KR100691692B1

KR100691692B1 - 기능액 공급 장치, 묘화 장치, 전기 광학 장치의 제조방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기

Info

Publication number: KR100691692B1
Application number: KR1020040101689A
Authority: KR
Inventors: 하야시다카유키; 오노겐이치
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2007-03-09
Also published as: US20050151804A1; TWI250090B; TW200523130A; CN1636746A; KR20050073520A

Abstract

캐리지(63)에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치(4)에 있어서, 기능액 탱크(91)와, 기능액 탱크(91)로부터 1차 실(172)에 도입한 기능액을 2차 실(173)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 공급하는 동시에, 2차 실(173)의 한 면(面)을 구성하는 동시에 대기에 면한 원형의 다이어프램(175)이 받는 대기압을 기준 조정 압력으로 하여, 1차 실(172)과 2차 실(173)을 연통하는 연통 유로(174)를 개폐하는 압력 조정 밸브(161)와, 압력 조정 밸브(161)를 통하여, 기능액 탱크(91) 및 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 접속하는 접속 튜브(72)를 구비하고, 기능액 탱크(91) 및 압력 조정 밸브(161)는 캐리지(63)에 탑재되어 있다. 그 결과, 기능액 탱크(91)의 설치 자유도를 확보할 수 있는 동시에, 기능액 유로를 단축할 수 있다.

묘화 장치, 액체방울 토출 장치, 기능액 공급 장치, 캐리지, 헤드 플레이트

Description

기능액 공급 장치, 묘화 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기{APPARATUS FOR SUPPLYING FUNCTIONAL LIQUID, DRAWING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL APPARATUS, ELECTRO-OPTICAL APPARATUS AND ELECTRONIC INSTRUMENT}

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 묘화 장치의 평면 모식도.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 묘화 장치의 정면 모식도.

도 3은 지지 프레임 주위의 평면 모식도.

도 4는 기능 액체방울 토출 헤드의 외관 사시도.

도 5는 기능액 탱크 주위의 설명도.

도 6은 압력 조정 밸브를 배면으로부터 본 외관 사시도.

도 7의 A 및 B는 압력 조정 밸브의 설명도로, 도 7의 A는 압력 조정 밸브의 배면도, 도 7의 B는 압력 조정 밸브의 정면도.

도 8의 A 및 B는 압력 조정 밸브의 설명도로, 도 8의 A는 압력 조정 밸브의 종단면도, 도 8의 B는 1차 실(室) 주위를 확대한 종단면도.

도 9는 압력 조정 밸브의 동작을 설명하기 위한 설명도.

도 10은 기능 액체방울 토출 헤드, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크의 높이 관계를 나타낸 도면.

도 11은 묘화 장치의 주 제어계에 대해서 설명한 블록도.

도 12는 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로차트.

도 13의 A 내지 E는 제조 공정순으로 나타낸 컬러 필터의 모식 단면도.

도 l4는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도.

도 15는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 2 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타낸 요부 단면도.

도 16은 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 제 3 예의 액정 장치의 개략 구성을 나타낸 분해 사시도.

도 17은 유기 EL 장치인 표시 장치의 요부 단면도.

도 18은 유기 EL 장치인 표시 장치의 제조 공정을 설명하는 플로차트.

도 19는 무기물 뱅크층의 형성을 설명하는 요부 단면도.

도 20은 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 요부 단면도.

도 21은 정공(正孔) 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 요부 단면도.

도 22는 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 요부 단면도.

도 23은 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 요부 단면도.

도 24는 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 요부 단면도.

도 25는 각 색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 요부 단면도.

도 26은 음극의 형성을 설명하는 요부 단면도.

도 27은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치)인 표시 장치의 요부 분해 사시도.

도 28은 전자 방출 장치(FED 장치)인 표시 장치의 요부 단면도.

도 29의 A 및 도 29의 B는 표시 장치의 전자 방출부 주위의 평면도(도 29의 A) 및 그 형성 방법을 나타내는 평면도(도 29의 B).

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 묘화 장치

3 액체방울 토출 장치

4 기능액 공급 장치

14 메인 캐리지

41 기능 액체방울 토출 헤드

42 헤드 플레이트

72 기능액 공급 튜브

73 접속도구

91 기능액 탱크

92 탱크 플레이트

103 공급구

142 튜브 접속부

151 탱크 접속부

152 접속침

105 폐색 부재

161 압력 조정 밸브

163 밸브 플레이트

172 1차 실

173 2차 실

174 연통 유로

175 다이어프램

176 밸브체

U 단위 유닛

W 워크

본 발명은 캐리지에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치, 묘화 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

묘화 장치의 일종인 잉크젯 프린터에서는, 잉크젯 헤드(기능 액체방울 토출 헤드)로부터의 잉크(기능액) 흘림을 방지하는 동시에, 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크 방울의 양(量)적 안정성을 확보하기 위해서, 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 팩(기능액 탱크)을, 잉크젯 헤드(의 노즐면)보다도 낮은 위치에 배열 설치하고, 소정의 수두차(水頭差)가 되도록 하고 있다. 그리고, 인쇄 대상물(워크)에 대하여, 잉크젯 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 이것을 토출 구동함으로써, 인쇄 대상물에 인쇄(묘화)를 행하도록 하고 있다(일본국 특허공개 2002-248784호 공보 참조).

그러나, 공업 응용의 묘화 장치에서는, 기능 액체방울의 비행 왜곡 등을 방지하여 높은 묘화 정밀도를 확보하기 위해서, 기능 액체방울 토출 헤드의 노즐면과 워크의 간격(갭)을 좁게 해 두고, 기능 액체방울 토출 헤드(의 노즐면)보다도 낮은 위치에 기능액 탱크를 배열 설치하려고 하면, 워크에 대해서 상대적으로 이동하는 기능 액체방울 토출 헤드의 이동 영역을 피해 기능액 탱크를 배열 설치해야 한다. 즉, 기능액 탱크를 설치하는 데 있어서의 자유도가 없고, 기능 액체방울 토출 헤드의 이동 영역 외에 기능액 탱크를 배열 설치할 필요가 생기기 때문에, 장치 자체가 대형화된다는 문제가 생긴다.

또한, 기능 액체방울 토출 헤드 내에 기포가 혼입되면 도트 누락 등이 생기기 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드에 공급하는 기능액은 탈기도가 높은 것이 바람직하다. 그러나, 기능 액체방울 토출 헤드의 이동 영역 외에 기능액 탱크를 배 설하면, 기능액 탱크로부터 기능 액체방울 토출 헤드에 이르는 기능액 유로가 길어지기 때문에, 기능액 유로를 구성하는 기능액 튜브를 통하여, 기능액 유로를 송액 중의 기능액에 용해되는 공기량이 증가해 버린다. 또한, 기능액 유로가 길어지면, 유로 내에 잔류하는 기능액량이 많아지기 때문에, 낭비되는 기능액량이 증가하는 동시에, 기능액 공급 압력의 유로 손실이 증대하는 문제도 생긴다.

그래서, 본 발명은 기능액 탱크의 설치 자유도를 확보 가능한 동시에, 기능 액 유로를 단축 가능한 기능액 공급 장치, 묘화 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명은, 캐리지에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치에 있어서, 기능액을 공급하는 기능액 탱크와, 기능액 탱크로부터 1차 실(室)에 도입한 기능액을 2차 실을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드에 공급하는 동시에, 2차 실의 한 면(面)을 구성하는 동시에 대기에 면한 원형의 다이어프램이 받는 대기압을 기준 조정 압력으로 하여, 1차 실과 2차 실을 연통하는 연통 유로를 개폐하는 압력 조정 밸브와, 압력 조정 밸브를 통하여 기능액 탱크 및 기능 액체방울 토출 헤드를 접속하는 접속 튜브를 구비하고, 기능액 탱크 및 압력 조정 밸브는 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 기능액 탱크 및 압력 조정 밸브는 기능 액체방울 토출 헤드를 탑재한 캐리지에 탑재되므로, 접속 튜브의 길이, 즉, 기능액 유로의 길이를 단축할 수 있다. 또한, 기능액 탱크 및 기능 액체방울 토출 헤드의 사이에는, 대기압을 기준 조정 압력으로 한 압력 조정 밸브가 설치되어 있으므로, 기능액 탱크 및 기능 액체방울 토출 헤드 사이의 수두차를 고려할 필요가 없다.

이 경우, 기능액 탱크 및 압력 조정 밸브는 기능액이 기능액 탱크로부터 기능 액체방울 토출 헤드에 자연 유하하도록 캐리지 위에 탑재되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 기능액 탱크 및 압력 조정 밸브는 기능액 탱크로부터 기능 액체방울 토출 헤드에 자연 유하(流下)되도록 캐리지 위에 탑재되어 있으므로, (수두차에 의해서 생기는) 기능액의 자연 유하에 의해 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 공급할 수 있다. 따라서, 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 공급하기 위한 장치를 별도로 설치할 필요가 없어, 장치가 대형화되는 것을 방지할 수 있다.

이 경우, 기능액 탱크는 탈기한 기능액을 진공 팩한 팩 형식인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 저장하는 기능액의 감소에 따라 팩이 오므라지므로, 팩 내의 기능액이 공기에 노출되지 않아, 탈기한 기능액을 탈기도가 높은 상태로 기능 액체방울 토출 헤드에 공급할 수 있다.

이 경우, 접속 튜브 상류단에 접속하는 튜브 접속부와, 튜브 접속부에 연통하는 동시에 기능액 탱크의 공급구에 접속하는 접속침으로 이루어지고, 접속 튜브 및 기능액 탱크를 접속하는 접속도구를 더 구비하고, 공급구는 접속침을 빼고 꽂기 자유롭게 수용하는 탄성재로 밀봉되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 접속도구의 접속침을 탄성재에 관통하도록 삽입함으로써, 접속 튜브 및 기능액 탱크의 접속을 행할 수 있고, 이들을 용이하게 접속할 수 있다. 그리고, 기능액 탱크의 공급구는 탄성재로 밀봉되어 있으므로, 접속침의 삽입 시에 공기(기포)가 혼입되는 것을 방지하는 동시에, 접속침을 뺄 때에 탱크 내의 기능액이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 묘화 장치는, 기능 액체방울 토출 헤드와, 상기 어느 하나에 기재된 기능액 공급 장치를 구비하고, 워크에 대해서 캐리지를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액체방울 토출 헤드를 토출 구동함으로써, 워크에 기능 액체방울에 의한 묘화를 행하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 워크에 대해서 상대적으로 이동하는 캐리지에, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크가 탑재되기 때문에, 캐리지의 상대 이동 영역 내에 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크를 수납하여 배열 설치할 수 있다. 또한, 기능액 탱크와 기능 액체방울 토출 헤드를 접속하는 접속 튜브(기능액 유로)의 길이를 단축할 수 있으므로, 기능액을 안정적으로 공급 가능한 동시에, 탈기도가 높은 기능액을 기능 액체방울 토출 헤드에 공급 가능하다.

이 경우, 기능 액체방울 토출 헤드, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크는 직선 형상으로 배열 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 기능 액체방울 토출 헤드, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크는 직선 형상으로 배열 설치되므로, 이들을 접속하는 접속 튜브(기능액 유로)도 직선 형상이 되어, 기능액 유로의 길이를 보다 단축할 수 있다.

이 경우, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크는 세로 배치되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크는 세로 배치되므로, 평면에서 본 상태에서의 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크의 설치 스페이스를 억제하여, 캐리지 위에 이들을 효율적으로 배치할 수 있다.

이 경우, 캐리지 위에는 기능 액체방울 토출 헤드, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크를 직선 형상으로 배열 설치한 단위 유닛이 복수조(組) 탑재되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 각 단위 유닛에서의 기능액 유로의 길이를 억제할 수 있 고, 각 단위 유닛의 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 안정적으로 공급할 수 있다.

이 경우, 복수조의 단위 유닛은 기능 액체방울 토출 헤드, 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크의 배열 설치 방향에 직교하는 방향으로 대략 횡렬로 배치되어 있고, 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는 단일의 헤드 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 캐리지에 탑재되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드는, 헤드 플레이트를 통하여 유닛화(化)되어 있으므로, 헤드 플레이트를 통하여, 각 기능 액체방울 토출 헤드를 정밀도가 양호하게 캐리지에 위치 결정하여 탑재할 수 있는 동시에, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드를 캐리지에 효율적으로 탑재시킬 수 있다.

이 경우, 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 압력 조정 밸브는 단일의 밸브 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 캐리지에 탑재되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 단일의 밸브 플레이트에 의해, 복수의 압력 조정 밸브를 위치 결정한 상태로 유닛화할 수 있고, 복수의 압력 조정 밸브를 캐리지에 탑재시킬 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 기능액 탱크는 단일의 탱크 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 캐리지에 탑재되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 단일의 탱크 플레이트를 통하여, 복수의 기능액 탱크를 캐리지에 위치 결정 고정할 수 있기 때문에, 캐리지에 대해 이들을 효율적으로 탑재 시킬 수 있다.

본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 상기 어느 하나의 묘화 장치를 사용하여, 워크 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 전기 광학 장치는, 상기 어느 하나에 기재된 묘화 장치를 사용하여, 워크 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이들 구성에 의하면, 탈기도가 높은 기능액을 기능 액체방울 토출 헤드에 안정적으로 공급함으로써, 워크에 대해서 정밀도가 양호하게 묘화를 행할 수 있는 묘화 장치를 사용하여 전기 광학 장치의 제조가 행해지기 때문에, 효율적인 제조가 가능해진다. 또한, 전기 광학 장치(디바이스)로서는, 액정 표시 장치, 유기 EL (Electro-Luminescence) 장치, 전자 방출 장치, PDP(Plasma Display Panel) 장치 및 전기 영동 표시 장치 등을 생각할 수 있다. 또한, 전자 방출 장치는, 이른바 FED(Field Emission Display) 장치 또는 SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display) 장치를 포함하는 개념이다. 또한, 전기 광학 장치로서는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광 확산체 형성 등을 포함하는 장치를 생각할 수 있다.

본 발명의 전자 기기는, 상기에 기재된 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치, 또는 상기에 기재된 묘화 장치를 이용하여 상기 워크 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.

이 경우, 전자 기기로서는, 이른바 플랫 패널 디스플레이를 탑재한 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 이외에, 각종 전기 제품이 이에 해당한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 묘화 장치에 대해서 설명한다. 이 묘화 장치는, 이른바 플랫 디스플레이의 제조 라인에 합체되는 것으로, 기능 액체방울 토출 헤드를 사용한 액체방울 토출법에 의해 액정 표시 장치의 컬러 필터나 유기 EL 장치의 각 화소가 되는 발광 소자 등을 형성하는 것이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 묘화 장치(l)는 기대(機臺)(2)와 기능 액체방울 토출 헤드(4l)를 갖고, 기대(2) 위의 전역에 넓게 설치된 액체방울 토출 장치(3)와, 액체방울 토출 장치(3)에 접속한 기능액 공급 장치(4)와, 액체방울 토출 장치(3)에 추가 설치되도록 기대(2) 위에 설치한 헤드 보수 장치(5)를 구비하고 있다. 또한, 묘화 장치(1)에는, 도면 외의 제어장치(6)가 설치되어 있고, 묘화 장치(1)에서는, 기능액 공급 장치(4)에 의해 액체방울 토출 장치(3)가 기능액의 공급을 받으면서, 제어 장치(6)에 의한 제어에 기초하여, 액체방울 토출 장치(3)가 워크(W)에 대한 묘화 동작을 행하는 동시에, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대해서, 헤드 보수 장치(5)가 적절한 보수 동작(maintenance)을 행하도록 되어 있다.

액체방울 토출 장치(3)는 워크(W)를 주 주사(X축 방향으로 이동)시키는 X축 테이블(12) 및 X축 테이블(12)에 직교하는 Y축 테이블(13)로 이루어지는 X·Y 이동 기구(1l)와, Y축 테이블(13)에 이동이 자유롭게 장착된 메인 캐리지(14)와, 메인 캐리지(14)에 수직 설치되어, 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 탑재한 헤드 유닛(15)을 갖고 있다.

X축 테이블(12)은 X축 방향의 구동계를 구성하는 X축 모터(도시 생략) 구동의 X축 슬라이더(22)를 갖고, 이것에 흡착 테이블(24) 및 θ테이블(25) 등으로 이루어지는 세트 테이블(23)을 이동이 자유롭게 탑재하여 구성되어 있다. 마찬가지로, Y축 테이블(13)은 Y축 방향의 구동계를 구성하는 Y축 모터(도시 생략) 구동의 Y축 슬라이더(29)를 갖고, 이것에 헤드 유닛(15)을 지지하는 상기 메인 캐리지(14)를 Y축 방향으로 이동이 자유롭게 탑재하여 구성되어 있다. 또한, X축 테이블(12)은 X축 방향으로 평행하게 배열 설치되어 있고, 기대(2) 위에 직접 지지되어 있다. 한편, Y축 테이블(l3)은 기대(2) 위에 입설한 좌우의 지주(31)로 지지되어 있고, X축 테이블(12) 및 헤드 보수 장치(5)를 타고 넘도록 Y축 방향으로 연장하고 있다(도 1 및 도 2 참조).

묘화 장치(1)에서는, X축 테이블(12) 및 Y축 테이블(13)이 교차하는 영역이 워크(W)의 묘화를 행하는 묘화 영역(32), Y축 테이블(13) 및 헤드 보수 장치(5)가 교차하는 영역이 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대한 기능 회복 처리를 행하는 보수 영역(33)으로 되어 있어, 워크(W)에 묘화를 행하는 경우에는 묘화 영역(32)으로, 기능 회복 처리를 행하는 경우에는 보수 영역(33)으로 헤드 유닛(15)을 향하도록 되어 있다.

헤드 유닛(15)은 복수(12개)의 기능 액체방울 토출 헤드(41)와, 헤드 유지 부재(도시 생략)를 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 탑재하는 헤드 플레이트(42)를 구비하고 있다. 헤드 플레이트(42)는 지지 프레임(43)에 착탈이 자유롭게 지지되고 있고, 헤드 유닛(15)은 지지 프레임(43)을 통하여 메인 캐리지(14)에 위치 결정하여 탑재된다. 또한, 상세는 후술하지만, 지지 프레임(43)에는, 헤드 유 닛(l5)에 나란히 기능액 공급 장치(4)의 밸브 유닛(74) 및 탱크 유닛(71)이 지지되어 있다(도 1 내지 도 3 참조).

도 4에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(41)는 이른바 2 련의 것으로, 2 련의 접속침(52)을 갖는 기능액 도입부(51)와, 기능액 도입부(5l)에 이어지는 2 련의 헤드 기판(53)과, 기능액 도입부(51)의 하부에 연하고, 내부가 기능액으로 채워지는 헤드 내 유로가 형성된 헤드 본체(54)를 구비하고 있다. 접속침(52)은 도면 외의 기능액 공급 장치(4)에 접속되어, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 헤드 내 유로에 기능액을 공급한다. 헤드 본체(54)는 캐비티(55)(피에조 압전 소자)와, 토출 노즐(58)이 개구된 노즐면(57)을 갖는 노즐 플레이트(56)로 구성되어 있다. 노즐면(57)에는, 다수(180개)의 토출 노즐(58)로 이루어지는 노즐열(列)이 형성되어 있다. 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 토출 구동하면, 캐비티(55)의 펌프 작용에 의해, 토출 노즐(58)로부터 기능 액체방울을 토출한다.

헤드 플레이트(42)는, 스테인레스 등으로 이루어지는 사각형의 후판으로 구성되어 있다. 헤드 플레이트(42)에는, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 위치 결정하고, 이것을 이면측으로부터 헤드 유지 부재를 통해 고정하기 위한 12개의 장착 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 12개의 장착 개구는 2개씩 6조로 분리되어 있고, 각 조의 장착 개구는 일부가 중복되도록 기능 액체방울 토출 헤드(4l)의 노즐열과 직교하는 방향(헤드 플레이트(42)의 긴 방향)으로 위치가 어긋나게 형성되어 있다. 즉, 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)는 2개씩 6조로 분리되어 있고, 노즐열과 직교하는 방향에서 각 조의 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐열이 일부 중복되도록 계단 형상으로 배치된다(도 3 참조).

또한, 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 형성된 2 열의 노즐열은 4 도트 분의 피치를 갖고서 배열 설치된 다수(180개)의 토출 노즐(58)에 의해 각각 구성되어 있고, 양 노즐열은 열 방향으로 2 도트 분 위치가 어긋나게 배열 설치되어 있다. 즉, 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)에는, 2 열의 노즐열에 의해 2 도트 피치의 묘화 라인이 형성되어 있다. 한편, 동일한 조의 인접하는 2개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)는 각각의 (2 도트 피치의) 묘화 라인이 열 방향으로 1 도트분 위치가 어긋나도록 배열 설치되고, 1 조의 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의해 1 도트 피치의 묘화 라인이 형성된다. 즉, 동일한 조 2개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)는 1/4 해상도의 각 노즐열이 상호 위치가 어긋나도록 배치되고, 다른 5조 10개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)와 함께, 1 묘화 라인의 고해상도(1 해상도)의 노즐열이 구성되도록 되어 있다.

메인 캐리지(14)는 도 2에 나타낸 바와 같이, Y축 테이블(13)에 하측으로부터 고정되는 외관 「I」형 매닮 부재(61)와, 매닮 부재(61)의 하면에 장착되어, (헤드 유닛(15)의) θ방향에 대한 위치 보정을 행하기 위한 θ회전 기구(62)와, θ회전 기구(62)의 아래쪽에 매달도록 장착된 캐리지 본체(63)로 구성되어 있고, 캐리지 본체(63)가 지지 프레임(43)을 통하여 헤드 유닛(15)을 지지하도록 되어 있다. 도시를 생략했으나, 캐리지 본체(63)에는, 지지 프레임(43)을 여유있게 끼우기 위한 사각형의 개구가 형성되는 동시에, 지지 프레임(43)을 위치 결정하기 위한 위치 결정 기구가 설치되어 있어, 헤드 유닛(15)을 위치 결정한 상태로 고정할 수 있도록 되어 있다.

도 l 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 기능액 공급 장치(4)는 상기 지지 프레임(43)에 헤드 유닛(15)과 함께 탑재되어 있고, 기능액을 저장하는 복수(12개)의 기능액 탱크(91)로 이루어지는 탱크 유닛(71)과, 각 기능액 탱크(91) 및 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 접속하는 복수(12개)의 기능액 공급 튜브(72)와, 각 기능액 공급 튜브(72)를 각 기능액 탱크(91) 및 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 접속하기 위한 복수(12개)의 접속도구(73)(도 5참조)와, 복수의 기능액 공급 튜브(72)에 설치한 복수(12개)의 압력 조정 밸브(161)로 이루어지는 밸브 유닛(74)을 갖고 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 지지 프레임(43)은 대략 사각형의 틀 형상으로 형성되어 있고, 그 긴 방향에 대해, 헤드 유닛(15), 밸브 유닛(74), 탱크 유닛(71)의 순서로 이들을 탑재하고 있다. 도시를 생략했으나, 지지 프레임(43)에는, 헤드 유닛(15)을 하측으로부터 여유있게 끼우는 개구가 형성되는 동시에, 헤드 유닛(15)(헤드 플레이트(42))을 위치 결정하기 위한 헤드 위치 결정 기구가 설치되어 있다. 헤드 위치 결정 기구는 지지 프레임(43)으로부터 아래쪽으로 돌출하는 3개의 위치 결정핀(도시생략)을 갖고, 이 3개의 위치 결정핀을 헤드 플레이트(42)의 단면(端面)에 맞닿게 함으로써, 개구에 여유있게 끼운 헤드 유닛(15)을 헤드 유닛(15)의 장변 방향과, 지지 프레임(43)의 단변 방향을 일치시킨 상태로 정밀도가 양호하게 위치 결정하여 탑재 가능하게 되어 있다. 또한, 지지 프레임(43)에는, 그 장변 부분에, 한 쌍의 핸들(81)이 장착되어 있고, 이 한 쌍의 핸들(81)을 손잡이 부위로 하여, 지지 프레임(43)을 메인 캐리지(14)(캐리지 본체(63))에 착탈 가능하도록 투입할 수 있게 되어 있다.

탱크 유닛(71), 12개의 기능액 탱크(91)와, 이들을 위치 결정하는 12개의 세트부(111)를 갖고, 12개의 기능액 탱크(91)를 지지하는 탱크 플레이트(92)와, 각 기능액 탱크(91)를 각 세트부(111)에 장착(세트)하기 위한 탱크 세트 지그(93)로 구성되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 기능액 탱크(91)는 카트리지 형식의 것으로, 기능액을 진공 팩한 기능액 팩(l01)과, 기능액 팩(l01)을 수용하는 수지제의 카트리지 케이스(108)를 갖고 있다. 또한, 기능액 팩(l01)에 저장되는 기능액은 미리 탈기되어 있고, 그 용존 기체량은 대략 제로로 되어 있다.

기능액 팩(l01)은 2장의 직사각형의 (가뇨성의) 필름 시트(102)를 겹쳐서 열용착한 주머니 형상의 것에, 기능액을 공급하는 수지제의 공급구(103)를 부착한 것이다. 기능액 팩(l01)은 저류하는 기능액의 감소에 따라, 편평(扁平)하게 변형하여, 기능액을 끝까지 사용하는 것이 가능해진다. 공급구(103)에는, 팩 내에 연통하는 연통 개구(104)가 형성되어 있다. 연통 개구(104)는 기능액 내식성을 갖는 부틸 고무 등의 탄성재로 구성된 폐색 부재(105)에 의해 폐전되어 있어, 연통 개구(104)로부터 공기(산소)나 습기가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 팩 내에 저장된 기능액의 열화를 방지하기 위해, 필름 시트(102)에는 기능액에 대한 내식성이나 기체 비투과성, 방수성 등을 갖는 복수의 소재를 적층한 적층 구조의 것이 채용되어 있다.

카트리지 케이스(108)는 1개의 면을 개구한 편평한 상자 형상의 케이스 본체 (109)와, 케이스 본체(l09)의 개구를 폐색하는 뚜껑 케이스(도시생략)로 형성되고, 내부에 기능액 팩(l01)이 수용되는 수용 공간이 구성되어 있다. 케이스 본체(109)에는, 기능액 팩(l01)의 공급구(103)에 걸어 맞추고, 공급구(103)를 외부에 돌출시킨 상태로 거는 걸림부(도시생략)가 형성되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 탱크 플레이트(92)는 스테인레스 등의 후판으로 대략 평행사변형으로 형성되어 있다. 탱크 플레이트(92)에는, 기능액 탱크(91)의 공급구(103)를 밸브 유닛(74)측을 향한 상태로 기능액 탱크(91)를 세로 배치되도록 위치 결정하는 동시에, 이것을 착탈 자재로 세트하는 12개의 세트부(1l1)가 설치되어 있다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 세트부(111)는 헤드 플레이트(42)에 탑재한 12개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 배치를 모방하여 배치되어 있다. 즉, 12개의 기능액 탱크(91)는 2개씩 6조로 분리되어 있고, 공급구(103)(기능액 탱크(91)의 전면)를 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 향한 상태에서, 탱크 플레이트(92)의 장변을 따르도록 지지 프레임(43)의 단변 방향으로 위치가 어긋나게 배치된다. 또한, 여기서 말하는 세로 배치란, 기능액 팩(l01)의 필름 시트(102)를 대략 수직으로 하는 배치 방법으로, 필름 시트(102)가 대략 수평이 되는 가로 배치와 비교하여, 기능액 탱크(91)의 설치 스페이스를 컴팩트하게 억제할 수 있다.

탱크 세트 지그(93)는 기능액 탱크(91)의 후면(기능액 탱크(91)의 전면에 대향하는 면)을 전방으로 밀어 넣음으로써, 기능액 탱크(91)를 전방으로 슬라이드 시켜 세트부(111)에 세트하는 것으로, 기능액 탱크(91)를 밀어내는 세트 부재(121)와, 세트 부재(121)를 지지하는 지지 부재(122)를 갖고 있다. 탱크 플레이트(92) 에는, 탱크 후면측의 장변을 따라 가이드 구멍(123)이 형성되어 있고, 지지 부재(l22)는 가이드 구멍(123)으로 안내되어 탱크 플레이트(92) 위를 슬라이드하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 기능액 탱크(91)의 세트 위치에 맞춰 지지 부재(122)를 이동시킴으로써, 세트 부재(121)를 각 기능액 탱크(91)에 대치(對峙)시켜, 기능액 탱크(91)를 적절히 세트할 수 있도록 되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 기능액 공급 튜브(72)는 각 기능액 탱크(91) 및각 압력 조정 밸브(161)를 접속하는 탱크측 튜브(131)와, 각 압력 조정 밸브(161) 및 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 접속하는 헤드측 튜브(132)를 갖고 있다. 이들 튜브(131 및 132)는 상기한 기능액 팩(l01)과 같이, 기능액에 대한 내식성, 기체 비투과성, 방수성 등을 고려한 적층 구조로 구성되어 있다. 예를 들면, 수계의 기능액을 사용한 경우, 내측으로부터 순서대로, 폴리에틸렌층, 접착제층, 에틸렌비닐알콜 공중합체층, 접착제층, 폴리에틸렌층의 순서로 적층한 5 층 구조의 튜브를 사용하고, 용제계의 기능액을 사용한 경우에는, 내측으로부터 순서대로, 에틸렌비닐알콜 공중합체층, 접착제층, 폴리에틸렌층의 순서로 적층한 3 층 구조의 튜브를 사용한다. 또한, 폴리에틸렌은 방수성을 갖는 소재이고, 에틸렌비닐알콜 공중합체는 기체 비투과성을 갖는 소재이다.

접속도구(73)는 기능액 탱크(91) 및 기능액 공급튜브(72)의 일단을 접속하기 위한 탱크측 어댑터(141)와, 기능 액체방울 토출 헤드(41) 및 기능액 공급 튜브(72)의 타단을 접속하기 위한 헤드측 어댑터(158)를 갖고 있다. 탱크측 어댑터(141)는 기능액 공급 튜브(72)의 일단에 직접 접속되는 튜브 접속부(142)와, 기능 액 탱크(91)에 접속되는 탱크 접속부(151)를 갖고 있고, 양 접속부(142 및 151)의 내부에는 기능액 탱크(91)로부터 기능액을 공급하기 위한 기능액 유로가 형성되어 있다.

튜브 접속부(142)는 기능액 공급 튜브(72)를 축 중심에 끼워넣는 원통 수나사부(143)와, 원통 수나사부(143)를 지지하는 튜브측 플랜지(144)와, 원통 수나사부(143)의 외측에 나사결합하는 암나사캡(145)과, 원통 수나사부(143)와 암나사캡(145) 사이에 설치되어, 기능액 공급 튜브(72)를 액밀(液密)하게 유지하는 튜브측 O링(146)으로 구성되어 있다. 한편, 탱크 접속부(151)는, 축 중심에 유로를 형성한 접속침(152)과, 접속침(152)을 유지하는 탱크측 플랜지(153)와, 튜브측 플랜지(144)의 접속침 수용구(147)에 설치한 탱크측 O링(154)으로 구성되어 있다. 튜브 접속부(142)와 탱크 접속부(151)는 튜브측 플랜지(144)와 탱크측 플랜지(153)를 플랜지 접합함으로써 접속되어 있다. 또한, 양 O링(146 및 154)은 부틸 고무 등의 기능액 내식성, 기체 비투과성 및 방수성을 구비한 것이 바람직하다.

접속침(152)은 선단이 예리하게 형성되어 있고, 도시를 생략했으나, 이 선단 부분에는 내부 유로에 연하는 미소한 복수의 유입 구멍이 형성되어 있다. 즉, 접속침(152)은 상기한 기능액 팩(101)(연통 개구(104))의 폐색 부재(105)를 가로질러 삽입됨으로써 기능액 팩(l01)에 접속되어, 기능액 팩(l01)으로부터 기능액을 유출시켜 유로를 형성한다. 그리고, 접속침(152)의 기부는 기능액 공급 튜브(72)로 삽입되어 있어, 내부 유로와 기능액 공급튜브(72)의 유로가 접속되어 있다.

또한, 12개의 탱크측 어댑터(141)는 「L」자로 구부러져, 상기한 탱크 플레 이트(92)에 고정된 (복수의) 어댑터 고정 부재(156)에 위치 결정된 상태로 지지되어 있고, 세트부(l11)에 기능액 탱크(91)를 완전하게 세트(장착)하면, 탱크측 어댑터(141)의 접속침(152)과 기능액 탱크(91)의 연통 개구부(104)가 접속되도록 되어 있다(도 10 참조).

헤드측 어댑터(158)는 부틸 고무에 의해서 단척의 원통 형상으로 형성되어, 상반부 내면에 기능액 공급 튜브(72)가 접속되고, 하반부 내면에 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 접속침(52)이 접속되어 있다.

밸브 유닛(74)은 12개의 압력 조정 밸브(161)와, 12개의 압력 조정 밸브(161)를 지지하는 12개의 밸브 지지 부재(162)와, 밸브 지지 부재를 통하여 12개의 압력 조정 밸브(161)를 지지하는 밸브 플레이트(163)로 구성되어 있다(도 3 참조).

도 6 내지 도 8의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 압력 조정 밸브(161)는 밸브 하우징(171) 내에 기능액 탱크(91)에 연하는 1차 실(172)과, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 연하는 2차 실(173)과, 1차 실(172) 및 2차 실(173)을 연통하는 연통 유로(174)를 형성한 것이며, 2차 실(173)의 하나의 면에는 외부에 면하여 다이어프램(175)이 설치되고, 연통 유로(174)에는 다이어프램(175)에 의해 개폐 동작하는 밸브체(176)가 설치되어 있다. 기능액 탱크(91)로부터 1차 실(172)에 도입된 기능액은 2차 실(173)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 공급되지만, 그 때 다이어프램(175)에 의해 대기압을 조정 기준 압력으로 하고, 연통 유로(174)에 설치한 밸브체(176)를 개폐 동작 시킴으로써 2차 실(173)의 압력 조정을 행하도록 되어 있다.

이 압력 조정 밸브(161)는 도 6 내지 도 8의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 다이어프램(175)을 수직으로 한 세로 배치에서 사용되기 때문에, 이하 도 6, 도 8의 A, 도 8의 B에 화살표로 나타낸 바와 같이 「상하 전후」를 나타낸다. 또한, 도 6, 도 7의 A 및 B에서는, 압력 조정 밸브(161)에, 이것을 프레임 등(본 실시 형태에서는 밸브 지지 부재(162))에 장착하기 위한 장착 플레이트(181), 상기 탱크측 튜브(131)를 연결하기 위한 유입 커넥터(182)(유니온 조인트) 및 상기 헤드측 튜브를 연결하기 위한 유출 커넥터(183)(유니온 조인트)를 합체한 상태를 나타낸다.

밸브 하우징(171)은 내부에 1차 실(172)을 형성한 1차 실 하우징(191)과, 내부에 2차 실(173)을 형성하고, 1차 실 하우징(191)보다 한층 더 크게 형성된 2차 실 하우징(192)과, 2차 실 하우징(192)에 다이어프램(175)를 고정하는 링 플레이트(193)의 3부재로 구성되고, 모두 스테인레스 등의 내식성 재료로 형성되어 있다. 1차 실 하우징(191), 2차 실 하우징(192) 및 링 플레이트(193)는 2차 실 하우징(192)에 대해, 전후로부터 링 플레이트(193) 및 1차 실 하우징(191)을 겹쳐, 복수개의 계단식 평행핀 등으로 각각 위치 결정한 후, 나사 고정하도록 조립되어 있고, 모두 원형의 다이어프램(175)의 중심을 통하는 축선과 동심원이 되는 외관을 갖고 있다. 그리고, 1차 실 하우징(191) 및 2차 실 하우징(192)은 O링(196)을 통하여 서로 기밀하게 맞닿아 접합되고, 2차 실 하우징(192) 및 링 플레이트(193)는 다이어프램(175)의 가장자리 및 패킹(197)을 사이에 끼우고 서로 기밀하게 맞닿아 접합되어 있다. 또한, 1차 실 하우징(191) 및 2차 실 하우징(192)은 일체로 형성하는 것도 가능하다.

1차 실 하우징(191)에는, 다이어프램(175)과 중심이 같은 원추대(대략 원통) 형상의 1차 실(172)이 형성되어 있고, 1차 실(172)의 내주벽(172a)은 후방을 향해 약간 확개된 테이퍼면으로 되어 있다. 또한, 1차 실 하우징(191)의 배면 상부에 형성된 상부 보스부(198)에는, 기능액 탱크(91)에 연하는 유입 포트(201) 및 1차 실 에어빼기 포트(202)가 형성되어 있다. 1차 실 에어빼기 포트(202)는 상하 방향으로 연장하고 있고, 1차 실(172)에 개구한 1차 실 에어빼기 구멍(203)은 에어가 모이는 1차 실(172)의 후부 내주면의 정상부에 개구되어 있다. 또한, 도시된 1차 실 에어빼기 포트(202)에는, 블랭크 캡(204)이 나사결합되어 있지만, 에어튜브를 접속하는 경우에는, 이 블랭크 캡(204) 대신에 커넥터(조인트)가 나사결합된다.

유입 포트(201)는 1차 실 하우징(191)의 외주면에 개구한 유입구(211)와, 1차 실(172) 상단부에 개구한 1차 실측 개구(212)와, 이들을 연통하는 유입 유로(213)로 이루어지며, 유입 유로(213)는 소정의 하향 구배가 되도록 둘레 방향으로 경사지게 형성된다(도 7의 A참조). 유입구(211)에는, 유입 유로(213)의 축선 방향으로부터 유입 커넥터(182)가 나사결합하고 있고, 이 유입 커넥터(182)를 통하여 상기 탱크측 튜브(131)가 접속되어 있다. 유입 커넥터(182)의 내부 유로는 하류단에서 확개 형성되어 있어, 내부 유로에 단부가 생기지 않도록, 또한 기능액의 유속에 큰 변화가 생기지 않도록 되어 있다. 1차 실측 개구(212)는 상기 1차 실 에어빼기 구멍(203)에 인접한 위치, 즉 1차 실의 정상부를 둘레 방향으로 어긋난 위치에 개구하고 있다. 기능액 탱크(91)로부터 유입되는 기능액은 유입 유로(213)의 구배에 따라 경사지게 유하하여, 1차 실측 개구(212)로부터 1차 실(172)의 내주벽 (172a)을 따라 1차 실(172)로 유입된다.

2차 실 하우징(192)과 밀접한 1차 실 하우징(191)의 전면에는, 1차 실(172)의 외측에 위치해 단면 구형의 제 1 환형 홈(216)이 형성되고, 이 제 1 환형 홈에 상기 O링(196)이 삽입되어 있다. 또한, 1차 실 하우징(191)의 하부는 활형상으로 노치되어 있어, 이 결손 부분에는 후술하는 유출 커넥터(183)가 배열 설치되어 있다.

도 8의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 2차 실 하우징(192)에는, 다이어프램(175)을 부착하기 위한 전면을 개방한 원추대(대략 원통) 형상의 주실(221)과, 주실(221)의 후방에 연하고, 주실측으로 확개한 원추대(약 원통) 형상의 용수철실(222)과, 용수철실(222)과 1차 실(172)을 연통하는 상기 연통 유로(174)가 형성되어 있다. 또한, 이들 주실(221), 용수철실(222) 및 연통 유로(174)는 모두 다이어프램(175)과 동심의 원형 단면을 갖고 있다. 단, 연통 유로(174)는 후술하는 밸브체(176)의 축부(262)가 슬라이드가 자유롭게 수용되는 원형 단면의 축유삽(軸遊揷)부(223)와, 축유삽부(223)로부터 지름 방향 사방으로 늘어나는 십자 형상 단면의 유로부(224)로 구성되어 있다(도 7의 A참조). 또한, 2차 실 하우징(192)의 전면에는, 후술하는 패킹(197)용으로 환형의 얕은 홈(225)이 형성되어 있다.

주실(221)의 내주벽(221a)은 다이어프램(175)의 마이너스 변형을 모방하도록 전방을 향해 크게 확개한 테이퍼면으로 되어 있고, 이 테이퍼면에 임하도록 2차 실 에어빼기 포트(231) 및 유출 포트(241)가 상하로 형성되어 있다. 2차 실 에어빼기 포트(231)는 2차 실 하우징(192)의 배면 상부(후면 상부)에 형성한 연직 보스부(234)에 형성되고, 상하 방향으로 약간 경사지게 연장하고 있다. 2차 실(173)에 개구한 2차 실 에어빼기 포트(231)의 2차 실 에어빼기 구멍(232)은 에어가 모이는 2차 실(173)의 앞부분 내주면의 테이퍼면을 포함하는 정상부에 개구하고 있다. 이 경우도, 도시된 2차 실 에어빼기 포트(231)에는, 블랭크 캡(235)이 나사결합되어 있지만, 에어 튜브를 접속하는 경우에는, 이 블랭크 캡(235) 대신에 커넥터(조인트)가 나사결합되게 된다.

유출 포트(241)는 2차 실 하우징(192)의 배면 하부에 위치하는 경사 보스부(242)에 형성되어 있고, 2차 실 하우징(192)의 배면 하부에 개구한 유출구(243)와, 2차 실(173)의 하단부에 개구한 2차 실측 개구(244)와, 이들을 연통하는 유출 유로(245)로 구성되어 있다. 유출 유로(245)는 테이퍼면에 대략 직교하여 소정의 하향 구배가 되도록, 전후방향으로 경사지게 형성되어 있다. 유출구(243)는 유출 유로의 축선방향으로부터 유출 커넥터(183)가 나사결합되어 있고, 이 유출 커넥터(183)를 통하여 상기 헤드측 튜브(132)가 접속되어 있다. 유출 커넥터(183)의 내부 유로는 상류단에서 확개 형성되어 있고, 내부 유로에 단부가 생기지 않도록 또한 기능액의 유속에 큰 변화가 생기지 않도록 되어 있다. 2차 실측 개구(244)는 2차 실(173)의 골(谷)부를 포함하는 테이퍼면에 대해 경사면 폭 전체에 개구하고 있다. 2차 실로부터 유출되는 기능액은 2차 실측 개구(244)로부터 유출 유로(245)의 구배에 따라 경사지게 유하하여, 액체방울 토출 헤드(41)측으로 유출한다.

링 플레이트(193)는 2차 실 하우징(192) 전면과의 사이에 다이어프램(175)을 끼워 고정하는 것으로, 2차 실측의 내면에는 다이어프램(175)의 가장자리에 접하는 패킹(197)용의 고정 홈(251)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 상기 얕은 홈(225)과 고정 홈(251)으로 패킹(197)을 사이에 끼움으로써, 링 플레이트(193)와 2차 실 하우징(192)을 밀착시키도록 되어 있지만, 패킹 자체가 탄성을 갖고 있기 때문에, 2차 실 하우징(192)에 얕은 홈(225)을 반드시 형성할 필요는 없다.

다이어프램(175)은 수지 필름으로 구성한 다이어프램 본체(252)와, 다이어프램 본체(252)의 내측에 접착한 수지성의 수압판(受壓板)(253)으로 구성되어 있다. 수압판(253)은 다이어프램 본체(252)와 동심 원판 형상으로 또한 다이어프램 본체(252)에 대해 충분히 작은 지름으로 형성되어 있고, 그 중앙에 후술하는 밸브체(176)의 축부(262)가 맞닿는다. 다이어프램 본체(252)는 내열 PP(폴리프로필렌)와 특수 PP 및 실리카를 증착한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 적층하여 구성 되고, 2차 실 하우징(192)의 전면과 같은 지름의 원형으로 형성된다. 다이어프램(175)은, 이것에 외측으로부터 추가 설치한 패킹(197)과 함께 링 플레이트(193)에 의해 2차 실 하우징(192)의 전면에 기밀하게 고정된다. 또한, 수압판(253)은 다이어프램 본체(252)의 외측에 설치해도 좋지만, 후술하는 밸브체(176)의 축부(262)가 이접(離接)을 반복하기 때문에, 다이어프램 본체(252)의 손상을 방지하고자 하는 본 실시 형태에서는 내측에 설치하고 있다.

밸브체(176)는 원판 형상의 밸브체의 본체(261)와, 밸브체 본체(261)의 중심으로부터 단면 횡「T」자 형상을 이루도록 한 방향으로 연장되는 축부(262)와, 밸브체 본체(261)의 축부측(전면)에 설치한(접착한) 환형의 밸브 실(seal)(263)로 구성되어 있다. 밸브체 본체(261) 및 축부(262)는 스테인레스 등의 내식 재료로 일 체로 형성되어 있고, 밸브체 본체(261)의 전면에는, 축부(262)의 외측에 위치해 환형의 소돌기(264)가 형성되어 있다. 밸브 실(263)은 예를 들면 연질의 실리콘 고무로 구성되고, 그 전면에는, 상기 소돌기(264)에 대응하여, 환형의 돌기가 되는 밀봉 돌기(265)가 돌출 설치되어 있다. 이 때문에, 밸브체(176)의 밸브 폐쇄 시에는, 밸브 시트가 되는 2차 실 밸브 하우징(171)의 배면, 즉 연통 유로(174)의 개구 가장자리에 밀봉 돌기(265)가 강하게 맞닿아, 연통 유로(174)가 1차 실측으로부터 액밀하게 폐색된다. 또한, 2차 실(173)의 약간의 압력 변동에 따라 밸브체(176)를 개폐 가능하게 하기 위해서, 밸브체 본체(261)는 다이어프램(175)보다 충분히 작게 형성된다(도 8의 A 및 B 참조).

축부(262)는 연통 유로(174)로 슬라이드가 자유롭게 끼워지고, 밸브 폐쇄 상태로 그 선단(전단)이 중립 위치에 있는 다이어프램(175)의 수압판(253)에 맞닿는다. 즉, 다이어프램(175)이 외부로 향해 팽출(膨出)하는 플러스 변형의 상태에서는, 축부(262)의 전단과 수압판(253) 사이에는 소정의 틈이 생기고, 이 상태로부터 다이어프램(175)이 마이너스측으로 변형해 가면, 링플레이트(193)와 평행한 중립 상태로 축부(262)의 전단과 수압판(253)이 맞닿고, 또한 다이어프램(175)의 마이너스 변형이 진행되면, 수압판(253)이 축부(262)를 통하여 밸브체 본체(261)를 눌러 밸브를 개방시키게 된다. 따라서 2차 실(173)의 용적 중, 다이어프램(175)이 플러스 변형으로부터 중립 상태가 되는 용적분은 1차 실측의 압력을 일절 받지 않고, 기능액의 공급이 행해진다.

한편, 밸브체(176)(밸브체 본체(261))의 배면(261a)과 1차 실의 후면벽 사이 에는, 밸브체를 2차 실측, 즉 밸브 폐쇄 방향으로 부세(付勢)하는 밸브체 부세 용수철(267)이 설치되어 있다. 마찬가지로, 수압판(253)과 2차 실의 용수철실(222) 사이에는, 수압판(253)을 통하여 다이어프램 본체(252)를 외부로 향해 부세하는 수압판 부세 용수철(268)이 설치되어 있다. 이 경우, 밸브체 부세 용수철(267)은 밸브체(176)의 배면(261a)에 가해지는 기능액 탱크(91)의 수두(水頭)를 보완하는 것으로, 기능액 탱크(91)의 수두와 이 밸브체 부세 용수철(267)의 탄력에 의해, 밸브체(176)가 폐색 방향으로 눌린다. 한편, 수압판 부세 용수철(268)은 다이어프램(175)의 플러스 변형을 보완하는 것으로, 대기압에 대해 2차 실이 약간 부압으로 되도록 작용한다.

상세는 후술하지만, 압력 조정 밸브(161)는, 대기압과 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 연하는 2차 실(173)과 압력 밸런스에 의해 밸브체(176)가 진퇴하여 개폐되지만, 그 때 밸브체 부세 용수철(267) 및 수압판 부세 용수철(268)로 힘이 분산하여 작용하고, 또한 연질 실리콘 고무의 밸브 실(263)(의 탄성력)에 의해, 밸브체(176)는 매우 천천히 개폐 동작한다. 이 때문에, 밸브체(176)의 개폐에 의한 압력 변동(캐비테이션)이 억제되어, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 토출 구동에 영향을 주지 않도록 되어 있다. 물론, 기능액 탱크측(1차측)에서 발생하는 맥동(脈動) 등도, 밸브체(176)로 절연되기 때문에, 이것을 흡수(댐퍼 기능)할 수 있다.

도 6 및 도 7의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 장착 플레이트(181)는 스테인레스판으로 구성되어 있고, 2차 실 하우징(192)의 측부 배면에 고정되어 있다. 장착 플레이트(181)의 양면에는, 그 상하 및 중간위치에 다이어프램(175)의 중심 위치를 나타내는 선형 마크(271)가 각설(刻設)되어 있고, 이 마크(271)에 의해 후술하는 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대해 압력 조정 밸브(161)를 소정의 고저차를 갖고서 설치할 때의 지표로 하고 있다. 또한, 도면 상의 부호 272는 장착 플레이트(181)의 마크(271)와 다이어프램(175) 중심 위치를 위치 맞추기 위한 긴 구멍이며, 장착 플레이트(181)는 이 위치 맞춤을 행한 후, 밸브 하우징(171)에 고정된다.

이어서, 도 9를 참조하여, 압력 조정 밸브(161)의 동작 원리에 대해서 설명한다. 1차 실(172)에는, 기능액 탱크(91)에 저장한 기능액의 높이에 기초하는 수두(설계상으로는, 기능액 팩(101)의 공급구의 중심축과 1차 실의 중심축 사이의 수두차)가 작용하고 있어, 이 수두에 기초하는 압력과 밸브체 부세 용수철(267)의 탄력이 밸브체의 밸브 폐쇄력으로서 작용한다.

즉, 수두에 기초하는 단위 면적당 압력을 P1이라 하고, 밸브체 본체(261)의 배면(261a) 면적을 S1이라 하고, 밸브체 부세 용수철(267)의 용수철 힘을 W1로 했을 때에, 1차 실측으로부터 밸브체(176)에 작용하는 힘 F1은,

F1=(P1×S1)+W1

로 된다. 또한, W1은 밸브 실(263)의 탄성력을 고려한 값으로 되어 있고, 여기서는 용수철 힘과 밸브 실(263)의 탄성력(부세력)의 합계를 W1로 하고 있다.

한편, 2차 실측으로부터 밸브체(176)에 작용하는 힘 F2는, 2차 실(173)의 내압을 P2로 하고, 다이어프램(175)의 중심지름 면적을 S2로 하고, 수압판 부세 용수철(268)의 용수철 힘을 W2로 했을 때에,

F2=(P2×S2)-W2

로 된다. 또한, P1 및 P2는 게이지 압력이다. 또한, 다이어프램(175)의 중심지름 D는 다이어프램 본체(252)의 외경 및 수압판(253)의 외경 평균지름이며, S2=(D/2)×(D/2)×π로 표현된다.

밸브체(176)는 F2>F1의 상태에서 밸브 개방 동작하고, F1>F2의 상태에서 밸브 폐쇄 동작한다. 본 실시 형태에서, W1 및 W2는 실험적으로 결정되고, S1은 W1에 기초하여 설정된다. 그리고, 대략 대기압을 기준 조정 압력으로 하여, 대기압보다도 작은 소정의 작동 압력(예를 들면 1200Pa)으로 밸브체(176)가 개폐되도록, 상기한 관계에 따라 다이어프램(175)의 중심지름 D를 더 구하여, 다이어프램 본체(252)의 외경 및 수압판(253)의 외경을 설정하도록 되어 있다.

즉, 다이어프램(175)이 플러스 변형 상태로부터, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의해 기능액이 소비(토출)되고, 2차 실의 부압이 증가하면, 다이어프램(175)이 대기압에 눌러져 중립 상태로부터 마이너스 변형으로 이행한다. 이에 따라, 수압판(253)을 통하여 밸브체(176)가 눌러져 천천히 밸브 개방한다. 밸브체(176)가 개방되면, 연통 유로(174)를 통하여 1차 실(172)로부터 2차 실(173)에 기능액이 유입된다. 이에 따라 2차 실(173)의 압력이 증가하여, 밸브체(176)가 천천히 밸브 폐쇄된다. 그리고, 밸브체(176)의 밸브 폐쇄 후에도 대기압에 저항하여 수압판 부세 용수철(268)이 작용해서, 다이어프램(175)을 플러스 변형시키는 동시에, 2차 실(173) 내의 기능액 압력을 약간 부압 상태로 한다. 상기한 동작을 천천히 반복함으로써, 2차 실(173)을 거의 일정한 압력으로 유지한 상태로 기능액이 공급된다.

마찬가지로, 기능액의 초기 충전에 있어서도, 기능 액체방울 토출 헤드측에서의 기능액 강제 흡인에 의해 상기한 동작이 행해져서, 밸브 내 유로에 기능액이 충전된다. 또한, 2차 실(173) 내의 기능액의 압력은 수압판 부세 용수철(268)에 의해 대기압보다도 낮은 압력으로 유지된다. 이 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드(41)(노즐면(57))의 위치와, 압력 조정 밸브(161)(다이어프램(175)의 중심)의 위치의 고저차를 일정한 값으로 해둠으로써, 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터의 기능액의 누출이 방지된다.

이와 같이, 실시 형태의 압력 조정 밸브(161)는 대기압을 조정 기준 압력으로 하여 밸브체가 개폐되는 구조이기 때문에, 1차 실측이 극단적으로 압력이 높아지지 않는 한, 일정한 낮은 압력으로 기능액을 기능 액체방울 토출 헤드(41)로 공급할 수 있다. 즉, 기능액 탱크(91)의 수두에 영향을 받지 않고, 기능액의 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대한 공급을 안정하게 행할 수 있다.

각 밸브 지지 부재(162)는 압력 조정 밸브(161)를 세로 배치 상태로 지지하고 있고, 밸브 플레이트(163)로 나사 고정하는 고정부(281)와, 고정부(281)로부터 연직(鉛直)으로 연장되고, 압력 조정 밸브(161)를 나사 고정하는 연직 지지부(282)로 구성되어 있다. 상술한 바와 같이, 압력 조정 밸브(161)의 1차 실(172), 2차 실(173) 및 연통 유로(174)는 다이어프램(175)과 동심원형으로 형성되어 있기 때문에, 압력 조정 밸브(161)를 세로 배치하면 그 내벽에 기포가 잔류하기 어렵게 된다. 따라서, 압력 조정 밸브(161)를 세로 배치함으로써, 유입 포트(201)로부터 공급된 기능액에 기포가 혼입되어 있었다고 해도, 기포는 1차 실(172) 또는 2차 실 (173) 위쪽에 쌓이기 때문에, 유출 포트(241)로부터 기포가 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 6 내지 도 7의 A 및 B에 나타낸 바와 같이, 연직 지지부(282)의 양면에는, 상기한 다이어프램(175)의 중심 위치를 기준으로 하여, 압력 조정 밸브(161)를 소정의 높이에 고정하기 위한 지표 마크(283)가 설치되어 있고, 이 지표 마크(283)에, 상기한 장착 플레이트(181)의 마크(271)를 맞춘 상태로 압력 조정 밸브(161)를 고정함으로써, 압력 조정 밸브(161)를 소정의 높이 위치에 지지시킬 수 있고, 압력 조정 밸브(161)로부터의 기능액 공급압을 소정압으로 할 수 있게 되어 있다. 또한, 도면 상의 부호 284는 장착 플레이트(181)를 위치 조정 가능하게 고정하기 위한 긴 구멍이다.

또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(41) 및 압력 조정 밸브(161)의 수두차는 미리 설정되어 있고, 이 설정값에 기초하여 기능 액체방울 토출 헤드(41) 및 압력 조정 밸브(161)의 고저차가 정해져 있다. 구체적으로는, 설정된 수두차에 기초하여, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)의 높이 위치보다도 다이어프램(175)의 중심 위치의 높이가 소정의 높이(본 실시 형태에서는 95mm)만큼 높아지도록, 다이어프램(175)의 중심 위치가 결정된다. 또한, 이 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)에 대한 다이어프램(175)의 중심 위치의 높이는 기능액의 특성(예를 들면 비중)에 의해 변화시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 압력 조정 밸브(161)의 높이 위치에 기초하여, 기능액 탱크(91)의 높이 위치가 설정되어 있고, 압력 조정 밸브(161)의 1차 실과 기능액 탱크(91)의 수두차(자연 유하)에 의해, 기능액 탱크(91)로부터 압력 조정 밸브(161)에 기능액이 흐르도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 지지 프레임 (43)에 기능액 탱크(91) 및 압력 조정 밸브(161)를 탑재했을 때에, 압력 조정 밸브(161)의 유입구(211)보다도 기능액 탱크(91)의 공급구(103)가 높은 위치가 되도록 기능액 탱크(91)는 위치 설정되어 있다. 즉, 기능액 탱크(91)는 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)의 높이 위치에 기초하여 설정된 압력 조정 밸브(161)의 높이 위치를 기준으로 하여, 그 높이가 설정되도록 되어 있다(도 10 참조).

밸브 플레이트(163)는 스테인레스 등의 사각형 후판을 노치하여 형성된다. 밸브 플레이트(163)에는, 12개의 밸브 지지 부재(162)가 입설되어 있다. 12개의 밸브 지지 부재(162)도, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 배치를 모방하여 배치되고, 12개의 압력 조정 밸브(161)를 지지 프레임(43)의 단변 방향으로 위치가 어긋난 상태로 지지하고 있다(도 3 참조).

헤드 보수 장치(5)는 기대(2) 위에 설치되고, X축 방향으로 연장하는 이동 테이블(291)과, 이동 테이블(291) 위에 설치한 흡인 유닛(292)과, 흡인 유닛(292)에 나란히 이동 테이블(291) 위에 배열 설치된 와이핑 유닛(293)을 구비하고 있다. 이동 테이블(291)은 X축 방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있고, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 보수시에는, 흡인 유닛(292) 및 와이핑 유닛(293)을 적절히 보수 영역(33)으로 이동시키는 구성으로 되어 있다. 또한, 상기한 각 유닛 외에, 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터 토출된 기능 액체방울의 비행 상태를 검사하는 토출 검사 유닛이나 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터 토출된 기능 액체방울의 중량을 측정하는 중량 측정 유닛 등을 헤드 보수 장치(5)에 탑재하는 것이 바람직하다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 흡인 유닛(292)은 캡 스탠드(301)와, 캡 스탠드 (301)에 지지되고, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)에 밀착시킨 (기능 액체방울 토출 헤드(41)의 배치에 대응한 12개의) 캡(302)과, 각 캡(302)을 통하여 (12개의) 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 흡인 가능한 단일의 흡인 펌프(303)와, 각 캡(302)과 흡인 펌프(303)를 접속하는 흡인 튜브(도시생략)를 갖고 있다. 또한, 도시를 생략했으나, 캡 스탠드(301)에는, 모터 구동에 의해 각 캡(302)을 승강시키는 캡 승강 기구(305)가 합체되어 있고, 보수 영역(33)에 임한 헤드 유닛(15)의 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대해서, 대응하는 캡(302)을 이접할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 도시를 생략했으나, 흡인 튜브의 캡(302)의 하류측(흡인 펌프(303)측)에는, 흡인 압력을 검출하는 흡인압 검출 센서(306), 흡인 튜브를 통과하는 기능액의 유무를 검출하는 액체 검출 센서(307)가 설치되어 있다.

그리고, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 흡인을 행하는 경우, 캡 승강 기구(305)를 구동하여, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)에 캡(302)을 밀착 시킴과 동시에, 흡인 펌프(303)를 구동한다. 이에 따라, 캡(302)을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 흡인력을 작용시킬 수 있고, 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터 기능액이 강제적으로 배출된다. 이 기능액의 흡인은 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 막힘을 해소/방지하기 위해서 행해지는 이외에, 묘화 장치(1)를 신설한 경우나, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 헤드 교환을 행하는 경우 등에, 기능액 탱크(91)로부터 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 이르는 기능액 유로에 기능액을 충전하기 위해서 행해진다.

또한, 캡(302)은, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 버리기 토출(예비 토출)에 의해 토출된 기능액을 받는 플러싱 박스(flushing box)의 기능을 갖고 있어, 워크(W)의 교환 시와 같이, 워크(W)에 대한 묘화를 일시적으로 정지할 때에 행하는 정기 플러싱의 기능액을 받도록 되어 있다. 이 버리기 토출(플러싱 동작)에서, 캡 승강기구(305)는 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)으로부터 캡(302)(의 상면)을 약간 이간하는 위치로 이동시킨다.

또한, 흡인 유닛(292)은 묘화 장치(1)의 비가동 시에, 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 보관하기 위해서도 이용된다. 이 경우, 보수 영역(33)에 헤드 유닛(15)을 임하게 하여, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)에 캡(302)을 밀착시킨다. 이에 따라, 노즐면(57)이 밀봉되고, 기능 액체방울 토출 헤드(41)(토출 노즐(58))의 건조를 막아, 토출 노즐(58)의 노즐 막힘을 방지할 수 있도록 되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 와이핑 유닛(293)은 와인딩 모터(312)(도시 생략)의 구동에 의해, 롤 형상으로 감은 와이핑 시트(313)를 계속 풀어 내면서 감는 와인딩 유닛(311)과, 세정액 노즐(분무 노즐:도시생략)을 갖고, 풀어진 와이핑 시트(313)에 세정액을 산포하는 세정액 공급 유닛(314)과, 세정액이 산포된 와이핑 시트(313)로 노즐면(57)을 닦아내는 세정 유닛(315)을 구비하고 있다. 그리고, 보수 영역(33)에 위치하는 헤드 유닛(15)에 대하여 와이핑 유닛(293)을 임하게 하여, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 노즐면(57)을 세정액을 함침(含浸)한 와이핑 시트 (313)로 와이핑 동작(세정)에 의해, 노즐면(57)에 부착되느 (기능액) 오염을 제거한다.

제어 장치(6)는 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성된다. 도시를 생략했으나, 장치 본체에는, 키보드나 마우스 등의 입력장치, FD 드라이브나 CD-ROM 드라이브 등의 각종 드라이브(도시생략), 모니터 디스플레이 등의 주변 기기가 접속되어 있다.

다음에, 도 11을 참조하면서 묘화 장치(1)의 주 제어계에 대해서 설명한다. 묘화 장치(1)는 액체방울 토출 장치(3)를 갖는 액체방울 토출부(321)와, 헤드 보수 장치(5)를 갖는 헤드 보수부(322)와, 액체방울 토출 장치(3)나 헤드 보수 장치(5)의 각종 센서를 갖고 각종 검출을 행하는 검출부(323)와, 각 부를 구동하는 구동부(324)와, 각 부에 접속되어 묘화 장치(1) 전체의 제어를 행하는 제어부(325)(제어 장치(6))를 구비하고 있다.

제어부(325)에는, 액체방울 토출 장치(3) 및 헤드 보수 장치(5)를 접속하기 위한 인터페이스(331), 일시적으로 기억 가능한 기억 영역을 갖고 제어 처리를 위한 작업 영역으로서 사용되는 RAM(332), 각종 기억 영역을 갖고 제어 프로그램이나 제어 데이터를 기억하는 ROM(333), 워크(W)에 묘화를 행하기 위한 묘화 데이터나, 액체방울 토출 장치(3) 및 헤드 보수 장치(5)로부터의 각종 데이터 등을 기억하는 동시에, 각종 데이터를 처리하기 위한 프로그램 등을 기억하는 하드 디스크(334), ROM(333)이나 하드 디스크(334)에 기억된 프로그램 등에 따라 각종 데이터를 연산 처리하는 CPU(335), 이들을 서로 접속하는 버스(336)가 구비되어 있다.

그리고, 제어부(325)는 액체방울 토출 장치(3), 헤드 보수 장치(5) 등으로부터의 각종 데이터를 인터페이스(331)를 통하여 입력하는 동시에, 하드 디스크(334)에 기억된 (또는, CD-ROM 드라이브 등에 의해 순차 판독되는) 프로그램에 따라 CPU(335)에 연산 처리시키고, 그 처리 결과를 인터페이스(331)를 통하여 액체방울 토출 장치(3) 및 보수 장치(5) 등에 출력함으로써, 각 수단을 제어하고 있다.

그런데, 기능액 탱크(91)로부터 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 이르는 기능액 유로가 길어지면, 기능액 유로에 잔류하여 낭비되는 기능액이 많아져, 묘화 비용이 상승한다는 문제가 생긴다. 또한, 기능액 유로가 길면, 기능액의 송액 시간이 길어져, 압력 조정 밸브(161)나 기능액 공급 튜브(72)를 통하여 송액 중의 기능액에 용해되는 공기량(용존 기체량)이 증가하는 동시에, 기능액 송액 압력의 유로 손실이 증가하여, 묘화 결과에 악영향을 줄 우려가 생긴다.

그래서, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 묘화 장치(1)에서는, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(41), 복수의 압력 조정 밸브(161) 및 복수의 기능액 탱크(91)를 각각 유닛화하여, 이들을 단일의 지지 프레임(43)에 탑재시킴으로써, 기능액 유로를 짧게 억제하도록 했다. 게다가, 복수의 기능 액체방울 토출 헤드(41), 복수의 압력 조정 밸브(161) 및 복수의 기능액 탱크(91)를 복수의 그룹으로 나누어, 기능 액체방울 토출 헤드(41), 압력 조정 밸브(161) 및 기능액 탱크(91)를 구성 요소로 한 복수의 단위 유닛(U)을 구성하고, 동일한 유닛 내의 각 구성 요소를 접속하는 각 기능액 유로가 짧아지도록, 기능 액체방울 토출 헤드(41), 압력 조정 밸브(161), 기능액 탱크(91)의 순서로 각 구성 요소를 대략 직렬로 배치했다.

도 3을 참조하여 설명한다. 상술하였지만, 압력 조정 밸브(161) 및 기능액 탱크(91)는 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 배치에 대응시켜 배치되어 있고, 본 실시 형태에서는, 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)와 이에 대응하는 1개의 기능액 탱크(91) 및 1개의 압력 조정 밸브(161)를 구성 요소로 하여, 12개의 단위 유닛(U)이 구성되어 있다. 그리고, 헤드 유닛(15), 밸브 유닛(74) 및 탱크 유닛(71)을 지지 프레임(43)에 탑재시키면, 12개의 단위 유닛(U)은 2개씩 지지 프레임(43)의 단변 방향으로 위치가 어긋나게 배치된다. 각 단위 유닛의 기능 액체방울 토출 헤드(41), 압력 조정 밸브(161) 및 기능액 탱크(91)는 지지 프레임(43)의 장변 방향으로 대략 일직선 상에 나란히 배치된다. 이와 같이, 단위 유닛(U)의 구성 요소를 대략 직선 형상으로 배치함으로써, 단위 유닛(U)의 구성 요소를 비직선 형상으로 배치한 구성과 비교하여, 각 단위 유닛(U)의 기능액 유로 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 각 단위 유닛(U)의 기능액 유로가 동일한 길이가 되기 때문에, 각 기능액 유로에서의 압력 손실이나 용존 기체량을 균일하게 할 수 있고, 각 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의한 묘화의 편차를 억제할 수 있다.

이 경우, 기능액 유로를 구성하는 기능액 공급 튜브(72)를 교환할 때 등에, 기능 액체방울 토출 헤드(41)의 헤드 기판(53)에 기능액이 부착하는 것을 방지하기 위해, 기능액 도입부(51)가 압력 조정 밸브(161)측(상류측)을 향하는 것이 바람직하다.

또한, 기능 액체방울 토출 헤드(41), 압력 조정 밸브(161) 및 기능액 탱크(91)의 개수는 임의로 설정 가능하고, 이에 따라 단위 유닛(U)의 수나 단위 유닛(U)을 구성하는 각 구성 요소의 수도 임의로 설정 가능하다. 예를 들면, 각 단위 유닛(U)을, 1개의 기능 액체방울 토출 헤드(41)와, (기능 액체방울 토출 헤드(41)의 접속침(52)의 수에 맞추어) 2개의 압력 조정 밸브(161)와, 1개의 기능액 탱크 (91)로 각 단위 유닛(U)을 구성해도 좋다. 이 경우에도, 기능액 유로를 짧게 하기 위해서, 각 구성 요소를 대략 직선 형상으로 배치하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 단위 유닛(U)의 기능액 유로가 선대칭이 되도록 각 구성 요소를 배치하여, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 대해 기능액이 균일하게 공급되도록 한다.

다음에, 본 실시 형태의 묘화 장치(1)를 사용하여 제조되는 전기 광학 장치(플랫 패널 디스플레이)로서, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, 플라즈마 디스플레이(PDP 장치), 전자 방출 장치(FED 장치, SED 장치), 또한 이들 표시 장치에 형성되어 이루어지는 액티브 매트릭스 기판 등을 예로 들어, 이들의 구조 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 액티브 매트릭스 기판은 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속하는 소스선, 데이터선이 형성된 기판을 의미한다.

먼저, 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 합체되는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 12는 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트, 도 13의 A 내지 E는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시 형태의 컬러 필터(600)(필터 기체(600A))의 모식 단면도이다.

우선, 블랙 매트릭스 형성 공정(S101)에서는, 도 13의 A에 나타낸 바와 같이, 기판(W)(601) 위에 블랙 매트릭스(602)를 형성한다. 블랙 매트릭스(602)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화 크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어진 블랙 매트릭스(602)를 형성하기 위해서는, 스퍼터법이나 증착법 등을 사용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어진 블랙 매트릭스(602) 를 형성하는 경우에는, 그라비아 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 사용할 수 있다.

이어서, 뱅크 형성 공정(S102)에서, 블랙 매트릭스(602) 위에 중첩하는 상태로 뱅크(603)를 형성한다. 즉, 우선 도 13의 B에 나타낸 바와 같이, 기판(601) 및 블랙 매트릭스(602)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어진 레지스트층(604)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(605)으로 피복한 상태로 노광 처리를 행한다.

또한, 도 13의 C에 나타낸 바와 같이, 레지스트층(604)의 미(未)노광 부분을 에칭 처리함으로써 레지스트층(604)을 패터닝하여, 뱅크(603)를 형성한다. 또한, 수지 블랙에 의해 블랙 매트릭스를 형성하는 경우는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용하는 것이 가능해진다.

이 뱅크(603)와 그 아래의 블랙 매트릭스(602)는 각 화소 영역(607a)을 구획하는 구획 벽부(607b)가 되고, 후의 착색층 형성 공정에서 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의해 착색층(성막부)(608R, 608G 및 608B)을 형성할 때에 기능 액체방울의 착탄 영역을 규정한다.

이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(600A)가 얻어진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 뱅크(603)의 재료로서 도막 표면이 소액(소수)성이 되는 수지 재료를 이용하고 있다. 그리고, 기판(유리 기판)(601)의 표면이 친액(친수)성이므로, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(603)(구획 벽부(607b))에 둘러싸인 각 화소 영역(607a) 내로의 액체방울의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.

다음에, 착색층 형성 공정(S103)에서는, 도 13의 D에 나타낸 바와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의해 기능 액체방울을 토출하여 구획 벽부(607b)로 둘러싸인 각 화소 영역(607a) 내에 착탄시킨다. 이 경우, 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 사용하여, R·G·B 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하여, 기능 액체방울의 토출을 행한다. 또한, R·G·B 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.

그 후, 건조 처리(가열 등의 처리)를 거쳐 기능액을 정착시키고, 3색의 착색층(608R, 608G 및 608B)을 형성한다. 착색층(608R, 608G 및 608B)을 형성했다면, 보호막 형성 공정(S104)으로 이행하여, 도 13의 E에 나타낸 바와 같이, 기판(601), 구획벽부(607b) 및 착색층(608R, 608G 및 608B)의 상면을 덮도록 보호막(609)을 형성한다.

즉, 기판(601)의 착색층(608R, 608G 및 608B)이 형성되어 있는 면전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(609)이 형성된다.

그리고, 보호막(609)을 형성한 후, 컬러 필터(600)는 다음 공정의 투명 전극이 되는 IT0(Indium Tin 0xide) 등의 막 부착 공정으로 이행한다.

도 14는 상기한 컬러 필터(600)를 사용한 액정 표시 장치의 일례로서의 패시브 매트릭스형 액정 장치(액정 장치)의 개략 구성을 나타낸 요부 단면도이다. 이 액정 장치(620)에, 액정 구동용 IC, 백라이트, 지지체 등의 부대 요소를 장착함으로써, 최종 제품으로서의 투과형 액정 표시 장치가 얻어진다. 또한, 컬러 필터 (600)는 도 13의 A 내지 E에 도시된 것과 동일하므로, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

이 액정 장치(620)는 컬러 필터(600), 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(621) 및 이들 사이에 삽입된 STN(Super Twisted Nematic) 액정 조성물로 이루어진 액정층(622)에 의해 개략 구성되어 있고, 컬러 필터(600)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치하고 있다.

또한, 도시되지 않았으나, 대향 기판(621) 및 컬러 필터(600)의 외면(액정층(622)측과는 반대측의 면)에는 편광판이 각각 배열 설치되어 있고, 또한 대향 기판(621)측에 위치하는 편광판의 외측에는 백 라이트가 배열 설치되어 있다.

컬러 필터(600)의 보호막(609) 위(액정층측)에는, 도 14에서 좌우 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(623)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(623)의 컬러 필터(600)측과는 반대측의 면을 덮도록 제 1 배향막(624)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(621)에서의 컬러 필터(600)와 대향하는 면에는, 컬러 필터(600)의 제 1 전극(623)과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 2전극(626)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(626)의 액정층(622)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(627)이 형성되어 있다. 이들 제 1 전극(623) 및 제 2 전극(626)은 ITO 등의 투명 도전 재료에 의해 형성되어 있다.

액정층(622) 내에 설치된 스페이서(628)는 액정층(622)의 두께(셀 갭)를 일정하게 유지하기 위한 부재이다. 또한, 밀봉재(629)는 액정층(622) 내의 액정 조성물이 외부에 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(623)의 일단부는 드로잉(drawing) 배선(623a)으로서 밀봉재(629)의 외측까지 연장하고 있다.

그리고, 제 1 전극(623)과 제 2 전극(626)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소가 되는 부분에, 컬러 필터(600)의 착색층(608R, 608G 및 608B)이 위치하도록 구성되어 있다.

통상의 제조 공정에서는, 컬러 필터(600)에, 제 1 전극(623)의 패터닝 및 제 1 배향막(624)의 도포를 행하여 컬러 필터(600)측 부분을 작성하는 동시에, 이와는 달리 대향 기판(621)에, 제 2 전극(626)의 패터닝 및 제 2 배향막(627)의 도포를 행하여 대향 기판(621)측 부분을 작성한다. 그 후, 대향 기판(621)측 부분에 스페이서(628) 및 밀봉재(629)를 만들고, 이 상태에서 컬러 필터(600)측 부분을 맞붙인다. 그 다음에, 밀봉재(629)의 주입구로부터 액정층(622)을 구성하는 액정을 주입하여, 주입구를 폐지한다. 그 후, 양 편광판 및 백라이트를 적층한다.

실시 형태의 묘화 장치(1)는, 예를 들면 상기한 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(621)측 부분에 컬러 필터(600)측 부분을 맞붙이기 전에, 밀봉재(629)로 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 그리고, 상기한 밀봉재(629)의 인쇄를, 기능 액체방울 토출 헤드(41)로 행하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 및 제 2 양 배향막(624 및 627)의 도포를 기능 액체방울 토출 헤드(41)로 행하는 것도 가능하다.

도 15는 본 실시 형태에서 제조한 컬러 필터(600)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략 구성을 나타내는 요부 단면도이다.

이 액정 장치(630)가 상기 액정 장치(620)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(600)를 도면 중 하측(관측자측과는 반대측)에 배치한 점이다.

이 액정 장치(630)는 컬러 필터(600)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(631)과의 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(632)이 삽입되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 대향 기판(631) 및 컬러 필터(600)의 외면에는 편광판 등이 각각 배열 설치되어 있다.

컬러 필터(600)의 보호막(609) 위(액정층(632)측)에는, 도면 중 깊이 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(633)이 소정의 간격으로 복수 형성 되어 있고, 이 제 1 전극(633)의 액정층(632)측의 면을 덮도록 제 1 배향막(634)이 형성되어 있다.

대향 기판(631)의 컬러 필터(600)와 대향하는 면 위에는, 컬러 필터(600)측의 제 1 전극(633)과 직교하는 방향으로 연장하는 복수의 스트립 형상의 제 2 전극(636)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(636)의 액정층(632)측의 면을 덮도록 제 2 배향막(637)이 형성되어 있다.

액정층(632)에는, 이 액정층(632)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(638)와, 액정층(632) 내의 액정 조성물이 외부에 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉재(639)가 설치되어 있다.

그리고, 상기한 액정 장치(620)와 마찬가지로, 제 1 전극(633)과 제 2 전극(636)이 교차하는 부분이 화소이고, 이 화소가 되는 부위에, 컬러 필터(600)의 착 색층(608R, 608G 및 608B)이 위치하도록 구성되어 있다.

도 16은 본 발명을 적용한 컬러 필터(600)를 사용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타낸 것으로, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

이 액정 장치(650)는 컬러 필터(600)를 도면 중 상측(관측자측)에 배치한 것이다.

이 액정 장치(650)는 컬러 필터(600)와, 이에 대향하도록 배치한 대향 기판(651)과, 이들 사이에 삽입된 도시되지 않은 액정층과, 컬러 필터(600) 상면측(관측자측)에 배치된 편광판(655)과, 대향 기판(651)의 하면측에 배열 설치된 편광판(도시되지 않음)에 의해 개략 구성되어 있다.

컬러 필터(600)의 보호막(609)의 표면(대향 기판(651)측의 면)에는 액정 구동용 전극(656)이 형성되어 있다. 이 전극(656)은 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지고, 후술하는 화소 전극(660)이 형성되는 영역 전체를 덮는 전면 전극이 된다. 그리고, 이 전극(656)의 화소 전극(660)과는 반대측의 면을 덮은 상태로 배향막(657)이 설치되어 있다.

대향 기판(651)의 컬러 필터(600)와 대향하는 면에는 절연층(658)이 형성되어 있고, 이 절연층(658) 위에는, 주사선(661) 및 신호선(662)이 서로 직교하는 상태로 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(661)과 신호선(662)으로 둘러싸인 영역내에는 화소 전극(660)이 형성되어 있다. 또한, 실제 액정 장치에서는, 화소 전극(660) 위에 배향막이 설치되지만, 도시를 생략했다.

또한, 화소 전극(660)의 노치부와 주사선(661)과 신호선(662)으로 둘러싸인 부분에는, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 및 게이트 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(663)가 합체되어 구성되어 있다. 그리고, 주사선(661)과 신호선(662)에 대한 신호의 인가에 의해서 박막 트랜지스터(663)를 온·오프하여 화소 전극(660)으로의 통전 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 각 예의 액정 장치(620, 630 및 650)는 투과형 구성으로 했지만, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여, 반사형 액정 장치 또는 반투과 반사형 액정 장치로 할 수도 있다.

다음에, 도 17은 유기 EL 장치의 표시 영역(이하, 단순히 표시 장치(700)로 칭함)의 요부 단면도이다.

이 표시 장치(700)는 기판(W)(701) 위에 회로 소자부(702), 발광 소자부(703) 및 음극(704)이 적층된 상태로 개략 구성되어 있다.

이 표시 장치(700)에서는, 발광 소자부(703)로부터 기판(701)측으로 발한 광(光)이 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자측으로 출사되는 동시에, 발광 소자부(703)로부터 기판(701)의 반대측으로 발한 광이 음극(704)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자측으로 출사되도록 되어 있다.

회로 소자부(702)와 기판(701) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어진 하지 보호막(706)이 형성되고, 이 하지 보호막(706) 위(발광 소자부(703)측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(707)이 형성된다. 이 반도체막(707)의 좌우의 영역에는, 소스 영역(707a) 및 드레인 영역(707b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고 양이온이 주입되지 않은 중앙부가 채널 영역(707c)으로 되어 있다.

또한, 회로 소자부(702)에는, 하지 보호막(706) 및 반도체막(707)을 덮는 투명한 게이트 절연막(708)이 형성되고, 이 게이트 절연막(708) 위의 반도체막(707)의 채널 영역(707c)에 대응하는 위치에는, 예를 들어 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 구성되는 게이트 전극(709)이 형성된다. 이 게이트 전극(709) 및 게이트 절연막(708) 위에는, 투명한 제 1 층간 절연막(711a)과 제 2 층간 절연막(711b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 층간 절연막(711a 및 711b)을 관통하여, 반도체막(707)의 소스 영역(707a), 드레인 영역(707b)에 각각 연통하는 컨택트홀(712a 및 712b)이 형성되어 있다.

그리고, 제 2층간 절연막(711b) 위에는, ITO 등으로 이루어진 투명한 화소 전극(713)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(713)은 컨택트홀(712a)을 통하여 소스 영역(707a)에 접속되어 있다.

또한, 제 1 층간 절연막(711a) 위에는 전원선(714)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(714)은 컨택트홀(712b)을 통하여 드레인 영역(707b)에 접속되어 있다.

이와 같이, 회로 소자부(702)에는, 각 화소 전극(713)에 접속된 구동용 박막 트랜지스터(715)가 각각 형성되어 있다.

상기 발광 소자부(703)는 복수의 화소 전극(713) 위의 각각에 적층된 기능층(717)과, 각 화소 전극(713) 및 기능층(717) 사이에 구비되어 각 기능층(717)을 구 획하는 뱅크부(718)에 의해 개략 구성되어 있다.

이들 화소 전극(713), 기능층(717) 및 기능층(717) 위에 배열 설치된 음극(704)에 의해서 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(713)은 평면에서 보았을 때 대략 직사각형으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(713) 사이에 뱅크부(718)가 형성되어 있다.

뱅크부(718)는, 예를 들면 SiO, SiO₂, TiO₂ 등의 무기 재료에 의해 형성되는 무기물 뱅크층(718a)(제 1 뱅크층)과, 이 무기물 뱅크층(718a) 위에 적층되고, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 우수한 레지스트에 의해 형성되는 단면 사다리꼴 형상의 유기물 뱅크층(718b)(제 2 뱅크층)에 의해 구성되어 있다. 이 뱅크부(718)의 일부는 화소 전극(713)의 가장자리부 위에 올려진 상태로 형성되어 있다.

그리고, 각 뱅크부(718) 사이에는, 화소 전극(713)에 대해서 윗쪽을 향해 점차 확개한 개구부(719)가 형성되어 있다.

상기 기능층(717)은 개구부(719) 내에서 화소 전극(713) 위에 적층 상태로 형성된 정공 주입/수송층(717a)과, 이 정공 주입/수송층(717a) 위에 형성된 발광층(717b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 이 발광층(717b)에 인접하여 그 외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.

정공 주입/수송층(717a)은 화소 전극(713)측으로부터 정공을 수송하여 발광층(717b)에 주입하는 기능을 갖는다. 이 정공 주입/수송층(717a)은 정공 주입/수 송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 정공 주입/수송층 형성 재료로서는 공지의 재료를 사용한다.

발광층(717b)은 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)의 어느 색에 발광하는 것으로, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 포함하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으로써 형성된다. 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(717a)에 대해 불용성인 공지의 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 이러한 비극성 용매를 발광층(717b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(717a)를 재용해시키지 않고 발광층(717b)을 형성할 수 있다.

그리고, 발광층(717b)에서는, 정공 주입/수송층(717a)으로부터 주입된 정공과, 음극(704)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하도록 구성되어 있다.

음극(704)은, 발광 소자부(703)의 전면을 덮는 상태로 형성되어 있고, 화소 전극(713)과 쌍을 이루어 기능층(717)으로 전류를 흘리는 역할을 한다. 또한, 이 음극(704)의 상부에는 도시되지 않은 밀봉 부재가 배치된다.

다음에, 상기한 표시 장치(700)의 제조 공정을 도 18 내지 도 26을 참조하여 설명한다. 이 표시 장치(700)는 도 18에 나타낸 바와 같이, 뱅크부 형성 공정(S111), 표면 처리 공정(S112), 정공 주입/수송층 형성 공정(S113), 발광층 형성 공정(S114) 및 대향 전극 형성 공정(S115)을 거쳐 제조된다. 또한, 제조 공정은 예시된 것에 한정되지 않고, 필요에 따라 그 외의 공정이 제외되는 경우 및 추가되는 경우도 있다.

우선, 뱅크부 형성 공정(S111)에서는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간 절연막(711b) 위에 무기물 뱅크층(718a)을 형성한다. 이 무기물 뱅크층(718a)은 형성 위치에 무기물막을 형성한 후, 이 무기물막을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 무기물 뱅크층(718a)의 일부는 화소 전극(713)의 가장자리부와 겹치도록 형성된다.

무기물 뱅크층(718a)을 형성했다면, 도 20에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(718a) 위에 유기물 뱅크층(718b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(718b)도 무기물 뱅크층(718a)과 마찬가지로 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.

이러한 방식으로 뱅크부(718)가 형성된다. 또한, 이에 따라서 각 뱅크부(718) 사이에는 화소 전극(713)에 대해서 윗쪽으로 개구한 개구부(719)가 형성된다. 이 개구부(719)는 화소 영역을 규정한다.

표면 처리 공정(S112)에서는, 친액화 처리 및 발액화 처리가 행해진다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(718a)의 제 1 적층부(718aa) 및 화소 전극(713)의 전극면(713a)이며, 이들 영역은 예를 들면 산소를 처리 가스로 한 플라즈마 처리에 의해서 친액성으로 표면 처리된다. 이 플라즈마 처리는 화소 전극(713)인 ITO의 세정 등도 겸하고 있다.

또한, 발액화 처리는 유기물 뱅크층(718b)의 벽면(718s) 및 유기물 뱅크층(718b)의 상면(718t)에 실시되고, 예를 들면 4불화 메탄을 처리 가스로 한 플라즈마 처리에 의해서 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)된다.

이 표면 처리 공정을 행함으로써, 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 사용하여 기능층(717)을 형성할 때에, 기능 액체방울을 화소 영역에, 보다 확실히 착탄시킬 수 있고, 또한 화소 영역에 착탄한 기능 액체방울이 개구부(719)로부터 넘쳐나는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

그리고, 이상의 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(700A)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(700A)는 도 1에 나타낸 묘화 장치(1)의 세트 테이블(23)에 설치되고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S113) 및 발광층 형성 공정(S24)이 행해진다.

도 21에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(S113)에서는, 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(719) 내에 토출한다. 그 후, 도 22에 나타낸 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하고, 제 1 조성물에 함유된 극성 용매를 증발시켜, 화소 전극(전극면(713a))(713) 위에 정공 주입/수송층(717a)을 형성한다.

다음에, 발광층 형성 공정(S114)에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이 정공 주입/수송층(717a)의 재용해를 방지하기 위해서, 발광층 형성시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서 정공 주입/수송층(717a)에 대해서 불용성인 비극성 용매를 사용한다.

그러나, 정공 주입/수송층(717a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(717a) 위에 토출하여도 정공주입/수송층(717a)과 발광층(717b)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 또는 발 광층(717b)을 균일하게 도포할 수 없게 될 우려가 있다.

그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(717a) 표면의 친화성을 높이기 위해서, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 비극성 용매와 동일 용매 또는 이와 유사한 용매인 표면 개질재를 정공 주입/수송층(717a) 위에 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 행한다.

이러한 처리를 실시함으로써, 정공 주입/수송층(717a)의 표면이 비극성 용매와 친화되기 쉬어지고, 이후의 공정에서, 발광층 형성 재료를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(717a)에 균일하게 도포할 수 있다.

그리고 다음에, 도 23에 나타낸 바와 같이, 각 색 중 어느색(도 23의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액체방울로서 화소 영역(개구부(719)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(717a) 위로 퍼져 개구부(719) 내에 채워진다. 또한, 만일 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(718)의 상면(718t) 위에 착탄되는 경우에도, 이 표면(718t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되기 때문에, 제 2 조성물이 개구부(719) 내로 굴러 들어 가기 쉬워진다.

그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하고, 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매를 증발 시켜, 도 24에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층(717a) 위에 발광층(717b)이 형성된다. 이 도면의 경우, 청색(B)에 대응하는 발광층(717b)이 형성되어 있다.

이와 같이, 기능 액체방울 토출 헤드(41)를 사용하여, 도 25에 나타낸 바와 같이 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(717b)의 경우와 같은 공정을 순차 행하여, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(717b)을 형성한다. 또한, 발광층(717b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되지 않고, 임의의 순번으로 형성할 수도 있다. 예를 들면, 발광층 형성 재료에 따라 형성할 순번을 결정하는 것도 가능하다. 그리고, R·G·B 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.

이상과 같은 방식으로, 화소 전극(713) 위에 기능층(717), 즉, 정공 주입/수송층(717a) 및 발광층(717b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S25)으로 이행한다.

대향 전극 형성 공정(S115)에서는, 도 26에 나타낸 바와 같이 발광층(717b) 및 유기물 뱅크층(718b)의 전면에 음극(704)(대향 전극)을 예를 들면 증착법, 스펙법, CVD법 등에 의해서 형성한다. 이 음극(704)은 본 실시 형태에서는 예를 들면 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성된다.

이 음극(704)의 상부에는, 전극으로서의 Al막, Ag막이나, 그것의 산화 방지를 위한 SiO₂, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다.

이러한 방식으로 음극(704)을 형성한 후, 이 음극(704)의 상부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하는 밀봉 처리나 배선 처리 등의 기타 처리 등을 실시함으로써, 표시 장치(700)가 얻어진다.

다음에, 도 27은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치 : 이하, 단순히 표시 장치(800)로 칭함)의 요부 분해 사시도이다. 또한, 동 도면에서는 표시 장치(800)를 그 일부를 노치한 상태로 나타낸다.

이 표시 장치(800)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(801), 제 2 기판(802) 및 이들 사이에 형성되는 방전 표시부(803)를 포함하여 개략 구성된다. 방전 표시부(803)는 복수의 방전실(805)에 의해 구성되어 있다. 이들 복수의 방전실(805) 중, 적색 방전실(805R), 녹색 방전실(805G), 청색 방전실(805B)의 3개의 방전실(805)이 조(組)를 이루어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.

제 1 기판(801)의 상면에는 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 어드레스 전극(806)이 형성되고, 이 어드레스 전극(806)과 제 1 기판(801)의 상면을 덮도록 유전체 층(807)이 형성되어 있다. 유전체층(807) 위에는 각 어드레스 전극(806) 사이에 위치하고 또한 각 어드레스 전극(806)을 따르도록 격벽(808)이 입설되어 있다. 이 격벽(808)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(806)의 폭 방향 양측으로 연장하는 것과, 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 연장 설치된 도시되지 않은 것을 포함한다.

그리고, 이 격벽(808)에 의해서 분리된 영역이 방전실(805)로 되어 있다. 방전실(805) 내에는 형광체(809)가 배치되어 있다. 형광체(809)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 색의 형광을 발광하는 것으로, 적색 방전실(805R)의 저부에는 적색 형광체(809R)가, 녹색 방전실(805G)의 저부에는 녹색 형광체(809G)가, 청색 방전실(805B)의 저부에는 청색 형광체(809B)가 각각 배치되어 있다.

제 2 기판(802)의 도면 중 하측 면에는, 상기 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(811)이 소정의 간격으로 줄무늬 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이들을 덮도록 유전체층(812) 및 MgO 등으로 이루어지는 보호막(813)이 형성되어 있다.

제 1 기판(801)과 제 2 기판(802)은 어드레스 전극(806)과 표시 전극(811)이 서로 직교하는 상태로 대향하여 맞붙어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(806)과 표시 전극(811)은 도시되지 않은 교류 전원에 접속되어 있다.

그리고, 각 전극(806 및 811)에 통전함으로써, 방전 표시부(803)에서 형광체(809)가 여기(勵起) 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.

본 실시 형태에서는, 상기 어드레스 전극(806), 표시 전극(811) 및 형광체(809)를 도 1에 도시된 묘화 장치(1)를 사용해서 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(801)에서의 어드레스 전극(806)의 형성 공정을 예시한다.

이 경우, 제 1 기판(801)을 묘화 장치(1)의 세트 테이블(23)에 설치한 상태로 이하의 공정이 행해진다.

우선, 기능 액체방울 토출 헤드(41)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는, 도전막 배선 형성용 재료로서, 금속 등의 도전성 미립자를 분산매로 분산한 것이다. 이 도전성 미립자로서는 금, 은, 동, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나 도전성 폴리머 등이 이용된다.

보충 대상이 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충 이 종료되었다면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하고, 액체 재료에 포함되는 분산매를 증발시킴으로써, 어드레스 전극(806)이 형성된다.

그런데, 상기에서는 어드레스 전극(806)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전극(811) 및 형광체(809)에 대해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.

표시 전극(811) 형성의 경우, 어드레스 전극(806)의 경우와 마찬가지로, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.

또한, 형광체(809) 형성의 경우에는, 각 색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 포함한 액체 재료(기능액)를 기능 액체방울 토출 헤드(41)로부터 액체방울로서 토출하여, 대응하는 색의 방전실(805) 내에 착탄시킨다.

다음에, 도 28은 전자 방출 장치(FED 장치 또는 SED 장치라고도 함 : 이하, 단순히 표시 장치(900)로 칭함)의 요부 단면도이다. 또한, 동 도면에서는 표시 장치(900)를, 그 일부를 단면으로서 나타내고 있다.

이 표시 장치(900)는 서로 대향하여 배치된 제 1 기판(901), 제 2 기판(902) 및 이들 사이에 형성되는 전계 방출 표시부(903)를 포함하여 개략 구성된다. 전계 방출 표시부(903)는 매트릭스 형상으로 배치한 복수의 전자 방출부(905)에 의해 구성되어 있다.

제 1 기판(901)의 상면에는, 캐소드 전극(906)을 구성하는 제 1 소자 전극(906a) 및 제 2 소자 전극(906b)이 서로 직교하도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 소자 전극(906a) 및 제 2 소자 전극(906b)으로 분리된 부분에는, 갭(908)을 형성한 도전성막(907)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및도전성막(907)에 의해 복수의 전자 방출부(905)가 구성되어 있다. 도전성막(907)은, 예를 들면 산화 팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또한 갭(908)은 도전성막(907)을 성막한 후, 포밍 등으로 형성된다.

제 2 기판(902)의 하면에는, 캐소드 전극(906)에 대치하는 애노드 전극(909)이 형성되어 있다. 애노드 전극(909)의 하면에는, 격자 형상의 뱅크부(911)가 형성되고, 이 뱅크부(911)에 둘러싸인 아래쪽의 각 개구부(912)에, 전자 방출부(905)에 대응하도록 형광체(913)가 배치되어 있다. 형광체(913)는 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 색의 형광을 발광하는 것으로, 각 개구부(912)에는 적색 형광체(913R), 녹색 형광체(913G) 및 청색 형광체(913B)가 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.

그리고, 이와 같이 구성한 제 1 기판(901)과 제 2 기판(902)은, 미소한 틈을 두고서 맞붙어 있다. 이 표시 장치(900)에서는, 도전성막(갭(908))(907)을 통하여, 음극인 제 1 소자 전극(906a) 또는 제 2 소자 전극(906b)으로부터 튀어나오는 전자를, 양극인 애노드 전극(909)에 형성한 형광체(913)에 닿게 하여 여기 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.

이 경우도, 다른 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b), 도전성막(907) 및 애노드 전극(909)을 묘화 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있는 동시에, 각 색의 형광체(913R, 913G 및 913B)를 묘화 장치(1)를 사용하여 형성할 수 있다.

제 1소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)은 도 29의 A 에 도시된 평면 형상을 갖고 있고, 이들을 성막하는 경우에는, 도 29의 B에 나타낸 바와 같이, 미리 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)을 만드는 부분을 남기고, 뱅크부(BB)를 형성(포토리소그래피법)한다. 다음에, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈 부분에, 제 1 소자 전극(906a) 및 제 2 소자 전극(906b)을 형성(묘화 장치(1)에 의한 잉크젯법)하고, 그 용제를 건조시켜 성막을 행한 후, 도전성막(907)을 형성(묘화 장치(1)에 의한 잉크젯법)한다. 그리고, 도전성막(907)을 성막한 후, 뱅크부(BB)를 제거하고(애싱 박리 처리), 상기한 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기한 유기 EL 장치의 경우와 마찬가지로, 제 1 기판(901) 및 제 2 기판(902)에 대한 친액화 처리나, 뱅크부(911 및 BB)에 대한 사액화 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 다른 전기 광학 장치로서는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광확산체 형성 등의 장치를 생각할 수 있다. 상기한 묘화 장치(1)를 각종의 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 사용함으로써, 각종의 전기 광학 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기능액 공급 장치에 의하면, 기능액 탱크와 기능 액체방울 토출 헤드를 접속하는 기능액 튜브를 단축할 수 있으므로, 기능액 탱크로부터 기능 액체방울 토출 헤드에 도달할 때까지의 기능액의 송액 시간을 단축할 수 있고, 기능액의 송액 중에 기능액 튜브를 통하여 용해되는 공기량을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 기능액 튜브의 단축에 의해, 기능액 공급 압 력의 유로 손실을 억제할 수 있어, 안정적으로 기능액을 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 묘화 장치에 의하면, 캐리지의 이동 영역 내에 압력 조정 밸브 및 기능액 탱크를 수용할 수 있어, 장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 기능 액체방울 토출 헤드에는, 탈기도가 높은 기능액을 안정적으로 공급 가능하기 때문에, 기능 액체방울 토출 헤드로부터 정밀도 양호하게 기능 액체방울을 토출시키는 것이 가능해져, 워크에 대한 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기능액 탱크로부터 기능 액체방울 토출 헤드에 이르는 기능액 유로를 단축할 수 있기 때문에, 기능액 유로에 잔류하여 사용할 수 없는 기능액량을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치 및 전자 기기는 상기한 묘화 장치에 의해 제조되므로, 제조 상의 제조 수율이 양호함과 함께, 기능액의 낭비를 삭감할 수 있기 때문에, 이들을 효율적으로 제조할 수 있다.

Claims

캐리지에 탑재된 기능 액체방울 토출 헤드에 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치에 있어서,

상기 기능액을 공급하는 기능액 탱크와,

상기 기능액 탱크로부터 1차 실(室)에 도입한 기능액을 2차 실을 통하여 기능 액체방울 토출 헤드에 공급하는 동시에, 상기 2차 실의 한 면(面)을 구성하는 동시에 대기에 면한 원형의 다이어프램이 받는 대기압을 기준 조정 압력으로 하여, 상기 1차 실과 상기 2차 실을 연통하는 연통 유로를 개폐하는 압력 조정 밸브와,

상기 압력 조정 밸브를 통하여, 상기 기능액 탱크 및 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 접속하는 접속 튜브를 구비하고,

상기 기능액 탱크 및 상기 압력 조정 밸브는 상기 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 기능액 공급 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기능액 탱크 및 상기 압력 조정 밸브는 상기 기능액이 상기 기능액 탱크로부터 상기 기능 액체방울 토출 헤드에 자연 유하(流下)하도록, 상기 캐리지 상에 탑재되는 것을 특징으로 하는 기능액 공급 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기능액 탱크는 탈기(脫氣)한 상기 기능액을 진공팩한 팩 형식인 것을 특징으로 하는 기능액 공급 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 접속 튜브 상류단에 접속하는 튜브 접속부와, 상기 튜브 접속부에 연통 하는 동시에 상기 기능액 탱크의 공급구에 접속하는 접속침으로 이루어지고, 상기 접속 튜브 및 상기 기능액 탱크를 접속하는 접속도구를 더 구비하고,

상기 공급구는 상기 접속침을 빼고 꽂기 자유롭게 수용하는 탄성재로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 기능액 공급 장치.
기능 액체방울 토출 헤드와,

제 1 항에 기재된 기능액 공급 장치를 구비하고,

워크에 대해서, 상기 캐리지를 상대적으로 이동시키면서, 상기 기능 액체방울 토출 헤드를 토출 구동함으로써, 상기 워크에 기능 액체방울에 의한 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 기능 액체방울 토출 헤드, 상기 압력 조정 밸브 및 상기 기능액 탱크는 직선 형상으로 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 압력 조정 밸브 및 상기 기능액 탱크는 세로로 배치되는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 캐리지 위에는, 상기 기능 액체방울 토출 헤드, 상기 압력 조정 밸브 및 상기 기능액 탱크를 상기 직선 형상으로 배열 설치한 단위 유닛이 복수조(組) 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 복수조의 단위 유닛은 상기 기능 액체방울 토출 헤드, 상기 압력 조정 밸브 및 상기 기능액 탱크의 배열 설치 방향에 직교하는 방향으로 횡렬로 배치되어 있고,

상기 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 상기 기능 액체방울 토출 헤드는 단일의 헤드 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 상기 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 상기 압력 조정 밸브는 단일의 밸브 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 상기 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징 으로 하는 묘화 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 복수조의 단위 유닛에 포함되는 복수의 상기 기능액 탱크는 단일의 탱크 플레이트에 위치 결정 고정된 상태로 상기 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
제 5 항에 기재된 묘화 장치를 사용하여, 상기 워크 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
제 5 항에 기재된 묘화 장치를 사용하여, 상기 워크 위에 기능 액체방울에 의한 성막부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
제 12 항에 기재된 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
제 13 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.