧力制御された吐出液は、各二次流路414を通って各液滴吐出ヘッド111に供給される。これにより、各液滴吐出ヘッド111に供給される吐出液の圧力が制御され、各液滴吐出ヘッド111の各ノズルにおいて良好な液滴吐出状態が得られる。
【0066】
本実施形態では、二次タンク412は、ヘッドユニット11より高い位置に設置されている。これにより、二次タンク412をヘッドユニット11の邪魔にならないように容易に配置することができ、配置の自由度が高く、省スペース化が図れる。
各二次流路414の途中には、流路を遮断可能な遮断弁415が設けられている。遮断弁415は、前記圧力制御ユニットが何らかの原因で機能しない場合、二次流路414の流路を遮断し、二次タンク412より低い位置にある液滴吐出ヘッド111に二次タンク412から吐出液が流れ続けて液滴吐出ヘッド111から漏出するのを防止する。
【0067】
以上説明したように、液滴吐出装置1では、二次タンク412がヘッドユニット支持体102上に設置されており、二次タンク412とヘッドユニット11との距離が近いので、各液滴吐出ヘッド111に供給する吐出液の圧力制御をより高い精度で行うことができ、よって、各液滴吐出ヘッド111の各ノズルから、液滴の吐出を良好な状態で安定して行うことができる。その結果、吐出液滴によるパターンの形成(描画)をより高い精度で行うことができる。
【0068】
また、複数個の液滴吐出ヘッド111を有するにもかかわらず、一次タンク系40と二次タンク412との間が1本の一次流路411で接続されているので、一次流路411内の容積が小さく、一次流路411内にある吐出液が少量である。よって、吐出液を異種のものに交換する際や、一次流路411を構成する配管を交換する際などには、一次流路411内の吐出液が無駄になるが、この無駄になる量が少量で済み、経済的である。
【0069】
また、二次タンク412とヘッドユニット11との距離が近く、各二次流路414を構成する配管の長さが短いので、各二次流路414を構成する配管を交換する際の作業量が少ない。また、各二次流路414を、二次タンク412およびヘッドユニット11の対応する各接続口に間違いなく接続するのも簡単で、配管作業が容易ある。
【0070】
図11(a)に示すように、吐出液供給装置4は、第1の一次タンク401の内部の液量を検出する液量検出手段416をさらに有している。液量検出手段416は、第1の一次タンク401の外部において鉛直方向に沿って設けられ、その内腔が第1の一次タンク401内に連通した光透過性を有するチューブ417と、第1の一次タンク401の底部付近においてチューブ417を挟んで対向するように設置された投光部418および受光部419とで構成されている。この液量検出手段416は、受光部419での受光光量の変化により、第1の一次タンク401内の液量が減少して所定の下限レベルE(空の状態)になったとき、これを検出することができる。液量検出手段416の検出結果は、制御装置16に入力される。
【0071】
また、吐出液供給装置4は、第2の一次タンク402の内部の液量を検出する同様の液量検出手段420を有している。液量検出手段420は、第2の一次タンク402内の液量が減少して所定の下限レベルEになったとき、これを検出し、その検出結果を制御装置16に入力する。
このような吐出液供給装置4は、図10に示す状態では、加圧手段406により第1の一次タンク401内が加圧され、この圧力により第1の一次タンク401内の吐出液は、流出配管403および一次流路411内を通って送出され、液滴吐出ヘッド111に供給される。
【0072】
そして、第1の一次タンク401内の吐出液が消費されていき、液量検出手段416が第1の一次タンク401が空になったのを検出すると、制御装置16は、その検出結果に基づいて、三方弁405および三方弁409をそれぞれ切り替える。これにより、加圧手段406が第2の一次タンク402内を加圧するとともに、この圧力により第2の一次タンク402内の吐出液が、流出配管404および一次流路411内を通って送出され、液滴吐出ヘッド111に供給される状態に切り替わる。
【0073】
第2の一次タンク402から吐出液が供給されている間に、作業者は、空になった第1の一次タンク401をラック131から取り外し、吐出液を再充填した後、ラック131に戻す。その後、液量検出手段420が第2の一次タンク402が空になったのを検出すると、制御装置16は、三方弁405および三方弁409をそれぞれ切り替え、第1の一次タンク401から吐出液を供給する状態に切り替える。そして、第1の一次タンク401から吐出液が供給されている間に、作業者は、空になった第2の一次タンク402をラック131から取り外して吐出液を再充填する。
【0074】
制御装置16は、第1の一次タンク401が空になったとき、および、第2の一次タンク402が空になったときには、それぞれ、その旨を報知し、タンクの交換(吐出液の補充)を作業者に促すのが好ましい。この報知の方法としては、操作パネル(図示せず)に文字または図形などを表示したり、音または音声を出したりする方法が挙げられる。また、第1の一次タンク401が空になったときと、第2の一次タンク402が空になったときとで、報知のための文字、図形、音または音声等を異ならせ、いずれの一次タンクが空になったのかが分かるようにするのが好ましい。
【0075】
以上説明したような吐出液供給装置4は、第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の2つを切り替えながら使用するので、全体として大容量化が図れ、液滴吐出装置1の大型化に伴う吐出液消費量の増大に有効に対応することができる。また、第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の各々の容量を過大にすることなく、全体の大容量化が図れるので、第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の重量(特に充填時の重量)が重くなり過ぎるのを回避することができ、タンク交換作業時の作業者の負担を軽減することができる。
【0076】
また、第1の一次タンク401、第2の一次タンク402の交換(補充)を交互に行うことにより、液滴吐出装置1の稼動を停止することなく、吐出液を補充することができる。よって、生産効率の向上が図れ、高い生産量(スループット)が得られるので、大量のワークに対し迅速に処理することができ、製造コスト低減が図れる。また、吐出液の初期充填時などの大量に吐出液を消費する際にも、タンク交換作業による時間のロスが無い。
【0077】
なお、一次タンク(給液タンク)を3個以上設け、これらのうちから選択した1つの一次タンク(給液タンク)から吐出液が供給されるように切り替えて使用することにしてもよい。また、三方弁405のような流路切り替え手段や、三方弁409のような加圧経路切り替え手段は、自動で切り替わるよう構成されたものに限らず、手動で切り替えるものでもよい。また、吐出液を送液する方法は、一次タンク内を加圧する方法に限らず、吸引ポンプによって吸引することにより送液してもよい。
【0078】
次に、液滴吐出ヘッド111のクリーニングを行うクリーニングユニット(クリーニング装置)122で用いる洗浄液を供給する洗浄液供給装置5について説明するが、前記吐出液供給装置4と同様の事項については説明を省略する。図10に示すように、洗浄液供給装置5は、ラック131に着脱可能に設置された、洗浄液を貯留する第1の洗浄液タンク(給液タンク)501および第2の洗浄液タンク502と、第1の洗浄液タンク501に接続された流出配管(流出流路)503と、第2の洗浄液タンク502に接続された流出配管(流出流路)504と、流出配管503および504とクリーニングユニット122への給液配管(給液流路)511とがそれぞれ接続された三方弁(流路切り替え手段)505と、第1の洗浄液タンク501および第2の一次タンク502内に加圧気体を供給する加圧手段506と、第1の洗浄液タンク501に接続された加圧配管(加圧経路)507と、第2の洗浄液タンク502に接続された加圧配管(加圧経路)508と、加圧配管507および508と加圧手段506からの配管(経路)510とがそれぞれ接続された三方弁(加圧経路切り替え手段)509と、第1の洗浄液タンク501および第2の洗浄液タンク502の残液量を検出する液量検出手段(図示せず)とを有している。
【0079】
加圧手段506としては、例えば、加圧された窒素ガス等の気体を供給する加圧気体供給源が使用される。また、加圧手段406と加圧手段506とを別個に設けず、共用してもよい。給液流路511からクリーニングユニット122へ供給された洗浄液は、クリーニングユニット122に設置されたノズルより噴射され、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を拭き取るワイピングシートに含浸する。
このような洗浄液供給装置5は、吐出液供給装置4と同様に、三方弁505および509の切り替えにより、第1の洗浄液タンク501、第2の洗浄液タンク502の2つを切り替えながら使用するので、吐出液供給装置4と同様の効果を発揮する。
【0080】
次に、液滴吐出ヘッド111をキャッピングするキャッピングユニット(キャッピング装置)121からの排液(吐出液)を回収するキャッピング排液装置17について説明するが、前記吐出液供給装置4と同様の事項については説明を省略する。図10に示すように、キャッピング排液装置17は、ラック131に着脱可能に設置された、キャッピングユニット121から回収した排液を貯留する第1の排液タンク171および第2の排液タンク172と、第1の排液タンク171に接続された流入配管(流入流路)173と、第2の排液タンク172に接続された流入配管(流入流路)174と、三方弁(流路切り替え手段)175とを有している。三方弁175には、キャッピングユニット121からの排液配管(排液流路)176と、流入配管173および174とがそれぞれ接続されている。三方弁175は、排液配管176と流入配管173とを接続する状態と、排液配管176と流入配管174とを接続する状態とを切り替え可能になっている。これにより、キャッピングユニット121からの排液を第1の排液タンク171または第2の排液タンク172内に選択的に導入することができる。三方弁175は、アクチュエータ(図示せず)により、自動で切り替わるようになっている。
【0081】
図11(b)に示すように、キャッピング排液装置17は、第1の排液タンク171の内部の液量を検出する液量検出手段177をさらに有している。液量検出手段177は、第1の排液タンク171の外部において鉛直方向に沿って設けられ、その内腔が第1の排液タンク171内に連通した光透過性を有するチューブ178と、第1の排液タンク171の頂部付近においてチューブ178を挟んで対向するように設置された投光部179および受光部170とで構成されている。この液量検出手段177は、受光部170での受光光量の変化により、第1の排液タンク171内の液量が増大して所定の上限レベルF(満杯の状態)になったとき、これを検出することができる。液量検出手段177の検出結果は、制御装置16に入力される。また、キャッピング排液装置17は、第2の排液タンク171の内部の液量を検出する同様の液量検出手段177をさらに有している。
【0082】
このようなキャッピング排液装置17では、図10に示す状態では、キャッピングユニット121からの排液は、図示しない吸引ポンプに吸引され、第1の排液タンク171内に導入される。そして、第1の排液タンク171内の排液が蓄積していき、液量検出手段177が第1の排液タンク171が満杯になったのを検出すると、制御装置16は、その検出結果に基づいて、三方弁175を切り替え、排液が第2の排液タンク172内に導入される状態に切り替える。
【0083】
制御装置16は、第1の排液タンク171が満杯になったとき、および、第2の排液タンク172が満杯になったときには、それぞれ、その旨を例えば前記と同様の方法で報知し、タンクの交換(排液の回収)を作業者に促すのが好ましい。キャッピング排液装置17により回収された排液は、比較的清浄な状態の吐出液であるので、再利用に供される。
【0084】
以上説明したようなキャッピング排液装置17は、第1の排液タンク171、第2の排液タンク172の2つを切り替えながら使用するので、全体として大容量化が図れ、液滴吐出装置1の大型化に伴う排液量の増大に有効に対応することができる。また、第1の排液タンク171、第2の排液タンク172の各々の容量を過大にすることなく、全体の大容量化が図れるので、第1の排液タンク171、第2の排液タンク172の重量(特に満杯時の重量)が重くなり過ぎるのを回避することができ、タンク交換作業時の作業者の負担を軽減することができる。
また、第1の排液タンク171、第2の排液タンク172の交換(回収)を交互に行うことにより、液滴吐出装置1の稼動を停止することなく、排液を回収することができる。よって、生産効率の向上が図れ、高い生産量(スループット)が得られる。
【0085】
次に、描画前フラッシングユニット104、定期フラッシングユニット123およびドット抜け検出ユニット19において液滴吐出ヘッド111より捨て吐出された排液(吐出液)を回収する排液装置18について説明するが、前記キャッピング排液装置17と同様の事項については説明を省略する。図10に示すように、排液装置18は、ラック131に着脱可能に設置された(図9中には表れていない)、捨て吐出された排液を貯留する第1の排液タンク181および第2の排液タンク182と、第1の排液タンク181に接続された流入配管(流入流路)183と、第2の排液タンク182に接続された流入配管(流入流路)184と、三方弁(流路切り替え手段)185とを有している。三方弁185には、描画前フラッシングユニット104、定期フラッシングユニット123およびドット抜け検出ユニット19からの排液配管(排液流路)186と、流入配管183および184とがそれぞれ接続されている。また、排液装置18は、さらに、第1の排液タンク181および第2の排液タンク182の内部の液量をそれぞれ検出する液量検出手段(図示せず)を有している。
このような排液装置18によれば、前記キャッピング排液装置17と同様の効果が得られる。排液装置18により回収された排液は、廃棄または再利用に供される。
【0086】
以上、本発明の液滴吐出装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、一次タンク系と二次タンクとを接続する一次流路の本数は、前述した実施形態のように1本であるのが好ましいが、二次流路の本数すなわち液滴吐出ヘッドの個数より少なければ複数本であってもよく、その場合でも前述した効果が得られる。
また、二次タンクは、その内部の圧力が直接に調節されるものに限らず、その内部の液面の高さを調節することによって液滴吐出ヘッドに供給する吐出液の圧力が調節されるものでもよい。
【0087】
また、タンク内の液量を検出する液量検出手段は、前記実施形態では、液量(液位)が所定の下限レベルまたは上限レベルになったのを検出するものであるが、本発明における液量検出手段は、液量(液位)の変化を常時検出可能なものであってもよい。
また、液量検出手段の構成は、図示の構成に限らず、例えば、タンク内に設けたフロート(浮子)の高さによって液量を検出する構成や、タンクの重量を測定することによって液量を検出する構成や、タンクから流出またはタンクに流入する流量を積算流量計で測定することによって液量を検出するものなど、いかなる構成のものでもよい。
【0088】
また、本発明の液滴吐出装置は、ヘッドユニット(液滴吐出ヘッド)を装置本体に対し固定とし、基板(ワーク)をY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。また、これと逆に、基板(ワーク)を装置本体に対し固定とし、ヘッドユニット(液滴吐出ヘッド)をY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。すなわち、本発明の液滴吐出装置は、ワーク載置部と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させるよう構成されたものであればよい。
例えば、Y軸方向移動機構、X軸方向移動機構は、リニアモータに代えて、例えばボールネジ(送りネジ)などでもよい。
【0089】
また、本発明の電気光学装置は、以上説明したような本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。本発明の電気光学装置の具体例としては、特に限定されないが、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置などが挙げられる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、液晶表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色のフィルタ材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、基板上に多数のフィルタエレメントを配列してなるカラーフィルタを製造し、このカラーフィルタを用いて液晶表示装置を製造することができる。この他、本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、有機EL表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色の発光材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、EL発光層を含む多数の絵素ピクセルを基板上に配列してなる有機EL表示装置を製造することができる。
また、本発明の電子機器は、前述したようにして製造された電気光学装置を備えることを特徴とする。本発明の電子機器の具体例としては、特に限定されないが、前述したようにして製造された液晶表示装置や有機EL表示装置を搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図。
【図2】 本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す側面図。
【図3】 架台、石定盤および基板テーブルを示す平面図。
【図4】 架台、石定盤および基板テーブルを示す側面図。
【図5】 ヘッドユニットおよびX軸方向移動機構を示す平面図。
【図6】 図5中の矢印A方向から見た側面図。
【図7】 図5中の矢印B方向から見た正面図。
【図8】 ヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を示す模式的平面図。
【図9】 タンク収納部を示す斜視図。
【図10】 給液装置および排液装置を模式的に示す配管系統図。
【図11】 液量検出手段の構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
102……ヘッドユニット支持体、103……リニアモータアクチュエータ、23……支柱、24……桁、25……桁、11……ヘッドユニット、111……液滴吐出ヘッド、112……流入口、14……ブロー装置、411……一次流路、412……二次タンク、413……中継部、414……二次流路、415……遮断弁
Claims (9)
- 装置本体と、
ワークを載置可能なワーク載置部と、
ワークに対して液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを有するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを前記ワーク載置部側の面にて支持するヘッドユニット支持体と、
前記ワーク載置部と前記ヘッドユニット支持体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記各液滴吐出ヘッドから吐出する吐出液を貯留し、交換および/または吐出液の補充が可能な少なくとも1つの一次タンクを有する一次タンク系と、
前記ヘッドユニット支持体に対し、前記ワーク載置部側と対向する面にて、前記ヘッドユニットより高い位置に独立して、固定的に設置され、前記一次タンクから吐出液が流入する二次タンクと、
前記一次タンク系と前記二次タンクとを接続し、前記一次タンク系から前記二次タンクに吐出液を供給する一次流路と、
前記二次タンクと前記ヘッドユニットとを接続し、前記二次タンクから前記各液滴吐出ヘッドにそれぞれ吐出液を供給する複数本の二次流路と、
前記二次タンク内の圧力を制御する圧力制御ユニットとを備え、
前記一次流路の本数が前記二次流路の本数より少なく、
前記二次タンク内の圧力は、前記圧力制御ユニットによって制御され、該二次タンク内で圧力制御された吐出液が、前記各二次流路を通って前記各液滴吐出ヘッドに供給され、
前記一次タンク系と前記二次タンクとが前記一次流路により接続され、かつ前記二次タンクと前記ヘッドユニットとが前記二次流路により接続された状態で、前記ワークに対して前記液滴が吐出されるよう構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記一次流路の本数が1本である請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記各二次流路の途中にそれぞれ設置され、流路を遮断可能な遮断弁を備える請求項1または2に記載の液滴吐出装置。
- 前記ワーク載置部と前記ヘッドユニット支持体とを相対的に移動させつつ前記各液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することにより、前記ワークに所定のパターンを形成する請求項1ないし3のいずれかに記載の液滴吐出装置。
- 前記ヘッドユニット支持体を前記装置本体に対し移動させる移動機構を備える請求項1ないし4のいずれかに記載の液滴吐出装置。
- 前記ワーク載置部を前記装置本体に対し移動させる移動機構を備える請求項1ないし5のいずれかに記載の液滴吐出装置。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出装置を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項7に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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