(57)【要約】【課題】ヘッドキャップにおける機能液が接触する可能性のある部分の全てに洗浄液を行き渡らせた状態とすることを、吸引ユニットのヘッドキャップの周辺が大きくなることを抑制して実現することができる液状体吐出装置、及びヘッド保守装置を提供する。【解決手段】液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出ノズルが形成されたノズル基板を備える液状体吐出ヘッドと、液状体吐出ヘッドの吐出ノズルが形成されたノズル形成面を封止するヘッドキャップと、ヘッドキャップに連通し、ヘッドキャップ内の気体又は液体を吸引する吸引手段と、ヘッドキャップ内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、ヘッドキャップ内の液体の液面を検出する液面検出手段と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を吐出する吐出ノズルを備える液状体吐出ヘッドと、
前記液状体吐出ヘッドの前記吐出ノズルが形成されたノズル形成面を封止するヘッドキャップと、
前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内の気体又は液体を吸引する吸引手段と、
前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記ヘッドキャップ内の液体の液面を検出する液面検出手段と、を備えることを特徴とする液状体吐出装置。
【請求項２】
前記液面検出手段は、液面が前記ヘッドキャップの縁の高さに達したことを検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液状体吐出装置。
【請求項３】
前記液面検出手段は、前記ヘッドキャップ内の液体の液面が表面張力によって前記ヘッドキャップの縁より盛り上がった部分を検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の液状体吐出装置。
【請求項４】
前記液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向における前記ヘッドキャップの形状の重心位置における液体の液面を検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項５】
前記吸引手段は、前記ヘッドキャップに連通する吸引流路と、
前記吸引流路を開閉可能な吸引路開閉手段と、を備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項６】
前記洗浄液供給手段は、前記ヘッドキャップに連通する供給流路と、
前記供給流路を開閉可能な供給路開閉手段と、を備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項７】
前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液を貯留する洗浄液タンクを備え、前記洗浄液タンク内の前記洗浄液の液位を前記ヘッドキャップ内の液位より鉛直方向において相対的に高くすることで、前記ヘッドキャップに前記洗浄液を供給することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項８】
前記洗浄液が、前記液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項９】
液状体を吐出する吐出ノズルを備える液状体吐出ヘッドの前記吐出ノズルが形成されたノズル形成面を封止するヘッドキャップと、
前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内の気体又は液体を吸引する吸引手段と、
前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記ヘッドキャップ内の液体の液面を検出する液面検出手段と、を備えることを特徴とするヘッド保守装置。
【請求項１０】
前記液面検出手段は、液面が前記ヘッドキャップの縁の高さに達したことを検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項９に記載のヘッド保守装置。
【請求項１１】
前記液面検出手段は、前記ヘッドキャップ内の液体の液面が表面張力によって前記ヘッドキャップの縁より盛り上がった部分を検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項９に記載のヘッド保守装置。
【請求項１２】
前記液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向における前記ヘッドキャップの形状の重心位置における液体の液面を検出可能な位置に配設されていることを特徴とする、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【請求項１３】
前記吸引手段は、前記ヘッドキャップに連通する吸引流路と、
前記吸引流路を開閉可能な吸引路開閉手段と、を備えることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【請求項１４】
前記洗浄液供給手段は、前記ヘッドキャップに連通する供給流路と、
前記供給流路を開閉可能な供給路開閉手段と、を備えることを特徴とする、請求項９乃至１３のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【請求項１５】
前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液を貯留する洗浄液タンクを備え、前記洗浄液タンク内の前記洗浄液の液位を前記ヘッドキャップ内の液位より鉛直方向において相対的に高くすることで、前記ヘッドキャップに前記洗浄液を供給することを特徴とする、請求項９乃至１４のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【請求項１６】
前記洗浄液が、前記液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒であることを特徴とする、請求項９乃至１５のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドを備える液状体吐出装置、及び吐出ヘッドの保守を実施するヘッド保守装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドを備え、液状体を吐出して描画対象物上の任意の位置に着弾させることによって、描画対象物の任意の位置に液状体を配置する液状体吐出装置が知られている。このような液状体吐出装置を用いることによって、カラー液晶装置のカラーフィルター膜などのような機能膜の材料を含む液状体を、任意の位置に任意の量だけ精度良く塗布することが可能である。特に、液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドは、その吐出ノズルから微小な液滴を選択的に吐出して位置精度良く着弾させることができるため、精密な平面形状及び膜厚を有する膜を形成することができる。
近年では、例えば銀（Ａｇ）などの金属微粒子を溶媒に分散させた分散系金属インク（金属配線用インク）を使用することで、基板上の配線パターンの形成にも利用されている。液滴吐出ヘッドを用いて配線パターンを形成することで、微細な配線パターンや狭ピッチの配線パターンを効率よく高精度で製造することを可能にしている。
【０００３】
液滴吐出ヘッドは、別設のタンクなどから液状体が供給されると共に、供給された液状体を内部に設けたインク室（キャビティ）に一時的に貯留する。そして、ノズルプレートに多数形成された吐出ノズルからインク室に貯留した液状体を液滴として吐出する。
液状体は、液滴吐出ヘッドから好適に吐出できると共に、固化して特有の機能を有する膜を形成する液状体であって、液滴吐出ヘッドが待機しているとき、インク室に貯留した液状体が乾燥してしまう可能性がある。液状体が乾燥すると、増粘して吐出量が変化するだけでなく、部分的に固化してしまうことで、吐出ノズルの孔の目詰まりや吐出時の飛行曲がりなどを起こしてしまうことがある。乾燥し始めた液状体を液滴吐出ヘッドから除去するために、ヘッド吸引装置などのヘッド保守装置が用いられている。
ヘッド吸引装置などのヘッド保守装置においても、吸引した液状体がヘッド吸引装置などの内部で乾燥して付着することで、ヘッド吸引装置などの機能が損なわれて低下する可能性があった。ヘッド吸引装置の付着物を除去する手段を有する装置として、特許文献１には、吸引ユニットのヘッドキャップに洗浄液を供給する供給手段を備える、吸引ユニット、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器が、開示されている。
特許文献１には、ヘッドキャップが満液になる液量を検出する液量検出手段を備える構成も開示されている。しかし、ヘッドキャップの容量は、ヘッドキャップの個体差、付着物の量、液状体や洗浄液を排出した際に排出しきれなかった残存液の量、キャップ内に配設された吸収材が吸収している液状体や液状体の溶質や洗浄液の量、などの変動要素が多く、一定ではない。このため、液量を適正に調整しても、必ずしも、ヘッドキャップにおける機能液が接触する可能性のある部分の全てに洗浄液を行き渡らせた状態とすることが実現できるとは限らない。
特許文献２には、吸引ユニットの吐出ヘッドに当接する部分を覆う位置に空間を形成する底部及び側壁を配設し、当該空間に洗浄液を供給することで、ヘッドキャップの全体に機能液を供給することができる吸引装置、およびそれを備えた液滴吐出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８０２０９号公報
【特許文献２】特開２００８−１４２６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示された装置では、空間を形成する底部及び側壁を形成するために、吸引ユニットのヘッドキャップの周辺が大きくなるという課題があった。吸引ユニットのヘッドキャップの周辺が大きくなると、ヘッドに当接する部分であるヘッドキャップを配置できる間隔が広くなる。このことにより、複数の吐出ヘッドを備える装置では、吐出ヘッドの配設間隔に対応するヘッドキャップの配設間隔が必ずしも実現できないために、吐出ヘッドの配列によっては、特許文献２に開示された装置は必ずしも適用できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出ノズルを備える液状体吐出ヘッドと、前記液状体吐出ヘッドの前記吐出ノズルが形成されたノズル形成面を封止するヘッドキャップと、前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内の気体又は液体を吸引する吸引手段と、前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記ヘッドキャップ内の液体の液面を検出する液面検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本適用例にかかる液状体吐出装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給することができ、吸引手段によって、ヘッドキャップ内の洗浄液を吸引して排出することができる。これにより、洗浄液によって、ヘッドキャップ内を洗浄することができる。液面検出手段を備えることで、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段を用いて洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の適切な位置まで洗浄液を満たすことができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記液面検出手段は、液面が前記ヘッドキャップの縁の高さに達したことを検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００１０】
この液状体吐出装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、洗浄液がヘッドキャップの縁の高さに達したこと、すなわち、ヘッドキャップ内が満液状態になったことを検出することができる。これにより、ヘッドキャップ内が満液状態になるまで洗浄液を満たすことができる。それとともに、洗浄液がヘッドキャップ内に満液状態になった時点で洗浄液の供給を停止することで、洗浄液がヘッドキャップの外に溢れ出ることを抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記液面検出手段は、前記ヘッドキャップ内の液体の液面が表面張力によって前記ヘッドキャップの縁より盛り上がった部分を検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００１２】
この液状体吐出装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の洗浄液の液面が表面張力によってヘッドキャップの縁より盛り上がった状態になったことを検出することができる。一般的に、上側が開口した容器に液体を満たし、さらに液体を追加すると、液体は表面張力によって盛り上がった状態が保てる範囲で、液体が開口から溢れ出ることなく、開口から液体が盛り上がった状態が維持される。
液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の洗浄液の液面が表面張力によってヘッドキャップの縁より盛り上がった状態になるまで、すなわち、洗浄液がヘッドキャップの内側を縁まで満たした状態になるまで洗浄液を満たすことができる。それとともに、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出した時点で洗浄液の供給を停止することで、洗浄液がヘッドキャップの外に溢れ出ることを抑制することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向における前記ヘッドキャップの形状の重心位置における液体の液面を検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００１４】
この液状体吐出装置によれば、液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向におけるヘッドキャップの形状の重心位置における洗浄液の液面を検出することができる。ヘッドキャップに洗浄液が満液状態となり、さらに洗浄液が供給されると、ヘッドキャップの平面視形状の重心位置における液面が一番高くなる状態で盛り上がる。ヘッドキャップの形状の重心位置における洗浄液の液面を検出することで、ヘッドキャップに洗浄液が満液状態となったことを、他の位置において液面を検出する場合より早い段階で検出することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記吸引手段は、前記ヘッドキャップに連通する吸引流路と、前記吸引流路を開閉可能な吸引路開閉手段と、を備えることが好ましい。
【００１６】
この液状体吐出装置によれば、吸引路開閉手段によって、ヘッドキャップに連通する吸引流路を開閉することができる。吸引流路を開放することで、吸引流路を介してヘッドキャップ内の洗浄液などを吸引して排出することができる。吸引流路を閉鎖することで、ヘッドキャップ内に供給された洗浄液が吸引流路から流出することを、実質的に停止することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記洗浄液供給手段は、前記ヘッドキャップに連通する供給流路と、前記供給流路を開閉可能な供給路開閉手段と、を備えることが好ましい。
【００１８】
この液状体吐出装置によれば、供給路開閉手段によって、ヘッドキャップに連通する供給流路を開閉することができる。供給流路を開放することで、供給流路を介してヘッドキャップ内に洗浄液を供給することができる。供給流路を閉鎖することで、ヘッドキャップへの洗浄液の供給を供給動力源を停止することなどによって停止する場合にくらべて、迅速かつ確実に停止することができる。また、ヘッドキャップ内の洗浄液などが洗浄液供給手段に逆流することを抑制することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液を貯留する洗浄液タンクを備え、前記洗浄液タンク内の前記洗浄液の液位を前記ヘッドキャップ内の液位より鉛直方向において相対的に高くすることで、前記ヘッドキャップに前記洗浄液を供給することが好ましい。
【００２０】
この液状体吐出装置によれば、洗浄液タンク内の洗浄液の液位とヘッドキャップ内の液位との差による圧力によって、洗浄液を洗浄液タンクからヘッドキャップに送ることができる。洗浄液が洗浄液タンクからヘッドキャップに供給されると、洗浄液タンク内の洗浄液の液位とヘッドキャップ内の液位との差が小さくなるため、単位時間あたりの供給量が減少する。一般的に、単位時間あたりの供給量が少ないと、ヘッドキャップ内の液位が所定の液位となった状態を検出して、当該状態において、洗浄液の供給を停止することが容易である。洗浄液タンク内の洗浄液の量を調整することで、ヘッドキャップ内の液位が所定の液位に近くなった状態での単位時間あたりの供給量を少なくして、ヘッドキャップ内の液位を所定の液位にすることを容易にすることができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記洗浄液が、前記液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒であることが好ましい。
【００２２】
この液状体吐出装置によれば、液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒が、洗浄液としてヘッドキャップに供給される。ヘッドキャップの付着物は、主に液状体吐出ヘッドから吸引された機能液によるものであるため、機能液の主溶媒によって、容易に溶解することができる。
【００２３】
［適用例９］本適用例にかかるヘッド保守装置は、液状体を吐出する吐出ノズルを備える液状体吐出ヘッドの前記吐出ノズルが形成されたノズル形成面を封止するヘッドキャップと、前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内の気体又は液体を吸引する吸引手段と、前記ヘッドキャップに連通し、前記ヘッドキャップ内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記ヘッドキャップ内の液体の液面を検出する液面検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
本適用例にかかるヘッド保守装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給することができ、吸引手段によって、ヘッドキャップ内の洗浄液を吸引して排出することができる。これにより、洗浄液によって、ヘッドキャップ内を洗浄することができる。液面検出手段を備えることで、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段を用いて洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の適切な位置まで洗浄液を満たすことができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記液面検出手段は、液面が前記ヘッドキャップの縁の高さに達したことを検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００２６】
このヘッド保守装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、洗浄液がヘッドキャップの縁の高さに達したこと、すなわち、ヘッドキャップ内が満液状態になったことを検出することができる。これにより、ヘッドキャップ内が満液状態になるまで洗浄液を満たすことができる。それとともに、洗浄液がヘッドキャップ内に満液状態になった時点で洗浄液の供給を停止することで、洗浄液がヘッドキャップの外に溢れ出ることを抑制することができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記液面検出手段は、前記ヘッドキャップ内の液体の液面が表面張力によって前記ヘッドキャップの縁より盛り上がった部分を検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００２８】
このヘッド保守装置によれば、洗浄液供給手段によってヘッドキャップ内に洗浄液を供給する際に、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の洗浄液の液面が表面張力によってヘッドキャップの縁より盛り上がった状態になったことを検出することができる。一般的に、上側が開口した容器に液体を満たし、さらに液体を追加すると、液体は表面張力によって盛り上がった状態が保てる範囲で、液体が開口から溢れ出ることなく、開口から液体が盛り上がった状態が維持される。
液面検出手段によって洗浄液の液面を検出することによって、ヘッドキャップ内の洗浄液の液面が表面張力によってヘッドキャップの縁より盛り上がった状態になるまで、すなわち、洗浄液がヘッドキャップの内側を縁まで満たした状態になるまで洗浄液を満たすことができる。それとともに、液面検出手段によって洗浄液の液面を検出した時点で洗浄液の供給を停止することで、洗浄液がヘッドキャップの外に溢れ出ることを抑制することができる。
【００２９】
［適用例１２］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向における前記ヘッドキャップの形状の重心位置における液体の液面を検出可能な位置に配設されていることが好ましい。
【００３０】
このヘッド保守装置によれば、液面検出手段は、鉛直方向に直交する平面方向におけるヘッドキャップの形状の重心位置における洗浄液の液面を検出することができる。ヘッドキャップに洗浄液が満液状態となり、さらに洗浄液が供給されると、ヘッドキャップの平面視形状の重心位置における液面が一番高くなる状態で盛り上がる。ヘッドキャップの形状の重心位置における洗浄液の液面を検出することで、ヘッドキャップに洗浄液が満液状態となったことを、他の位置において液面を検出する場合より早い段階で検出することができる。
【００３１】
［適用例１３］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記吸引手段は、前記ヘッドキャップに連通する吸引流路と、前記吸引流路を開閉可能な吸引路開閉手段と、を備えることが好ましい。
【００３２】
このヘッド保守装置によれば、吸引路開閉手段によって、ヘッドキャップに連通する吸引流路を開閉することができる。吸引流路を開放することで、吸引流路を介してヘッドキャップ内の洗浄液などを吸引して排出することができる。吸引流路を閉鎖することで、ヘッドキャップ内に供給された洗浄液が吸引流路から流出することを、実質的に停止することができる。
【００３３】
［適用例１４］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記洗浄液供給手段は、前記ヘッドキャップに連通する供給流路と、前記供給流路を開閉可能な供給路開閉手段と、を備えることが好ましい。
【００３４】
このヘッド保守装置によれば、供給路開閉手段によって、ヘッドキャップに連通する供給流路を開閉することができる。供給流路を開放することで、供給流路を介してヘッドキャップ内に洗浄液を供給することができる。供給流路を閉鎖することで、ヘッドキャップへの洗浄液の供給を供給動力源を停止することなどによって停止する場合にくらべて、迅速かつ確実に停止することができる。
【００３５】
［適用例１５］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記洗浄液供給手段は、前記洗浄液を貯留する洗浄液タンクを備え、前記洗浄液タンク内の前記洗浄液の液位を前記ヘッドキャップ内の液位より鉛直方向において相対的に高くすることで、前記ヘッドキャップに前記洗浄液を供給することが好ましい。
【００３６】
このヘッド保守装置によれば、洗浄液タンク内の洗浄液の液位とヘッドキャップ内の液位との差による圧力によって、洗浄液を洗浄液タンクからヘッドキャップに送ることができる。洗浄液が洗浄液タンクからヘッドキャップに供給されると、洗浄液タンク内の洗浄液の液位とヘッドキャップ内の液位との差が小さくなるため、単位時間あたりの供給量が減少する。一般的に、単位時間あたりの供給量が少ないと、ヘッドキャップ内の液位が所定の液位となった状態を検出して、当該状態において、洗浄液の供給を停止することが容易である。洗浄液タンク内の洗浄液の量を調整することで、ヘッドキャップ内の液位が所定の液位に近くなった状態での単位時間あたりの供給量を少なくして、ヘッドキャップ内の液位を所定の液位にすることを容易にすることができる。
【００３７】
［適用例１６］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記洗浄液が、前記液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒であることが好ましい。
【００３８】
このヘッド保守装置によれば、液状体吐出ヘッドから吐出される機能液の主溶媒が、洗浄液としてヘッドキャップに供給される。ヘッドキャップの付着物は、主に液状体吐出ヘッドから吸引された機能液によるものであるため、機能液の主溶媒によって、容易に溶解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図。
【図２】（ａ）は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図。（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図。（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図。
【図３】吸引ユニットの構成を示す説明図。
【図４】洗浄液を用いてキャップ室などを洗浄する洗浄工程を示すフローチャート。
【図５】液面センサーによってキャップ室内の洗浄液の液面を検出する状態を示す説明図。
【図６】ヘッドユニットの概略構成を示す平面図。
【図７】キャップユニットの概略構成を示す平面図。
【図８】ヘッドキャップと液面センサーの位置関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、液状体吐出装置、及びヘッド保守装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。実施形態は、吐出ノズルを有する液状体吐出ヘッドの一例としての、液滴を吐出する吐出ノズルを有する液滴吐出ヘッド、を備える液滴吐出装置を例にして説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００４１】
＜液滴吐出法＞
最初に、液滴吐出法について説明する。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ2程度の超高圧を印加して吐出ノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
【００４２】
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒーターにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。このうち、ピエゾ方式は、液状材料に熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えない、駆動電圧を調整することによって、液滴の大きさを容易に調整することができるなどの利点を有する。本実施形態では、液状材料選択の自由度が高いこと、及び液滴の制御性が良いことから上記ピエゾ方式を用いる。
【００４３】
＜液滴吐出装置＞
次に、液滴吐出装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図である。
【００４４】
図１に示すように、液滴吐出装置１は、描画ユニット２と、ワークユニット３と、機能液供給ユニット４と、保守ユニット５とを備えている。
描画ユニット２は、液状体としての機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド１７（図２参照）を有している。
ワークユニット３は、液滴吐出ヘッド１７から吐出された液滴の吐出対象であるワークＷを載置するワーク載置台３０を有している。
機能液供給ユニット４は、機能液タンクと、給液管と、給液チューブとを有し、当該給液チューブが、液滴吐出ヘッド１７に接続されており、給液チューブを介して機能液が液滴吐出ヘッド１７に供給される。
液滴吐出ヘッド１７が液状体吐出ヘッドに相当する。
【００４５】
保守ユニット５は、液滴吐出ヘッド１７の吐出状態などの検査を実施する各装置、液滴吐出ヘッド１７の各種の保守を実施する吸引ユニット５０などの各装置、及びこれらの装置を移動可能に支持する移動装置を備えている。吸引ユニット５０は、キャップ装置５１と洗浄液供給装置７１と排液装置８１と液面センサー９１（図３参照）とを備えている。吸引ユニット５０のキャップ装置５１などの液滴吐出ヘッド１７に臨んだ状態で使用される各装置は、移動装置の移動プレートに固定されている。移動装置は、これらの各装置を、当該装置が使用される際に、液滴吐出ヘッド１７に臨む位置に移動する。
【００４６】
液滴吐出装置１は、また、これら各ユニットなどを総括的に制御する吐出装置制御部６を備えている。
さらに、液滴吐出装置１は、床上に設置された複数の支持脚８と、支持脚８の上側に設置された定盤９とを備えている。描画ユニット２と、ワークユニット３と、保守ユニット５の主要部とは、平面視長方形形状の定盤９の上に配設されている。吐出装置制御部６は、定盤９の下側に収容されている。
【００４７】
ワークユニット３は、定盤９の長手方向（この方向を、「Ｘ軸方向」と表記する。）に延在するように配設されている。ワークユニット３の上方には、描画ユニット２が、配設されている。描画ユニット２は、ワークユニット３と直交する方向（この方向を、「Ｙ軸方向」と表記する。）に延在している。描画ユニット２は、定盤９に固定された２本の支持柱で支持されて、ワークユニット３の上方でワークユニット３と交差している。また、定盤９の傍らには、機能液供給ユニット４の機能液タンクなどが配置されている。描画ユニット２の一方の支持柱の近傍には、保守ユニット５がワークユニット３と並んで配設されている。
【００４８】
描画ユニット２は、液滴吐出ヘッド１７を有するヘッドユニット２１と、ヘッドユニット２１を有するヘッドキャリッジ２５と、ヘッドキャリッジ２５が吊設された移動枠２２とを備えている。移動枠２２を、Ｙ軸走査機構によってＹ軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド１７をＹ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
ワークユニット３は、ワーク載置台３０を、Ｘ軸走査機構によって、Ｘ軸方向に移動させることで、ワーク載置台３０に載置されたワークＷをＸ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
【００４９】
描画を実施する際は、描画ユニット２が備える液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向の吐出位置まで移動して停止し、下方にあるワークＷのＸ軸方向の移動に同調して、機能液を液滴として吐出する。Ｘ軸方向に移動するワークＷと、Ｙ軸方向に移動する液滴吐出ヘッド１７とを相対的に制御することにより、ワークＷ上の任意の位置に液滴を着弾させることで、所望する平面形状の描画を実施することが可能である。
【００５０】
液滴吐出ヘッド１７の保守を実施する際は、描画ユニット２が備える液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向の保守ユニット５に臨む位置まで移動して停止する。当該位置の液滴吐出ヘッド１７に臨む位置に、保守ユニット５のいずれかの装置が移動して、保守作業が実施される。例えば、吸引ユニット５０のキャップ装置５１が移動装置によって移動させられて、液滴吐出ヘッド１７に臨む位置に位置させられる。昇降装置によってヘッドキャリッジ２５又はキャップ装置５１を昇降させることによって、液滴吐出ヘッド１７とキャップ装置５１とを当接させて、液滴吐出ヘッド１７をキャップ装置５１で封止し、吸引ユニット５０による液滴吐出ヘッド１７の吸引を実施する。
【００５１】
＜液滴吐出ヘッド＞
次に、図２を参照して、液滴吐出ヘッド１７について説明する。図２は、液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。図２（ａ）は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図であり、図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図であり、図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図である。
【００５２】
図２（ａ）に示したように、液滴吐出ヘッド１７は、接続針４２を一対有する液体導入部４１と、液体導入部４１の側方に連なるヘッド基板４３と、液体導入部４１に連なるポンプ部４５と、ポンプ部４５に連なるノズルプレート４６と、を備えている。液体導入部４１のそれぞれの接続針４２には、それぞれ配管接続部材が接続されて、当該配管接続部材を介して給液チューブが接続され、給液チューブに接続された機能液供給ユニット４から機能液が供給される。ヘッド基板４３には、ヘッドコネクター４７が一対実装されており、当該ヘッドコネクター４７を介してフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣケーブル）が接続される。液滴吐出ヘッド１７は、ＦＦＣケーブルを介して吐出装置制御部６と接続されており、ＦＦＣケーブルを介して信号の授受が行われる。ポンプ部４５とノズルプレート４６とにより、略方形状のヘッド本体４４が構成されている。
【００５３】
ポンプ部４５の基部側、すなわちヘッド本体４４の基部側は、液体導入部４１及びヘッド基板４３を受けるべく方形フランジ状にフランジ部４９が形成されている。このフランジ部４９には、液滴吐出ヘッド１７を固定する小ねじ用のねじ孔（雌ねじ）４９ａが一対形成されている。液滴吐出ヘッド１７は、液滴吐出ヘッド１７を保持するためのヘッド保持部材を貫通してねじ孔４９ａに螺合したヘッド止めねじにより、ヘッド保持部材に固定される。
【００５４】
ノズルプレート４６のノズル形成面４６ａには、ノズルプレート４６に形成されており液滴を吐出する吐出ノズル４８から成るノズル列４８Ａが、２本形成されている。２本のノズル列４８Ａは相互に平行に列設されており、各ノズル列４８Ａは、等ピッチで並べた例えば１８０個（図示では模式的に表している）の吐出ノズル４８で構成されている。ヘッド本体４４のノズル形成面４６ａには、その中心線を挟んで２本のノズル列４８Ａが配設されている。
【００５５】
液滴吐出ヘッド１７が液滴吐出装置１に取付けられた状態では、ノズル列４８ＡはＹ軸方向に延在する。２列のノズル列４８Ａをそれぞれ構成する吐出ノズル４８同士は、Ｙ軸方向において、相互に半ノズルピッチずつ位置がずれている。１ノズルピッチは、例えば１４０μｍである。Ｘ軸方向の同じ位置において、それぞれのノズル列４８Ａを構成する吐出ノズル４８から吐出された液滴は、設計上では、Ｙ軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。ノズル列４８Ａにおける吐出ノズル４８のノズルピッチが１４０μｍの場合、当該一直線状に連なる着弾位置の中心間距離は、設計上では、７０μｍである。
【００５６】
図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド１７は、ノズルプレート４６にポンプ部４５を構成する圧力室プレート３１が積層されており、圧力室プレート３１に振動板３２が積層されている。
圧力室プレート３１には、液体導入部４１から振動板３２の液供給孔３３を経由して供給される機能液が常に充填される液たまり３５が形成されている。液たまり３５は、振動板３２と、ノズルプレート４６と、圧力室プレート３１の壁とに囲まれた空間である。また、圧力室プレート３１には、ヘッド隔壁３７によって区切られた圧力室３８が形成されている。振動板３２と、ノズルプレート４６と、２個のヘッド隔壁３７とによって囲まれた空間が圧力室３８である。
【００５７】
圧力室３８は吐出ノズル４８のそれぞれに対応して設けられており、圧力室３８の数と吐出ノズル４８の数とは同じである。圧力室３８には、２個のヘッド隔壁３７の間に位置する供給口３６を介して、液たまり３５から機能液が供給される。ヘッド隔壁３７と圧力室３８と吐出ノズル４８と供給口３６との組は、液たまり３５に沿って１列に並んでおり、１列に並んだ吐出ノズル４８がノズル列４８Ａを形成している。図２（ｂ）では図示省略したが、図示した吐出ノズル４８を含むノズル列４８Ａに対して液たまり３５に関して略対称位置に、１列に並んで配設された吐出ノズル４８がもう一列のノズル列４８Ａを形成しており、対応するヘッド隔壁３７と圧力室３８と供給口３６との組が、１列に並んでいる。
【００５８】
振動板３２の圧力室３８を構成する部分には、それぞれ圧電素子３９の一端が固定されている。圧電素子３９の他端は、固定板（図示省略）を介して液滴吐出ヘッド１７全体を支持する基台（図示省略）に固定されている。
圧電素子３９は電極層と圧電材料とを積層した活性部を有し、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長手方向（図２（ｂ）又は（ｃ）においては振動板３２の厚さ方向）に縮む。活性部が縮むことで、圧電素子３９の一端が固定された振動板３２が圧力室３８と反対側に引張られる力を受ける。振動板３２が圧力室３８と反対側に引張られることで、振動板３２が圧力室３８の反対側に撓む。これにより、圧力室３８の容積が増加することから、機能液が液たまり３５から供給口３６を経て圧力室３８に供給される。次に、電極層に印加されていた駆動電圧が解除されると、活性部が元の長さに戻ることで、圧電素子３９が振動板３２を押圧する。振動板３２が押圧されることで、圧力室３８側に戻る。これにより、圧力室３８の容積が急激に元に戻る、すなわち増加していた容積が減少することから、圧力室３８内に充填されていた機能液に圧力が加わり、当該圧力室３８に連通して形成された吐出ノズル４８から機能液が液滴となって吐出される。
【００５９】
吐出装置制御部６は、圧電素子３９への印加電圧の制御、すなわち駆動信号を制御することにより、複数の吐出ノズル４８のそれぞれに対して、機能液の吐出制御を行う。より詳細には、吐出ノズル４８から吐出される液滴の体積や、単位時間あたりに吐出する液滴の数などを変化させることができる。これにより、基板上に着弾した液滴同士の距離や、基板上の一定の面積に着弾させる機能液の量などを変化させることができる。例えば、ノズル列４８Ａに並ぶ複数の吐出ノズル４８の中から、液滴を吐出させる吐出ノズル４８を選択的に使用することにより、ノズル列４８Ａの延在方向では、ノズル列４８Ａの長さの範囲であって吐出ノズル４８のピッチ間隔で、複数の液滴を同時に吐出することができる。ノズル列４８Ａの延在方向と略直交する方向では、基板と吐出ノズル４８とを相対移動させて、当該相対移動方向において、当該吐出ノズル４８が対向可能な、基板の任意の位置に吐出ノズル４８から吐出される液滴を配置することができる。
【００６０】
＜吸引ユニット＞
次に、吸引ユニット５０について、図３を参照して説明する。図３は、吸引ユニットの構成を示す説明図である。図３（ａ）は、吸引ユニットの全体構成を示す説明図であり、図３（ｂ）は、キャップ装置と液面センサーとの配置位置を示す説明図である。
図３に示すように、吸引ユニット５０は、キャップ装置５１と洗浄液供給装置７１と排液装置８１と液面センサー９１とを備えている。
【００６１】
キャップ装置５１は、ヘッドキャップ５２と、キャップ支持部６１と、給排液管６６と、を備えている。
ヘッドキャップ５２は、キャップベース５３と封止部材５４と吸収材５９とを備えている。キャップベース５３は、例えばステンレス鋼などのような腐食され難い材料で略直方体形状に構成されており、一面にキャップ凹部５６が形成されている。キャップ凹部５６は、キャップベース５３の一面に開口する略直方体形状の凹部である。キャップベース５３は、ヘッドキャップ５２が液滴吐出装置１に取り付けられた状態では、キャップ凹部５６の開口が重力加速度方向の上側を向く状態になる。
キャップベース５３において、重力加速度方向の上側に開口したキャップ凹部５６の底面には、キャップベース５３の外面（下面）に貫通する給排液孔５７が開口している。キャップベース５３の外面（下面）における給排液孔５７の開口には、給排液管６６が接続されている。これにより、給排液管６６に形成されている流路が、キャップ凹部５６に連通している。
【００６２】
封止部材５４は、機能液に対して耐食性を有するゴム状弾性体材料を用いて形成されている。封止部材５４は、平面視形状がキャップ凹部５６の開口の形状と略相似形状の外形形状と内側開口とを有する額縁形状を有し、キャップ凹部５６の開口の縁に沿って、図示省略した封止部材ホルダーによってキャップベース５３に固定されている。封止部材５４の封止凸部５４ａが、キャップベース５３の上面から突出している。封止部材５４とキャップ凹部５６とで、キャップ室５５を構成している。
【００６３】
封止凸部５４ａの平面視形状は、２列のノズル列４８Ａの周囲でノズル形成面４６ａに当接する形状になっている。ヘッドキャップ５２が液滴吐出ヘッド１７に当接する場合、キャップベース５３から突出している封止凸部５４ａがノズル形成面４６ａに当接する。このとき、ゴム状弾性体材料から成る封止凸部５４ａは、弾性変形してノズル形成面４６ａに密着する。キャップ室５５は、図３に二点鎖線で示したように、液滴吐出ヘッド１７によって封止されて、給排液孔５７、又は液滴吐出ヘッド１７に形成された液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な封止空間となる。吐出ノズル４８に対しては、キャップ室５５が、吐出ノズル４８を封止する封止空間になっている。
キャップ室５５には、吸収材５９が配設されている。吸収材５９は、多孔質の素材などの液体を吸着保持することが可能な素材で形成されている。
【００６４】
キャップ支持部６１は、キャッププレート６２と、ベースホルダー６３と、キャップ押圧機構６４と、を備えている。
キャッププレート６２が、液滴吐出装置１に、移動装置の移動プレートを介して固定されている。キャッププレート６２にはベースホルダー６３が固定されている。ベースホルダー６３にはキャップベース穴が形成されており、ヘッドキャップ５２のキャップベース５３が、キャップベース穴に、鉛直方向に摺動自在に遊嵌している。ヘッドキャップ５２は、キャップベース５３が、キャップ押圧機構６４を介してベースホルダー６３に対して離接方向に移動可能に取り付けられている。
キャップ押圧機構６４は、ヘッドキャップ５２がキャッププレート６２の面に略垂直な方向（キャップ装置５１が液滴吐出装置１に取り付けられた状態では鉛直方向）に移動する方向に弾性変形可能である。キャップ押圧機構６４が弾性変形した抗力によって、ヘッドキャップ５２が、キャッププレート６２から離れる方向に押圧され、キャップベース５３から突出したキャップ突起５３ａがベースホルダー６３に当接することによって、ヘッドキャップ５２の鉛直方向の位置が定まっている。
【００６５】
キャップ押圧機構６４は、ヘッドキャップ５２が液滴吐出ヘッド１７などに当接した状態で、ヘッドキャップ５２に加えられた当接力によって変形し、変形抗力によって、ヘッドキャップ５２を液滴吐出ヘッド１７などに押付ける力をヘッドキャップ５２に加える。
キャップ押圧機構６４による押し付け力によって、液滴吐出ヘッド１７に当接したゴム状弾性体材料から成る封止凸部５４ａは、弾性変形してノズル形成面４６ａに確実に密着する。封止凸部５４ａがノズル形成面４６ａに密着することで、キャップ室５５は、確実に、給排液孔５７、又は液滴吐出ヘッド１７の液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な、吐出ノズル４８を封止する封止空間となる。
【００６６】
液面センサー９１は、発光部９１ａと、受光検出部９１ｂとを備えている。発光部９１ａは発光素子を備えている。発光部９１ａは、鉛直方向において、発光素子から射出された光束の中心が封止部材５４の封止凸部５４ａの鉛直方向の直上を、略水平に通過する位置に配設されている。発光部９１ａは、水平方向において、略長方形形状の封止凸部５４ａの長辺の略中央に臨む位置に配設されている。受光検出部９１ｂは、受光素子を備えており、ヘッドキャップ５２に関して発光部９１ａと反対側において、発光部９１ａの発光素子から射出された光束を、受光素子によって検出可能な位置に配設されている。液面センサー９１は、いわゆるフォトインターラプターであって、光束が遮られると受光検出部９１ｂが受光する光量が減少するため、光束を遮る位置に物体が存在することを検知することができる。また、光量の減少量によって、光束を遮る物体の光軸に直交する方向の位置も検出することができる。液面センサー９１が液面検出手段に相当する。
【００６７】
洗浄液供給装置７１は、中継タンク７２と、給液管７４と、給液バルブ７６と、洗浄液供給タンク７３と、洗浄液ポンプ７８とを備えている。給液管７４は一端が給排液管６６に接続されており、もう一端が中継タンク７２に接続されている。上述したように給排液管６６はキャップ凹部５６に連通しており、中継タンク７２とキャップ凹部５６とは、給液管７４及び給排液管６６を介して連通している。給液管７４の中間には、給液バルブ７６が取り付けられている。給液バルブ７６は吐出装置制御部６によって制御されて、給液管７４の流路を開閉する。また、開放状態を調整することで流量の調整も実施可能である。中継タンク７２には、洗浄液供給タンク７３から洗浄液ポンプ７８によって洗浄液が送り込まれ、貯留される。給液バルブ７６が開放されると、中継タンク７２における洗浄液の液位と、キャップ凹部５６における洗浄液の液位と、の差による圧力によって、中継タンク７２からキャップ凹部５６に洗浄液が供給される。洗浄液供給装置７１が、洗浄液供給手段に相当する。給液管７４の流路が、供給流路に相当し、給液バルブ７６が、供給路開閉手段に相当する。中継タンク７２が、洗浄液タンクに相当する。
【００６８】
排液装置８１は、排液タンク８２と、排液管８４と、排液バルブ８６と、吸引ポンプ８８とを備えている。
排液管８４は一端が給排液管６６に接続されており、もう一端が排液タンク８２に接続されている。上述したように給排液管６６はキャップ凹部５６に連通しており、排液タンク８２とキャップ凹部５６とは、排液管８４及び給排液管６６を介して連通している。排液管８４の中間には、排液バルブ８６が取り付けられている。排液バルブ８６は吐出装置制御部６によって制御されて、排液管８４の流路を開閉する。排液タンク８２には、吸引ポンプ８８が接続されており、吸引ポンプ８８によって吸引することで、排液タンク８２内を負圧にすることができる。
吸引ポンプ８８によって排液タンク８２内を負圧にすることで、排液タンク８２に連通するキャップ凹部５６内の気体や液体をキャップ凹部５６から排液タンク８２に吸引することができる。
上述したように、ヘッドキャップ５２が液滴吐出ヘッド１７に当接した状態では、キャップ凹部５６を含むキャップ室５５は、給排液孔５７、又は液滴吐出ヘッド１７の液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な吐出ノズル４８を封止する封止空間である。吸引ポンプ８８を稼動させて排液タンク８２内を負圧にすることによって、キャップ室５５を負圧にすることで、液滴吐出ヘッド１７の液状体の流路に在る機能液を吸引することができる。排液装置８１が、吸引手段に相当する。排液管８４の流路が、吸引流路に相当し、排液バルブ８６が、吸引路開閉手段に相当する。
【００６９】
＜洗浄工程＞
次に、キャップ室５５などを洗浄する洗浄工程について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、洗浄液を用いてキャップ室などを洗浄する洗浄工程を示すフローチャートである。図５は、液面センサーによってキャップ室内の洗浄液の液面を検出する状態を示す説明図である。
図４のステップＳ２１では、中継タンク７２に洗浄液を供給する。上述したように、洗浄液は、洗浄液供給タンク７３から洗浄液ポンプ７８によって供給されて、中継タンク７２に貯留される。洗浄液は、例えば機能液の主溶媒が用いられる。洗浄液は、少なくとも、中継タンク７２における洗浄液の液位が、封止部材５４の封止凸部５４ａの上端より高くなる量だけ供給する。
【００７０】
次に、ステップＳ２２では、排液バルブ８６を閉鎖する。
次に、ステップＳ２３では、給液バルブ７６を開放する。
次に、ステップＳ２４では、キャップ室５５に洗浄液を供給する。上述したように、給液バルブ７６が開放されたことによって、中継タンク７２とキャップ凹部５６とは、給液管７４及び給排液管６６を介して連通している。洗浄液は、中継タンク７２に、中継タンク７２における洗浄液の液位が封止部材５４の封止凸部５４ａの上端より高くなる量だけ供給されており、液位の差による圧力によって、中継タンク７２からキャップ室５５のキャップ凹部５６に供給される。なお、中継タンク７２に予め供給する洗浄液の量を、キャップ室５５が洗浄液で略満液となる時点で、中継タンク７２における洗浄液の液位が、封止部材５４の封止凸部５４ａの上端近くまで下がるような量にすることで、当該時点での時間あたりの洗浄液の供給量を少なくすることができる。
【００７１】
次に、ステップＳ２５では、キャップ室５５に供給された洗浄液の液面を、液面センサー９１によって検出し、液面を検出できたか否かを判定する。上述したように、液面センサー９１は、発光部９１ａから射出された光束の中心が封止部材５４の封止凸部５４ａの直上を略水平に通過して、当該光束を受光検出部９１ｂが検出可能な位置に配設されている。キャップ室５５が洗浄液で満たされていない状態では、図５（ａ）に破線の矢印ａで示したように、発光部９１ａから射出された光束のほとんどが受光検出部９１ｂに到達する。
キャップ室５５が洗浄液で満たされると、図５（ｂ）に示すように、キャップ室５５に入りきらない洗浄液が封止凸部５４ａの開口から表面張力によって盛り上がる。発光部９１ａから射出されて封止凸部５４ａの直上を略水平に通過する光束は、図５（ｂ）に矢印ｂで示したように、盛り上がった洗浄液によって少なくとも一部が遮られて、受光検出部９１ｂが受光する光量が減少する。受光検出部９１ｂの出力によって、洗浄液の液面を検出することが可能であり、洗浄液の液面を検出することで、洗浄液の液面の一部がキャップ室５５の封止凸部５４ａの開口の高さを越えており、キャップ室５５が洗浄液で満たされたことを検出することができる。キャップ室５５が洗浄液で満たされた状態では、キャップ室５５の内面や吸収材５９に付着した付着物が洗浄液に溶解などされて、キャップ室５５の内部が洗浄される。
【００７２】
ステップＳ２５において液面を検出できなかった場合（ステップＳ２５でＮＯ）には、ステップＳ２４に戻り、ステップＳ２４を継続する。
ステップＳ２５において液面を検出できた場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）には、ステップＳ２６に進む。
【００７３】
ステップＳ２５の次にステップＳ２６では、給液バルブ７６を閉鎖する。給液バルブ７６を閉鎖することで、キャップ室５５への洗浄液の供給を停止する。
次に、ステップＳ２７では、キャップ室５５の内部を洗浄した洗浄液を排出するための排液吸引を開始する。上述したように、吸引ポンプ８８によって吸引することによって排液タンク８２内を負圧にする。
次に、ステップＳ２８では、排液バルブ８６を開放する。
【００７４】
次に、ステップＳ２９では、キャップ室５５内の洗浄を実施してキャップ室５５内に付着していた付着物などを含んだ洗浄液を排出する。
排液バルブ８６が開放されたことによって、上述したように、排液タンク８２とキャップ凹部５６とは、排液管８４及び給排液管６６を介して連通している。吸引ポンプ８８によって吸引することによって排液タンク８２内が負圧になっているため、キャップ室５５内に満たされている、付着物などを含んだ洗浄液が排液タンク８２に排出される。洗浄液の排出は、キャップ室５５内の付着物などを含んだ洗浄液を充分排出できるだけの時間をかけて実施する。
【００７５】
ステップＳ２９の次にステップＳ３０では、予め指定された回数の洗浄を実施したか否かを、すなわち、ステップＳ２２からステップＳ２９の各工程を実施する洗浄工程を指定回数実施したか否かを判定する。
予め指定された回数の洗浄を実施してなかった場合（ステップＳ３０でＮＯ）には、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２からステップＳ２９の各工程を繰り返す。このとき、中継タンク７２に供給されている洗浄液の量がステップＳ２２からステップＳ２９の各工程を繰り返すのに必要な量に満たない場合には、ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１からステップＳ２９の各工程を繰り返す。
予め指定された回数の洗浄を既に実施してあった場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）には、洗浄液を用いてキャップ室５５などを洗浄する洗浄工程を終了する。
【００７６】
＜ヘッドユニット＞
次に、複数の液滴吐出ヘッド１７を備える吐出ユニットが備えるヘッドユニット１２１の概略構成について、図６を参照して説明する。図６は、ヘッドユニットの概略構成を示す平面図である。図６に示したＸ軸及びＹ軸は、ヘッドユニット１２１が液滴吐出装置１と略同様の構成を備える液滴吐出装置に取り付けられた状態において、図１に示したＸ軸及びＹ軸と同一方向である当該液滴吐出装置のＸ軸及びＹ軸と一致している。
【００７７】
図６に示したように、ヘッドユニット１２１は、キャリッジプレート１２３と、キャリッジプレート１２３に搭載された６個の液滴吐出ヘッド１７と、を有している。液滴吐出ヘッド１７は、キャリッジプレート１２３に固定されており、ヘッド本体４４がキャリッジプレート１２３に形成された孔（図示省略）に遊嵌して、ノズルプレート４６（ヘッド本体４４）が、キャリッジプレート１２３の面より突出している。図６は、ノズルプレート４６（ノズル形成面４６ａ）側から見た図である。６個の液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向に分かれて、それぞれ３個ずつの液滴吐出ヘッド１７を有するヘッド組１２５を２群形成している。それぞれの液滴吐出ヘッド１７のノズル列４８ＡはＹ軸方向に延在している。
【００７８】
一つのヘッド組１２５が有する３個の液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向において、互いに隣り合う液滴吐出ヘッド１７の、一方の液滴吐出ヘッド１７の端の吐出ノズル４８に対して、もう一方の液滴吐出ヘッド１７の端の吐出ノズル４８が半ノズルピッチずれて位置するように、位置決めされている。仮に、ヘッド組１２５が有する３個の液滴吐出ヘッド１７において、全ての吐出ノズル４８のＸ軸方向の位置を同じにすると、吐出ノズル４８は、Ｙ軸方向に半ノズルピッチの等間隔で並ぶ。すなわち、Ｘ軸方向の同じ位置において、それぞれの液滴吐出ヘッド１７が有するそれぞれのノズル列４８Ａを構成する吐出ノズル４８から吐出された液滴は、設計上では、Ｙ軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向において互いに重なるため、Ｘ軸方向に階段状に並んでヘッド組１２５を構成している。
【００７９】
＜キャップユニット＞
次に、ヘッドユニット１２１の複数の液滴吐出ヘッド１７に対応する複数のヘッドキャップ５２を備えるキャップユニット１５１の概略構成について、図７を参照して説明する。図７は、キャップユニットの概略構成を示す平面図である。図７に示したＸ軸及びＹ軸は、キャップユニット１５１が液滴吐出装置１と略同様の構成を備える液滴吐出装置に取り付けられた状態において、図６に示したＸ軸及びＹ軸と一致している。
【００８０】
キャップユニット１５１は、ヘッドキャップ５２と、キャップ支持部１６１と、給排液管６６（図３参照）と、を備えている。
キャップユニット１５１は、上述したキャップ装置５１が備えるヘッドキャップ５２と給排液管６６とを、６組備えている。
【００８１】
キャップ支持部１６１は、キャップユニットプレート１６２と、ベースホルダー６３と、キャップ押圧機構６４（図３参照）と、を備えている。
キャップユニットプレート１６２が、液滴吐出装置に、移動機構を介して固定されている。キャップユニットプレート１６２には、ベースホルダー６３が、６個固定されている。ベースホルダー６３には、上述したキャップ装置５１と同様に、ヘッドキャップ５２が固定されている。ヘッドキャップ５２は、キャップ装置５１と同様に、キャップ押圧機構６４による押し付け力によって、液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル４８を封止する封止空間を形成する。
６個のヘッドキャップ５２のそれぞれは、キャップユニットプレート１６２において、ヘッドユニット１２１の６個の液滴吐出ヘッド１７を、６個のヘッドキャップ５２によって同時に封止できる位置に配設されている。
それぞれのヘッドキャップ５２に対応して、吸引ユニット５０と同様の洗浄液供給装置７１と排液装置８１とが配設されている。
液面センサー９１が、６個のヘッドキャップ５２のそれぞれにおける液面を検出可能に、それぞれのヘッドキャップ５２ごとに１個ずつ配設されている。
【００８２】
＜液面センサー配置例＞
次に、液面センサー９１を配設する位置について、上述した位置とは異なる例について、図８を参照して説明する。図８は、ヘッドキャップと液面センサーの位置関係を示す説明図である。図８（ａ）は、ヘッドキャップに対する液面センサーの位置を示す説明図であり、図８（ｂ）は、液面センサーによってキャップ室内の洗浄液の液面を検出する状態を示す説明図である。
【００８３】
図８（ａ）に示すように、液面センサー９１の鉛直方向の位置は、発光部９１ａから射出された光束の中心が封止部材５４の封止凸部５４ａの直上を略水平に通過して、当該光束を受光検出部９１ｂが検出可能な位置に配設されている。
光束の中心から発光部９１ａ又は受光検出部９１ｂ鉛直方向の上面までの距離が、キャリッジプレート１２６からの液滴吐出ヘッド１７の突出量に比べて充分小さくない。このため、キャリッジプレート１２６と発光部９１ａ又は受光検出部９１ｂとが平面方向において重なる位置に配設されていると、液滴吐出ヘッド１７をヘッドキャップ５２によって封止した際に、キャリッジプレート１２６と発光部９１ａ又は受光検出部９１ｂとが干渉する。そこで、図８に示した液面センサー９１は、発光部９１ａ及び受光検出部９１ｂを、キャリッジプレート１２６と平面方向において重ならない位置に配設されている。
【００８４】
離れた位置にある受光検出部９１ｂまで到達できる強度の光を射出可能な発光素子を用いることで、キャップ室５５が洗浄液で満たされていない状態では、図８（ａ）に破線の矢印ｃで示したように、発光部９１ａから射出された光束のほとんどが受光検出部９１ｂに到達する。
キャップ室５５が洗浄液で満たされると、図８（ｂ）に示すように、キャップ室から溢れた洗浄液が封止凸部５４ａの開口から表面張力によって盛り上がる。発光部９１ａから射出されて封止凸部５４ａの直上を略水平に通過する光束は、図８（ｂ）に矢印ｄで示したように、盛り上がった洗浄液によって少なくとも一部が遮られて、受光検出部９１ｂが受光する光量が減少する。受光検出部９１ｂの出力によって、洗浄液の液面を検出することが可能である。
【００８５】
実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）洗浄液供給装置７１によって、ヘッドキャップ５２に洗浄液を供給することができる。キャップ室５５を洗浄液で浸すことで、洗浄液に浸された部分の付着物などを洗浄することができる。
【００８６】
（２）液面センサー９１によって、キャップ室５５が洗浄液で満たされて洗浄液が封止凸部５４ａの開口から表面張力によって盛り上がった液面を検出することができる。これにより、キャップ室５５が洗浄液で満たされると共に、洗浄液がキャップ室５５から溢れ出ない状態に、ヘッドキャップ５２に洗浄液を供給することができる。キャップ室５５を洗浄液で満たすことで、キャップ室５５の全体を洗浄することができる。
【００８７】
（３）洗浄液供給装置７１は、給液管７４の流路を開閉することができる給液バルブ７６を備えている。給液バルブ７６を用いることで、中継タンク７２からヘッドキャップ５２への洗浄液の供給を迅速に停止することができる。これにより、適切な量の洗浄液がヘッドキャップ５２に供給されたことが検出されてから余分に洗浄液が供給されることを抑制することができる。また、洗浄液が逆流することを抑制することができる。
【００８８】
（４）排液装置８１は、排液管８４の流路を開閉する排液バルブ８６を備えている。排液バルブ８６を閉じることで、洗浄液が給排液管６６から自然に流出することを抑制することができる。
【００８９】
（５）液面センサー９１は、発光部９１ａが、水平方向において、略長方形形状の封止凸部５４ａの長辺の略中央に臨む位置に配設されており、受光検出部９１ｂは、射出された光束を検出可能な位置に配設されている。洗浄液が封止凸部５４ａの開口から表面張力によって盛り上がる場合、中央が最も高くなるため、発光部９１ａを封止凸部５４ａの長辺の略中央に臨む位置に配設することで、液面の高い位置を検出するため、効率よく液面を検出することができる。
【００９０】
（６）中継タンク７２における洗浄液の液位と、キャップ室５５における洗浄液の液位と、の差による圧力によって、中継タンク７２からキャップ室５５に洗浄液が供給される。洗浄液が供給されるにしたがって、中継タンク７２における液位は低下し、キャップ室５５における液位は上昇するため、液位の差による圧力が減少して、単位時間あたりの供給量が減少する。これにより、供給を停止する時点での単位時間あたりの供給量を少なくして供給を停止する時点の時間的許容誤差を大きくすることができる。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【００９２】
（変形例１）前記実施形態においては、液面センサー９１を、発光部９１ａが略長方形形状の封止凸部５４ａの長辺の略中央に臨む位置に配設することで、洗浄液が封止凸部５４ａの開口から表面張力によって盛り上がる場合に最も高くなる位置における液面を検出していた。しかし、液面センサーを長辺に臨む位置に配設することも辺の中央付近に配置することも必須ではない。表面張力によって盛り上がった液面は、開口の重心位置が最も高くなるため、開口の重心位置の液面を検出する構成であればよい。
【００９３】
（変形例２）前記実施形態においては、液面センサー９１はフォトインターラプターであり、光束が洗浄液によって遮られることで液面を検出していたが、液面を検出するために液体が光束を遮ることを検出することは必須ではない。液面に浮かんでいる部材などのように液面の位置に追従して昇降する部材を検出することで液面を検出する構成であってもよい。
【００９４】
（変形例３）前記実施形態においては、液面センサー９１はフォトインターラプターであり、光束が洗浄液によって遮られることで液面を検出していたが、液面を検出するために光束が遮られることを検出することは必須ではない。例えば、液面の位置が所定の位置になると、発光素子から射出されて液面で反射された光束が受光素子で受光できる位置に、液面センサーの各構成部を配設する構成であってもよい。
【００９５】
（変形例４）前記実施形態においては、ヘッドキャップ５２ごとに液面センサー９１を配設して、個別のヘッドキャップ５２ごとに液面を検出していたが、個別のヘッドキャップごとに液面を検出することは必須ではない。複数のヘッドキャップにおける液面を一つの液面センサーで検出する構成であってもよい。複数のヘッドキャップ間で液位が異なる場合には、例えば、最も液位が高い液面を検出する。
【００９６】
（変形例５）前記実施形態においては、キャップユニット１５１が備える複数のヘッドキャップ５２のそれぞれのヘッドキャップ５２に対して１個の洗浄液供給装置７１と排液装置８１とを備える構成であったが、複数のヘッドキャップのそれぞれに対して洗浄液供給装置及び排液装置を設けることは必須ではない。複数のヘッドキャップに対して共通の洗浄液供給装置及び排液装置を設ける構成であってもよい。なお、複数のヘッドキャップに対して共通の洗浄液供給装置を設ける構成では、前記実施形態のように、中継タンクにおける洗浄液の液位と、キャップ室における洗浄液の液位と、の差による圧力によって洗浄液を供給する構成にすることで、複数のキャップ室における洗浄液の液位を均一にし易くすることができる。
【００９７】
（変形例６）前記実施形態においては、洗浄液供給装置７１は、給液管７４の流路を開閉する給液バルブ７６を備えていたが、洗浄液供給装置が洗浄液の流路を開閉する装置を備えることは必須ではない。例えば、給液装置の駆動源の稼動状態を制御することによって洗浄液の供給状態を制御する構成であってもよい。
【００９８】
（変形例７）前記実施形態においては、排液装置８１は、排液管８４の流路を開閉する排液バルブ８６を備えていたが、排液装置が排液の流路を開閉する装置を備えることは必須ではない。例えば、排液装置の駆動源の稼動状態を制御することによって洗浄液の供給状態を制御する構成であってもよい。
【００９９】
（変形例８）前記実施形態においては、中継タンク７２における洗浄液の液位と、キャップ室５５における洗浄液の液位と、の差による圧力によって、中継タンク７２からキャップ室５５に洗浄液が供給される構成であった。しかし、中継タンクを設けることも、液位の差を利用して洗浄液を供給することも必須ではない。給液装置の駆動源によって、洗浄液の貯留タンクから直接ヘッドキャップに洗浄液を供給する構成であってもよい。
【０１００】
（変形例９）前記実施形態においては、洗浄液は、機能液の主溶媒であったが、洗浄液が機能液の主溶媒であることは必須ではない。ヘッドキャップに付着した付着物を溶解したり、ヘッドキャップの面から剥離させたりして、ヘッドキャップを洗浄できる液状体であればどのようなものであってもよい。
【０１０１】
（変形例１０）前記実施形態においては、キャップ装置５１はキャップ凹部５６に連通する給排液管６６を備え、洗浄液供給装置７１の給液管７４及び排液装置８１の排液管８４は、給排液管６６を介してキャップ凹部５６に連通していた。しかし、吸引手段の吸引流路と洗浄液供給手段の供給流路とが共通の流路を介してヘッドキャップに接続されることは必須ではない。吸引流路と供給流路とが、それぞれ個別にヘッドキャップに接続される構成であってもよい。
【０１０２】
（変形例１１）前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド１７は、インクジェット方式の液滴吐出ヘッドであったが、液状体吐出ヘッドがインクジェット方式の液滴吐出ヘッドであることは必須ではない。液状体を配置する液状体吐出ヘッドは、インクジェット方式とは異なる方式の吐出ヘッドであってもよい。
【０１０３】
（変形例１２）前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド１７は、一種類の機能液を吐出する構成であったが、液滴吐出ヘッドが吐出する液状体の種類は一種類に限らない。液滴吐出ヘッドは、複数の液状体供給経路及びそれぞれの液状体供給経路が連通して液状体を供給することができるノズル列を備える構成であってもよい。
【０１０４】
（変形例１３）前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド１７は、ノズル列４８Ａを２列備えており、それぞれのノズル列４８Ａは１８０個の吐出ノズル４８を有する構成であったが、液滴吐出ヘッドにおける吐出ノズルの構成は液滴吐出ヘッド１７におけるような構成に限らない。液滴吐出ヘッドが有する吐出ノズルの数は何個であってもよいし、液滴吐出ヘッドにおける吐出ノズルの配列も、例えば１列に配列するなど、どのような配列であってもよい。
【０１０５】
（変形例１４）前記実施形態においては、液滴吐出装置のヘッドユニット１２１は６個の液滴吐出ヘッド１７を備えていたが、ヘッドユニットが備える液滴吐出ヘッドの数は、６個に限らない。ヘッドユニットは、何個の液滴吐出ヘッドを備える構成であってもよい。ヘッドユニットに対応するキャップユニットにおけるヘッドキャップの数も、ヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの数に対応して、何個のヘッドキャップを備えていてもよい。
【０１０６】
（変形例１５）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は１個のヘッドユニット２１を備えていたが、液状体吐出装置が備えるヘッドユニットは１個に限らない。液状体吐出装置は、何個のヘッドユニットを備える構成であってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１…液滴吐出装置、２…描画ユニット、５…保守ユニット、１７…液滴吐出ヘッド、２１…ヘッドユニット、４６…ノズルプレート、４６ａ…ノズル形成面、４８…吐出ノズル、４８Ａ…ノズル列、５０…吸引ユニット、５１…キャップ装置、５２…ヘッドキャップ、５３…キャップベース、５４…封止部材、５４ａ…封止凸部、５５…キャップ室、５６…キャップ凹部、５７…給排液孔、６１…キャップ支持部、６４…キャップ押圧機構、６６…給排液管、７１…洗浄液供給装置、７２…中継タンク、７４…給液管、７６…給液バルブ、８１…排液装置、８２…排液タンク、８４…排液管、８６…排液バルブ、８８…吸引ポンプ、９１…液面センサー、９１ａ…発光部、９１ｂ…受光検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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