JP4432374B2

JP4432374B2 - ヘッドキャッピング機構及びこれを備えた液滴吐出装置

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Publication number: JP4432374B2
Application number: JP2003172622A
Authority: JP
Inventors: 永植安
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP2005007253A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドに代表される機能液滴吐出ヘッドのヘッドキャッピング機構及びこれを備えた液滴吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルからワークに向けて機能液滴を吐出して描画するような液滴吐出装置を用い、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等を製造することが考えられている。
【０００３】
このような液滴吐出装置においては、機能液を機能液滴吐出ヘッドに充填して吐出可能状態にする初期充填や、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルのクリーニング（ヘッドクリーニング）をするために、機能液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引装置が設けられている。
また、液滴吐出装置は、非稼動状態のときに、機能液滴吐出ヘッドのノズルを封止して保護するとともに、機能液の乾燥を防止するヘッド保護装置も備えている。
これら吸引装置やヘッド保護装置に共通するキャッピング機構は、機能液滴吐出ヘッドに密接させて、機能液滴吐出ヘッドのノズルを封止するキャップと、キャップを機能液滴吐出ヘッドに対して離接させる離接機構とを備えている。
【０００４】
この場合、キャップ本体を剛性の高い材料で構成するとともに、開口縁を弾性体のシール部材で構成して、押圧力を確実に伝えるとともに、開口縁とノズル面がなじみやすくするなどの、密着性を保つための工夫がなされてきた（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７９６９７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７９９２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、過大な押圧力が加えられると、精密部品であるノズル面（撥水処理面）が損傷する可能性があるため、キャップの押圧力は大きくできないが、押圧力が小さくなると、ノズルの密封状態を維持できない。したがって、シール部材を変形させて、大きすぎず尚且つ密封状態を形成できる適切な弾性変形抗力を得るためには、キャッピング時のキャップ押付け量を高い精度で制御する必要があった。
【０００７】
本発明は、ノズルの密封状態を適切かつ安定に維持できるヘッドキャッピング機構及びこれを備えた液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘッドキャッピング機構は、機能液滴吐出ヘッドのノズル面に着脱自在に装着されるキャップを備え、当該キャップを、ノズル面に密着させて、ノズル面に形成したノズルを封止するヘッドキャッピング機構であって、機能液滴吐出ヘッドを保持するヘッドホルダと、キャップを保持するキャップホルダと、を備え、ヘッドホルダは、磁性体材料からなる被吸着部と、位置決め凹部と、を有し、キャップホルダは、被吸着部に対する吸着力により、キャップを前記ノズル面に密着させる磁石と、キャッピング状態で前記位置決め凹部が嵌合する位置決め凸部と、を有し、ヘッドホルダには、位置決め凸部をスライドさせるためのガイド溝が設けられ、位置決め凹部は、ガイド溝に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これらの構成によれば、ヘッドにキャップを近づけてゆくと、磁石の吸着力により、ヘッドホルダに側の磁性体が磁石に吸着され、キャップとノズル面とが圧着される。この圧着状態では、ノズル面に直接加わる力は、キャップをノズル面に圧着し、キャップが弾性変形してノズル面になじむときの、変形抗力であり、磁石の吸着力より小さい。従って、磁石の吸着力以上の力が機能液滴吐出ヘッドのノズル面に加わることはなく、予め吸着力（磁力）とキャップの弾性変形抗力とを考慮して磁石を選択しておけば、過大な押圧力が作用してノズル面を損なうことはないし、好適な圧接状態すなわちノズルの好適な密封状態を、容易に実現することができる。さらに、液滴吐出装置が休止状態であっても、磁石の吸着状態は維持されるため、キャップの密封状態が維持される。なお、被吸着部はヘッドホルダの一部で構成してもよいし、全体で構成してもよい。また、機能液滴吐出ヘッドとキャップとの平面方向の位置が正確に定まり、適切な相対位置でキャッピングが実現できる。特に、手動でキャッピング動作を行う場合に有効であり、作業精度とともに作業効率も向上する。さらに、ヘッドプレートの端面から、位置決め凸部をガイド溝に係合させることができ、この係合状態を維持しつつガイド溝に沿って平行移動することにより、キャッピング作業を容易に行うことができる。特に、位置決め凹部を目視できない場合に有用である。
【００１０】
この場合、位置決め凸部の片端部がテーパー形状であることが好ましい。また、この場合、キャップホルダは、複数の前記位置決め凸部を有し、前記位置決め凸部の少なくとも１つは、断面円形に形成され、前記位置決め凸部の少なくとも１つは、断面紡錘形に形成されていることが好ましい。
【００１１】
この場合、磁石は複数個設けられており、複数の磁石は、キャップの中心に対して略点対称の位置に配設されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、小さい複数の磁石を配置することにより、狭いスペースで、大きい磁石と同等の吸着力が得られ、キャップホルダを小型にすることができる。また、キャップの中心に対して略点対称の位置に配置したことにより、キャップ全体を均等にノズル面に密接させることができ、エアーのリークを有効に防止することができる。
【００１３】
この場合、キャップは、その離接方向に伸縮する弾性部材を介してキャップホルダに保持されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、キャップは、キャップホルダに対して揺動自在となり、ヘッドホルダとキャップホルダとが平行でない場合であっても、キャップがノズル面に倣って、好適な密着状態が得られる。
【００１９】
この場合、キャップホルダを、キャップの離接方向に摺動自在にかつ抜止め状態に支持する支持部材を、さらに備えたことが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、キャップは離接方向において、所定の範囲自由に摺動する。従って、磁石の吸着力が支持部材により相殺されることがなく、キャップホルダは磁石の吸着力のみを受けて、磁石がヘッドプレートを吸着して、キャップとノズル面との適切な密着状態が得られる。
【００２１】
これらの場合、磁石の吸着力は、キャップおよびキャップホルダの荷重に対する反力と、密着時におけるキャップに設けたシール部材の変形に要する押圧力とのほぼ和に相当することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、キャップに設けたシール部材の適切な変形量が実現でき、ノズルの安定的な密封状態が維持されるとともに、キャップをノズル面から離反させる力を比較的小さくすることができる。離反に要する力が大きいと、離反作業が困難であるばかりでなく、急激な離反となるため、離反時の衝撃によりキャップ内の機能液が飛散する可能性がある。この構成によれば、小さい力で容易且つ安全に、キャップの離反作業が実施できる。
【００２３】
本発明による液滴吐出装置は、上記したヘッドキャッピング機構と、機能液滴吐出ヘッドを搭載するとともに、機能液滴吐出ヘッドをワークに対向させ、ワークに対し、機能液滴吐出ヘッドを相対移動させながら機能液滴を選択的に吐出する描画手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、適切なキャッピング（封止）を実現することができ、好適な初期充填やヘッドクリーニングを実施でき、機能液滴吐出ヘッドの状態を好適に保って、良好な液滴吐出ができる液滴吐出装置が実現できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明を適用した描画システムについて説明する。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有機ＥＬ装置の製造ラインに組み込まれるものであり、有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子を形成するものである。
【００３１】
描画システム１の説明に先立ち、まず、有機ＥＬ装置７０１の構造および製造工程について簡単に説明する。図１は、有機ＥＬ装置７０１の断面図を示した図である。同図に示すように、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から成る有機ＥＬ素子７０２に、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。
【００３２】
同図に示すように、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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（成膜部）７５３から構成されており、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。
【００３５】
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共に、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。
【００３６】
次に描画システム１について説明する。この描画システム１は、有機ＥＬ素子７０２の発光素子７５１を液滴吐出法（インクジェット法）で形成するものである。描画システム１は、注入／輸送層形成工程に用いるものと、発光層形成工程に用いるものとがあるが、装置自体は同一構造のものが用いられるため、ここでは、Ｒ・Ｇ・Ｂ３色の発光層７５３を形成するための描画システム１を例に説明する。
【００３７】
図２は、描画システム１の外観斜視図である。描画システム１は、描画装置２（液滴吐出装置）と、乾燥装置３と、チャンバ装置４と描画装置２に接続されるホスト・コンピュータ１２と、を備えている。描画装置２は、バンク部７４１が形成された基板７１１（ワークＷ）に対して、所定の描画処理を行うことにより、基板７１１の凹部開口７４４内に発光機能材料を（溶媒に）溶解させた機能液を滴下するものである。具体的には、基板７１１に対して、機能液を導入した機能液滴吐出ヘッド１１を相対的に走査させながら機能液を吐出させることにより、機能液による描画処理が為される。
【００３８】
描画装置２の主要部は、エアー吸引手段４３を除き機台１３に固定された方形の台板１５上に配設されている。機台１３は、複数（９個）の調節脚１４（アジャストボルト付支持脚）が取付けられており、台板１５の平面度を調節できるようになっている。なお、有機ＥＬ装置７０１の製造に描画装置２を用いる場合のように、管理された雰囲気下で描画処理を行えるようにするために、描画装置２では、台板１５上にチャンバ装置４を載せ込むことが可能となっている。すなわち、台板１５がチャンバ装置４の底板を兼ねており、台板１５の縁部に、チャンバ装置４を載せ込むようになっている。
【００３９】
乾燥装置３は、ワークＷに吐出した機能液の溶媒を気化させることにより、発光機能材料を析出させるものであり、発光機能材料による成膜部を形成するものである。乾燥装置３は、乾燥手段として、ホットプレート（図示省略）と、真空乾燥を行う真空オーブン５と、を有しており、状況に応じて適宜これらを使い分けることができるようになっている。
【００４０】
チャンバ装置４は、発光層形成工程における外気の影響を排除するためのものであり、ドライエアーまたは不活性ガスを連続的に給気および排気することにより、チャンバ装置４内を新鮮なドライエアー雰囲気または不活性ガス雰囲気に維持する。チャンバ装置４は、描画装置２を収容する描画チャンバ６と、乾燥装置３のホットプレートを収容する乾燥チャンバ７と、描画チャンバ６と乾燥チャンバ７とを架渡す搬送チャンバ８と、を備えている。搬送チャンバ８には、ワークＷを搬出入するための搬出入口９が設けられている。描画チャンバ６および乾燥チャンバ７には、ワークＷの移動やセット、およびチャンバ装置４内に収容されている描画装置２のメンテナンス等を行うための作業用のグローブ２１が取り付けられている。搬出入口９から搬入されたワークＷは、先ず描画チャンバ６に導入され、描画装置２により描画処理が施された後、描画チャンバ６から乾燥チャンバ７に搬出される。そして、ワークＷは、乾燥装置３による乾燥処理を経て、搬出入口９から搬出される。
【００４１】
ここで、描画装置２について詳細に説明する。図３は、描画装置２の外観斜視図、図４は、描画装置２の上面視平面図、図５は、描画装置２の正面図、図６は、描画装置２の側面図である。これらの図に示すように、描画装置２は、機能液滴吐出ヘッド１１を搭載したヘッドユニット３１を有し、ワークＷに対して機能液を吐出するための吐出手段４１と、吐出手段４１（機能液滴吐出ヘッド１１）のメンテナンスを行うメンテナンス手段４２と、各手段に液体（例えば、機能液や洗浄液）を供給すると共に不要となった液体を回収する液体供給回収手段４４と、各手段を駆動・制御するための圧縮エアー（ドライエアーまたはＮ₂等の不活性ガス）を供給するエアー供給手段（図示省略）と、ワークＷを吸引固定するためのエアー吸引手段４３と、を備えている。
【００４２】
描画装置２には、この他にも、ワークＷに対するヘッドユニット３１（機能液滴吐出ヘッド１１）の位置認識を行うヘッド認識カメラ４５や、ワークＷの位置認識を行うためのワーク認識カメラ４６、ワークＷに対する描画処理結果を観察するための描画観察カメラ４７等の付帯装置が設けられている。また、描画装置２には、ホスト・コンピュータ１２（制御手段）が接続されており、ホスト・コンピュータ１２により描画装置２全体が統括制御される。
【００４３】
エアー吸引手段４３を除く描画装置２の主要部は、機台１３に固定された方形の台板１５上に配設されている。機台１３は、複数（９個）の調節脚１４（アジャストボルト付支持脚）が取付けられており、台板１５を水平に調節できるようになっている。なお、上記した描画チャンバ６は、台板１５上に載せ込むようになっている。すなわち、台板１５が描画チャンバの底板を兼ねており、台板１５の周縁部に、ＡＴ材を介してチャンバ装置を載せ込むようになっている。
【００４４】
次に、描画装置２の各手段について説明する。吐出手段４１は、ヘッドユニット３１と、ヘッドユニット３１を支持するキャリッジ３２と、ヘッドユニット３１（機能液滴吐出ヘッド１１）をワークＷに対して移動させるＸ・Ｙ移動機構３４と、を備えている。本実施形態では、Ｒ、Ｇ、およびＢ色の３色に対応して、３個のヘッドユニット３１が設けられている。
【００４５】
各ヘッドユニット３１は、機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッド１１を搭載したサブユニット３３と、キャリッジ３２に固定され、サブユニット３３を着脱自在に支持するブラケットユニット３７と、で構成されている。図８に示すように、サブユニット３３は、（１個の）機能液滴吐出ヘッド１１と、機能液滴吐出ヘッド１１を搭載するヘッドホルダ１６と、ヘッドホルダ１６を支持するホルダキャリア１４１と、を有している。
【００４６】
図７に示すように、機能液滴吐出ヘッド１１は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針２０３を有する機能液導入部２０４と、機能液導入部２０４に連なるヘッド基板２０５と、機能液導入部２０４の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体２０６と、を備えている。各接続針２０３は、配管アダプタ２０９を介して、機能液供給系の給液チューブ（図示省略）に接続されており、機能液滴吐出ヘッド１１は、各接続針２０３から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド基板２０５には、一対のコネクタ２１９が設けられており、このコネクタ２１９と中継基板とがＦＦＣケーブル（図示省略）により接続されており、機能液滴吐出ヘッド１１とホスト・コンピュータ１２とが接続されている。ヘッド本体２０６は、ピエゾ圧電素子が組み込まれたキャビティ２０７と、ノズル面２０２を有するノズルプレート２０８と、で構成されている。ノズルプレート２０８には、多数（１８０個）のノズル２０１からなるノズル列が２列形成されている。機能液滴吐出ヘッド１１では、キャビティ２０７のポンプ作用によりノズル２０１から機能液を吐出するようになっている。
【００４７】
図８に示すように、各ヘッドホルダ１６は、（１個の）機能液滴吐出ヘッド１１を搭載するホルダ本体１２４と、ホルダ本体１２４の上側に配設され、ホルダ本体１２４をホルダキャリア１４１に支持させるための支持プレート１２３と、を備えている。同図に示すように、ホルダ本体１２４は、機能液滴吐出ヘッド１１を搭載する下ホルダプレート１２１と、下ホルダプレート１２１に対向配置される上ホルダプレート１２５と、上ホルダプレート１２５および下ホルダプレート１２１を連結する４本の支柱部材１２６と、を有しており、４本の支柱部材１２６に、上下ホルダプレート１２５、１２１がねじ止めされている。
【００４８】
下ホルダプレート１２１は、四角を面取りして略方形に形成された磁性体材料（この場合はスチール）からなる厚板で構成されている。下ホルダプレート１２１には、ノズル面２０２を下方に突出させ、機能液滴吐出ヘッド１１を位置決め固定するための１個の装着開口が形成されており、機能液滴吐出ヘッド１１が着脱可能に固定される。なお、下ホルダプレート１２１の下面には、突出する機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２を挟んで、一対のガイド溝１２２が形成されている。
【００４９】
上ホルダプレート１２５は、下ホルダプレート１２１よりも一回り大きく形成されたステンレスの厚板で構成されている。支持プレート１２３は、上ホルダプレート１２５と同様の大きさに形成されたステンレスの厚板である。支持プレート１２３には、ホルダ本体１２４の支持姿勢（あおり）を調整するためのあおり調整機構１７が組み込まれており、支持プレート１２３は、あおり調整機構１７を介して、ホルダ本体１２４を支持している。
【００５０】
図８に示すように、あおり調整機構１７は、あおりを調整するための基準となる基準部材（図示省略）と、基準部材を中心として、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル列２１０と平行する方向における傾き（ピッチング）を調整するピッチング調整機構２１２と、基準部材を中心として、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル列２１０と直交する方向における傾き（ローリング）を調整するロール調整機構２１１と、を有しており、ピッチング方向およびローリング方向に対して、ホルダ本体１２４のあおりを調整することにより、ホルダ本体１２４に搭載された機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２とワークＷとの平行度を適切に調整することができるようになっている。
【００５１】
図８、図９に示すように、ホルダキャリア１４１は、キャリアプレート１４０と、キャリアプレート１４０に固定された２個のキャリアハンドル１８９と、を有している。キャリアプレート１４０は、正方形の厚板の一部（１つの頂点）を斜めに切り欠いたものであり、平面視五角形に成形されている。なお、符号１８２は、キャリアプレート１４０の切欠部１８２を示し、厚板を切り欠いたことにより形成された部分を指している。２個のキャリアハンドル１８９は、キャリアプレート１４０に対向配置されており、ブラケットユニット３７からサブユニット３３を着脱し運搬する時の把持部となる。
【００５２】
同図に示すように、キャリアプレート１４０の中心位置には、θ回動調整機構１４７が組み込まれており、キャリアプレート１４０は、θ回動調整機構１４７を介してヘッドホルダ１６を支持している。θ回動調整機構１４７は、ヘッドホルダ１６（機能液滴吐出ヘッド１１）の水平面内における取付け角度のずれを微調整するためのものである。θ回動調整機構１４７は、キャリアプレート１４０を貫通すると共に、キャリアプレート１４０に、回動自在に軸支されたθ回動軸１４２と、いわゆるマイクロメータを応用したものであり、θ回動軸１４２をθ軸方向に確動的に回動させるためのθ回動機構１４３と、θ回動機構１４３によるθ回動軸１４２の回動量を計測するためのθ回動計測器（分度器）１４４と、を備えている。
【００５３】
次に、ブラケットユニット３７について説明する。図９に示すように、ブラケットユニット３７は、サブユニット３３を支持する支持ブラケット１００と、支持ブラケット１００を支持する背面プレート１５０と、支持ブラケット１００と背面プレート１５０との間に介設され、サブユニット３３の昇降位置を調整するための昇降位置調整機構１５１と、を有している。
【００５４】
支持ブラケット１００は、断面横「Ｔ」字状のブラケット本体１０１と、キャリアプレート１４０を位置決め固定する位置決め固定機構１１０とを、有している。ブラケット本体１０１は、支持ブラケット１００を昇降位置調整機構１５１に固定するための固定部となる鉛直部１０２と、鉛直部１０２から前方に延び、サブユニット３３の固定部となる水平部１０３と、を有している。ブラケット本体１０１の水平部１０３は、上面視逆「Ｕ」字形状となるように、その前縁部に開放部１０５が形成されている。そして、水平部１０３の開放部１０５には、サブユニット３３のホルダキャリア１４１が水平方向から遊嵌状態でセットされ、水平部１０３にサブユニット３３が吊設される。
【００５５】
上述したように、ブラケットユニット３７に対して、サブユニット３３は着脱自在に固定されており、ブラケット本体１０１の水平部１０３には、ブラケット本体１０１に対して、サブユニット３３を容易かつ迅速に位置決め固定するための位置決め固定機構１１０が配設されている。位置決め固定機構１１０は、キャリアプレート１４０を位置決め固定することにより、遊嵌状態のサブユニット３３を精度良く位置決め固定するためのもので、キャリアプレート１４０の上下位置を安定させるために、キャリアプレート１４０をブラケット本体１０１の水平部１０３に回動自在に設けた押圧部材１０４と、キャリアプレート１４０を水平部１０３上で位置決めするための３個の位置決めピン１８７と、３個の位置決めピン１８７に向かってキャリアプレート１４０の（側）端面を突き当てる押圧ねじ１８８と、を有している。
【００５６】
位置決め固定機構１１０では、ばねを組み込んだ止め金付の押圧部材１０４によりキャリアプレート１４０を軽く押圧し、上下位置を安定させた後、押圧ねじ１８８により、キャリアプレート１４０の端面が３個の位置決めピン１８７に当接するように水平部１０３上を微小移動させ、位置決めする。その後、押圧部材１０４の止め金を締結して作業を完了する。なお、ワークＷ（の凹部開口７４４のピッチ）に対応して、ブラケットユニット３７にサブユニット３３がセットされた状態において、サブユニット３３に搭載された機能液滴吐出ヘッド１１は、主走査方向に対して所定角度傾けて配設されている（図示では傾いていないが）。もっとも、各種ワークＷに対して、機能液滴吐出ヘッド１１を専用部品とすれば、機能液滴吐出ヘッド１１を敢て傾ける構成とする必要はない。この場合、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル列２１０が、Ｙ軸方向（副走査方向）に連続していればよい。
【００５７】
各背面プレート１５０は、略方形のステンレスの厚板で構成されており、背面プレート１５０の前面に取付けられた昇降位置調整機構１５１を介して、支持ブラケット１００を支持している。昇降位置調整機構１５１は、ワークＷと機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２とのギャップ調整を行う場合等に用いられ、背面プレート１５０に対して、支持ブラケット１００（サブユニット３３）を昇降させることにより、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２の高さ位置を調整するためのものである。昇降位置調整機構１５１は、背面プレート１５０の正面に突設される支持ブラケット１００を昇降自在に支持する昇降ねじ機構１５２（マイクロメータ）と、支持ブラケット１００の昇降を案内する左右一対の昇降ガイド１５５と、を有している。
【００５８】
キャリッジ３２は、ステンレスの方形の厚板で構成されており、３個のヘッドユニット３１を横並びに支持している。具体的には、キャリッジ３２には、３個のヘッドユニット３１の背面プレート１５０が横並びに整列してねじ止めされており、キャリッジ３２の正面に、３個のヘッドユニット３１が突設されている。
【００５９】
次に、Ｘ・Ｙ移動機構３４について説明する。Ｘ・Ｙ移動機構３４は、いわゆるＸ・Ｙロボットであり、ワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル３５と、キャリッジ３２を介して、ヘッドユニット３１をＹ軸方向（副走査方向）に移動させるＹ軸テーブル３６と、を有している。Ｘ軸テーブル３５は、上記した台板１５上に直接設置されており、Ｘ軸方向に延在している。Ｘ軸テーブル３５は、ワークＷをセットするためのセットテーブル５１と、セットテーブル５１を支持し、ワークＷのθ補正を行うためのθテーブル５２と、θテーブル５２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダ５３と、θテーブル５２およびセットテーブル５１を介して、ワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸リニアモータ５５と、Ｘ軸エアースライダ５３に併設したＸ軸リニアスケール５４と、を備えている。
【００６０】
セットテーブル５１の中心部には、ワークＷをエアー吸引により吸着セットするための吸引溝５６が形成されている。吸引溝５６には、上記したエアー吸引手段４３のエアー吸引チューブ（図示省略）が接続されており、セットテーブル５１に対して、ワークＷを不動に吸着セットできるようになっている。Ｘ軸テーブル３５では、Ｘ軸リニアモータ５５の駆動により、ワークＷを吸着セットしたセットテーブル５１およびθテーブル５２が、Ｘ軸エアースライダ５３を案内にしてＸ軸方向に移動する。
【００６１】
Ｘ軸テーブル３５の一方の端部（装置手前側）は、ワークＷを載せ換えるためのワーク交換エリアとなっており、ワーク交換を行う場合には、セットテーブル５１をワーク交換エリアまで移動させる。また、ワーク交換エリアと反対側に位置するＸ軸テーブル３５のもう一方の端部は、セットテーブル５１にセットしたワークＷに対して画像認識を行うためのワーク認識エリアとなっている。ワーク認識エリアには、Ｘ軸テーブル３５を跨ぎ、Ｙ軸方向に延在するカメラスタンド５７が立設されている。そして、カメラスタンド５７には、上記したワーク認識カメラ４６および描画観察カメラ４７が配設されており、ワークＷがワーク認識エリアに移動すると、これら両カメラがワークＷに臨む構成となっている。
【００６２】
なお、図６に示すように、Ｘ軸テーブル３５と平行に位置して、Ｘ軸テーブル３５に接続するケーブル類（例えば、エアー吸引チューブやθテーブル５２用のケーブル等）を収容したケーブル担持体２２（ケーブルベア：登録商標）が配設されており、セットテーブル５１およびθテーブル５２の移動に追従して、Ｘ軸テーブル３５に接続するケーブル類の可動端を移動させる構成となっている。
【００６３】
Ｙ軸テーブル３６は、台板１５上に立設されたＹ軸スタンド３８に載置されている。Ｙ軸スタンド３６は、上記したカメラスタンド５７に併設されており、Ｘ軸テーブル３５を跨いで、Ｘ軸テーブル３５に直交して延在している。Ｙ軸スタンド３８は、Ｘ軸テーブル３５を挟んで台板１５上に立設した左右一対の支柱２３と、Ｙ軸方向に延在し、一対の支柱２３上に架け渡した載置プレート２４と、Ｙ軸方向に延在するように、載置プレート２４上に固定された鉛直プレート２５と、を有しており、Ｙ軸テーブル３６は、載置プレート２４上に載置されると共に、鉛直プレート２５の正面部に固定されたＹ軸固定フレーム２６に取り付けられている。
【００６４】
Ｙ軸テーブル３６は、キャリッジ３４の背面に固定され、キャリッジ３４を介して３個のヘッドユニット３１をＹ軸方向にスライド自在に支持するＹ軸スライダ２７と、Ｙ軸スライダ２７をＹ軸方向に移動させるＹ軸リニアモータ２８と、Ｙ軸方向へのキャリッジ３２の移動を案内するＹ軸ガイド６１と、を有している。Ｙ軸テーブル３６では、Ｙ軸リニアモータ２８の駆動により、ヘッドユニット３１を支持するＹ軸スライダ２７が、Ｙ軸ガイド６１を案内にしてＹ軸方向に移動する。
【００６５】
鉛直プレート２５の背面には、Ｙ軸収容ボックス６２が配設され、Ｙ軸収容ボックス６２には、Ｙ軸ケーブル担持体３９が収容されている。Ｙ軸ケーブル担持体３９には、主にヘッドユニット３１に接続するケーブル類（後述する給液チューブを除く）がヘッドユニットの移動に追従するように収容されている。
【００６６】
なお、Ｙ軸テーブル３６の図示（図４、図５）左側の端部が、キャリッジ３２（ヘッドユニット３１）のホーム位置となっている。キャリッジ３２は、描画装置２の停止時やワーク交換時のような非描画処理時にホーム位置に移動する。ホーム位置に対応して、台板１５上には、ヘッド認識カメラ４５が配設されている。そして、ヘッド認識カメラ４５で、ホーム位置にある各ヘッドユニット３１に搭載された機能液吐出ヘッド１１の画像認識を行い、これに基づいて、上記したθ回動調整機構１４７等により適宜機能液滴吐出ヘッド１１の位置を補正可能となっている。なお、ブラケットユニット３７に対するサブユニット３３の着脱は、ホーム位置で行われる。
【００６７】
ここで、吐出手段４１の一連の動作について簡単に説明する。先ず、描画処理を開始する前の準備として、セットテーブル５１を（ワーク認識エリアへ）移動させる。そして、セットテーブル５１上のワークＷをワーク認識カメラ４６を臨ませ、ワークＷの位置補正を行う。次に、Ｘ・Ｙ移動機構３４（Ｘ軸テーブル３５）を駆動して、ワークＷを主走査（Ｘ軸）方向に往動させながら、機能液滴吐出ヘッド１１の選択的な吐出駆動を行い、ワークＷに対し、機能液滴による描画処理を行う。ワークＷが一往動すると、Ｘ・Ｙ移動機構３４（Ｙ軸テーブル３６）が駆動して、ヘッドユニット３１を副走査（Ｙ軸）方向に移動させる。そして、再びＸ・Ｙ移動機構３４を駆動して、ワークＷを復動させると共に、これと同期して機能液滴吐出ヘッド１１の選択的な吐出駆動を行う。ワークＷの一復動が終了すると、Ｘ・Ｙ移動機構３４により、ヘッドユニット３１を副走査させる。このような主走査方向に対するワークＷの往復動と機能液滴吐出ヘッド１１の選択的な吐出駆動とを繰り返すことにより、描画装置２は、ワークＷに対する機能液の描画処理を行っている。
【００６８】
次に、メンテナンス手段４２について説明する。メンテナンス手段４２は、機能液滴吐出ヘッド１１の保守を行うと共に、機能液滴吐出ヘッド１１から適切に機能液が吐出されているか否かの検査を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド１１による機能液の吐出を安定させるためのものである。メンテナンス手段４２は、機能液滴吐出ヘッド１１から予備吐出された機能液を受けるためのフラッシングユニット６３と、機能液滴吐出ヘッド１１の吸引を行う吸引ユニット５００と、機能液滴吐出ヘッド１１から吐出された機能液の重量を測定する重量測定ユニット６５と、を備えている。
【００６９】
フラッシングユニット６３は、フラッシングの機能液を受けるためのものである。フラッシングとは、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル２０１から機能液を予備吐出（捨て打ち）することにより、ノズル２０１のノズル詰まりを防止すると共に、ノズル２０１に新鮮な機能液を導入するためのものである。フラッシングには、ワークＷに対して機能液を吐出させる直前に行う吐出前フラッシングと、ワークＷの交換時のように、ワークＷに対する機能液の吐出が一時的に休止される時に、上記したホーム位置において定期的に行われる定期フラッシングとがあり、フラッシングユニット６３は、吐出前フラッシングの機能液を受ける第１フラッシングユニット６６と、定期フラッシングの機能液を受ける第２フラッシングユニット６８と、を有している。なお、本実施形態では、３個のヘッドユニット３１が同時に移動する構成となっているが、３個のヘッドユニット３１を個々に移動可能に構成してもよい。この場合、特に順番は問わないが、Ｒ・Ｇ・Ｂの１色ずつ順に描画処理を行う。
【００７０】
図４に示すように、第１フラッシングユニット６６は、θテーブル５２に固定されたスライダ（図示省略）と、セットテーブル５１を挟むようにスライダの両端部に固定した一対の第１フラッシングボックス６７と、を備えている。フラッシングの機能液を受ける各第１フラッシングボックス６７には、機能液を吸収させる吸収材（図示省略）が敷設されている。一対の第１フラッシングボックス６７は、主走査におけるθテーブル５２（ワークＷ）の移動に同期してヘッドユニット３１へ向かって移動するため、機能液滴吐出ヘッド１１は、ワークＷに対して機能液を吐出させる直前に、順次第１フラッシングボックス６７に臨んで、ノズル２０１から機能液を順次予備吐出させることが可能となっている。
【００７１】
第２フラッシングユニット６８は、Ｘ軸と平行になるように、上記した台板１５上に固定されたフラッシングスタンド７２と、ホーム位置において定期フラッシングの機能液を受ける第２フラッシングボックス７１と、フラッシングスタンド７２に支持されると共に、第２フラッシングボックス７１をスライド自在に支持するボックス移動機構７３と、を有している。
【００７２】
フラッシングスタンド７２は、ホーム位置からＸ軸方向に外れた、上記したＹ軸収容ボックスの略真下に配設されている。第２フラッシングボックス７１は、キャリッジ３２に横並びに配設された３個のヘッドユニット３１（に搭載された全機能液滴吐出ヘッド１１）からの定期フラッシングを、ボックス外にはみ出さずに同時に受けることができる大きさに形成されている。ボックス移動機構７３は、第２フラッシングボックス７１をＸ軸方向にスライド自在に支持するスライダ６９と、スライダを移動させるエアーシリンダ７０と、を有している。ボックス移動機構７３は、ホーム位置における作業領域を確保するために、ホーム位置から第２フラッシングボックス７１をＸ軸方向（フラッシングスタンド側）に逃がすためのものであり、サブユニット３３の交換時や後述する機能液滴吐出ヘッド１１のキャッピング時等に用いられる。なお、通常、第２フラッシングボックス７１は、ホーム位置に臨んでいる。
【００７３】
吸引ユニット５００は、ホーム位置に臨むヘッドユニット３１の機能液滴吐出ヘッド１１を吸引することにより、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル２０１から機能液を強制的に排出させるものであり、例えば、新たにヘッドユニット３１に機能液滴吐出ヘッド１１を投入した場合のように機能液の充填を行う場合や、機能液滴吐出ヘッド１１内で増粘した機能液を除去するための吸引（クリーニング）を行う場合に吸引ユニット５００は用いられる。吸引ユニット５００は、ヘッドユニット３１に搭載された機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２をキャッピング（封止）する３個のキャップユニット５０１と、キャップユニット５０１を介して機能液滴吐出ヘッド１１の吸引を行う１台の吸引ポンプ５０２と、各キャップユニット５０１と吸引ポンプ５０２とを接続する３本の吸引チューブ５０３と、上記した台板１５に上配設され、キャップユニット５０１を保管するためのキャップスタンド（図示省略）と、を備えている（図１１参照）。なお、各吸引チューブ５０３のキャップユニット３１近傍には、吸引チューブ５０３を開閉する開閉バルブ（電磁弁）５０４が介設されており、吸引ポンプ５０２による吸引流路を適宜切替え可能となっている。
【００７４】
吸引ユニット５００のキャップユニット５０１は、図示省略したが、上記ホーム位置近傍に配設したキャップスタンドに載置されており、機能液滴吐出ヘッド１１の吸引を行う場合には、上記したチャンバ装置４のグローブ２１を介して、手作業により機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２をキャップユニット５０１で密接した後、吸引ポンプ５０２を駆動する。
【００７５】
なお、キャップユニット５０１は機能液滴吐出ヘッド１１のノズル２０１の乾燥を防止するためにも用いられ、機能液滴吐出ヘッド１１のキャッピングは、吸引を行うときだけではなく、描画装置２の稼動停止時にも行われる。この場合、キャップユニット５０１に連通する吸引流路を短くして、ノズル２０１の乾燥を極力防止するために、各吸引チューブ５０３に介設された開閉バルブ５０４は全て閉弁される。これにより、描画装置２を再稼動させるときに行われる、機能液滴吐出ヘッド１１の吸引によって消費される機能液量を削減することが可能である。
【００７６】
重量測定ユニット６５は、（１個の）機能液滴吐出ヘッド１１から吐出された機能液滴の重量を測定することにより、機能液滴吐出ヘッド１１の吐出不良を検出するためのものであり、機能液滴の重量を測定する電子天秤（図示省略）と、電子天秤を収容するカバー（図示省略）付の天秤収容ボックス７４と、を備えている。電子天秤は、測定する機能液滴を受ける受け皿（図示省略）と、測定部を有する天秤本体（図示省略）と、で構成されている。受け皿（図示省略）は、上記したフラッシングスタンド７２上に載置されており、第２フラッシングボックス７１に併設されている。すなわち、通常、受け皿は、ヘッドユニット３１（機能液滴吐出ヘッド１１）の移動軌跡に臨んで配設されており、ヘッドユニット３１のメンテナンス作業時などには、第２フラッシングボックス７１と共に、Ｘ軸方向に逃げる構成となっている。また、天秤本体は台板１５上に載置された天秤収容ボックス７４内に収容されている。
【００７７】
機能液滴の重量を測定するときには、先ず、機能液滴吐出ヘッド１１の移動軌跡に臨む受け皿に対し、機能液滴吐出ヘッド１１から機能液滴を吐出させる。なお、受け皿が機能液滴吐出ヘッド１１の移動軌跡から逃げた位置にある場合には、上記したボックス移動機構７３により、受け皿を機能液滴吐出ヘッド１１の移動軌跡に臨ませる。そして、機能液滴を吐出させた受け皿を天秤本体（図示省略）にセットし、天秤収容ボックス７４のカバーを閉めた後、測定を行う。なお、本実施形態では、これら作業もチャンバ装置４のグローブ２１を介して、手作業で行われる。
【００７８】
次に、液体供給回収手段４４について説明する。液体供給回収手段４４は、各ヘッドユニット３１（各機能液滴吐出ヘッド１１）に機能液を供給する機能液供給系８２と、メンテナンス手段４２の吸引ユニットで吸引した機能液を回収する機能液回収系８３と、を有している。
【００７９】
図３、図６に示すように、機能液供給系８２は、上記した台板１５上に固定された機能液スタンド８４と、機能液スタンド８４に横並びに立設された３個の載置部材８５と、各載置部材８５にセットされる（計３個の）機能液タンク（図示省略）と、３個のヘッドユニット３１に対し、機能液タンクから機能液を供給するための給液チューブユニット７５と、を備えている。３個の機能液タンクは、３個のヘッドユニット３１にそれぞれ対応しており、各ヘッドユニット３１は、対応する機能液タンクから機能液の供給を受けるようになっている。
【００８０】
各載置部材８５には、載置する機能液タンク内の液位と、当該機能液タンクに対応するヘッドユニット３１（に搭載する機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２）との水頭差を所定値に合わせ込むための水頭差調整機構（図示省略）が組み込まれており、ヘッドユニット３１の機能液定期吐出ヘッド１１に対して、機能液タンクを昇降させることができるようになっている。
【００８１】
給液チューブユニット７５は、各機能液タンクとこれに対応するヘッドユニット３１の機能液滴吐出ヘッド１１とを接続する３組の給液チューブ（図示省略）と、３組の給液チューブを部分的に支持するチューブサポート８６と、を有している。チューブサポート８６は、機能液タンクおよび液滴吐出ヘッド１１間に給液チューブを適切に架け渡すことにより、機能液タンクからヘッドユニット３１に適切な給液が為されるように、部分的に給液チューブを支持するものである。
【００８２】
図６に示すように、チューブサポート８６は、機能液スタンド８４に立設されたサポート軸８７と、一端をサポート軸８７に回動自在に軸支されると共に、上記したＹ軸収容ボックス６２の上方を通り、ヘッドユニット３１側に延在するサポート部材８８と、を有しており、給液チューブは、サポート部材８８に支持される。なお、給液チューブは、十分な遊びを持った状態でサポート部材８８と機能液滴吐出ヘッド１１との間を架け渡されており、Ｙ軸方向に移動するヘッドユニット３１に対して、給液チューブが追従移動できるようになっている。
【００８３】
機能液回収系８３は、吸引ユニット５００のキャップユニット５０１を介して吸引した機能液を回収するためのものであり、機能液スタンド８４に載置され、機能液を貯留する再利用タンク７６と、吸引ポンプと再利用タンク７６とを接続し、吸引した機能液を再利用タンク７６へ導く回収用チューブ５０５と、を備えている。キャップユニット５０１に排出された機能液は、吸引ポンプ５０２の駆動により再利用タンク７６に導かれる。なお、本実施形態では、３個の再利用タンク７６が設けられており、ヘッドユニット３１毎に、すなわちＲ、Ｇ、およびＢ色の機能液の種類毎に機能液を個別に回収できるようになっている。
【００８４】
次に、エアー供給手段について説明する。エアー供給手段は、ドライエアーや不活性ガスを圧縮した圧縮エアーを各部に供給するためものであり、エアーを圧縮するエアーポンプ（コンプレッサー）（図示省略）と、エアーポンプからの圧縮エアーを供給先に応じて一定圧力に保つレギュレータ（図示省略）と、エアーポンプと各部とを配管接続して、圧縮エアーを各部に供給するエアー供給チューブ（図示省略）と、を備えている。
【００８５】
エアー吸引手段４３は、エアー吸引を行う真空ポンプ４８と、セットテーブル５１の吸引溝５６と真空ポンプ４８とを接続するためのエアー吸引チューブ（図示省略）と、を備えている。
【００８６】
次に、描画装置２に接続されるホスト・コンピュータ１２について説明する。図示省略したが、ホスト・コンピュータ１２は、パソコン等で構成されており、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるＲＡＭと、各種記憶領域を有し、描画装置２の制御プログラムや描画装置２に関する各種データを記憶するハードディスクと、ハードディスクに記憶されたプログラム等に基づいて、各種データを演算処理するＣＰＵと、これらを互いに接続するバスと、を備えている。
【００８７】
ホスト・コンピュータ１２では、ＣＰＵが、ＲＡＭや描画装置２からの各種検出信号、各種指令、各種データ等を、ハードディスクの制御プログラムに従って処理しており、ＣＰＵの出力に基づいて、描画装置２の制御信号が出力される。これにより、描画装置２の各手段が有機的に制御され、描画装置２全体が制御されるようになっている。
【００８８】
また、図示省略したが、ホスト・コンピュータ１２は、各種データやメッセージ等を表示し、ユーザの視認に用いられるモニタディスプレイや、ＦＤドライブやＣＤドライブ等の各種ドライブを備えている。
【００８９】
上述したように、吸引ユニット５００は、機能液滴吐出ヘッド１１に機能液の充填（初期充填）を行う場合や、機能液滴吐出ヘッド１１のクリーニング（機能液の吸引）を行う場合に用いられる。また、上述したように、吸引ユニット５００は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の３個のヘッドユニット３１に対応する３個のキャップユニット５０１と、これらのキャップユニット５０１に連なる１台の吸引ポンプ５０２と、３個のキャップユニット５０１と１台の吸引ポンプ５０２とを結合する３本の吸引チューブ５０３と、３個のキャップユニットを据え置くためのキャップスタンド（図示省略）と、を備えている。なお、本実施形態のキャップユニット５０１と、上記した下ホルダプレート（ヘッドホルダ）１２１とで、特許請求の範囲に記載のキャッピング機構が構成されている。そして、本実施形態では、キャップユニット５０１を手作業でキャップスタンドからキャッピング位置に移動させて、キャッピングを行う構成になっている。
【００９０】
一方、ヘッド側は、上述したように、機能液滴吐出ヘッド１１がヘッドユニット３１の下ホルダプレート１２１に搭載されている。下ホルダプレート１２１は、略方形に成形された磁性体（この場合はスチール）の厚板で構成されており、その装着開口に機能液滴吐出ヘッド１１がノズル面２０２を下方に突出させて、着脱可能に固定されている。下ホルダプレート１２１の下面には、突出する機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２を挟んで、一対のガイド溝１２２が形成されており、ガイド溝１２２には、その底から下ホルダプレート１２１を貫通して位置決め穴１２７が、各ガイド溝１２２に２個ずつ（計４個）形成されている。各位置決め穴１２７は、特許請求の範囲に記載の位置決め凹部に相当し、キャップユニット５０１がキャッピング位置に合致したとき、後述する位置決めピン５３６と嵌合するように設けられている。１対のガイド溝１２２は、位置決めピン５３６が摺動自在に係合できる幅であって、各２本の位置決めピン５３６と同時に係合できるように、機能液滴吐出ヘッド１１の長手方向と平行に、下ホルダプレート１２１の一端から他端まで延在している。
【００９１】
次に、キャップユニット５０１の詳細な構成について、説明する。図１０は、キャップユニット５０１の外観斜視図であり、図１１は、キャップユニット５０１の断面図である。キャップユニット５０１は、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２密着させるキャップ５２０と、キャップ５２０を突出方向に付勢する２本のキャップばね５１０と、キャップ５２０を出没方向に摺動自在に保持するキャップホルダ５３０と、で構成されている。
【００９２】
キャップ５２０は、キャップベース５２１と、キャップベース５２１の上面に端部を埋め込むようにして設けたキャップパッキン５２５と、キャップベース５２１の上面中央にキャップベース５２１を貫通するように形成した吸引孔５２３と、吸引孔５２３の下流側に連なる吸引パイプ５２６と、で構成されている。キャップパッキン５２５は、機能液滴吐出ヘッド１１のノズル面２０２を封止した状態でノズル列２１０を包含するように、平面視長方形環状に形成されている。キャップパッキン５２５の内側には、機能液の吸収材を敷設してもよいが、本実施形態のものは吸収材を省略したものとなっている。吸引孔５２３は、吸引パイプ５２６及びこれに接続された吸引チューブ５０３を介して、吸引ポンプ５０２に接続されている。なお、本実施形態のキャップベース５２１には、大気開放弁が設けられていないため、吸引後機能液滴吐出ヘッド１１からキャップユニット５０１を離間させた後も吸引を継続して、キャップパッキン５２５の内側に残留する機能液を完全に吸引することが好ましい。
【００９３】
キャップベース５２１は、上面に平面視略長方形のパッキン溝５２２を設けて、キャップパッキン５２５を装着したベース本体５２４と、ベース本体５２４の長辺方向両端下部から張り出すように設けた一対の係合突起部５２７と、で一体に形成されている。ベース本体５２４の下面には、ベース本体５２４を上面方向に付勢するようにキャップばね５１０が当接する一対の窪み部５２９が、吸引孔５２３を挟んで形成されている。各係合突起部５２７の上面は、後述するキャップ押え５３４の係合部５４２の天面に下側から当接し、キャップばね５１０に抗してその突出端位置が規制されるようになっている。また、各係合突起部５２７の外側端面には上下方向に延在する凹部である係合凹部５２８が形成され、係合凹部５２８は、後述する係合凸部５４３と上下方向摺動自在に係合し、キャップ５２０の摺動を案内している。なお、キャップ５２０の平面長辺方向の位置は、ベース本体５２４が一対のキャップ押え５３４の間に挟まれて、規定されている。
【００９４】
キャップホルダ５３０は、キャップホルダベース５３１と、キャップホルダベース５３１の上面に立設した一対のスプリングガイドピン５３５と、キャップホルダベース５３１の長辺方向両端部の上面に取り付けた一対のキャップ押え５３４と、各キャップ押さえ５３４の上面に立設した各一対の位置決めピン５３６と、各キャップ押さえ５３４の上面に固設した一対のキャップ磁石５３７とで、構成されている。
【００９５】
キャップホルダベース５３１は、長辺方向両端が高くなった側面視凹字形状をしており、低い部分の中間位置には、吸引パイプ５２６が遊嵌する逃がし穴５３２が形成され、また、逃がし穴５３２の両側には上記のスプリングガイドピン５３５が立設されている。各キャップ押え５３４は、キャップホルダベース５３１に直交するように延在しており、平面視長方形の押さえ本体５４０と、押さえ本体５４０の外側の側面から張り出した固定用突起部５４１と、内側の側面に形成され、キャップベース５２１の係合突起部５２７と係合する係合部５４２と、で断面クランク形状に形成されている。係合部５４２の内部側面には、係合突起部５２７の係合凹部５２８と係合する係合凸部５４３が、一体に形成されている。すなわち、係合部５４２は、その係合凸部５４３により、キャップ５２０の出没方向の摺動をガイドし、かつその天面により、キャップ５２０の突出端位置を位置規制している。
【００９６】
各キャップ押え５３４の上面は、その長辺方向両端部がわずかに高く形成されており、この高くなった両外端部にそれぞれ位置決めピン５３６が立設されている。各位置決めピン５３６は、片端部が位置決め穴１２７との係合を案内すべくテーパー形状に形成されると共に、基端部が、押さえ本体５４０に埋め込まれている。また、各位置決めピン５３６は、１本は断面円形で位置決め穴１２７と微小な隙間で嵌合し、他の３本は断面略紡錘形に形成されており、位置決め穴１２７へのかじり付きを防止できるようになっている。４本の位置決めピン５３６をこのように構成することにより、微小な隙間で嵌合する１組の位置決めピン５３６と位置決め穴１２７で精度よく位置決めするとともに、キャッピング（位置決めピン５３６と位置決め穴１２７の嵌合）と離反を容易ならしめている。
【００９７】
キャップ磁石５３７は、円柱状の磁石本体５３８と、磁石本体５３８を保持するとともに、キャップ押さえ５３４に固定した磁石ホルダ５３９とで構成されている。磁石ホルダ５３９は有底円筒形を為しており、先端部には磁石本体５３８が嵌合固定される凹部が形成されており、基端部でキャップ押さえ５３４の位置決めピン５３６の近傍に固定されている。磁石ホルダ５３９に嵌合した磁石本体５３８の先端面は、磁石ホルダ５３９の上端面より出ないようになっており、キャップ磁石５３７の吸着状態で、磁石ホルダ５３９が下ホルダプレート１２１に直接当接するようになっている。なお、磁石ホルダ５３９のキャップ押え５３４への固定は、磁石ホルダ５３９の基端部に形成したねじによることが好ましい。このようにすることで、加工が困難な磁石に固定構造を形成する必要がなく、精密かつ複雑な構造も可能である。それとともに、磁石の被加工性や強度の制限が少なくなり、プラスチック磁石や焼結磁石などの微細加工のできない材質も自由に使用できる。
【００９８】
キャップ５２０をノズル面２０２に当接させ、キャッピング状態にするキャッピング作業は、以下のように行う。作業者は、まずキャップユニット５０１を把持し、キャップスタンドから外して、ヘッドユニット３１の正面に持ち込む。ここで、正面から下ホルダプレート１２１の一対のガイド溝１２２にキャップユニット５０１の２本の位置決めピン５３６を係合させる。次に、係合を維持しつつ、位置決めピン５３６をガイド溝１２２に沿って奥側にスライドさせ、他の２本の位置決めピン５３６もガイド溝１２２と係合させる。さらにスライドを進めて、位置決めピン５３６と位置決め穴１２７とが合致したところで、４本の位置決めピン５３６を４本の位置決め穴１２７に下側から嵌合させる。すると、キャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着し、キャップパッキン５２５がノズル面２０２に密接し、キャッピング作業が完了する。これにより、下ホルダプレート１２１の下面を覗き見ることなく、位置決めピン５３６と位置決め穴１２７との係合が可能となり、ノズル面２０２に対しキャップパッキン５２５を精度良く密接させることができる。
【００９９】
キャッピング位置（キャッピング状態）にあるキャップユニット５０１において、キャップホルダ５３０はキャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着する力で、下ホルダプレート１２１に固定されている。吸着状態におけるキャップ５２０は、キャップばね５１０に抗して、そのキャップパッキン５２５がノズル面２０２に密接する。キャップ５２０は、キャップばね５１０を介してキャップホルダ５３０に支持されているため、キャップホルダ５３０に対しては揺動自在で、キャップパッキン５２５がノズル面２０２に倣って圧接される。キャップベース５２１と、密着したキャップパッキン５２５とノズル面２０２とで、ノズルの密封空間が形成される。形成されたノズルの密封空間は、吸引パイプ５２６と吸引チューブ５０３とを介して、吸引ポンプ５０２に接続されている。
【０１００】
ここで、吸引ポンプ５０２を作動すると、密封空間を介して、ノズル２０１から機能液を吸引することができる。初期充填やヘッドクリーニングなどの目的に応じて、適宜吸引量を定めて吸引ポンプ５０２の駆動を制御することにより、初期充填やヘッドクリーニングを適切に実施することができる。また、ノズル２０１が臨む密封空間は小容積であり、キャッピング状態のノズル２０１からの機能液溶剤の蒸発が防止できる。
【０１０１】
キャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着し当接して、ノズル面２０２にキャップパッキン５２５が密接し、キャップばね５１０がキャップ５２０を付勢する力が、ノズル面２０２とキャップパッキン５２５との圧接力になっている。このため、キャップ磁石５３７とキャップパッキン５２５との高さと、ノズル面２０２と下ホルダプレート１２１との高さと、キャップばね５１０の特性とで、ノズル面２０２とキャップパッキン５２５との圧接力は設定することができる。圧接力の設定に介在する部材が少ないため、設定が容易であるとともに、高い精度の圧接力の実現が可能である。したがって、ノズル面２０２とキャップパッキン５２５との密着状態を形成できる好適な力を自在かつ容易に設定することができ、ノズル面２０２を損なうことがないとともに、密着状態を安定的に維持することができる。
【０１０２】
キャップ５２０が下ホルダプレート１２１に固定される力は、キャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着する力であり、キャップ磁石５３７を適当に選ぶことで、自在に定めることができ、キャッピング状態を維持できるとともに、キャッピング状態の解除（キャップ５２０のノズル面２０２からの離反）も容易な、好適なキャップ５２０の下ホルダプレート１２１への固定力を設定することができる。具体的には、キャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着する力は、キャップユニット５０１の重量を支える力と、キャップパッキン５２５がノズル面２０２に密着し変形する抗力、すなわちキャッピング状態でキャップばね５１０がキャップ５２０に加えている力との和程度に設定することが好ましい。
【０１０３】
また、磁石の吸着状態を維持するには特に動力源を必要としないため、液滴吐出装置が稼動休止状態であっても、キャップ磁石５３７は下ホルダプレート１２１の吸着状態を維持し、キャッピング状態が維持できる。さらに、キャッピング状態とキャッピング状態の解除とに伴うキャップ磁石５３７の動作は、下ホルダプレート１２１の吸着及び下ホルダプレート１２１からの離反のみであり、磨耗などによるキャップ磁石５３７の吸着力の劣化はなく、好適なキャップユニット５０１の下ホルダプレート１２１への固定力を安定的に維持できる。
【０１０４】
キャップ磁石５３７は、略長方形のキャップパッキン５２５を中心に略対角位置に２個が配置されて、バランスよくキャップ５２０と機能液滴吐出ヘッド１１とを圧接させているが、さらに小形の磁石を両対角に４個設けるなど、多数の磁石を配置してもよい。また、磁石の形状は、本実施形態の円形以外に四角形やキャップベース５２１を囲む形状など自由に定めてよい。
【０１０５】
本実施形態の下ホルダプレート１２１は、全体が磁性体材料からなるが、下ホルダプレート１２１のキャップ磁石５３７に対応する部分に、磁性体材料からなる被吸着部材を設けてもよい。
【０１０６】
次に、第２の実施形態について、述べる。本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド１１を昇降させることによって、キャッピング作業を自動的に実施する構成になっている。本実施形態の昇降位置調整機構は、上記した実施形態の昇降位置調整機構１５１の昇降ねじ機構１５２に代えて、昇降モータを有する昇降機構を備えており、機能液滴吐出ヘッド１１を昇降させることができる。
【０１０７】
また、第２の実施形態のキャップユニット６０１は、上記実施形態のキャップユニット５０１に加えて、一対のキャップピン６１０を、キャップホルダベース５３１の側面に突設してある。一対のキャップピン６１０と係合して、キャップユニット６０１を支持する、一対のキャップ支持体６２０が、Ｙ軸上を移動する機能液滴吐出ヘッド１１とキャップユニット６９０１とを対向させることができるような位置で、キャップスタンド（図示省略）を介して台板１５上に固定されている。キャップ支持体６２０は、側面視略Ｌ字形状で、キャップピン６１０と係合するキャップピン穴６２３を設けたキャップ支持部６２２と、キャップスタンドに固定される支持体基部６２１が直角になっている。一対のキャップ支持体６２０は、キャップピン６１０とキャップピン穴６２３が係合し、キャップホルダベース５３１を挟んでキャップ支持部６２２が対向するように、キャップスタンド上に固定されている。この場合、キャップピン穴６２３は、キャップホルダベース５３１に突設したキャップピン６１０が、平面方向には位置決めされ、昇降方向には摺動可能な長穴である。
【０１０８】
本第２の実施形態のキャッピング動作は、機能液滴吐出ヘッド１１がＹ軸上をキャップユニット６０１の上方まで移動し、昇降装置で下降して為される。機能液滴吐出ヘッド１１及び下ホルダプレート１２１が下降して、キャップユニット６０１に近づくと、キャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着して、キャップユニット６０１が僅かに上昇し、キャップパッキン５２５とノズル面２０２とが密着してキャッピング状態となる。このとき、キャップピン６１０とキャップピン穴６２３とは、昇降方向では接触しておらず、上記実施形態と同様に、キャップユニット６０１はキャップ磁石５３７が下ホルダプレート１２１を吸着する力のみで支えられている。
【０１０９】
本第２の実施形態のキャッピング状態からの離反動作は、機能液滴吐出ヘッド１１が、昇降装置で上昇して為される。機能液滴吐出ヘッド１１及び下ホルダプレート１２１が上昇すると、キャップユニット６０１は下ホルダプレート１２１と一体に上昇し、キャップピン６１０がキャップピン穴６２３の上端に当接する。さらに下ホルダプレート１２１が上昇すると、キャップ磁石５３７と下ホルダプレート１２１とが離反し、キャップパッキン５２５とノズル面２０２とが離反して、キャッピング状態が解除される。
【０１１０】
この場合、キャップ磁石５２５を電磁石で構成してもよい。電磁石であれば、離反操作時には吸着力を解除できるため、磁石の吸着力の設定に際して、離反操作時の抗力を考慮することが不要で、より適切な吸着力を設定することができる。
【０１１１】
第２の実施形態において、ヘッドユニットを昇降させるヘッド昇降機構を設けてキャッピングを行っているが、ヘッドユニットの昇降方向は固定とし、キャップユニット６０１を昇降させるキャップユニット昇降機構を設けて、キャップユニット６０１を昇降させて、キャッピングを行ってもよい。
【０１１２】
この描画装置２は、液晶表示装置８０１の製造ラインにも適用することが可能である。図１３は、液晶表示装置８０１の断面構造を表している。図１３に示すように、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。そして、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。また、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。
【０１１３】
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、を備えており、着色層８１３および仕切り３１４の上面には、オーバーコート層３１５および電極層３１６が形成されている。
【０１１４】
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を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。また、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。
【０１１５】
描画装置２は、上記した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。
【０１１６】
描画装置２は、この他の電気光学装置、例えば、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等の製造に適用することが考えられる。上記した描画装置２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、これらを搭載した各種の電子機器を効率的に製造することが可能である。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明のヘッドキャッピング機構によれば、上記したように、過大な押圧力が作用してノズル面を損なうことがなく、好適な圧接状態すなわちノズルの好適な密封状態を、容易に実現することができるという効果がある。さらに、液滴吐出装置が休止状態であっても、磁石の吸着状態は維持されるため、キャップの密封状態が維持されるという効果もある。
【０１１８】
また、本発明による液滴吐出装置は、上記したヘッドキャッピング機構を備えたことにより、適切なキャッピング（封止）を実現することができ、好適な初期充填やヘッドクリーニングを実施でき、機能液滴吐出ヘッドの状態を好適に保てるため、良好な液滴吐出が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ装置の縦断面図である。
【図２】本実施形態の描画システムの外観斜視図である。
【図３】本実施形態の描画装置の外観斜視図である。
【図４】本実施形態の描画装置の上面視平面図である。
【図５】本実施形態の描画装置の正面図である。
【図６】本実施形態の描画装置の側面図である。
【図７】（ａ）は機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図、（ｂ）は機能液滴吐出ヘッドを配管アダプタに装着したときの断面図である。
【図８】本実施形態のサブユニットの外観斜視図である。
【図９】本実施形態のサブユニット及びブラケットユニットの外観斜視図である。
【図１０】本実施形態のキャップユニットの外観斜視図である。
【図１１】本実施形態のキャップユニットの断面図である。
【図１２】第２の実施形態のキャップユニットの正面図及び側面図である。
【図１３】液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１描画システム２描画装置
１１機能液滴吐出ヘッド３１ヘッドユニット
４２メンテナンス手段１２１下ホルダプレート
２０８ノズルプレート２０２ノズル面
５００吸引ユニット５０１キャップユニット
５０２吸引ポンプ５２０キャップ
５３０キャップホルダ５１０キャップばね
５３６位置決めピン５３７キャップ磁石
Ｗ基板（ワーク）

Claims

機能液滴吐出ヘッドのノズル面に着脱自在に装着されるキャップを備え、
当該キャップを、前記ノズル面に密着させて、前記ノズル面に形成したノズルを封止するヘッドキャッピング機構であって、
前記機能液滴吐出ヘッドを保持するヘッドホルダと、
前記キャップを保持するキャップホルダと、を備え、
前記ヘッドホルダは、磁性体材料からなる被吸着部と、位置決め凹部と、を有し、
前記キャップホルダは、前記被吸着部に対する吸着力により、前記キャップを前記ノズル面に密着させる磁石と、キャッピング状態で前記位置決め凹部が嵌合する位置決め凸部と、を有し、
前記ヘッドホルダには、前記位置決め凸部をスライドさせるためのガイド溝が設けられ、
前記位置決め凹部は、前記ガイド溝に形成されていることを特徴とするヘッドキャッピング機構。
前記位置決め凸部の片端部がテーパー形状であることを特徴とする請求項１に記載のヘッドキャッピング機構。
前記キャップホルダは、複数の前記位置決め凸部を有し、前記位置決め凸部の少なくとも１つは、断面円形に形成され、前記位置決め凸部の少なくとも１つは、断面紡錘形に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドキャッピング機構。
前記磁石は複数個設けられており、
前記複数の磁石は、前記キャップの中心に対して略点対称の位置に配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のヘッドキャッピング機構。
前記キャップは、その離接方向に伸縮する弾性部材を介して前記キャップホルダに保持されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のヘッドキャッピング機構。
前記キャップホルダを、前記キャップの離接方向に摺動自在にかつ抜止め状態に支持する支持部材を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のヘッドキャッピング機構。
前記磁石の吸着力は、前記キャップおよび前記キャップホルダの荷重に対する反力と、密着時における前記キャップに設けたシール部材の変形に要する押圧力とのほぼ和に相当することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のヘッドキャッピング機構。
請求項１ないし７のいずれかに記載のヘッドキャッピング機構と、
前記機能液滴吐出ヘッドを搭載するとともに、前記機能液滴吐出ヘッドをワークに対向させ、当該ワークに対し、前記機能液滴吐出ヘッドを相対移動させながら機能液滴を選択的に吐出する描画手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。