JP4352915B2 - 液滴吐出装置、液滴吐出装置の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の液体をノズル開口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと該液滴吐出ヘッドのノズル開口を封止（キャッピング）して液体の乾燥又はノズル開口の目詰まりを防止するキャッピング装置とを備える液滴吐出装置、液滴吐出装置の処理方法に関する。

液滴吐出ヘッドは、所定の液体を収容する圧力発生室と、圧力発生室を加圧するピエゾ素子と、圧力発生室に連通するノズル開口とを含んで構成されており、圧力発生室の液体をピエゾ素子で加圧することで、微少量の液体をノズル開口から液滴として吐出するものである。かかる構成の液滴吐出ヘッドは、ノズル開口近傍の液体が蒸発し、又は液滴吐出ヘッド内に気泡が停滞すると、液滴の吐出不良が生ずる。このため、この種の液滴吐出ヘッドは、ノズル開口を封止（キャッピング）して液体の乾燥又はノズル開口の目詰まりを防止するキャッピング装置が必須となる。

キャッピング装置は、ノズル開口を封止する封止部と封止部内に負圧を供給する吸引ポンプを備えて構成される。このキャッピング装置は、単に液滴吐出ヘッドのノズル開口を封止部で封止するだけではなく、吸引ポンプによって封止部内に負圧を作用させてノズル開口から強制的に液体を排出させることにより、ノズル開口の近傍で増粘している液体又は圧力発生室に停滞している気泡を排出させることもできる。
これら液滴吐出ヘッド及びキャッピング装置を備えた従来の液滴吐出装置の詳細については、例えば以下の特許文献１に開示されている。
特開２００１−０１８４０８号公報

この特許文献１記載の液滴吐出装置においては、キャッピング装置の封止部内に吸収材が設けられており、非印刷時または電源オフ状態においては、封止後におけるノズル開口からの液体の蒸発を少なくするために、ノズル開口封止前に予め保湿液タンクから所定量の保湿液を吸収材に供給しておくことにより、封止部内の湿潤状態を保持している。
しかしながら、キャリッジに搭載された保湿液タンクから保湿液を滴下させているので、キャリッジ重量が重くなると共にその大型化を招来し、キャリッジモータの高コスト化が避けられないという課題がある。

また、キャッピング装置を用いて液滴吐出ヘッドのノズル開口を封止していても、その封止期間が長期に亘ると、液体の流路及びノズル開口における液体の蒸発又はキャップ装置内の乾燥による保湿性の低下等が原因で液体の増粘が生じてノズル開口が目詰まりすることがある。
従って、ノズル開口の封止後一定期間毎に、ノズル開口の封止を維持したまま封止部内への保湿液供給を可能にしたいという要請もある。

尚、ノズル開口の目詰まりを解消する方法としては、キャッピング装置を用いる方法以外に、液滴吐出ヘッドのノズル形成面（ノズル開口部が形成されている面）に負圧を作用させて、ノズル開口から液体を吸引後、ノズル形成面をワイパで拭き取るクリーニング法、及びピエゾ素子によって圧力発生室に加える圧力を大きくして、通常の液滴吐出量よりも多くの液滴を強制的に吐出するフラッシング法もあるが、これらの方法では、液体が無駄に消費されてしまうとともに、液滴吐出ヘッドやワイパの寿命を短縮するという問題が生ずる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、キャッピング装置によって液滴吐出ヘッドのノズル開口を封止したままの状態であっても封止部内に保湿液を供給可能とすることにより、ノズル開口等の目詰まり等を有効に防止し、且つ液体の無駄な消費や、液滴吐出ヘッド及びワイパの寿命短縮を防止することのできる液滴吐出装置、該液滴吐出装置の処理方法、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置とを備えた液滴吐出装置において、前記封止部内に前記液体に対する保湿液を供給する保湿液供給手段と、前記封止部内に設けられて前記封止部との間に空間を形成する吸収材と、を備え、前記封止部に、前記空間を減圧する第１のポンプと、前記空間に前記保湿液を供給する第２のポンプと、前記空間を外部と連通させるバルブと、が接続されていることを特徴とする。
本発明の液滴吐出装置は、所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置とを備えた液滴吐出装置において、前記ノズル形成面と前記封止部とにより形成される空間内部に前記液体に対する保湿液を供給する保湿液供給手段を備え、前記封止部内に吸収材が設けられるとともに、前記封止部には前記封止部と前記吸収材とを貫通する第１の連通管及び第２の連通管とが設けられており、前記第１の連通管に前記空間を減圧する第１のポンプが接続される一方、第２の連通管には前記空間内部に前記保湿液を供給する第２のポンプが接続されており、前記第２の連通管の前記ノズル形成面側の開口端が、前記吸収材の前記ノズル形成面側の面と略面一に配置される一方、前記第１の連通管の前記ノズル形成面側の開口端が、前記第２の連通管の前記開口端よりも前記ノズル形成面側に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、第３の連通管が設けられており、前記第３の連通管は前記空間と外部とを連通させるバルブに接続され、前記第３の連通管の前記ノズル形成面側の開口端は前記第１の連通管の前記開口端と側面視で略同一位置に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記キャッピング装置によるノズル開口封止期間を計時する計時手段と、前記計時手段による計時結果、及び前記保湿液の種類に応じて前記空間内部への供給時期を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明は、上記液滴吐出装置の処理方法であって、所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置と、前記液体に対する保湿液を前記ノズル形成面と前記封止部とにより形成される空間内部に供給する保湿液供給手段とを備えてなる液滴吐出装置の処理方法において、前記キャッピング装置による前記ノズル開口の封止後に前記保湿液を前記空間内部に供給するステップを含むことを特徴とする。
また、所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置とを備えた液滴吐出装置において、前記ノズル形成面と前記封止部とにより形成される空間内部に前記液体に対する保湿液を供給する保湿液供給手段を備えると共に、この保湿液供給手段が前記封止部側に接続されていることを特徴としている。
この発明によれば、ノズル形成面と封止部とにより形成される空間内部への保湿液供給が、封止部に接続された保湿液供給手段より行われるので、移動体である液滴吐出ヘッドまわりの重量増や大型化を招くことはない。その結果、液滴吐出ヘッド駆動モータの高コスト化を回避しつつ、液滴吐出ヘッドのノズル開口の目詰まりを効果的に防止することができる。さらに、保湿液供給時における液滴吐出ヘッドの移動も不要にできる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記保湿液が前記封止部内に設けられた吸収材よりも下方から供給されることを特徴としている。
この発明によれば、保湿液供給に際して、キャッピング装置を一々液滴吐出ヘッドから離間させずに、ノズル開口を封止したまま行うことができるので、ノズル開口封止期間が長期に亘っても、封止状態のまま定期的に保湿液を供給することが可能になる。その結果、クリーニングの回数を低減することができ、該クリーニングを実施するクリーニングユニットが備えるワイパの寿命を延ばすこともできる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記キャッピング装置によるノズル開口封止期間を計時する計時手段と、前記保湿液の種別に応じて該保湿液の前記空間内部への供給時期を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、保湿液の種類を印刷終了後の判定要素に加えているので、使用する保湿液によって相違することとなる乾燥の程度に応じて、保湿液の供給量や供給時期（供給インターバル）を適切に制御することが可能になる。その結果、保湿液の無駄な消費を極力抑えた上で、ノズル開口の目詰まり等を効果的に防止することができる。
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置の処理方法は、所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置と、前記液体に対する保湿液を前記ノズル形成面と前記封止部とにより形成される空間内部に供給する保湿液供給手段とを備えてなる液滴吐出装置の処理方法において、前記キャッピング装置による前記ノズル開口の封止後に前記保湿液を前記空間内部に供給するステップを含むことを特徴としている。
この発明によれば、保湿液供給に際して、キャッピング装置を一々液滴吐出ヘッドから離間させずに、ノズル開口を封止したまま行うことができるので、保湿液供給時における液滴吐出ヘッドの移動を不要にできる。さらに、ノズル開口封止期間が長期に亘っても、封止状態のまま定期的に保湿液を供給することが可能になる結果、クリーニングの回数を低減することができ、該クリーニングを実施するクリーニングユニットが備えるワイパの寿命を延ばすこともできる。
上記課題を解決するために、本発明のデバイス製造方法は、所定箇所に機能性を有するパターンが形成されたワークを備えたデバイスの製造方法であって、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の液滴吐出装置が備える液滴吐出ヘッド又は請求項４記載の液滴吐出装置の処理方法で使用される液滴吐出ヘッドを用いて前記ワーク上に所定の液体を液滴として吐出して前記パターンを形成する工程と、前記キャッピング装置による前記ノズル開口の封止後に前記保湿液を前記空間内部に供給する工程とを含むことを特徴としている。
この発明によれば、ワーク上に所定の液体を液滴として吐出してパターンを形成し、しかる後実施されるキャッピング装置によるノズル開口の封止後にキャッピング装置を一々液滴吐出ヘッドから離間させずに保湿液を供給できるので、保湿液供給時における液滴吐出ヘッドの移動が不要となる。この結果として、スループットの低下を招かずにデバイスを効率よく製造することができ、デバイスの製造コストを低減することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による液滴吐出装置、該液滴吐出装置の処理方法、及びデバイス製造方法について詳細に説明する。

〔液滴吐出装置〕
図１は、本発明の一実施形態による液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態では吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）２０の移動方向（主走査方向）がＸ方向に設定され、ステージＳＴの移動方向（副走査方向）がＹ方向に設定されている。

図１に示す通り、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、ベース１０と、ベース１０上でガラス基板等の基板Ｐを支持するステージＳＴと、ステージＳＴの上方（＋Ｚ方向）において支持され、基板Ｐに対して所定の液滴を吐出可能な吐出ヘッド２０とを含んで構成されている。ベース１０とステージＳＴとの間には、ステージＳＴをＹ方向に移動可能に支持する第１移動装置１２が設けられている。また、ステージＳＴの上方には、吐出ヘッド２０をＸ方向に移動可能に支持する第２移動装置１４が設けられている。

吐出ヘッド２０には、流路１８を介して吐出ヘッド２０から吐出される液体（所定の液体）を貯蔵するタンク１６が接続されている。また、ベース１０上には、キャッピングユニット（キャッピング装置）２２とクリーニングユニット２４とが配置されている。制御装置２６は、液滴吐出装置ＩＪの各部（例えば、第１移動装置１２及び第２移動装置１４等）を制御して液滴吐出装置ＩＪの全体の動作を制御する。

上記の第１移動装置１２はベース１０の上に設置されており、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。この第１移動装置１２は、例えばリニアモータによって構成され、ガイドレール１２ａ，１２ａと、このガイドレール１２ａに沿って移動可能に設けられているスライダー１２ｂとを備えている。このリニアモータ形式の第１移動装置１２のスライダー１２ｂは、ガイドレール１２ａに沿ってＹ軸方向に移動して位置決め可能である。

また、スライダー１２ｂはＺ軸回り（θz）用のモータ１２ｃを備えている。このモータ１２ｃは、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ１２ｃのロータはステージＳＴに固定されている。これにより、モータ１２ｃに通電することでロータとステージＳＴとは、θz方向に沿って回転してステージＳＴをインデックス（回転割り出し）することができる。即ち、第１移動装置１２は、ステージＳＴをＹ軸方向及びθz方向に移動可能である。ステージＳＴは基板Ｐを保持し、所定の位置に位置決めするものである。また、ステージＳＴは不図示の吸着保持装置を有しており、この吸着保持装置が作動することによってステージＳＴに設けられた不図示の吸着穴を通して基板ＰをステージＳＴの上に吸着して保持する。

上記の第２移動装置１４は、支柱２８ａ，２８ａを用いてベース１０に対して立てて取り付けられており、ベース１０の後部１０ａにおいて取り付けられている。この第２移動装置１４はリニアモータによって構成され、支柱２８ａ，２８ａに固定されたコラム２８ｂに支持されている。第２移動装置１４は、コラム２８ｂに支持されているガイドレール１４ａと、ガイドレール１４ａに沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されているスライダー１４ｂとを備えている。スライダー１４ｂはガイドレール１４ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能である。上記の吐出ヘッド２０はスライダー１４ｂに取り付けられている。

吐出ヘッド２０は、Ｚ方向の位置決め装置としてのモータ３０、及び、揺動位置決め装置としてのモータ３２，３４，３６を有している。モータ３０を駆動すれば吐出ヘッド２０をＺ方向に沿って上下動させることができ、任意のＺ方向の位置で吐出ヘッド２０を位置決めすることができる。モータ３２を駆動すれば、吐出ヘッド２０をＹ軸回りのβ方向に沿って揺動させることができ、吐出ヘッド２０の角度を調整することができる。モータ３４を駆動すれば、吐出ヘッド２０をＸ軸回りのγ方向に沿って揺動させることができ、吐出ヘッド２０の角度を調整することができる。モータ３６を駆動すれば、吐出ヘッド２０をＺ軸回りのα方向に沿って揺動させることができ、吐出ヘッド２０の角度を調整することができる。

このように、図１に示す吐出ヘッド２０は、Ｚ方向に直線移動可能であって、α方向、β方向、及びγ方向に沿って揺動して角度を調整することができるようにスライダ１４ｂに支持されている。吐出ヘッド２０の位置及び姿勢は、ステージＳＴ側の基板Ｐに対する液滴吐出面２１の位置又は姿勢が所定の位置又は所定の姿勢となるように、制御装置２６によって精確に制御される。尚、吐出ヘッド２０の液滴吐出面（ノズル形成面）２１には液滴を吐出する複数のノズル開口１１１が設けられている。

上述の吐出ヘッド２０から吐出される液滴としては、着色材料を含有するインク、金属微粒子等の材料を含有する分散液、ＰＥＤＯＴ:ＰＳＳ等の正孔注入材料や発光材料等の有機ＥＬ物質を含有する溶液、液晶材料等の高粘度の機能性液体、マイクロレンズの材料を含有する機能性液体、たんぱく質や核酸等を含有する生体高分子溶液等の種々の材料を含有する液滴が採用される。

ここで、吐出ヘッド２０の構成について説明する。図２は、吐出ヘッド２０の主要部の一部を示す透視図である。図２に示す通り、吐出ヘッド２０は、ノズル板１１０、圧力室基板１２０、及び振動板１３０を含んで構成されている。圧力室基板１２０は、圧力発生室としてのキャビティ１２１、側壁１２２、リザーバ１２３、及び供給口１２４を備えている。キャビティ１２１は、圧力室であってシリコン等の基板をエッチングすることにより形成されるものである。側壁１２２は、キャビティ１２１間を仕切るよう構成され、リザーバ１２３は、各キャビティ１２１に所定の液体を充填する時に、液体を供給可能な共通の流路として構成されている。供給口１２４は、各キャビティ１２１に液体を導入可能に構成されている。

また、振動板１３０は、圧力室基板１２０の一方の面に貼り合わせ可能に構成されている。振動板１３０には前述した圧電体デバイスの一部である圧電体素子１５０が設けられている。圧電体素子１５０は、ペロブスカイト構造を持つ強誘電体の結晶であり、振動板１３０上に所定の形状で形成されて構成されている。この圧電体素子１５０は、制御装置２６から供給される駆動信号に対応して体積変化を生ずることが可能に構成されている。ノズル板１１０は、圧力室基板１２０に複数設けられたキャビティ（圧力室）１２１の各々に対応する位置にそのノズル開口１１１が配置されるよう、圧力室基板１２０に貼り合わせられている。ノズル板１１０を貼り合わせた圧力室基板１２０は不図示の筐体に嵌められている。以上により吐出ヘッド２０が構成されている。

吐出ヘッド２０から所定の液体を液滴として吐出させるには、まず、制御装置２６が液滴を吐出させるための駆動信号を吐出ヘッド２０に供給する。液体は吐出ヘッド２０のキャビティ１２１に流入しており、駆動信号が吐出ヘッド２０に供給されると吐出ヘッド２０に設けられた圧電体素子１５０がその駆動信号に応じた体積変化を生ずる。この体積変化は振動板１３０を変形させ、キャビティ１２１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ１２１のノズル開口１１１から液体が液滴として吐出される。液滴が吐出されたキャビティ１２１には吐出によって減った液体が新たにタンク１６から供給される。

尚、図２を参照して説明した吐出ヘッド２０は圧電体素子に体積変化を生じさせて液滴を吐出させる構成であったが、発熱体により液体に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。また、静電気によって振動板を変形させることにより体積変化を生じさせて液滴を吐出させるような吐出ヘッドであってもよい。

図１に戻り、第２移動装置１４は、吐出ヘッド２０をＸ軸方向に移動させることで、吐出ヘッド２０をクリーニングユニット２４又はキャッピングユニット２２の上部に選択的に位置決めさせることができる。つまり、デバイス製造作業の途中であっても、例えば吐出ヘッド２０をクリーニングユニット２４上に移動すれば、吐出ヘッド２０のクリーニングを行うことができる。また、吐出ヘッド２０をキャッピングユニット２２の上に移動すれば、吐出ヘッド２０の液滴吐出面２１にキャッピングを施したり、液滴をキャビティ１２１に充填したり、ノズル開口１１１の目詰まり等による吐出不良を回復させたりすることが可能となる。

つまり、クリーニングユニット２４及びキャッピングユニット２２は、ベース１０上の後部１０ａ側で、吐出ヘッド２０の移動経路直下に、ステージＳＴと離間して配置されている。ステージＳＴに対する基板Ｐの搬入作業及び搬出作業はベース１０の前部１０ｂ側で行われるため、これらクリーニングユニット２４又はキャッピングユニット２２により作業に支障を来すことはない。

クリーニングユニット２４は、ノズル開口１１１が形成された面を拭き取るワイパを備えており、吐出ヘッド２０のノズル開口１１１等のクリーニングをデバイス製造工程中や待機時に定期的に又は随時に行うことができる。キャッピングユニット２２は、吐出ヘッド２０の液滴吐出面２１が乾燥しないように、デバイスを製造しない待機時にこの液滴吐出面２１にキャッピングを施したり、液滴をキャビティ１２１に充填する際に用いたり、また、吐出不良が生じた吐出ヘッド２０を回復させるものである。

［キャッピングユニット］
次に、キャッピングユニット２２について詳細に説明する。図３は、キャッピングユニット２２の構成を示す図である。図３に示す通り、キャッピングユニット２２は、箱状をなすキャップ本体（封止部）４０、吐出ヘッド２０のノズル形成面（液滴吐出面２１）に当接するシール部材４２、第１の連通管４４、第１のポンプ４６、吸収材５０、第２の連通管５４、第２のポンプ５６、第３の連通管６４，及び大気開放バルブ６６を含んで構成されている。

キャップ本体４０の封止側端面４０Ａには、その全周にわたって凹溝４０ａが形成されている。この凹溝４０ａには、例えばゴム等の可撓性素材により方形状に形成されたシール部材４２が、封止側端面４０Ａから一部突出するように嵌入している。
キャップ本体４０の内周面４０Ｂには、内方に突出する一対の係止部５２が設けられている。吸収材５０は、その周縁部が係止部５２に把持されることにより、キャップ本体４０の内底面４０Ｃから所定距離離間した位置に固定されている。
尚、吸収材５０は、吐出ヘッド２０から吐出される液滴に対する吸収性に優れ、液滴が吸収された際には湿潤状態を保つものであり、例えば微細な連続気孔構造を有するスポンジ等の材料からなる。

キャップ本体４０の底面部４０ｂには、該底面部４０ｂを貫通して内底面４０Ｃに開口する第１〜第３の連通管４４，５４，６４が接続されている。
第１の連通管４４には、該第１の連通管４４を介してキャップ本体４０内、すなわち、吐出ノズル２０のノズル形成面とキャップ本体４０とにより形成される空間内部を吸引、減圧（負圧を供給）する第１のポンプ４６が接続されている。第１のポンプ４６の排出側には排液タンク４８が設けられており、クリーニング操作等に伴う排液が貯留される。
第１のポンプ４６は、制御装置２６と電気的に接続されており（図４参照）、制御装置２６の制御の下で、その駆動が制御される。

第２の連通管５４には、第２のポンプ５６を介して、大気導入口６０を有する保湿液タンク５８が接続されており、保湿液タンク５８からキャップ本体４０内に保湿液が供給されることにより、吸収材５０の湿潤状態が長期にわたり維持される。保湿液タンク５８はベース１０上に設置され、保湿液の残量を検出する残量検出手段６２が接続されている。
尚、残量検出手段６２は、保湿液の残量が所定以下となった場合にのみ、その情報を出力するように構成してもよく、例えば、保湿液タンク５８内にフロート部材を配置し、このフロート部材の位置によって保湿液の残量が所定以下となったことを検知し、その旨の信号を出力するように構成される。

第２のポンプ５６及び残量検出手段６２は、制御装置２６と電気的に接続されており（図４参照）、残量検出手段６２により検出された保湿液の残量に基づき、残量制御装置２６の制御の下で、その駆動が制御される。
第３の連通管６４には、該第３の連通管６４を介してキャップ本体４０の内外を連通させる大気開放バルブ６６が接続されている。この大気開放バルブ６６は、制御装置２６と電気的に接続されており（図４参照）、制御装置２６の制御の下で、その駆動が制御される。

以上説明した通り、この実施の形態においては、第２の連通管５４，第２のポンプ５６，保湿液タンク５８，残量検出手段６２，及び制御装置２６とを備えて本発明の保湿液供給手段が構成されている。

次に、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪの電気的な機能構成について説明する。尚、図４のブロック図において、図１〜図３に示した部材に相当するブロックには同一の符号を付してある。図４に示す通り、液滴吐出装置ＩＪを制御する電気的な構成は、制御コンピュータ９０、制御装置２６、及び駆動用集積回路１００を含んで構成される。

制御コンピュータ９０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ(Read Only Memory）等の内部記憶装置、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶装置、並びに液晶表示装置又はＣＲＴ（Cathod Ray Tube）等の表示装置を含んで構成され、ＲＯＭ又はハードディスクに記憶されたプログラムに従って、液滴吐出装置ＩＪの動作を制御する制御信号を出力する。この制御コンピュータ９０は、例えばケーブル等を用いて制御装置２６と接続されている。

制御装置２６は、演算制御部９２、駆動信号生成部９４、及びタイマ部（計時手段）９６を含んで構成される。演算制御部９２は、制御コンピュータ９０から入力された制御信号及び内部に予め記憶された制御プログラムに基づいて、第１移動装置１２、第２移動装置１４、及びモータ３０〜３６を駆動するとともに、キャッピングユニット２２に設けられたポンプ４６，５６、残量検出手段６２、及び大気開放バルブ６６の動作を制御する。

また、演算制御部９２は、吐出ヘッド２０に設けられる複数の圧電体素子１５０を駆動する各種駆動信号を生成するための各種データ（駆動信号生成用データ）を駆動信号生成部９４に出力する。更に、演算制御部９２は、上記制御プログラムに基づいて選択データを生成して駆動用集積回路１００に設けられた切替信号生成部１０２に出力する。この選択データは、駆動信号の印加対象となる圧電体素子１５０を指定するためのノズル選択データと圧電体素子１５０に印加する駆動信号を指定するための波形選択データとからなる。

加えて、演算制御部９２は、キャッピングユニット２２によるノズル開口封止期間、すなわち、吐出ヘッド２０がキャッピングユニット２２のキャップ本体４０にキャッピング（封止）されている時間をタイマ部９６を用いて計時し、この計時結果，保湿液の種類，及びキャップ開後における吐出ヘッド２０のクリーニングの有無等に応じて、前記空間内部に対する保湿液タンク５８からの保湿液供給量や保湿液供給時期を制御する。
尚、保湿液タンク５８内の保湿液の残量が所定以下となると、その旨を示す信号が残量検出手段６２から制御装置２６に出力され、例えば制御コンピュータ９０の表示装置にエラー表示がなされる。

駆動信号生成部９４は、上記の駆動信号生成用データに基づいて所定形状の各種駆動信号、例えば液滴を吐出させるための通常駆動信号、ノズル開口１１１においてメニスカスを微振動させるための微振動信号等の駆動信号を生成してスイッチ回路１０４に出力する。
タイマ部９６は、例えば演算制御部９２から出力される計時開始信号及び計時時間が入力され、計時を開始してから計時時間が経過したときに、計時完了信号を出力する。

駆動用集積回路１００は、吐出ヘッド２０の内部に設けられており、切替信号生成部１０２及びスイッチ回路１０４を含んで構成されている。切替信号生成部１０２は、演算制御部９２から出力される選択データに基づいて各圧電体素子１５０への駆動信号の導通／非導通を指示する切替信号を生成し、スイッチ回路１０４に出力する。スイッチ回路１０４は、各圧電体素子１５０毎に設けられており、切替信号によって指定された駆動信号を圧電体素子１５０に出力する。

次に、上記構成における液滴吐出装置ＩＪを用いて基板Ｐ上にマイクロアレイを形成した後に行われる液滴吐出装置ＩＪの処理方法について詳細に説明する。
図６に示すフローチャートの最終ステップ、すなわち、「プリンタ電源ＯＦＦ」の処理シーケンスは、操作者によって電源スイッチが切られた場合、あるいはコンセントが抜かれたり停電などで電力が停止した場合に実行されるものであり、以下に説明する液滴吐出装置ＩＪの処理方法は、この「プリンタ電源ＯＦＦ」の処理シーケンスで実行されるフラッシング動作処理内で実施される。

図７に示すフローチャートのステップＳ１では、タイマ部９６により計時されるノズル開口封止期間Ｔがゼロにリセットされ、ノズル開口封止期間Ｔの計時が開始される。ノズル開口封止期間Ｔのリセット及び計時開始は、印刷終了後、ノズル開口１１１がキャップ本体４０により封止（以下、この封止動作を「キャッピング」という。）される直前に実施される。
続くステップＳ２では、キャップ開後、すなわち、キャップ本体４０によるノズル開口１１１の封止を解除した後に、クリーニングを実施したかどうかが判断される。キャップ開後のクリーニングの有無により、吸収材５０に残存している液体の量が異なるので、キャップ本体４０に供給すべき保湿液の量も変える必要があるからである。

ステップＳ２において、キャップ開後にクリーニングを実施した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）、処理はステップＳ３に進み、保湿液が１価アルコールを含むものであるかどうかが判断される。保湿液が１価アルコールを含むものである場合と、多価アルコールを含むものである場合とで、保湿液をキャップ本体４０に供給すべき時間間隔や、後述するキャップ内吸引（ステップＳ１４）の要否を変える必要があるからである。
ステップＳ３において、保湿液が１価アルコールを含むものである場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）、処理はステップＳ４に進み、キャップ本体４０には吸収材５０よりも下方から保湿液が１ｇ（グラム）供給され、その後キャッピングが行われる。

続くステップＳ５では、操作者による印刷実行コマンドの有無が判断される。印刷実行コマンドが無い場合には、処理はステップＳ６に進み、印刷実行コマンドが有る場合には、この処理シーケンスの呼び出し元の処理シーケンスに処理が戻る。
ステップＳ６では、ステップＳ１で計時を開始したノズル開口封止期間Ｔが１か月以上であるかどうかが判断される。既に１か月以上経過している場合（判断結果が「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ４に戻り、キャップ本体４０内に保湿液が１ｇ再供給される。これに対し、まだ１か月経過していない場合（判断結果が「ＮＯ」）は、当該ステップＳ６の判断が繰り返し行われる。

ステップＳ３において、保湿液が多価アルコールを含むものである場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）、処理はステップＳ１１に進み、キャップ本体４０には吸収材５０よりも下方から保湿液が１ｇ（グラム）供給され、その後キャッピングが行われる。
続くステップＳ１２では、操作者による印刷実行コマンドの有無が判断される。印刷実行コマンドが無い場合には、処理はステップＳ１３に進み、印刷実行コマンドが有る場合には、この処理シーケンスの呼び出し元の処理シーケンスに処理が戻る。

ステップＳ１３では、ステップＳ１で計時を開始したノズル開口封止期間Ｔが０．５か月以上であるかどうかが判断される。既に０．５か月以上経過している場合（判断結果が「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ１４に進み、第１のポンプ４６を駆動して第１の連通管４４を介してキャップ本体４０内を吸引、減圧（負圧を供給）し、ノズル開口１１１の目詰まりを防止するためのキャップ内吸引を行う。次いで、キャップ本体４０によるノズル開口１１１の封止が解除され（ステップＳ１５）、さらに処理がステップＳ１１に戻り、キャップ本体４０内に保湿液が１ｇ再供給される。

これに対し、ステップＳ１３において、まだ０．５か月経過していない場合（判断結果が「ＮＯ」）は、ステップＳ１３の判断が繰り返し行われる。
これらステップ１１〜ステップ１５の処理が、ステップＳ４〜Ｓ６の処理と異なるのは、保湿液が多価アルコールを含むものである場合には、保湿液をキャップ本体４０に供給した後、所定の時間が経過すると、保湿液がノズル開口１１１から吐出ヘッド２０側の水分を吸収してしまうため、保湿液の補充間隔を相対的に短期に設定し（ステップＳ６，Ｓ１３）、さらに、キャップ内吸引処理（ステップＳ１４）を実施しておくことが好ましいからである。

ステップＳ２において、キャップ開後にクリーニングを実施していなかった場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）、処理はステップＳ２１に進み、保湿液が１価アルコールを含むものであるどうかが判断される。保湿液が１価アルコールを含むものである場合と、多価アルコールを含むものである場合とで、保湿液をキャップ本体４０に供給すべき時間間隔や、キャップ内吸引（ステップＳ１４）の要否を変える必要があるからである。

ステップＳ２１において、保湿液が１価アルコールを含むものである場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）、処理はステップＳ２２に進み、キャップ本体４０には吸収材５０よりも下方から保湿液が０．５ｇ供給され、その後キャッピングが行われる。この処理において、保湿液の供給量がステップＳ４，Ｓ７の１ｇに比して少なく設定されているのは、キャップ開後にクリーニングを実施していた場合に比して、より多くの保湿液がキャップ内に残存しているからである。

続くステップＳ２３では、操作者による印刷実行コマンドの有無が判断される。印刷実行コマンドが無い場合には、処理はステップＳ２４に進み、印刷実行コマンドが有る場合には、この処理シーケンスの呼び出し元の処理シーケンスに処理が戻る。
ステップＳ２４では、ステップＳ１で計時を開始したノズル開口封止期間Ｔが１か月以上であるかどうかが判断される。既に１か月以上経過している場合（判断結果が「ＹＥＳ」）、処理はステップＳ４に進み、キャップ本体４０内に保湿液が１ｇ再供給される。これに対し、まだ１か月経過していない場合（判断結果が「ＮＯ」）は、当該ステップＳ２４の判断が繰り返し行われる。

ステップＳ２１において、保湿液が多価アルコールを含むものである場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）、処理はステップＳ３１に進み、キャップ本体４０には吸収材５０よりも下方から保湿液が０．５ｇ供給され、その後キャッピングが行われる。しかる後、処理は上述したステップ１３に進む。
キャップ開後にクリーニングを実施していない場合（ステップＳ２の判断結果が「ＮＯ」）、最初に行う保湿液のキャップ本体４０への供給量は０．５ｇで十分であるが、その後は１か月以上経過しないと供給されないので、その供給量は、キャップ開後にクリーニングを実施していた場合（ステップＳ２の判断結果が「ＹＥＳ」）と同様に、１ｇに設定される。

このように、本実施形態においては、ノズル形成面とキャップ本体４０とにより形成される空間内部への保湿液供給が、ベース１０上に設置された保湿液タンク５８から第２の連通管５４を介してキャップ本体４０の底面部４０ｂより行われるので、移動体である吐出ヘッド２０まわりの重量増や大型化を招くことがない。その結果として、駆動源であるモータ３０，３２，３４，３６の高コスト化を回避しつつ、吐出ヘッド２０のノズル開口１１１の目詰まりを効果的に防止することができる。

また、保湿液を吐出ヘッド２０側からではなく、吸収材５０よりも下方から供給するようにしているので、保湿液供給に際しては、キャッピングユニット２２を一々吐出ヘッド２０から離間させずに、ノズル開口１１１を封止したまま行うことができる。よって、保湿液供給時における吐出ヘッド２０の移動を不要にできる。また、ノズル開口封止期間が長期に亘っても、封止状態のまま定期的に保湿液を供給することが可能になる結果、クリーニングの回数を低減することもでき、クリーニングユニット２４が備えるワイパの寿命を延ばすこともできる。

さらに、印刷終了後のフラッシング動作において、キャップ開後のクリーニングの有無や、保湿液が１価アルコールを含むものであるか否かを制御時の判定要素に加えているので、吸収材５０の乾燥の程度に応じて、保湿液の供給量や供給間隔（供給インターバル）を適切に制御することが可能になり、保湿液の無駄な消費を極力抑えた上で、ノズル開口１１１の目詰まり等を効果的に止することもできる。

〔デバイス製造方法、及び電子機器〕
以上、本発明の実施形態による液滴吐出装置の処理方法について説明したが、この液滴吐出装置は膜を形成する成膜装置、金属配線等の配線を形成する配線装置、又はマイクロレンズアレイ、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、プラズマ型表示装置、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）等のデバイスを製造するデバイス製造装置として用いることができる。

上記の液滴吐出装置を用いてワークとしての基板Ｐ上に液滴を吐出してパターンを形成した後、パターン形成を行うことなく更に所定の期間が経過した場合には、ノズル開口の封止を維持したまま封止部内へ保湿液を供給することが可能になるので、保湿液供給時における液滴吐出ヘッドの移動を不要にできる。この結果として、スループットの低下を招かずにデバイスを効率よく製造することができ、デバイスの製造コストを低減することができる。

上記の液晶装置、有機ＥＬ装置、プラズマ型表示装置、ＦＥＤ等のデバイスは、ノート型コンピュータ及び携帯電話等の電子機器に設けられる。だだし、電子機器は、上記のノート型コンピュータ及び携帯電話に限られる訳ではなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することが可能である。

また、キャッピング装置の構成は、上記図３に示したキャッピングユニット２２に限らず、例えば図５に示すような構成であっても良い。
図５に示すキャッピングユニット８０は、大気開放バルブ６６と接続された第３の連通管７２、第２のポンプと接続された第２の連通管７３、及び第１のポンプ４６と接続された第１の連通管７４を吸収材５０を貫通するまで延長する共に、第１及び第３の連通管７４，７２の開口端７４ａ，７２ａを吸収材５０の上面よりも高位、かつ、第２の連通管７３ａの開口端７３ａよりも高位に配置したものである。この形態において、開口端７３ａの高さ位置は、吸収材５０の上面と面一に設定されている。

この構成によれば、第１のポンプ４６を駆動してキャップ本体４０内を吸引、減圧したときに、吸収材５０に吸収された保湿液が第１の連通管７４の開口端７４ａから吸引されることを効果的に防止できるので、吸収材５０の湿潤状態を良好に保つことができる。また、保湿液供給時においても、第２の連通管７３を介してキャップ本体４０内に供給された保湿液が第３の連通管７２の開口端７２ａから大気開放されることを防止できるので、保湿液の無駄な消費を抑えることができる。更には、吸収材５０に付着した液体が、第１の連通管７４からの空気や液体の逆流、及び第３の連通管７２からの大気開放時の空気の供給によって、気泡化することを効果的に防止できるので、気泡がノズル形成面に付着することが無くなり無駄なクリーニング動作が不要となる。

本発明の一実施形態による液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。 吐出ヘッドの主要部を示す透視図である。 キャッピングユニットの構成を示す図である。 本発明の一実施形態による液滴吐出装置の電気的な機能構成を示すブロック図である。 キャッピングユニットの他の実施形態の要部を示す図である。 電源スイッチがＯＮされてからＯＦＦされるまでの全体工程を示すフローチャートである。 キャッピング処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

２０……吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２２、８０……キャッピングユニット（キャッピング装置）
２６……制御手段
４０……キャッピング本体（封止部）
５０……吸収材
９６……タイマ部（計時手段）
５８……保湿液タンク
１１１……ノズル開口
ＩＪ……液滴吐出装置
Ｐ……基板（ワーク）

Claims (4)

1. 所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置とを備えた液滴吐出装置において、
   前記封止部内に前記液体に対する保湿液をノズル形成面と前記封止部とにより形成され外部と連通可能な空間内部に前記液体に対する保湿液を供給する保湿液供給手段を備え、
   前記封止部内に吸収材が設けられるとともに、前記封止部には前記封止部と前記吸収材とを貫通する第１の連通管及び第２の連通管とが設けられており、
   前記第１の連通管に前記空間を減圧する第１のポンプが接続される一方、第２の連通管には前記空間内部に前記保湿液を供給する第２のポンプが接続されており、
   前記第２の連通管の前記ノズル形成面側の開口端が、前記吸収材の前記ノズル形成面側の面と面一とされる一方、前記第１の連通管の前記ノズル形成面側の開口端が、前記第２の連通管の前記開口端よりも前記ノズル形成面側に配置され、
   前記保湿液供給手段は、前記第２の連通管および前記第２のポンプを有して構成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 第３の連通管が設けられており、
   前記第３の連通管は前記空間を大気と遮蔽するとともに大気開放可能なバルブに接続され、
   前記第３の連通管の前記ノズル形成面側の開口端は前記第１の連通管の前記開口端と側面視で同一位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記キャッピング装置によるノズル開口封止期間を計時する計時手段と、
   前記計時手段による計時結果、及び前記保湿液の種類に応じて前記空間内部への供給時期を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置の処理方法であって、
   所定の液体を液滴として吐出するノズル開口をノズル形成面に有する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドの少なくとも前記ノズル開口を封止する封止部を有するキャッピング装置と、前記液体に対する保湿液を前記ノズル形成面と前記封止部とにより形成される空間内部に供給する保湿液供給手段とを備えてなる液滴吐出装置の処理方法において、
   前記キャッピング装置による前記ノズル開口の封止後に前記保湿液を前記空間内部に供給するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の処理方法。

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