(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェットヘッドの洗浄方法および液滴形成に重要な役割をもつ、ノズルの撥水処理膜の修復方法を改善することで、長時間、吐出動作を安定維持できるメンテナンス装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１の三つの開口部を洗浄液供給配管で連結し、送液ポンプ１９、切換えバルブ１８、タンク１７等の組合せで、順方向、逆方向の洗浄液の流れを意図的に作り出し、目詰まりを起し易いノズル、フィルタ、チャネル等の洗浄を行う。ナノバブル発生装置により、洗浄液中にナノバブルを溶解させることで、洗浄力が向上し、目詰まりを解消できる。一方、撥水処理膜の再生においては、選択ミストコーティング法により、ノズルを閉塞することなく、均一な成膜が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にインクジェットヘッドを用いて塗布溶液を吐出塗布する成膜装置をインクジェットヘッド・ノズルの目詰まりを生じることなく、長期間安定した吐出塗布を維持するためのインクジェットヘッド洗浄装置において、ナノバブル生成機構を具備し、洗浄液中にナノバブルを溶解することによって、インクジェットヘッド溶液流路の洗浄を行うことを特徴とする装置および方法。
【請求項２】
請求項１の洗浄装置において、発生させるナノバブルの平均径を１ミクロン以下にすることを特徴とするインクジェットヘッド洗浄装置および方法。
【請求項３】
インクジェットヘッドの塗布溶液の上流である注入口および下流であるノズル表面から、洗浄液を交互に注入できるような洗浄キャップを有し、洗浄液を循環させることを可能とする加圧送液手段を具備したことを特徴とするインクジェットヘッド洗浄装置および方法。
【請求項４】
インクジェット塗布装置を構成するインクジェットヘッドの注入口および排出口に直結する塗布溶液配管に、洗浄液配管を切換えバルブを介して直結し、注入口、排出口、ノズル口の三つの開口部の開閉を組み合わせることによって、洗浄液を循環させ、インクジェットヘッドのフィルタ面、溶液流路側壁、ノズル面等インクジェットヘッド内部の洗浄をインラインで可能な機構を具備したことを特徴とするインクジェット塗布装置および方法。
【請求項５】
インクジェット塗布において、吐出溶液の液滴形成に大きな影響をもつノズル面の撥水処理膜に関して、長期間の稼動に伴う損耗や、吐出溶液の充填工程やノズルプレートの拭取り工程に起因する損傷を修復するために、ノズル口を閉塞することなく成膜することを特徴とする微細ミストによる撥水層形成装置および方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は描画や塗布に用いられるインクジェット（以下ＩＪと略す）装置のキーデバイスであるインクジェット・ヘッド（以下ＩＪヘッドと略す）を安定に動作させるための、溶液流路の洗浄装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷技術として発展してきたＩＪ技術は単に印刷技術に留まることなく、電子製造分野や一般産業機器、最近では、バイオテクノロジの分野まで適用分野が拡大している。適用分野の拡大とともに、印刷技術やその周辺技術は著しい進歩を遂げてきたが、開発当初から今日に至るまで、大きな技術課題として残っているのは、ノズルを初めとするＩＪの溶液流路の目詰まり等に起因する吐出不良の問題である。ＩＪ装置に適用される吐出溶液は非常に微細な固形分粒子を包含しているもの、通常の動作状態で、吐出溶液に含まれる溶剤が容易に揮発し、残存成分が硬化を加速させるもの等様々である。順調にＩＪの吐出が行われている間は、ノズルを初めとする溶液流路の側壁は比較的正常な状態に保たれているが、長時間の稼動や、休止が入る場合には、側壁に固形分が付着し、次第に吐出溶液の液滴径が減少し、終局的には完全な目詰まりの状態になり、吐出不能に陥る。特定のノズルが完全な目詰まりを起せば、その列は完全な白抜けの状態になり、一目瞭然のトラブルとなる。また、目詰まりに至らなくとも、ノズル側壁等に固形分が付着し、流路が狭小化すると、その結果として吐出溶液の液滴径が減少する。とくに、ＩＪによって薄膜を形成するような場合、膜厚のばらつきを増大させることになり、サブミクロンレベルの膜厚を対象にする場合には大きな問題となっている。
【０００３】
これらの課題を未然に防止する目的で、装置内には目的に沿ったＩＪヘッドのメンテナンスシステムが構築されているのが普通である。例えば下記特許文献１に示されているように、吐出溶液の充填装置を導入して、溶液流路の整備と溶液の充填を実施している。また、‘捨て打ち’と呼ぶフラッシング動作を行い、一度に全吐出を行い、溶液流路の整備を行っている。同様の動作は、一般のＩＪプリンタにおいても、目詰まり時に空気圧力を溶液流路に負荷することによって、吐出動作をさせるという仕組みを装備している。
【０００４】
また、休止時間内に、溶液が吐出しない程度の低電圧レベルの繰返しパルスをＩＪヘッドに印加することによって、ＩＪヘッドの流路中の吐出溶液を常に、微小に動かし、溶液の固化を防止するという、所謂、揺動（アイドリング）を入れる方法も提案されている。
【特許文献１】特願２００７−１９７１６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
描画や塗布に用いられるＩＪ法はプロセスの簡略さのために、一般のプリンタから産業用の生産設備に至るまで多用されており、とくに、産業分野では、将来、エレクトロニクス分野、バイオテクノロジ分野等の最先端分野への展開も期待されている。現在に至るまで、ＩＪ法が常に抱えている課題は、ＩＪヘッドの目詰まりに代表される信頼性の心配である。この解決のために、吐出溶液の開発、常に正常な状態で吐出ができる安定維持機能の開発、吐出結果の詳細検査に基づくフィードバック技術の開発等によって、近年、信頼性も大幅に向上したが、吐出溶液の特性および組成、吐出環境、ノズルのデューティ差等の使用条件等によっては相変わらず、目詰まり等の懸念が残存しており、大きな課題である。
【０００６】
また、溶液流路、とくにノズル側壁に吐出液の固形分等が固着していき、吐出液滴の体積が時系列的に変化していくことに伴う塗布膜厚の変動も大きな課題である。目詰まりによって吐出不能になるのは大きな問題ではあるが、運転動作中に液滴体積が変動し、結果として膜厚変動を起すことも、致命的な問題となる。
【０００７】
この発明における第一の目的は、溶液流路の安定確保による吐出不能を回避することである。不幸にして、目詰まりを起し、吐出不能に陥ったＩＪヘッドを救済する装置を開発することである。ＩＪヘッドの構造を良く理解し、ＩＪヘッドの他の構造部分を損傷することなく、目詰まり解消方法を提案することである。
【０００８】
次に、ＩＪヘッドを救済する過程において、壊滅的な損傷以外の修復法を提案するのを第二の目的とする。具体例としては、ＩＪにおける液滴形成に重要な役割を果たすノズルプレートの撥水処理膜の形成方法等が該当する。
【０００９】
以上の配慮により、ＩＪ法におけるＩＪヘッドの信頼性向上を図ることによって、安定な描画や塗布を実現できる装置および方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は基板上にＩＪヘッドを用いて塗布溶液を吐出塗布する成膜装置において、動作中に発生するＩＪヘッドのノズルの目詰まりや塗布溶液の固化による溶液流路の狭小化による吐出液滴体積の変動を防止するための、ＩＪ塗布装置ないに組込で構成されるインライン型の洗浄装置や、ＩＪヘッドを塗布装置から取り外し、オフラインで修復させる洗浄装置に関するものである。
【００１１】
一般に、ＩＪヘッドの溶液流路の側壁等に付着する固体やゲル状の物質は、塗布溶液中に含まれる固形分が析出したり、塗布溶液を構成しているバインダ等の樹脂分が半硬化したものであることが多い。これらは、時間の経過とともに、安定な物質に変化していくため、液滴の体積の時間変化や目詰まり等を逐一、モニタすることで、状態変化を把握し、適宜、メンテナンスプロセスを導入することによって、常に安定な吐出を維持する必要がある。
【００１２】
この解決のために、請求項１では、洗浄液中に微細な気泡を発生させ、洗浄液中に溶解させて、ＩＪヘッドの溶液流路内に注入、循環させる。一般に、洗浄液としては、固化やゲル化した塗布物質を溶解させることができる溶液が望ましいが、一方では、ＩＪヘッドの構造が有機材料をベースとした接着構造で成り立っていることが多いため、この部分に損傷を与えるような洗浄液であってはならない。洗浄剤に溶解されたナノバブルは活性化により、洗浄液単独よりも、はるかに溶解能力を上げ、細かい領域の固化析出やゲル物質に対しても強力な作用を及ぼす。
【００１３】
次に、微細気泡は水では発生し易いが、溶剤を中心とする溶液では、気泡径が大きくなることがある。ＩＪヘッドのノズル径は通常、１０〜５０ミクロン程度であり、あまり、バブル径が大きくなると、それぞれのバブルが合体して、巨大なバブルとなり、スムースな送液を妨害することになる。ノズルの目詰まり解消のために、剛な金属細線をノズル位置に精密位置決めして通すという方法も提案されているが、微妙な加工精度で出来ているノズル周りにキズをつけることが多く、液滴形成に大きな影響をもつため、できれば避けたい方法である。その懸念を一掃するのが、ナノバブルを用いる方法であり、請求項２では、発生させるバブルの平均径を規定する方法である。
【００１４】
請求項３ではＩＪヘッドの塗布溶液の注入口と最終的な出口であるノズルの両方から洗浄液を加圧手段によって循環させ、ＩＪヘッドの細部にわたって洗浄する仕組みについて考慮したものである。当然溶解した固化物質やゲル化した付着物はＩＪヘッドの溶液流路から離脱すると循環路の途中に置かれたメッシュ状フィルタによりろ過され、洗浄液のみが循環される仕組みで洗浄が行われる。
【００１５】
本発明の目的の主眼は、目詰まり等で機能しなくなったＩＪヘッドを修復することにあるが、目詰まりの兆候や、液滴体積（具体的には、基板上に着弾した後のドットの大きさで判断する。）の変化を時系列的に監視すれば、壊滅的な不具合を露呈する前に、対策をうつ方が、便利である。請求項４は、この視点に立った考えで、ＩＪ塗布装置に搭載されているＩＪヘッドに予め、洗浄用の循環流路を作っておき、ドット等の監視によって、目詰まりの予兆を感じ取ったら、動作を切換えて洗浄動作を行うものである。
【００１６】
ＩＪヘッドの修復には、目詰まり等の溶液流路の洗浄のみでは不十分であり、液滴のメニスカス形成に重要な役割を果たすノズルプレートの撥水処理膜の損耗を回復することも必要である。請求項５はその意図を汲んだものである。通常、ノズルプレート上にノズル口が形成されており、とくに、ノズル口端の撥水処理の損耗が激しい。撥水処理を損耗したままに放置しておくと、吐出溶液とノズルプレートとの‘濡れ’が十分となる結果、液滴形成に大きな妨げとなる。したがって、ノズル口端も含めたノズルプレート全体の撥水処理膜の修復は必要である。単純に、ノズルプレート上に塗布を行うと、ノズル口を塞ぐおそれがあり、超撥水材料のミスト塗布を実現するのが請求項５である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明はＩＪ法によって、描画や塗布を行う際に、信頼性上、最も懸案となっているＩＪヘッドの目詰まりや、吐出溶液の固化による溶液流路の狭小化に起因する液滴体積の変動を抑えるのに効果的なＩＪヘッドの洗浄装置お呼びその方法を提供するものである。本発明を実際のプロセスに適用することによって、常に安定な吐出状態を維持でき、その結果、描画においては描画欠陥の防止、成膜塗布においては薄膜欠陥の防止および膜厚ばらつきの維持減少を実現できる。一方、今までは、消耗品として扱われ、目詰まりを寿命の一つとして考慮され、廃棄されていた高価なＩＪヘッドを蘇生でき、設備コスト面でも得るところは多い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
まず、対象となるＩＪヘッドの構造について述べる。ＩＪヘッドは半導体と同じような微細化プロセスで製造される。一般には、圧電素子を駆動源として圧電素子デバイスの変形によって送液、液滴形成、吐出が行われる。圧電素子の変形モードによって、直動型、ダイヤフラム型（面外変形型）、せん断型に分けることができる。前二者は吐出溶液（インク）が固定され、吐出のための負荷がほぼ一定で、小さい場合に多用され、高精細化も可能である。一方、後者は各種の薄膜形成に用いられるもので、多くの変化に富んだ吐出溶液に対応する場合が多く、粘度や表面張力のような流体特性にも比較的広い許容範囲をもつことが要求されている。ここでは、一般のプリンタに比べて、一段と高い信頼性を要求される一般産業用に用いられるせん断型のＩＪヘッドの概略を図１に示す。ＩＪヘッド１には通常、吐出溶液を容器から供給する注入口２と吐出溶液中やＩＪヘッド内部に残存する空気を追い出す機能を持つ排出口３が取り付けられており、ＩＪ塗布の最下流となるノズル口４と合計３つの開口部を有しているのがわかる。
【００２０】
さらに、ＩＪヘッド１の溶液流路を図２に、模式的に示す。注入口２から入った吐出溶液はまず、マニホールド５に進み、フィルタ６を通して、電極つきのチャネル７に供給され、流路部材が圧電材料によって形成されているため、この部分の伸縮作用で、ノズルプレート８に開けられたノズル口４から吐出される仕組みとなっている。フィルタ６はノズル４およびチャネル７の目詰まりの予防策として前段に配置されるもので、通常、メッシュ番号＃１４５０から＃２４００程度のものが用いられる。吐出動作の過程において、最も目詰まりが起こる可能性が高いのは、ノズル４であり、完全な目詰まりに至らなくとも、ノズル径の縮小によって液滴体積が変わる事態が起こり易い。先に述べたように、フィルタメッシュ６は本来、目詰まり防止の目的で配置されたものであるが、粗大固形分やゴミをここで除去できるものの、固化し易い樹脂バインダ等が入っている吐出溶液の場合には、吐出動作休止時にメッシュまわりでゲル化が進行し易いことが実験結果から分かっている。ひとたび、この部分にゲル化した生成物が付着すると、大きな流路抵抗となり、圧力水頭差に影響を与える。即ち、付着がまだらになると、吐出液滴の体積変化に直結し、形成される塗布膜にムラを生じることになる。また、各チャネル７の側壁にも吐出溶液の固化物やゲル化物資が付着することがあり、これらは配管抵抗の増大を招く。これらの課題を解決するのが、本発明である。
【００２１】
次に、ＩＪヘッドで、長時間の運転で損耗する部位はノズル４を含むノズルプレート８の表面に施されている撥水処理膜９である。この膜は、吐出が行われるノズル先端での液滴形状（メニスカス）を制御し、液滴として生成させる重要な役割を有している。ところが長時間の運転の後には、吐出溶液に含まれる微小な固形分による磨耗損傷や、ノズルプレートの拭取り動作（ワイピング動作）による機械的な損傷によって、機能が相当に劣化している。したがって、溶液流路内に蓄積する障害物の固化物質やゲル化物質を取り除き、さらに、液滴を制御するノズル面での撥水処理膜を初期の状態に戻すのが本発明の役割である。
【００２２】
第１の実施例について説明する。図３は本発明のＩＪヘッドの洗浄メンテナンスシステムの系統図を示したものである。このシステムはノズル洗浄ユニット、フィルタ洗浄ユニットおよびナノバブル生成ユニットの３つのユニットよりなり、オフラインで、ＩＪヘッド単体を洗浄修復する装置である。
【００２３】
本装置の最大の特徴であるナノバブル生成ユニットから説明する。一般に、マイクロバブルやナノバブルはきちんとした境界があるわけではないが、洗浄対象であるフィルタのメッシュの大きさやノズルの直径から判断して、平均径（個数分布における生成確率５０％のバブル径と定義）として１ミクロン以下を考慮する対象と考え、この領域をナノバブルとここでは表現する。バブル発生に分布があるので、当然のことながら１ミクロン以上のバブルも存在するが、大きいバブルは洗浄液槽で浮上速度が速く、必然的に消滅する。バブル径と浮上速度（消滅時間）とは決まった関係があり、洗浄液槽の滞留時間を制御することで、バブル径を一定値以下に設定することは可能である。バブルの作り方は様々ある。散気板方式は無数の微細孔に通気してバブルを作る方法である。また、エジェクタ方式は激しい気液混合により気体を液体に溶解させ、せん断により気泡化する方法である。攪拌混合方式は液体中で攪拌により、気体をせん断して気泡化する方法である。次に、加圧溶解方式はポンプで加圧溶解槽に送られてきた液体に圧縮機で気体を吹き込んで溶かし、加圧水を作り、それを減圧することによって過剰となった溶解気体がバブルとなって析出するものである。最後に、ポンプサクション方式は、気液両方を取り込んだポンプでアキュームレータに押し込み、気体を液体に溶解させ、過剰となった溶解気体がバブルとなって析出するものである。
【００２４】
実施例では、ポンプサクション方式と加圧溶解方式を組合せた方式を採用している。図３のナノバブル生成ユニットにおいて、循環加圧ポンプ１０で、洗浄液と空気を取り込み加圧しながら、加圧溶解タンク１１に送り、この中で洗浄液中に十分空気を溶解させ、バブル生成ノズル１２で減圧して、バブルプール１３中に放出される。これを循環させていけば、ナノバブルを洗浄液中に生成できる。
【００２５】
次に、ノズル洗浄ユニットおよびフィルタ洗浄ユニットについて説明する。ＩＪヘッド１の溶液流路を洗浄するためには、吐出溶液の注入口２、排出口３およびノズル口４の３つの開口部を有効に接続して行う。装置から取外したＩＪヘッド１には加圧洗浄キャップ１４および循環洗浄キャップ１５が循環経路に従って、ノズルプレートに取り付けられる。循環経路とは、ＩＪヘッドの吐出溶液の注入口２よりナノバブル含有の洗浄液を入れ、ノズル口４および排出口３に出すという経路が一つと、ノズル口４より入れ、注入口２及び排出口３から出すという二つの洗浄経路を想定している。前者は、殆どの流量が注入口２から排出口３へのルートに集中するため、フィルタおよびマニホールド５の洗浄に適している。一方、後者は直接ノズルプレート８から洗浄液をＩＪヘッドの圧電素子でできたチャネル７に通すため、ノズル４および流路７の洗浄に適した経路である。これら二つの経路では洗浄液を内部に押し込む際の抵抗はかなり異なるため、図３に示すように、ＩＪヘッドを固定しているブラケット１６が回転して上下を逆に出来るようにしている。注入口２から洗浄液を入れる場合には、ＩＪヘッド稼動時と同様に、ノズルプレート８は下向きに、ノズル口４から入れる場合には、ノズルプレート８は上向きにすると、余分な負荷がかからず、ＩＪヘッドへの損傷も軽微で済むことになる。洗浄液の循環はナノバブル生成ユニットと直結した洗浄液タンク１７を中心にして、切換えバルブ１８の設定流路に従って、送液ポンプ１９により循環される。この流路の途中には、洗浄によって、ＩＪヘッドから離脱した固化物質やゲル化物質を取り除くためのフィルタ２０や、ＩＪヘッド内のチャネル７やノズル４に損傷を与えないように、随所に圧力センサ２１を配置し、循環を行っている。これらの制御はシーケンサ（ＰＬＣ）２２によって行い、全自動運転が可能である。
【００２６】
次に、洗浄に用いるナノバブルの気泡径について言及する。洗浄液は通常、エチルアルコールやアセトンのような有機溶剤である。これらの溶剤の粘度や表面張力等の流体力学的な特性は水とはかなり異なるため、バブルの径や溶解率等が異なってくる。そのために、添加剤等を加えて，物性値を近づけても構わない。バブルの大きさを規定するのはノズル径である。とくに目詰まり等の信頼性の問題が懸念されるのは、一般のプリンタではなく、エレクトロニクスデバイスの薄膜製造に使われる塗布装置である。この分野に使われるＩＪヘッドのノズル径は１０〜５０ミクロン程度であり、これ以上の直径を持つバブルは通過できない。しかも、洗浄効果を発揮するためには、バブルの平均径の１０倍程度の自由行程をもつ必要がある。このことは、逆に、ノズル径の１／１０程度のバブル径に抑える必要があるということを示唆している。
【００２７】
図４に、溶液を水とした場合のバブル径の測定結果の例を示す。バブルの生成個数分布を示したもので、５０％の生成確率をもって平均バブル径と定義している。このようなデータを実際の洗浄剤のもとに採取し、ナノバブルを生成する必要がある。図５にバブル径とバブルの浮上速度との関係を示す。このデータは水を用いた場合であるが、バブル径が大きくなる程、浮上速度が増す。即ち、消滅速度が速まる。この原理を用いて、バブルプール１３を設計すれば、比較的径が揃ったバブルが得られる。この考えに基づいたのが請求項２である。
【００２８】
また、洗浄液の適正化によって、ナノバブルの力を借りなくとも、十分な洗浄効果が期待できる場合がある。洗浄液の循環のみで洗浄する仕組みの例を図６に示す。ナノバブルの生成ユニットがかなりの体積を占めるため、小型化や塗布装置へのビルトインが可能となる。図３の説明において、詳細を述べたので、ここでは省略するが、この基本的な考えに立脚したのが請求項３である。
【００２９】
次に、第二の実施例について説明する。図７にＩＪ塗布装置の斜視図を示す。塗布装置はＩＪヘッド１、ＩＪヘッド支持構造体２３、タンク２４、供給配管２５、基板搬送テーブル２６、テーブル駆動用アクチュエータ２７、ガイドレール２８、位置検出手段２９、台座３０および制御装置３１よりなり、非接触方式で、基板３２上にＩＪ塗布するものである。ＩＪヘッド１は吐出溶液の供給をうけ、複数のノズル４に分岐させて吐出するデバイスである。ＩＪヘッド支持構造体２３はＩＪヘッド１を基板搬送テーブル２６の上方において支持するための枠体であり、ノズル面を下にして実装する。タンク２４は吐出溶液を貯留する容器であり、供給配管２５により、ＩＪヘッド１へ吐出溶液を供給する。また、基板搬送テーブル２６はテーブル駆動用アクチュエータ２７により、ガイドレール２８に沿って、ＩＪヘッド１に対し、相対的に水平移動する台である。テーブルの上面には、静電チャック等により、基板３２が保持される。テーブル駆動用アクチュエータ２７は基板搬送テーブル２６の下側に設置される駆動装置であり、通常、ガイドレール２８の上に載置される。ガイドレール２８は台座３０上に敷いた直線状の軌道である。以上は、テーブル移動型と呼ばれる塗布装置の仕組みであるが、基板が載置されたテーブルを固定し、ＩＪヘッドを含む構造体を移動させながら塗布する方法もある。また、位置検出手段２９は基板搬送テーブル２６の位置をセンサで検出し、基板搬送テーブル２６の速度が適正であるように、テーブル駆動用アクチュエータ２７をフィードバック制御する。台座３０は全体を支える基礎である。最後に、制御装置３１は、ＩＪヘッド１およびテーブル駆動用アクチュエータ２７の移動速度や吐出タイミング等の動作をコンピュータ等によって制御する機器であり、システム全体の司令塔である。
【００３０】
ここに示したような、通常のＩＪ塗布装置においては、空気抜きや吐出溶液の充填、乾燥防止等の始動に当ってのメンテナンスシステムは装備されているが、目詰まり防止やその予兆として現れる不安定吐出を防止し、対策するような仕組みは装備されていない。そのため、最も簡単な仕組みとして、吐出溶液と洗浄液を置換し、ＩＪヘッドの注入口２から入れ、ノズルプレート８を洗浄キャップ３３で覆って、吐出動作時と同じ方向に循環させる仕組みを図８に示す。この装置を具備しているだけで、吐出の安定性は増し、正常な塗布を実現できる。これが請求項４である。
【００３１】
最後に第三の実施例について説明する。前にも示したように、安定な吐出動作を維持するためには、溶液流路であるノズルやフィルタの目詰まりや狭小化を防止するばかりでなく、吐出溶液の液滴を形成するのに、重要な役割を果たすノズルプレート８上に形成された撥水処理膜９の損傷を回復することが重要である。吐出動作を繰り返すうちに、ノズルの壁面は、吐出溶液中に含有されている微細な固形分等の影響で、摩耗が激しく、また、ノズルプレート８上に形成された撥水処理膜９も、拭取り動作（ワイピング）や充填吸引動作（サッキング）時の機械的な負荷によって損傷し、安定な液滴が作れないおそれがある。図９にノズル断面に対して、吐出溶液のメニスカス形状を模式的に示す。同図（ａ）は撥水処理層９が健在であり、この状態で押し出すための電圧パルスが印加されると、理想的な液滴が形成される。一方、同図（ｂ）は撥水処理膜が損傷を受けた場合を示しており、吐出溶液とノズルプレートの‘濡れ’が容易になるため、この状態で電圧パルスを印加されても、液滴が出来難く、形成されたとしても不安定になる。そのために、撥水処理膜の再生は安定吐出を実現する上で、極めて重要な事項である。
【００３２】
図１０にＩＪヘッドのノズルプレート８上に形成された撥水処理膜の再生を図る装置の概略図を示す。撥水材料を収納したタンク３４から、供給された撥水材料は二流体スプレーノズル３５から、前方ある距離離れたミスト搬送ファン（貫流ファン）３６に向かって噴射される。撥水材料の微粒子のうち、比較的重いものは貫流ファン３６に到達する前に、落下し、回収される。貫流ファン３６に届いたものだけが、方向を変え、ＩＪヘッドのノズルプレート上に堆積する。この際、重要なのは撥水処理膜を均一に再生すると同時に、ノズルを埋めてしまわないことである。そのために、重い微粒子を避け、できるだけ小さな微粒子で成膜することが好ましい。その後、乾燥室３７に移動し、ヒータ３８によって乾燥させ、撥水処理膜の再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の対象となる産業用インクジェットヘッドの概観図である。
【図２】本発明の対象となる産業用インクジェットヘッド内の溶液流路を模式的に示した図である。
【図３】本発明の一実施例である、インクジェットヘッドの洗浄メンテナンスシステムの系統図である。
【図４】本発明に関連したナノバブルの気泡径の分布に関する測定例である。
【図５】本発明に関連したナノバブルの気泡径と浮上速度との関係を示した図である。
【図６】本発明の一実施例である洗浄液の循環のみでインクジェットヘッドの洗浄を行うシステムの例を示したものである。
【図７】本発明に関わるインクジェット塗布装置の斜視図である。
【図８】本発明の一実施例であるインクジェット塗布装置に洗浄システムを組込んだ場合の配管系統図の例を示したものである。
【図９】インクジェットヘッドのノズル部分での液滴形成直前のメニスカス形状を模式的に示した図である。（ａ）撥水処理膜が健在の場合（ｂ）撥水処理膜が損耗した場合
【図１０】本発明の一実施例で、撥水処理膜の修復するための装置の構成と斜視図を示したものである。
【符号の説明】
【００３４】
１      インクジェットヘッド
２      インクジェットヘッドの溶液注入口
３      インクジェットヘッドの溶液排出口
４      インクジェットヘッドのノズル（口）
５      マニホールド
６      メッシュフィルタ
７      電極つきチャネル（インクジェットヘッド内流路）
８      ノズルプレート
９      撥水処理膜
１０    循環加圧ポンプ
１１    加圧溶解タンク
１２    バブル生成ノズル
１３    バブルプール
１４    加圧洗浄キャップ
１５    循環洗浄キャップ
１６    インクジェットヘッド固定ブラケット
１７    洗浄液タンク
１８    切換えバルブ
１９    送液ポンプ
２０    中間フィルタ
２１    圧力センサ
２２    制御用シーケンサ（ＰＬＣ）
２３    ヘッド支持構造体
２４    タンク
２５    供給配管
２６    基板搬送テーブル
２７    テーブル駆動用アクチュエータ
２８    ガイドレール
２９    位置検出手段
３０    台座
３１    制御装置
３２    基板
３３    洗浄キャップ
３４    撥水材料収納タンク
３５    二流体スプレーノズル
３６    ミスト搬送ファン（貫流ファン）
３７    乾燥室
３８    ヒータ
【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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