(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドに至る配管内に気泡を発生させることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法、機能液供給装置およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器を提供することを課題とする。【解決手段】液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法では、先ず、エアーを排除して、機能液を機能液タンク１０２内に密閉状態とする。次に、機能液タンク１０２内の機能液を加圧送液して、供給管路１０５および液滴吐出ヘッド２０のヘッド内流路に機能液を充填する充填工程を行う。そしてこの充填工程において、機能液タンク１０２内に臨み、機能液タンク１０２内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成された可動部材１４１を用いて行う。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッドの吐出駆動により機能液タンクから供給管路を介して当該液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系における、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法であって、
エアーを排除して、機能液を前記機能液タンク内に密閉状態とする密閉工程と、
前記密閉工程の後、前記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、を備え、
前記充填工程は、前記機能液タンク内に臨み、当該機能液タンク内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成された可動部材を用いて行われることを特徴とする液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法。
【請求項２】
前記可動部材が、前記機能液タンクの内面をシリンダとするピストンであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法。
【請求項３】
前記可動部材が、前記機能液タンクの内面を固定部とする膜体であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法。
【請求項４】
前記充填工程の後、前記液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引工程を、更に備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法。
【請求項５】
液滴吐出ヘッドの吐出駆動により機能液タンクから供給管路を介して当該液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系における、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法であって、
前記供給管路に臨むチューブポンプを用い、
前記機能液タンク内を大気開放した状態で、前記チューブポンプを駆動し、前記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填することを特徴とする液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法。
【請求項６】
機能液を貯留した機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置であって、
前記機能液タンク内に臨み、当該機能液タンク内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成された可動部材と、
前記可動部材を可動させる動力機構と、
前記動力機構を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記液滴吐出ヘッドへの機能液の充填時において、前記動力機構を駆動し、エアーを排除して機能液を密閉状態とした前記機能液タンクに対し前記可動部材を可動させることにより、前記機能液タンク内の機能液を加圧送液して、前記供給管路および前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填すると共に、前記液滴吐出ヘッドへの機能液の非充填時において、前記動力機構の駆動を停止することを特徴とする機能液供給装置。
【請求項７】
前記可動部材が、前記機能液タンクの内面をシリンダとするピストンで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の機能液供給装置。
【請求項８】
前記可動部材が、前記機能液タンクの内面を固定部とする膜体で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の機能液供給装置。
【請求項９】
補給管路を介して前記機能液タンクに補給する機能液を貯留し、当該機能液タンクをサブタンクとして機能させるメインタンクと、
前記供給管路に介設され、前記制御手段に開閉制御される供給側開閉バルブと、
前記補給管路に介設され、前記制御手段に開閉制御される補給側開閉バルブと、を更に備え、
前記動力機構は、前記可動部材を往復動可能に構成され、
前記制御手段は、前記充填時において前記動力機構を駆動し、前記可動部材の加圧方向への往動に同期して、前記供給側開閉バルブを開放し且つ前記補給側開閉バルブを閉塞すると共に、前記可動部材の復動に同期して、前記供給側開閉バルブを閉塞し且つ前記補給側開閉バルブを開放することを特徴とする請求項６、７または８に記載の機能液供給装置。
【請求項１０】
前記メインタンクを加圧して、当該メインタンク内の機能液を前記機能液タンクに加圧送液する加圧送液手段を、更に有し、
前記制御手段は、前記可動部材の復動に同期して、前記加圧送液手段を駆動することを特徴とする請求項９に記載の機能液供給装置。
【請求項１１】
前記制御手段により開閉制御され、前記機能液タンク内を大気に開放する大気開放バルブを、更に有し、
前記制御手段は、前記充填時において、前記大気開放バルブを閉塞し、前記非充填時において、前記大気開放バルブを開放することを特徴とする請求項６ないし１０のいずれかに記載の機能液供給装置。
【請求項１２】
請求項６ないし１１のいずれかに記載の機能液供給装置を備え、ワークに対し液滴吐出ヘッドを相対的に走査して描画を行う液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記ワークへの描画時となる前記非充填時において、前記液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１３】
前記液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、当該液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段を更に備え、
前記制御手段は、前記充填時において、前記可動部材による前記液滴吐出ヘッドへの機能液の充填後、前記吸引手段を駆動し、前記液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させることを特徴とする請求項１２に記載の液滴吐出装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の液滴吐出装置を用い、
前記液滴吐出ヘッドから吐出した機能液により形成した成膜部を、前記ワークとなる基板上に有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１５】
請求項１２または１３に記載の液滴吐出装置を用い、
前記液滴吐出ヘッドから機能液を吐出して、前記ワークとなる基板上に成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能液タンクに貯留したインク等の機能液をインクジェット方式の液滴吐出ヘッドに充填する、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法、機能液供給装置およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドが吐出駆動することにより、機能液タンク内の機能液が供給管路を介して液滴吐出ヘッドに供給されるようになっている。また、ノズル詰まり等を解消するために、液滴吐出ヘッドから機能液を強制的に吸引する（クリーニング処理）ための吸引ユニットが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
この液滴吐出装置において、液滴吐出ヘッドに機能液を初期充填する場合には、上記の吸引ユニットを用い、液滴吐出ヘッドからエアーと共に機能液を吸引する。すなわち、吸引ユニットを活用することで、供給管路内を負圧にし、機能液タンク内の機能液を送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填している。
一方、これとは逆に、密閉した機能液タンク内に不活性ガス等の圧縮エアーにより正圧を付与し、機能液タンク内の機能液を供給管路を介して圧送することで、液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填するものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８６９７４号公報（第２頁、第５図）
【特許文献２】
特開２０００−２１１６０号公報（第２頁、第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ヘッド内流路に気泡が残っていると、液滴吐出ヘッドはノズルの吐出不良を生じる。一方で、カラーフィルタや有機ＥＬデバイスの各種成膜部の形成に供する液滴吐出装置では、脱気しきれないインクなど特殊な機能液を用いる場合がある。
特許文献１の従来の負圧による充填方法では、機能液の性状によっては溶存気体により供給管路内に気泡を発生させるおそれがある。かかる場合には、残留気泡を排除するべく、吸引を数回繰り返してヘッド内流路からノズルを介して気泡を機能液と共に排出する必要が生じ、高価な機能液を無駄に消費する問題が生じる。
また、特許文献２の従来の正圧による充填方法では、機能液の液面にエアー圧が作用すると、圧縮エアーの気体成分が機能液に溶け込むため、機能液の溶存気体量が増加してしまうおそれがある。このため、充填完了後、大気圧に戻ったときやクリーニング処理（機能液の吸引）を実行するなど、供給管路内に減圧現象が起こると、供給管路内で気泡が発生し、負圧による充填の場合と同様な問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、液滴吐出ヘッドに至る配管内に気泡を発生させることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法、機能液供給装置およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器を提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法は、液滴吐出ヘッドの吐出駆動により機能液タンクから供給管路を介して当該液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系における、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法であって、エアーを排除して、機能液を機能液タンク内に密閉状態とする密閉工程と、密閉工程の後、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する充填工程と、を有し、充填工程は、機能液タンク内に臨み、当該機能液タンク内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成された可動部材を用いて行われることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材が可動すると、機能液タンク内の機能液は、加圧により機能液タンク内で体積変形して供給管路に流出し、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに送液されてゆく。このように、可動部材が機能液に液密に接液し且つ加圧しているため、機能液にエアーが一切接触することがなく且つ機能液にエアーが溶け込むことがない。これにより、機能液の脱気率に関らず、充填時および充填後においても、供給管路内およびヘッド内流路の機能液の気泡発生を好適に防止できる。
【０００８】
この場合、可動部材が、機能液タンクの内面をシリンダとするピストンであることが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつピストンを移動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。
【００１０】
同様にこの場合、可動部材が、機能液タンクの内面を固定部とする膜体であることが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、上記同様に機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつ膜体を可動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。なお、膜体にはダイアフラムやベローズが含まれる。
【００１２】
これらの場合、充填工程の後、液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引工程を、更に備えたことが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、可動部材による正圧を用いた機能液の充填後において、液滴吐出ヘッドに負圧が付与される。これにより、仮に液滴吐出ヘッド（のヘッド内流路）に気泡が滞留している場合でも、残留気泡を減圧効果により拡大させ、これを機能液と共に液滴吐出ヘッドから適切に排出することができる。
【００１４】
本発明の他の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法は、液滴吐出ヘッドの吐出駆動により機能液タンクから供給管路を介して当該液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給系における、液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法であって、供給管路に臨むチューブポンプを用い、機能液タンク内を大気開放した状態で、チューブポンプを駆動し、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する。
【００１５】
この構成によれば、チューブポンプにより供給管路を扱くことで、機能液タンクから液滴吐出ヘッドに機能液が加圧送液されるが、このとき、機能液タンク内を大気開放している。これにより、チューブポンプによる機能液の吸込み時に機能液タンク内の機能液に負圧を付与することを極力回避できる。また、供給管路内に気泡を発生させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を圧送することができる。
【００１６】
本発明の機能液供給装置は、機能液を貯留した機能液タンクから供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置であって、機能液タンク内に臨み、当該機能液タンク内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成された可動部材と、可動部材を可動させる動力機構と、動力機構を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、液滴吐出ヘッドへの機能液の充填時において、動力機構を駆動し、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し可動部材を可動させることにより、機能液タンク内の機能液を加圧送液して、供給管路および液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填すると共に、液滴吐出ヘッドへの機能液の非充填時において、動力機構の駆動を停止することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドに機能液を充填する場合には、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材を動力機構の駆動により可動して、機能液タンク内の機能液を加圧する。これにより、機能液タンク内の機能液は体積変形して供給管路に流出し、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに送液されてゆくが、このとき可動部材が機能液に液密に接液し加圧するため、機能液にエアーが一切接触することがなく且つ機能液にエアーが溶け込むことがない。このため、機能液の脱気率に関らず、充填時および非充填時となる充填後においても、供給管路内およびヘッド内流路の機能液の気泡発生を好適に防止できる。
【００１８】
この場合、可動部材が、機能液タンクの内面をシリンダとするピストンで構成されていることが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつピストンを移動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。
【００２０】
同様に、可動部材が、機能液タンクの内面を固定部とする膜体で構成されていることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、上記同様に機能液タンクの内面を有効利用して、機能液タンク内との間の機能液に対し液密状態を保ちつつ膜体を可動させることができる。このため、機能液をエアーと接触させることなく、効率良く送液することができる。なお、膜体にはダイアフラムやベローズが含まれる。
【００２２】
これらの場合、補給管路を介して機能液タンクに補給する機能液を貯留し、当該機能液タンクをサブタンクとして機能させるメインタンクと、供給管路に介設され、制御手段に開閉制御される供給側開閉バルブと、補給管路に介設され、制御手段に開閉制御される補給側開閉バルブと、を更に備え、動力機構は、可動部材を往復動可能に構成され、制御手段は、充填時において動力機構を駆動し、可動部材の加圧方向への往動に同期して、供給側開閉バルブを開放し且つ補給側開閉バルブを閉塞すると共に、可動部材の復動に同期して、供給側開閉バルブを閉塞し且つ補給側開閉バルブを開放することが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、機能液の充填時には、可動部材を主体として動力機構などは単動式の往復ポンプとして機能し、可動部材の往復動に同期して、供給側開閉バルブおよび補給側開閉バルブが個別に且つ関連して開閉制御される。これにより、可動部材の往動時には、機能液タンク（サブタンク）の機能液をメインタンクへの圧送を防止した状態で、液滴吐出ヘッドに送液できる。また、可動部材の復動時には、これと機能液タンク内の機能液との液密状態を維持しながら、メインタンク内の機能液を機能液タンクに送液できると共に、供給側開閉バルブの閉塞により供給管路内の機能液の逆流を防止できる。
なお、動力機構は、駆動源となるアクチュエータと、可動部材に連結したロッドと、ロッドとアクチュエータとを連結する動力伝達部とで構成すれば、可動部材の往復動のストロークを正確にとることができる。例えばアクチュエータをモータで構成した場合には、動力伝達部はボールねじあるいはカム機構などで構成すればよい。
【００２４】
この場合、メインタンクを加圧して、メインタンク内の機能液を機能液タンクに加圧送液する加圧送液手段を、更に有し、制御手段は、可動部材の復動に同期して、加圧送液手段を駆動することが、好ましい。
【００２５】
この構成によれば、メインタンク内の機能液を機能液タンクに加圧送液しながら、可動部材を復動させているため、可動部材を往動開始位置に簡単に復帰させることができる。
【００２６】
これらの場合、制御手段により開閉制御され、機能液タンク内を大気に開放する大気開放バルブを、更に有し、制御手段は、充填時において、大気開放バルブを閉塞し、非充填時において、大気開放バルブを開放することが、好ましい。
【００２７】
この構成によれば、大気開放バルブにより、充填時には機能液タンクと可動部材との間の液密状態を適切に管理することができる。一方、後述するワークへの描画時等の非充填時には、機能液タンクは可動部材の影響を受けない大気開放状態となり、機能液タンクと液滴吐出ヘッドとの間の所定の水頭値を適切に管理できるようになる。
【００２８】
本発明の液滴吐出装置は、上記した本発明の機能液供給装置を備え、ワークに対し液滴吐出ヘッドを相対的に走査して描画を行う液滴吐出装置において、制御手段は、ワークへの描画時となる非充填時において、液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドに機能液が適切に充填されているため、気泡による吐出不良（いわゆるドット抜け）を防止して、ワークに対し機能液滴を適切に吐出することができる。なお、ワークには、後述するカラーフィルタなどの各種基板の他、単票紙などの記録媒体も含まれる。
【００３０】
この場合、液滴吐出ヘッドに密着するキャップを介して、液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引手段を更に備え、制御手段は、充填時において、可動部材による液滴吐出ヘッドへの機能液の充填後、吸引手段を駆動し、液滴吐出ヘッドから機能液を吸引させることが、好ましい。
【００３１】
この構成によれば、可動部材による正圧を用いた機能液の充填後において、液滴吐出ヘッドに負圧が付与される。これにより、仮に液滴吐出ヘッド（のヘッド内流路）に気泡が滞留していても、残留気泡を減圧効果により拡大させ、これを機能液と共に液滴吐出ヘッドから適切に排出することができる。
【００３２】
本発明の電気光学装置は、上記した本発明の液滴吐出装置を用い、液滴吐出ヘッドから吐出した機能液により形成した成膜部を、ワークとなる基板上に有することを特徴とする。
【００３３】
同様に、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した本発明の液滴吐出装置を用い、液滴吐出ヘッドから機能液を吐出して、ワークとなる基板上に成膜部を形成することを特徴とする。
【００３４】
この構成によれば、基板に対する機能液滴の吐出が確実に行われる液滴吐出装置を用いての製造であるため、電気光学装置の歩留まりを向上することができる。なお、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。また、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装置が含まれる。
【００３５】
本発明の電子機器は、上記した本発明の電気光学装置を搭載したことを特徴とする。
【００３６】
この構成によれば、高性能な電気光学装置を搭載した電子機器を提供することができる。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。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法およびその装置、並びに液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、有機ＥＬデバイス等のフラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれるものであり、インクジェット方式により、基板（ワーク）に対し液滴吐出ヘッドからフィルタ材料や発光材料等の機能液滴を選択的に吐出することで描画を行い、基板上に所望の成膜部を形成するものである。
【００３８】
図１ないし図４に示すように、液滴吐出装置１は、図６に示す液滴吐出ヘッド２０を有し機能液を吐出する吐出手段２と、液滴吐出ヘッド２０の保全処理を行うメンテナンス手段３と、液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する機能液供給手段４と、これら各手段を統括制御する制御手段５（図９参照）と、を備えている。液滴吐出装置１は、石定盤１３を上部に固定した架台１１と、架台１１に添設した機台１２とを有している。そして、石定盤１３の上には吐出手段２が配設され、上方の液滴吐出ヘッド２０に対応して、下方に液滴対象物となるワークＷ（基板、図４参照）がセットされている。ワークＷは、例えばガラス基板やポリイミド基板等で構成されている。
【００３９】
機台１２は、機能液供給手段４のメインタンク１０１等のタンク類を収容する手前側の大収容室１４と、奥側の小収容室１５とを有している。小収容室１５の上には、機能液供給手段４の給液サブタンク１０２を載置するタンクベース１６が設置されている。詳細は後述するが、給液サブタンク１０２はメインタンク１０１に対しサブタンクとして機能し、液滴吐出ヘッド２０の吐出駆動により、給液サブタンク１０２内の機能液が液滴吐出ヘッド２０に供給される。
【００４０】
大収容室１４の上には、機台１２の長手方向（すなわちＸ軸方向）にスライド自在に支持された移動テーブル１７が設置されている。移動テーブル１７上には、メンテナンス手段３の吸引ユニット７２およびワイピングユニット７３（いずれも後述する）を載置する共通ベース１８が固定されている。
【００４１】
吐出手段２は、複数の液滴吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１（図２および図５参照）と、ヘッドユニット２１を搭載したメインキャリッジ２２と、メインキャリッジ２２を介してヘッドユニット２１をワークＷに対しＸ・Ｙ軸方向に相対移動させるＸ・Ｙ移動機構２３と、を有している。Ｘ・Ｙ移動機構２３は、石定盤１３上に配設されており、ワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２５と、Ｘ軸テーブル２５に直交してメインキャリッジ２２をＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル２６とで構成され、Ｙ軸テーブル２６はＸ軸テーブル２５を跨ぐようにしてその上方に配設されている。
【００４２】
Ｘ軸テーブル２５は、移動系の主体をリニアモータにより構成され、ワークＷを吸着載置した吸着テーブル２７（図４参照）を介してワークＷをＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸テーブル２６は、移動系の主体をボールねじで構成され、メインキャリッジ２２を固定したブリッジプレート２８を介して液滴吐出ヘッド２０をＹ軸方向に移動させる。
【００４３】
吐出手段２による一連の動作では、Ｘ軸テーブル２５によるワークＷの主走査方向（Ｘ軸方向）への移動に同期して、複数の液滴吐出ヘッド２０が選択的に吐出駆動する。すなわち、液滴吐出ヘッド２０のいわゆる主走査は、Ｘ軸テーブル２５によるワークＷの往復動動作により行われ、これに対応していわゆる副走査は、Ｙ軸テーブル２６による液滴吐出ヘッド２０のＹ軸方向へのピッチ送り動作となる往動動作により行われる。このように、Ｘ・Ｙ移動機構２３により液滴吐出ヘッド２０をワークＷに対し相対的に主走査および副走査することで、ワークＷの所定位置に機能液を吐出する描画動作を、制御手段５に記憶するデータに基づいて実行している。
【００４４】
なお、液滴吐出ヘッド２０（ヘッドユニット２１）に対し、ワークＷを主走査方向に移動させるようにしているが、液滴吐出ヘッド２０を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークＷを固定とし、液滴吐出ヘッド２０を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００４５】
ヘッドユニット２１は、図５および図６に示すように、複数（１２個）の液滴吐出ヘッド２０を搭載するサブキャリッジ２９を有し、サブキャリッジ２９の部分でメインキャリッジ２２に固定されている。１２個の液滴吐出ヘッド２０は、６個ずつ２列に分けて主走査方向（Ｘ軸方向）に離間して配置されている。また、各液滴吐出ヘッド２０は、ワークＷに対して機能液滴の十分な塗布密度を確保するために所定角度傾けて配設されている。更に、一方の列と他方の列の各液滴吐出ヘッド２０は、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各液滴吐出ヘッド２０のノズル４９が連続（一部重複）するようになっている。
【００４６】
液滴吐出ヘッド２０は、図６に示すように、いわゆる２連のものであり、２連の接続針４１を有する機能液導入部４２と、機能液導入部４２に連なる２連のヘッド基板４３と、機能液導入部４２の下方（同（ａ）では上方）に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体４４と、を備えている。この種のインクジェット方式の液滴吐出ヘッド２０は、吐出駆動のためのエネルギー発生素子として圧電素子（ピエゾ素子）を用いたもの、あるいは電気熱変換体を用いたもので構成されている。
【００４７】
各接続針４１は、配管アダプタ３０を介して給液サブタンク１０２に接続されており、機能液導入部４２は、各接続針４１から機能液の供給を受けるようになっている。すなわち、機能液は、機能液供給手段４のメインタンク１０１から給液サブタンク１０２に圧力供給されるが、この給液サブタンク１０２で圧力的に縁切りされ、給液サブタンク１０２から分岐して各液滴吐出ヘッド２０に供給される（図８参照で詳細は後述する）。
【００４８】
ヘッド本体４４は、ノズル面４５を有するノズル形成プレート４６と、ノズル形成プレート４６に連なる直方体形状の２連のポンプ部４７とで構成されている。液滴吐出ヘッド２０は、ヘッド本体４４がサブキャリッジ２９の下面から突出しており、ヘッド本体４４の下面、すなわちワークＷに平行に対峙するノズル面４５には、２本のノズル列４８が相互に平行に形成されている。各ノズル列４８は、略主走査方向に延在しており、例えば１８０個のノズル４９が等ピッチで並べられて構成されている。液滴吐出ヘッド２０は、ポンプ部４７の作用によりノズル４９から機能液滴をドット状に吐出するようになっている。
【００４９】
メンテナンス手段３は、液滴吐出ヘッド２０を保全処理して、液滴吐出ヘッド２０が適切に機能液を吐出できるようにするためのものであり、特に図４に示すように、吸着テーブル２７を挟んでＸ軸テーブル２５に固定した一対のフラッシングボックス７１と、機台１２側に配設した吸引ユニット７２と、吸引ユニット７２に隣接して配設したワイピングユニット７３とを備えている。各フラッシングボックス７１は、複数の液滴吐出ヘッド２０のフラッシング（予備吐出：全ノズル４９からの機能液滴の捨て吐出）を受ける。
【００５０】
吸引ユニット７２は、機台１２の共通ベース１８に載置され、共通ベース１８を固定した移動テーブル１７を介してＸ軸方向にスライド自在に構成されている。吸引ユニット７２は、液滴吐出ヘッド２０から機能液を強制的に吸引するものであり、主として、液滴吐出ヘッド２０内で増粘した機能液を除去するためのクリーニングに用いられる。
【００５１】
吸引ユニット７２は、図７および図８に示すように、１２個の液滴吐出ヘッド２０に対応する１２個のキャップ８１を組み込んだキャップユニット８２と、キャップユニット８２を昇降させる昇降機構８４と、キャップ８１を介して機能液の吸引を行う吸引ポンプ８５と、各キャップ８１と吸引ポンプ８５を接続する吸引用チューブ８６と、を有している。吸引ポンプ８５により吸引された機能液は、吸引用チューブ８６および回収用チューブ８７から再利用タンク８８に導かれるようになっている。なお、再利用タンク８８は、上記の大収容室１４に収容されている（図３参照）。
【００５２】
キャップ８１は、液滴吐出ヘッド２０のノズル面４５の周縁部に密着可能に構成されたキャップ本体９１と、キャップ本体９１をベースに固定するキャップホルダ９２とで構成されている。吸引用チューブ８６には、キャップ８１側から順に、機能液の有無を検出する液体センサ９３と、吸引用チューブ内８６内の圧力を検出する圧力センサ９４と、吸引用チューブ８６を閉塞させる吸引用開閉バルブ９５とが介設され、吸引ポンプ８５の手前で管路統括されてこれに接続されている。
【００５３】
液滴吐出ヘッド２０を吸引処理する場合には、移動テーブル１７により吸引ユニット７２を所定のＸ軸方向の位置に移動させると共に、移動後の吸引ユニット７２の位置に液滴吐出ヘッド２０をＸ・Ｙ移動機構２３により移動させる。ここで昇降機構８４を駆動して、キャップユニット８２を上昇させ、キャップ８１をノズル面４５に密着させて液滴吐出ヘッド２０を封止する。この状態で、吸引用開閉バルブ９５を開放して、吸引ポンプ８５を駆動することにより、機能液の吸引が１２個の液滴吐出ヘッド２０を一括して行われる。
【００５４】
なお、昇降機構８４を、吸引処理を行うキャップユニット８２の比較的高い上昇位置（密着位置）のほかに、キャップ８１が液滴吐出ヘッド２０から僅かに離間する比較的低い上昇位置にキャップユニット８２を停止可能に構成することで、吸引ユニット７２をフラッシングボックスとして機能させることもでき、さらには後述するように、液滴吐出ヘッド２０への機能液の（初期）充填においても、機能液の受けとして機能させることができる。
【００５５】
ワイピングユニット７３は、図１、図３および図４に示すように、吸引ユニット７２に隣接して共通ベース１８に載置されている。ワイピングユニット７３は、液滴ミストが付着して汚れた各液滴吐出ヘッド２０のノズル面４５をワイピングシート（図示省略）により拭き取るものであり、この拭取り処理は基本的に液滴吐出ヘッド２０の吸引処理の後で行われる。
【００５６】
例えば、液滴吐出ヘッド２０のクリーニング（吸引）が完了すると、ワイピングユニット７３は移動テーブル１７により液滴吐出ヘッド２０に臨む位置まで移動させられる。そして、ワイピングユニット７３は、ロール状のワイピングシートを繰り出し、これを液滴吐出ヘッド２０のノズル面４５に摺接させてノズル面４５を拭き取り、拭き取り後のワイピングシートを巻き取る。
【００５７】
機能液供給手段４は、図８に示すように、大量（例えば３Ｌ）の機能液を貯留するメインタンク１０１と、メインタンク１０１からの機能液を各液滴吐出ヘッド２０に供給する給液サブタンク１０２（機能液タンク）と、給液サブタンク１０２内を大気開放させる大気開放バルブ１０３と、メインタンク１０１と給液サブタンク１０２とを配管接続する第１供給チューブ１０４（供給管路）と、給液サブタンク１０２と各液滴吐出ヘッド２０とを配管接続する第２供給チューブ１０５（補給管路）と、メインタンク１０１に圧縮エアーを供給し機能液を圧送させるエアー供給機構１０６（加圧送液手段）と、を備えている。
【００５８】
エアー供給機構１０６は、その主要部が機台の小収容室１５に収容されている（図３参照）。エアー供給機構１０６は、窒素（Ｎ２）等の不活性ガスを圧縮した圧縮エアーを供給する供給源となるエアーポンプ１１１と、エアーポンプ１１１とメインタンク１０１とを接続するエアー供給チューブ１１２と、エアー供給チューブ１１２に介設され、圧縮エアーを所定の一定圧力に保つためのレギュレータ１１３と、を備えている。エアー供給チューブ１１２を伝う圧縮エアーにより、メインタンク１０１は加圧され、メインタンク１０１内の機能液が第１供給チューブ１０４を介して給液サブタンク１０２に加圧送液される。
【００５９】
第１供給チューブ１０４には、メインタンク１０１側から順に、第１供給チューブ１０４を閉塞する液位調節バルブ１１６と、機能液中に溶け込んでいる気体成分を取り除く脱気機構１１７と、が介設されている。脱気機構１１７により、給液サブタンク１０２に送液される機能液は、エアー供給機構１０６によって溶け込んだ圧縮エアーが取り除かれた状態となって供給される。液位調節バルブ１１６は、メインタンク１０１からの機能液の送液を調整する。
【００６０】
具体的には、液位調節バルブ１１６は、給液サブタンク１０２に設けた液位検出器１１８の検出結果に基づいて、制御手段５により適宜開閉制御（タイマー制御）され、給液サブタンク１０２に貯留する機能液の液位と液滴吐出ヘッド２０のノズル面４５との高さの差（水頭値）が所定の管理範囲内（例えば２５ｍｍ±０．５ｍｍ）にあるように調整されている。
【００６１】
これにより、液滴吐出ヘッド２０のノズル４９からの液垂れを防止し、且つ液滴吐出ヘッド２０のポンピング動作、すなわちポンプ部４７内の圧電素子のポンプ駆動により、給液サブタンク１０２に貯留された機能液が第２供給チューブ１０５を介して液滴吐出ヘッド２０に供給され、精度良く液滴が吐出される。そして、液滴吐出ヘッド２０が液滴吐出するときには、大気開放バルブ１０３は開弁して、給液サブタンク１０２内は大気に開放されている。
【００６２】
第２供給チューブ１０５は、一方の端部が給液サブタンク１０２に接続され、他方の端部がＴ字継手１２１を介して管路分岐された後、上記の配管アダプタ３０を介して液滴吐出ヘッド２０に接続されている。具体的には、給液サブタンク１０２には６本の第２供給チューブ１０５が接続され、６本の第２供給チューブ１０５は、１２個の液滴吐出ヘッド２０に対応するべく、６個のＴ字継手１２１を介してそれぞれ２分岐されて計１２本の第２分岐チューブ１２２を形成している。そして、各第２分岐チューブ１２２は、液滴吐出ヘッド２０の手前でさらに２分岐されて、２つの配管アダプタ３０を介して液滴吐出ヘッド２０の２つの接続針４１に接続されている（図５、図６参照）。
【００６３】
第２分岐チューブ１２２には、Ｔ字継手１２１側から順に、機能液の流路を閉塞するための供給用バルブ１２３と、機能液の有無を検出する液体検出センサ１２４と、が設けられている。供給用バルブ１２３は、常時は開弁しており、後述する機能液の初期充填作業に際して、閉弁する。また、液体検出センサ１２４も、主として機能液の初期充填作業に際し使用される。
【００６４】
なお、本実施形態の構成に代えて、メインタンク１０１を袋状のフィルムで構成し、これを非気密状態でカートリッジケースに収容し、カートリッジケースをアルミニウム等で構成した加圧ボックス（図示省略）に個別に収容すると共に、加圧ボックスを介して袋状のメインタンク１０１を加圧する構成としてもよい。例えば、カートリッジケースに通気孔等を設けて、これを加圧ボックスの内部と連通させ、加圧ボックスの内部とカートリッジケース内部の圧力を同圧に保つようにする。そして、エアー供給機構１０６からの圧縮エアーを加圧ボックスに供給することで、カートリッジケース内部を加圧し、メインタンク１０１を変形させることで、メインタンク１０１内の機能液を給液サブタンク１０２に供給する。これによれば、上記の脱気機構１１７を不要とすることができる。
【００６５】
制御手段５は、ＣＰＵを有して各手段（主として、吐出手段２、メンテナンス手３、機能液供給手段４）の動作を制御する制御部を備えており、制御部は、制御プログラムや制御データを記憶していると共に、各種制御処理を行うための作業領域を有している。そして、制御手段５は、上記した各手段（２，３，４）と接続されて、液滴吐出装置１全体を制御し、液滴吐出装置１は、描画作業や初期充填作業などを行う。
【００６６】
例えば、ワークＷに対して描画作業を行う場合に、制御手段５は、複数の液滴吐出ヘッド２０の吐出駆動をそれぞれ制御すると共に、Ｘ・Ｙ移動機構２３によりワークＷおよびヘッドユニット２１の相対的な移動動作を制御する。また描画作業中には、機能液供給手段４が制御され、基本的に大気開放状態の給液サブタンク１０２内の機能液の液位管理がなされると共に、メンテナンス手段３の吸引ユニット７２やワイピングユニット７３により、液滴吐出ヘッド２０に対して吸引処理やワイピング処理が行われる。
【００６７】
ところで、液滴吐出装置１を新設したときや、液滴吐出ヘッド２０を交換するときなどでは、液滴吐出ヘッド２０のヘッド内流路に機能液を充填する充填作業（初期充填作業と略記する。）を行う必要がある。初期充填作業は、液滴吐出ヘッド２０のポンピング動作（吐出駆動）では行えないため、給液サブタンク１０２内の機能液を強制的に送液する必要があるが、この場合、送液時に配管内やヘッド内流路に気泡が発生することを防止する必要がある。そこで、本実施形態の給液サブタンク１０２廻りの機能液供給手段４は、初期充填作業に適した構成となっている。
【００６８】
図９に示すように、機能液供給手段４は、給液サブタンク１０２内に臨むピストン１４１（可動部材）と、ピストン１４１を往復動させる動力機構１４２とを備えている。これに対応して、給液サブタンク１０２は、機能液を貯留するタンク本体部１５１と、タンク本体部１５１に連なりピストン１４１が往復動するシリンダ部１５２と、を有している。
【００６９】
タンク本体部１５１は、シリンダ部１５２に比して太径に形成され、その下端部には、上記の第１供給チューブ１０４と第２供給チューブ１０５とが繋ぎこまれていると共に、上記の液位検出器１１８が臨んでいる。また、タンク本体部１５１とシリンダ部１５２との境界部分には、給液サブタンク１０２内を大気開放する上記の大気開放バルブ１０３が連通している。大気開放バルブ１０３のバルブ配管部（のピストン１４１の往動開始位置に相当する位置）に臨んで、機能液の液面を検出する液面センサ１５５が設けられている。液位検出器１１８は上記の制御手段５に接続されていると共に、大気開放バルブ１０３は制御手段５により開閉制御される。
【００７０】
ピストン１４１は、給液サブタンク１０２内の機能液に対し液密に接液可能に且つ加圧可能に構成されており、接液面を有するピストン本体１６１と、ピストン本体１６１の周縁部に設けたＯリング等のシール部材１６２と、ピストン本体１６１の接液面と反対側に設けたピストンロッド１６３と、で構成されている。ピストン本体１６１は、給液サブタンク１０２のタンク本体部１５１内に満杯に貯留され且つこれを超えてシリンダ部１５２内に貯留された機能液に対し接液する。シール部材１６２は、機能液に対し耐溶剤性を有するフッ素ゴム等の弾性材料で構成され、ピストン本体１６１とシリンダ部１５２の内面との間に位置している。
【００７１】
このような構成により、大気開放バルブ１０３を開放し、給液サブタンク１０２内からエアーを予め排除して機能液を密閉状態とすると、ピストン１４１（のピストン本体１６１およびシール部材１６２）は、機能液に液密に接液し且つこの状態を維持しながら機能液を加圧することができるようになっている。すなわち、ピストン１４１と給液サブタンク１０２とにより構成される貯留空間１６５に機能液が満杯に貯留される。この状態で、ピストン１４１が機能液を液密に加圧する（下方に移動する）と、機能液は、体積変形して第２供給チューブ１０５に流出し、液滴吐出ヘッド２０に加圧送液される。
【００７２】
動力機構１４２は、いずれも詳細は図示しないが、駆動源となるモータやエアーシリンダなどのアクチュエータと、アクチュエータとピストンロッド１６３とを連結する動力伝達部とで構成され、ピストン１４１を上下方向に往復動させる。アクチュエータの駆動は制御手段５により制御され、例えば、アクチュエータをモータで構成した場合には、動力伝達部はボールねじ、カム機構あるいはリンク機構（クランク機構）などで構成され、ピストン１４１の往復動のストロークを正確にとることができる。
【００７３】
ここで、初期充填作業を行う場合における制御手段５による一連の制御について、図８および図９を参照して説明する。初期充填作業は、液滴吐出ヘッド２０（ヘッドユニット２１）が吸引ユニット７２の直上部に移動し、キャップユニット８２が上記の比較的低い位置に上昇した状態で行われる。これにより、初期充填時に液滴吐出ヘッド２０から滲み出す（排出する）機能液を、外部に飛散させることなく、キャップ８１で受容することができる。
【００７４】
初期充填作業では、先ず動力機構１４２により、ピストン１４１を上昇端位置である往動開始位置に移動させると共に、大気開放バルブ１０３を開放して、給液サブタンク１０２内からエアーを排除しながら、メインタンク１０１から圧送されてくる機能液を給液サブタンク１０２に貯留する。そして、液面センサ１５５が機能液を検出した後に大気開放バルブ１０３を閉塞し、機能液を給液サブタンク１０２内の貯留空間１６５に密閉状態として、ピストン１４１を機能液に液密に接液させる。そしてこの状態において、動力機構１４２を駆動し、ピストン１４１の往復動に同期して、供給用バルブ１２３および液位調節バルブ１１６を開閉制御する。
【００７５】
具体的には、ピストン１４１の下降動作となる往動に同期して、液位調節バルブ１１６を閉塞すると共に供給用バルブ１２３を開放すると、給液サブタンク１０２内の機能液は、ピストン１４１により加圧されて第２供給チューブ１０５を介して液滴吐出ヘッド２０に送液される。このとき、第１供給チューブ１０４が閉塞されているため、メインタンク１０１への送液が防止される。
【００７６】
また、往動終了後の下後端位置からのピストン１４１の復動に同期して、液位調節バルブ１１６を開放すると共に供給用バルブ１２３を閉塞すると、ピストン１４１は、給液サブタンク１０２内の機能液との液密状態を維持しながら、メインタンク１０１内の機能液を吸い込むように作用して上昇する。一方、第２供給チューブ１０５が閉塞されているため、液滴吐出ヘッド２０側からの機能液の逆流が防止される。すなわち、初期充填作業における給液サブタンク１０２は、ピストン１４１を主体に単動式の往復ポンプ（ピストンポンプ）として機能する。
【００７７】
上述のように、ピストン１４１の復動時には、駆動中のエアー供給機構１０６によりメインタンク１０１内の機能液が給液サブタンク１０２に加圧送液されるため、エアー供給機構１０６とピストン１４１の復動とで同期をとることにより、ピストン１４１を往動開始位置にむりなく復帰させることができる。そして、このようにピストン１４１の往復動作を繰り返すことで、機能液は第２供給チューブ１０５を伝播して液滴吐出ヘッド２０に送液されてゆく。
【００７８】
上記の液体検出センサ１２４において機能液の「有」が検知されると、その検知信号は制御手段５に送られ、制御手段５によるタイマー管理により、ピストン１４１の往復動作が終了する。すなわち、機能液検知後、液滴吐出ヘッド２０のヘッド内流路に機能液が充填されて、ノズルから機能液が滲みだすのに十分な時間が経過したところで、タイマー制御により動力機構１４２の駆動が停止して、第２供給チューブ１０５およびヘッド内流路への機能液の充填が完了する。
【００７９】
このように、初期充填作業では、エアーを排除して機能液を密閉状態とした給液サブタンク１０２に対し、ピストン１４１が機能液に液密に接液し加圧するため、機能液にエアーを一切接触させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、機能液をヘッド内流路に加圧送液することができる。このため、機能液の脱気率に関らず、充填作業中の第２供給チューブ１０５およびヘッド内流路において、機能液中に気泡が発生するのを適切に防止することができる。
【００８０】
なお、機能液の非充填時となる描画作業時には、動力機構１４２の駆動は停止して、給液サブタンク１０２内は大気開放され、上述のように、給液サブタンク１０２内の機能液の液位管理が行われるようになる。なおまたピストン１４１を給液サブタンク１０２の上部に組み込み、ピストン１４１が上下方向に移動する立型ポンプ様に構成したが、ピストン１４１を給液サブタンク１０２の側部に組み込み、ピストン１４１を水平方向に往復動させる横型ポンプ様に構成してもよい。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態について、図１０を参照して第１実施形態と異なる点を中心に説明する。第２実施形態では、ピストン１４１の構成に代えて、給液サブタンク１０２内に臨む可動部材は、ダイアフラム１７０で構成されている。ダイアフラム１７０は、その外周部１７１がシリンダ部１５２の内面に液密に固定され、その中央部が上下方向に撓むように構成されている。ダイアフラム１７０には上記の動力機構１４２が接続され、動力機構１４２により、ダイアフラム１７０（の中央部）は上下方向に往復動可能に構成されている。そして、ダイアフラム１７０の接液面となる下面全域と給液サブタンク１０２とにより上記の貯留空間１６５が構成され、ダイアフラム１７０は機能液を液密に加圧する。
【００８２】
初期充填作業を行う場合には、エアーを排除して機能液を給液サブタンク１０２内に密閉状態とし、ダイアフラム１７０を主体に単動式の往復ポンプ（ダイアフラムポンプ）として給液サブタンク１０２を機能させる。すなわち、第１実施形態と同様に、ダイアフラム１７０の複数回の往復動に同期して、液位調節バルブ１１６および供給用バルブ１２３を開閉制御することで、機能液をエアーと接触させることなく、液滴吐出ヘッド２０のヘッド内流路に効率良く機能液を充填することができる。
【００８３】
次に、第２実施形態の変形例について、図１１を参照して説明する。この変形例は、ダイアフラム１７０に代えて他の膜体の構成としてベローズ１８０を用いている。ベローズ１８０は、その外周部１８１がシリンダ部１５２の内面に液密に固定されて伸縮自在に構成され、接続された動力機構１４２により伸縮して往復動する。そして、ベローズ１８０の接液面となる内面全域と給液サブタンク１０２とにより上記の貯留空間１６５が構成され、ベローズ１８０は機能液を液密に加圧する。この変形例によっても、上記実施形態と同様に、初期充填作業において、機能液をエアーと接触させることなく、液滴吐出ヘッド２０のヘッド内流路に効率良く機能液を充填することができる。
【００８４】
次に、第３実施形態について、図１２を参照して説明する。図１２は、給液サブタンク１０２から第２供給チューブ１０５を介して液滴吐出ヘッド２０に至る配管系統を、供給用バルブ１２３や液位検出器１１８などの一部の部品を省略して模式的に示した図である。同図に示すように、第２供給チューブ１０５には、チューブポンプ１９０が臨んでいる。
【００８５】
チューブポンプ１９０は、図外の駆動源と、駆動源の駆動により回転軸１９１を中心に回転するローラホルダ１９２と、ローラホルダ１９２に同心円上に分散配置した複数のローラ１９３と、各ローラ１９３との間で第２供給チューブ１０５を挟み込む挟持部材１９４と、挟持部材１９４をローラ１９３側に付勢する付勢部材１９５とを備えている。チューブポンプ１９０は、駆動源によりローラホルダ１９２を回転させて複数のローラ１９３を回転軸１９１を中心に公転させることで、第２供給チューブ１０５を扱くようにして、液滴吐出ヘッド２０に加圧送液する。
【００８６】
チューブポンプ１９０により初期充填作業を行う場合には、図示省略した大気開放バルブ１０３を開放して、同図に示すように、給液サブタンク１０２内を大気開放した状態とすると共に、液滴吐出ヘッド２０のノズル４９側を大気に開放した状態とする。この状態で、チューブポンプ１９０を駆動して、給液サブタンク１０２の機能液を第２供給チューブ１０５を介して液滴吐出ヘッド２０に送液し、そのヘッド内流路に充填する。
【００８７】
本実施形態によれば、少なくとも給液サブタンク１０２内を大気開放しているため、チューブポンプ１９０による機能液の吸込み時に給液サブタンク１０２内の機能液に負圧を付与することを極力回避できる。このため、上記実施形態と同様に、第２供給チューブ１０５内に気泡を発生させることなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、液滴吐出ヘッド２０に機能液を圧送することができる。
【００８８】
次に、図１３および図８を参照して、初期充填作業後の処理フローについて第１実施形態を例に説明する。上述のように、動力機構１４２の駆動を停止して、ピストン１４１による加圧送液が終了すると、ヘッド内流路には機能液が充填された状態となる（ステップ１）。ところが、上記の加圧（正圧）による充填方法では、ヘッド内流路に気泡を発生させないが、仮に、機能液の表面張力に起因してヘッド内流路（を構成するヘッド本体内部）の隅部に気泡が滞留していると、正圧による送液では、この気泡をノズル４９へと排出し難い問題がある。そこで、上記の充填処理に続いて、ステップ２以降の処理を行うようにしている。
【００８９】
ステップ２では、先ず大気開放バルブ１０３を開弁して、給液サブタンク１０２内の圧力を大気に開放し、続いて供給用バルブ１２３を閉塞し（ステップ３）、昇降機構８４を駆動してキャップ８１を上記の比較的高い上昇位置（密着位置）に移動させ、これを液滴吐出ヘッド２０に密着させる（ステップ４）。ここで、吸引用開閉バルブ９５を開放させると共に吸引ポンプ８５を駆動して、吸引動作を開始する（ステップ５）。
【００９０】
これにより、キャップ８１を介して液滴吐出ヘッド２０に負圧がかかり、液滴吐出ヘッド２０から機能液が吸引されるが、このとき、ヘッド内流路に滞留し得る気泡は、吸引による減圧効果（８０ｋＰａ以下）により拡大して、機能液と共にノズル４９から良好に排出されてゆく。具体的には、吸引動作により圧力センサ９４が所定圧力（８０ｋＰａ以下の圧力）を検知するころには、減圧効果により気泡はヘッド内流路で拡大する（ステップ６）。そして、圧力センサ９４による圧力検知信号が送られた制御手段５により、閉弁状態の供給用バルブ１２３が開弁して第２分岐チューブ１２２が開放することで、継続中の吸引動作により、ヘッド内流路から機能液と共に残留気泡がノズル４９へと吸引排出される（ステップ７）。
【００９１】
そして、制御手段５によるタイマー管理により、吸引用開閉バルブ９５を閉塞等して、吸引動作を終了させる（ステップ８）。最終的に、キャップ８１を液滴吐出ヘッド２０から離間させ（ステップ９）、液滴吐出ヘッド２０（ヘッドユニット２１）がワイピングユニット７３の直上部に臨んで、これにワイピング処理が行われる（ステップ１０）。ワイピング処理により、機能液の充填で汚染された液滴吐出ヘッド２０のノズル面４５がきれいに拭き取られ、液滴吐出ヘッド２０は描画作業への待機状態となる。
【００９２】
このように、ステップ２以降の処理において、最終的に吸引ユニット７２による負圧を用いることで、ヘッド内流路の残留気泡を減圧効果により拡大させることができ、残留気泡を機能液と共に液滴吐出ヘッド２０のノズル４９から適切に且つ確実に排出することができる。なお、ステップ８において、給液サブタンク１０２内の機能液は上記所定の管理範囲内になるまで吸引される。
【００９３】
なおまた、ステップ１の時点からキャップ８１を液滴吐出ヘッド２０に密着させておくことで、ステップ４を省略するようにしてもよい。さらに、吸引動作中に（ステップ７とステップ８との間で）、供給用バルブ１２３を複数回開閉してもよい。これによれば、ヘッド内流路には一時的に脈動が生ずるため、ヘッド内流路に執拗に滞留し得る気泡さえも好適に排出することができる。
【００９４】
ところで、上記各実施形態の液滴吐出装置１は、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることができる。すなわち、液晶表示装置、有機ＥＬ装置、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。もちろん、液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造にも適用することができる。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を包含する装置が考えられる。そして、これらの電気光学装置を備えた電子機器、例えばフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話を提供することができる。
【００９５】
そこで、この液滴吐出装置１を用いた製造方法を、液晶表示装置の製造方法および有機ＥＬ装置の製造方法を例に、簡単に説明する。
【００９６】
図１４は、液晶表示装置の断面図である。同図に示すように、液晶表示装置４５０は、上下の偏光板４６２、４６７間に、カラーフィルタ４００と対向基板４６６とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物４６５を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ４００および対向基板４６６間には、配向膜４６１、４６４が構成され、対向基板４６６の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と画素電極４６３とがマトリクス状に形成されている。
【００９７】
カラーフィルタ４００は、マトリクス状に並んだ画素（フィルタエレメント）を備え、画素と画素の境目は、バンク４１３により区切られている。画素の１つ１つには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかのフィルタ材料（機能液）が導入されている。すなわち、カラーフィルタ４００は、透光性の基板４１１（ワークＷ）と、遮光性のバンク４１３とを備えている。バンク４１３が形成されていない（除去された）部分は上記画素を構成し、この画素に導入された各色のフィルタ材料は着色層４２１を構成する。バンク４１３及び着色層４２１の上面には、オーバーコート層４２２及び電極層４２３が形成されている。
【００９８】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、バンク４１３で区切られて形成された画素内に、液滴吐出ヘッド２０により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の機能液を着色層形成領域毎に選択的に吐出している。そして、塗布した機能液を乾燥させることにより、成膜部となる着色層４２１を得るようにしている。また、液滴吐出装置１では、液滴吐出ヘッド２０により、オーバーコート層４２２など各種の成膜部を形成している。
【００９９】
同様に、図１５を参照して、有機ＥＬ装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機ＥＬ装置５００は、ガラス基板５０１（ワークＷ）上に回路素子部５０２が積層され、回路素子部５０２上に主体を為す有機ＥＬ素子５０４が積層されている。また有機ＥＬ素子５０４の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板５０５が形成されている。
【０１００】
有機ＥＬ素子５０４には、無機物バンク層５１２ａおよびこれに重ねた有機物バンク層５１２ｂによりバンク５１２が形成され、このバンク５１２により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極５１１、Ｒ・Ｇ・Ｂいずれかの発光層５１０ｂおよび正孔注入／輸送層５１０ａが積層され、且つ全体がＣａやＡｌ等の薄膜を複数層に亘って積層した対向電極５０３で覆われている。
【０１０１】
そして、本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層５１０ｂおよび正孔注入／輸送層５１０ａの成膜部を形成するようにしている。また、液滴吐出装置１では、正孔注入／輸送層５１０ａを形成した後に、液滴吐出ヘッド２０に導入する機能液としてＣａやＡｌ等の液体金属材料を用いて、対向電極５０３を形成する等している。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法および機能液供給装置によれば、液滴吐出ヘッドに機能液を充填する場合には、エアーを排除して機能液を密閉状態とした機能液タンクに対し、可動部材を機能液に液密に接液させ且つ加圧するように可動させているため、機能液にエアーが一切接触することなく且つ機能液にエアーを溶け込ませることなく、機能液を供給管路およびヘッド内流路に送液することができる。したがって、液滴吐出ヘッドに至る配管内に気泡を発生させることなく、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる。
【０１０３】
本発明の他の液滴吐出ヘッドへの機能液充填方法によれば、機能液タンクを大気開放した状態で、供給管路に臨むチューブポンプを駆動するため、機能液タンク内の機能液への負圧の付与を極力回避して、供給管路を介して液滴吐出ヘッドに機能液を加圧送液できる。したがって、機能液にエアーが溶け込むことがなく、しかも供給管路内に気泡を発生させることもないため、液滴吐出ヘッドに機能液を確実に充填することができる。
【０１０４】
本発明の液滴吐出装置によれば、上記の機能液供給装置を備えているため、ヘッド内流路には隙間無く機能液が充填されているため、液滴吐出ヘッドのいわゆるドット抜けが防止され、液滴吐出ヘッドからの機能液滴の吐出を安定して且つ良好に行うことができる。
【０１０５】
本発明の電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器によれば、上記の液滴吐出装置により、ワークと成る基板上に機能液滴による成膜部が形成されるため、電気光学装置の歩留まりを向上して、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態の液滴吐出装置の正面図である。
【図３】実施形態の液滴吐出装置の右側面図である。
【図４】実施形態の液滴吐出装置の一部を省略した平面図である。
【図５】実施形態のヘッドユニットの平面図である。
【図６】（ａ）実施形態の液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）液滴吐出ヘッドの要部の断面図である。
【図７】実施形態の吸引ユニットの斜視図である。
【図８】実施形態の液滴吐出装置の配管系統図である。
【図９】実施形態の機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図１０】第２実施形態に係る機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図１１】第２実施形態の変形例を示す配管系統図である。
【図１２】第３実施形態にかかる機能液タンク廻りを模式的に示す配管系統図である。
【図１３】実施形態の液滴吐出ヘッドへの機能液の充填処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態の液滴吐出装置で製造する液晶表示装置の断面図である。
【図１５】実施形態の液滴吐出装置で製造する有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
Ｗ  ワーク（基板）
１  液滴吐出装置
４  機能液供給手段（機能液供給装置、機能液供給系）
２０  液滴吐出ヘッド
２３  Ｘ・Ｙ移動機構
７２  吸引ユニット（吸引手段）
８１  キャップ
１０１  メインタンク
１０２  給液サブタンク（機能液タンク）
１０３  大気開放バルブ
１０４  第１供給チューブ（補給管路）
１０５  第２供給チューブ（供給管路）
１０６  エアー供給機構（加圧送液手段）
１１６  液位調節バルブ（補給側開閉バルブ）
１２３  供給用バルブ（供給側開閉バルブ）
１４１  ピストン（可動部材）
１４２  動力機構
１７０  ダイアフラム（可動部材）
１８０  ベローズ（可動部材）
１９０  チューブポンプ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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