KR20060092049A - 액적 토출 장치의 제어 방법, 액적 토출 장치, 전기 광학장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

소정의 작동 압력을 유지하기 위해, 가압 펌프에 의해 기능액 탱크를 가압하여, 상기 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과, 묘화 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 상기 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 상기 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘화 동작을 실행하는 액적 토출 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 작동 압력의 하한 압력 이하인지의 여부를 검출하는 압력 검출 공정과, 상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 하한 압력 이하일 때에, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하는 묘화 동작 확인 공정과, 상기 묘화 동작 중이 아니라고 확인되었을 때에, 상기 기능액 탱크를 상기 작동 압력의 상한 압력까지 가압하는 제 1 가압 제어 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 제어 방법을 제공한다.
액적 토출, 잉크젯 프린터, 타이밍 제어, 컬러 필터, 묘화 동작

Description

액적 토출 장치의 제어 방법, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기{METHOD OF CONTROLLING LIQUID DROPLET EJECTION APPARATUS, LIQUID DROPLET EJECTION APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING ELECTRO-OPTICAL DEVICE, ELECTRO-OPTICAL DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 외관 사시도.
도 2는 롤지(roll-paper) 커버, 개폐 커버, 카트리지 커버를 개방했을 때의, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 외관 사시도.
도 3은 잉크젯 헤드(기능 액적 토출 헤드)의 외관 사시도.
도 4는 잉크젯 프린터의 모식 설명도.
도 5는 잉크 카트리지의 설명도.
도 6은 압력 조정 밸브의 모식 설명도.
도 7은 잉크젯 프린터의 제어 블록도.
도 8은 가압(加壓) 펌프의 구동 방법에 대한 설명도.
도 9는 재가압 타이밍 제어 처리의 일련의 플로를 나타낸 플로차트.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액적 토출 장치를 모식적으로 나타낸 모식 평면도.
도 11은 액적 토출 장치의 주(主)제어계에 대해서 설명한 블록도.
도 12는 컬러 필터 제조 공정을 설명하는 플로차트.
도 13의 (a) 내지 (e)는 제조 공정순으로 나타낸 컬러 필터의 모식 단면도.
도 14는 본 발명을 적용한 컬러 필터를 사용한 액정 장치의 개략 구성을 나타낸 요부(要部) 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 요부 단면도.
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 공정도.
도 20은 유기물 뱅크층의 형성을 설명하는 공정도.
도 21은 정공 주입/수송층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 22는 정공 주입/수송층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 23은 청색의 발광층을 형성하는 과정을 설명하는 공정도.
도 24는 청색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 25는 각색의 발광층이 형성된 상태를 설명하는 공정도.
도 26은 음극의 형성을 설명하는 공정도.
도 27은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치)인 표시 장치의 요부 분해사시도.
도 28은 전자 방출 장치(FED 장치)인 표시 장치의 요부 단면도.
도 29의 (a) 및 (b)는 각각 표시 장치의 전자 방출부 둘레의 평면도 및 그 형성 방법을 나타낸 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 잉크젯 프린터
23 : 잉크 공급 수단
25 : 제어 수단
41 : 잉크젯 헤드
81 : 잉크 카트리지
112 : 가압 펌프
115 : 압력 센서
121 : 압력 조정 밸브
167 : 제어부
본 발명은 가압 펌프의 간헐(間歇) 구동에 의해 소정의 작동 압력 범위를 유지하도록 기능액 탱크를 가압하여, 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과, 묘화(描畵) 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘 화 동작을 실행하는 액적 토출 장치의 제어 방법, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다.
액적 토출 장치의 일종으로서 알려진 종래의 잉크젯 기록 장치(액적 토출 장치) 중에는, 에어(air) 펌프를 사용하여 잉크 탱크(기능액 탱크)를 가압함으로써, 잉크 탱크에 저장된 잉크(기능액)를 잉크젯 기록 헤드(기능 액적 토출 헤드)에 가압 공급하는 잉크 공급 장치(기능액 공급 장치)를 구비한 것이 있다.
잉크 공급 장치에서는, 잉크 탱크와 잉크젯 기록 헤드 사이에 서브 탱크가 개재되어 있어, 잉크 탱크로부터 압송(壓送)된 잉크는 일단 서브 탱크에 저장되고 나서 잉크젯 기록 헤드에 공급되게 되어 있다. 서브 탱크에는 잉크 잔량(殘量)을 검출하는 변위(變位) 검출 수단이 설치되어 있고, 서브 탱크 내의 잉크 잔량에 따라 잉크 탱크로부터 잉크가 공급된다. 이것에 의해, 서브 탱크 내의 압력은 일정한 범위로 유지되고, 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 잉크의 압력 변동이 억제되게 되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허2001-162834호 공보
그리고, 종래의 잉크젯 기록 장치는, 변위 검출 수단이 어느 일정값을 검출하면, 잉크 탱크로부터 기능액이 가압 공급되는 구성으로 되어 있어, 인쇄 중일지라도 변위 검출 수단이 일정값을 검출하면, 잉크젯 기록 헤드에 잉크가 가압 공급된다. 그러나, 인쇄 중인 잉크젯 기록 헤드에 잉크를 가압 공급하면, 가압 펌프의 온(ON)/오프(OFF)에 의해 잉크젯 기록 헤드 내의 헤드내 유로(流路)에 압력 변동( 맥동(脈動))이 생기고, 잉크방울의 토출이 불안정해져, 인쇄 품질에 악영향을 미칠 우려가 생긴다.
그래서, 본 발명은 인쇄 품질을 저하시키지 않고, 기능 액적 토출 헤드에 잉크를 가압 공급할 수 있는 액적 토출 장치의 제어 방법, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 소정의 작동 압력을 유지하기 위해, 가압 펌프에 의해 기능액 탱크를 가압하여, 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과, 묘화 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘화 동작을 실행하는 액적 토출 장치의 제어 방법에 있어서, 기능액 탱크 내의 압력이 작동 압력의 하한(下限) 압력 이하인지의 여부를 검출하는 압력 검출 공정과, 기능액 탱크 내의 압력이 하한 압력 이하일 때에, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하는 묘화 동작 확인 공정과, 묘화 동작 중이 아니라고 확인되었을 때에, 기능액 탱크를 작동 압력의 상한(上限) 압력까지 가압하는 제 1 가압 제어 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 소정의 작동 압력을 유지하기 위해, 가압 펌프에 의해 기능액 탱크를 가압하여, 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤 드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과, 묘화 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘화 동작을 실행하는 액적 토출 장치에 있어서, 기능액 탱크 내의 압력이 작동 압력의 하한 압력 이하인지의 여부를 검출하는 압력 검출 수단과, 기능액 탱크 내의 압력이 하한 압력 이하일 때에, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하는 묘화 동작 확인 수단과, 묘화 동작 중이 아니라고 확인되었을 때에, 기능액 탱크를 작동 압력의 상한 압력까지 가압하는 제 1 가압 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 기능액 탱크 내의 압력이 작동 압력의 하한 압력 이하인 경우에, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하고, 묘화 동작 중이 아닐 때에, 기능액 탱크를 작동 압력의 상한 압력까지 가압하여, 작동 압력을 유지하도록 한다. 즉, 기능 액적 토출 헤드의 비(非)묘화 동작 중에 기능액의 가압 공급이 실행되기 때문에, 기능액의 가압 공급이 묘화 결과에 영향을 주지 않고, 기능 액적 토출 헤드에 의해 고정밀도의 묘화를 행하는 것이 가능하다.
이 경우, 묘화 동작 중인 기능 액적 토출 헤드는, 묘화 이동 영역 내를 상대적으로 이동하면서, 묘화 이동 영역 내에 위치하는 묘화 영역에 기능 액적을 토출시키고 있으며, 묘화 동작 중이라고 확인되고, 또한 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역에 면하고 있는 것이 확인되었을 때에는, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역으로부터 벗어나기를 기다려, 묘화 동작을 중단하는 동시에 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압하며, 묘화 동작 중이라고 확인되고, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영 역에 면하고 있지 않은 것이 확인되었을 때에는, 묘화 동작을 중단하여 기능액 탱크를 상한 압력까지 가압하는 제 2 가압 제어 공정과, 제 2 가압 공정 후에, 묘화 동작을 재개(再開)시키는 묘화 재개 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우, 묘화 동작 중인 상기 기능 액적 토출 헤드는, 묘화 이동 영역 내를 상대적으로 이동하면서, 묘화 이동 영역 내에 위치하는 묘화 영역에 기능 액적을 토출시키고 있으며, 묘화 동작 중이라고 확인되고, 또한 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역에 면하고 있는 것이 확인되었을 때에는, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역으로부터 벗어나기를 기다려, 묘화 동작을 중단하는 동시에 기능액 탱크를 상한 압력까지 가압하며, 묘화 동작 중이라고 확인되고, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역에 면하고 있지 않은 것이 확인되었을 때에는, 묘화 동작을 중단하여 기능액 탱크를 상한 압력까지 가압하는 제 2 가압 제어 수단과, 묘화 동작을 중단하여 기능액 탱크를 상한 압력까지 가압한 후에, 묘화 동작을 재개시키는 묘화 재개 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 기능액 탱크 내의 압력이 작동 압력의 하한 압력 이하인 경우, 또한 기능 액적 토출 헤드가 묘화 동작 중이라고 확인되었을 경우에는, 기능 액적 토출 헤드의 위치를 확인하고 나서 가압을 행하게 되어 있다. 그리고, 기능 액적 토출 헤드가 묘화 영역에 면하고 있지 않을 때에 기능액의 가압 공급을 행하도록 하고 있기 때문에, 묘화 대상물에 대한 묘화 결과에 기능액의 가압 공급이 주는 영향을 최대한 억제할 수 있게 되어 있다.
이 경우, 제 2 가압 제어 공정은, 상한 압력 대신에, 상기 상한 압력보다 낮 은 묘화 동작중 압력으로 가압하는 것이 바람직하다.
또한, 이 경우, 제 2 가압 제어 수단은, 상한 압력 대신에, 상기 상한 압력보다 낮은 묘화 동작중 압력으로 가압하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 묘화 동작이 확인된 경우의 가압 상한 압력은, 작동 압력의 상한 압력보다도 낮은 묘화 동작중 압력으로 되기 때문에, 묘화 동작의 중단 전 및 재개 후에서의 기능액의 헤드내 압력(기능 액적 토출 헤드의 헤드내 유로에서의 압력) 변동을 작게 할 수 있어, 묘화 동작 중단 중에 행한 기능액의 가압 공급이 묘화 동작 재개 후의 묘화 결과에 악영향을 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이 경우, 기능 액적 토출 헤드에 면하여, 상기 기능 액적 토출 헤드를 메인티넌스(maintenance)하는 메인티넌스 수단과, 메인티넌스 수단에 대하여 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 수단과, 헤드 이동 수단을 제어하여 가압 공급 동작 중인 기능 액적 토출 헤드를 메인티넌스 수단에 면하게 하는 이동 제어 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 가압 공급 동작 중인 기능 액적 토출 헤드를 메인티넌스 수단에 면하게 할 수 있고, 가압 공급 동작 중인 기능 액적 토출 헤드에 대하여 메인티넌스를 행할 수 있어, 가압 공급 동작 중인 기능 액적 토출 헤드를 적절한 상태로 유지할 수 있다.
그리고, 이 경우의 메인티넌스 수단은, 기능 액적 토출 헤드의 노즐면을 밀봉하는 캡핑(capping) 수단, 기능 액적 토출 헤드의 토출 노즐로부터 흡인하는 흡 인 수단, 및 기능 액적 토출 헤드의 노즐면을 와이핑 시트에 의해 닦아내는 와이핑 수단의 적어도 1개 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 상기한 액적 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 기능 액적에 의한 성막부(成膜部)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치는, 상기한 액적 토출 장치를 사용하여, 기판 위에 기능 액적에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 고정밀도의 묘화를 실현 가능한 액적 토출 장치를 사용하여 제조되기 때문에, 신뢰성이 높은 전기 광학 장치를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 전기 광학 장치(flat-panel display)로서는, 컬러 필터, 액정 표시 장치, 유기 EL 장치, PDP 장치, 전자 방출 장치 등을 생각할 수 있다. 또한, 전자 방출 장치는 소위 FED(Field Emission Display)나 SED(Surface-conduction Electron-Emitter Display) 장치를 포함하는 개념이다. 또한, 전기 광학 장치로서는, 금속 배선 형성, 렌즈 형성, 레지스트 형성 및 광확산체 형성 등을 포함하는 장치를 생각할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 상기한 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 전자 기기로서는, 소위 플랫 패널 디스플레이를 탑재한 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 이외에, 각종 전기 제품이 이것에 해당된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 것으로서, 액적 토출 장치의 일종인 잉크젯 프린터에 대해서 설명한다. 이 잉크젯 프린터는 퍼스 널 컴퓨터 등의 호스트 컴퓨터에 접속하여 사용하는 대형 컬러 프린터이며, 호스트 컴퓨터로부터 전송된 인쇄 데이터에 의거하여, 잉크젯 방식에 의해 인쇄 대상물로 되는 롤지에 인쇄를 행하는 것이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 프린터(1)는 잉크젯 헤드(41)(후술함)를 갖는 프린터 본체(2)와, 프린터 본체(2)를 지지하는 지지 스탠드(stand)(3)를 구비한다.
프린터 본체(2)는 장치 케이스(11)에 의해 외곽이 덮여 있으며, 그 상부 후방(後方)에는 롤지(R)를 착탈(着脫)시키기 위한 롤지 커버(12)가 개폐 가능하게 설치되어 있는 동시에, 롤지 커버(12)의 전방(前方)으로부터 프린터 본체(2)의 정면에 걸쳐서는 내부를 크게 개방하는 개폐 커버(13)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 또한, 장치 케이스(11)에는 잉크 카트리지(81)를 착탈하기 위한 카트리지 커버(17)도 형성되어 있다. 또한, 프린터 본체(2)의 정면에는, 인쇄가 종료된 롤지(R)를 배지(排紙)시키는 배지구(14)가 개폐 커버(13)의 하측에 위치하여 형성되어 있다. 롤지 커버(12)의 내측에는 롤지(R)를 착탈 가능하게 수용하는 롤지 수용부(15)가 형성되고, 롤지(R)를 장전(裝塡)하여 이것을 조출(繰出)하는 조출 릴(16)이 설치되어 있다.
한편, 개폐 커버(13)의 내측에는 조출된 롤지(R)를 배지구(14)까지 보내는 이송 경로(도시 생략)가 형성되어 있고, 이 이송 경로를 따라 롤지(R)에 인쇄를 행하기 위한 인쇄 수단(21)이 설치되어 있다.
이 잉크젯 프린터(1)는, 기본적인 구성으로서, 잉크젯 헤드(41)를 갖고, 롤 지(R)에 인쇄를 행하기 위한 인쇄 수단(21)과, 롤지(R)를 이송 경로를 따라 보내는 이송 수단(22)과, 잉크 카트리지(81)를 갖고, 잉크젯 헤드(41)에 잉크를 공급하는 잉크 공급 수단(23)과, 잉크젯 헤드(41)의 메인티넌스에 사용하는 메인티넌스 수단(24)과, 이들 각 수단을 서로 관련시키면서 제어함으로써, 잉크젯 프린터(1) 전체를 제어하는 제어 수단(25)을 구비한다(도 7 참조). 그리고, 잉크 공급 수단(23)에 의해 잉크젯 헤드(41)에 잉크를 공급하면서, 인쇄 수단(21) 및 이송 수단(22)을 동기(同期)하여 구동시킴으로써, 롤지(R)에 화상을 인쇄하게 되어 있다.
인쇄 수단(21)은 잉크젯 헤드(41)를 탑재한 헤드 유닛(31)과, 헤드 유닛(31)을 이동 가능하게 지지하고, 헤드 유닛(31)을 이동시키는 헤드 이동 기구(32)를 구비한다.
헤드 유닛(31)은 잉크(방울)를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드(41)를 캐리지(42)에 탑재하여 구성되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 헤드(41)는 잉크 공급 수단(23)으로부터 잉크의 공급을 받는 접속 바늘(52)이 설치된 잉크 도입부(51)와, 잉크 도입부(51)의 하방에 연결되고, 공급된 잉크를 토출시키기 위한 헤드 본체(53)를 구비한다. 헤드 본체(53)는 다수(360개)의 토출 노즐(57)이 개구된 노즐면(56)을 갖는 노즐 플레이트(54) 및 피에조 압전 소자가 일체로 구성된 케이스(55)로 구성되어 있으며, 잉크젯 헤드(41)에서는, 케이스(55) 내의 피에조 압전 소자의 수축에 의해 토출 노즐(57)로부터 잉크방울을 토출하게 되어 있다.
또한, 도 3에 나타낸 본 실시예의 잉크젯 헤드(41)는 소위 2연(double-row)의 것이며, 잉크 도입부(51)에는 개별적으로 잉크가 공급되는 2개의 접속 바늘(52) 이 설치되어 있는 동시에, 노즐 플레이트(54)(노즐면(56))에는 각 접속 바늘(52)로부터 잉크가 개별적으로 공급되는 노즐 열이 2열 형성되어 있다. 각 노즐 열은 다수(180개)의 토출 노즐(57)을 동일한 피치로 배치시킨 것이며, 서로 반(半)피치(약 70㎛)분 어긋나게 형성되어 있다. 따라서, 잉크젯 헤드(41)에서는, 각 노즐 열에 서로 다른 종류의 잉크를 공급하여 2종류의 잉크를 토출시키는 것도 가능하고, 2열의 노즐 열을 합하여 반피치 간격으로 잉크를 토출시키는(고해상도의 묘화를 실행시키는) 것도 가능하다.
캐리지(42)는 복수의 잉크젯 헤드(41)를 위치 결정한 상태에서 유지하고 있으며, 복수의 잉크젯 헤드(41)를 캐리지(42)에 위치 결정 고정시키면, 캐리지(42)에는 각 잉크젯 헤드(41)의 노즐 열로 이루어지는 소정의 묘화 라인이 형성된다. 묘화 라인은 롤지(R)의 이송 방향(Y축 방향)으로 연속되고, 또한 동일 색의 잉크가 공급되는 노즐 열(토출 노즐(57))의 배열이며, 본 실시예에서는 잉크 공급 수단(23)에 의해 공급되는 4색(4개)의 잉크에 대응하여 캐리지(42) 위에 4개의 묘화 라인이 형성되게 되어 있다.
헤드 이동 기구(32)는 헤드 유닛(31)(캐리지(42))을 롤지(R)의 이송 방향(Y축 방향)과 직교하는 X축 방향(주(主)주사 방향)으로 이동시키기 위한 것이며, 캐리지 모터(도시 생략)와, 캐리지 모터의 동력을 전달하여 헤드 유닛(31)을 X축 방향으로 이동시키는 동력 전달 기구(도시 생략)와, 헤드 유닛(31)을 X축 방향에 대하여 슬라이드 가능하게 지지하는 동시에, X축 방향으로 연장되어 그 이동을 가이드하는 가이드 부재(62)를 구비한다.
캐리지 모터는 정역(正逆) 회전 가능한 DC 서보 모터로 구성되어 있다. 동력 전달 기구는 한 쌍의 풀리(pulley)와, 한 쌍의 풀리 사이에 걸쳐지고, 이송 경로에 대하여 잉크젯 헤드(41)의 노즐면(56)이 평행으로 되도록 캐리지(42)의 기부(基部)를 고정시킨 타이밍 벨트를 갖고 있다(모두 도시 생략). 한쪽 풀리에는 캐리지 모터가 접속되어 있어, 캐리지 모터가 정역 회전하면, 타이밍 벨트를 통하여 헤드 유닛(31)에 동력이 전달되고, 가이드 부재(62)를 안내로 하여 캐리지(42)가 X축 방향으로 왕복동(往復動)한다.
또한, 헤드 이동 기구(32)는 미리 설정된 헤드 이동 영역(64) 내에서 헤드 유닛(31)을 왕복동시키도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 헤드 이동 영역(64)의 도시 우측의 끝에 해당하는 위치가 헤드 유닛(31)의 홈(home) 위치로 설정되어 있고, 이 위치를 기준 위치로 하여 헤드 유닛(31)의 이동 위치가 파악된다.
구체적으로는, 잉크젯 프린터(1)에는, 헤드 유닛(31)의 홈 위치를 검출하는 홈 위치 검출 센서(65)가 설치되어 있는 동시에, 캐리지(42)에 탑재된 포토센서와, 가이드 부재(62)에 병설(竝設)되고, X축 방향으로 연장되는 리니어 스케일(linear scale)로 이루어지는 X축 리니어 인코더(66)가 설치되어 있으며, 홈 위치 검출 센서에 의해 헤드 유닛(31)의 홈 위치를 검출하고 나서, 포토센서에 의해 리니어 스케일에 마련된 다수의 검출선을 차례로 검출하여 감으로써, 헤드 이동 영역(64) 내를 이동하는 헤드 유닛(31)의 이동 위치를 파악하게 되어 있다.
이송 수단(22)은 롤지 수용부(15)에 수용된 롤지(R)를 조출하는 동시에, 조출한 롤지(R)를 이송 경로를 따라 보내기 위한 것이며, 롤지(R)를 조출 이송하기 위한 구동원으로 되는 이송 모터(도시 생략)와, 이송 경로에 면하여 배열 설치되는 동시에, 동력 전달 기구(도시 생략)를 통하여 이송 모터에 접속되고, 롤지(R)를 조출 이송하는 이송 롤러(도시 생략)를 구비한다. 또한, 헤드 이동 영역(64) 내에는 세트된 롤지(R)의 폭에 대응하여 인쇄 영역이 설정되어 있고, 롤지(R)는 이송 수단(22)에 의해 이 인쇄 영역을 통과하도록 보내지게 된다.
이 잉크젯 프린터(1)에서는, 헤드 이동 기구(32)를 구동하여 헤드 유닛(31)을 X축 방향으로 이동시키면서, 복수의 잉크젯 헤드(41)를 선택적으로 구동함으로써, 롤지(R)에 잉크방울을 토출시키는 주(主)주사와, 이송 수단(22)을 구동하여 실행되는 롤지(R)의 이송인 부(副)주사를 반복적으로 행함으로써, 롤지(R)에 원하는 화상을 묘화시키게 된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 잉크 공급 수단(23)은 황색(Y), 자홍색(M), 청록색(C), 및 흑색(B)의 잉크를 각각 저장한 4개의 잉크 카트리지(81)와, 4개의 잉크 카트리지(81)를 수용하는 카트리지 홀더(82)와, 각 잉크 카트리지(81)에 에어를 공급함으로써 잉크 카트리지(81)를 가압하여, 각 잉크 카트리지(81)의 잉크를 가압 송액(送液)시키는 가압 수단(83)과, (4개의) 잉크 카트리지(81)와 (복수의) 잉크젯 헤드(41)를 배관 접속하는 복수개(본 실시예에서는 4개)의 급액(給液) 튜브(84)를 구비한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 각 잉크 카트리지(81)는 잉크를 저장한 잉크팩(ink-pack)(91)과, 잉크팩(91)을 수용한 카트리지 케이스(93)를 갖고 있다. 잉크팩(91)은 2매의 직사각형(가요성) 필름 시트를 중첩시켜 열용착한 자루(bag) 형상 의 것에 잉크를 공급하는 수지제 공급구(92)를 부착한 것이며, 변형 가능하게 구성되어 있다. 카트리지 케이스(93)는 잉크팩(91)을 밀폐 상태로 수용하고 있는 동시에, 가압 수단(83)의 에어 배관(113)(후술함)에 연통(連通)하는 에어 공급구(도시 생략)가 설치되어 있다. 즉, 에어 공급구가 카트리지 케이스(93) 내에 에어를 공급하면, 잉크팩(91)의 주위에 에어가 공급되어 잉크팩을 외측으로부터 가압한다.
카트리지 홀더(82)는 잉크젯 헤드(41)의 노즐면보다도 낮은 위치에 고정적으로 설치되어 있다. 카트리지 홀더(82)는 소정 색의 잉크 카트리지(81)를 장착하기 위한 4개의 카트리지 장착부(101)를 갖고 있다. 각 카트리지 장착부(101)에는 접속 어댑터(도시 생략)가 설치되어 있어, 카트리지 장착부(101)에 잉크 카트리지(81)를 장착하면, 접속 어댑터를 통하여 에어 배관(113)과 카트리지 케이스(93)가 기밀(氣密) 상태로 접속된다.
가압 수단(83)은 각 잉크 카트리지(81)(카트리지 케이스(93))에 에어를 공급하는 에어 공급 기구(111)를 구비한다. 에어 공급 기구(111)는 에어를 각 잉크 카트리지(81)에 공급하여, 이것을 가압하는 단일 가압 펌프(112)와, 가압 펌프(112) 및 각 잉크 카트리지(81)를 접속하는 에어 배관(113)(에어 유로)과, 에어 배관(113)에 개재된 레귤레이터(regulator)(114)와, 레귤레이터(114)의 하류(下流) 측에 위치하는 에어 배관(113)에 개재되고, 에어 유로 내의 압력을 검출함으로써, 잉크팩(91)에 작용하는 가압력을 검출하는 압력 센서(115)를 구비한다.
가압 펌프(112)는 다이어프램식(diaphragm type)의 것이 사용되고 있으며, 펌프실의 일부를 구성하는 다이어프램에 대하여 동력 전달 기구를 통하여 펌프 모 터(스테핑 모터)의 동력을 전달함으로써, 펌프실의 용적을 증감시켜 에어의 흡입 및 공급을 행한다(모두 도시 생략). 가압 펌프(112)를 구동하면, 에어 배관(113)을 통하여 에어가 공급되고, 카트리지 케이스(93) 내가 가압된다. 이것에 의해, 잉크 카트리지(81)에 수용된 잉크팩(91)이 가압되어, 잉크팩(91)에 저장하는 잉크가 가압 공급된다.
에어 배관(113)은 한쪽 끝이 가압 펌프(112)에 접속되어 있는 동시에, 다른쪽 끝은 각 카트리지 장착부(101)에 배열 설치된 4개의 접속 어댑터를 직렬로 접속하고 있으며, 단일 가압 펌프(112)로부터 공급되는 에어를 접속 어댑터를 통하여 4개의 각 잉크 카트리지(81)(카트리지 케이스(93))에 공급한다.
레귤레이터(114)는 가압 펌프(112)의 에어 공급에 기인하여 에어 유로 내의 압력(카트리지 케이스(93)의 가압력)이 미리 설정한 소정의 상한 압력을 초과하지 않도록 하기 위한 안전 밸브(relief valve)이다. 또한, 레귤레이터(114)에는 솔레노이드(114a)가 설치되어 있고, 잉크젯 프린터(1)의 비가동 시 등에는 에어 유로 내를 대기 개방하도록 구성되어 있다.
압력 센서(115)는 포토커플러(photo-coupler) 등으로 구성된 ON/OFF 센서이며, 에어 유로 내의 압력이 설정 압력에 도달하고 있는지의 여부를 검출한다. 상세한 것은 후술하지만, 압력 센서(115)는 제어 수단(25)에 접속되어 있으며, 압력 센서(115)의 검출 결과에 의거하여 제어 수단(25)이 가압 펌프(112)를 구동함으로써, 잉크 카트리지(81)로부터 공급되는 잉크의 잉크 공급 압력이 소정의 작동 압력 내로 유지된다.
각 급액 튜브(84)는, 그 한쪽 끝이 잉크젯 헤드(41)의 접속 바늘(52)에 접속되고, 다른쪽 끝이 잉크 카트리지(81)의 공급구(92)에 접속된다. 4개의 급액 튜브(84)는 케이블 담지체(케이블베어(Cableveyor): 등록상표)에 하나로 통합하여 수용되어 있고, 헤드 유닛(31)(캐리지(42))의 이동에 추종하여 이동한다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 헤드(41)를 탑재한 캐리지(42)에는 잉크 카트리지(81)로부터 공급되는 잉크의 압력을 조정하기 위한 복수의 압력 조정 밸브(121)가 탑재되어 있고, 급액 튜브(84)에는 압력 조정 밸브(121)가 개재되어 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 압력 조정 밸브(121)는, 밸브 하우징(122) 내에, 잉크 카트리지(81)에 연결되는 1차실(123)과, 잉크젯 헤드(41)에 연결되는 2차실(124)과, 1차실(123) 및 2차실(124)을 연통하는 연통 유로(125)를 형성한 것이며, 2차실(124)의 일면에는 외부에 면하여 다이어프램(126)(수지 필름)이 설치되고, 연통 유로(125)에는 다이어프램(126)에 의해 개폐 동작하는 밸브체(127)가 설치된다.
잉크 카트리지(81)로부터 1차실(123)에 도입된 기능액은 2차실(124)을 통하여 잉크젯 헤드(41)에 공급되지만, 이 때, 다이어프램(126)에 작용하는 대기압이 조정 기준 압력으로서, 연통 유로(125)에 설치된 밸브체(127)를 개폐시킴으로써, 2차실(124) 내의 압력 조정이 실행된다. 이 경우, 밸브좌(valve seat)로 되는 1차실(123) 측의 연통 유로의 개구 에지(edge)에 이접(離接)하는 밸브체 본체(127a)와 다이어프램(126)의 면적비에 따라, 잉크팩(91) 측(1차 측)의 잉크의 압력 변동을 억제할 수 있기 때문에, 잉크젯 헤드(41)에는 압력 변동이 상당히 적은 안정된 압 력의 잉크를 공급할 수 있다. 즉, 잉크 카트리지(81)로부터 공급되는 잉크의 공급압은 소정의 작동 압력으로 유지되고 있지만, 이 압력 조정 밸브(121)에 의해, 그 압력 변동량을 더 작게 하는 것이 가능하다. 또한, 잉크팩(91) 측에서 발생하는 잉크의 맥동 등도 밸브체(127)에 의해 절연되기 때문에, 이것을 흡수하는 것이 가능하다(댐퍼(damper) 기능).
메인티넌스 수단(24)은 잉크젯 헤드(41)를 흡인하는 흡인 수단(131)과, 잉크젯 헤드(41)로부터의 토출을 받기 위한 플러싱(flushing) 수단(132)을 구비한다.
흡인 수단(131)은 잉크젯 헤드(41)의 노즐면에 밀착 가능하게 구성한 캡(cap)(141)을 통하여 잉크젯 헤드(41)에 흡인 펌프 등으로부터의 흡인력을 작용시킴으로써, 토출 노즐(57)로부터 잉크를 강제적으로 배출시키는 것이며, 토출 노즐(57)의 막힘을 해소/방지하기 위해 사용된다. 또한, 흡인 수단(131)(의 캡(141))은 잉크젯 헤드(41)를 보관하기 위해서도 사용되고, 잉크젯 프린터(1)의 비가동 시에는, 캡(141)을 잉크젯 헤드(41)의 노즐면(56)에 밀착시켜 토출 노즐(57)의 건조를 방지한다. 또한, 흡인 수단(131)은 홈 위치에 면하여 배열 설치되어 있으며, 홈 위치에 면한 헤드 유닛(31)의 잉크젯 헤드(41)에 대하여 캡(141)을 밀착시킬 수 있게 되어 있다(도 4 참조).
플러싱 수단(132)은 잉크젯 헤드(41)로부터의 토출을 받는 플러싱 수용부(151)를 갖고 있다. 플러싱 수용부(151)는 흡인 수단(131)의 설치 영역을 제외한 상기 헤드 이동 영역(64)에 걸쳐 잉크젯 헤드(41)의 이동 궤적을 포함하도록 설치된 오목한 홈이며, 헤드 유닛(31)이 어느쪽 위치에 면하여도, 잉크젯 헤드(41)로부 터의 토출을 받도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 잉크젯 헤드(41)로부터 버리기(waste) 토출된 잉크방울은 물론, 롤지(R)의 끝으로부터 비어져 나온 잉크방울도 플러싱 수용부(151)에 의해 수용되게 되어 있다(도 4 참조).
또한, 여기서의 「버리기 토출」은 잉크젯 헤드(41)의 토출 노즐(57) 내에서 (기화(氣化) 등에 의해) 점도가 증가한 잉크를 배출하는 동시에, 토출 노즐(57)에 상태가 양호한 새로운 잉크를 공급하기 위해, 잉크젯 헤드(41)의 (전체) 토출 노즐(57)로부터 잉크를 토출시키는 것이며, 버리기 토출을 행함으로써, 잉크젯 헤드(41)를 적절한 상태로 유지할 수 있게 되어 있다.
제어 수단(25)은 잉크젯 프린터(1)의 각 수단에 접속되어 있으며, 잉크젯 프린터(1) 전체를 통괄적으로 제어한다. 또한, 제어 수단(25)에는, 사용자와의 인터페이스로서, 디스플레이(도시 생략)나 각종 인디케이터(indicator) 등이 구비되어 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 잉크젯 프린터(1)의 주(主)제어계에 대해서 설명한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 프린터(1)는, 프린터 인터페이스(161)를 갖고, 호스트 컴퓨터로부터 송신된 인쇄 데이터(화상 데이터나 인쇄 제어 데이터) 및 각종 지령을 입력하는 동시에, 잉크젯 프린터(1) 내부에서의 각종 데이터를 호스트 컴퓨터에 출력하기 위한 데이터 입출력부(162)와, 상기한 X축 리니어 인코더(66)나 압력 센서(115) 등을 갖고, 각종 검출을 행하는 검출부(163)와, 인쇄 수단(21) 및 이송 수단(22)을 갖고, 롤지(R)에 인쇄를 행하기 위한 인쇄부(164)와, 잉크 공급 수단(23)을 갖고, 잉크를 가압 공급하기 위한 잉크 공급부(165)와, 메인티 넌스 수단(24)을 갖고, 잉크젯 헤드(41)를 보수(保守)하기 위한 메인티넌스부(168)와, 잉크젯 헤드(41)를 구동하는 헤드 드라이버(171)나, 캐리지 모터를 구동하는 캐리지 모터 드라이버(172), 이송 모터를 구동하는 이송 모터 드라이버(173), 가압 펌프(112)를 구동하기 위한 펌프 구동 드라이버(174) 등 각부를 구동하는 각종 드라이버를 갖는 구동부(166)와, 이들 각부에 접속되고, 잉크젯 프린터(1) 전체의 제어를 행하는 제어부(167)를 구비한다.
제어부(167)는, 일시적으로 기억 가능한 기억 영역을 갖는 이외에, 제어 처리를 위한 작업 영역으로서 사용되는 RAM(181)과, 각종 기억 영역을 갖고, 제어 프로그램이나 제어 데이터(색 변환 테이블이나 문자 수식 테이블 등)를 기억하는 ROM(182)과, 각종 데이터를 연산 처리하는 CPU(183), 주변 회로와의 인터페이스 신호를 취급하기 위한 논리 회로가 일체로 구성되는 동시에, 시간 제어를 행하기 위한 타이머(185)가 일체로 구성된 주변 제어 회로(P-CON)(184), 이들을 서로 접속하는 버스(186)가 구비되어 있다.
또한, RAM(181)에는 후술하는 재가압 산출 방법에서 사용되는 각종 데이터(예를 들어 카트리지 케이스(93)의 가압 가능 용적, 단위 잉크방울 수당의 잉크 부피 등)가 기억되어 있는 동시에, 각 토출 노즐(57)로부터 토출된 잉크방울 수를 카운트하는 잉크방울 카운터(도시 생략)가 설치되어 있다. 또한, ROM(182)에는 가압 펌프(112)를 구동 제어하기 위한 구동 제어 프로그램이 기억되어 있으며, 재가압 시간의 산출도 이 구동 제어 프로그램에 따라 실행된다.
제어부(167)에서는, P-CON(184)을 통하여 각부로부터 입력된 각종 데이터나 RAM(181) 내의 각종 데이터를 ROM(182)에 기억된 제어 프로그램 등에 따라 CPU(183)에 연산 처리시키고, 그 처리 결과를 P-CON(184)을 통하여 각부에 출력함으로써, 각부를 제어한다.
예를 들어 제어부(167)에는 가압 수단(83)의 압력 센서(115)가 접속되어 있으며, 제어부(167)는, 압력 센서(115)의 검출 결과에 의거하여 에어 공급 기구(111)(가압 펌프(112))를 간헐적으로 구동함으로써, 잉크 카트리지(81)의 가압력 즉 잉크 카트리지(81)로부터 공급하는 잉크의 공급 압력을 미리 설정한 작동 압력(Pmin 내지 Pmax) 내로 조정한다.
보다 구체적으로는, 압력 센서(115)는 작동 압력의 하한 압력 Pmin을 검출하도록 설정되어 있으며, 초기 가압 시도 포함시켜, 제어부(167)는, 압력 센서(115)가 하한 압력 Pmin을 검출한 후(압력 검출 공정), 가압 펌프(112)의 구동에 의해, 가압력(잉크의 공급 압력)이 작동 압력의 하한 압력 Pmin으로부터 작동 압력의 상한 압력 Pmax에 도달할 때까지의 시간을 재가압 시간 T(sec)로서 산출하게 되어 있다. 그리고, 산출한 재가압 시간, 가압 펌프(112)를 구동시킴(펌프 구동 공정)으로써, 잉크 카트리지(81)의 가압력을 작동 압력으로 조정한다.
또한, 잉크젯 헤드(41)에는, 소정량(부피)의 기능 액적 토출이 보상(補償)되는 기능액의 압력으로서, 보상 압력 범위가 미리 설정되어 있고, 상기 작동 압력은 이 보상 압력 범위를 만족시키도록 설정되어 있다.
여기서, 재가압 시간 산출 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 가압 펌프(112)의 단위시간당 에어 공급량 A(㎖/sec)와, 하한 압력 Pmin을 상한 압력 Pmax에 도달시키는데 필요한 필요 에어량 B(㎖)의 몫으로서 재가압 시간 T를 산출하게 되어 있으며, 재가압 시간 산출 방법은, 단위시간당 에어 공급량 A를 측정하는 에어 공급량 측정 공정과, 필요 에어량 B를 산출하는 필요 에어량 산출 공정과, 측정한 단위시간당 에어 공급량 A 및 산출한 필요 에어량 B에 의거하여 재가압 시간 T를 산출하는 재가압 시간 산출 공정을 구비한다.
에어 공급량 측정 공정은, 가압 펌프(112)에 의해 대기 개방 상태의 카트리지 케이스(93)를 상한 압력 Pmax까지 가압하는 초기 가압에서, 카트리지 케이스(93)의 가압력이 초기 가압을 개시하고 나서 하한 압력 Pmin에 도달할 때까지의 도달 시간 t(sec)와, 도달 시간 t의 사이에 가압 펌프(112)가 공급한 에어 공급량 a(㎖)를 제산(除算)하여 단위시간당 에어 공급량 A를 산출한다.
도달 시간 t는, 제어부(167)(P-CON(184))에 일체로 구성된 타이머(185)를 사용하여, 초기 가압을 위해 가압 펌프(112)의 구동을 개시하고 나서, 압력 센서(115)가 하한 압력 Pmin을 검출할 때까지의 시간을 시간 t로서 계측한다.
에어 공급량 a는, 보일-샤를의 법칙(Boyle-Charle's law)에 따라, 초기 가압 개시 시에서의 카트리지 케이스(93)의 가압 용적과 도달 시간 t 내에서의 가압력의 압력 변화량에 의거하여 산출한다. 가압 용적은, 카트리지 케이스(93)의 가압 가능 용적(㎖)(즉, 카트리지 케이스(93)의 용적으로부터 잉크가 없을 때의 잉크팩(91)의 용적을 감산(減算)한 것)으로부터 초기 가압 개시 시에 잉크팩(91)에 잔류되는 잉크 부피(㎖)를 감산함으로써 산출한다. 이 경우, 잉크팩(91)에 잔류되는 잉크 부피는, 미리 설정(기억)되어 있는 잉크가 가득 찼을 때의 잉크 부피, 단위 잉크방울 수당의 잉크 부피, 및 잉크 카운터의 카운터 값에 의거한 연산 처리에 의해 산출된다.
또한, 본 실시예에 있어서, 에어 공급량 측정 공정은 잉크젯 프린터(1)의 전원을 온(ON)할 때마다 실행된다.
필요 에어량 산출 공정은 에어 공급량 a의 산출 방법과 동일하며, 하한 압력 Pmin이 검출되었을 때의 카트리지 케이스(93)의 가압 용적 V를 산출하는 동시에, 산출한 가압 용적 V에 있어서, 하한 압력이 상한 압력 Pmax에 도달하는데 필요한 필요 에어량 B를 보일-샤를의 법칙에 의거하여 산출한다.
재가압 시간 산출 공정은, 산출한 단위시간당 에어 공급량 A와 산출한 필요 에어량 B를 제산하여 재가압 시간 T를 산출한다. 또한, 에어 공급량 측정 공정에서 산출된 단위시간당 에어 공급량 A는 RAM(181)에 기억되게 되어 있으며, 초기 가압 후는, RAM(181)에 기억된 에어 공급량 A를 이용하여 재가압 시간 T를 산출하게 되어 있다. 이 경우, RAM(181)에 기억된 에어 공급량 A는 에어 공급량 측정 공정이 실행될 때마다 갱신된다.
그런데, 잉크젯 헤드(41)로부터 토출되는 잉크방울은 상당히 미세하여, 잉크젯 헤드(41)는 공급되는 잉크의 압력 변동 영향을 받기 쉽다. 그리고, 본 실시예의 잉크젯 프린터(1)에서는, 잉크젯 헤드(41)에 일정한 압력 범위(Pmin 내지 Pmax)를 갖는 작동압으로 가압 공급의 잉크가 공급되게 되어 있으며, 인쇄 동작 중(잉크방울의 토출 중)인 잉크젯 헤드(41)에 잉크가 가압 공급되면, 가압 펌프(112)의 ON-OFF 시 등에 헤드내 유로에 압력 변동이 생겨, 잉크방울의 토출이 불안정해질 우려가 생긴다.
그래서, 본 실시예에서는, 제어부(167)에 의해, 상기 가압 수단(83)(가압 펌프(112))의 구동 제어를 행하고, 롤지(R)에 대하여 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 동작 중일 경우에는, 잉크의 가압 공급 즉 재가압을 행하지 않도록 한다.
구체적으로는, 작동 압력이 강하(降下)하여 압력 센서(115)에 의해 작동 압력의 하한 압력 Pmin이 검출되면, 재가압 타이밍 제어 처리에 의해, 롤지(R)에 인쇄 동작 중인 잉크젯 헤드(41)에 잉크가 가압 공급되지 않도록 어느 타이밍에서 재가압을 개시시킬지를 설정하고, 이 설정에 따라 재가압을 행하도록 한다.
여기서, 도 9를 참조하여 재가압 타이밍 제어 처리에 대해서 설명한다. 하한 압력 Pmin이 검출되고, 재가압 타이밍 제어 처리가 개시되면, 우선 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 동작 중인지의 여부를 확인하기 위해, 인쇄 처리를 위한 인쇄 제어 신호(예를 들어 호스트 컴퓨터로부터 수신한 인쇄 데이터를 인쇄하기 위한 잉크 토출 신호)가 송신되었는지의 여부를 확인한다(S11). 여기서, 인쇄 제어 신호가 송신되지 않았으면(S11:No), 인쇄 처리 중이 아니라고 판단(S12)하고, 가압 펌프(112)를 구동시켜 재가압을 개시시킨다(S17). 인쇄 처리 중이 아니라고 판단되는 경우의 일례로서는, 인쇄 대기 상태나, 흡인 수단(131)에 의한 잉크젯 헤드(41)의 흡인 처리 중 등을 들 수 있다.
한편, 인쇄 제어 신호가 송신되고(S11:Yes), 인쇄 처리 중이라고 판단(S13)된 경우, X축 리니어 인코더(66)에 의거하여, 롤지(R)가 위치하는 인쇄 영역에 헤드 이동 영역(64)을 왕복 이동하는 헤드 유닛(31)(잉크젯 헤드(41))이 면하고 있는 지의 여부를 확인한다(S14). 이와 같이, 헤드 유닛(31)의 위치를 확인함으로써, 플러싱 수단(132)에 버리기 토출을 행하고 있는 것인지, 롤지(R)에 인쇄를 위한 토출을 행하고 있는 것인지를 판별하는 것이 가능하다.
그리고, 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 영역에 면하고 있지 않을 경우에는(S14:No), 롤지(R)에 대하여 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 동작 중이 아니라고 판단하여, 인쇄 처리를 일시적으로 중단시키는(S16) 동시에, 재가압을 개시시킨다(S17). 또한, 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 영역에 면하고 있을 경우에는(S14:Yes), 롤지(R)에 대하여 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 동작 중이라고 판단하여, 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 영역을 벗어나기를 기다리고 나서(S15), 인쇄 처리를 일시적으로 중단시키는(S16) 동시에, 재가압을 개시시킨다(S17). 그리고, 모든 경우에 있어서(S18:Yes), 재가압이 종료되면, 중단하고 있던 인쇄 처리를 재개시키도록 하여(S19), 재가압 타이밍 제어 처리를 종료시킨다.
또한, 인쇄 처리가 확인된 상태에서 재가압을 행할 경우, 작동 압력의 상한 압력 Pmax 대신에, 상한 압력 Pmax보다도 낮은 압력으로 설정된 인쇄시 설정 압력까지 가압하도록 할 수도 있다. 이것에 의해, 재가압 전의 잉크젯 헤드(41)의 헤드내 유로와 재가압 후의 잉크젯 헤드(41)의 헤드내 유로의 압력차를 작게 할 수 있어, 묘화 처리 재개 시에서의 재가압의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 인쇄 처리가 확인된 상태에서 재가압을 행할 경우, 재가압 중에서의 잉크젯 헤드(41)의 건조를 방지하기 위해, 메인티넌스 수단(24)에 의해 재가압 중인 잉크젯 헤드(41)에 메인티넌스를 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어 인쇄 처 리가 중단된 후, 캐리지 모터(61)를 구동하여 잉크젯 헤드(41)를 홈 위치까지 이동시켜, 흡인 수단(131)의 캡(141)에 의해 노즐면을 캡핑한다.
이상과 같이, 본 실시예의 잉크젯 프린터(1)에서는, 롤지(R)에 대하여 잉크젯 헤드(41)가 인쇄 동작 중일 때에, 잉크의 가압 공급이 실행되지 않기 때문에, 인쇄 결과에 잉크의 가압 공급에 의해 생기는 압력 변동의 악영향을 미치지 않아, 고정밀도의 인쇄를 행하는 것이 가능하다.
또한, 재가압 타이밍 제어 처리는 ROM(182)에 기억되어 있는 재가압 타이밍 제어 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램에 따라 실행되고 있으며, 특허청구범위에서의 「압력 검출 수단」, 「묘화 동작 확인 수단」, 「제 1 가압 제어 수단」, 「제 2 가압 제어 수단」, 「묘화 재개 수단」은 제어부(167)의 각 수단이 제어 프로그램에 따라 협동함으로써 기능한다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액적 토출 장치에 대해서 설명한다. 이 액적 토출 장치는 소위 플랫 디스플레이의 제조 라인에 일체로 구성되는 것이며, 기능 재료를 용제(溶劑)에 용해시킨 기능액을 기능 액적 토출 헤드에 도입하고, 액적 토출법(잉크젯법을 응용함)에 의해, R(적색)·G(녹색)·B(청색)의 3색으로 이루어지는 액정 표시 장치의 컬러 필터의 착색층이나, 유기 EL 장치의 각 화소로 되는 발광 소자 등을 형성하는 것이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 액적 토출 장치(201)는 기대(機臺)(202)와, 기대(202) 위의 전역(全域)에 넓게 탑재 배치되고, 기능 액적 토출 헤드(252)를 갖는 묘화 장치(203)와, 기대(202) 위에서 묘화 장치(203)에 첨설(添設)시킨 헤드 보수( 保守) 장치(204)와, 기능 액적 토출 헤드(252)에 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치(205)와, 각 장치를 제어하는 제어 장치(도시 생략)(206)를 구비한다. 그리고, 액적 토출 장치(201)에서는, 제어 장치(206)에 의한 제어에 의거하여, 묘화 장치(203)가 워크 이동 적재 로봇으로부터 도입된 워크에 대하여 묘화 처리를 행하는 동시에, 헤드 보수 장치(204)가 기능 액적 토출 헤드(252)에 대하여 적절히 보수 처리(메인티넌스)를 행하게 되어 있다.
묘화 장치(203)는 주주사 방향(X축 방향)으로 연장되는 X축 테이블(211)과, X축 테이블(211)과 직교하는 Y축 테이블(212)과, Y축 테이블(212)에 이동 가능하게 부착된 메인 캐리지(213)와, 메인 캐리지(213)에 지지되고, (복수의) 기능 액적 토출 헤드(252)를 탑재한 헤드 유닛(214)을 구비한다.
X축 테이블(211)은 X축 방향의 구동계를 구성하는 X축 모터(도시 생략) 구동의 X축 슬라이더(221)에 워크(W)를 세트하는 세트 테이블(222)을 이동 가능하게 탑재하여 구성되어 있다. 세트 테이블(222)은 워크(W)를 흡착 세트하는 흡착 테이블(223)과, 흡착 테이블(223)에 세트한 워크(W)의 위치를 θ축 방향으로 보정하는 θ 테이블(224)을 갖고 있다. 또한, 기대(202)에는 X축 방향으로 이동하는 세트 테이블(222)의 이동 위치를 파악하기 위한 X축 리니어 센서(225)가 설치되어 있다.
Y축 테이블(212)은 X축 테이블(211)과 대략 동일하게 구성되어 있으며, Y축 방향의 구동계를 구성하는 Y축 모터(도시 생략) 구동의 Y축 슬라이더(231)를 갖고, 메인 캐리지(213)를 Y축 방향으로 이동 가능하게 탑재한다. 또한, Y축 테이블(212)에 병설(竝設)하듯이 Y축 방향으로 이동하는 헤드 유닛(214)의 이동 위치를 파악하기 위한 Y축 리니어 센서(232)가 설치되어 있다. 또한, Y축 테이블(212)은 기대(202) 위에 세워 설치한 좌우의 지주(支柱)(235)를 통하여 기대(202) 위에 배열 설치된 X축 테이블(211) 및 헤드 보수 장치(204)를 타넘듯이 배열 설치되어 있고, X축 테이블(211) 및 Y축 테이블(212)이 교차하는 영역이 워크(W)의 묘화를 행하는 묘화 영역, Y축 테이블(212) 및 헤드 보수 장치(204)가 교차하는 영역이 기능 액적 토출 헤드(252)에 대한 보수 동작을 행하는 보수 영역으로 되어 있다.
메인 캐리지(213)는 헤드 유닛(214)을 지지하는 캐리지 본체(241)와, 캐리지 본체(241)를 통하여 헤드 유닛(214)의 θ방향에 대한 위치 보정을 행하기 위한 θ 회전 기구(242)와, θ 회전 기구(242)를 통하여 캐리지 본체(241)(헤드 유닛(214))를 Y축 테이블(212)에 지지시키는 대략 I자 형상의 서스펜션(suspension) 부재(도시 생략)로 구성되어 있다.
헤드 유닛(214)은 헤드 플레이트(251)에 헤드 유지 부재(도시 생략)를 통하여 기능 액적 토출 헤드(252)를 탑재시켜 구성되어 있다. 기능 액적 토출 헤드(252)는 상기한 잉크젯 헤드(41)와 동일한 방식으로 구성되어 있기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
묘화 처리 시에서의 묘화 장치(203)의 일련의 동작에 대해서 설명하면, 우선 θ 회전 기구(242)를 통하여 헤드 유닛(214)의 위치 보정이 실행되는 동시에, θ 테이블(224)을 통하여 세트 테이블(222)에 세트된 워크(W)의 위치 보정이 실행된다. 다음으로, X축 테이블(211)이 구동하여 워크(W)를 주주사(X축) 방향으로 왕복동시킨다. 워크(W)의 왕동(往動)과 동기하여 복수의 기능 액적 토출 헤드(252)가 구동하고, 워크(W)에 대한 기능 액적의 선택적인 토출 동작이 실행된다. 워크(W)의 왕동이 종료되면, Y축 테이블(212)이 구동하여 헤드 유닛(214)을 부주사(Y축) 방향으로 이동시킨다. 그리고, 워크(W)의 주주사 방향으로 복동(復動)과 기능 액적 토출 헤드(252)의 구동이 다시 실행된다. 이와 같이, 묘화 처리에서는, 워크(W)의 X축 방향으로의 이동과 이것에 동기한 기능 액적 토출 헤드(252)의 토출 구동(주주사)과, 헤드 유닛(214)의 Y축 방향으로의 이동(부주사)을 번갈아 반복함으로써, 워크(W)에 대하여 소정의 묘화 패턴을 묘화하게 된다.
헤드 보수 장치(204)는 기대(202) 위에 탑재 배치된 이동 테이블(261)과, 플러싱 유닛(262)과, 흡인 유닛(263)과, 와이핑 유닛(264)을 구비한다. 이동 테이블(261)은 X축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 흡인 유닛(263) 및 와이핑 유닛(264)은 X축 방향으로 나란히 이동 테이블(261) 위에 설치되어 있고, 기능 액적 토출 헤드(252)의 보수 시에는, 이동 테이블(261)이 구동되어, 흡인 유닛(263) 및 와이핑 유닛(264)이 적절히 보수 영역에 면하는 구성으로 되어 있다.
플러싱 유닛(262)은, (1매의) 워크(W)에 대한 일련의 묘화 처리 중에서, 헤드 유닛(214)의 전체 기능 액적 토출 헤드(252)로부터 버리기 토출(플러싱)되는 기능액과 묘화 처리 중에 워크(W)로부터 비어져 나온 기능액을 받기 위한 것이며, 흡착 테이블(223)의 Y축 방향과 평행한 한 쌍의 변(에지)을 따르도록 설치된 한 쌍의 묘화 플러싱 박스(271)를 갖고 있다. 따라서, 흡착 테이블(223)을 통하여 워크(W)를 X축 방향으로 왕복동시키면, (1회의 주주사에 의해, 헤드 유닛(214)이 워크(W)에 면하기 직전 및 헤드 유닛(214)이 워크(W)로부터 이간된 직후의 어느쪽 경우에 있어서도) 헤드 유닛(214)의 전체 기능 액적 토출 헤드(252)를 차례로 묘화 플러싱 박스(271)에 면하게 할 수 있어, 워크(W)에 대한 묘화 동작의 직전 및 직후에 실행되는 버리기 토출의 기능액을 적절히 받을 수 있다.
흡인 유닛(263)은 상술한 흡인 수단(131)에 상당하는 것이며, 기능 액적 토출 헤드(252)의 노즐면에 밀착시키는 캡(281)과, 캡(281)을 통하여 기능 액적 토출 헤드(252)를 흡인 가능한 단일 흡인 펌프 등을 구비한다.
와이핑 유닛(264)은 세정액을 분무한 와이핑 시트(291)에 의해 기능 액적 토출 헤드(252)의 노즐면에 부착된 오염을 닦아내기 위한 것이며, 롤 형상으로 감은 와이핑 시트(291)를 조출하면서 권취(卷取)하는 권취 유닛(292)과, 조출한 와이핑 시트(291)에 세정액을 산포(散布)하는 세정액 공급 유닛(293)과, 세정액이 산포된 와이핑 시트(291)에 의해 노즐면을 청소하는 청소 유닛(294)을 구비한다.
기능액 공급 장치(205)는 R·G·B 3색의 기능액에 대응하는 3개의 기능액 탱크(301)와, 3개의 기능액 탱크(301)를 수용하는 탱크 홀더(302)와, 기능액 탱크(301)의 기능액을 기능 액적 토출 헤드(252)에 가압 송액하는 가압 수단(303)과, 3개의 기능액 탱크(301)와 기능 액적 토출 헤드(252)를 배관 접속하는 복수개(본 실시예에서는 3개)의 급액 튜브(304)와, 잉크젯 프린터(1)의 것과 동일하게 구성되고, 각 급액 튜브(304)에 개재된 압력 조정 밸브(305)를 구비한다.
기능액 공급 장치(205)는 상술한 잉크 공급 수단과 대략 동일하게 구성되어 있으며, 기능액 탱크(301)는 카트리지 형식의 것이 채용되어 있다. 탱크 홀더(302)에는 각 기능액 탱크(301)를 수용하는 기능액 수용부(도시 생략)가 설치되고, 각 기능액 수용부에는 기능액 탱크(301)와 에어 배관(323)을 접속하는 접속 어댑터(도시 생략)가 배열 설치되어 있다. 또한, 가압 수단(303)은 접속 어댑터를 통하여 각 기능액 탱크(301)에 에어를 공급하는 에어 공급 기구(321)를 갖고, 에어 공급 기구(321)를 구성하는 단일 가압 펌프(322)를 구동하면, 에어 배관(323)을 통하여 각 기능액 탱크(301)에 에어가 공급된다. 이 경우도, 에어 배관(323)에는 솔레노이드를 갖는 레귤레이터(324) 및 압력 센서(325)가 개재되어 있어, 에어 배관(323) 내가 소정의 작동 압력으로 유지되도록 구성되어 있다.
제어 장치(206)는 퍼스널 컴퓨터 등으로 구성되고, 데이터 입력, 각종 설정을 행하기 위한 입력 수단(키보드 등)이나, 입력 데이터 및 각종 설정 상태 등을 눈으로 확인하기 위한 디스플레이 등을 구비한다(모두 도시 생략).
도 11을 참조하면서 액적 토출 장치(201)의 주제어계에 대해서 설명한다. 액적 토출 장치(201)는 묘화 장치(203)를 갖는 묘화부(331)와, 헤드 보수 장치(204)를 갖는 헤드 보수부(332)와, 기능액 공급 장치(205)를 갖는 기능액 공급부(333)와, 묘화 장치(203), 헤드 보수 장치(204) 및 기능액 공급 장치(205)의 각종 센서를 갖고, 각종 검출을 행하는 검출부(334)와, 각부를 구동하는 각종 드라이버(묘화 장치(203)를 구동하기 위한 묘화 드라이버(341), 헤드 보수 장치(204)를 구동하기 위한 헤드 보수 드라이버(342), 기능액 공급 장치를 구동하기 위한 기능액 공급 드라이버(343) 등)를 갖는 구동부(335)와, 각부에 접속되고, 액적 토출 장치(201) 전체의 제어를 행하는 제어부(336)(제어 장치(206))를 구비한다.
제어부(336)는 묘화 장치(203) 및 헤드 보수 장치(204) 등을 접속하기 위한 인터페이스(351), 및 묘화 장치(203), 헤드 보수 장치(204), 기능액 공급 장치(205)로부터의 각종 데이터 등을 기억하는 동시에, 각종 데이터를 처리하기 위한 프로그램 등을 기억하는 하드디스크(352)가 구비되어 있는 것 이외는, 상술한 잉크젯 프린터(1)의 제어부(25)와 대략 동일하게 구성되고, RAM(353), ROM(354), CPU(355), 타이머(356), 내부 버스(357)를 구비한다.
본 실시예의 액적 토출 장치(201)도 상술한 잉크젯 프린터(1)와 동일한 제어가 실행된다. 즉, 제어부(336)가 가압 펌프(322)의 구동 제어를 행함으로써, 기능액 탱크(301)로부터 공급되는 기능액의 공급 압력이 미리 설정한 작동 압력 내로 조정되는 동시에, 워크(W)에 묘화 동작 중인 기능 액적 토출 헤드(252)의 헤드내 유로에 압력 변동을 발생시키지 않기 위해, 기능 액적 토출 헤드(252)가 워크(W)에 묘화 동작 중일 때에는, 기능액의 가압 공급이 실행되지 않게 되어 있다. 그리고, 묘화 처리를 중단하여 기능액의 가압 공급을 행할 경우에는, 기능 액적 토출 헤드(252)를, X축 테이블(211) 또는 Y축 테이블(212)을 구동시킴으로써 헤드 유닛(214)을 플러싱 유닛(262) 또는 보수 영역에 면하게 하여, 헤드 보수 장치(204)에 의해 메인티넌스하게 되어 있고, 가압 공급이 종료될 때까지의 대기 시간을 이용하여 기능 액적 토출 헤드(252)를 메인티넌스할 수 있게 되어 있다. 따라서, 액적 토출 장치(201)는 묘화 패턴을 상당히 고정밀도로 묘화하는 것이 가능하다.
다음으로, 본 실시예의 액적 토출 장치(201)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 박막트랜지스터, 및 박막트랜지스터에 전기적으로 접속하는 소스선, 데이터선이 형성된 기판을 의미한다.
우선 액정 표시 장치나 유기 EL 장치 등에 일체로 구성되는 컬러 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 12는 컬러 필터의 제조 공정을 나타내는 플로차트, 도 13의 (a) 내지 (e)는 제조 공정순으로 나타낸 본 실시예의 컬러 필터(600)(필터 기체(基體)(600A))의 모식 단면도이다.
우선 블랙 매트릭스 형성 공정(S101)에서는, 도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(W)(601) 위에 블랙 매트릭스(602)를 형성한다. 블랙 매트릭스(602)는 금속 크롬, 금속 크롬과 산화크롬의 적층체, 또는 수지 블랙 등에 의해 형성된다. 금속 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(602)를 형성하기 위해서는, 스퍼터링법이나 증착법 등을 이용할 수 있다. 또한, 수지 박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스(602)를 형성할 경우에는, 그라비아 인쇄법, 포토레지스트법, 열전사법 등을 이용할 수 있다.
이어서, 뱅크 형성 공정(S102)에서, 블랙 매트릭스(602) 위에 중첩되는 상태로 뱅크(603)를 형성한다. 즉, 우선 도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기판(601) 및 블랙 매트릭스(602)를 덮도록 네거티브형의 투명한 감광성 수지로 이루어지는 레지스트층(604)을 형성한다. 그리고, 그 상면을 매트릭스 패턴 형상으로 형성된 마스크 필름(605)에 의해 피복(被覆)한 상태에서 노광 처리를 행한다.
또한, 도 13의 (c)에 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 형성할 경우는, 블랙 매트릭스와 뱅크를 겸용(兼用)하는 것이 가능해진다.
이 뱅크(603)와 그 아래의 블랙 매트릭스(602)는 각 화소 영역(607a)을 구획하는 구획 벽부(607b)로 되고, 나중의 착색층 형성 공정에서 기능 액적 토출 헤드(252)에 의해 착색층(성막부)(608R, 608G, 608B)을 형성할 때에 기능 액적의 착탄(着彈) 영역을 규정한다.
이상의 블랙 매트릭스 형성 공정 및 뱅크 형성 공정을 거침으로써, 상기 필터 기체(600A)가 얻어진다.
또한, 본 실시예에서는, 뱅크(603)의 재료로서, 도포막 표면이 소액(疏液)(소수(疏水))성으로 되는 수지 재료를 사용한다. 그리고, 기판(유리 기판)(601)의 표면이 친액(親液)(친수(親水))성이기 때문에, 후술하는 착색층 형성 공정에서 뱅크(603)(구획 벽부(607b))로 둘러싸인 각 화소 영역(607a) 내로의 액적의 착탄 위치 정밀도가 향상된다.
다음으로, 착색층 형성 공정(S103)에서는, 도 13의 (d)에 나타낸 바와 같이, 기능 액적 토출 헤드(252)에 의해 기능 액적을 토출하여 구획 벽부(607b)로 둘러싸인 각 화소 영역(607a) 내에 착탄시킨다. 이 경우, 기능 액적 토출 헤드(252)를 사용하여 R·G·B 3색의 기능액(필터 재료)을 도입하여, 기능 액적의 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 정착(定着)시키고, 3색의 착색층(608R, 608G, 608B)을 형성한다. 착색층(608R, 608G, 608B)을 형성하면, 보호막 형성 공정(S104)으로 이행하여, 도 13의 (e)에 나타낸 바와 같이, 기판(601), 구획 벽부(607b), 및 착색층(608R, 608G, 608B)의 상면을 덮도록 보호막(609)을 형성한다.
즉, 기판(601)의 착색층(608R, 608G, 608B)이 형성되어 있는 면 전체에 보호막용 도포액이 토출된 후, 건조 처리를 거쳐 보호막(609)이 형성된다.
그리고, 보호막(609)을 형성한 후, 컬러 필터(600)는 다음 공정의 투명 전극으로 되는 ITO(Indium Tin 0xide) 등의 형성 공정으로 이행한다.
도 14는 상기 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 (e)에 나타낸 것과 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 첨부하여 그 설명을 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 이루어지는 액정층(622)에 의해 개략 구성되어 있으며, 컬러 필터(600)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치한다.
또한, 도시하고 있지 않지만, 대향 기판(621) 및 컬러 필터(600)의 외면(外面)(액정층(622) 측과는 반대쪽 면)에는 편광판이 각각 배열 설치되고, 또한 대향 기판(621) 측에 위치하는 편광판의 외측에는 백라이트가 배열 설치된다.
컬러 필터(600)의 보호막(609) 위(액정층 측)에는, 도 14에서 좌우 방향으로 긴 스트립(strip) 형상의 제 1 전극(623)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 있고, 이 제 1 전극(623)의 컬러 필터(600) 측과는 반대쪽 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 2 전극(626)이 소정의 간격으로 복수 형성되고, 이 제 2 전극(626)의 액정층(622) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(627)이 형성된다. 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 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 또한, 제 1 전극(623)의 일 단부(端部)는 라우팅(routing) 배선(623a)으로서 밀봉재(629)의 외측까지 연장된다.
그리고, 제 1 전극(623)과 제 2 전극(626)이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소로 되는 부분에 컬러 필터(600)의 착색층(608R, 608G, 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) 측의 부분을 형성하는 동시에, 이것과는 별도로 대향 기판(621)에 제 2 전극(626)의 패터닝 및 제 2 배향막(627)의 도포를 행하여 대향 기판(621) 측의 부분을 형성한다. 그 후, 대향 기판(621) 측의 부분에 스페이서(628) 및 밀봉재(629)를 형성하고, 이 상태에서 컬러 필터(600) 측의 부분을 접합시킨다. 이어서, 밀봉재(629)의 주입구로부터 액정층(622)을 구성하는 액정을 주입하고, 주입구를 폐지(閉止)한다. 그 후, 양 편광판 및 백라이트를 적층한다.
실시예의 액적 토출 장치(201)는 예를 들어 상기 셀 갭을 구성하는 스페이서 재료(기능액)를 도포하는 동시에, 대향 기판(621) 측의 부분에 컬러 필터(600) 측의 부분을 접합시키기 전에, 밀봉재(629)에 의해 둘러싼 영역에 액정(기능액)을 균일하게 도포하는 것이 가능하다. 또한, 상기 밀봉재(629)의 인쇄를 기능 액적 토출 헤드(252)에 의해 행하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 및 제 2 배향막(624, 627)의 도포를 기능 액적 토출 헤드(252)에 의해 행하는 것도 가능하다.
도 15는 본 실시예에서 제조한 컬러 필터(600)를 사용한 액정 장치의 제 2 예의 개략 구성을 나타낸 요부 단면도이다.
이 액정 장치(630)가 상기 액정 장치(620)와 크게 다른 점은, 컬러 필터(600)를 도면 중의 하측(관측자 측과는 반대쪽)에 배치한 점이다.
이 액정 장치(630)는 컬러 필터(600)와 유리 기판 등으로 이루어지는 대향 기판(631) 사이에 STN 액정으로 이루어지는 액정층(632)이 삽입되어 개략 구성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 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, 도면과 직교하는 방향으로 긴 스트립 형상의 제 1 전극(633)이 소정의 간격으로 복수 형성되어 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 연장되는 복수의 스트립 형상 제 2 전극(636)이 소정의 간격으로 형성되고, 이 제 2 전극(636)의 액정층(632) 측의 면을 덮도록 제 2 배향막(637)이 형성된다.
액정층(632)에는, 이 액정층(632)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(638)와, 액정층(632) 내의 액정 조성물이 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 밀봉재(639)가 설치되어 있다.
그리고, 상기한 액정 장치(620)와 동일하게, 제 1 전극(633)과 제 2 전극(636)이 교차하는 부분이 화소이며, 이 화소로 되는 부위에 컬러 필터(600)의 착색층(608R, 608G, 608B)이 위치하도록 구성되어 있다.
도 16은 본 발명을 적용한 컬러 필터(600)를 사용하여 액정 장치를 구성한 제 3 예를 나타낸 것이며, 투과형의 TFT(Thin Film Transistor)형 액정 장치의 개략 구성을 나타낸 분해사시도이다.
이 액정 장치(650)는 컬러 필터(600)를 도면 중의 상측(관측자 측)에 배치한 것이다.
이 액정 장치(650)는 컬러 필터(600)와, 이것에 대향하도록 배치된 대향 기판(651)과, 이들 사이에 삽입된 액정층(도시 생략)과, 컬러 필터(600)의 상면 측(관측자 측)에 배치된 편광판(655)과, 대향 기판(651)의 하면 측에 배열 설치된 편광판(도시 생략)에 의해 개략 구성되어 있다.
컬러 필터(600)의 보호막(609) 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(全面) 전극으로 되어 있다. 또한, 이 전극(656)의 화소 전극(660)과는 반대쪽 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)에 의해 둘러싸인 영역 내에는 화소 전극(660)이 형성되어 있다. 또한, 실제의 액정 장치에서는, 화소 전극(660) 위에 배향막이 설치되지만, 도시를 생략한다.
또한, 화소 전극(660)의 절결부(notch)와 주사선(661)과 신호선(662)에 의해 둘러싸인 부분에는 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 및 게이트 전극을 구비하는 박막트랜지스터(663)가 일체로 구성되어 있다. 그리고, 주사선(661)과 신호선(662)에 대한 신호의 인가에 의해 박막트랜지스터(663)를 온/오프하여 화소 전극(660)으로의 통전(通電) 제어를 행할 수 있게 구성되어 있다.
또한, 상기 각 예의 액정 장치(620, 630, 650)는 투과형 구성으로 했지만, 반사층 또는 반투과 반사층을 설치하여, 반사형 액정 장치 또는 반투과 반사형 액정 장치로 할 수도 있다.
다음으로, 도 17은 유기 EL 장치의 표시 영역(이하 단순히 표시 장치(700)라고 함)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) 측에 발광된 광이 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자 측에 출사되는 동시에, 발광 소자부(703)로부터 기판(701)의 반대쪽에 발광된 광이 음극(704)에 의해 반사된 후, 회로 소자부(702) 및 기판(701)을 투과하여 관측자 측에 출사되게 되어 있다.
회로 소자부(702)와 기판(701) 사이에는 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지보호막(706)이 형성되고, 이 하지보호막(706) 위(발광 소자부(703) 측)에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(707)이 형성된다. 이 반도체막(707)의 좌우 영역에는 소스 영역(707a) 및 드레인 영역(707b)이 고농도 양이온 주입에 의해 각각 형성되어 있다. 그리고, 양이온이 주입되지 않는 중앙부가 채널 영역(707c)으로 되어 있다.
또한, 회로 소자부(702)에는 하지보호막(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 구성되 는 게이트 전극(709)이 형성된다. 이 게이트 전극(709) 및 게이트 절연막(708) 위에는 투명한 제 1 층간절연막(711a)과 제 2 층간절연막(711b)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 층간절연막(711a, 711b)을 관통하여 반도체막(707)의 소스 영역(707a), 드레인 영역(707b)에 각각 연통하는 컨택트 홀(712a, 712b)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간절연막(711b) 위에는 ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(713)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 이 화소 전극(713)은 컨택트 홀(712a)을 통하여 소스 영역(707a)에 접속되어 있다.
또한, 제 1 층간절연막(711a) 위에는 전원선(714)이 배열 설치되어 있고, 이 전원선(714)은 컨택트 홀(712b)을 통하여 드레인 영역(707b)에 접속되어 있다.
이와 같이, 회로 소자부(702)에는 각 화소 전극(713)에 접속된 구동용 박막트랜지스터(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)의 사이에 구비되어 각 기능층(717)을 구획하는 뱅크부(718)에 의해 개략 구성되어 있다.
이들 화소 전극(713), 기능층(717), 및 기능층(717) 위에 배열 설치된 음극(704)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 또한, 화소 전극(713)은 평면으로부터 보아 대략 사각형 형상으로 패터닝되어 형성되어 있고, 각 화소 전극(713)의 사이에 뱅크부(718)가 형성되어 있다.
뱅크부(718)는 예를 들어 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 및 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 둘레부 위에 올라탄 상태로 형성되어 있다.
그리고, 각 뱅크부(718)의 사이에는 화소 전극(713)에 대하여 상방을 향하여 점차 확대된 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 이외의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들어 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/수송층 형성 재료를 함유하는 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) 중 어느 하나로 발광하는 것이며, 발광층 형성 재료(발광 재료)를 함유하는 제 2 조성물(기능액)을 토출함으 로써 형성된다. 제 2 조성물의 용매(비극성 용매)로서는, 정공 주입/수송층(717a)에 대하여 용해되지 않는 공지의 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 비극성 용매를 발광층(717b)의 제 2 조성물로서 사용함으로써, 정공 주입/수송층(717a)을 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)에 전류를 흐르게 하는 역할을 수행한다. 또한, 이 음극(704)의 상부에는 밀봉 부재(도시 생략)가 배치된다.
다음으로, 상기 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 예시하는 것에 한정되지 않아, 필요에 따라 그 이외의 공정이 제외되거나 추가되는 경우도 있다.
우선, 뱅크부 형성 공정(S111)에서는, 도 19에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간절연막(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 둘레부와 겹치도록 형성된다.
무기물 뱅크층(718a)을 형성하면, 도 20에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(718a) 위에 유기물 뱅크층(718b)을 형성한다. 이 유기물 뱅크층(718b)도 무기물 뱅크층(718a)과 동일하게 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝하여 형성된다.
이렇게 하여 뱅크부(718)가 형성된다. 또한, 이것에 따라, 각 뱅크부(718) 사이에는 화소 전극(713)에 대하여 상방으로 개구된 개구부(719)가 형성된다. 이 개구부(719)는 화소 영역을 규정한다.
표면 처리 공정(S112)에서는 친액화 처리 및 발액화 처리가 실행된다. 친액화 처리를 실시하는 영역은 무기물 뱅크층(718a)의 제 1 적층부(718aa) 및 화소 전극(713)의 전극면(713a)이며, 이들 영역은 예를 들어 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 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 들어 테트라플루오로메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)된다.
이 표면 처리 공정을 행함으로써, 기능 액적 토출 헤드(252)를 사용하여 기능층(717)을 형성할 때에, 기능 액적을 화소 영역에 보다 확실하게 착탄시킬 수 있고, 또한 화소 영역에 착탄된 기능 액적이 개구부(719)로부터 넘쳐 나오는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
그리고, 이상의 공정을 거침으로써, 표시 장치 기체(700A)가 얻어진다. 이 표시 장치 기체(700A)는 도 10에 나타낸 액적 토출 장치(201)의 세트 테이블(222)에 탑재 배치되고, 이하의 정공 주입/수송층 형성 공정(S113) 및 발광층 형성 공정(S114)이 실행된다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 정공 주입/수송층 형성 공정(S113)에서는, 기능 액적 토출 헤드(252)로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 함유하는 제 1 조성물을 화소 영역인 각 개구부(719) 내에 토출한다. 그 후, 도 22에 나타낸 바와 같이, 건조 처리 및 열처리를 행하여 제 1 조성물에 함유되는 극성 용매를 증발시키고, 화소 전극(전극면(713a))(713) 위에 정공 주입/수송층(717a)을 형성한다.
다음으로, 발광층 형성 공정(S114)에 대해서 설명한다. 이 발광층 형성 공정에서는, 상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(717a)의 재용해를 방지하기 위해, 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물의 용매로서, 정공 주입/수송층(717a)에 대하여 용해되지 않는 비극성 용매를 사용한다.
한편, 정공 주입/수송층(717a)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮기 때문에, 비극성 용매를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(717a) 위에 토출하여도, 정공 주입/수송층(717a)과 발광층(717b)을 밀착시키는 것이 불가능해지거나, 또는 발광층(717b)을 균일하게 도포하지 못할 우려가 있다.
그래서, 비극성 용매 및 발광층 형성 재료에 대한 정공 주입/수송층(717a)의 표면 친화성을 높이기 위해, 발광층 형성 전에 표면 처리(표면 개질(改質) 처리)를 행하는 것이 바람직하다. 이 표면 처리는 발광층 형성 시에 사용하는 제 2 조성물 의 비극성 용매와 동일하거나 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 쉬워지고, 그 후의 공정에서 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(717a)에 균일하게 도포할 수 있다.
다음으로, 도 23에 나타낸 바와 같이, 각색 중의 어느 하나(도 23의 예에서는 청색(B))에 대응하는 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물을 기능 액적으로서 화소 영역(개구부(719)) 내에 소정량 주입한다. 화소 영역 내에 주입된 제 2 조성물은 정공 주입/수송층(717a) 위로 확산되어 개구부(719) 내에 충전된다. 또한, 제 2 조성물이 화소 영역으로부터 벗어나 뱅크부(718)의 상면(718t) 위에 착탄된 경우에도, 이 상면(718t)은 상술한 바와 같이 발액 처리가 실시되어 있기 때문에, 제 2 조성물이 개구부(719) 내에 굴러 들어가기 쉬워진다.
그 후, 건조 공정 등을 행함으로써, 토출 후의 제 2 조성물을 건조 처리하여 제 2 조성물에 함유되는 비극성 용매를 증발시키고, 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.
마찬가지로, 기능 액적 토출 헤드(252)를 사용하여, 도 25에 나타낸 바와 같이, 상기한 청색(B)에 대응하는 발광층(717b)의 경우와 동일한 공정을 차례로 행하고, 다른 색(적색(R) 및 녹색(G))에 대응하는 발광층(717b)을 형성한다. 또한, 발광층(717b)의 형성 순서는 예시한 순서에 한정되지 않아, 어떠한 순서로 형성하여 도 상관없다. 예를 들어 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순서를 정하는 것도 가능하다. 또한, R·G·B 3색의 배열 패턴으로서는, 스트라이프 배열, 모자이크 배열 및 델타 배열 등이 있다.
이상과 같이 하여, 화소 전극(713) 위에 기능층(717) 즉 정공 주입/수송층(717a) 및 발광층(717b)이 형성된다. 그리고, 대향 전극 형성 공정(S115)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 들어 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성한다. 이 음극(704)은 본 실시예에서는 예를 들어 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다. 이 음극(704)의 상부에는, 전극으로서의 Al막, Ag막이나, 그 산화 방지를 위한 SiO2, SiN 등의 보호층이 적절히 설치된다.
이렇게 하여 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.
다음으로, 도 27은 플라즈마형 표시 장치(PDP 장치: 이하 단순히 표시 장치(800)라고 함)의 요부 분해사시도이다. 또한, 도 27에서는 표시 장치(800)의 일부를 잘라낸 상태로 도시한다.
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 세트를 이루어 1개의 화소를 구성하도록 배치되어 있다.
제 1 기판(801)의 상면에는 소정의 간격에 의해 스트라이프 형상으로 어드레스 전극(806)이 형성되고, 이 어드레스 전극(806)과 제 1 기판(801)의 상면을 덮도록 유전체층(807)이 형성된다. 유전체층(807) 위에는 각 어드레스 전극(806)의 사이에 위치하고, 또한 각 어드레스 전극(806)을 따르도록 격벽(808)이 세워 설치되어 있다. 이 격벽(808)은 도시하는 바와 같이 어드레스 전극(806)의 폭방향 양측으로 연장되는 것과, 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 연장 설치된 도시하지 않은 것을 포함한다.
그리고, 이 격벽(808)에 의해 구획된 영역이 방전실(805)로 되어 있다.
방전실(805) 내에는 형광체(809)가 배치되어 있다. 형광체(809)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것이며, 적색 방전실(805R)의 저부(底部)에는 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 중의 하측 면에는 상기 어드레스 전극(806)과 직교하는 방향으로 복수의 표시 전극(811)이 소정의 간격에 의해 스트라이프 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 대향시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 어드레스 전극(806)과 표시 전극(811)은 교류 전원(도시 생략)에 접속되어 있다.
그리고, 각 전극(806, 811)에 통전함으로써, 방전 표시부(803)에서 형광체(809)가 여기(勵起) 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
본 실시예에서는, 상기 어드레스 전극(806), 표시 전극(811), 및 형광체(809)를 도 10에 나타낸 액적 토출 장치(201)를 사용하여 형성할 수 있다. 이하, 제 1 기판(801)에서의 어드레스 전극(806)의 형성 공정을 예시한다.
이 경우, 제 1 기판(801)을 액적 토출 장치(201)의 세트 테이블(222)에 탑재 배치시킨 상태에서 이하의 공정이 실행된다.
우선, 기능 액적 토출 헤드(252)에 의해, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로서 어드레스 전극 형성 영역에 착탄시킨다. 이 액체 재료는, 도전막 배선 형성용 재료로서 금속 등의 도전성 미립자를 분산매에 분산시킨 것이다. 이 도전성 미립자로서는, 금, 은, 구리, 팔라듐, 또는 니켈 등을 함유하는 금속 미립자나, 도전성 폴리머 등이 사용된다.
보충 대상으로 되는 모든 어드레스 전극 형성 영역에 대해서 액체 재료의 보충이 종료되면, 토출 후의 액체 재료를 건조 처리하여 액체 재료에 함유되는 분산매를 증발시킴으로써 어드레스 전극(806)이 형성된다.
그런데, 상기에서는 어드레스 전극(806)의 형성을 예시했지만, 상기 표시 전 극(811) 및 형광체(809)에 대해서도 상기 각 공정을 거침으로써 형성할 수 있다.
표시 전극(811) 형성의 경우, 어드레스 전극(806)의 경우와 동일하게, 도전막 배선 형성용 재료를 함유하는 액체 재료(기능액)를 기능 액적으로서 표시 전극 형성 영역에 착탄시킨다.
또한, 형광체(809) 형성의 경우에는, 각색(R, G, B)에 대응하는 형광 재료를 함유한 액체 재료(기능액)를 기능 액적 토출 헤드(252)로부터 액적으로서 토출하고, 대응하는 색의 방전실(805) 내에 착탄시킨다.
다음으로, 도 28은 전자 방출 장치(FED 장치 또는 SED 장치라고도 함: 이하 단순히 표시 장치(900)라고 함)의 요부 단면도이다. 또한, 도 28에서는 표시 장치(900)의 일부를 단면으로서 도시한다.
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)에 의해 구획된 부분에는 갭(908)을 형성한 도전성막(907)이 형성되어 있다. 즉, 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)에 의해 복수의 전자 방출부(905)가 구성되어 있다. 도전성막(907)은 예를 들어 산화팔라듐(PdO) 등으로 구성되고, 또한 갭(908)은 도전성 막(907)을 성막한 후에 포밍(forming) 등에 의해 형성된다.
제 2 기판(902)의 하면에는 캐소드 전극(906)에 대치(對峙)하는 애노드 전극(909)이 형성되어 있다. 애노드 전극(909)의 하면에는 격자 형상의 뱅크부(911)가 형성되고, 이 뱅크부(911)에 의해 둘러싸인 하향의 각 개구부(912)에 전자 방출부(905)에 대응하도록 형광체(913)가 배치되어 있다. 형광체(913)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 색의 형광을 발광하는 것이며, 각 개구부(912)에는 적색 형광체(913R), 녹색 형광체(913G) 및 청색 형광체(913B)가 상기한 소정의 패턴으로 배치되어 있다.
그리고, 이렇게 구성한 제 1 기판(901)과 제 2 기판(902)은 미소한 갭을 갖고 접합되어 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 방출되는 전자를 양극인 애노드 전극(909)에 형성한 형광체(913)에 충돌시켜 여기 발광하여, 컬러 표시가 가능해진다.
이 경우도 다른 실시예와 동일하게 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b), 도전성막(907) 및 애노드 전극(909)을 액적 토출 장치(201)를 사용하여 형성할 수 있는 동시에, 각색의 형광체(913R, 913G, 913B)를 액적 토출 장치(201)를 사용하여 형성할 수 있다.
제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및 도전성막(907)은 도 29의 (a)에 나타낸 평면 형상을 갖고 있으며, 이들을 성막할 경우에는, 도 29의 (b)에 나타낸 바와 같이, 미리 제 1 소자 전극(906a), 제 2 소자 전극(906b) 및 도전성막 (907)을 형성할 부분을 남겨 뱅크부(BB)를 형성(포토리소그래피법)한다. 다음으로, 뱅크부(BB)에 의해 구성된 홈 부분에 제 1 소자 전극(906a) 및 제 2 소자 전극(906b)을 형성(액적 토출 장치(201)에 의한 잉크젯법)하고, 그 용제를 건조시켜 성막을 행한 후, 도전성막(907)을 형성(액적 토출 장치(201)에 의한 잉크젯법)한다. 그리고, 도전성막(907)을 성막한 후, 뱅크부(BB)를 제거하고(애싱(ashing) 박리 처리), 상기 포밍 처리로 이행한다. 또한, 상기 유기 EL 장치의 경우와 동일하게, 제 1 기판(901) 및 제 2 기판(902)에 대한 친액화 처리나, 뱅크부(911, BB)에 대한 발액화 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 액적 토출 장치(201)를 각종 전기 광학 장치(디바이스)의 제조에 사용함으로써, 각종 전기 광학 장치를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 인쇄 품질을 저하시키지 않고, 기능 액적 토출 헤드에 잉크를 가압 공급할 수 있는 액적 토출 장치의 제어 방법, 액적 토출 장치, 전기 광학 장치의 제조 방법, 전기 광학 장치, 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 소정의 작동 압력을 유지하기 위해, 가압 펌프에 의해 기능액 탱크를 가압하여, 상기 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과,
    묘화(描畵) 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 상기 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키면서, 상기 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 상기 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘화 동작을 실행하는 액적 토출 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 작동 압력의 하한(下限) 압력 이하인지의 여부를 검출하는 압력 검출 공정과,
    상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 하한 압력 이하일 때에, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하는 묘화 동작 확인 공정과,
    상기 묘화 동작 중이 아니라고 확인되었을 때에, 상기 기능액 탱크를 상기 작동 압력의 상한(上限) 압력까지 가압하는 제 1 가압 제어 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 묘화 동작 중인 상기 기능 액적 토출 헤드는, 묘화 이동 영역 내를 상대적으로 이동하면서, 상기 묘화 이동 영역 내에 위치하는 상기 묘화 영역에 상기 기능 액적을 토출시키고 있으며,
    상기 묘화 동작 중이라고 확인되고, 또한 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역에 면하고 있는 것이 확인되었을 때에는, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역으로부터 벗어나기를 기다려, 상기 묘화 동작을 중단하는 동시에 상기 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압하며,
    상기 묘화 동작 중이라고 확인되고, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역에 면하고 있지 않은 것이 확인되었을 때에는, 상기 묘화 동작을 중단하여 상기 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압하는 제 2 가압 제어 공정과,
    상기 제 2 가압 공정 후에, 상기 묘화 동작을 재개(再開)시키는 묘화 재개 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 가압 제어 공정은, 상기 상한 압력 대신에, 상기 상한 압력보다 낮은 묘화 동작중 압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치의 제어 방법.
  4. 소정의 작동 압력을 유지하기 위해, 가압 펌프에 의해 기능액 탱크를 가압하여, 상기 기능액 탱크로부터 기능 액적을 토출하는 기능 액적 토출 헤드에 기능액의 가압 공급을 행하는 가압 공급 동작과,
    묘화 영역에 세트된 묘화 대상물에 대하여 상기 기능 액적 토출 헤드를 상대 적으로 이동시키면서, 상기 기능 액적 토출 헤드를 구동함으로써 상기 기능 액적을 토출시켜 묘화를 행하는 묘화 동작을 실행하는 액적 토출 장치에 있어서,
    상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 작동 압력의 하한 압력 이하인지의 여부를 검출하는 압력 검출 수단과,
    상기 기능액 탱크 내의 압력이 상기 하한 압력 이하일 때에, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 동작 중인지의 여부를 확인하는 묘화 동작 확인 수단과,
    상기 묘화 동작 중이 아니라고 확인되었을 때에, 상기 기능액 탱크를 상기 작동 압력의 상한 압력까지 가압하는 제 1 가압 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 묘화 동작 중인 상기 기능 액적 토출 헤드는, 묘화 이동 영역 내를 상대적으로 이동하면서, 상기 묘화 이동 영역 내에 위치하는 상기 묘화 영역에 상기 기능 액적을 토출시키고 있으며,
    상기 묘화 동작 중이라고 확인되고, 또한 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역에 면하고 있는 것이 확인되었을 때에는, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역으로부터 벗어나기를 기다려, 상기 묘화 동작을 중단하는 동시에 상기 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압하며,
    상기 묘화 동작 중이라고 확인되고, 상기 기능 액적 토출 헤드가 상기 묘화 영역에 면하고 있지 않은 것이 확인되었을 때에는, 상기 묘화 동작을 중단하여 상 기 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압하는 제 2 가압 제어 수단과,
    상기 묘화 동작을 중단하여 상기 기능액 탱크를 상기 상한 압력까지 가압한 후에, 상기 묘화 동작을 재개시키는 묘화 재개 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 가압 제어 수단은, 상기 상한 압력 대신에, 상기 상한 압력보다 낮은 묘화 동작중 압력까지 가압하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 기능 액적 토출 헤드에 면하여, 상기 기능 액적 토출 헤드를 메인티넌스(maintenance)하는 메인티넌스 수단과,
    상기 메인티넌스 수단에 대하여 상기 기능 액적 토출 헤드를 상대적으로 이동시키는 헤드 이동 수단과,
    상기 헤드 이동 수단을 제어하여 상기 가압 공급 동작 중인 상기 기능 액적 토출 헤드를 상기 메인티넌스 수단에 면하게 하는 이동 제어 수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인티넌스 수단은, 상기 기능 액적 토출 헤드의 노즐면을 밀봉하는 캡 핑(capping) 수단, 상기 기능 액적 토출 헤드의 토출 노즐로부터 흡인하는 흡인 수단, 및 상기 기능 액적 토출 헤드의 노즐면을 와이핑 시트에 의해 닦아내는 와이핑 수단의 적어도 1개 이상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 액적 토출 장치를 사용하여, 상기 묘화 대상물 위에 상기 기능 액적에 의한 성막부(成膜部)를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
  10. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 액적 토출 장치를 사용하여, 상기 묘화 대상물 위에 상기 기능 액적에 의한 성막부를 형성한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  11. 제 9 항에 기재된 전기 광학 장치의 제조 방법에 의해 제조한 전기 광학 장치 또는 제 10 항에 기재된 전기 광학 장치를 탑재한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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