(57)【要約】【課題】本発明はインクジェット印刷ヘッドに溶剤及び／又は表面処理剤を供給する印刷ヘッド待機構造体を提供する。【解決手段】基板を印刷後、１回以上の印刷パス後、及び／又は印刷ヘッド上での乾燥や目詰まりを防止するに十分な頻度で、印刷ヘッドを印刷ヘッド待機構造体へと戻す。印刷ヘッド待機構造体内に一旦密閉すると、印刷ヘッド（又はその一部）に溶剤を噴霧して印刷ヘッド上に堆積したインクを溶解又は洗い流す。【選択図】図４Ａ
2007296522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧装置を含む筺体と、
筺体に隣接し、印刷ヘッドを受け止めると筺体内において印刷ヘッドが噴霧装置に露出されるよう構成した待機場所とを含む印刷ヘッド待機構造体。
【請求項２】
噴霧装置が溶剤、表面処理溶液、溶剤と表面処理溶液との組み合わせの少なくともいずれか１つを噴霧するよう構成され、
筺体が使用済み溶剤を排液するよう構成されている請求項１記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項３】
印刷ヘッドがノズルプレートを含み、印刷ヘッドが待機位置にある際、ノズルプレート上に向かって噴霧を指向するよう噴霧装置が配置されている請求項２記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項４】
噴霧装置が少なくとも２つの噴霧器を含む請求項２記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項５】
噴霧器が広角度にわたって噴霧を行うよう構成されている請求項４記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項６】
噴霧器が、約４５〜約７５°の角度にわたって噴霧を行うよう構成されている請求項５記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項７】
噴霧装置が枢動可能なことからノズルプレートの各側端間での噴霧装置の方向付けが可能である請求項３記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項８】
噴霧装置がノズルプレートの寸法に沿って可動する請求項３記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項９】
印刷ヘッド待機構造体を、待機位置で受け止めた印刷ヘッドに密閉連結するよう構成した封止部をさらに含む請求項１記載の印刷ヘッド待機構造体。
【請求項１０】
印刷ヘッドを待機構造体内に密閉し、
印刷ヘッドのその他の部分に飛散させることなく溶剤を印刷ヘッドのノズルプレートに噴霧することを含む方法。
【請求項１１】
使用済み溶剤を印刷ヘッドに接触させることなく待機構造体から排液することをさらに含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
印刷ヘッドの待機構造体内への密閉が、印刷ヘッドの表面を可撓性ベロー構造と接触させることを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
印刷ヘッドのノズルプレートへの溶剤の噴霧が、ノズルプレートより下方位置から複数の溶剤流をノズルプレートに向かって指向させることを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
複数の溶剤流の指向が、複数の溶剤流を間欠的に噴霧することを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
複数の溶剤流の指向が、複数の往復噴霧装置を介して複数の溶剤流を噴霧することを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
フラットパネルディスプイ用のカラーフィルタ製造用に適合され、それぞれがノズルプレートを備えた複数の印刷ヘッドを含むインクジェットプリンタと、
噴霧装置と、印刷ヘッドを受け止めるとその内部で受け止めた印刷ヘッドのノズルプレートが噴霧装置に露出されるよう構成した待機場所とを有する筺体とを含む印刷ヘッド待機構造体とを含むシステム。
【請求項１７】
噴霧装置が溶剤、表面処理溶液、溶剤と表面処理溶液との組み合わせの少なくとも１つを噴霧するよう構成され、
筺体が使用済み溶剤を排液するよう構成されている請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
印刷ヘッドが待機位置にある際、ノズルプレート上に向かって溶剤を指向するよう噴霧装置が配置されている請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
噴霧装置が少なくとも２つの噴霧器を含む請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
噴霧器が広角度にわたって噴霧を行うよう構成されている請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
噴霧器が、約４５〜約７５°の角度にわたって噴霧を行うよう構成されている請求項１９記載のシステム。
【請求項２２】
噴霧装置が枢動可能であることからノズルプレートの各側端間での噴霧装置の方向付けが可能である請求項１８記載のシステム。
【請求項２３】
噴霧装置がノズルプレートの寸法に沿って可動する請求項１８記載のシステム。
【請求項２４】
印刷ヘッド待機構造体を、待機位置で受け止めた印刷ヘッドに密閉連結するよう構成した封止部をさらに含む請求項１６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、２００６年７月２６日出願の米国特許出願第１１／４９３３１０号「噴霧機構を備えた待機構造体を用いたインクジェット印刷ヘッドの保守方法及び装置」（代理人整理番号１１３３４、現在１０６４８）、２００６年４月２９日出願の米国特許仮出願第６０／７９５７０９号「待機構造体を用いたインクジェット印刷ヘッドの保守方法及び装置」（代理人整理番号１０６４８／Ｌ）、及び２００６年４月２９日出願の米国特許仮出願第６０／７９６２９７号「インクジェット印刷システムの操作方法及び装置」（代理人整理番号１０６４７／Ｌ）に基づく優先権を主張し、これらは引用により全て本願に組み込まれる。
【関連出願への相互参照】
【０００２】
本出願は、２００５年２月１８日出願の米国特許出願第１１／０６１１４８号「ディスプレイ用カラーフィルタのインクジェット印刷方法及び装置」（代理人整理番号９５２１−５）、２００４年１１月４日出願の米国特許仮出願第６０／６２５５５０号「インクジェット法によるフラットパネルディスプレイのカラーフィルタの製造装置及び方法」（代理人整理番号９５２１／Ｌ）、２００５年９月２９日出願の米国特許出願第１１／２３８６３１号「インクジェット印刷ヘッドの洗浄方法及び装置」（代理人整理番号９８３８）、及び２００５年９月２７日出願の米国特許仮出願第６０／７２１３４０号「インクジェット送出モジュール」（代理人整理番号１０１４５／Ｌ）に関連し、それぞれ引用により全て本願に組み込まれる。
【発明の分野】
【０００３】
本発明は概してフラットパネルディスプレイ製造中に用いるインクジェット印刷システムに関連し、特にはインクジェット印刷ヘッドを保守するための装置及び方法に関連する。
【発明の背景】
【０００４】
フラットパネルディスプレイ産業は、ディスプレイ装置、特にカラーフィルタを製造するためにインクジェット印刷を用いようと試みてきた。しかしながら、インクジェット印刷で使用するインクジェット印刷ヘッドはインクで塞がれたり、目詰まりや被膜の形成により、あるいは別の理由でインクジェット印刷法での使用に不適当な状態となる場合がある。インクジェット印刷ヘッドの従来の洗浄方法は手作業でのふき取り作業を必要とする。この方法はインクジェット印刷ヘッドをオフラインにして清浄な製造環境から離すことを含む場合が多く、時間がかかり、印刷ヘッドを損傷したり所要の印刷位置から印刷ヘッドがずれる可能性がある。従って、インクジェット印刷ヘッドを保守するための改善された方法及び装置が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の特定の態様において、印刷ヘッド待機構造体は噴霧装置を含む筺体と、筺体に隣接し、印刷ヘッドを受け止めると筺体内において印刷ヘッドが噴霧装置に露出されるように構成した待機場所とを含む。
【０００６】
本発明の別の態様においては、印刷ヘッドを待機構造体内に密閉し、印刷ヘッドのその他の部分に飛散させることなく溶剤を印刷ヘッドのノズルプレートに噴霧することを含む方法を提供する。
【０００７】
本発明のさらに別の態様においては、フラットパネルディスプイ用のカラーフィルタ製造用に適合され、それぞれがノズルプレートを備えた複数の印刷ヘッドを含むインクジェットプリンタと、噴霧装置と、印刷ヘッドを受け止めるとその内部で受け止めた印刷ヘッドが噴霧器に露出されるよう構成した待機場所とを有する筺体とを含む印刷ヘッド待機構造体とを含むシステムが提供される。
【０００８】
本発明のその他の特徴と態様は以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付図面によりさらに十分に明確となる。
【詳細な説明】
【０００９】
フラットパネルディスプレイ用カラーフィルタの製造で使用するインクジェット印刷ヘッドのノズルは目詰まりしたり、そうでないとしても印刷ヘッド上や内部でのインクの乾きにより流れが妨げられる場合がある。様々なノズル保守・パージ法を用いて乾燥したインクを除去することが可能だが、印刷ヘッド上で乾燥するインクの除去又はその量を低減するための方法では、ノズルに溶剤及び／又は印刷ヘッドに表面処理剤を適用する噴霧器を含む印刷ヘッド待機構造体を使用することができる。
【００１０】
別の保守技法においては、印刷ヘッドをある期間にわたって溶剤浴に供する。この技法は当該技術分野で進歩的であることが立証されているが、場合によっては、除去、吸収される大量のインクにより溶剤浴が汚染される可能性がある。汚染された溶剤は印刷ヘッドノズル上で乾燥又は付着するため、このような状況において、溶剤浴は解決を意図していた問題を再導入してしまう。本発明の発明者は、噴霧のみ、又は溶剤浴後に噴霧を行うことによりこの問題が回避できるという結論に至った。
【００１１】
作動中、基板を印刷した後、１回以上の印刷パス後、及び／又は印刷ヘッド上での乾燥や目詰まりを防止するに十分な頻度で、印刷ヘッドを印刷ヘッド待機構造体へと戻す。印刷ヘッド待機構造体内に一旦戻すと、印刷ヘッド（又はその一部）の表面に溶剤を噴霧して、表面状態を保守する。噴霧された溶剤は溶解したインクと共に印刷ヘッドから滴下し、浴容器内に溜まる。あるいは、印刷ヘッドを溶剤浴中まで降下させ、溶剤浴を排液し（又は印刷ヘッドを汚染溶剤上方まで引き上げる）、その後、新しい溶剤を印刷ヘッドに噴霧する。
【００１２】
実施形態によっては、１つ以上の噴霧器が、広範囲にわたる印刷ヘッドのノズルプレート表面をカバーする溶剤を送り出す。１つ以上の噴霧器は、その噴霧範囲を広げかつ溶剤を様々な角度から適用して汚染物質を緩めるために可動式であってもよい。印刷ヘッドそれ自体を、浴容器に溶剤を噴射してノズル内のインクを全て排出するよう構成してもよい。あるいは又はそれに加えて、印刷ヘッド待機構造体は、印刷ヘッドを印刷に再使用する前に、例えば清浄な乾燥した空気（Clean dry air:CDA）を適用して印刷ヘッドから余分な溶媒を除去するための別のノズルを含んでいてもよい。
【００１３】
実施形態によっては、印刷ヘッド待機構造体を、印刷ヘッド及び／又は印刷ヘッドのノズルに表面処理剤を適用するために使用する。印刷ヘッド及び／又はノズルの表面には、インクが表面を濡らすことのない（例えば、玉状になる）疎インク性とするために選択した化学薬品又は処理剤を噴霧又はコーティングしてもよい。実施形態によっては、表面処理剤及び溶剤は１つの溶液に混合したものである。実施態様によっては、溶液を印刷ヘッドのノズルプレートに適用し、溶液を浴内に滴下させ、溶液を回収・再利用する。このような実施形態において、溶液は再利用する前にろ過してもよい。
【００１４】
図１は総じて参照番号１００で示される本発明のインクジェット印刷システムの一実施形態の正面斜視図である。本発明のインクジェット印刷システム１００は、一模範実施形態において、印刷ブリッジ１０２を含む。印刷ブリッジ１０２はステージ１０４上方に位置及び／又は連結されている。ステージ１０４は基板１０６を支持する。印刷ブリッジ１０２上には印刷ヘッド１０８、１１０、１１２が支持されている。印刷ヘッド１０８、１１０、１１２、及び印刷ブリッジ１０２はシステム制御装置１１４に（例えば、論理的及び／又は電気的に）連結されている。本発明のインクジェット印刷システム１００は、１つ以上の印刷ヘッド待機ステーション１１６、１１８、１２０と１つ以上の印刷ヘッド洗浄ステーション１２２も含む。
【００１５】
図１の模範実施形態において、印刷ブリッジ１０２はインクジェット印刷を促進するような形でステージ１０４上に支持されている。印刷ブリッジ１０２及び/又はステージ１０４は、図１において矢印Ｘ、Ｙで示される正及び負のＸ、Ｙ方向の双方に可動し得る。同一又は別の実施形態において、印刷ブリッジ１０２及びステージ１０４は回転可能であってもよい。印刷ブリッジ１０２は印刷ヘッド１０８、１１０、１１２及び/又はその他のデバイス（例えば、センサ、画像化システム、レンジファインダ等）を幾つでも支持及び移動可能である。基板１０６は可動式ステージ１０４上に設置する、あるいは実施形態によっては連結される。
【００１６】
図１Ａにおいて、印刷ブリッジ１０２上には３つの印刷ヘッド１０８、１１０、１１２のみが図示されているが、印刷ブリッジ１０２上にはいくつ印刷ヘッドを搭載及び/又は共に使用してもよいことに留意することが大切である（例えば、１、２、４、５、６、７個等の印刷ヘッド）。印刷ヘッド１０８、１１０、１１２はそれぞれ１色のカラーインクを吐出可能であり、実施形態によっては複数のカラーインクを吐出可能である。インクジェット滴を的確に付着させるために、インクジェット印刷ヘッド１０８、１１０、１１２は、垂直方向、水平方向、及び/又は回転方向に可動及び/又は整列可能であってもよい。印刷ヘッド１０８〜１１２を位置決めして的確にインクジェット印刷するために、印刷ブリッジ１０２も可動式及び/又は回転可能であってもよい。作動中、インクジェット印刷ヘッド１０８、１１０、１１２はインクを液滴状で（例えば、ノズルから）吐出する。
【００１７】
本発明での使用に適した市販の印刷ヘッドの例は、ニューハンプシャー州レバノンのスペクトラ社（Spectra, Inc.）製造のモデルＳ−１２８シリーズ、１２８チャネルジェットアセンブリである。これら特定のジェットアセンブリは２つの電気的に独立した圧電素子薄片を含み、それぞれが６４個のアドレス可能なチャネルを有し、あわせて合計１２８の噴流を供給する。印刷ヘッドは多数のノズルを有するノズルプレートを備え、ノズルは間隔約０．０２０インチで列状に配置されている。異なるサイズのノズルを備えた別の印刷ヘッドを使用してもよい。ノズルはノズルプレート１５０にオリフィスを備える、あるいはノズルプレートから延びる、開口部を備えた突出部を備えていてもよい。実施形態によっては、金メッキ又は金コーティングを施した印刷ヘッド／ノズルを用いて、特には疎インク表面処理と共に、印刷ヘッド／ノズルの濡れをより軽減する。濡れ低下により、インク噴射の信頼性と液滴サイズの再現性が改善され、インク噴射性能が改善される。
【００１８】
実施形態によっては、基板１０６、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２からのインク液滴、及び／又は印刷ヘッド１０８、１１０、１１２のノズルの画像をキャプチャ可能な画像化システム１２４をインクジェット印刷システム１００内に組み込む。そういった画像化システム１２４は、直径約２umから約１００umのインク液滴を識別するに十分な質の画像をキャプチャ可能なように構成してもよい。従って、画像化システム１２４は望遠ズームレンズを備えていてもよく、また高解像度を有し得る（例えば、少なくとも約１０２４〜７６８画素）。その他のカメラ型及び／又は解像度を使用してもよい。画像化システム１２４は電動／自動照準、ズーム及び/又はフォーカス機能も備えていてもよい。作動中、画像化システム１２４を用いて印刷ヘッド１０８、１１０、１１２のノズルを点検し、ノズルに洗浄及び／又は疎インク表面処理が必要かどうかを決定してもよい（例えば、ノズル上でインクが蓄積又は乾燥した為、ノズルを通過した新しい溶剤が透明でなくインク色を帯びている、及び／又はインクがノズル／印刷ヘッド表面上で玉状にならなくなった）。
【００１９】
印刷ブリッジ１０２、ステージ１０４、及び/又はインクジェット印刷ヘッド１０８、１１０、１１２はシステム制御装置１１４に連結してもよい。システム制御装置１１４は、インクジェット印刷作業中に印刷ブリッジ１０２、ステージ１０４、及び/又はインクジェット印刷ヘッド１０８、１１０、１１２の動きを制御するよう適合させてもよい。また、システム制御装置１１４はインクジェット印刷ヘッド１０８、１１０、１１２用の点弧パルス信号を制御してもよい。システム制御装置１１４は単一の制御装置又は複数の制御装置を備えてもよい。
【００２０】
印刷ヘッド待機ステーション１１６、１１８、１２０をステージ１０４より低い位置に配置し、それぞれが個々に上昇して独立して印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を受け止めるよう構成してもよい。実施形態によっては、システム１００は印刷ヘッド１０８、１１０、１１２につき１つの印刷ヘッド待機ステーション１１６、１１８、１２０を備える。補足的あるいは別の実施形態においては、１つの待機ステーション１１６を複数の印刷ヘッド１０８、１１０、１１２に使用し、あるいは複数の待機ステーション１１６、１１８、１２０を１つの印刷ヘッド１０８に用いる。例えば、第１待機ステーション１１６が印刷ヘッド１０８に溶剤を噴霧、第２待機ステーション１１８が圧縮空気で印刷ヘッド１０８を乾燥、第３待機ステーションが疎インク表面処理剤で印刷ヘッドをコーティングするよう構成する。同様に、１つ以上の印刷ヘッド１０８、１１０、１１２に行うその他の保守、洗浄、及び／又は保護機能に加えて上記の３つの機能例全てを単一の待機ステーション１１６が行うよう構成してもよい。従って、様々な実施形態において、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２は待機ステーション１１６、１１８、１２０の機能の実行により補修又は保守され、印刷ヘッド、機能、待機ステーションの数はいずれであってもよい。
【００２１】
１つ以上の印刷ヘッド拭取りステーション１２２もまた、印刷ヘッド待機ステーション１１６、１１８、１２０と同一又は同様のやり方や位置で配置することができる。上記で本願に組み込んだ米国特許出願第１１／２３８６３１号は、本発明のインクジェット印刷システム１００での使用に適した印刷ヘッド洗浄ステーションの一例の種々の特徴及び態様を詳細に記載している。
【００２２】
図２は、印刷ヘッド待機構造体１１６、１１８、１２０の３つの実施形態例のうち中央の構造体上方に位置された印刷ヘッド１０８の拡大斜視図である。図１とは対照的に、印刷ヘッド１０８が待機構造体のうちの１つである待機構造体１１８内に待機している状態が図示されている。実施形態によっては、印刷ヘッド待機構造体１１６、１１８、１２０はステージ１０４の片側に隣接して配置されることに留意する。あるいは又はそれに加え、待機構造体はステージ１０４の両側、前方、及び／又は後方に配置してもよい。こういった実施形態は、印刷ヘッドが待機構造体に到達するまでの移動に要する時間及び／又は距離を最小限にすると同時に待機構造体の使用を容易にするよう構成される。
【００２３】
印刷ヘッド待機構造体１１６、１１８、１２０は、上昇してステージ１０４と同じ高さ又はそれ以上の高さで印刷ヘッド１０８、１１０、１１２と係合するよう構成してもよい。さらに、ステージ１０４と同じ高さ又はそれ以下にまで下降させることで、入り込んだ待機構造体１１６、１１８、１２０の上を印刷ヘッド１０８、１１０、１２０が横方向に移動できるクリアランスが形成されるよう構成してもよい。実施形態によっては、待機構造体１１６、１１８、１２０は固定の垂直方向位置を有しており、印刷ヘッド１０８、１１０、１２０は、昇降することで待機構造体１１６、１１８、１２０と係合・離脱するよう構成されている。
【００２４】
図３は、待機構造体例１１６に待機させた印刷ヘッド１０８の正面平面図である。待機構造体１１６は、ノズルプレート１５０を含む印刷ヘッド１０８の下部を受け止めるよう構成された封止部３０２を含む。封止部３０２は印刷ヘッド１０８表面の平坦部と接触するため、印刷ヘッド１０８の待機中（例えば、パージ工程中）、待機構造体１１６内で噴霧された溶媒は構造体１１６内に閉じ込められ、漏れが防止される。封止部３０２は、待機構造体１１６が上昇して印刷ヘッド１０８と係合する又は印刷ヘッド１０８が待機構造体１１６内に下降するいずれかの場合に、圧縮されて印刷ヘッド１０８の表面形状に合致する撓みベローとして構成してもよい。封止部３０２はあらゆる材料から形成することができ、ゴム、プラスチック、薄板金属、可撓性又は半硬質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、圧縮されて封止部を形成可能であり、またインク、溶剤、印刷ヘッド表面処理剤、及び／又は待機構造体１１６と共に使用し得るその他の化学物質又は処理と反応しない実用的な材料が含まれる。待機構造体１１６は、噴霧又はパージ後に構造体中に蓄積され得る溶剤及び／又はインクを除去するための排液路４０６を備えていてもよい。排液路４０６は廃棄物処理設備に通じていてもよく、実施形態によっては排液路４０６は使用済み溶剤／表面処理溶液を溶液リサイクルシステム（図示せず）に戻す。溶液リサイクルシステムは使用済み溶液からインクやその他の汚染物質をろ過し、清浄化した溶液を流体供給槽（図示せず）へと戻す。実施形態によっては、回収した溶液を再使用前にろ過する必要がない。
【００２５】
図４Ａには、待機構造体例１１６に待機させた印刷ヘッド１０８の模範的正面断面図が図示されている。図４Aに図示の待機構造体例１１６は、印刷ヘッド１０８の側部に溶剤を飛散させることなく印刷ヘッド１０８のノズルプレート１５０上に溶剤及び／又は表面処理化学薬品を噴霧するよう構成した噴霧器４０２、４０４を含む。図４Ａの具体例には噴霧器４０２、４０４の２つしか図示していないが、待機構造体は噴霧器を幾つ備えていてもよく（例えば、１、２、３、４、５、６、７個等）、噴霧器４０２、４０４は印刷ヘッド１０８のノズルに対して様々な配列で位置させることができる。図４に図示の配置において、噴霧器４０２、４０４はノズルプレート１５０の対向する側方端部１５１、１５３に近接したその若干下方に位置し、小さい角度広がりで溶剤流を指向するよう形状構成されている。
【００２６】
上述したように、待機構造体１１６を、垂直方向に移動して印刷ヘッド１０８と係合・離脱するよう構成してもよい。実施形態によっては、（例えば、空気圧式又は油圧式シリンダのみの、あるいはカム又は昇降回転軸を備えた）アクチュエータ４１０を用いて待機構造体１１６を昇降させる。
【００２７】
図４Ｂは図４Ａに図示の待機構造体内にある印刷ヘッドの実施形態例の底部平面図である。図から見て取れるように、そのそれぞれの位置において、各噴霧器４０２、４０４は、それが近接するところのノズルプレート表面１５０の（少なくとも）各半分の噴霧対象域４０６、４０８を有する為、ノズルプレート全面が噴霧された溶剤と接触する。実施形態例においては、噴霧器４０２、４０４を制御して、溶剤及び／又は表面処理溶液を例えば長さ約６ｃｍ×幅０．５ｃｍの領域に全体で流量約５〜２０ｍｌ／分で供給する。実施形態によっては、噴霧器４０２、４０４はそれぞれ速度約３〜６パルス／分で間欠又はパルス噴霧を行う。噴霧はヘッドを待機させている間中、パルス式で継続的に適用してもよい。その他の容量の溶剤／表面処理剤、溶剤／表面処理剤圧力、噴霧対象域面積、パルス速度を使用してもよい。
【００２８】
噴霧器４０２、４０４は１つ以上の弁（図示せず）を介して流体供給槽（これも図示せず）に連結される。噴霧器４０２、４０４は噴霧制御装置１７０にも連結される。噴霧制御装置１７０は、噴霧器４０２、４０４の運動と噴霧器への流体の供給を制御するよう構成してもよい。また、噴霧制御装置１７０は噴霧器４０２、４０４を始動させて溶剤を印刷ヘッド１０８のノズルに噴霧するためのトリガー信号を制御してもよい。噴霧制御装置１７０は、噴霧器４０２、４０４を特定の時間にわたって連続的に、あるいは一定又は変則的な間隔の不連続パルスで間欠的に作動させるトリガー信号を発信してもよい。噴霧制御装置１７０は単一又は複数の制御装置を備える。
【００２９】
図５Ａ、５Ｂはそれぞれ、溶剤を印刷ヘッドに適用するための別の及び／又は補足的な配置実施形態の斜視図及び底面図であり、噴霧器４１２、４１４は縦辺１５７、１５９に近接して配置され、溶剤を噴霧角Φで噴霧するよう構成されている。この場合も、異なる噴霧器数と異なる配置を用いて、印刷ヘッド１０８の側面に溶剤を飛散させることなく、ノズルプレート１５０に噴霧し得ることに留意する。噴霧器４１２、４１４はそれぞれ、溶剤を噴霧する噴霧角Φを上げるためのスリットバルブ及び／又は扇形噴霧ノズルを含んでいてもよい。図示した実施形態例において、噴霧角Φは４５〜７５°であり、噴霧器４１２、４１４の各中心軸をノズルプレート１５０の縦軸に対して鋭角に配置して、ノズルプレート表面全体が噴霧溶剤に曝され易くしている。これに関連して、噴霧角Φが高い、例えば９０°又はそれ以上の場合、噴霧器４１２、４１４の中心軸はそれに対応して、ノズルプレート１５０の縦軸に対してより大きい角度で方向付けられる。当然ながら、噴霧器の数とその配置は異なるものを用いてもよい。
【００３０】
図６Ａは印刷ヘッドノズルプレート１５０に溶剤を適用するための別の及び／又は補足的な配置実施形態の底面図であり、ほぼ直線の軌道で溶剤を噴霧するよう適合されたノズル４２５を備えた噴霧器４２２は、固定端４２７を中心に制御して枢動可能である。作動中、ノズルの中心軸はノズルプレートの一方の側端１５１からもう一方の側端１５３までの範囲で選択的に指向可能である。固定端４２７は、ノズルプレート１５０の面での（少なくとも）回転運動を可能ならしめるいかなる継手、ジョイント部、又は取付具を備えていてもよい。例えば、固定端４２７は、回転運動に加え、位置ずれを補正するためのさらなる調整を可能ならしめる球／ソケット式ジョイント部を備える。作動中、噴霧制御装置１７０は電気信号を発信して噴霧器４２２を始動し、枢動させて溶剤を連続的な噴射円弧として継続的に噴射する、及び／又は非連続した段階的に枢動・停止・噴霧する。この場合も、噴霧器は１つしか図示されていないが、同一又は異なる枢動機構を備えた複数の噴霧器を使用し得ることに留意する。
【００３１】
図６Ｂは溶剤を印刷ヘッドノズルプレート１５０に適用するためのさらに別の及び／又は補足的な配置実施形態の底面図であり、ノズルプレート１５０の全域に溶剤を噴霧するために、噴霧器４３２は進路に沿って移動するよう構成されている。噴霧器４３２をレール４３５に連結し、噴霧制御装置１７０の指示によりモータ（図示せず）で駆動してノズルプレート１５０の縦寸法と平行なレールに沿って移動させる。この実施形態において、図６Ａに図示の実施形態と同様に、噴霧器はノズルプレートの縦寸法にほぼ直角の方向に溶剤の線形流れを噴射するよう構成されたノズル４３７を備え、レール４３５に沿って連続的に、又は非連続した段階的に噴霧器４３２を移動させることで最適なノズル露出が達成され、これにより、その全長にわたりノズルプレート１５０に向かって噴霧を指向させることができる。
【００３２】
図７Ａ及び７Ｂに図示の補足的及び／又は別の実施形態においては、異なる溶剤適用法を使用する。これらの実施形態においては、ノズルプレート１５０のインクノズル、例えば１５２、１５４を、インクの代わりに溶剤を印刷ヘッドに循環させるパージ法を用いて溶剤で洗浄する。印刷ヘッドのパージ法は、例えば、上記で本願に組み込んだ米国特許仮出願第６０／７２１３４０号「インクジェット送出モジュール」に記載されている。待機構造体内の印刷ヘッド１０８の断面図である図７Ａにおいて、溶剤はノズルプレート１５０と平行かつ近接して配置された跳ね返り面４４５に向かってノズル１５２、１５４を通して噴射される。跳ね返り面４４５はいずれの適切な弾性又は非弾性材料で形成することができ、ノズルプレート１５０から選択したクリアランス距離にまで上昇（又は印刷ヘッドを降下）させる。作動中、パージ工程中に溶剤がノズルプレート１５０のノズル１５２、１５４を通して噴射されるにつれ、溶剤は跳ね返り面４４５に叩きつけられ、溶剤の一部は表面４４５から様々な角度でノズルプレート１５０、特にはノズル１５２、１５４との間のノズルプレート１５０上に跳ね返る。
【００３３】
図７Ｂの断面図において、印刷ヘッド１０８は、そのノズルプレート１６５を上方向に向け対向して配置されたノズル１６０列（例えば、第２印刷ヘッド）に整列（又はほぼ整列）かつ面するように待機されている。ノズル列１６０を流体槽（図示せず）に連結してパージモードで作動させ、溶剤をそのノズル、例えば１６２、１６４から待機印刷ヘッド１０８の対向するノズルプレート１５０に噴射してもよい。ノズルプレート１５０、１６５の相対的な配列を調整してノズルプレート１５０と１６５とを若干ずらした構成とする場合、ノズル列１６０のノズル、例えば１６２、１６４はノズル１５２、１５４の縁部又はノズル１５２、１５４の間のノズルプレート１５０の一部に面する。実施形態によっては、ノズル列１６０は上向き印刷ヘッドとして構成される。実施形態によっては、ノズル列１６０を印刷ヘッド１０８に相対して移動（例えば、往復運動）させ、ノズルプレート１５０の複数の領域を多角的に溶剤噴霧する。
【００３４】
実施形態によっては、ノズルプレート１５０の特定の領域を、例えば画像化システム１２４（図１）からの情報に基づいてノズル列１６０の特定のノズル１６２、１６４を用いて標的とする。例えば、画像化システム１２４は、ノズルＸに対応する特定のピクセルウェル列に沿ってインクが印刷ヘッドによって堆積されないことから、印刷ヘッドＹ上のノズルＸが目詰まりしている可能性があると判断する。印刷ヘッドＹが待機構造体１１６内に一旦待機すると、印刷ヘッドＹ上のノズルＸ付近に噴霧するよう整列させたノズル列１６０上の溶剤噴霧ノズルが作動して、ノズルＸ付近に溶剤を噴霧して目詰まりを解消する。
【００３５】
図８には、待機構造体１１６内の印刷ヘッド１０８を処理するための方法例５００が示されている。方法５００は工程５０２から開始される。工程５０４において、印刷ヘッド１０８は待機構造体１１６内に密閉される。作動中、システム制御装置１１４はシステム１００に、印刷作業終了後、開始前、及び／又はその最中に待機構造体１１６上の待機位置へと印刷ヘッド１０８を戻すよう指示する。待機位置は、インクジェット印刷システム１００がシステム制御装置１１４のメモリに記憶するところの既知の位置である。実施形態によっては、待機位置は、待機構造体１１６及び／又は印刷ヘッド１０８上に配置したセンサ又はその他のデバイスの使用を通して測定又は検証される。印刷ヘッド１０８が一旦待機位置に置かれると、アクチュエータ４１０（図４Ａ）はシステム制御装置１１４の指示により待機構造体１１６を上昇させ、封止部３０２が印刷ヘッド１０８の表面と係合する。
【００３６】
実施形態によっては、待機構造体１１６を別の位置で保持するようアクチュエータを構成する。第１位置は（例えば、溶剤又は表面処理剤、又は例えば印刷ヘッド１０８を乾燥させるためのＣＤＡを）印刷ヘッドノズルプレート１５０に噴霧、又は印刷ヘッドを待機構造体１１６内に位置させた状態で印刷ヘッド１０８を点検／試験するのに有用である（例えば、印刷ヘッド１０８の出力を溶剤を噴出中に検査する）。第２位置は、表面処理等のその他の作業に有用である。どちらの位置の場合でも、封止部３０２と印刷ヘッド１０８との間の接触は維持されるため、インク、溶剤、表面処理溶液その他は待機構造体１１６内に閉じ込められる。従って、画像化システム１２４に接続された、及び／又はその一部であるカメラ（図示せず）を、待機構造体１１６内に配置してもよい。それに加えて又はそれとは別に、待機構造体１１６は、待機構造体１１６内に印刷ヘッド１０８がある際にそれを通して印刷ヘッド１０８を検査し得る窓（図示せず）を備えていてもよい。
【００３７】
印刷ヘッドが待機構造体１１６内に一旦密閉されると、印刷ヘッド１０８は続いて工程５０６で噴霧に供される。実施形態によっては、印刷ヘッド１０８を噴霧に先立って溶剤浴に浸漬する。工程５０８においては、印刷ヘッド１０８内に残留するインクを全て、インク供給を遮断した状態で印刷ヘッド１０８の各ノズルを噴射させることでパージする。実施形態によっては、その後、印刷ヘッド１０８の各ノズルを通して溶剤のみの溶液を噴射することで溶剤パージする。一般的に、印刷ヘッド１０８からインクをパージするには、適切な方法により、インクジェット印刷ヘッド１０８の内部に残留しているインクを押し出す。上述したように、これは、例えば、印刷ヘッド１０８を通してインク及び／又は空気を噴射することを含む。１つ以上の実施形態において、インク及び／又は空気は、その他の実用的なパルス幅も使用し得るが、約０．５秒間隔のパルスで印刷ヘッド１０８を通して噴射される。模範実施形態において、印刷ヘッド１０８は１サイクルあたり約３〜６ｃｍ３のインクをパージする。印刷ヘッド１０８は洗浄ステーション１２２の洗浄媒体上及び／又は上述したように待機構造体１１６内にパージされる。
【００３８】
印刷ヘッド１０８のノズルプレート１５０（印刷ヘッドノズル、例えば１５２、１５４を含む）をある期間にわたって適切に噴霧した後、工程５１０で待機構造体から使用済みの溶剤と溶解したインクを排液ライン４０６を介して排出する。実施形態によっては、印刷ヘッド１０８に溶剤を非常に短時間にわたって噴霧する。別の実施形態においては、印刷ヘッド１０８に長時間にわたって噴霧を施す（例えば、分、時間、等）。実施形態によっては、アクチュエータ４１０により待機構造体１１６を下降させることで、操作者及び／又はシステム１００は印刷ヘッド１０８を検査（例えば、画像化システム１２４を使用して）及び／又は試験して印刷ヘッド１０８にインクが残っているかどうかを判断できる。実施形態によっては、印刷ヘッド１０８を待機構造体から移動させて試験／検査する。インクが残留している場合は、さらに噴霧し場合によってはパージ、噴霧、点検等のサイクルを追加して行うために、印刷ヘッド１０８を待機構造体１１６内の噴霧位置へと戻してもよい。
【００３９】
工程５１０で溶剤を排出した後、また印刷ヘッド１０８が待機構造体１１６内にある間（又は戻った後）、印刷ヘッド１０８にＣＤＡを噴霧して印刷ヘッド１０８を乾燥させる。印刷ヘッド１０８が一旦乾燥したら、待機ステーション１１６を下降させて封止部３０２を離脱させ、印刷ヘッド１０８は印刷作業開始準備状態又は作業に戻る。
【００４０】
実施形態によっては、印刷ヘッド１０８を乾燥させる前又は乾燥させた後、工程５１２で印刷ヘッドを疎インク表面処理溶液で処理する。別の実施形態においては、工程５１２の前に印刷ヘッド１０８を乾燥させない。実施形態によっては、印刷ヘッド１０８の処理手順の一部として、溶液に熱も加える。溶剤と同じく、実施形態によっては、印刷ヘッド１０８には疎インク表面処理溶液をごく短時間にわたって噴霧するだけである。別の実施形態においては、印刷ヘッド１０８に疎インク表面処理溶液を長時間（例えば、分、時間等）にわたって噴霧する。適切に表面処理加工を施した後、印刷ヘッド１０８を工程５１４で（例えば、ＣＤＡを用いて）乾燥させ、待機構造体を下降させて封止部３０２を離脱させると、印刷ヘッド１０８は工程５１６で印刷作業を開始準備状態又は継続可能となる。方法５００はステップ５１８で終了する。
【００４１】
本発明の態様には、印刷ヘッド１０８のノズル表面を疎水性又は疎インク性材料でコーティング又は処理することが含まれる。コーティングにより噴射信頼性と液滴サイズ再現性が改善される。使用するインク及びその他の要素に応じて、多くの異なるタイプのコーティングを使用し得る。例えば、アルキルチオールとイオン性アルキルチオールとの混合物を溶剤に溶解して、表面処理用の溶液を生成する。一部の実施形態においては、例えば、溶剤中のアルキルチオールとイオン性アルキルチオールの比は約０．５〜５ｍＭ：０．３〜５ｍＭである。実施形態によっては、表面処理溶液はその分子が「活性」な端部（例えば、ノズル表面に結合する分子端部）に硫黄原子又は窒素原子のいずれかを、もう一方の疎インク性の分子端にフッ化炭素基（例えば、ＣＦｘ。ｘはいずれの数字）を含む材料から形成される。例にはＣＦ３（ＣＦ２）ｘＣＦ２Ｃ２Ｈ４ＳＨ、例えば１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−ペルフルオロ−１−デカンチオール３、３、４、４、５、５、６、６、７、７、８、８、９、９、１０、１０、１０−ヘプタデカフルオロ−１−デカンチオールと１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈ―ペルフルオロー１−ヘキサンチオール３、３、４、４、５、５、６、６、６−ノナフルオロ−１−ヘキシルメルカプタンが含まれる。
【００４２】
作動中、印刷ヘッド１０８には一定間隔（例えば、１回以上の印刷パス後、印刷ヘッド洗浄後、不使用期間後その他）で表面処理溶液を噴霧してもよい。実施形態によっては、表面処理溶液を用いて、フラットパネルディスプレイ用カラーフィルタの印刷に加え、その他の堆積工程を促進する。
【００４３】
図９は、方法６００の印刷作業を示す。方法６００は工程６０２から開始される。実施形態によっては、基板１０６を装填又はステージから除去する間、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２は各待機構造体１１６、１１８、１２０内に密閉されたままである。従って、工程６０４において、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２は各待機構造体１１６、１１８、１２０内に格納されている。
【００４４】
工程６０６において、図８に関連して上述した方法に従って印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を各待機構造体１１６、１１８、１２０内で処理する。例えば、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２に待機構造体１１６、１１８、１２０内で溶剤を噴霧する。さらに、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を待機構造体１１６、１１８、１２０内でパージ及び／又は点検してもよい。実施形態によっては、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２に各待機構造体１１６、１１８、１２０内でノズル表面処理を施す及び／又はＣＤＡで乾燥させる。
【００４５】
実施形態によっては、続いて工程６０８で１つ以上の印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を洗浄ステーション１１２に移動させ、そこで印刷ヘッド１０８、１１０、１１２をさらに処理する。例えば、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を拭き取る、又は上記で本願に組み込んだ米国特許出願第１１／２３８６３１号に記載されるように別の方法で調整する。また、工程６１２では、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を洗浄ステーション１２２で予備噴射もさせてシステム１００内のインク圧を安定化させる。
【００４６】
工程６１４では、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を印刷位置へと戻して印刷を開始又は継続する。別の実施形態においては、待機構造体１１６、１１８、１２０でノズルに表面処理を施す前に洗浄ステーション１２２で拭き取りを行う。次の基板を処理する前に、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を各待機構造体１１６、１１８、１２０に戻してもよい。別の実施形態においては、待機構造体１１６、１１８、１２０及び洗浄ステーション１２２の使用順序は様々に異なるものを使用することができる。例えば、溶剤又は表面処理剤噴霧を行うために、印刷ヘッド１０８、１１０、１１２を印刷パス毎に各待機構造体１１６、１１８、１２０に戻す。工程６１６で、方法６００は終了する。
【００４７】
前述の記載は本発明の典型的な実施形態を開示するにすぎず、上述で開示の方法及び装置の本発明の範囲内での改変は当業者に明白である。例えば、上述の方法例は、図１を参照して記載したように、印刷ヘッド１つにつき待機構造体１つとして一般的に説明したが、いずれの適切な数の待機構造体（例えば、２、３、４個等）を用いて応用し得ることを当業者は理解できる。
【００４８】
実施形態によっては、待機構造体１１６の位置は実用的なものであればよく、可動式プラットフォームに搭載して、印刷ヘッド１０８を待機構造体１１６に移動させる代わりに待機構造体１１６を印刷ヘッド１０８に移動させることを含む。
【００４９】
実施形態によっては、本発明のインクジェット印刷ヘッド待機ステーションは、２００４年１１月４日出願の米国特許仮出願第６０／６２５５５０号「インクジェット法によるフラットパネルディスプレイ用カラーフィルタの製造装置及び方法」に開示されるようなインクジェット印刷システム上に搭載及び／又はシステムと共に使用される。さらに、本発明はスペーサ形成、偏光子コーティング、ナノ粒子回路形成のための工程に応用することもできる。
【００５０】
従って、本発明をその特定の実施形態に関連させて開示してきたが、特許請求の範囲で規定されるように、その他の実施形態も本発明の精神と範囲に含まれると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一部の態様によるインクジェット印刷システムの正面概略斜視図である。
【図２】本発明の一部の態様による印刷ヘッド待機構造体の一実施形態上に位置する印刷ヘッドの拡大斜視図である。
【図３】本発明の一部の態様による待機構造体例で待機中の印刷ヘッドの正面概略平面図である。
【図４Ａ】本発明の一部の態様による待機構造体例で待機中の印刷ヘッドの正面概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの待機構造体に待機中の印刷ヘッドの概略底面図である。
【図５Ａ】本発明の一態様による待機構造体内の噴霧器配置と印刷ヘッドの概略斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの噴霧器配置と印刷ヘッドの概略底面図である。
【図６Ａ】本発明の一態様による待機構造体内の別の噴霧器配置と印刷ヘッドの概略底面図である。
【図６Ｂ】本発明の一態様による待機構造体内の別の噴霧器配置と印刷ヘッドの概略底面図である。
【図７Ａ】本発明の別の態様による待機構造体例内に待機させた印刷ヘッドの正面概略断面図である。
【図７Ｂ】本発明の別の態様による待機構造体例内に待機させた印刷ヘッドの正面概略断面図である。
【図８】本発明の一部の態様による待機構造体を用いた方法例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一部の態様によるインクジェット印刷システムを用いた方法例を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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