(57)【要約】【課題】  液滴吐出ヘッドのノズル開口での目詰まりを防止することができる液滴吐出装置及び方法等を提供する。【解決手段】  吐出ヘッド２０をキャッピングするキャッピング部４０を備えるキャッピングユニット２２、液体を貯蔵するタンク１６の一部、及びタンク１６の液体を吐出ヘッド２０に供給する流路１８はチャンバ３８内に設けられている。タンク１６から流路１８を介して供給される液体を液滴として吐出する吐出ヘッド２０はチャンバ３８の内部と外部とを移動可能に構成されている。空調装置４４は、チャンバ３８内及びキャッピング部４０内を低温高湿度環境に設定する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の液体を貯蔵する液体貯蔵部と、当該液体貯蔵部から供給される前記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を備える液滴吐出装置において、
少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定する環境設定装置を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記環境設定装置は、前記液滴吐出ヘッドの全体を低温及び高湿度に設定することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記環境設定装置は、前記液体貯蔵部から前記液滴吐出ヘッドまでの前記液体の流路の少なくとも一部を低温及び高湿度に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記液滴吐出ヘッドの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を備え、
前記環境設定装置は、前記封止部内を低温及び高湿度に設定することにより、前記封止部に封止された前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記液体貯蔵部の少なくとも一部と前記液滴吐出ヘッドとを少なくとも収容するチャンバを備え、
前記環境設定装置は、前記チャンバ内を低温及び高湿度に設定することにより、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記液滴吐出ヘッド内に設けられ、前記液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生素子を駆動して、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出すことにより、前記ノズル開口及びその近傍を冷却することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記液滴吐出ヘッドが前記封止部に封止されている状態で、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出すための負圧を前記封止部内に供給する負圧供給装置を備えることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記液滴吐出ヘッドが前記キャッピング装置の封止部に封止されている時間を計時する計時手段と、
前記計時手段の計時結果に応じて前記封止部への負圧の供給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７記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記環境設定装置は、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の湿度を６０〜８０％の範囲の湿度に設定することを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
所定の液体を貯蔵する液体貯蔵部から供給される前記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を用いた液滴吐出方法であって、
少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定する環境設定ステップを含むことを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項１１】
前記環境設定ステップは、前記液滴吐出ヘッドの全体を低温及び高湿度に設定するステップであることを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出方法。
【請求項１２】
前記環境設定ステップは、前記液体貯蔵部から前記液滴吐出ヘッドまでの前記液体の流路の少なくとも一部を低温及び高湿度に設定するステップであることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の液滴吐出方法。
【請求項１３】
少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定された状態で、前記ノズル開口を封止する封止ステップを含むことを特徴とする請求項１０から請求項１２の何れか一項に記載の液滴吐出方法。
【請求項１４】
前記封止ステップは、前記封止部内に負圧を供給して、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出して前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の液滴吐出方法。
【請求項１５】
前記液滴吐出ヘッドが前記封止部に封止されている時間を計時する計時ステップと、
前記計時ステップの計時結果に応じて前記封止部への負圧の供給を制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする請求項１４記載の液滴吐出方法。
【請求項１６】
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から請求項９の何れか一項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１０から請求項１５の何れか一項に記載の液滴吐出方法で用いられる液滴吐出ヘッドを用いて前記ワーク上に前記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を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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を備える液滴吐出装置及び液滴吐出方法、並びに当該装置又は方法を用いたデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドは、タンクから供給される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では、ノズル開口において液体が空気に接触するため、ノズル開口から液滴が吐出されない状況が長時間に亘るとノズル開口近傍の液体が蒸発して液体の粘性が増加（増粘）し、ノズル開口の目詰まりが引き起こされる。
【０００３】
このため、液滴吐出ヘッドは、ノズル開口を封止（キャッピング）してノズル開口からの液体の蒸発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と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を排出させる。従来のキャッピング装置の詳細については、例えば以下の特許文献１，２を参照されたい。
【特許文献１】特開２００１−２６１１２号公報
【特許文献２】特開平１０−２６４４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、液体の蒸発量は温度が高い程多くなり、湿度が低い程多くなる。このため、高温低湿度環境下では、液滴吐出ヘッドのノズル開口からの液体の蒸発量が多くなって、ノズル開口の目詰まりが生じやすくなる。また、高温低湿度環境下では、液滴吐出ヘッドのノズル開口をキャッピング装置の封止部で封止していても、封止時間が長時間に亘ると封止部内における保湿性が低下し、ノズル開口の目詰まりが生じてしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記のタンクと液滴吐出ヘッドの圧力発生室との間の流路は液体が漏れないように設計されるが、この流路に液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が生ずることがある。このような隙間があると、ノズル開口からの蒸発ほどの蒸発はしないものの、隙間から液体が蒸発して液体が増粘してしまう。このため、例えば液滴吐出ヘッドを長期に亘って休止状態にしておくと流路において液体が増粘してしまい、液滴吐出ヘッドを動作させたときに、流路において増粘した液体がノズル開口に至るとノズル開口の目詰まりが生じやすくなるという問題がある。
【０００６】
ノズル開口の目詰まりが生ずると、液滴吐出ヘッドのノズル開口から液体の吸引動作を行った後、ノズルプレート面をワイパで拭き取るクリーニングが行われる。このため、液体の排出量が多くなって液体が無駄に消費されるとともに、ノズルプレート面を拭き取るワイパの寿命を短縮させ、更にはノズルプレート面の撥水性を低下させるという副次的な問題も生ずる。
【０００７】
更に、近年においては、液滴吐出装置は、液晶表示装置で用いられるカラーフィルタ、マイクロレンズアレイ、その他の微細なパターンを有する各種デバイスの製造に用いられてきており、しかも複数の液滴吐出ヘッドを設けることでスループット（単位時間に製造することができるデバイスの数）を極力向上させようとしている。従って、ノズル開口の目詰まりによるスループットの低下は極力避けなければならない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液滴吐出ヘッドのノズル開口での目詰まりを防止することができる液滴吐出装置及び方法、並びにスループットの低下を招かずにデバイスを製造することができるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、所定の液体を貯蔵する液体貯蔵部と、当該液体貯蔵部から供給される前記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を備える液滴吐出装置において、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定する環境設定装置を備えることを特徴としている。
この発明によれば、環境設定装置によってノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発が抑えられて液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、ノズル開口での目詰まりを防止することができる。また、ノズル開口の目詰まりが防止されることから、ノズル開口からの液体の吸引動作の低減により液体の無駄な消費を抑えることができ、クリーニング回数の低減によりワイパの寿命短縮を防止することができ、更にはノズル開口が形成された面の撥水性の低下を防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記環境設定装置が、前記液滴吐出ヘッドの全体を低温及び高湿度に設定することを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドの全体が低温及び高湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発量を抑えることができる。また、液滴吐出ヘッドに液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が生じていても、この隙間からの液体の蒸発を抑えることができる。この結果として、液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができ、ノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記環境設定装置が、前記液体貯蔵部から前記液滴吐出ヘッドまでの前記液体の流路の少なくとも一部を低温及び高湿度に設定することを特徴としている。
この発明によれば、液体貯蔵部から液滴吐出ヘッドまでの液体の流路の少なくとも一部が低温及び高湿度に設定されるため、液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が液体の流路に生じていても、この隙間からの液体の蒸発を抑えることができ、流路内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、液滴吐出ヘッドのノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドの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を備え、前記環境設定装置は、前記封止部内を低温及び高湿度に設定することにより、前記封止部に封止された前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定することを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドのノズル開口を封止する封止部内が低温及び高湿度に設定されて液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発が抑えられて液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果、液滴吐出ヘッドのノズル開口が封止部に封止される状況下においてもノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記液体貯蔵部の少なくとも一部と前記液滴吐出ヘッドとを少なくとも収容するチャンバを備え、前記環境設定装置は、前記チャンバ内を低温及び高湿度に設定することにより、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定することを特徴としている。
この発明によれば、液体貯蔵部の少なくとも一部と液滴吐出ヘッドとがチャンバ内に収容され、チャンバ内が低温及び高湿度に設定されて少なくとも液滴吐出ヘッドのノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定されるため、少なくともノズル開口からの液体の蒸発が抑えられ、更には液滴吐出ヘッドに液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が生じており、液体貯蔵部から液滴吐出ヘッドまでの液体の流路に液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が生じていても、これらの隙間からの液体の蒸発が抑えられる。この結果として液滴吐出ヘッドのノズル開口の目詰まりをより効果的に防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッド内に設けられ、前記液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生素子を駆動して、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出すことにより、前記ノズル開口及びその近傍を冷却することを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドに設けられる圧力発生素子が駆動されてノズル開口から液滴吐出ヘッド外に向かう液体の流れが作り出され、温度の上昇した液体が液滴吐出ヘッドから吐出される。これにより、ノズル開口及びその近傍が冷却されるため、ノズル開口及びその近傍の環境を低温に設定することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドが前記封止部に封止されている状態で、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出すための負圧を前記封止部内に供給する負圧供給装置を備えることを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドが封止部に封止されている状態のときに、封止部内に負圧が供給されてノズル開口から液滴吐出ヘッド外に向かう液体の流れが作り出され、温度の上昇した液体が液滴吐出ヘッドから排出される。これにより、ノズル開口及びその近傍が冷却されるため、ノズル開口及びその近傍の環境を低温に設定することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドが前記キャッピング装置の封止部に封止されている時間を計時する計時手段と、前記計時手段の計時結果に応じて前記封止部への負圧の供給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、液滴吐出ヘッドがキャッピング装置の封止部に封止されている時間に応じて封止部への負圧の供給が制御されて液滴吐出ヘッドから液滴が排出されるため、これによっても液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、長時間に亘って液滴吐出ヘッドのノズル開口が封止されてもノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、前記環境設定装置が、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の湿度を６０〜８０％の範囲の湿度に設定することを特徴としている。
この発明によれば、少なくとも液滴吐出ヘッドのノズル開口及びその近傍の湿度が６０〜８０％と高い湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発を抑制することができ、その結果としてノズル開口の目詰まりを防止することができる。ここで、湿度を６０％以下に保つと液体の蒸発が促進されるため好ましくなく、８０％以上に保つと液滴吐出ヘッドを構成する部材（例えば、接着剤）が化学変化を起こして液滴吐出ヘッドの劣化を招く虞があるため好ましくない。
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出方法は、所定の液体を貯蔵する液体貯蔵部から供給される前記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を用いた液滴吐出方法であって、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温及び高湿度に設定する環境設定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、ノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発が抑えられて液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、ノズル開口での目詰まりを防止することができる。また、ノズル開口の目詰まりが防止されることから、ノズル開口からの液体の吸引動作の低減により液体の無駄な消費を抑えることができ、クリーニング回数の低減によりワイパの寿命短縮を防止することができ、更にはノズル開口が形成された面の撥水性の低下を防止することができる。
また、本発明の液滴吐出方法は、前記環境設定ステップが、前記液滴吐出ヘッドの全体を低温及び高湿度に設定するステップであることを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドの全体が低温及び高湿度に設定されるため、ノズル開口からの液体の蒸発量を抑えることができる。また、液滴吐出ヘッドに液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が生じていても、この隙間からの液体の蒸発を抑えることができる。この結果として、液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができ、ノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出方法は、前記環境設定ステップが、前記液体貯蔵部から前記液滴吐出ヘッドまでの前記液体の流路の少なくとも一部を低温及び高湿度に設定するステップであることを特徴としている。
この発明によれば、液体貯蔵部から液滴吐出ヘッドまでの液体の流路の少なくとも一部が低温及び高湿度に設定されるため、液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が液体の流路に生じていても、この隙間からの液体の蒸発を抑えることができ、流路内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、液滴吐出ヘッドのノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出方法は、少なくとも前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定された状態で、前記ノズル開口を封止する封止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、液滴吐出ヘッドの前記ノズル開口及びその近傍の環境が低温及び高湿度に設定された状態でノズル開口が封止されるため、ノズル開口からの液体の蒸発が抑えられて液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果、液滴吐出ヘッドのノズル開口が封止部に封止される状況下においてもノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、本発明の液滴吐出方法は、前記封止ステップが、前記封止部内に負圧を供給して、前記所定の液体が前記ノズル開口から前記液滴吐出ヘッド外に向かう流れを作り出して前記ノズル開口及びその近傍の環境を低温に設定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、液滴吐出ヘッドが封止部に封止されている状態のときに、封止部内に負圧が供給されてノズル開口から液滴吐出ヘッド外に向かう液体の流れが作り出され、温度の上昇した液体が液滴吐出ヘッドから排出される。これにより、ノズル開口及びその近傍が冷却されるため、ノズル開口及びその近傍の環境を低温に設定することができる。
また、本発明の液滴吐出方法は、前記液滴吐出ヘッドが前記封止部に封止されている時間を計時する計時ステップと、前記計時ステップの計時結果に応じて前記封止部への負圧の供給を制御する制御ステップとを含むことを特徴としている。
この発明によれば、液滴吐出ヘッドが封止部に封止されている時間に応じて封止部への負圧の供給が制御されて液滴吐出ヘッドから液滴が排出されるため、これによっても液滴吐出ヘッド内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、長時間に亘って液滴吐出ヘッドのノズル開口が封止されてもノズル開口の目詰まりを防止することができる。
また、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、上記の何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上記の何れかに記載の液滴吐出方法で用いられる液滴吐出ヘッドを用いて前記ワーク上に前記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を含むことを特徴としている。
この発明によれば、上記の何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上記の何れかに記載の液滴吐出方法で用いられる液滴ヘッドを用いて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ているため、ノズル開口の目詰まりを解消するための時間が大幅に削減され、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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及び方法並びにデバイス製造方法について詳細に説明する。
【００１１】
〔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の移動方向がＸ方向に設定され、ステージＳＴの移動方向がＹ方向に設定されている。
【００１２】
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。
【００１３】
吐出ヘッド２０には、流路１８を介して吐出ヘッド２０から吐出される液滴の溶媒（所定の液体）を貯蔵するタンク１６が接続されている。尚、本実施形態では吐出ヘッド２０の移動に合わせて流路１８が伸縮するものとして説明する。また、ベース１０上には、キャッピングユニット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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
吐出ヘッド２０は、揺動位置決め装置としてのモータ３０，３２，３４，３６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。
【００１８】
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ー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２０ａ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２０ａには液滴を吐出する複数のノズル開口が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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の分解斜視図であり、図３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に示す吐出ヘッド２０は、ノズル板１１０、圧力室基板１２０、振動板１３０、及び筐体１４０を含んで構成されている。図２に示す通り、圧力室基板１２０は、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所定の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に所定の液体を導入可能に構成されている。
【００２１】
また、図３に示す通り、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、更に、図２に示す通り、筐体１４０に填められて液滴吐出ヘッド２０を構成している。
【００２２】
吐出ヘッド２０から液滴を吐出するには、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。所定の液体は吐出ヘッド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から液滴が吐出される。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滴が新たにタンク１６から供給される。
【００２３】
尚、図２及び図３を参照して説明した吐出ヘッド２０は圧電体素子１５０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、発熱体により所定の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。
【００２４】
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、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２０ａ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。
【００２５】
キャッピングユニット２２及びクリーニングユニット２４は、チャンバ３８内に配置されている。尚、図１においては、図面の複雑化を避けるためチャンバ３８を簡略化して図示している。チャンバ３８内にはキャッピングユニット２２及びクリーニングユニット２４以外に、タンク１６の一部及び流路１８が配置されている（図４参照）。ここで、タンク１６の一部のみがチャンバ３８内に配置される構成としたのは、タンク１６の交換を容易にするためである。
【００２６】
チャンバ３８のＸ軸に直交する側壁の一方（＋Ｘ方向側に配置される側壁）には不図示の開閉機構が設けられており、開閉機構を開状態にすることで、吐出ヘッド２０のＸ方向への移動を妨げることなくチャンバ３８内への吐出ヘッド２０の配置、又はチャンバ３８外への吐出ヘッド２０の配置が可能に構成されている。また、開閉機構を閉状態にすることで、チャンバ３８内の気密性を保つことができる。
【００２７】
吐出ヘッド２０がチャンバ３８内に配置された状態で開閉機構を閉状態にすると流路１８の全てがチャンバ３８内に収容されるが、吐出ヘッド２０がチャンバ３８外に配置された状態で開閉機構を閉状態にすると流路１８の一部がチャンバ３８内に収容され、残りはチャンバ３８外に配置される。吐出ヘッド２０がチャンバ３８外に配置されて開閉機構を閉状態にしても、流路１８は吐出ヘッド２０の動きに合わせて伸縮可能に構成されている。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、これらチャンバ３８によりこれらの作業に支障をきたすことはない。
【００２８】
尚、ここではタンク１６と吐出ヘッド２０とが別々に取り付けられ、これらが伸縮自在な流路１８によって接続されている場合を例に挙げて説明するが、タンク１６と吐出ヘッド２０とをキャリッジに取り付けた構成であってもよい。かかる構成の場合には、吐出ヘッド２０とタンク１６とが長さが固定の流路によって接続され、吐出ヘッド２０とともに、タンク１６が移動することになる。
【００２９】
チャンバ３８内に設けられる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。チャンバ３８内に設けられ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２０ａ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２０ａにキャッピングを施したり、液滴をキャビティ２２１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。
【００３０】
次に、チャンバ３８内の環境（温度及び湿度）を設定する構成及びキャッピングユニット２２の構成について説明する。図４は、チャンバ３８内の構成及びチャンバ３８に付随して設けられる空調装置の概略構成を示す図である。尚、図４において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付しており、クリーニングユニット２４の図示は省略している。
【００３１】
図４に示す通り、キャッピングユニット２２は、キャッピング部４０、連通管４１、及びポンプ４２を含んで構成されている。キャッピング部４０はチャンバ３８内に配置されており、凹形状であって吐出ヘッド２０に当接する突出部４０ａが形成されている。このキャッピング部４０内には吐出ヘッド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スポンジ等の材料からなる湿潤部材（図示省略）が嵌合されている。
【００３２】
キャッピング部４０の底面にはチャンバ３８の外部に通じる連通管４１が接続されている。ポンプ４２は、チャンバ３８外に設けられており、連通管４１を介してキャッピング部４０を吸引、減圧する（負圧を供給する）ものである。このポンプ４２は、制御装置２６と電気的に接続されており、制御装置２６の制御の下で、その駆動が制御される。チャンバ３８外に配される連通管４１の端部付近には、連通管４１を伝って排出される液体を貯蔵する廃液タンク４３が設けられている。
【００３３】
また、チャンバ３８の外部には、チャンバ３８内及びキャッピング部４０内の環境（温度及び湿度）を設定する空調装置４４が設けられている。この空調装置４４は、チャンバ３８内及びキャッピング部４０内の温度を室温程度よりも低い温度（例えば、１５〜２０℃程度）に設定し、湿度を６０〜８０％程度に設定する。空調装置４４は、制御装置２６から出力される制御信号に基づいて、温度及び湿度の設定、給気、並びに排気を行う。
【００３４】
ここで、チャンバ３８内及びキャッピング部４０内の温度を室温程度よりも低温に設定するのは、ノズル開口１１１からの液体の蒸発、及び吐出ヘッド２０及び流路１８にある液体の漏れが生じない程度の微小な隙間からの液体の蒸発を抑えるためである。また、湿度を６０〜８０％程度の高湿度に設定するのは、湿度を６０％よりも低い湿度に設定すると液体の蒸発が促進されるため好ましくなく、８０％よりも高い湿度に設定すると吐出ヘッド２０を構成する部材（例えば、接着剤）が化学変化を起こして液滴吐出ヘッド２０の劣化を招く虞があるからである。
【００３５】
空調装置４４には給気管４５及び回収管４６が接続されている。給気管４５は空調装置４４で低温高湿度に設定された空気をチャンバ３８内及びキャッピング部４０に導くものである。この給気管４５は２分岐しており、分岐した一方の給気管４５ａはチャンバ３８に接続され、分岐した他方の給気管４５ｂはキャッピング部４０に接続されている。回収管４６は給気管４５により供給された低温高湿度の空気を回収するためのものであり、チャンバ３８に接続された回収管４６ａとキャッピング部４０に接続された回収管４６ｂとが回収管４６に接続されている。
【００３６】
空調装置４４が動作している状態では、空調装置４４で低温高湿度に設定された空気は、給気管４５，４５ａを介してチャンバ３８内に供給され、回収管４６ａ，４６を介して空調装置４４で回収される。同様に、空調装置４４で低温高湿度に設定された空気は、給気管４５，４５ｂを介してキャッピング部４０内に供給され、回収管４６ｂ，４６を介して空調装置４４で回収される。
【００３７】
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。図５は、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。尚、図５においては、図１〜図４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５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５０、制御装置２６、及び駆動用集積回路６０を含んで構成される。
【００３８】
制御コンピュータ５０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（Cathode 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５０は、例えばケーブル等を用いて図１に示す液滴吐出装置ＩＪに設けられる制御装置２６と接続されている。
【００３９】
制御装置２６は、演算制御部５２、駆動信号生成部５４、及びタイマ部５６を含んで構成される。演算制御部５２は、制御コンピュータ５０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４２の動作を制御し、更にチャンバ３８に付随して設けられた空調装置４４の温度及び湿度の設定並びに給気及び排気を制御する制御信号を空調装置４４に出力する。
【００４０】
また、演算制御部５２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５４に出力する。更に、演算制御部５２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６０に設けられた切替信号生成部６２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。
【００４１】
加えて、演算制御部５２は、タイマ部５６を用いてキャッピングユニット２２を用いて吐出ヘッド２０をキャッピング（封止）している時間及び吐出ヘッド２０がキャッピングされていない時間を計時するとともに、ポンプ４２を駆動する時間等を制御する。
【００４２】
駆動信号生成部５４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を生成してスイッチ回路６４に出力する。駆動信号生成部５４が生成する駆動信号は、例えば、通常駆動信号、冷却駆動信号、及び微小駆動信号等がある。通常駆動信号は、ノズル開口１１１から所定量の液滴を吐出させるための駆動信号である。冷却駆動信号は、圧電体素子１５０の駆動によって温度が上昇したキャビティ１２１内の液体を強制的に排出させるための駆動信号である。冷却駆動信号を圧電体素子１５０に印加すると、温度が上昇したキャビティ１２１内の液体が強制的に吐出されるとともに、温度が上昇していない液体がキャビティ１２１内に流入するために、キャビティ１２１内（ノズル開口１１１及びその近傍）が冷却される。
【００４３】
微小駆動信号は、ノズル開口１１１から液滴が吐出されない程度に圧電体素子１５０を微振動させることでノズル開口１１１におけるメニスカスを振動させ、ノズル開口１１１付近における液体の増粘を防止する駆動信号である。タイマ部５６は、例えば演算制御部５２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。
【００４４】
駆動用集積回路６０は、吐出ヘッド２０内に設けられており、切替信号生成部６２及びスイッチ回路６４を含んで構成されている。切替信号生成部６２は、演算制御部５２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６４に出力する。スイッチ回路６４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。
【００４５】
ここで、駆動信号生成部５４が生成する駆動信号の一例、及び吐出ヘッドの動作について簡単に説明する。図６は、駆動信号生成部５４で生成される通常駆動信号の１周期分の波形及び吐出ヘッドの動作を模式的に示す図である。図６（ａ）に示す通り、通常駆動信号は、基本的には、その電圧値が中間電位Ｖｍからスタートした後（ホールドパルスＬ１）、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、最大電位ＶＰＳまで一定の傾きで上昇し（充電パルスＬ２）、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間、最大電位ＶＰＳを所定時間だけ維持する（ホールドパルスＬ３）。次に、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間に最低電位ＶＬＳまで一定の傾きで下降した後（放電パルスＬ４）、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間、最低電位ＶＬＳを所定時間だけ維持する（ホールドパルスＬ５）。そして、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間、電圧値は中間電位Ｖｍまで一定の傾きで上昇する（充電パルスＬ６）。
【００４６】
以上説明した通常駆動信号が圧電体素子１５０に印加されると、圧電体素子１５０は図６（ｂ）〜（ｄ）に示す動作を行い、これによりノズル開口１１１から所定の液体が液滴として吐出される。まず、図６（ａ）中の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間において、通常駆動信号の電圧値が緩やかに上昇する充電パルスＬ２が圧電体素子１５０に印加されると、図６（ｂ）に示すように圧電体素子１５０がキャビティ１２１の容積を緩やかに膨張させる方に撓みキャビティ１２１に負圧が発生する。これによって、所定の液体がリザーバ１２３からキャビティ１２１に供給される。また、図示のようにノズル開口１１１の開口近傍に位置する液状粘性物も僅かにキャビティ１２１内部方向へ引き込まれることで、メニスカスがノズル開口１１１内に引き込まれる。
【００４７】
次に、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間において通常駆動信号の電圧値を最大電位ＶＰＳに保持するホールドパルスＬ３が圧電体素子１５０に印加された後、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間において放電パルスＬ４が印加されると、圧電体素子１５０が急速にキャビティ１２１の容積を収縮させる方向に撓み、キャビティ１２１に正圧が発生する。これにより、図６（ｃ）に示す通り、ノズル開口１１１から所定の液体が液滴Ｄ１として吐出される。
【００４８】
液滴Ｄ１が吐出されると、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間、圧電体素子１５０には最低電位ＶＬＳを維持するホールドパルスＬ５が印加され、その後時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間に中間電位Ｖｍまで一定の傾きで上昇する充電パルスＬ６が圧電体素子１５０に印加される。充電パルスＬ６が圧電体素子１５０に印加されると、圧電体素子１５０は図６（ｄ）に示すように変形してキャビティ１２１内に負圧が発生する。これにより、所定の液体がリザーバ１２３からキャビティ１２１に供給されるとともに、ノズル開口１１１の開口近傍に位置する所定の液体も僅かにキャビティ１２１内部方向へ引き込まれ、図６（ｄ）に示す通り、メニスカスが一定の状態に維持される。このように、例えば最大電位ＶＰＳが高いほど、又は放電パルスＬ４の傾きが急峻なほど、ノズル開口１１１から吐出される液状粘性物の１ドット当たりの重量が大きい。
【００４９】
次に、通常駆動信号と冷却駆動信号とを比較する。図７は、駆動信号生成部５４で生成される通常駆動信号及び冷却駆動信号の１周期分の波形を模式的に示す図であって、（ａ）は通常駆動信号ＤＮの波形を示す図であり、（ｂ）は冷却駆動信号ＤＣの波形を示す図である。図７（ａ）に示す通り、通常駆動信号ＤＮの繰返周波数ｆは２０ｋＨｚに設定されているのに対して、図７（ｂ）に示す通り、加熱駆動信号ＤＨの繰返周波数ｆは１０Ｈｚに設定されている。この１０Ｈｚ近傍の繰返周波数ｆは、圧電体素子１５０を十分に駆動可能なものであると同時に、圧電体素子１５０が作動することによって発生する熱（作動熱）を最小限に抑える周波数（即ち、キャビティ１２１内の液体を加熱しない程度の周波数）である。
【００５０】
また、通常駆動信号ＤＮ及び冷却用駆動信号ＤＣの充電パルスＬ２の傾斜（時間変化率）、ホールドパルスＬ３の時間、及び放電パルスＬ３の傾斜は、ノズル開口１１１から吐出される液滴の大きさ、つまり重量を規定する一因である。冷却用駆動信号ＤＣの充電パルスＬ２及び放電パルスＬ３の傾斜は、冷却用駆動信号ＤＣの充電パルスＬ２及び放電パルスＬ３の傾斜に対して緩やかに設定されており、冷却用駆動信号ＤＣのホールドパルスＬ３の時間は、通常用駆動信号ＤＮのホールドパルスＬ３の時間に対して長めに設定されている。
【００５１】
〔液滴吐出方法〕
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する方法について説明する。図８は、本発明の一実施形態による液滴吐出方法の概略を示すフローチャートである。尚、吐出ヘッド２０は、図８に示す処理が開始される前はチャンバ３８内でキャッピング部４０においてキャッピングされているものとする。
【００５２】
図５に示す制御コンピュータ５０から制御装置２６に吐出開始の指示が出力されると、図８に示すフローチャートの処理が開始される。処理が開始されると、演算制御部５２は、モータ３０を駆動して吐出ヘッド２０を＋Ｚ方向に移動させ、吐出ヘッド２０をキャッピング部４０の突出部４０ａから離間させる。また、第２移動装置１４を駆動して吐出ヘッド２０を＋Ｘ方向に移動させることにより、吐出ヘッド２０をチャンバ３８外に移動させ、吐出開始位置に位置決めする（ステップＳ１１）。尚、チャンバ３８に設けられた開閉機構は、演算制御部５２からの制御信号に基づいて吐出ヘッド２０を移動させる前に開状態になり、吐出ヘッド２０がチャンバ３８外に移動すると閉状態になる。
【００５３】
吐出ヘッド２０の位置決めが完了すると、基板Ｐ及び吐出ヘッド２０を走査しつつ基板Ｐ上への液滴の吐出が行われる（ステップＳ１２）。具体的には、演算制御部５２は、第１移動装置１２を駆動して吐出ヘッド２０を＋Ｘ方向へ走査させると同時に、駆動信号生成用データを駆動信号生成部５４に出力して通常駆動信号ＤＮを生成させるとともに、選択データを切替信号生成部６２に出力する。演算制御部５２からの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が切替信号生成部６２で生成され、スイッチ回路６４により切替信号によって指定された通常駆動信号ＤＮが圧電体素子１５０に印加される。これによって、吐出ヘッド２０が移動している状態で吐出ヘッド２０の複数のノズル開口から液滴が順次吐出される。
【００５４】
吐出ヘッド２０と基板Ｐとの１回目の相対移動（走査）が終了すると、演算制御部５２は第１移動装置１２を駆動して基板Ｐを支持するステージＳＴを吐出ヘッド２０に対してＹ軸方向に所定量だけステップ移動させる。ステージＳＴのステップ移動完了後、演算制御部５２は、吐出ヘッド２０を基板Ｐに対して、−Ｘ方向に移動させて２回目の走査を開始する。この動作を複数回繰り返して基板Ｐ上に液滴を吐出することにより、基板Ｐ上にマイクロアレイが形成される。
【００５５】
以上の動作を行って基板Ｐ上にマイクロアレイが形成されると、演算制御部５２は第１移動装置１２を制御して液滴が吐出された基板Ｐを搬出位置に移動させる。そして、ステージＳＴによる吸着保持が解除されて不図示の搬送装置によって基板ＰがステージＳＴから搬出される。ステージＳＴから基板Ｐが搬出されている間に、演算制御部５２は、第２移動装置１４を制御してＸ軸方向に吐出ヘッド２０を移動させてチャンバ３８内のキャッピングユニット２２の上方に位置決めする（ステップＳ１３）。尚、チャンバ３８に設けられた開閉機構は、演算制御部５２からの制御信号に基づいて吐出ヘッド２０を移動させる前に開状態になり、吐出ヘッド２０がチャンバ３８内に配置されると閉状態になる。
【００５６】
吐出ヘッド２０のＸ方向の位置決めが完了すると、演算制御部５２は、モータ３０を駆動して吐出ヘッド２０を−Ｚ方向に移動させて、吐出ヘッド２０の液滴吐出面２０ａをキャッピング部４０に形成された突出部４０ａに当接させて低温高湿度下で吐出ヘッド２０のキャッピングを行う（ステップＳ１４）。つまり、吐出ヘッド２０の液滴吐出面２０ａがキャッピング部４０に形成された突出部４０ａに吐出するまでモータ３０を駆動すると、演算制御部５２は空調装置４４に対して、チャンバ３８及びキャッピング部４０内の温度及び湿度を指示する制御信号及び低温高湿度の空気の給気を開始する制御信号を出力する。
【００５７】
空調装置４４は、演算制御部５２からの制御信号に基づいて温度及び湿度を設定した空気の給気を開始する。給気が開始されると、空調装置４４で低温高湿度に設定された空気は、給気管４５，４５ｂを介してキャッピング部４０内に供給され、回収管４６ｂ，４６を介して空調装置４４で回収される。これにより、ノズル開口１１１及びその近傍の環境が低温高湿度に設定された状態で吐出ヘッド２０がキャッピングされる。
【００５８】
また、空調装置４４で低温高湿度に設定された空気は、給気管４５，４５ａを介してチャンバ３８内に供給され、回収管４６ａ，４６を介して空調装置４４で回収される。これにより、チャンバ３８内に配された吐出ヘッド２０の全体が低温高湿度に設定され、更にはタンク１６から吐出ヘッド２０までの流路１８が低温高湿度に設定される。以上の動作により、１枚の基板Ｐに対して液滴を吐出する動作が完了する。
【００５９】
吐出ヘッド２０がキャッピング部４０にキャッピングされている間は、図９に示す処理が行われる。図９は、液滴吐出ヘッド２０のキャッピング中に行われる処理の一例を示す図である。吐出ヘッド２０のキャッピングが開始されると、演算制御部５２は、まず制御コンピュータ５０からの吐出開始指示の有無を判断する（ステップＳ２１）。コンピュータ５０からの吐出開始指示があると判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、キャッピング処理が終了し、図８に示す処理が開始される。
【００６０】
一方、コンピュータ５０からの吐出開始指示が無いと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、演算制御部５２はタイマ部５６を用いて吐出ヘッド２０のキャッピング時間の計時を開始する（ステップＳ２２）。次に、演算制御部５２はキャッピング時間の計時開始から所定時間（例えば、数日）が経過したか否かを判断し、経過していない場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ２１に戻って吐出指示の有無判断を行う。
【００６１】
ステップＳ２２において、キャッピング時間が所定時間経過したと判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、演算制御部５２は、ポンプ４２を駆動してキャッピング部４０内に負圧を供給する。これにより、キャビティ１２１内の液体が吸引されて液体が吐出ヘッド２０外に向かう流れが作り出され、増粘した液体がノズル開口１１１から吐出ヘッド２０外に排出される。
【００６２】
また、演算制御部５２は、駆動信号生成用データを駆動信号生成部５４に出力して冷却駆動信号ＤＣを生成させるとともに、選択データを切替信号生成部６２に出力する。これにより、冷却駆動信号ＤＣが吐出ヘッド２０の圧電体素子１５０に印加されて、ノズル開口１１１の各々から増粘した液滴が順にキャッピング部４０内にフラッシングされる（ステ婦Ｓ２３）。ここで、液滴の吐出に冷却駆動信号ＤＣを用いるのは、キャビティ１２１内の液滴の温度上昇を防止するためである。尚、ステップＳ２３の処理は、吸引のみでもよく、キャップ内フラッシングのみであってもよい。液体の吸引又はフラッシングが終了すると、ステップＳ２１の処理に戻る。
【００６３】
以上説明した通り、本実施形態では少なくとも吐出ヘッド２０のノズル開口１１１又はその近傍の環境を低温高湿度の環境に設定しているため、ノズル開口１１１からの液体の蒸発が抑えられてキャビティ１２１内の液体の増粘を抑制することができる。この結果として、ノズル開口１１１での目詰まりを防止することができる。また、ノズル開口１１１の目詰まりが防止されることから、ノズル開口１１１の目詰まりを解消するための液体の無駄な消費を抑えることができ、クリーニング回数の低減によりワイパの寿命短縮を防止することができ、更にはノズル開口が形成された面の撥水性の低下を防止することができる。
【００６４】
また、吐出ヘッド２０及び流路１８をキャビティ３８内に収容した状態でキャビティ３８内を低温高湿度の環境にしているため、液体の漏れが生じない程度の微小な隙間が吐出ヘッド２０又は液体の流路１８に生じていても、この隙間からの液体の蒸発を抑えることができる。これによって、吐出ヘッド２０内の液体（例えば、リザーバ１２３内の液体）及び流路１８内の液体の増粘を抑制することができ、この結果としてノズル開口１１１の目詰まりを防止することができる。
【００６５】
更に、吐出ヘッド２０がキャッピングされている状態において、仮にキャビティ１２１内の液体が増粘しても、図９に示す処理によって定期的に増粘した液体を排出しているため、ノズル開口１１１の目詰まりをより効果的に防止することができる。また更に、本実施形態ではキャッピング部４０及びチャンバ３８内のみに低温高湿度の空気を供給する構成であるため、大規模の空調設備を必要とせず、液滴吐出装置ＩＪ全体のコストが大幅に上昇することはない。
【００６６】
尚、以上説明した実施形態では、吐出ヘッド２０がキャッピング部４０にキャッピングされた状態で定期的に増粘した液体を排出する場合について説明したが、ポンプ４２による吸引及びキャップ内フラッシングは、キャビティ１２１内の液体の温度が高いときにも行うことが好ましい。なぜならば、これらによって温度が高く蒸発しやすい液体を吐出ヘッド２０外に排出することができるからである。例えば、基板Ｐ上への液滴の吐出を終えた吐出ヘッド４０がキャッピング部４０にキャッピングされた直後に行うのが望ましい。
【００６７】
〔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及び方法について説明したが、この液滴吐出装置及び方向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。
【００６８】
液滴を吐出し終えた吐出ヘッドのノズル開口１１１及びその環境を低温高湿度の環境にしてノズル開口の目詰まりを防止しているため、ノズルの目詰まりが生ずる回数が減り、目詰まりの回復に要する時間の合計を短縮することができる。また、ノズルの目詰まりを解消するための無駄な液体の消費を抑えることができる。この結果として、デバイスの製造コストを低減することができるとともに、スループットを向上させることができる。
【００６９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】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。
【図２】吐出ヘッド２０の分解斜視図である。
【図３】吐出ヘッド２０の主要部の一部を示す透視図である。
【図４】チャンバ３８内の構成及びチャンバ３８に付随して設けられる空調装置の概略構成を示す図である。
【図５】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。
【図６】駆動信号生成部５４で生成される通常駆動信号の１周期分の波形及び吐出ヘッドの動作を模式的に示す図である。
【図７】駆動信号生成部５４で生成される通常駆動信号及び冷却駆動信号の１周期分の波形を模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による液滴吐出方法の概略を示すフローチャートである。
【図９】液滴吐出ヘッド２０のキャッピング中に行われる処理の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１６……タンク（液体貯蔵部）
２０……吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２２……キャッピングユニット（キャッピング装置）
３８……チャンバ
４０……キャッピング部（封止部）
４２……ポンプ（負圧供給装置）
４４……空調装置（環境設定装置）
５２……演算制御部（制御手段）
５６……タイマ部（計時手段）
１１１……ノズル開口
１５０……圧電体素子（圧力発生素子）
ＩＪ……液滴吐出装置
【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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