JP2006198510A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル吸引方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル吸引方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】ヘッド１１のノズル８１〜８６から液体をワークに吐出する液滴吐出装置１０であって、ノズル８１〜８６を封止するための本体４０１と、本体４０１内を負圧にしてノズル８１〜８６から液体を吸引する吸引部とを備え、吸引部は、本体４０１に接続されたシリンジ４０２と、シリンジ４０２内に配置されている移動体４０３と、移動体４０３をシリンジ４０２内でシリンジ４０２に沿って移動することで本体４０１内の液体をシリンジ４０２内に移動させる移動体４０５の駆動部とを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体をワークに吐出するための液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル吸引方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関する。

液滴吐出装置は、描画システムとして用いられることがあり、この描画システムはインクジェット式で液滴をワークに対して吐出するようになっている。この描画システムはたとえばフラットパネルディスプレイのような電気光学素子の製造に用いられることがある。
インクジェット式で液滴を吐出する液滴吐出装置は、液滴を吐出するためのヘッドを有している。
このヘッドのノズル面は、必要に応じてノズルを吸引することでクリーニングする必要があり、ノズルからインクを吸引して廃棄する装置が提案されている（たとえば特許文献１）。
特開２０００−１２７４５４号公報（第４頁ないし第５頁、図４）

この種の装置では、ヘッドのノズル面はキャップにより封止して、ポンプを作動させることによりキャップ内を負圧にすることで、チューブを介してキャップ内のインクをタンク側に廃棄する構造のものである。
ところが、このようなポンプによるインクの吸引方式では、ポンプの空転により吸引動作にタイムラグが生じる。これは、ポンプの回転体がチューブの一部分をチューブに沿って押し付けながらチューブ内のインクを移動していくことにより、インクを吸引する形式を採用しているからである。このために、ポンプによるインクの吸引力が常に一定にならず、吸引動作の制御性が悪く、結果として高価なインクをたくさん消耗してしまうことがある。しかも、ポンプの構造は上述したような回転体を有する構造であるので、小型化が困難であり、液滴吐出装置の小型化を図ることが難しくなる。

そこで本発明は上記課題を解消し、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる液滴吐出装置、液滴吐出装置におけるノズル吸引方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することを目的とする。

上記目的は、第１の発明にあっては、ヘッドのノズルから液体をワークに吐出する液滴吐出装置であって、前記ノズルを封止するための本体と、前記本体内を負圧にして前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備え、前記吸引部は、前記本体に接続されたシリンジと、前記シリンジ内に配置されている移動体と、前記移動体を前記シリンジ内で前記シリンジに沿って移動することで前記本体内の前記液体を前記シリンジ内に移動させる前記移動体の駆動部と、を有することを特徴とする液滴吐出装置により、達成される。

第１の発明の構成によれば、本体はノズルを封止するためのものである。吸引部は、本体内を負圧にして、ノズルから液体を吸引する。
吸引部のシリンジは、本体に接続されている。移動体は、本体内に配置されている。移動体の駆動部は、移動体をシリンジ内でシリンジに沿って移動することで本体内の液体をシリンジ内に移動させることができる。
これにより、シリンジが本体に接続された簡単な構造であり、移動体はシリンジ内でシリンジに沿って移動するだけで、シリンジ内および本体内を負圧にすることで、ヘッドのノズルから液体をシリンジ側へ確実かつ容易に吸引することができる。このために、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記シリンジ内に移動された前記液体を回収する回収部をさらに有することを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、回収部は、シリンジ内に移動された液体を回収する部分である。
これにより、シリンジ内に移動された液体は、回収部に回収することができる。このため、高価な液体を回収して再利用することも可能である。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明の構成において、前記移動体の駆動部は、モータと、前記移動体にかみ合っていて前記モータの作動により回転することで前記移動体を前記シリンジ内に移動させる送りねじと、を有していることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、移動体の駆動部はモータと送りねじを有している。送りねじは、移動体にかみ合っていて、モータの作動により回転することで移動体をシリンジ内に移動させることができる。
これにより、モータと送りねじのような機械要素の組み合わせにより、移動体はシリンジ内においてシリンジに沿って確実にかつスムーズに移動体を移動して、シリンジ内および本体内を負圧にして確実にヘッドのノズルから液体を吸引することができる。

第４の発明は、第２の発明の構成において、前記回収部は、回収タンクと、前記シリンジと前記回収タンクとを接続するチューブと、を有していることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、回収部の回収タンクは、回収部のチューブにより、シリンジに対して接続されている。
これにより、チューブを用いることにより、回収タンクはシリンジに対して別の場所に比較的自由に配置することができ、回収部にレイアウトが容易になる。

第５の発明は、第４の発明の構成において、前記回収タンクは、前記シリンジからの前記液体を前記回収タンク側に案内するためのポンプを有していることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、回収タンクのポンプは、シリンジから液体を回収タンク側に案内することができる。
これによって、ポンプはシリンジ内の液体を回収タンク側へ確実に回収することができる。

上記目的は、第６の発明にあっては、ヘッドのノズルから液体をワークに吐出する液滴吐出装置におけるノズル吸引方法であって、本体により前記ノズルを封止する封止ステップと、シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じて前記シリンジ内に吸引する吸引ステップと、前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離す封止解除ステップと、を有することを特徴とする液滴吐出装置におけるノズル吸引方法により、達成される。

第６の発明の構成によれば、封止ステップでは、本体によりノズルを封止する。吸引ステップでは、シリンジ内の移動体を移動することで、本体内を負圧にしてノズルからの液体を本体を通じてシリンジ内に吸引する。封止解除ステップでは、シリンジ内に液体が満たされたら本体をヘッドから離す。
これにより、シリンジが本体に接続された簡単な構造であり、移動体はシリンジ内でシリンジに沿って移動するだけで、シリンジ内および本体内を負圧にすることで、ヘッドのノズルから液体をシリンジ側へ確実かつ容易に吸引することができる。このために、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる。

第７の発明は、第６の発明の構成によれば、さらに前記移動体を前記シリンジ内で移動することで、前記シリンジ内の前記液体を回収部に回収させることを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、移動体をシリンジ内で移動することで、シリンジ内の液体を回収部に回収させることができる。
これにより、シリンジ内に移動された液体は、回収部に回収することができる。このため、高価な液体を回収して再利用することも可能である。

上記目的は、第８の発明にあっては、ヘッドのノズルから液体をワークに吐出することで電気光学装置を製造する製造方法であって、本体により前記ノズルを封止する封止ステップと、シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じて前記シリンジ内に吸引する吸引ステップと、前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離す封止解除ステップと、を有し、前記ヘッドの前記ノズルから前記ワークに対して前記液体を吐出することで前記電気光学装置を製造することを特徴とする電気光学装置の製造方法により、達成される。

これにより、シリンジが本体に接続された簡単な構造であり、移動体はシリンジ内でシリンジに沿って移動するだけで、シリンジ内および本体内を負圧にすることで、ヘッドのノズルから液体をシリンジ側へ確実かつ容易に吸引することができる。このために、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる。
このようにしてヘッドのノズルの吐出能力を回復した後に、ヘッドのノズルがワークに対して液体を吐出することで、いわゆる液体の吐出抜けのない高品質な電気光学装置を製造することができる。

上記目的は、第９の発明にあっては、ヘッドのノズルから液体をワークに吐出することで製造される電気光学装置であって、本体により前記ノズルを封止して、シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じてシリンジ内に吸引し、前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離して封止解除を行って、前記ヘッドの前記ノズルから前記ワークに対して前記液体を吐出することで製造されることを特徴とする電気光学装置により、達成される。

これにより、シリンジが本体に接続された簡単な構造であり、移動体はシリンジ内でシリンジに沿って移動するだけで、シリンジ内および本体内を負圧にすることで、ヘッドのノズルから液体をシリンジ側へ確実かつ容易に吸引することができる。このために、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる。
このようにしてヘッドのノズルの吐出能力を回復した後に、ヘッドのノズルがワークに対して液体を吐出することで、いわゆる液体の吐出抜けのない高品質な電気光学装置を製造することができる。

第１０の発明は、第９の発明の前記電気光学装置を搭載したことを特徴とする。
これにより、より高品質な電子機器が得られる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図である。
図１に示す液滴吐出装置１０は、描画システムとして用いることができる。この描画システムは、一例としていわゆるフラットパネルディスプレイの一種であるたとえば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の製造ラインに組み込まれるものである。この液滴吐出装置１０は、たとえば有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子を形成することができる。

液滴吐出装置１０は、たとえばインクジェット式描画装置として用いることができる。液滴吐出装置１０は、有機ＥＬ装置の発光素子を液滴吐出法（インクジェット法）で形成するためのものである。液滴吐出装置１０のヘッド（機能液滴吐出ヘッドとも言う）は、有機ＥＬ素子の発光素子を形成できる。具体的には、有機ＥＬ素子の製造工程において、バンク部形成工程およびプラズマ処理工程を経て、バンク部が形成された基板（ワークの一例）に対して、発光機能材料を導入したヘッドを相対的に走査することにより、液滴吐出装置１０は、基板の画素電極の位置に対応して正孔注入／輸送層および発光層の成膜部を形成することができる。
液滴吐出装置１０はたとえば２台用意することにより、１台目の液滴吐出装置１０が正孔注入／輸送層を形成し、もう１台の液滴吐出装置１０はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の発光層を形成することができる。

図１の液滴吐出装置１０はチャンバ１２の中に収容されている。チャンバ１２は別のチャンバ１３を有している。このチャンバ１３の中には、ワーク搬出入テーブル１４を収容している。ワーク搬出入テーブル１４は、ワークＷをチャンバ１２内へ搬入したりあるいは処理後のワークＷをチャンバ１２内のテーブル３０の上から搬出するためのテーブルである。

図１に示すチャンバ１２の中には、ヘッド１１のメンテナンスを行うメンテナンス部１５を収容している。またチャンバ１２の外側には、回収部１６を備えている。
メンテナンス部１５は、ノズル吸引装置４００、吐出検査ユニット（図示せず）あるいは重量測定ユニット（図示せず）等を有している。

ノズル吸引装置４００は、ヘッド１１のノズル面のノズルから液体や気泡を吸引するためのものである。
吐出検査ユニットは、ヘッド１１から吐出される吐出用液滴の吐出状態を検査する。重量測定ユニットは、ヘッド１１から吐出される液滴の重量を測定する。
回収部１６は、たとえば吐出用液滴を回収する液滴回収系とワイピングの後に用いる洗浄用の溶剤を供給する洗浄液供給系を有している。

チャンバ１２とチャンバ１３は、個別にエアー管理されており、チャンバ１２とチャンバ１３の中の雰囲気に変動が生じないようになっている。このようにチャンバ１２とチャンバ１３を用いるのは、たとえば有機ＥＬ素子を製造する場合には大気中の水分等を嫌うために大気の影響を排除できるようにするためである。チャンバ１２とチャンバ１３の中にはドライエアーを連続的に導入して排気することで、ドライエアー雰囲気を維持する。

次に、図１に示すチャンバ１２内の構成要素について説明する。
チャンバ１２の中には、フレーム２０、ヘッド１１、キャリッジ１９、液体貯留部３００、第１操作部２１、第２操作部２２、テーブル３０、ガイド基台１７を収容している。
図１のフレーム２０はＸ軸方向に沿って水平に設けられている。ガイド基台１７はＹ軸方向に沿って設けられている。フレーム２０はガイド基台１７の上方にある。Ｘ軸は第１移動軸に相当し、Ｙ軸は第２移動軸に相当する。Ｘ軸とＹ軸は直交しており、Ｚ軸に対しても直交している。Ｚ軸は、図１において紙面垂直方向である。

第１操作部２１は、フレーム２０に沿ってキャリッジ１９とヘッド１１を、Ｘ軸方向に沿って直線往復移動および位置決めするためのものである。
第２操作部２２は、テーブル３０を有している。このテーブル３０は、図１に示すようなワークＷを着脱可能に搭載することもできる。この第２操作部２２のテーブル３０は、ヘッド１１からワークＷに対して吐出用の液滴を与える際に、ワークＷを保持する。そして第２操作部２２は、ワークＷをＹ軸方向に沿ってガイド基台１７上を直線移動して位置決めすることができる。

第１操作部２１は、キャリッジ１９とヘッド１１をＸ軸方向に直線移動して位置決めするためのモータ２１Ａを有している。このモータ２１Ａは、たとえば送りねじを用いることにより、キャリッジ１９とこのヘッド１１をＸ軸方向に直線移動することができる。モータ２１Ａは、この回転型の電動モータであってもよいし、リニアモータであってもよい。

第２操作部２２のモータ２２Ａは、テーブル３０をガイド基台１７に沿ってＹ軸方向に直線移動して位置決め可能である。モータ２２Ａはたとえば送りねじを回転する回転型の電動モータを用いることができる。モータ２２Ａとしては回転型のモータの他にリニアモータを用いることも可能である。

第２操作部２２のテーブル３０は、搭載面３０Ａを有している。この搭載面３０Ａは、図１のＺ軸方向に垂直な面である。搭載面３０Ａは、吸着部３０Ｂを有している。この吸着部３０Ｂは、ワークＷを真空吸着により吸着することができるものである。これにより、ワークＷは、搭載面３０Ａに対してずれることなく確実に着脱可能に固定することができる。

次に、図２と図３を参照して、キャリッジ１９とヘッド１１の構造例について説明する。
図２はキャリッジ１９とヘッド１１の周りの形状例を示す斜視図であり、図３は、図２のＥ方向から見た正面図の例である。
キャリッジ１９は、図１に示すモータ２１ＡによりＸ軸方向に移動して位置決め可能である。キャリッジ１９はヘッドホルダ６１を用いてヘッド１１を着脱可能に保持している。

図３に示すように、制御部２００の指令によりモータ６２が作動すると、ヘッドホルダ６１とヘッド１１のユニットがＺ軸方向に沿って上下動して位置決め可能である。そして、制御部２００の指令により、もう１つのモータ６３が作動することにより、ヘッド１１は、Ｕ軸を中心としてθ方向に回転可能になっている。

図２と図３に示すように、ヘッド１１はノズルプレート６４を有している。ノズルプレート６４の下面はノズル面７０である。このノズル面７０は、複数のノズルのノズル開口１２１ないし１２６を有している。ヘッド１１は、液体貯留部３００に接続されている。この液体貯留部３００は、ワークＷに吐出するための液体を貯留するものであり、液体貯留部３００は機能液貯蔵部ともいう。液体貯留部３００内の吐出用液体は、ノズル開口１２１ないし１２６からたとえば図４（Ａ）に示す圧電振動子７８９の作動によりインクジェット式で吐出させることができるのである。

図４（Ａ）は、ヘッド１１内に配置されている複数の圧電振動子７８９の例を示している。この圧電振動子７８９は、図２に示すヘッド１１の各ノズルに対応して１つずつ配列されている。図４（Ａ）の制御部２００は、駆動部２０１に信号を与えることにより、駆動部２０１は、複数の圧電振動子７８９の中の任意の圧電振動子を動作させることで、動作された圧電振動子７８９に対応するノズルの図２に示すノズル開口１２１ないし１２６からはインクジェット式で液滴を吐出させることができるようになっている。

次に、液体貯留部３００について、図５と図６および図４（Ｂ）を参照して説明する。
液体貯留部３００は、たとえば図４（Ｂ）に示すように複数の液体パック１１１ないし１１６と、これらの液体パックを収容している収容体３０１を有している。液体パック１１１ないし１１６は、この例では６つ示しているが、液体パックの数は特に限定されず１つあるいは２つ以上ないし５つ、あるいは７つ以上であっても勿論構わない。
各液体パック１１１ないし１１６は、可撓性を有する材料により作られていて、各液体パックには同じ種類もしくは異なる種類の吐出用液体が収容されている。収容体３０１内は、外部から圧縮空気を入れることにより、液体パック１１１ないし１１６を加圧して、各液体パック１１１ないし１１６から液体を別々に吐出させることができるようになっている。

図５の各液体パック１１１ないし１１６は、ヘッド１１の対応するノズル８１ないし８６に対して、液体供給チューブ９１ないし９６によりそれぞれ着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９１の一端部は、液体パック１１１の接続部１１１Ａに対して着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９１の他端部は、ヘッド１１の接続部８１Ａに対して着脱可能に接続されている。
同様にして、液体供給チューブ９２ないし９６の一端部は、各液体パック１１２ないし１１６の接続部１１２Ａないし１１６Ａに対して着脱可能に接続されている。液体供給チューブ９２ないし９６の他端部は、ヘッド１１側の接続部８２Ａないし８６Ａに対してそれぞれ着脱可能に接続されている。

図５に示すようにヘッド１１は、複数のノズル８１ないし８６を有している。ノズル８１ないし８６は、それぞれノズル開口１２１ないし１２６を有している。各ノズル８１は、たとえば図５の紙面垂直方向に沿って数１０個若しくは数１０００個配列されていて、ノズル列を形成している。その他のノズル８２ないし８６も、紙面垂直方向に関してノズル列を形成している。ノズル開口１２１ないし１２６は、ノズルプレート６４のノズル面７０に面して形成されている。
このノズル面７０は、図５の例ではＺ軸方向の下方向Ｚ２に向いている。このように、ノズル面７０には、たとえば６つのノズル列（ノズル開口列）が図５の紙面垂直方向に配列されている。

図５は、液体貯留部３００とヘッド１１の他に、ノズル吸引装置４００の構造例を示している。このノズル吸引装置４００は、液体吸引装置あるいはノズルの吐出性能回復装置などとも呼ぶことができる。
ノズル吸引装置４００は、図５に示すように概略的にはキャップ４０１、シリンジ４０２、ピストン４０３、移動体の駆動部４０５、回収部１６を有している。
このノズル吸引装置４００は、図１に示すメンテナンス部１５の中に配置されているが、回収部１６は、図１に示すようにメンテナンス部１５とは別の箇所にたとえば設けることができる。

図６は、図５に示すノズル吸引装置４００の構造をさらに詳しく示している。図６では、ヘッド１１のノズル面７０と、キャップ４０１、シリンジ４０２、移動体の駆動部４０５および回収部１６を示している。
図５の状態では、キャップ４０１は、ノズル面７０からは離れた状態を示している。これに対して図６では、キャップ４０１は、ノズル面７０に対して密着してノズル８１ないし８６を全て封止した状態を示している。

図６に示すようにキャップ４０１は、本体の一例であるが、キャップ４０１は底面部４０１Ａ、４つの側面部４０１Ｂおよび吸収材４１０の弾性部材４１１を有している。
キャップ４０１は、たとえばプラスチックにより作られているが、キャップ４０１の底面部４０１Ａに対して４つの側面部４０１Ｂが垂直に立てて形成されている。キャップ４０１は、図示例では箱状の部材であるが、上部に開口部４１２を有している。
吸収材４１０は、ヘッド１１のノズルから吐出される液体を容易に吸収することができる材質、たとえば発泡プラスチックにより作られていて、キャップ４０１内に収容されている。弾性部材４１１は、側面部４０２Ｂの上部に突出して設けられていて、弾性部材４１１は、ノズル面７０に対して直接密着して各ノズル８１ないし８６を封止するためのものである。

キャップ４０１の底面部４０１Ａには、接続部４１３と接続部４１４が形成されている。接続部４１４は、バルブ４１５を介して大気開放口４１６に接続されている。このバルブ４１５をあけることにより、キャップ４０１内は負圧状態から大気圧状態に戻すことができる。通常バルブ４１５は閉じられている。
接続部４１３は、シリンジ４０２の一端部４０２Ａに対して接続されている。この接続部４１３は、シリンジ４０２の一端部４０２Ａを底面部４０１Ａに対して着脱可能に接続する構造を採用しても勿論構わない。

シリンジ４０２は、一端部４０２Ａと他端部４０２Ｂを有している。一端部４０２Ａは、接続部４１３に対して接続されていて、接続部４１３以外は閉じた部分である。他端部４０２Ｂは、たとえば図示例では開放端になっている。
シリンジ４０２は、たとえばプラスチックや金属により作ることができるが、シリンジ４０２は、好ましくは円筒状の部材であって、その内径は軸方向に沿って同じになっている。
接続口４２１は、シリンジ４０２の他端部４０２Ｂに近い位置に設けられている。この接続口４２１は、シリンジ４０２の外周面からシリンジ４０２の軸方向に対してたとえば直交する方向に突出して形成されている。

ピストン４０３は、移動体の一例であるが、このピストン４０３はスライダとも呼ぶことができる。ピストン４０３は、シリンジ４０２内において、Ｚ２方向に直線移動したり、その逆のＺ１方向に移動することができる。ピストン４０３は、円柱状もしくは円盤状の部材であり、シリンジ４０２の内壁面に沿って密着して移動可能である。ピストン４０３の外周面は、シリンジ４０２の内周面に対して液密性を高めるために、たとえば弾性部材を巻き付けて形成するような構造を採用することもできる。

移動体の駆動部４０５は、モータ４２３と送りねじ４２４を有している。モータ４２３は制御部２００の指令により動作する、たとえば回転型のステッピングモータもしくはパルスモータなどを採用することができる。モータ４２３の出力軸は送りねじ４２４に直結されていて、送りねじ４２４は、ピストン４０３のメネジ４２５に対してかみ合っている。
これにより、モータ４２３が正逆転することで、送りねじ４２４はピストン４０３を、シリンジ４０２の軸方向に沿ってＺ２方向またはＺ１方向に直線移動させることができる。

図６に示す回収部１６は、回収タンク４３０とポンプ４３１およびチューブ４３２を有している。チューブ４３２の一端部は接続口４２１に対して着脱可能に接続されている。チューブ４３２の他端部は回収タンク４３０側に導かれている。ポンプ４３１は、回収タンク４３０に対して設けられていて、ポンプ４３１が作動すると、シリンジ４０２内に満たされた液体を接続口４２１とチューブ４３２を通じて、回収タンク４３０側へ強制的に回収させる。このようにポンプ４３１を設けることにより、シリンジ４０２内を満たした液体はより確実に回収タンク４３０に対して回収することができる。
ただし、このポンプ４３１は、必ずしも回収タンク４３０に設ける必要は無く、重力を用いて、シリンジ４０２内を満たした液体を接続口４２１とチューブ４３２を通じて回収タンク４３０に回収するようにしても勿論構わない。

次に、図６、図７、図８および図９と、図１０を参照しながら、液滴吐出装置１０におけるノズル吸引方法の実施形態について説明する。
図６は、封止ステップＳＴ１を示していて、キャップ４０１の弾性部材４１１はノズル面７０をすでに封止した状態にある。図７は、吸引ステップＳＴ２を示していて、ピストン４０３がＺ２方向に下がっていく途中状態を示している。図８は、封止解除ステップＳＴ３を示していて、キャップ４０１とノズル面７０とが離れた状態を示している。図９は、液体の回収ステップＳＴ４を示している。図１０は、液滴吐出装置１０におけるノズル吸引方法の実施形態のフロー図である。

図１０の封止ステップＳＴ１では、図６に示すように、ピストン４０３はシリンジ４０２の一端部４０２Ａ側に、すなわち上端部側に位置決めされている。キャップ４０１はノズル面７０を封止していて、モータ４２３が作動して送りねじ４２４が回転すると、ピストン４０３はＺ２方向に案内されて直線移動されて下がってくる。この時モータ４２３は制御部２００の指令により、ピストン４０３の位置および直線移動の速度を制御しながら、ピストン４０３をＺ２方向に下げていく。

次に、図１０の吸引ステップＳＴ２では、図７に示すように、ある程度ピストン４０３が下がった状態を示している。この場合にピストン４０３はまだ接続口４２１よりは上方向に位置しているが、矢印Ａ１で示すように、キャップ４０１内およびシリンジ４０２内は負圧状態になり、ノズル８１ないし８６からの液体はキャップ４０１内に一旦たまった後に接続部４１３を通じてシリンジ４０２側に吸引される。

図１０の封止解除ステップＳＴ３では、バルブ４１５を開けて本体４０１内が負圧状態から大気圧状態に回復した後に、図８に示すようにヘッド１１をＺ２方向に持ち上げることにより、キャップ４０１とノズル面７０との密着を解除する。これにより、キャップ４０１によるノズル面の封止を解除する。

図１０の液体回収ステップＳＴ４では、図９に示すように、制御部２００はモータ４２３に指令を与えることにより、モータ４２３はさらに送りねじ４２４を回転させる。これによって、ピストン４０３は、Ｚ２方向にさらにシリンジ４０２内に沿って下がっていく。これによって、さらにシリンジ４０２内は広くなり、ピストン４０３は接続口４２１よりも下に位置する。したがって、シリンジ４０２にすでに満杯になっている液体３９９は、接続口４２１およびチューブ４２３を通じて回収タンク４３０に強制的に確実に回収することができる。

このように、図６の封止ステップＳＴ１では、ピストン４０３はシリンジ４０２の一端部４０２Ａ側に押し上げておき、そして図７の吸引ステップＳＴ２ではピストン４０３はＺ２方向に下げていって、シリンジ４０２内とキャップ４０１内を負圧にしてシリンジ４０２内にノズルからの液体を強制的に吸引する。
その後、図８ではキャップ４０１によるノズル面の封止を解除して、図９の液体回収ステップＳＴ４では、ポンプ４３１を作動させることで、シリンジ４０２内に満たされている液体３９９を回収タンク４３０に確実に回収するようになっている。
そして、上述のようにしてノズル面の吐出性能を回復した後に、図３に例示するように、図１０の液体吐出ステップＳＴ５を行えば、ヘッド１１はいわゆる液体吐出抜けのない高品質な液滴吐出による描画をワークＷに対して行うことができる。このため、より高品質なワークＷとワークＷを有する電気光学装置が得られる。

モータ４２３はサブモータやパルスモータを用いることにより、シリンジ４０２内におけるピストン４０３の位置の制御とシリンジ４０３のＺ２方向における移動速度の制御をより簡単に行うことができる。シリンジ４０２内におけるピストン４０３のＺ２方向における位置から、シリンジ４０２内に吸引した液体の量を制御部２００が算出することで、この吸引したインクの量のデータに基づいて、インクカートリッジ側にどれだけ液体が残っているかの残量検出などに使うことができる。

本発明の実施形態では、シリンジ４０２および移動体としてのピストン４０３を用いている。従来のいわゆる回転体を有するポンプでは、回転体が回転することでチューブを押して液体を吸引する。本発明の実施形態では、液体の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引量の制御性が向上する。シリンジ４０２は、丈夫な金属またはプラスチックにより作ることにより、シリンジ４０２の剛性を高めることができ、ピストン４０３が直線移動した場合の液体の吸引時の吸引安定化を図ることができる。比較的短時間で液体をキャップ４０１側から吸引することができ、吸引時における待ち時間を短縮することができる。詳細な吸引時のプロファイルを作成することにより、より高度な吸引制御が可能になる。

本発明の別の実施形態
図１１および図１２、そして図１３は、本発明のさらに別の実施形態を示している。
図１１ないし図１３においてそれぞれ異なる別の実施形態を示しているが、各実施形態の構成要素が、図６の実施形態の構成要素とほぼ同じである場合には、同じ符号を記してその説明を用いることにする。

図１１の実施形態では、シリンジ４０２の軸方向が、水平方向になっていて、ピストン４０３はＣ方向に直線移動可能である。このようにすることで、比較的長いシリンジ４０２を用いたとしても、Ｚ方向の長さを小さくして、シリンジ４０２を横方向に向けることでノズル吸引装置４００のレイアウトの自由度を高めることができる。

図１２の実施形態では、さらにノズル吸引装置４００のレイアウト性を高める構造である。すなわち、接続口４１３は、キャップ４０１の１つの側面４０１Ｂに対して接続されていて、シリンジ４０２はキャップ４０１の側方に配置されている。ピストン４０３の移動方向はＣ方向である。このＣ方向はＺ方向との直交する方向である。
これによって、図１２の実施形態ではＺ方向に関してさらにコンパクト化が図れ、ノズル吸引装置４００を液滴吐出装置１０に配置する場合においてレイアウト性を向上することができる。

図１３の別の実施形態では、キャリッジ１９が複数のヘッドを搭載している例を示している。各ヘッド１１は、それぞれノズル面７０を有していて、ノズル面７０には複数のノズル８１ないし８６を有している。
各ヘッド１１は、それぞれ対応する位置にノズル吸引装置４００が配置されている。各ノズル吸引装置４００の構造は、たとえば図６に示すノズル吸引装置４００の構造と同じものを採用することができる。ただし回収タンク４３０は、各ノズル吸引装置４００に共通して１つ用いればよい。

本発明の実施形態では、シリンジが本体に接続された簡単な構造であり、移動体はシリンジ内でシリンジに沿って移動するだけで、シリンジ内および本体内を負圧にすることで、ヘッドのノズルから液体をシリンジ側へ確実かつ容易に吸引することができる。このために、ヘッドから液体を吸引する際の吸引動作の安定化を図ることができ、吸引が容易になり、しかも小型化を図ることができる。シリンジ内に移動された液体は、回収部に回収することができる。このため、高価な液体を回収して再利用することも可能である。

本発明の実施形態では、モータと送りねじのような機械要素の組み合わせにより、移動体はシリンジ内においてシリンジに沿って確実にかつスムーズに移動体を移動して、シリンジ内および本体内を負圧にして確実にヘッドのノズルから液体を吸引することができる。チューブを用いることにより、回収タンクはシリンジに対して別の場所に比較的自由に配置することができ、回収部にレイアウトが容易になる。
本発明の実施形態では、ポンプはシリンジ内の液体を回収タンク側へ確実に回収することができる。

本発明の液滴吐出装置の実施形態は、電気光学装置（デバイス）を製造するのに用いることができる。この電気光学装置（デバイス）としては液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する各種装置が考えられる。

図１４は、本発明の液滴吐出装置を描画装置として用いて、フラットパネルディスプレイの一種類である有機ＥＬ装置の製造に用いる場合の有機ＥＬ装置の構造例を示している。有機ＥＬ装置７０１は、基板７１１、回路素子部７２１、画素電極７３１、バンク部７４１、発光素子７５１、陰極７６１（対向電極）、および封止用基板７７１から構成された有機ＥＬ素子７０２に対して、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。

有機ＥＬ素子７０２の基板７１１上には、回路素子部７２１が形成され、回路素子部７２１上には、複数の画素電極７３１が整列している。そして、各画素電極７３１間には、バンク部７４１が格子状に形成されており、バンク部７４１により生じた凹部開口７４４に、発光素子７５１が形成されている。バンク部７４１および発光素子７５１の上部全面には、陰極７６１が形成され、陰極７６１の上には、封止用基板７７１が積層されている。

有機ＥＬ素子７０２の製造プロセスは、バンク部７４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子７５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子７５１を形成する発光素子形成工程と、陰極７６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。
すなわち、有機ＥＬ素子７０２は、予め回路素子部７２１および画素電極７３１が形成された基板７１１（ワークＷ）の所定位置にバンク部７４１を形成した後、プラズマ処理、発光素子７５１および陰極７６１（対向電極）の形成を順に行い、さらに、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止することにより製造される。なお、有機ＥＬ素子７０２は、大気中の水分等の影響を受けて劣化しやすいため、有機ＥＬ素子７０２の製造は、ドライエアーまたは不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）雰囲気で行うことが好ましい。

また、各発光素子７５１は、正孔注入／輸送層７５２およびＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）のいずれかの色に着色された発光層７５３から成る成膜部で構成されており、発光素子形成工程には、正孔注入／輸送層７５２を形成する正孔注入／輸送層形成工程と、３色の発光層７５３を形成する発光層形成工程と、が含まれている。
有機ＥＬ装置７０１は、有機ＥＬ素子７０２を製造した後、有機ＥＬ素子７０２の陰極７６１にフレキシブル基板の配線を接続するとともに、駆動ＩＣに回路素子部７２１の配線を接続することにより製造される。

次に、本発明の実施形態の液滴吐出装置１０を液晶表示装置の製造に適用した場合について説明する。
図１５は、液晶表示装置８０１の断面構造を表している。液晶表示装置８０１は、カラーフィルタ８０２と、対向基板８０３と、カラーフィルタ８０２と対向基板８０３との間に封入された液晶組成物８０４と、バックライト（図示省略）と、で構成されている。対向基板８０３の内側の面には、画素電極８０５と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示省略）とがマトリクス状に形成されている。画素電極８０５に対向する位置に、カラーフィルタ８０２の赤、緑、青の着色層８１３が配列するようになっている。カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ内側の面には、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜８０６が形成されており、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ外側の面には、偏光板８０７が接着されている。

カラーフィルタ８０２は、透光性の透明基板８１１と、透明基板８１１上にマトリクス状に並んだ多数の画素（フィルタエレメント）８１２と、画素８１２上に形成された着色層８１３と、各画素８１２を仕切る遮光性の仕切り８１４と、を備えている。着色層８１３および仕切り８１４の上面には、オーバーコート層８１５および電極層８１６が形成されている。

液晶表示装置８０１の製造方法について説明すると、先ず、透明基板８１１に仕切り８１４を作り込んだ後、画素８１２部分にＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３を形成する。そして、透明アクリル樹脂塗料とスピンコートしてオーバーコート層８１５を形成し、さらに、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から成る電極層８１６を形成して、カラーフィルタ８０２を作成する。

対向基板８０３には、画素電極８０５とＴＦＴ素子を作り込んでおく。次に、作成したカラーフィルタ８０２および画素電極８０５が形成された対向基板８０３に配向膜８０６の塗布を行った後、これらを貼り合わせる。そして、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３との間に液晶組成物８０４を封入した後、偏光板８０７およびバックライトを積層する。

本発明の液滴吐出装置の実施形態は、上記カラーフィルタのフィルタエレメント（Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３）の形成に用いることができる。また、画素電極８０５に対応する液体材料を用いることにより、画素電極８０５の形成にも用いることが可能である。
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、プレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。

本発明の電子機器は、上記電気光学装置を搭載している。この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。

図１６は、電子機器の一例である携帯電話１０００の形状例を示している。携帯電話１０００は、本体部１００１と表示部１００２を有している。表示部１００２は、上述したような電気光学装置であるたとえば有機ＥＬ装置７０１や液晶表示装置８０１を用いている。

図１７は、電子機器の他の例であるコンピュータ１１００を示している。コンピュータ１１００は本体部１１０１と表示部１１０２を有している。表示部１１０２は、上述したような電気光学装置の一例である有機ＥＬ装置７０１や液晶表示装置８０１を使用することができる。
本発明の液滴吐出装置の実施形態は、ワークの一例である印刷対象に対して、白黒もしくはカラー印刷（印字）することにも使用できる。この場合には、液体貯留部は、インクカートリッジであり、このインクカートリッジは、１種類もしくは複数種類のインク（たとえばブラック、イエロー、マゼンダ、シアン、ライトシアン、ライトマゼンダ等）を別々に貯留しておく。各インクは液体の一例である。

また上述した実施形態の液滴吐出装置は、インクパックである液体パックがヘッド１１とは別の位置に配置されているいわゆるオフキャリッジタイプのものである。しかしこれに限らずヘッド１１が搭載されているキャリッジに対して液体パックを搭載するいわゆるオンキャリッジタイプの液滴吐出装置であっても勿論構わない。

図示したノズル面におけるノズルの数およびノズルの配列などは図示例に限定されず各種のものを採用することができる。たとえば図６に示すシリンジ４０２はシリンダとも呼ぶことができ、他端部４０２Ｂは開放端でなくても、たとえば穴が開いていて、ピストン４０３がＺ２方向に移動する際にあるいはＺ１方向に移動する際に、空気の出し入れができるような穴を有している形状であれば図６に示すような形状に限定されるものではない。

図６に示す移動体の駆動部４０５の機械的な構成要素は、モータ４２３と送りねじ４２４の組み合わせに限らず、たとえばモータ４２３をリニアモータに変えることで、リニアモータの固定子と移動子の組み合わせによりピストン４０３をシリンジ４０２内で直線往復移動させることも可能である。
またノズル面の面積が大きく、この結果キャップ４０１の容積が大きい場合には、ノズル吸引装置４００は、大型のキャップに対して複数組接続することも勿論可能である。

本発明の実施形態において、シリンジ方式のノズル吸引装置４００を用いることにより、吸引量の制御性の向上が図れる。ノズルからの吸引の目的としては、ノズル内の空気を吸い出したり、粘度が高くなったノズル近傍のインクを吸い出すことである。
従来のポンプやイジェクタ吸引方式は流量・流速制御方式なので、ノズルの空気を追い出すといった場合には有利であるが、たとえば１ｃｃだけ吸うといった制御は困難である。

シリンジ方式はピストンの位置制御方式なので、何ｃｃ吸いたいという場合にピストンを必要量動かせばよいので、こういった定量制御が得意である。また、ピストン動作速度を可変すれば、急激に負圧にしたり、緩やかに負圧にしたり、といった制御も可能であり、たとえば、ノズルがつまり気味の時には急激に吸引することで回復させたり、ノズルの状態などによっては緩やかに吸引することも可能である。さらに、同じ装置構成でキャップ内を陽圧にすることも可能である。キャップ内を陽圧にすることで、液体が蒸発し難くし、ノズルの乾燥を防ぐこともできることも考えられる。負圧、陽圧のコントロールは、キャッピング前のピストンの位置による。

本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。さらに、上述の各実施形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。

本発明の液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図。 図１の液滴吐出装置のキャリッジ、ヘッド等を示す斜視図。 図２のキャリッジおよびヘッド等を示す図２におけるＥ方向から見た正面図。 ヘッドの圧電振動子の例と液体貯留部の構造例を示す図。 液体貯留部およびヘッドの接続例を示す図。 封止ステップＳＴ１においてキャップがノズル面を封止している状態を示す図。 吸引ステップＳＴ２において、シリンジ内に液体を吸引している状態を示す図。 封止解除ステップＳＴ３において、キャップとノズル面が離れた状態を示す図。 液体回収ステップ４において、シリンジ内の液体が回収タンクに回収される様子を示す図。 本発明の液滴吐出装置におけるノズル吸引方法の好ましい実施形態を示すフロー図。 本発明の別の実施形態を示す図。 本発明のさらに別の実施形態を示す図。 本発明のさらに別の実施形態を示す図。 本発明の液滴吐出装置により製造される有機ＥＬ装置の形状例を示す断面図。 本発明の液滴吐出装置により製造される液晶表示装置の構造例を示す断面図。 本発明の実施形態により製造された表示装置を備える電子機器の一例である携帯電話を示す斜視図。 電子機器の別の例であるコンピュータを示す斜視図。

符号の説明

１０・・・液滴吐出装置、１１・・・ヘッド、１６・・・回収部、７０・・・ノズル面、８１ないし８６・・・ノズル、４００・・・ノズル吸引装置、４０１・・・キャップ（本体の一例）、４０２・・・シリンジ、４０３・・・ピストン、４０５・・・移動体の駆動部、４３０・・・回収タンク、４３１・・・ポンプ、４３２・・・チューブ

Claims (10)

1. ヘッドのノズルから液体をワークに吐出する液滴吐出装置であって、
   前記ノズルを封止するための本体と、
   前記本体内を負圧にして前記ノズルから前記液体を吸引する吸引部と、を備え、
   前記吸引部は、
   前記本体に接続されたシリンジと、
   前記シリンジ内に配置されている移動体と、
   前記移動体を前記シリンジ内で前記シリンジに沿って移動することで前記本体内の前記液体を前記シリンジ内に移動させる前記移動体の駆動部と、を有することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記シリンジ内に移動された前記液体を回収する回収部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記移動体の駆動部は、モータと、前記移動体にかみ合っていて前記モータの作動により回転することで前記移動体を前記シリンジ内に移動させる送りねじと、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記回収部は、回収タンクと、前記シリンジと前記回収タンクとを接続するチューブと、を有していることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
5. 前記回収タンクは、前記シリンジからの前記液体を前記回収タンク側に案内するためのポンプを有していることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
6. ヘッドのノズルから液体をワークに吐出する液滴吐出装置におけるノズル吸引方法であって、
   本体により前記ノズルを封止する封止ステップと、
   シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じて前記シリンジ内に吸引する吸引ステップと、
   前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離す封止解除ステップと、を有することを特徴とする液滴吐出装置におけるノズル吸引方法。
7. さらに前記移動体を前記シリンジ内で移動することで、前記シリンジ内の前記液体を回収部に回収させることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置におけるノズル吸引方法。
8. ヘッドのノズルから液体をワークに吐出することで電気光学装置を製造する製造方法であって、
   本体により前記ノズルを封止する封止ステップと、
   シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じて前記シリンジ内に吸引する吸引ステップと、
   前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離す封止解除ステップと、を有し、前記ヘッドの前記ノズルから前記ワークに対して前記液体を吐出することで前記電気光学装置を製造することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
9. ヘッドのノズルから液体をワークに吐出することで製造される電気光学装置であって、
   本体により前記ノズルを封止して、シリンジ内の移動体を移動することで、前記本体内を負圧にして前記ノズルからの前記液体を前記本体を通じて前記シリンジ内に吸引し、前記シリンジ内に前記液体が満たされたら前記本体を前記ヘッドから離して封止解除を行って、前記ヘッドの前記ノズルから前記ワークに対して前記液体を吐出することで製造されることを特徴とする電気光学装置。
10. 請求項９に記載の前記電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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