(57)【要約】【課題】カートリッジの交換で液滴吐出装置が一時的に停止されることに伴う稼働率の低下を改善可能な機能液供給システム、該機能液供給システムを用いたカートリッジの交換方法及び液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】ノズルから機能液を吐出可能な液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する機能液供給システム１００であって、機能液が貯留される第１の容量を有するカートリッジＣと、カートリッジＣと液滴吐出ヘッド２０との間の機能液の供給経路に設けられ、第１の容量よりも少ない第２の容量を有する中間貯留部１０３と、液滴吐出ヘッド２０に充填された機能液をノズルから吸引可能なキャップ機構１１０と、を備え、キャップ機構１１０は、第２の容量の範囲以内の吸引量で液滴吐出ヘッド２０から機能液を吸引することを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから機能液を吐出可能な液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給システムであって、
前記機能液が貯留される第１の容量を有するカートリッジと、
前記カートリッジと前記液滴吐出ヘッドとの間の前記機能液の供給経路に設けられ、前記第１の容量よりも少ない第２の容量を有する中間貯留部と、
前記液滴吐出ヘッドに充填された前記機能液を前記ノズルから吸引可能なキャップ機構と、を備え、
前記キャップ機構は、前記第２の容量の範囲以内の吸引量で前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引することを特徴とする機能液供給システム。
【請求項２】
前記キャップ機構は、
前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが設けられたノズル面を封止可能なキャップ部と、
負圧手段と、
前記キャップ部と前記負圧手段との間に設けられた負圧調整経路を含む吸引経路と、を含み、
前記負圧調整経路は、前記吸引量が前記第２の容量の範囲以内となるように前記負圧手段によって内部の圧力が調整されることを特徴とする請求項１に記載の機能液供給システム。
【請求項３】
前記キャップ機構は、複数の前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引するための複数の前記キャップ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の機能液供給システム。
【請求項４】
前記キャップ機構は、前記吸引経路と前記負圧手段との間に吸引タンクを有す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機能液供給システム。
【請求項５】
前記キャップ機構は、
第１負圧手段及び第２負圧手段と、
前記吸引経路と前記第１負圧手段との間に設けられた第１吸引タンクと、
前記吸引経路と前記第２負圧手段との間に設けられた第２吸引タンクと、を有す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機能液供給システム。
【請求項６】
前記中間貯留部は、
前記機能液の供給経路に接続される筒状の容器と、
前記筒状の容器の一方の端に接続され、前記筒状の容器を大気開放可能な開放経路と、
前記筒状の容器の他方の端に設けられ前記筒状の容器内における前記機能液の液位を検出する液位センサーと、を含む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機能液供給システム。
【請求項７】
前記中間貯留部は、
前記筒状の容器と前記開放経路の開放端との間に設けられた気体を濾過するフィルターと、
前記フィルターと前記筒状の容器との間に設けられた開閉バルブと、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の機能液供給システム。
【請求項８】
前記中間貯留部には、同種の前記機能液が貯留される少なくとも２つの前記カートリッジが接続され、前記少なくとも２つの前記カートリッジのそれぞれが、前記供給経路に対して着脱可能な状態で取り付けられてい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機能液供給システム。
【請求項９】
前記カートリッジに貯留された前記機能液を加圧して前記カートリッジから前記中間貯留部に前記機能液を送り出す加圧手段を備え、
前記カートリッジと前記中間貯留部との間に前記機能液を濾過するフィルターを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の機能液供給システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の機能液供給システムを用い、
前記キャップ機構により前記液滴吐出ヘッドのノズルから前記機能液を吸引している間に、前記カートリッジを交換することを特徴とするカートリッジの交換方法。
【請求項１１】
前記中間貯留部には、同種の前記機能液が貯留される少なくとも２つの前記カートリッジが接続され、前記少なくとも２つの前記カートリッジのうちの１つのカートリッジを交換することを特徴とする請求項１０に記載のカートリッジの交換方法。
【請求項１２】
前記キャップ機構を用いて前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引する吸引動作は、定期的に実施され、
次回及び次々回の吸引動作までに消費される前記機能液の消費量から前記カートリッジ中の前記機能液の残量を予測して、次回の吸引動作において前記カートリッジの交換が必要か否か判断する工程を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のカートリッジの交換方法。
【請求項１３】
前記機能液供給システムは、複数の前記カートリッジを備え、
次回及び次々回の前記カートリッジの交換本数が平均化されるように、前記次回に交換する前記カートリッジを決定する工程を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のカートリッジの交換方法。
【請求項１４】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の機能液供給システムと、
液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジと、
前記液滴吐出ヘッドと被吐出物とを対向配置して、相対的に移動させる移動手段と、を備え、
前記キャリッジに前記カートリッジ及び前記中間貯留部が搭載されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１５】
複数の前記キャリッジを備え、
前記キャップ機構は、前記複数の前記キャリッジごとに設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１６】
前記複数の前記キャリッジのうち隣り合う２つの前記キャリッジを単位として前記吸引動作と前記カートリッジの交換動作とが行われることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液滴吐出装置。
【請求項１７】
前記キャリッジに搭載された前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが設けられたノズル面を払拭するワイピング機構をさらに備えることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能液供給システム、機能液を収容可能なカートリッジの交換方法、機能液供給システムを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の液滴吐出ヘッドのノズルから機能性材料を含む機能液を、基板などの被吐出物に吐出して乾燥することにより、被吐出物上に機能性材料からなる機能層を形成可能な液滴吐出装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。このような液滴吐出装置を用いて形成される機能層としては、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の発光層や、カラーフィルターの着色層、半導体層、金属配線層などが挙げられる。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２の液滴吐出装置によれば、機能液はメインタンク（１次タンク）に貯留され、サブタンク（２次タンク）を経由して液滴吐出ヘッドに供給されている。また、サブタンク（２次タンク）は、液滴吐出ヘッドを被吐出物に対して相対的に移動可能なキャリッジに搭載されている。メインタンク（１次タンク）は、キャリッジが設けられた液滴吐出装置の本体部分から離れた場所に配置されている。メインタンク（１次タンク）に貯留された機能液は、メインタンク（１次タンク）内を加圧することでサブタンク（２次タンク）に供給される。サブタンク（２次タンク）に供給された機能液は、サブタンク（２次タンク）における機能液の水頭圧により液滴吐出ヘッドに供給される形態が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６２４４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７６３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１あるいは上記特許文献２の液滴吐出装置において、サブタンクよりも容量が大きなメインタンクからサブタンクを経由して液滴吐出ヘッドに機能液を供給する手段（あるいは方法）は、機能液を長期に亘って供給可能である点で優れているものの、高価な機能液を用いる場合、初期的に高額な投資が必要となる。また、メインタンクにおいて長期間に亘り機能液を貯留する場合の機能液の劣化などが心配される。そこで、容量がメインタンクよりも小さいカートリッジに機能液を充填し、液滴吐出ヘッドの近傍にカートリッジを着脱可能に配置して機能液を供給する方法が考えられる。しかしながら、機能液の消費に対応して、カートリッジを頻繁に交換する必要が生ずると、カートリッジの交換のために液滴吐出装置を一時的に停止させることになり、液滴吐出装置の稼働率に影響を及ぼすおそれがある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、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例］本適用例に係る機能液供給システムは、ノズルから機能液を吐出可能な液滴吐出ヘッドに前記機能液を供給する機能液供給システムであって、前記機能液が貯留される第１の容量を有するカートリッジと、前記カートリッジと前記液滴吐出ヘッドとの間の前記機能液の供給経路に設けられ、前記第１の容量よりも少ない第２の容量を有する中間貯留部と、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記機能液を前記ノズルから吸引可能なキャップ機構と、を備え、前記キャップ機構は、前記第２の容量の範囲以内の吸引量で前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引することを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、中間貯留部が貯留可能な機能液の容量の範囲内で液滴吐出ヘッドから機能液が吸引されるので、キャップ機構による液滴吐出ヘッドの吸引動作中にカートリッジを交換することが可能となる。つまり、液滴吐出ヘッドのノズルの目詰まりなどを防止するメンテナンス中にカートリッジを交換することができる。ゆえに、カートリッジの交換のためだけに機能液供給システムを一時的に停止させることを避けることができるので、稼働率が改善された機能液供給システムを提供できる。
【０００９】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記キャップ機構は、前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが設けられたノズル面を封止可能なキャップ部と、負圧手段と、前記キャップ部と前記負圧手段との間に設けられた負圧調整経路を含む吸引経路と、を含み、前記負圧調整経路は、前記吸引量が前記第２の容量の範囲以内となるように前記負圧手段によって内部の圧力が調整されることを特徴とする。
この構成によれば、負圧手段による負圧水準や負圧時間を調整して吸引量を管理する場合に比べて、予め負圧調整経路をねらいの負圧状態としておけばよいので、吸引量を正確に管理することができる。吸引量を正確に管理することで、吸引の過不足を無くし、液滴吐出ヘッドの吸引動作の時間とカートリッジの交換に要する時間とを整合させて、相互の時間の無駄を省くことができる。
【００１０】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記キャップ機構は、複数の前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引するための複数の前記キャップ部を有することが好ましい。
この構成によれば、複数の液滴吐出ヘッドへ機能液を供給するカートリッジの交換を効率的に行うことができる。
【００１１】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記キャップ機構は、前記吸引経路と前記負圧手段との間に吸引タンクを有することが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッドから吸引された機能液は吸引タンクに回収されることになり、機能液が負圧手段に入り込んで負圧手段の性能が低下することを抑制できる。
【００１２】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記キャップ機構は、第１負圧手段及び第２負圧手段と、前記吸引経路と前記第１負圧手段との間に設けられた第１吸引タンクと、前記吸引経路と前記第２負圧手段との間に設けられた第２吸引タンクと、を有することが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法としてノズルから機能液を吸引する吸引動作だけでなく、負圧条件を異ならせた吸引が可能となる。例えば、液滴吐出ヘッドのノズルから捨て吐出させた機能液を回収することもできる。
【００１３】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記中間貯留部は、前記機能液の供給経路に接続される筒状の容器と、前記筒状の容器の一方の端に接続され、前記筒状の容器を大気開放可能な開放経路と、前記筒状の容器の他方の端に設けられ前記筒状の容器内における前記機能液の液位を検出する液位センサーと、を含むことを特徴とする。
この構成によれば、筒状の容器を大気開放した状態で、液位センサーにより筒状の容器内の液位を検出すれば、カートリッジから中間貯留部への機能液の供給量や中間貯留部から液滴吐出ヘッドへの機能液の供給量すなわち消費量を管理することができる。
【００１４】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記中間貯留部は、前記筒状の容器と前記開放経路の開放端との間に設けられ、気体を濾過するフィルターと、前記フィルターと前記筒状の容器との間に設けられた開閉バルブと、をさらに含むことが好ましい。
この構成によれば、開閉バルブを開けて中間貯留部を大気開放する際に、異物などが機能液に混入することを低減できる。また、中間貯留部に過剰に機能液が供給されたとしても開閉バルブを閉じることで中間貯留部から機能液が外部に漏れることを抑制できる。つまり、機能液の品質を保持して安定的に機能液を供給することができる。
【００１５】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記中間貯留部には、同種の前記機能液が貯留される少なくとも２つの前記カートリッジが接続され、前記少なくとも２つの前記カートリッジのそれぞれが、前記供給経路に対して着脱可能な状態で取り付けられていることが好ましい。
この構成によれば、中間貯留部に１つのカートリッジが接続されている場合に比べて、カートリッジの交換頻度を低減することが可能となる。
【００１６】
上記適用例に記載の機能液供給システムにおいて、前記カートリッジに貯留された前記機能液を加圧して前記カートリッジから前記中間貯留部に前記機能液を送り出す加圧手段を備え、前記カートリッジと前記中間貯留部との間に前記機能液を濾過するフィルターを有することが好ましい。
この構成によれば、カートリッジの交換において機能液の供給経路に異物などが侵入したとしてもフィルターで濾過することができ、機能液の品質を保持することができる。
【００１７】
［適用例］本適用例に係るカートリッジの交換方法は、上記適用例に記載の機能液供給システムを用い、前記キャップ機構により前記液滴吐出ヘッドのノズルから前記機能液を吸引している間に、前記カートリッジを交換することを特徴とする。
本適用例によれば、液滴吐出ヘッドのメンテナンス中にカートリッジを交換することができるので、カートリッジの交換に起因する機能液供給システムの稼働率の低下を抑制できる。
【００１８】
上記適用例に記載のカートリッジの交換方法において、前記中間貯留部には、同種の前記機能液が貯留される少なくとも２つの前記カートリッジが接続され、前記少なくとも２つの前記カートリッジのうちの１つのカートリッジを交換することを特徴とする。
この方法によれば、中間貯留部に１つのカートリッジが接続されている場合に比べて、カートリッジの交換頻度を低減できる。
【００１９】
上記適用例に記載のカートリッジの交換方法において、前記キャップ機構を用いて前記液滴吐出ヘッドから前記機能液を吸引する吸引動作は、定期的に実施され、次回及び次々回の吸引動作までに消費される前記機能液の消費量から前記カートリッジ中の前記機能液の残量を予測して、次回の吸引動作において前記カートリッジの交換が必要か否か判断する工程を含むことが好ましい。
この方法によれば、次回及び次々回までのカートリッジ中の機能液の残量を予測するので、次回におけるカートリッジの交換を適正に実施することができる。
【００２０】
上記適用例に記載のカートリッジの交換方法において、前記機能液供給システムは、複数の前記カートリッジを備え、次回及び次々回の前記カートリッジの交換本数が平均化されるように、前記次回に交換する前記カートリッジを決定する工程を含むことが好ましい。
この方法によれば、カートリッジの交換本数が平均化されるので、カートリッジの交換に要する時間が交換本数によって変動することを抑制することができる。つまり、効率的にカートリッジの交換を実施できる。
【００２１】
［適用例］本適用例に係る液滴吐出装置は、上記適用例に記載の機能液供給システムと、前記液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジと、前記液滴吐出ヘッドと被吐出物とを対向配置して、相対的に移動させる移動手段と、を備え、前記キャリッジに前記カートリッジ及び前記中間貯留部が搭載されていることを特徴とする。
本適用例によれば、カートリッジの交換だけで液滴吐出装置が一時的に停止することを抑制できるので、稼働率が改善された液滴吐出装置を実現できる。また、カートリッジ及び中間貯留部が液滴吐出ヘッドの近傍に配置されているので、カートリッジ、中間貯留部、液滴吐出ヘッドを繋ぐ機能液の供給経路を比較的に短くすることができる。つまり、供給経路の長さに起因する機能液のロスを低減して安定的に機能液が供給される液滴吐出装置を実現できる。
【００２２】
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、複数の前記キャリッジを備え、前記キャップ機構は、前記複数の前記キャリッジごとに設けられていることが好ましい。
この構成によれば、複数のキャリッジに搭載された液滴吐出ヘッドに対して同時にメンテナンスが可能となると共に、複数のキャリッジに搭載されたカートリッジの交換を効率的に行うことができる。
【００２３】
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記複数の前記キャリッジのうち隣り合う２つの前記キャリッジを単位として前記吸引動作と前記カートリッジの交換動作とが行われることが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッドのメンテナンスとカートリッジの交換を１つのキャリッジを単位として実行する場合に比べて、液滴吐出ヘッドのメンテナンスとカートリッジの交換とを効率的に実施することができる。
【００２４】
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記キャリッジに搭載された前記液滴吐出ヘッドの前記ノズルが設けられたノズル面を払拭するワイピング機構をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する際に、ノズル面に付着した機能液や異物などをワイピング機構でクリーニングでき、液滴吐出ヘッドから機能液を安定的に吐出可能な液滴吐出装置を提供することができる。また、ノズル面をワイピング機構で払拭する時間を含めたメンテナンス時間中にカートリッジの交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】液滴吐出装置の構成の配置を示す概略平面図。
【図３】（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は液滴吐出ヘッドのノズル面を示す平面図。
【図４】ヘッドプレートにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図。
【図５】液滴吐出装置における制御系を示すブロック図。
【図６】カートリッジ供給機構の構成を示す側面図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）はカートリッジセット部廻りの構造図。
【図８】カートリッジ供給機構における移載部廻りの平面図。
【図９】機能液供給システムの構成を示すブロック図。
【図１０】キャリッジユニットにおける液滴吐出ヘッドと中間貯留部及び圧力調整弁との関係を示す図。
【図１１】中間貯留部の詳細を示す断面図。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）はキャップ機構におけるキャップ部と負圧調整経路の構成を示す図。
【図１３】定期メンテナンスにおける複数のキャリッジユニットと、キャップ機構及びワイピング機構との関係を示す概略図。
【図１４】カートリッジの交換方法の一例を示すフローチャート。
【図１５】２つのカートリッジにおける機能液の残量の予測を示すグラフ。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は機能液の１つの供給系におけるカートリッジの交換方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２７】
＜液滴吐出装置＞
本実施形態の液滴吐出装置について、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態の液滴吐出装置は、例えば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、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ装置の画素となる発光素子などを形成するために用いられる装置である。本実施形態では、有機ＥＬ装置の発光素子を形成するために用いられる液滴吐出装置を例に挙げて説明する。したがって、発光素子を構成する高価な発光材料などを含む機能液が液滴吐出ヘッドに供給される。
【００２８】
図１は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図、図２は液滴吐出装置の構成の配置を示す概略平面図である。
図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１は、ワークＷ（基板：被吐出物）に機能液を吐出する装置本体２を備えている。
装置本体２にはインクジェット方式の液滴吐出ヘッド２０が搭載されており、液滴吐出ヘッド２０とワークＷとを対向配置して、ワークＷを第１の方向に移動させる主走査と、第１の方向に対して直交する第２の方向に移動させる副走査とを行う間に液滴吐出ヘッド２０から機能液をワークＷに向けて吐出する。本実施形態では、ワークＷの所定の領域に機能液を吐出することを「描画」と呼ぶ。描画における主走査の上記第１の方向を主走査方向と呼び、第２の方向を副走査方向と呼ぶ。本実施形態では、主走査方向をＸ軸方向として表示し、副走査方向をＹ軸方向として表示する。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向をＺ軸方向として表示する。
【００２９】
液滴吐出装置１は、液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する機能液供給システム（詳しくは後述する）を備えている。機能液はカートリッジＣに充填され、カートリッジＣから液滴吐出ヘッド２０に供給される。カートリッジＣは装置本体２に脱着可能に配置され、液滴吐出装置１は、装置本体２に対してカートリッジＣを供給するカートリッジ供給機構４を備えている。
【００３０】
液滴吐出装置１を構成する各種の装置あるいは機構は、描画が行われる描画エリア１８と、液滴吐出ヘッド２０のノズルの目詰まりなどの不具合を解消するメンテナンスを行うメンテナンスエリア１９とに分かれて配置されている。
【００３１】
描画エリア１８に配置された装置本体２は、Ｘ軸方向に延在し、石定盤で構成されたＸ軸支持ベース１１と、Ｘ軸支持ベース１１上に配設され、セットステージ（載置台）１２をＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル１３と、Ｘ軸テーブル１３とセットステージ１２との間に介設され、セットステージ１２をＹ軸方向（副走査方向）に移動させる改行軸テーブル１４と、を有している。セットステージ１２にはワークＷが吸着されて載置される。また、Ｙ軸方向において、Ｘ軸テーブル１３を跨ぎ描画エリア１８とメンテナンスエリア１９とに架け渡されたフレーム構造のＹ軸支持ベース１５と、Ｙ軸支持ベース１５上に配設され、Ｙ軸方向に延在する一対のＹ軸テーブル１６と、を有している。さらに、一対のＹ軸テーブル１６により、描画エリア１８とメンテナンスエリア１９との間で移動可能に構成された複数（例えば１０個）のキャリッジユニット１７と、を有している。Ｘ軸テーブル１３及び改行軸テーブル１４がワーク移動機構を構成し、一対のＹ軸テーブル１６がキャリッジ移動機構を構成するものである。これらの移動機構は、本発明の移動手段の一例である。また、キャリッジユニット１７が本発明のキャリッジの一例である。なお、キャリッジユニット１７の数は１０個に限定されるものではない。
【００３２】
各キャリッジユニット１７は、Ｘ軸方向において一対のＹ軸テーブル１６に架け渡されたブリッジプレート３４に吊設されており、ブリッジプレート３４を介して、Ｙ軸テーブル１６に支持されている。各ブリッジプレート３４は、一対のＹ軸テーブル１６のＹ軸スライダーを兼ねており、複数のキャリッジユニット１７は、一対のＹ軸テーブル１６により、それぞれブリッジプレート３４を介して、個別に或いは全体としてＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００３３】
また、各ブリッジプレート３４には、カートリッジセット部３５が設けられ、カートリッジセット部３５には、複数のカートリッジＣがセットされている。そして、各キャリッジユニット１７には、複数の液滴吐出ヘッド２０が搭載されており、これら液滴吐出ヘッド２０には、対応するカートリッジセット部３５にセットされた複数のカートリッジＣから機能液が供給される。
【００３４】
また、液滴吐出装置１は、メンテナンスエリア１９に配設されたワイピング機構５（交互運転のため２台）と、キャップ機構１１０とを備えている。また、Ｘ軸テーブル１３に搭載されたフラッシングユニット８及び検査ユニット９を備えている。キャップ機構１１０は、液滴吐出ヘッド２０から機能液を強制的に吸引して液滴吐出ヘッド２０のノズルの目詰まりなどを解消させる。ワイピング機構５は、液滴吐出ヘッド２０のノズル面を払拭してノズル面に付着した機能液や異物を取り除き、ノズル面に付着した機能液や異物によりノズルから吐出される液滴の飛行曲りなどを防止する。また、フラッシングユニット８は、液滴吐出ヘッド２０のノズル内の機能液の乾燥を防ぎ安定した吐出性能（吐出量、吐出位置精度など）を得るために、液滴吐出ヘッド２０から捨て吐出された機能液を受容するものである。検査ユニット９は、液滴吐出ヘッド２０のノズルから機能液を液滴として検査用シートに吐出させ、検査用シートに着弾した液滴の形状や着弾位置を確認することで、液滴吐出ヘッド２０の吐出性能を検査する際に用いられる。なお、メンテナンス系として機能するキャップ機構１１０は、本実施形態の機能液供給システムに組み込まれて運用されている。
【００３５】
Ｘ軸テーブル１３は、例えばリニアモーターによるモーター駆動により、ワークＷが載置されるセットステージ１２をＸ軸方向に移動させ、液滴吐出ヘッド２０の吐出駆動と併せて、ワークＷに対し主走査を行う。同様に、改行軸テーブル１４は、例えばリニアモーターによるモーター駆動により、セットステージ１２をＹ軸方向に移動させ、ワークＷに対し副走査を行う。この主走査と副走査とを行う間に、ワークＷに機能液が吐出される。また、Ｙ軸テーブル１６は、例えばリニアモーターによるモーター駆動により、各キャリッジユニット１７を描画エリア１８に配置して、液滴吐出ヘッド２０を所定の吐出開始位置に移動させる。また、Ｙ軸テーブル１６は、メンテナンス時に液滴吐出ヘッド２０が搭載されたキャリッジユニット１７をメンテナンスエリア１９に移動させる。さらに、メンテナンス時に、メンテナンスエリア１９においてキャリッジユニット１７に搭載されたカートリッジＣの交換が行われる。
【００３６】
各キャリッジユニット１７は、ブリッジプレート３４に支持された垂設部材３１と、垂設部材３１の下端に取り付けられたヘッドユニット３２と、を備えている。ヘッドユニット３２には、ヘッドプレート３３によって支持された複数の液滴吐出ヘッド２０が搭載されている。そして、複数の液滴吐出ヘッド２０には、上記のカートリッジＣから複数種の機能液が供給される。すなわち、各キャリッジユニット１７には、複数種の機能液に対応する複数の液滴吐出ヘッド２０が搭載されており、これに対応してカートリッジセット部３５には、複数のカートリッジＣがセットされている。カートリッジセット部３５にセットされたカートリッジＣの交換は、カートリッジ供給機構４を用いて行われる。新旧のカートリッジＣはセットトレイＴにセットされ、セットトレイＴは台車Ａによってカートリッジ供給機構４との間で受け渡しが行われる。
【００３７】
図２に示すように、液滴吐出装置１の装置本体２は、チャンバー装置３の中に配置されている。チャンバー装置３は、装置本体２を収容するプレハブ形式のクリーンブースで構成されたチャンバールーム６と、チャンバールーム６内の雰囲気のクリーン度や温度等を調整する清浄エアー供給ユニット７と、を有している。詳細は図示しないが、清浄エアー供給ユニット７は、冷却コイル、ヒーターおよび送風機を有すると共に、チャンバールーム６の天井全域のうち少なくとも描画エリア１８とメンテナンスエリア１９とに対応して組み込まれたＨＥＰＡフィルターを有している。
【００３８】
このチャンバー装置３では、清浄エアー供給ユニット７により、チャンバールーム６内へのエアーの送気と排気とが常時行われる（常時換気）。すなわち、送気されたエアーが、チャンバールーム６の天井側からダウンフローとなって流れ、チャンバールーム６内の雰囲気が、所定の温度および所定のクリーン度に維持される。なお、チャンバールーム６内の雰囲気は、チャンバールーム６の下部に設けた排気口から外部の排気設備（真空吸引）に排気される（いずれも図示省略）。
【００３９】
カートリッジ供給機構４は、チャンバールーム６内のメンテナンスエリア１９において、チャンバールーム６の側壁に添わせて配置されている。カートリッジ供給機構４は、チャンバールーム６の外部から持ち込まれたカートリッジＣを、一旦、カートリッジセット部３５の近傍まで搬送し、この搬送位置からカートリッジセット部３５に移載（カートリッジ交換）する。カートリッジセット部３５において使い切った（使用済み）カートリッジＣは、カートリッジ供給機構４によって外部から持ち込まれた新しいカートリッジＣに交換される。カートリッジＣの詳しい交換方法については、後述する。
【００４０】
次に、液滴吐出ヘッド２０とヘッドプレート３３における液滴吐出ヘッド２０の配置について、図３及び図４を参照して説明する。図３（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、図３（ｂ）は液滴吐出ヘッドのノズル面を示す平面図、図４はヘッドプレートにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図である。
図３（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、所謂２連のものであり、２連の接続針２４を有する機能液の導入部２３と、導入部２３に積層されたヘッド基板２５と、ヘッド基板２５上に配置され内部に機能液のヘッド内流路が形成されたヘッド本体２６とを備えている。接続針２４は、後述する機能液供給機構１０１（図９参照）に配管を経由して接続され、機能液をヘッド内流路に供給する。ヘッド基板２５には、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介してヘッドドライバー１３２（図５参照）に接続される２連のコネクター２８が設けられている。
【００４１】
ヘッド本体２６は、駆動手段（アクチュエーター）としての圧電素子で構成されたキャビティを有する加圧部２７と、ノズル面２１ａに２つのノズル列２２ａ，２２ｂが相互に平行に形成されたノズルプレート２１とを有している。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、２つのノズル列２２ａ，２２ｂは、それぞれ複数（１８０個）のノズル２２がピッチＰ１でほぼ等間隔に並べられており、互いにピッチＰ１の半分のピッチＰ２ずれた状態でノズル面２１ａに配設されている。本実施形態において、ピッチＰ１は、例えばおよそ１４１μｍ（マイクロメーター）である。よって、２つのノズル列２２ａ，２２ｂによって構成されたノズル列２２ｃに直交する方向から見ると３６０個のノズル２２がおよそ７０．５μｍのノズルピッチで配列した状態となっている。また、ノズル２２の径は、およそ２７μｍである。
【００４３】
液滴吐出ヘッド２０は、ヘッドドライバー１３２（図５参照）から電気信号としての駆動信号が圧電素子に印加されると加圧部２７のキャビティ（加圧室）の体積変動が起こり、これによるポンプ作用でキャビティに充填された機能液が加圧され、キャビティに連通するノズル２２から機能液を液滴として吐出することができる。
【００４４】
液滴吐出ヘッド２０においてノズル２２ごとに設けられる駆動手段（アクチュエーター）は、圧電素子に限らない。アクチュエーターとして振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、機能液を加熱してノズル２２から液滴として吐出させる電気熱変換素子でもよい。なお、本実施形態において機能液は、前述したように発光材料などの特殊な材料を含んでいるため、機能液が熱の影響を受け難い圧電素子や電気機械変換素子をアクチュエーターとして用いることが好ましい。
【００４５】
図４に示すように、ヘッドユニット３２は、複数の液滴吐出ヘッド２０が配設されるヘッドプレート３３を備えている。本実施形態では、ヘッドプレート３３に１２個の液滴吐出ヘッド２０が搭載されている。各液滴吐出ヘッド２０は、ノズル列２２ｃが副走査方向（Ｙ軸方向）に沿うように配置されている。また、主走査方向に等間隔で配置された６個の液滴吐出ヘッド２０を１つのヘッド群として、２つのヘッド群が副走査方向（Ｙ軸方向）に並列して配置されている。各ヘッド群において、６個の液滴吐出ヘッド２０は、互いに副走査方向（Ｙ軸方向）にずれた状態で配置されている。具体的には、２つのヘッド群に分けて配置された１２個の液滴吐出ヘッド２０に対して、図４に示すように、符号Ｈ１〜符号Ｈ１２を与える。そうすると、主走査方向（Ｘ軸方向）から見たときに、液滴吐出ヘッドＨ１のノズル列２２ｃ、液滴吐出ヘッドＨ７のノズル列２２ｃ、液滴吐出ヘッドＨ２のノズル列２２ｃ、液滴吐出ヘッドＨ８のノズル列２２ｃが所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート３３に配置されている。より具体的には、１つの液滴吐出ヘッド２０によって描画可能な描画幅をＬ０とし、これをノズル列２２ｃの有効長とすると、主走査方向（Ｘ軸方向）において隣り合う液滴吐出ヘッド２０は、該有効長の１／３の長さで副走査方向（Ｙ軸方向）にずれて配置されている。ノズル列２２ｃは、前述したように、それぞれに１８０個のノズル２２を有する２つのノズル列２２ａ，２２ｂからなる。したがって、有効長は３６０個のノズル２２によって描画可能な描画幅Ｌ０である。なお、有効長は、３６０個のノズル２２によるものに限定されず、ノズル列２２ｃの両端側に位置するいくつかのノズル２２を省いて描画可能な描画幅であるとしてもよい。他の４つの液滴吐出ヘッドＨ３，Ｈ４，Ｈ９，Ｈ１０及び４つの液滴吐出ヘッドＨ５，Ｈ６，Ｈ１１，Ｈ１２の配置についても、主走査方向から見たときに、ノズル列２２ｃのうち有効な部分が所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート３３に配置されている。
このようなヘッドプレート３３における複数（１２個）の液滴吐出ヘッド２０の配置によれば、描画幅Ｌ０の４倍の長さの描画幅Ｌ１で、最大３種の異なる機能液を吐出可能な構成となっている。
【００４６】
なお、液滴吐出ヘッド２０に設けられるノズル列２２ｃは、２連に限らず、１連でもよい。また、ヘッドプレート３３における液滴吐出ヘッド２０の配置は、これに限定されるものではない。
【００４７】
次に液滴吐出装置１の制御系について図５を参照して説明する。図５は液滴吐出装置における制御系を示すブロック図である。図５に示すように、液滴吐出装置１の制御系は、ワーク移動機構（Ｘ軸テーブル１３、改行軸テーブル１４）、キャリッジ移動機構（Ｙ軸テーブル１６）、液滴吐出ヘッド２０、機能液供給機構１０１、キャップ機構１１０、ワイピング機構５などを駆動する各種ドライバーを有する駆動部１３０と、駆動部１３０を含め液滴吐出装置１を統括的に制御する制御部１２０とを備えている。以降、ワーク移動機構に符号１３，１４を付してワーク移動機構１３，１４と呼び、キャリッジ移動機構に符号１６を付してキャリッジ移動機構１６と呼ぶこともある。
【００４８】
駆動部１３０は、ワーク移動機構１３，１４及びキャリッジ移動機構１６の各リニアモーターをそれぞれ駆動制御する移動用ドライバー１３１と、液滴吐出ヘッド２０を駆動制御するヘッドドライバー１３２と、を備えている。また、機能液供給機構１０１を駆動制御する機能液供給用ドライバー１３３と、キャップ機構１１０及びワイピング機構５を含むメンテナンス機構を駆動制御するメンテナンス用ドライバー１３４と、カートリッジ供給機構４を駆動制御するカートリッジ供給用ドライバー１３５と、を備えている。
【００４９】
制御部１２０は、ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、Ｐ−ＣＯＮ１２４とを備え、これらは互いにバス１２５を介して接続されている。Ｐ−ＣＯＮ１２４には、上位コンピューター１０が接続されている。ＲＯＭ１２２は、ＣＰＵ１２１で処理する制御プログラムなどを記憶する制御プログラム領域と、描画動作や液滴吐出ヘッド２０への機能液供給、液滴吐出ヘッド２０のメンテナンス処理、カートリッジＣの交換などを行うための制御データなどを記憶する制御データ領域とを有している。
【００５０】
ＲＡＭ１２３は、ワークＷに描画を行うための描画データを記憶する描画データ記憶部、ワークＷ及び液滴吐出ヘッド２０（実際には、ノズル列２２ｃ）の位置データを記憶する位置データ記憶部などの各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。Ｐ−ＣＯＮ１２４には、駆動部１３０の各種ドライバーなどが接続されており、ＣＰＵ１２１の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、Ｐ−ＣＯＮ１２４は、上位コンピューター１０からの各種指令などをそのままあるいは加工してバス１２５に取り込むと共に、ＣＰＵ１２１と連動して、ＣＰＵ１２１などからバス１２５に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部１３０に出力する。
【００５１】
そして、ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭ１２２内の制御プログラムに従って、Ｐ−ＣＯＮ１２４を介して各種検出信号、各種指令、各種データなどを入力し、ＲＡＭ１２３内の各種データなどを処理した後、Ｐ−ＣＯＮ１２４を介して駆動部１３０などに各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置１の全体を制御している。例えば、ＣＰＵ１２１は、液滴吐出ヘッド２０、ワーク移動機構１３，１４及びキャリッジ移動機構１６を制御して、キャリッジユニット１７（ヘッドユニット３２）とワークＷとを対向配置させる。そして、キャリッジユニット１７（ヘッドユニット３２）とワークＷとの相対移動に同期して、ヘッドユニット３２に搭載された各液滴吐出ヘッド２０の複数のノズル２２からワークＷに機能液を液滴として吐出するようにヘッドドライバー１３２に制御信号を送出する。本実施形態では、Ｘ軸方向へのワークＷの移動に同期して機能液を吐出することを主走査と呼び、主走査に対してＹ軸方向にセットステージ１２あるいは液滴吐出ヘッド２０を移動させることを副走査と呼ぶ。本実施形態の液滴吐出装置１は、主走査と副走査とを組み合わせて複数回繰り返すことにより機能液をワークＷに吐出することができる。主走査は、液滴吐出ヘッド２０に対して一方向へのワークＷの移動に限らず、ワークＷを往復させて行うこともできる。
【００５２】
上位コンピューター１０は、制御プログラムや制御データなどの制御情報を液滴吐出装置１に送出する。また、ワークＷ上の膜形成領域ごとに所定量の機能液を液滴として配置する吐出制御データとしての配置情報を生成する配置情報生成部の機能を有している。配置情報は、膜形成領域における液滴の吐出位置（言い換えれば、ワークＷとノズル２２との相対位置）、液滴の配置数（言い換えれば、ノズル２２ごとの吐出数）、主走査における複数のノズル２２のＯＮ／ＯＦＦすなわちノズル２２の選択／非選択、吐出タイミングなどの情報を、例えば、ビットマップとして表したものである。上位コンピューター１０は、上記配置情報を生成するだけでなく、ＲＡＭ１２３に一旦格納された上記配置情報を修正することも可能である。
【００５３】
また、上位コンピューター１０は、ＲＯＭ１２２に格納された機能液供給用プログラムに基づいて、機能液供給機構１０１から液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する。詳しい機能液供給方法については、後述する。
【００５４】
また、上位コンピューター１０は、ＲＯＭ１２２に格納されたメンテナンス用プログラムに基づいて、液滴吐出ヘッド２０をキャップ機構１１０に対向する位置に配置させ、キャップ機構１１０を駆動して、液滴吐出ヘッド２０の複数のノズル２２から液滴吐出ヘッド２０に充填された機能液を吸引させる。これにより、複数のノズル２２（ノズル列２２ｃ）の目詰まりを解消させることができる。
【００５５】
また、上位コンピューター１０は、ＲＯＭ１２２に格納されたカートリッジ交換用プログラムに基づいて、カートリッジ供給機構４を駆動制御し、カートリッジセット部３５において使用済みのカートリッジＣを新しいカートリッジＣと交換させる。
【００５６】
＜カートリッジ供給機構＞
次に、図６〜図８を参照して、カートリッジ供給機構４について説明する。図６はカートリッジ供給機構の構成を示す側面図、詳しくは描画エリア１８側からメンテナンスエリア１９に向かって見たときのカートリッジ供給機構４の側面図である。図７（ａ）及び（ｂ）はカートリッジセット部廻りの構造図、図８はカートリッジ供給機構における移載部廻りの平面図である。カートリッジ供給機構４は、前述したように、チャンバールーム６のメンテナンスエリア１９側に配置されている（図２参照）。
【００５７】
図６に示すように、カートリッジ供給機構４は、カートリッジＣをチャンバールーム６内に受け入れるためのブース開口部４１と、ブース開口部４１を介して受け入れたカートリッジＣを、受入れエリア４３とカートリッジセット部３５近傍の中継エリア４４との間で上下方向に搬送する搬送部４２と、カートリッジＣを、中継エリア４４とカートリッジセット部３５との間で移載する移載部４５と、を備えている。
【００５８】
すなわち、このカートリッジ供給機構４では、搬送部４２による受入れエリア４３と中継エリア４４との間の搬送と、移載部４５による中継エリア４４とカートリッジセット部３５との間の移載とにより、新旧のカートリッジＣの交換が行われる。なお、カートリッジＣのカートリッジセット部３５への移載は、カートリッジＣの位置決めセットおよび流路接続を含むものである。
【００５９】
搬送部４２は、カートリッジＣを上下方向（Ｚ軸方向）に搬送する搬送機構部（図示省略）と、下部に受入れエリア４３を且つ上部に中継エリア４４をそれぞれ内包すると共に、搬送機構部を収容するハウジング部５２と、を有している。また、ハウジング部５２の下端部側面に設けられ、チャンバールーム６の外部に対し受入れエリア４３を開閉する外部開閉部５３と、ハウジング部５２の上端部に設けられ、チャンバールーム６の内部に対し中継エリア４４を開閉する内部開閉部５４と、を有している。
【００６０】
加えて、搬送部４２は、ハウジング部５２内の雰囲気をチャンバールーム６の外部に排気する排気部５５と、搬送機構部（図示省略）、外部開閉部５３、内部開閉部５４および排気部５５を制御する搬送制御部５６と、を有している。
【００６１】
ハウジング部５２は、チャンバールーム６の床面からカートリッジセット部３５の高さに達する位置まで延びる、矩形の箱状に形成されている。ハウジング部５２の上端部には、カートリッジＣを移載するための中継エリア４４が構成され、またハウジング部５２の上端には、この中継エリア４４を開閉するシャッター形式の内部開閉部５４が設けられている。
【００６２】
一方、ハウジング部５２の下端部には、カートリッジＣを搬入搬出するための受入れエリア４３が構成され、またハウジング部５２の下端部側面には、この受入れエリア４３を開閉する開き戸形式の外部開閉部５３が設けられている。外部開閉部５３が設けられているハウジング部５２の下端部側面は、上記のブース開口部４１と近接し且つ連通している。そして、この部分からセットトレイＴにセットされたカートリッジＣが台車Ａによって、受入れエリア４３に運び込まれる、あるいは運び出される。なお、ブース開口部４１と受入れエリア４３とは、気密に連通している。
【００６３】
内部開閉部５４は、チャンバールーム６の内部に対し中継エリア４４を開閉するものであり、ハウジング部５２の上端を開閉する内部シャッター６１と、内部シャッター６１を開閉動作させる内部エアーシリンダー６２と、を有している。内部シャッター６１は、基本的に通常は開放されているが、受入れエリア４３において、台車ＡによってカートリッジＣを搬入・搬出するときには閉塞される。
【００６４】
外部開閉部５３は、チャンバールーム６の外部に対し受入れエリア４３を開閉するものであり、ハウジング部５２の下端部側面を、片開きの開き戸形式で開閉する外部開閉扉６４と、外部開閉扉６４によって受入れエリア４３を閉塞状態にロック・アンロックする電磁ロック機構６５と、を有している。外部開閉扉６４は、基本的には閉塞ロックされているが、受入れエリア４３において、カートリッジＣを搬入・搬出するときには、ロック解除され手動で開放される。
【００６５】
排気部５５は、ハウジング部５２に連通する排気チャンバー７４と、排気チャンバー７４に設けた排気ファン７５と、排気チャンバー７４に接続した排気ダクト７６と、を有している。排気チャンバー７４は、ハウジング部５２の下端部側面に連通しており、排気チャンバー７４に設けた排気ファン７５が駆動すると、ハウジング部５２内の雰囲気は、上から下にダウンフローで流れ、排気ダクト７６を介してチャンバールーム６の外部に排気される。この場合、ハウジング部５２内の雰囲気の排気は、実質上、ハウジング部５２内の雰囲気をチャンバールーム６内の雰囲気に置換することとなる（換気）。
【００６６】
搬送制御部５６は、搬送機構部（図示省略）、外部開閉部５３、内部開閉部５４および排気部５５を制御する。具体的には、搬送制御部５６は、搬送機構部の搬送用モーター７０を制御し、台車Ａ上においてカートリッジＣがセットされたセットトレイＴを昇降させる。また、搬送制御部５６は、外部開閉部５３の電磁ロック機構６５を介して外部開閉扉６４により受入れエリア４３を閉塞状態にロック・アンロックすると共に、内部開閉部５４の内部エアーシリンダー６２を介して内部シャッター６１を開閉する。さらに、搬送制御部５６は、排気部５５の排気ファン７５をＯＮ−ＯＦＦし、ハウジング部５２内の排気運転／非排気運転を実施する。なお、搬送制御部５６の操作パネル７８は、ブース開口部４１の脇に設けられており、オペレーターが外部から操作できるようになっている。
【００６７】
セットトレイＴが上昇端位置に、内部シャッター６１が「開」の位置に、外部開閉扉６４が閉塞ロック、すなわち「閉」の位置にあり、且つ空の台車Ａが受入れエリア４３に有る状態から、搬送制御部５６の制御シーケンスがスタートする。なお、上昇端位置にあるセットトレイＴには、使い切った（使用済み）複数のカートリッジＣが搭載されているものとする。
【００６８】
チャンバールーム６の外において、交換すべき複数の描画液カートリッジＣを準備したオペレーターが、操作パネル７８の呼出しボタンを押すことで、搬送部４２の運転が開始される。呼出しボタンが押される（受入れ指令）と、先ず、内部シャッター６１が閉塞し、続いてセットトレイＴが下降して、使用済みの複数のカートリッジＣを、セットトレイＴと共に台車Ａに受け渡す。続いて、電磁ロック機構６５が外部開閉扉６４をロック解除する。この状態で、搬送部４２の制御動作は、いったん終了する。ここで、オペレーターは、外部開閉扉６４を開放し、受入れエリア４３から台車Ａと共にカートリッジＣを運び出す。続いて、台車Ａと共に新しいカートリッジＣを受入れエリア４３に運び込む。
【００６９】
台車Ａを受入れエリア４３に運び込み外部開閉扉６４を閉塞した後、オペレーターは、操作パネル７８のセットボタンを押す（搬送指令）。これにより、搬送部４２は再度運転を開始する。セットボタンが押されると、外部開閉扉６４が閉塞ロックされ、続いて搬送機構部（図示省略）によりセットトレイＴが台車Ａ上から上昇端位置まで上昇して、新しい複数のカートリッジＣが中継エリア４４に搬送される。ここで、内部エアーシリンダー６２により内部シャッター６１を自動的に開放する。これにより、中継エリア４４の複数のカートリッジＣは、移載部４５による移載待機状態となる。
【００７０】
一方、排気部５５の排気ファン７５は、基本的には常時ＯＮであるが、外部開閉扉６４が開放しているときは外気を吸引してしまうため、搬送制御部５６は、外部開閉扉６４を開放しているとき、すなわち電磁ロック機構６５がアンロック状態のときのみ、排気ファン７５をＯＦＦする。オペレーターによる外部開閉扉６４の開放により、ハウジング部５２内には外気が侵入するが、内部シャッター６１によりハウジング部５２が閉塞されているため、外気はハウジング部５２内に留まる。
【００７１】
そして、外部開閉扉６４の閉塞直後（閉塞ロック状態）から排気ファン７５が駆動を開始するため、侵入した外気は元より、台車ＡやカートリッジＣなどに付着して持ち込まれた塵埃なども、ハウジング部５２から排気される。これにより、内部シャッター６１が開放され、カートリッジＣが移載待機状態となったときには、ハウジング部５２内は、チャンバールーム６内と同等のクリーン度に復帰する。なお、本実施形態では、外部開閉扉６４を手動で開閉する構成としたが、これを自動で開閉する構成としてもよい。
【００７２】
上述のように、各キャリッジユニット１７には、例えば色別などの複数種の機能液に対応する複数の液滴吐出ヘッド２０が搭載され、これに対応してカートリッジセット部３５には、複数のカートリッジＣがセットされている。本実施形態では、カートリッジセット部３５には、カートリッジＣが機能液の種別毎に２本を１組としてセットされている。装置本体２において、２本のカートリッジＣのうち一方のカートリッジＣが使用済み（交換が必要）と判断されると、他方のカートリッジＣに切り替えるようになっている。
【００７３】
したがって、移載部４５は、中継エリア４４に待機しているセットトレイＴとカートリッジセット部３５との間において、使用済みのカートリッジＣを除材し、新しいカートリッジＣを給材する（交換）。そして、カートリッジＣの交換タイミングは、装置本体２側で管理されており、全てのカートリッジセット部３５において、２本目のカートリッジＣを使い切る前に、先に使用済みとなった１本目のカートリッジＣの交換が実施される。
【００７４】
移載部４５は、複数（複数種）のカートリッジＣを１つずつ移載するロボット構成の移載機構部８１と、移載機構部８１に設けられ、被検出部を介して移載対象となるカートリッジＣの種別を検出する種別検出部８２と、種別検出部８２の検出結果に基づいて、移載機構部８１を制御する移載制御部８３と、を有している。
【００７５】
移載機構部８１は、いわゆるスカラーロボットで構成されており、ロボットベース８５と、ロボットベース８５の旋回自在に取り付けられた第１水平アーム８６と、第１水平アーム８６の先端部に旋回自在に取り付けられた第２水平アーム８７と、第２水平アーム８７の先端部に上下動自在に取り付けられた垂直アーム８８と、垂直アーム８８の先端に取り付けられた把持ヘッド８９と、を備えている。
【００７６】
移載部４５の種別検出部８２は、カートリッジＣの二次元コードを読み取るコードリーダーで構成されている。種別検出部８２は、把持ヘッド８９の近傍に位置するように、第２水平アーム８７の先端に取り付けられている。この二次元コードでは、少なくともカートリッジＣの種別がコード化されており、種別検出部８２は、カートリッジＣの種別を読み取る一方、移載制御部８３は、この読取り結果に基づいて、移載機構部８１を制御する。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、把持ヘッド８９は、断面「Ｌ」字状の一対の把持片８９ａを有しており、この一対の把持片８９ａにより、カートリッジＣの上端部を対角方向に把持するようになっている。
一方、図７（ｂ）に示すように、カートリッジＣは、パック形式の容器Ｃａを樹脂製の密閉ケースＣｂに収容して構成されている。パック形式の容器Ｃａの容量（第１の容量）はおよそ１００ｍｌ（ミリリットル）である。なお、容器Ｃａの容量はこれに限定されるものではないが、後述する中間貯留部１０３（図９または図１１参照）の容量（第２の容量）よりも大きい。
【００７８】
カートリッジＣには、容器Ｃａに連通する供給口Ｃｃと、容器Ｃａと密閉ケースＣｂとの間の空隙に連通するエアー導入口Ｃｄとが設けられている。エアー導入口Ｃｄから圧縮エアーを導入して容器Ｃａを加圧することにより、供給口Ｃｃから液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する。また、密閉ケースＣｂには、位置決め用の一対の係合凹部Ｃｅが設けられている。さらに、図示では省略したが、密閉ケースＣｂの天面には、上記の被検出部となる二次元コード（ＱＲコード（登録商標））が貼着されている。
【００７９】
カートリッジセット部３５の各個別装着セット部３５ａには、供給口Ｃｃに対応して機能液導入口９１が、またエアー導入口Ｃｄに対応してエアー供給口９２が設けられている。さらに、各個別装着セット部３５ａには、密閉ケースＣｂの一対の係合凹部Ｃｅに対応する一対の係合凸部９３が設けられている。移載機構部８１は、把持ヘッド８９に把持したカートリッジＣを、個別装着セット部３５ａの直上まで水平移動させ、その後下降させて、個別装着セット部３５ａに装着（セット）する。これにより、係合凹部Ｃｅが係合凸部９３に係合されると共に、供給口Ｃｃが機能液導入口９１に、エアー導入口Ｃｄがエアー供給口９２にそれぞれ接合（流路接続）される。
【００８０】
図６に示すように、セットトレイＴが上昇端位置にあるとき、中継エリア４４において、各色１０個ずつの新しいカートリッジＣが、セットトレイＴに搭載されて移載待機状態にある。また、任意の１のカートリッジセット部３５には、各色１個ずつ（６個のうち３個）使用済みのカートリッジＣが装着されているものとする。（なお、移載制御部８３による制御開始は、搬送制御部５６の制御終了をトリガーとしてもよいし、別途、オペレーターからの指令をトリガーとしてもよい。）
【００８１】
図８に示すように、移載部４５がアクセスする各カートリッジセット部３５には、整列配置した６個の個別装着セット部３５ａに、色別（種別）に各２個、計６個のカートリッジＣが装着されている。また、セットトレイＴには、色別（種別）に３列、各１２個の個別セット部Ｔａに、それぞれ色別（種別）に１０個のカートリッジＣがセットされている。したがって、セットトレイＴには、カートリッジＣがセットされていない、空の個別セット部Ｔａが、各列２個ずつ存在することになる。
【００８２】
移載制御部８３は、先ずセットトレイＴ上のカートリッジＣが色別（種別）に並んでいるか否かを確認すると共に、セットトレイＴの最も手前（カートリッジセット部３５側）に位置する各色（各列）の個別セット部Ｔａを空にする。すなわち、移載機構部８１を駆動し、種別検出部８２により、列ごとの複数のカートリッジＣに対し読取り走査を行って、カートリッジＣが正しくセットされているか否かを確認する。この各列のカートリッジＣが、色別（種別）に正しくセットされていない場合には、空の個別セット部Ｔａを利用して、カートリッジＣの並べ替えを行う。
【００８３】
また同時に、最も手前に位置する各色（各列）の個別セット部Ｔａを空にすべく、描画液カートリッジＣの移動を行う。なお、先に、最も手前に位置する各色（各列）の個別セット部Ｔａを空にしてから、列ごとに複数のカートリッジＣを正しくセットする並べ替えを行ってもよい。
【００８４】
このようにして、セットトレイＴ側の準備が完了したら、移載機構部８１をカートリッジセット部３５に臨ませる。ここで、カートリッジセット部３５から例えば１種の使用済みのカートリッジＣを引き抜いて、セットトレイＴの手前から１番目（最も手前）の空の個別セット部Ｔａに移載する。続いて、セットトレイＴの手前から２番目の個別セット部ＴａのカートリッジＣを把持し、空となったカートリッジセット部３５の個別装着セット部３５ａに移載し装着する。そして、このような動作（交換）を他の種類のカートリッジＣについても同様に繰り返す。
【００８５】
以上の動作を、１０個のキャリッジユニット１７に対して、カートリッジセット部３５とセットトレイＴとの間で実施する。その際、セットトレイＴ上で空となる個別セット部Ｔａの位置が、順に奥側に移動するようにカートリッジＣの移載が行われる。すなわち、セットトレイＴにおいて、手前側から各列のカートリッジＣの交換が実施される。これにより、移載の際に古いカートリッジＣから液だれが生じても、新しいカートリッジＣが汚れることがない。なお、１０個のキャリッジユニット１７をＹ軸テーブル１６により順送りし、作業対象のカートリッジセット部３５が、常に中継エリア４４の近傍の同じ位置に来るようにすることが好ましい。このように、１０個のキャリッジユニット１７に対してカートリッジセット部３５におけるカートリッジＣの交換が完了すると、移載機構部８１はホーム位置に戻り、中継エリア４４のセットトレイＴは、搬出待機状態となる。
【００８６】
本実施形態の液滴吐出装置１では、上述したカートリッジＣの交換は、機能液供給システム１００における液滴吐出ヘッド２０のメンテナンスに同期して行うことができるようになっている。以降、本実施形態の機能液供給システム１００について説明する。
【００８７】
＜機能液供給システム＞
次に、図９〜図１３を参照して本実施形態の機能液供給システム１００について説明する。図９は機能液供給システムの構成を示すブロック図である。
【００８８】
図９に示すように、本実施形態の機能液供給システム１００は、機能液供給機構１０１と、キャップ機構１１０とを含んで構成されている。
機能液供給機構１０１は、キャリッジユニット１７に搭載された１２個の液滴吐出ヘッド２０のうち４つの液滴吐出ヘッド２０を１つの供給単位として機能液を供給するものである。言い換えれば、液滴吐出装置１が１０個のキャリッジユニット１７を備えていることから、機能液供給機構１０１は、１つのキャリッジユニット１７に対して３つの供給単位が含まれ、合計３０の供給単位へ機能液を供給するものである。
１つの供給単位に対する機能液ＦＬ１の供給系は、機能液ＦＬ１が充填された２つのカートリッジＣと、中間貯留部１０３（１０３ａ）と、２つのカートリッジＣと中間貯留部１０３とを繋ぐ供給経路１４８と、中間貯留部１０３と液滴吐出ヘッド２０とを繋ぐ供給経路１４９と、を有している。なお、２つのカートリッジＣを区別するため、一方のカートリッジＣに符号１０２ａを付与し、他方のカートリッジＣに符号１０２ｂを付与して説明することもある。また、中間貯留部１０３に接続されるカートリッジＣの数は、２つに限定されず、例えば、１つでもよいし、３つであってもよい。
【００８９】
本実施形態において、カートリッジＣに充填される機能液ＦＬ１は、前述したように有機ＥＬ素子の発光層を形成するために用いられるものであって、発光材料などが含まれている。異物や水分、あるいは気泡などが除去された機能液ＦＬ１がカートリッジＣに充填される。
【００９０】
カートリッジＣの内部を加圧して機能液ＦＬ１を送り出す加圧手段として圧空が用いられている。圧空は、異物や油分、水分などが予め除去されている。圧空の取り入れ口ＰａとカートリッジＣとの間には、レギュレーター１０５が設けられている。カートリッジＣの内部を加圧する圧空の圧力設定は、カートリッジＣに充填される機能液ＦＬ１の物理的な特性（粘度など）を考慮して設定される。本実施形態では、レギュレーター１０５として、電気信号により圧空の圧力をほぼ無段階に調整可能な電空レギュレーターが採用されている。これにより、機能液ＦＬ１の種類が変化しても取り入れた圧空を機能液ＦＬ１に合わせて細かく調整することが可能な構成となっている。他にも電空レギュレーターが用いられているので、カートリッジＣ側のレギュレーター１０５には符号１０５ａを付与してレギュレーター１０５ａとする。なお、カートリッジＣの内部を加圧する方法は、空気が圧縮された圧空を用いることに限らず、例えば窒素などの不活性ガスを圧縮して用いてもよい。カートリッジＣに充填される機能液を考慮して加圧方法（加圧手段）を決める。
【００９１】
カートリッジ１０２ａとレギュレーター１０５ａとの間の圧空の供給経路には、開閉バルブ１４３が設けられ、カートリッジ１０２ｂとレギュレーター１０５ａとの間の圧空の供給経路には、開閉バルブ１４４が設けられている。また、それぞれの圧空の供給経路の少なくとも一部は内部を視認可能とする透明部材で構成されており、該透明部材で構成された部分に液面検出センサー１０４が取り付けられている。それぞれの圧空の供給経路に機能液ＦＬ１が漏れた場合、これを液面検出センサー１０４で検出して、異常を報知したり、通常は開いている開閉バルブ１４３，１４４を閉じたりすることができるようになっている。
【００９２】
２つのカートリッジ１０２ａ，１０２ｂと中間貯留部１０３とを繋ぐ供給経路１４８には機能液ＦＬ１を濾過するフィルター１０６が設けられている。カートリッジ１０２ａとフィルター１０６との間には開閉バルブ１４１が設けられ、カートリッジ１０２ｂとフィルター１０６との間には開閉バルブ１４２が設けられている。フィルター１０６と中間貯留部１０３との間にも開閉バルブ１４５が設けられている。２つのカートリッジ１０２ａ，１０２ｂのいずれかを交換した際に、異物などが供給経路１４８に侵入したとしてもフィルター１０６によって取り除くことができる構成となっている。
【００９３】
中間貯留部１０３は大気開放型の筒状の容器であって、筒状の容器の上方側の一方の端に中間貯留部１０３を大気開放可能な開放経路１４０が接続されている。開放経路１４０は、例えば透明なプラスチックチューブからなり、開放経路１４０の開放端には気体を濾過するフィルター１０７が設けられている。また、フィルター１０７の近傍に開閉バルブ１４６が設けられ、通常は開かれた状態となっている。フィルター１０７を通過する気体は濾過されるので、中間貯留部１０３に大気中の異物が混入することを防ぐことができる構成となっている。この場合、１つのキャリッジユニット１７における３つの供給単位に対応する３つの中間貯留部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃのそれぞれに開放経路１４０が設けられ、それぞれの開放経路１４０は１つのフィルター１０７に接続されている。
【００９４】
開閉バルブ１４６と中間貯留部１０３との間の開放経路１４０には液面検出センサー１０４が取り付けられている。中間貯留部１０３が大気開放型であることから、機能液ＦＬ１が供給されてオーバーフローし開放経路１４０に漏れたときに液面検出センサー１０４により検出して、開閉バルブ１４６を閉じることができる構成となっている。液面検出センサー１０４は他にも用いられているので、符号１０４の末尾にａ〜ｍのアルファベットを付与して区分しておく。
【００９５】
中間貯留部１０３が大気開放型であることから、中間貯留部１０３から液滴吐出ヘッド２０への機能液ＦＬ１の供給は、中間貯留部１０３に貯留された機能液ＦＬ１の水頭圧の影響を受ける。本実施形態では、筒状の容器である中間貯留部１０３の下方側の他方の端に中間貯留部１０３に貯留された機能液ＦＬ１の液位を検出可能な液位センサー１０８が取り付けられている。また、１つの中間貯留部１０３から４つの液滴吐出ヘッド２０へ機能液ＦＬ１を安定的に供給する観点から、中間貯留部１０３と４つの液滴吐出ヘッド２０との間に圧力調整弁１０９が設けられている。圧力調整弁１０９は、例えばダイヤフラム方式の自己封止バルブであって、液滴吐出ヘッド２０におけるキャビティの負圧状態に応じて機能液ＦＬ１を液滴吐出ヘッド２０に送り込める構成となっている。圧力調整弁１０９を設けることにより、中間貯留部１０３における水頭圧の管理をより緩やかなものとすることができる。
【００９６】
ここで、キャリッジユニット１７における機能液供給系について、図１０を参照して説明する。図１０はキャリッジユニットにおける液滴吐出ヘッドと中間貯留部及び圧力調整弁との関係を示す図である。図１０に示すように、中間貯留部１０３、圧力調整弁１０９はキャリッジユニット１７に取り付けられている。中間貯留部１０３に付随する液位センサー１０８もまたキャリッジユニット１７に取り付けられていることになる。
【００９７】
中間貯留部１０３と開閉バルブ１４７とを繋ぐ供給経路１４９ａ、開閉バルブ１４７と圧力調整弁１０９とを繋ぐ供給経路１４９ｂ、圧力調整弁１０９と液滴吐出ヘッド２０とを繋ぐ供給経路１４９ｃはいずれも可撓性の例えばポリエチレンテレフタレートなどのチューブが用いられている。また、本実施形態では、機能液として例えば有機エレクトロルミネッセンス材料を含むものや、紫外線硬化型のインクを用いた場合でも、機能液が変質したり、劣化したりするなどの不具合が生じないように、遮光性を有するチューブが用いられている。
【００９８】
１つの圧力調整弁１０９に対して４つの液滴吐出ヘッド２０が供給経路１４９ｃを介して繋がれている。これは、前述したように、ヘッドユニット３２のヘッドプレート３３には１２個の液滴吐出ヘッド２０が搭載されており、４つの液滴吐出ヘッド２０を１組として描画幅Ｌ１で機能液を吐出可能な構成となっているからである（図４参照）。言い換えれば、図１０は、キャリッジユニット１７に搭載された複数の液滴吐出ヘッド２０に対して機能液を種類ごとに供給できる構成を示している。したがって、図１０には図示していないが、実際には、１２個の液滴吐出ヘッド２０に対して機能液を供給するため、キャリッジユニット１７には３つの中間貯留部１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）と、３つの圧力調整弁１０９とが取り付けられている。
３つの中間貯留部１０３のそれぞれに異なる種類の機能液が供給されていてもよいし、同じ種類の機能液が供給されていてもよい。また、３つの中間貯留部１０３のうち１つの中間貯留部１０３に他と異なる機能液を供給することもできる。
【００９９】
次に、図１１を参照して中間貯留部１０３の詳しい構成を説明する。図１１は中間貯留部の詳細を示す断面図である。図１１に示すように、中間貯留部１０３は、耐食性に優れ且つ遮光性を有する例えばステンレスなどからなる筒状の容器である。前述したように、中間貯留部１０３の上方側の一方の端には中間貯留部１０３を大気開放するための開放経路１４０が接続されている。中間貯留部１０３と開放経路１４０との接続部１０３ｅは、透明な例えばガラスやプラスチックなどからなる。中間貯留部１０３は通常は大気開放されている。中間貯留部１０３の一方の端側の側面に機能液流入口１０３ｄが設けられている。機能液流入口１０３ｄには機能液ＦＬ１の供給経路１４８が接続されている。
【０１００】
中間貯留部１０３の下方側の他方の端には、機能液排出口１０３ｇを有する取付金具１０３ｆが接続されている。取付金具１０３ｆの側面に液位センサー１０８が取り付けられている。液位センサー１０８は圧力センサーであって、受圧面が中間貯留部１０３の長さ方向に沿うように取付金具１０３ｆに取り付けられている。機能液排出口１０３ｇには供給経路１４９ａを介して開閉バルブ１４７が接続され、開閉バルブ１４７には圧力調整弁１０９に繋がる供給経路１４９ｂが接続されている。
【０１０１】
液位センサー１０８は、中間貯留部１０３に注入された機能液ＦＬ１の液位に応じた液圧に対応する電気信号を出力する。とりわけ、ほぼ満杯に近い第１の液位ＬＬ１に対応する第１の信号と、第１の液位ＬＬ１よりも低い第２の液位ＬＬ２に対応する第２の信号とを制御部１２０によって検知可能となっている。つまり、第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との間で、中間貯留部１０３の液位すなわち水頭圧を管理可能となっている。
【０１０２】
本実施形態では、中間貯留部１０３の内径は例えば１６ｍｍであり、中間貯留部１０３の長さは例えば２５０ｍｍである。ゆえに、中間貯留部１０３の容量（第２の容量）は、およそ５０ｃｍ3である。したがって、中間貯留部１０３に例えば１ｃｍ3の機能液ＦＬ１が注入されると液位が５ｍｍ上昇することになる。本実施形態では、第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との差ΔＬＬは、１０ｍｍである。つまり、２ｃｍ3に相当する機能液ＦＬ１の消費量の範囲で水頭圧が管理されている。
【０１０３】
中間貯留部１０３の容量は、１つの中間貯留部１０３に繋がる液滴吐出ヘッド２０の数と、主走査によって当該液滴吐出ヘッド２０から吐出される機能液ＦＬ１の消費量を考慮して決められている。本実施形態では、１つのワークＷに対して１種の機能液ＦＬ１を吐出する場合に４つの液滴吐出ヘッド２０から吐出される機能液ＦＬ１の消費量が、中間貯留部１０３の第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との差ΔＬＬをわずかに上回るように設定されている。複数のワークＷに対して１種の機能液ＦＬ１を吐出する場合の機能液ＦＬ１の消費量に対応するように、差ΔＬＬを設定することも可能ではあるが、そうすると機能液ＦＬ１の水頭圧の差が大きくなり、ノズル２２内のメニスカスの形状がばらついて、液滴における安定した吐出量を実現することが困難になるおそれがある。
【０１０４】
可撓性の供給経路１４９ａに繋がれた開閉バルブ１４７は、鉛直方向において、中間貯留部１０３の機能液流入口１０３ｄと機能液排出口１０３ｇとの間の高さで、第２の液位ＬＬ２よりも低い場所に位置するように、中間貯留部１０３に対して配置される。これにより、開閉バルブ１４７を機能液排出口１０３ｇよりも下方に配置する場合に比べて、機能液ＦＬ１中に気泡が含まれていたとしても、気泡が開閉バルブ１４７を通過して液滴吐出ヘッド２０に送られ難くなる。
【０１０５】
中間貯留部１０３に供給された機能液ＦＬ１の液位を正確に液位センサー１０８によって検出するには、機能液供給機構１０１を有する液滴吐出装置１が設置された地球上の場所に応じて、液位センサー１０８のキャリブレーションが必要となる。液滴吐出装置１の設置場所を移動させた場合には、その都度キャリブレーションが必要と考えられる。また、中間貯留部１０３に注入される機能液ＦＬ１の種類によってもキャリブレーションが必要と考えられる。
【０１０６】
本実施形態では、開閉バルブ１４７を閉じ、中間貯留部１０３を満杯とすると共に、液位が中間貯留部１０３の一方の端に取り付けられた接続部１０３ｅにおいて確認できるように機能液流入口１０３ｄから機能液ＦＬ１を供給する。液位センサー１０８の受圧面の中心から液位までの距離を実測し、そのときに液位センサー１０８が感知した液圧に相当する電気信号をキャリブレーション用の信号とする。このキャリブレーション用の信号レベルに基づいて、前述した第１の液位ＬＬ１に相当する第１の信号と第２の液位ＬＬ２に相当する第２の信号のそれぞれのレベルを設定する。
なお、接続部１０３ｅは、液位を視認できれば、接続部１０３ｅ自体がすべて透明である必要はなく、長手方向の側面に延在する透明部を有していればよい。
【０１０７】
本実施形態の機能液ＦＬ１の供給方法は、図９に示すように、前述した機能液供給機構１０１を用い、機能液ＦＬ１が貯留されたカートリッジＣから大気開放型の中間貯留部１０３と圧力調整弁１０９とを経て液滴吐出ヘッド２０に機能液ＦＬ１を供給する方法である。
具体的には、制御部１２０は、液滴吐出装置１のキャリッジユニット１７をセットステージ１２に載置されたワークＷと対向する位置に配置して、液滴吐出ヘッド２０から機能液ＦＬ１をワークＷに吐出する主走査を行う（図１参照）。機能液ＦＬ１は、中間貯留部１０３及び液滴吐出ヘッド２０と、これらを繋ぐ機能液ＦＬ１の供給経路１４８に予め充填されている。中間貯留部１０３において機能液ＦＬ１の液位が第１の液位ＬＬ１にあるときに開閉バルブ１４７が開かれると、中間貯留部１０３の水頭圧と、液滴吐出ヘッド２０内の流路の負圧状態とに応じて、機能液ＦＬ１は圧力調整弁１０９を経由して液滴吐出ヘッド２０に供給される。
【０１０８】
本実施形態では、上記主走査によって１つのワークＷに吐出される機能液ＦＬ１の吐出量が、中間貯留部１０３の第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との差ΔＬＬをわずかに超える程度に設定されている。したがって、１つのワークＷに対する主走査が終了すると、中間貯留部１０３中の機能液ＦＬ１の液位は第２の液位ＬＬ２を下回ることになるので、制御部１２０は液位センサー１０８から上記第２の信号を検知する。
制御部１２０（図５参照）は、液位センサー１０８から出力される、中間貯留部１０３中の機能液ＦＬ１の第１の液位ＬＬ１に対応する第１の信号と、第１の液位ＬＬ１よりも低い第２の液位ＬＬ２に対応する第２の信号とを検知し、第２の信号を検知したときに、中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の注入を開始し、第１の信号を検知したときに、中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の注入を停止する。つまり、中間貯留部１０３において機能液ＦＬ１は、第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との間で液位が管理される。なお、第２の液位ＬＬ２は、固定されるものではなく、適宜設定することができる。
【０１０９】
液滴吐出装置１の稼動時における中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の注入は、ワークＷへの機能液ＦＬ１の吐出が終了して、開閉バルブ１４７が閉じられた後に、次のワークＷがセットステージ１２にセットされるまでの間に実施される。言い換えれば、ワークＷへの機能液ＦＬ１の吐出中（主走査中）に中間貯留部１０３には機能液ＦＬ１が供給されない。つまり、主走査中における中間貯留部１０３の水頭圧の変動が抑えられている。
【０１１０】
また、制御部１２０は、液位センサー１０８が出力する信号を検知して、第１の液位ＬＬ１から第２の液位ＬＬ２への液位の変化、あるいは第２の液位ＬＬ２から第１の液位ＬＬ１への液位の変化を監視して、液位を制御することができる。例えば、上述したワークＷの切り替え時間は、必ずしも一定ではないので、機能液ＦＬ１を中間貯留部１０３に供給可能な時間に応じて、中間貯留部１０３への単位時間あたりの機能液ＦＬ１の供給量（つまり機能液ＦＬ１の供給速度）を制御できる。より具体的には、カートリッジＣから中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の移送を前述した加圧手段によって行う場合、制御部１２０は当該加圧手段によるカートリッジＣの加圧の程度を制御することによってカートリッジＣから中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の供給速度を制御可能である。
【０１１１】
また、制御部１２０は、中間貯留部１０３へ機能液ＦＬ１が何回供給されたかを例えばＲＡＭ１２３に記憶させる。また、供給回数に基づいて消費された機能液ＦＬ１の消費量をＣＰＵ１２１によって算出する。したがって、例えば、２つのカートリッジ１０２ａ，１０２ｂのうちカートリッジ１０２ａから使用し始めたとき、カートリッジ１０２ａにおける機能液ＦＬ１の残量を予測して、カートリッジ１０２ａの交換時期を知らせることができる。また、制御部１２０は、中間貯留部１０３への機能液ＦＬ１の供給において、液位センサー１０８から出力される信号レベルの変動が認められないとき、つまり、所定の時間が経過しても液位センサー１０８から出力される信号が第２の信号から第１の信号に変化しないとき、カートリッジ１０２ａがほぼ空であると判定する。これによって、機能液ＦＬ１の供給をカートリッジ１０２ａからカートリッジ１０２ｂへ切り替えることができる。
【０１１２】
図９に戻って、キャップ機構１１０について説明する。キャップ機構１１０は、キャリッジユニット１７に搭載された複数（１２個）の液滴吐出ヘッド２０に対して、４つの液滴吐出ヘッド２０ごとに充填された機能液を吸引可能な構成となっている。
具体的には、複数（１２個）の液滴吐出ヘッド２０のノズル面を封止可能な複数（１２個）のキャップ部１１１と、第１吸引タンク１１４と、第２吸引タンク１１５と、第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５のそれぞれに接続された負圧手段としての複数の真空エジェクター１１６と、を備えている。図９には図示していないが、キャップ機構１１０における上記の構成は、複数（１０個）のキャリッジユニット１７に対応して複数組（１０組）設けられている。
【０１１３】
１つのキャリッジユニット１７を吸引単位とする複数（１２個）のキャップ部１１１には、吸引経路１６０が接続されている。吸引経路１６０は、４つのキャップ部１１１ごとに設けられた、２つの開閉バルブ１５１，１５２と、２つの開閉バルブ１５１，１５２間に挟まれた負圧調整経路１１３とを含んでいる。言い換えれば、１つの吸引経路１６０には、４つのキャップ部１１１と、２つの開閉バルブ１５１，１５２と、負圧調整経路１１３とを含む吸引経路が３つ接続されている。１つのキャリッジユニット１７に搭載された１２個の液滴吐出ヘッド２０から吸引される機能液は１つの吸引経路１６０に集約される。図９には図示していないが、１０個のキャリッジユニット１７に対応して１０本の吸引経路１６０が設けられている。
【０１１４】
キャップ部１１１と第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５との間には、キャップ部１１１が受けた機能液を第１吸引タンク１１４または第２吸引タンク１１５に振り分けることが可能な分岐経路が設けられている。分岐経路は、２つの開閉バルブ１５３，１５４と、これらの開閉バルブ間を繋ぐ配管１６３とを有している。吸引経路１６０の他方の端が上記の配管１６３に接続されている。分岐経路は、１０本の吸引経路１６０に対応した、２つの開閉バルブ１５３，１５４と配管１６３とからなる組み合わせを１０系統含んでいる。開閉バルブ１５３と第１吸引タンク１１４とを繋ぐ吸引経路１６１が設けられ、開閉バルブ１５４と第２吸引タンク１１５とを繋ぐ吸引経路１６２が設けられている。
【０１１５】
第１吸引タンク１１４には、第１負圧手段としての複数（３つ）の真空エジェクター１１６が接続されている。同様に、第２吸引タンク１１５には、第２負圧手段としての複数（３つ）の真空エジェクター１１６が接続されている。真空エジェクター１１６は、圧空を利用して真空（負圧）を発生させるものであり、レギュレーター１０５を介して圧空の取り入れ口Ｐｂに接続されている。負圧手段としてロータリーポンプや拡散ポンプなどのポンプ類を用いる場合に比べて、１つの真空エジェクター１１６では高い真空度（大きな負圧）が得られないものの、開閉バルブ１５５を介して複数の真空エジェクター１１６を第１吸引タンク１１４や第２吸引タンク１１５に接続することによって、異なる負圧状態を容易に実現することができる。第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５のそれぞれには、タンク内の負圧状態を計測する圧力センサー１１７が取り付けられている。なお、第１吸引タンク１１４や第２吸引タンク１１５に接続される真空エジェクター１１６の数は、３つに限定されるものではなく、第１吸引タンク１１４や第２吸引タンク１１５において実現しようとする負圧水準に応じて決められる。
【０１１６】
本実施形態では、第１吸引タンク１１４の負圧水準と、第２吸引タンク１１５の負圧水準を異ならせて運用している。具体的には、液滴吐出ヘッド２０から強制的に機能液を吸引してノズルの目詰まりを解消する吸引動作を行うときには、第２吸引タンク１１５よりも第１吸引タンク１１４における負圧水準を大きくし、分岐経路の開閉バルブ１５４を閉じ、開閉バルブ１５３を開けてキャップ部１１１及び吸引経路１６０，１６１を介して吸引された機能液を第１吸引タンク１１４に回収している。また、液滴吐出ヘッド２０からの捨て吐出された機能液をキャップ部１１１で受けるフラッシング（捨て吐出動作）を行うときには、第１吸引タンク１１４よりも第２吸引タンク１１５における負圧水準を小さくし、分岐経路の開閉バルブ１５３を閉じ、開閉バルブ１５４を開けてキャップ部１１１及び吸引経路１６０，１６２を介して吸引された機能液を第２吸引タンク１１５に回収している。なお、図９には図示していないが、Ｘ軸テーブル１３に取り付けられたフラッシングユニット８（図１参照）が受けた機能液も第２吸引タンク１１５に回収されるように廃棄経路が設けられている。
【０１１７】
第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５のそれぞれには、タンク内に回収された機能液の重量を計測する重量計測装置１１８が取り付けられている。また、第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５を大気に開放可能な開閉バルブ１５６，１５７が取り付けられている。第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５の底部には、廃棄ポンプ１１９に接続された廃棄経路１６４が開閉バルブ１５８，１５９を介して接続されている。制御部１２０は廃棄ポンプ１１９を駆動し、開閉バルブ１５６と開閉バルブ１５８を開けることで、第１吸引タンク１１４内の機能液を排出することができる。同様に、開閉バルブ１５７と開閉バルブ１５９を開けることで、第２吸引タンク１１５内の機能液を排出することができる。
【０１１８】
複数の真空エジェクター１１６と第１吸引タンク１１４とを結ぶ吸引経路、複数の真空エジェクター１１６と第２吸引タンク１１５とを結ぶ吸引経路のそれぞれと、開閉バルブ１５７に接続された開放経路のそれぞれとには、液面検出センサー１０４（１０４ｆ〜１０４ｍ）が取り付けられている。仮に、第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５が回収された機能液で満たされ、これらの吸引経路や開放経路に漏れ出しても液面検出センサー１０４で検出して異常を知らせることができる。特に、真空エジェクター１１６に機能液が侵入すると、真空エジェクター１１６の性能が低下するおそれがあるので、圧力センサー１１７によって第１吸引タンク１１４及び第２吸引タンク１１５の負圧状態をモニターしておくことは、適正に吸引動作やフラッシングを行わせる点で重要である。
【０１１９】
なお、図９に示した機能液供給システム１００において用いられる開閉バルブは、例えばエアオペレーションバルブが用いられている。例えば電磁バルブを用いるよりも、エアオペレーションバルブを用いた方が、電気的に開閉制御を可能としつつシステム全体の消費電力を低減可能である。
【０１２０】
次に、図１２及び図１３を参照して、キャップ機構１１０やワイピング機構５を用いた液滴吐出ヘッド２０のメンテナンスについて説明すると共に、メンテナンスとカートリッジＣの交換との関係について説明する。図１２（ａ）及び（ｂ）はキャップ機構におけるキャップ部と負圧調整経路の構成を示す図、図１３は定期メンテナンスにおける複数のキャリッジユニットと、キャップ機構及びワイピング機構との関係を示す概略図である。
【０１２１】
図１２（ａ）に示すように、キャップ機構１１０は、液滴吐出ヘッド２０のノズル面２１ａを封止可能なキャップ部１１１と、キャップ部１１１に接続された吸引経路１６０とを有している。吸引経路１６０は２つの開閉バルブ１５１，１５２に挟まれた負圧調整経路１１３を含むものである。吸引経路１６０の一端は、キャップ部１１１を貫通する孔１１１ａに接続されている。キャップ部１１１の一方の面には、弾性部材からなる当接部１１２が設けられている。図１２（ｂ）に示すように、当接部１１２は、孔１１１ａを中心にしてトラック状に配置されている。当接部１１２によってノズル面２１ａを封止したり、ノズル面２１ａとキャップ部１１１とを所定の間隔をおいて配置したりするように、Ｚ軸方向において液滴吐出ヘッド２０またはキャップ部１１１を相対的に昇降させる。
【０１２２】
本実施形態において、負圧調整経路１１３は、キャップ機構１１０を用いた吸引動作における吸引量を精度よく実現するために設けられている。具体的には、開閉バルブ１５１を閉じて開閉バルブ１５２を開け、吸引経路１６０から吸引を行った後に開閉バルブ１５２を閉じることによって、負圧調整経路１１３の容積に応じた負圧状態が実現される。言い換えれば、負圧調整経路１１３の容積と負圧水準とを設定することによって所望の負圧状態を精度よく実現できる。負圧調整経路１１３における負圧状態に比例してノズル２２から吸引される機能液の吸引量が決まる。
【０１２３】
負圧調整経路１１３の負圧を利用した吸引動作における吸引量Ｖは、負圧調整経路１１３の容積Ｖ０と負圧水準Ｖｐとの積で与えられる。例えば、負圧調整経路１１３の容積Ｖ０を１ｃｍ3（ｃｃ）とし、大気圧を０ｋＰａとしたときの負圧水準Ｖｐを−６０ｋＰａとすれば、吸引量Ｖは０．６ｃｍ3（ｃｃ）となる。負圧水準Ｖｐにおける−６０ｋＰａはゲージ圧である。絶対真空を０ｋＰａとすると、１気圧は、およそ１００ｋＰａであることから、負圧水準Ｖｐを例えば−６０ｋＰａとすることで負圧調整経路１１３の容積Ｖ０の６０％を吸引可能となる。
言い換えれば、開閉バルブ１５１と開閉バルブ１５２との間の負圧調整経路１１３の容積Ｖ０は一定であるため、負圧調整経路１１３の負圧水準Ｖｐ（ゲージ圧）を調整することで、吸引量Ｖを正確に設定可能である。負圧水準Ｖｐを振って吸引量Ｖを変化させれば、吸引量Ｖによってどの程度の量の機能液を液滴吐出ヘッド２０から吸引できるかが分かる。また、吸引量Ｖとノズル２２の目詰まりの解消度合いを調べれば、ノズル２２の目詰まりを解消可能な最小限の吸引量Ｖを導くことが可能である。なお、負圧調整経路１１３は、４つのキャップ部１１１を単位とする吸引経路に１つ設けることに限定されず、直列または並列に複数設けてもよい。これにより、吸引動作における吸引量Ｖを多段階に構成可能となる。また、負圧調整経路１１３の容積Ｖ０を可変可能な構成としてもよい。
【０１２４】
一方で、このような負圧調整経路１１３が無い状態で、ノズル面２１ａをキャップ部１１１によって封止し、負圧手段により吸引動作を行うと、負圧手段の負圧水準（負圧性能）と吸引時間とにより負圧状態が決まるものの、精度よく負圧状態を管理することが難しい。
これに対して、予め負圧調整経路１１３を所望の負圧状態としてからノズル面２１ａをキャップ部１１１で封止し、開閉バルブ１５１を開けることで、封止された複数のノズル２２から液滴吐出ヘッド２０のキャビティに充填された機能液を、上記所望の負圧状態に応じた吸引量Ｖで吸引することができる。
【０１２５】
また、液滴吐出ヘッド２０の複数のノズル２２から機能液を吸引するメンテナンスを行うときに、制御部１２０は、中間貯留部１０３の液位センサー１０８から出力される信号を検知して、吸引によって消費される単位時間あたりの機能液の消費量を算出することができる。これによって、吸引を行うメンテナンス時に必要な機能液の流量（吸引量）を精度よく求めることができる。言い換えれば、ノズル２２の目詰まりを解消可能な吸引量Ｖを求めて、負圧調整経路１１３の容積Ｖ０と負圧水準Ｖｐとを決定すれば、無駄に機能液を吸引することなく、ノズル２２の目詰まりを解消することが可能となる。
【０１２６】
なお、本実施形態では、負圧調整経路１１３を負圧とする負圧手段として、前述したように複数の真空エジェクター１１６が用いられている。複数の真空エジェクター１１６により第１吸引タンク１１４を負圧とすることで、負圧調整経路１１３を含む吸引経路１６０が負圧状態となる。第１吸引タンク１１４内に回収された機能液が溜まっている状態では、第１吸引タンク１１４の容積が不安定となるため、負圧調整経路１１３を負圧状態とする前に、吸引経路１６０及び第１吸引タンク１１４中の機能液を排出して、第１吸引タンク１１４を空にしている。これにより、負圧調整経路１１３において安定した負圧水準Ｖｐを実現できる。つまり、精度よく吸引量Ｖを実現できる。
【０１２７】
本実施形態では、ノズル２２の目詰まりを解消することが可能な吸引量Ｖが中間貯留部１０３の容量の範囲内で済むように、中間貯留部１０３の容量つまり、筒状の容器の仕様を決めている。なお、本実施形態では、１つの中間貯留部１０３に４つの液滴吐出ヘッド２０が接続されていることを考慮して、筒状の容器の仕様が決められている。
より具体的には、中間貯留部１０３において第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との間に機能液の液位がある状態でキャップ機構１１０による吸引動作を開始したときに、４つの液滴吐出ヘッド２０のノズル２２の目詰まりが解消可能であると共に、吸引動作中に中間貯留部１０３に機能液を供給しなくてもよい状態が実現されるように、筒状の容器の仕様を決める。つまり、吸引動作中にカートリッジＣから中間貯留部１０３への機能液の供給を中止して、カートリッジＣを交換可能な状態が実現される。
【０１２８】
本実施形態における液滴吐出ヘッド２０のメンテナンスは、図１３に示すように、隣り合う２つのキャリッジユニット１７を単位として行われる。液滴吐出装置１のメンテナンスエリア１９では、１０個のキャリッジユニット１７（符号ＣＲ１〜ＣＲ１０を付して区別する）と、１０台のキャップ機構１１０（符号ＣＰ１〜ＣＰ１０を付して区別する）とが対峙可能となっている。
【０１２９】
図１３では、例えば、メンテナンスが終了したキャリッジユニットＣＲ１，ＣＲ２がワイピング機構５と対峙する位置に進んで、順次、キャリッジユニットＣＲ１，ＣＲ２ごとのワイピング（ノズル面の払拭）が進んでいる様子を示している。一方、キャリッジユニットＣＲ２に隣り合うキャリッジユニットＣＲ３とキャリッジユニットＣＲ４は、キャップ機構ＣＰ１，ＣＰ２と対峙する位置に移動して、搭載された液滴吐出ヘッド２０の吸引動作が行われる。他のキャリッジユニットＣＲ５〜ＣＲ１０は、キャップ機構ＣＰ３〜ＣＰ８と対峙する位置に移動して、搭載された液滴吐出ヘッド２０からキャップ機構１１０に向けて機能液のフラッシング（捨て吐出動作）が行われる。フラッシングは、キャリッジユニットＣＲ１，ＣＲ２のワイピングに要する時間と、キャリッジユニットＣＲ３，ＣＲ４の吸引動作に要する時間とのうち、長い方の時間に同期して行われる。また、この長い方の時間に同期して、キャリッジユニットＣＲ３，ＣＲ４に搭載されたカートリッジＣのうち交換が必要と判断されたカートリッジＣの交換をカートリッジ供給機構４の移載部４５によって行う。このような液滴吐出ヘッド２０のメンテナンス及びカートリッジＣの交換は、隣り合う２つのキャリッジユニット１７を単位として１０個のキャリッジユニット１７に亘って実施される。なお、キャップ機構ＣＰ１，ＣＰ２で吸引された機能液は第１吸引タンク１１４に回収され、キャップ機構ＣＰ３〜ＣＰ８で受けた機能液は第２吸引タンク１１５に回収される。
【０１３０】
＜カートリッジの交換方法＞
次に、カートリッジの交換方法について、図１４〜図１６を参照して説明する。図１４はカートリッジの交換方法の一例を示すフローチャート、図１５は２つのカートリッジにおける機能液の残量の予測を示すグラフ、図１６（ａ）〜（ｃ）は機能液の１つの供給系におけるカートリッジの交換方法を示す図である。
【０１３１】
図１４に示すように、本実施形態のカートリッジの交換方法は、まず、液滴吐出ヘッド２０のメンテナンスが必要か否か判断する（ステップＳ１）。メンテナンスは、定期的に行われるケースと、液滴吐出装置１による描画状態や検査ユニット９による吐出性能検査結果によって非定期に行われるケースとが考えられる。メンテナンスの必要がないと判断された場合（ＮＯ）、液滴吐出装置１は継続稼働される。メンテナンスが必要と判断された場合（ＹＥＳ）、制御部１２０は、キャリッジ移動機構１６を駆動して１０個のキャリッジユニット１７をメンテナンスエリア１９へ移動させる（ステップＳ２）。
【０１３２】
次に、カートリッジＣの交換が必要か否か判断する（ステップＳ３）。カートリッジＣの交換が必要ないと判断された場合（ＮＯ）、前述したように、隣り合う２つのキャリッジユニット１７を単位として、キャップ機構１１０による液滴吐出ヘッド２０の吸引動作（ステップＳ８）と、ワイピング機構５によるワイピング（ステップＳ９）とが行われる。そして、１０個のキャリッジユニット１７のメンテナンスが終了したか否か判断され（ステップＳ１０）、終了していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ８に戻って吸引動作と、ワイピングが繰り返される。
【０１３３】
一方で、ステップＳ３でカートリッジＣの交換が必要と判断された場合（ＹＥＳ）、キャップ機構１１０による吸引動作（ステップＳ４）及びワイピング機構５によるワイピング（ステップＳ５）が実施され、この間に並行してカートリッジＣの交換（ステップＳ６）が行われる。そして、１０個のキャリッジユニット１７のメンテナンス及びカートリッジＣの交換が終了したか否か判断され（ステップＳ７）、終了していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ４に戻って吸引動作と、ワイピングが繰り返される。ステップＳ７またはステップＳ１０でＹＥＳならば、これらの一連のステップが終了する。そして、制御部１２０は、１０個のキャリッジユニット１７を再び描画エリア１８に移動させて、次の描画指示が出されるまで液滴吐出装置１を待機状態とする。
【０１３４】
本実施形態におけるカートリッジＣの交換の必要性の判断（ステップＳ３）は、同種の機能液が貯留される２本のカートリッジＣを１組として、２本のカートリッジＣにおける機能液の残量を予測することにより判断される。
具体的には、定期のメンテナンスのタイミングが１つの判断要因となる。液滴吐出装置１を用いてワークＷに機能液を吐出して描画する作業は繰り返し行われる。したがって、１つのワークＷを描画するために液滴吐出ヘッド２０から吐出される機能液の消費量は、機能液供給機構１０１の中間貯留部１０３における機能液の液位を液位センサー１０８で検出して管理することで正確に求めることができる。
これにより、図１５に示すように、次回及び次々回の定期メンテナンスまでに消費される機能液の消費量から２つのカートリッジＣの機能液の残量を予測することができる。なお、液滴吐出装置１の稼働中における機能液の消費量は一定とし、メンテナンス期間中には前述したように吸引動作とフラッシングとが行われるので、消費量を多く見積もっている。
【０１３５】
例えば、図１５の例１に示すように、次々回の定期メンテナンスまでの２つのカートリッジＣの機能液の残量が、５０％以上、つまり１本のカートリッジＣがまだ未使用と判断される場合は、次回の定期メンテナンス時にカートリッジＣの交換は行わない。また、例２に示すように、次々回の定期メンテナンスを行ったとしても２つのカートリッジＣに残量があると判断される場合も、次回の定期メンテナンス時にカートリッジＣの交換を行わない。
一方で、例３に示すように次々回の定期メンテナンス中に残量が無くなったり、例４に示すように次回の定期メンテナンスは問題なく実行できるが、次々回の定期メンテナンスまで残量が持たなかったりする場合は、次回の定期メンテナンス時にカートリッジＣを交換すると判断する。
【０１３６】
また、このようなカートリッジＣの交換の判断は、複数（１０個）のキャリッジユニット１７に搭載されたすべてのカートリッジＣを対象として行われる。本実施形態では、定期メンテナンス時に行われるカートリッジＣの交換本数が、次回と次々回とにおいて平均化されるように交換を行う対象のカートリッジＣを決める。これにより、定期メンテナンス中にカートリッジＣの交換を確実に終了させる。あるいは、定期メンテナンスが終了しても、カートリッジＣの交換が完了するまで、メンテナンスエリア１９に複数のキャリッジユニット１７を待機させておく時間を抑制する。カートリッジＣの交換本数の平均化とは、例えば、本実施形態では、１つのカートリッジセット部３５に最大で３種のカートリッジＣを合計６本セット可能であることから、複数のカートリッジセット部３５ごとの交換本数について３本を基準として±１本の範囲で平均化することが挙げられる。言い換えれば、交換本数の平均化とは、複数のカートリッジセット部３５に亘って交換本数を所定の数にするだけでなく、ある範囲の数とすることを含むものである。
【０１３７】
なお、機能液供給機構１０１の中間貯留部１０３における機能液の液位を液位センサー１０８で検出して管理することによって、次回の定期メンテナンス時まで２つのカートリッジＣの機能液の残量が持たないと予測された場合、つまり異常な事態が生じた場合には、警告を発してカートリッジＣの交換を促すことも可能である。
【０１３８】
２つのカートリッジ１０２ａ，１０２ｂの交換は、例えば、図１６（ａ）に示すように、カートリッジ１０２ａが使用済みと判断され交換対象となると、図１６（ｂ）に示すように、キャップ機構１１０によって液滴吐出ヘッド２０の吸引動作が行われるメンテナンスの間に、開閉バルブ１４１を閉じて、交換対象のカートリッジ１０２ａは新しいカートリッジ１０２ｎと交換される。吸引動作では、もう一方のカートリッジ１０２ｂに繋がる開閉バルブ１４２を閉じておいても、大気開放型の中間貯留部１０３に貯留された機能液の容量の範囲内の吸引量Ｖで吸引が行われるので、ノズルから機能液を吸引して目詰まりを問題なく解消することができる。
【０１３９】
図１６（ｃ）に示すように、新しいカートリッジ１０２ｎがセットされたら、開閉バルブ１４２を開けて、キャップ機構１１０により液滴吐出ヘッド２０のノズル面を封止した状態で再び吸引動作を行う。これにより、今度は、カートリッジ１０２ｂから機能液が中間貯留部１０３に供給され、さらに液滴吐出ヘッド２０へと供給される。このような吸引動作が終了すると、ノズル面を払拭するワイピングが行われて、液滴吐出ヘッド２０のメンテナンスが終了する。
【０１４０】
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）機能液供給システム１００によれば、液滴吐出ヘッド２０のノズル２２からキャップ機構１１０を用いて機能液を吸引する際に、予め所望の負圧状態とした負圧調整経路１１３の負圧を利用して、必要十分な吸引量で機能液が吸引される。該吸引量は中間貯留部１０３の容量の範囲内で決められているので、吸引のためにカートリッジＣから中間貯留部１０３に機能液を供給する必要がない。ゆえに、キャップ機構１１０の吸引動作中にカートリッジＣの交換が可能となる。すなわち、カートリッジＣの交換のためだけに機能液供給システム１００を一時的に停止させることを避けることが可能となる。
（２）機能液供給システム１００を用いたカートリッジＣの交換方法によれば、キャップ機構１１０の吸引動作を行うメンテナンス時に、同種の機能液が貯留される２つのカートリッジＣのうちの１つを交換するので、カートリッジＣの交換頻度を低減できる。つまり、機能液供給システム１００の稼働率をより改善できる。
（３）カートリッジＣの交換は、定期メンテナンスにおける次回、次々回までの２つのカートリッジＣの機能液の残量を予測して交換対象のカートリッジＣを決定し、且つ、次回、次々回におけるカートリッジＣの交換本数が平均化されるように交換対象のカートリッジＣを決めるので、カートリッジＣの交換を含む定期メンテナンスを効率的に進めることができる。
（４）機能液供給システム１００を備えた液滴吐出装置１によれば、液滴吐出ヘッド２０のメンテナンス時にカートリッジＣの交換を行うことができ、カートリッジＣの交換のためだけに装置を一時的に停止することが抑制されるので、高い稼働率を実現可能な液滴吐出装置１を提供することができる。
（５）液滴吐出装置１によれば、台車Ａによってチャンバールーム６内に運び込まれたカートリッジＣをカートリッジ供給機構４によって使用済みのカートリッジＣと交換できる。カートリッジＣの交換によってチャンバールーム６のクリーン度が低下することがないので、液滴吐出装置１による描画品質の低下を防ぐことができる。
【０１４１】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う機能液供給システムおよび該機能液供給システムを用いたカートリッジの交換方法ならびに該機能液供給システムを適用する液滴吐出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１４２】
（変形例１）液滴吐出装置１において、セットステージ１２をＹ軸方向に移動させる改行軸テーブル１４は必須ではない。Ｙ軸テーブル１６によってキャリッジユニット１７をＹ軸方向に移動させることにより、ワークＷに対して液滴吐出ヘッド２０を副走査してもよい。
【０１４３】
（変形例２）液滴吐出装置１の装置本体２は、セットステージ１２をＺ軸方向に沿った軸周りに回転させる回転機構を備えていてもよい。これにより、セットステージ１２に載置されるワークＷと液滴吐出ヘッド２０のノズル列２２ｃとの相対的な位置関係をＸ軸方向及びＹ軸方向に限らず調整することができる。
【０１４４】
（変形例３）液滴吐出装置１は、セットステージ１２にワークＷをセットリセットするワーク供給装置を備えていてもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１…液滴吐出装置、５…ワイピング機構、１３…移動手段としてのＸ軸テーブル、１４…移動手段としての改行軸テーブル、１６…移動手段としてのＹ軸テーブル、１７…キャリッジとしてのキャリッジユニット、２０…液滴吐出ヘッド、２１ａ…ノズル面、２２…ノズル、１００…機能液供給システム、１０２ａ，１０２ｂ…カートリッジ、１０３…中間貯留部、１０６…機能液を濾過するフィルター、１０７…気体を濾過するフィルター、１０８…液位センサー、１１０…キャップ機構、１１１…キャップ部、１１３…負圧調整経路、１１４…第１吸引タンク、１１５…第２吸引タンク、１１６…負圧手段としての真空エジェクター、１４０…開放経路、１４６…開閉バルブ、１６０…吸引経路、Ｃ…カートリッジ。
【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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【図１６】
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