(57)【要約】【課題】液体を貯留する各区画室内から当該液体を確実に排出可能とする。【解決手段】圧力タンク４の下部に各吐出ヘッドに対応してそれぞれ液体２４を溜める区画室４ａ・・・を形成し、前記圧力タンク４の上部に全区画室４ａ・・・が通じる通気室７０を形成し、全区画室４ａ・・・ごとに形成されそれぞれ液体２４を導入する導入口７５と、全区画室４ａ・・・ごとに形成されそれぞれ液体２４を排出する排出口７３とを有し、各区画室４ａ・・・の排出口７３の形成位置を各区画室４ａ・・・の導入口７５の形成位置より低くしたものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を圧力タンク内に貯留し、当該圧力タンクから液体を複数個の吐出ヘッドへと各導管を通して送り、前記圧力タンクの液面と異なる位置に配置された各吐出ヘッドのノズル孔の先端から被塗布体に向かって液滴を吐出するようにした液体吐出装置において、
前記圧力タンクの下部に前記各吐出ヘッドに対応してそれぞれ液体を溜める区画室を形成し、前記圧力タンクの上部に全区画室に通じる通気室を形成し、
前記区画室ごとに形成されそれぞれ液体を導入する導入口と、前記区画室ごとに形成されそれぞれ液体を排出する排出口とを有し、
前記各区画室の排出口の形成位置を前記各区画室の導入口の形成位置より低くしたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記各区画室の底面に傾斜部が形成され、当該傾斜部の最下部に少なくとも一つの前記排出口を形成したことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置において、
前記傾斜部の上部に前記導入口を形成したことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記少なくとも一つの排出口を循環用としたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記圧力タンクの区画室ごとに液面センサを設け、これら各液面センサからの検出信号に基づき区画室ごとに液高を調整することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記圧力タンクを液面に垂直な方向で位置調整する高さ調整手段を具備したことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記液体が複数種の色インクであり、前記各吐出ヘッドに各色のインクが対応付けられていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液体吐出装置を用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
【請求項９】
液体を圧力タンク内に貯留し、当該圧力タンクから液体を複数個の吐出ヘッドへと各導管を通して送り、前記圧力タンクの液面と異なる位置に配置された各吐出ヘッドのノズル孔の先端から被塗布体に向かって液滴を吐出するようにした液体吐出方法において、
前記圧力タンクの下部に前記各吐出ヘッドに対応してそれぞれ液体を溜める区画室を形成し、前記圧力タンクの上部に全区画室に通じる通気室を形成し、
前記区画室ごとにそれぞれ液体を導入する導入口を形成するとともに、前記区画室ごとにそれぞれ液体を排出する排出口を形成し、
前記各区画室の排出口の形成位置を前記各区画室の導入口の形成位置より低くしたことを特徴とする液体吐出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体吐出方法を用いたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出ヘッドのノズル孔の先端から塗料、インク等の液体を適正量吐出するための液体吐出装置及び方法、カラーフィルタの製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パターニング装置のインク供給装置には、特許文献１に開示されたものがある。このインク供給装置は、サブインクタンクが、インクを貯留するケーシングと、このケーシング内を仕切り複数のインク室を形成する仕切壁とを有し、この仕切壁が上部に空気の移動を許容する上側連通部と、下部にインクの移動を許容する下側連通孔とを備え、サブインクタンクにインクを供給するためのインク供給孔、仕切壁の下側連通孔及びサブインクタンクからインクを排出するためのインク排出孔が、同一直線上にないよう配設することにより、サブインクタンク内でインクが蛇行して流れるように構成している。
【０００３】
したがって、上記インク供給装置では、サブインクタンクにおいてインクがインク供給孔から下側連通孔を経てインク排出孔へ蛇行して流れ、その流れの間にインク中の気泡が浮力で上方へ移動しインクから分離するように構成している。
【特許文献１】特開平１１−１９８３９３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、上記特許文献１に開示された発明では、インク供給孔及びインク排出孔がケーシングの底壁の隅に形成され、その底壁が水平面をなしていることから、インク供給孔及びインク排出孔の形成位置は同一高さとなる。そのため、古いインクがインク排出孔から確実に排出されず、ケーシングの底壁に滞留することになり、この古いインクが新規のインクと混合され、色相等の色彩が変化する場合がある。その結果、上記インク供給装置を用いてカラーフィルタ基板を着色する場合には、色彩が不安定で品質にばらつきが生じる不具合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、液体を貯留する各区画室内から当該液体を確実に排出可能な液体吐出装置及び方法、カラーフィルタの製造装置及びその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】
【０００６】
上記問題点を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明は、液体を圧力タンク内に貯留し、当該圧力タンクから液体を複数個の吐出ヘッドへと各導管を通して送り、前記圧力タンクの液面と異なる位置に配置された各吐出ヘッドのノズル孔の先端から被塗布体に向かって液滴を吐出するようにした液体吐出装置において、前記圧力タンクの下部に前記各吐出ヘッドに対応してそれぞれ液体を溜める区画室を形成し、前記圧力タンクの上部に全区画室に通じる通気室を形成し、前記区画室ごとに形成されそれぞれ液体を導入する導入口と、前記区画室ごとに形成されそれぞれ液体を排出する排出口とを有し、前記各区画室の排出口の形成位置を前記各区画室の導入口の形成位置より低くしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の液体吐出装置において、前記各区画室の底面に傾斜部が形成され、当該傾斜部の最下部に少なくとも一つの前記排出口を形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の液体吐出装置において、前記傾斜部の上部に前記導入口を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、前記少なくとも一つの排出口を循環用としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の液体吐出装置において、前記圧力タンクの区画室ごとに液面センサを設け、これら各液面センサからの検出信号に基づき区画室ごとに液高を調整することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１に記載の液体吐出装置において、前記圧力タンクを液面に垂直な方向で位置調整する高さ調整手段を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１に記載の液体吐出装置において、前記液体が複数種の色インクであり、前記各吐出ヘッドに各色のインクが対応付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係るカラーフィルタの製造装置は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液体吐出装置を用いたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る液体吐出方法は、液体を圧力タンク内に貯留し、当該圧力タンクから液体を複数個の吐出ヘッドへと各導管を通して送り、前記圧力タンクの液面と異なる位置に配置された各吐出ヘッドのノズル孔の先端から被塗布体に向かって液滴を吐出するようにした液体吐出方法において、前記圧力タンクの下部に前記各吐出ヘッドに対応してそれぞれ液体を溜める区画室を形成し、前記圧力タンクの上部に全区画室に通じる通気室を形成し、前記区画室ごとにそれぞれ液体を導入する導入口を形成するとともに、前記区画室ごとにそれぞれ液体を排出する排出口を形成し、前記各区画室の排出口の形成位置を前記各区画室の導入口の形成位置より低くしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に係るカラーフィルタの製造方法は、請求項９に記載の液体吐出方法を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、各区画室の排出口の形成位置を各区画室の導入口の形成位置より低くしたので、排出口より高い位置に形成された導入口を通して導入された液体は、各区画室の底面に滞留することなく、排出口から円滑かつ確実に排出することができる。そのため、古い液体が滞留することなく、かつ交換時に古い液体が新規の液体と混合することなく、液体の性質の変化を未然に防止することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、各区画室の底面に傾斜部が形成され、この傾斜部の最下部に少なくとも一つの排出口を形成したので、導入口を通して供給された液体は、各区画室内の傾斜部に沿って流下し、排出口から一段と円滑かつ確実に排出することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、傾斜部の上部に導入口を形成したことにより、導入口を通して供給された液体は、区画室内の傾斜部の上部から傾斜部に沿って流下し、排出口から一段と円滑かつ確実に排出することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、少なくとも一つの排出口を循環用としたので、循環用の液体を円滑かつ確実に排出することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、圧力タンクの区画室ごとに液面センサを設け、これら各液面センサからの検出信号に基づき区画室ごとに液高を調整することにより、全吐出ヘッドのノズル孔の先端にメニスカスを精度よく形成することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明によれば、圧力タンクを液面に垂直な方向で位置調整する高さ調整手段を具備したことにより、全吐出ヘッドのノズル孔におけるメニスカスの位置を一度に変更することができる。
【００２３】
請求項７に係る発明によれば、液体が複数種の色インクであり、各吐出ヘッドに各色のインクが対応付けられているので、被塗布体に対して各種の色インクで印刷することができる。
【００２４】
請求項８に係るカラーフィルタの製造装置によれば、各区画室の排出口の形成位置を各区画室の導入口の形成位置より低くしたので、排出口より高い位置に形成された導入口を通して導入されたインクは、各区画室の底面に滞留することなく、排出口から円滑かつ確実に排出することができる。そのため、古いインクが新規のインクと混合され、色相等の色彩の変化を防止することができ、色彩が安定し高品質なカラーフィルタを製造することができる。
【００２５】
請求項９の液体吐出方法によれば、請求項１に記載の効果と同様な効果が得られる。
【００２６】
請求項１０に係るカラーフィルタの製造方法によれば、請求項８に記載の効果と同様な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２８】
図５に示すように、この液体吐出装置は、例えば液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタの製造に使用することができるインクジェットプリンタとして構成される。
【００２９】
このインクジェットプリンタは各種インクを吐出する部分と被塗布体であるガラス基板１８とをＸＹ平面上で相対移動させるためのＸＹガイド機構を備える。
【００３０】
このＸＹガイド機構は、ＸＹ平面に垂直なＺ方向へもインク吐出部分とガラス基板１８とを相対移動可能にするため具体的にはＸＹＺガイド機構として構成される。
【００３１】
すなわち、基台５１上に２本のＸ軸レール５３，５３が設けられ、Ｘ軸レール５３，５３上に移動テーブル５２がＸ軸方向にスライド自在に載せられる。もちろん、Ｘ軸レール５３は１本でも３本以上であってもよい。この移動テーブル５２は図示しないユニット体駆動部を駆動することによりＸ軸レール５３，５３上をＸ軸方向に往復移動可能である。
【００３２】
移動テーブル５２上には、回転テーブル５５及びステージ５６が上方へ順次積み重ねられる。回転テーブル５５を図示しない回転駆動部を駆動して回転させることにより、移動テーブル５２に対してステージ５６が回転可能である。このステージ５６上には、被塗布体である例えば２ｍ×２ｍのガラス基板１８が載置される。ステージ５６は、その上面に図示しないバキューム孔を備えており、その上に載置されるガラス基板１８を吸引可能である。
【００３３】
また、基台５１上には、Ｘ軸レール５３，５３、移動テーブル５２、回転テーブル５５、ステージ５６及びガラス基板１８を跨ぐように門形の支持アーム５７が設置される。この支持アーム５７の上端の水平部５７ａには、Ｘ軸レール５３，５３に対し直交方向に伸びるＹ軸レール５８が固定される。このＹ軸レール５８には、例えば五基のユニット体駆動部５９が取り付けられる。各ユニット体駆動部５９はその下側に回転部６０を介し比較的低粘度の液体である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色インクをそれぞれ吐出するためのユニット体６３を保持する。各ユニット体駆動部５９は、それぞれユニット体６３をＺ方向（ＸＹ軸に垂直方向）に移動させてユニット体６３をガラス基板１８に対して接近または離反させる。また、ガラス基板１８上でユニット体６３をＹ方向に移動させる。
【００３４】
移動テーブル５２および各ユニット体駆動部５９には、それぞれ原動機であるモータ、各種センサ等（図示せず）が設けられ、それらが信号線６１、５４を通して制御ユニット６２に接続される。
【００３５】
このＸＹＺガイド機構の駆動により、ガラス基板１８とユニット体６３はＺ方向で相対移動した後、ＸＹ面を相対移動し、ガラス基板１８の表面にカラーフィルタのパターンを印刷する。なお、回転テーブル５５と回転部６０の一方または双方の駆動により、ガラス基板１８とユニット体６３との交差角が事前に調整される。
【００３６】
図５に示すように、上記五基のユニット体６３は、三つずつ吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5を有し、各ユニット体６３の三つの吐出ヘッドがそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの色インクを吐出するように割り当てられる。他の色インクを使用する場合は、その色インクを吐出するための吐出ヘッドが各ユニット体６３に増設される。
【００３７】
各吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5は互いに同じ構造であるから、吐出ヘッド８R1で代表して説明すると、図３（Ａ）に示すように、吐出ヘッド８R1の上部には、この吐出ヘッド８R1内にＲインクを導くための流路アダプタ２７が取り付けられる。この流路アダプタ２７には、長手方向両側に供給孔２２，２３がそれぞれ形成され、これら供給孔２２，２３の開口端には、後述する導管１９ａと接続するための供給側接続部２２ａ，２２ｂとがそれぞれ取り付けられている。
【００３８】
また、吐出ヘッド８R1内には、液溜り室２１と、流路アダプタ２７の供給孔２２を液溜り室２１に導通させる供給口２６と、供給孔２３を液溜り室２１に導通させる排出口２８と、液溜り室２１から吐出ヘッド８R1の先端面に通じる多数のノズル孔７とが形成される。導管１９ａを通って来たＲインクは、この液溜り室２１内に充満する。ノズル孔７は例えば一つの吐出ヘッド８R1につき例えば１００本以上形成され、図３（Ｂ）に示すように、Ｒインク２４がノズル孔７内に溜り、ノズル孔７の先端においてメニスカス２４ａを形成する。図３（Ｂ）は正常なメニスカス２４ａの位置及び形状を示し、このメニスカス２４ａがノズル孔７の先端から球状に突出するときはインク２４の吐出量が過剰となり、ノズル孔７の先端から奥まった箇所に形成されるときは吐出量が不足することになる。ノズル孔７内に溜ったインク２４は、この液体吐出装置の図示しない制御部からの信号によりノズル孔７の先端から微小な液滴となってガラス基板１８の表面に向かって発射される。インク２４を発射する手段としてはピエゾ方式、サーマルインクジェット方式等があるが、所望の発射方式が採用される。
【００３９】
吐出ヘッド８R1のノズル孔７の先端にメニスカス２４ａが形成されたか否かを観察し確認するために、図１に示すように必要に応じてディスプレイ装置９が設けられる。このディスプレイ装置９は吐出ヘッド８R1におけるノズル孔７の一部又は全部の先端を撮影するカメラ９ａとモニタ９ｂとを具備する。カメラ９ａは、メニスカス２４ａが適正に形成されたか否かを観察する際に吐出ヘッド８R1の先端下に配置され、印刷する際は吐出ヘッド８R1下から除去される。ディスプレイ装置９は吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5を一基ずつ撮影したり、各ユニット体６３の全吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、又は８R2、８G2、８B2、又は８R3、８G3、８B3、又は８R4、８G4、８B4、又は８R5、８G5、８B5を同時に撮影したり、全ユニット体６３の吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5を同時に撮影したりすることもできる。
【００４０】
ユニット体６３はガラス基板１８の大きさに応じてその使用個数が定められ、その定め方によってステージ５６の一ストロークで一枚のガラス基板１８の全面に一度にパターンを形成することが可能である。また、ユニット体６３の設置個数は五基に限らず、ガラス基板１８の大きさ等に応じて自在に増減可能であり、吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5の個数もユニット体６３につき三基に限るものではなく、インクの使用色数に応じて自在に増減可能である。
【００４１】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色インクについて、それぞれ圧力タンク４，５，６が用意され、各圧力タンク４，５，６から各ユニット体６３の該当する吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5へとそれぞれインクを送るためのインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅが伸びている。インク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅは例えば屈曲自在なチューブで形成される。
【００４２】
図１および図２に示すように、Ｒインクは圧力タンク４内に貯留され、圧力タンク４内に所定圧力の気体が送られることにより、圧力タンク４からＲインクが複数個の吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へと各インク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを通して送られ、圧力タンク４内のＲインクの液面よりも上方に設定された各吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７の先端から被塗布体であるガラス板１８に向かってＲインクの微細な液滴が吐出されるようになっている。
【００４３】
Ｒインク用の圧力タンク４は、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、上記各吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5に対応してＲインクを溜める区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅと、全区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅにわたって連通した気体（例えば空気）が送られる通気室７０とを備える。圧力タンク４は下側のタンク本体７１と上側の蓋体７２とを有し、蓋体７２がタンク本体７１に被せられることにより、圧力タンク４内が密封状態とされる。
【００４４】
タンク本体７１は上側が開口し、等間隔で設けられる隔壁７１ａによって上記ユニット体６３の個数と同数個の区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが内部に形成される。タンク本体７１の各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内の底は略漏斗状に形成される。すなわち、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内の底面には、傾斜部７１ｂが形成されている。そして、漏斗状の底が落ち込んだ中央（傾斜部７１ｂの最下部）と、両側の落ち込む途中（傾斜部７１ｂ）とに、第一の排出口７３、第二の排出口７４、導入口７５がそれぞれ形成される。このうち、第一の排出口７３にはＲインク２４を区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ外へと取り出すための導管７６がそれぞれ接続され、第二の排出口７４には吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へと伸びるインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅがそれぞれ接続され、導入口７５にはＲインクを各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内に供給するためのインク補給用導管１４がそれぞれ接続される。
【００４５】
このように各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅにおける第一の排出口７３の形成位置を各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの導入口７５の形成位置より低くしたので、第一の排出口７３より高い位置に形成された導入口７５を通して導入されたインクは、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの底面に滞留することなく、第一の排出口７３から円滑かつ確実に排出することができる。そのため、古いインクが滞留することなく、かつ交換時に古いインクが新規のインクと混合することなく、インクの性質の変化を未然に防止することができる。
【００４６】
また、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの底面に傾斜部７１ｂが形成され、この傾斜部７１ｂの最下部に第一の排出口７３を形成したので、導入口７５を通して供給された液体は、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内の傾斜部７１ｂに沿って流下し、第一の排出口７３から一段と円滑かつ確実に排出することができる。
【００４７】
なお、第一の排出口７３は、傾斜部７１ｂの最下部に一つ形成したが、二つ以上形成するようにしてもよい。
【００４８】
蓋体７２は下側が開口した空洞を有し、蓋体７２がタンク本体７１に被せられると、この空洞が通気室７０として全区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅにわたって気体が通じるように延びる。これにより、蓋体７２内に圧空が送られると、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内のＲインク２４がそれぞれインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを通ってＲインク用の吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へと流れる。通気室７０内の圧力を適正値に制御するため、通気室７０には圧力計７８が設けられている。
【００４９】
Ｇインク、Ｂインクの圧力タンク５，６内にもそれぞれ区画室および通気室が同様に形成され、各圧力タンク５，６内に圧空が送られると、Ｇインク、Ｂインクがそれぞれインク供給用導管を通ってＧインク、Ｂインク用の吐出ヘッド８G1、８G2、８G3、８G4、８G5、８B1、８B2、８B3、８B4、８B5（図５参照）へと流れる。
【００５０】
上述したように、圧力タンク４内は各吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5に対応して区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが割り当てられるので、圧力タンク４内のＲインク２４の液面と吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5の下面との間の高さを区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅごとに変えることができる。すでに述べたように、圧力タンク４から多数のインク吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5に同時にＲインク２４を供給する場合、圧力タンク４から吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へとＲインク２４が各インク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ内を流れる過程で圧力損失等各種の損失が各流路ごとに変動し、吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5間でＲインク２４の吐出量にバラツキが発生することがある。この実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ間で液高Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｅを互いに独立して加減することによって、この各種損失によるＲインク２４の吐出量のバラツキを解消している。
【００５１】
すなわち、図１及び図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、圧力タンク４の各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅには液面センサ７７が設けられ、各液面センサ７７からの信号に基づき区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅごとに液高Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｅが調整されるようになっている。液面センサ７７としては光学式センサ、フロート式センサ、静電容量式センサ等を用いることができる。液面センサ７７の感度を区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅごとに調整し、全吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７の先端に図３（Ｂ）のごとくＲインク２４のメニスカス２４ａが形成されるようにＲインク２４の液高Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｅを加減することにより上記損失の差が解消され、全ノズル孔７からのＲインク２４の吐出量が均一化される。一方、すべての吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5は、図１に示すごとく、そのノズル孔７の先端が同一水平面上に並ぶようにセットされる。
【００５２】
なお、Ｇインク、Ｂインクについても同様な構造の圧力タンク５，６がそれぞれ設けられ、各圧力タンク５，６から該当する色インクが該当する吐出ヘッド８G1、８G2、８G3、８G4、８G5、８B1、８B2、８B3、８B4、８B5へと送られる。
【００５３】
また、全吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７の先端にＲインク２４のメニスカス２４ａが形成されるように、各インク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの長さを調整することによっても、Ｒインク２４のメニスカス２４ａを均一に形成させることができる。その場合は、液面センサ７７を省略することができる。これは、他の色インクについても同様である。
【００５４】
図１に示すように、圧力タンク４には、圧力タンク４をそれぞれ液面に垂直な方向で位置調整する高さ調整装置７９が必要に応じて設けられる。
【００５５】
この高さ調整装置７９は、圧力タンク４に略水平に固定されたアーム８０と、このアーム８０の図示しない雌ネジに螺合する垂直方向に伸びた送りネジ棒８１とを具備する。送りネジ棒８１はこの液体吐出装置の図示しないフレームに回動可能に保持される。送りネジ棒８１をいずれかの向きに回すと、圧力タンク４が液面に垂直な方向で上昇又は下降し、これにより、Ｒインクのメニスカス２４ａがノズル孔７内を一斉に移動する。この高さ調整装置７９は、他の色インクの圧力タンク５，６にも設けられる。
【００５６】
上記吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5へのインクの供給は、図１に示すインク供給管路網装置と、図２に示すエア供給管路網装置とによって行われる。
【００５７】
なお、図１および図２はＲインクの供給系について示しているが、Ｇインク、Ｂインクの供給系についても同様な装置が設けられるので、ＧインクおよびＢインクの供給系の図示は省略する。
【００５８】
図１に示すように、各圧力タンク４，５，６の上流側には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色インクを貯留した容量の大きい貯留タンク１，２，３が設けられ、各貯留タンク１，２，３から各圧力タンク４，５，６にそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの色インクが補給される。もちろん、使用する色インクの種類は増減可能であり、それに応じて圧力タンクおよび貯留タンクも増減される。各貯留タンク１，２，３内にはインク供給管路網装置から圧空が供給され、この空気圧でインク供給管路網装置に色インクが送り出される。
【００５９】
Ｒインクの供給系で代表して説明すると、貯留タンク１からＲインクの圧力タンク４へと、インク供給管８２が伸びている。このインク供給管８２には、貯留タンク１から圧力タンク４に向かって、バルブ１５ｃ、圧力計１６、フィルタ１２、バッファタンク１７、バルブ２９、ポンプ１１、圧力計３２、フィルタ３３、バルブ３４が順に設けられる。
【００６０】
バルブ１５ｃは、貯留タンク１からのＲインクの流出をＯＮ・ＯＦＦするようになっている。
【００６１】
バッファタンク１７は、Ｒインク２４を溜めるための大気中に開放された貯留槽であり、Ｒインク２４の液面の上限と下限を検知するための液面センサ８３を備える。液面センサ８３からの信号によりバルブ１５ｃが開閉動作し、これにより、貯留タンク１からＲインク２４がバッファタンク１７に補給される。また、このバッファタンク１７はＲインク２４中の気泡を捕捉しＲインク２４中から除去する気泡トラップとしても機能する。
【００６２】
バルブ２９は、エア供給管路網装置からの圧空を利用することによりインク補給用導管１４を開閉する弁であり、バッファタンク１７からのＲインク２４の流出をＯＮ・ＯＦＦするようになっている。
【００６３】
ポンプ１１としては、Ｒインク２４がポンプの駆動部に接触しないチューブポンプを使用することができる。もちろん、他の方式のギアポンプ等を使用することもできる。
【００６４】
バルブ３４は、圧力タンク４の区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに対応する個数だけ設けられ、それらの上流側に上記インク補給用導管１４が接続される。ポンプ１１で圧送されるＲインク２４は、圧力タンク４における各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内のＲインク２４が上記吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5でのＲインク２４の消費によりその液面が低下し、各々の液面センサ７７がこれを検知すると、該当するバルブ３４が開き、ポンプ１１にて圧送を開始しＲインク２４を該当する区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内に導き、液面センサ７７が元の液高に到達したことを検知すると、該当するバルブ３４が閉じた後、ポンプ１１が停止してＲインク２４の補給を遮断する。
【００６５】
図１に示すように、圧力タンク４から各吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へは、上述したインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅが伸びている。各インク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅには、圧力タンク４から吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5へと向かって、バルブ２０、バルブ８４が順に設けられる。
【００６６】
バルブ２０とバルブ８４は、印刷を開始する場合にインク供給用導管１９ａを導通させ、印刷を終了する場合にインク供給用導管１９ａを遮断する。
【００６７】
インク供給管路網装置は、圧力タンク４内のＲインク２４を循環させて濾過を行う濾過用循環手段を備える。
【００６８】
図１に示すように、この濾過用循環手段は、上記インク補給用導管１４のほか、圧力タンク４の各区画室４４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅから引き出された複数本の濾過用導管７６と、濾過用導管７６ごとに設けられたバルブ８８とを有する。バルブ８８から上記インク補給用導管１４におけるバルブ２９とポンプ１１との間へと一本の濾過用導管７６が伸びている。８８のバルブは流出側を共通としたマニホールドタイプのものを用いても良い。
【００６９】
印刷の開始、終了、中断等の際に、バルブ２０およびバルブ２９を閉じ、バルブ８８，３４を開いてポンプ１１を駆動すると、図１２中、太線で示すように、圧力タンク４の各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内のＲインク２４が濾過用導管７６から、フィルタ３３を通って再び各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内にもどる。これにより、Ｒインキ２４内の異物がフィルタ３３により除去され、吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７の異物による目詰まりが防止される。
【００７０】
なお、複数本のインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅは、チューブ等の可撓性のある導管で形成される。
【００７１】
エア供給管路網装置は、印刷に際し上記圧力タンク４内に所定圧力の空気を送って高さＨａ〜Ｈｅのヘッド（水頭）差を解消するごとくしてＲインク２４を吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5から吐出させる。
【００７２】
図２に示すように、このエア供給管路網装置は、コンプレッサ等の圧空源３５から送られフィルタ３６で濾過された圧縮空気をレギュレータ３７で所定範囲内に減圧し、圧力コントローラ３８で微調整して更に減圧したうえで、全ての圧力タンク４，５，６内に送るようになっている。圧空源３５を真空源としレギュレータ３７を真空レギュレータとし所定の負圧力としても良い。また、圧空源３５に窒素等の気体を使用しても良い。
【００７３】
圧力コントローラ３８は、サーボ弁等で構成される。この圧力コントローラ３８によれば、−２０〜２０ｋＰａの範囲において０．１ｋＰａ（１０ｍｍ水柱）以内の精度で圧力調整が可能である。圧力コントローラ３８は、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のインクの圧力タンク４，５，６ごとに設けることも可能であるが、この実施の形態では一基のみ設けられ、この一基の圧力コントローラ３８から給気用の導管３９，４０，４１が各圧力タンク４，５，６へと分岐している。圧力コントローラ３８から圧力タンク４へと向う導管３９には、バルブ４３が設けられる。圧力コントローラ３８から他の圧力タンク５，６へと向う各導管４０，４１にも同様にバルブ４３が設けられる。
【００７４】
また、図２に示すように、圧力コントローラ３８の上流側から、圧力コントローラ３８を迂回して圧力タンク４，５，６に至る給気用の迂回導管４５，４６，４７が設けられ、各迂回導管４５，４６，４７にはレギュレータ４８とバルブ４９とがそれぞれ設けられる。また、各迂回導管４５，４６，４７におけるバルブ４９と圧力タンク４，５，６との間からは大気開放管１１０が分岐し、各大気開放管１１０にバルブ５０が設けられる。この迂回導管４５，４６，４７は、例えば各圧力タンク４，５，６から吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5のノズル孔７内にインクを初期充填する際に使用される。
【００７５】
このエア供給管路網装置において、印刷に先立ち、迂回導管４５，４６，４７上のバルブ４９が開き、圧力コントローラ３８から伸びる導管３９，４０，４１上のバルブ４３が閉じ、レギュレータ４８を介し圧空源３５から高圧の圧縮空気が各圧力タンク４，５，６内に流入すると、各圧力タンク４，５，６からインクがインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ等へと急速に送り出される。
【００７６】
上記一基の圧力コントローラ３８によって得た圧縮空気を全圧力タンク４，５，６に供給する場合、ある色のインクはノズル孔７の先端にメニスカス２４ａを形成することができたが、他の色のインクについてはメニスカス２４ａがノズル孔７の奥まった箇所に形成されることがある。このような現象はインクの粘度、濃度等の相違により発生するものと考えられる。その場合は、操作者が上記モニタ９ａ上でノズル孔７の先端を観察しつつ図１に示す送りネジ棒８１を回して圧力タンク４，５，６の高さをそれぞれ調節し、図３（Ｂ）のごとくメニスカス２４ａがノズル孔７の先端に到達したところで圧力調整を完了する。このような高さ調整が、メニスカス２４ａに位置不良が生じたすべてのインクの圧力タンク４，５，６について行われる。
【００７７】
また、同じ圧力タンクから同じインクを供給される吐出ヘッド間においてもメニスカス２４ａの形成位置にバラツキを生じる場合がある。このバラツキを解消するため、図４に示した圧力タンク４の各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅごとに設けられた各液面センサ７７の感度が操作者により調整される。各液面センサ７７からの信号により、該当するバルブ３４が開閉し、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内のＲインク２４の液高が加減される。これにより、ヘッドＨａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄ，Ｈｅが変化し、すべてのノズル孔７の先端にＲインク２４が到達し、図３（Ｂ）のごとくノズル孔７の先端にメニスカス２４ａが形成される。このメニスカス２４ａの形成は、操作者がモニタ９ａ上でノズル孔７の先端を観察しつつ圧力コントローラ３８で圧力調整することにより行うことができる。他の圧力タンク５，６から他の吐出ヘッド８G1、８B1、８G2、８B2、８G3、８B3、８G4、８B4、８G5、８B5に対するＧインク、Ｂインクの供給も上記と同様にして行われる。
【００７８】
印刷が開始される場合は、上記圧力コントローラ３８によって、圧力タンク４が加圧もしくは減圧され、吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７において、図３（Ｂ）のごとくノズル孔７の先端でメニスカス２４ａを形成すると同時にガラス基板１８に向かって微細な液滴となって噴射される。
【００７９】
なお、上記バルブは電磁弁またはエアオペレートバルブ等によって自動制御を実施しても良い。
【００８０】
次に、上記構成の液体吐出装置の作用について説明する。
【００８１】
（１）カラーフィルタの製造にあたり、エア供給管路網装置とインク供給管路網装置とを作動させ、Ｒインク２４の機内充填を行う。
【００８２】
図６に示すようにバルブ２９，３４を開けてインク補給用導管１４を導通させる。さらに、ポンプ１１の駆動によって、Ｒインク２４が全ての圧力タンク４，５，６内に所定量充填される。
【００８３】
また、図２に示すエア供給管路網装置において、迂回導管４５，４６，４７上のバルブ４９が開き、圧力コントローラ３８から伸びる導管３９，４０，４１上のバルブ４３が閉じ、レギュレータ４８を介し圧空源３５から高圧の圧縮空気が各圧力タンク４，５，６内に流入すると、各圧力タンク４，５，６からインクがインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ等へと急速に送り出される。
【００８４】
（２）図７に示すように、供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅを遮断する。さらに、図２に示すエア供給管路網装置において、迂回導管４５，４６，４７上のバルブ４９が開き、圧力コントローラ３８から伸びる導管３９，４０，４１上のバルブ４３が閉じ、レギュレータ４８を介し圧空源３５から高圧の圧縮空気が各圧力タンク４，５，６内に流入すると、各圧力タンク４，５，６からインクがインク供給用導管１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ等を経由しＲインク２４を吐出ヘッド８R1のノズル孔７内に送る。これにより、ノズル孔７内から空気を排出する。
【００８５】
（３）図２に示すように、エア供給管路網装置における迂回導管４５，４６，４７上のバルブ４９を閉じ、バルブ５０を開いて高圧の圧縮空気を大気中に逃した後、圧力コントローラ３８側の導管３９，４０，４１上のバルブ４３を開き、圧力コントローラ３８で圧力調整した比較的低圧（正圧または負圧）の空気を圧力タンク４内に送る。
【００８６】
これにより、低圧空気によって圧力タンク４内のＲインク２４が上昇し、吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７内にメニスカスを形成する。
【００８７】
また、圧力タンク４を高さ調整装置７９の操作により上下方向に移動させ、吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5のノズル孔７内におけるＲインク２４のメニスカス２４ａをノズル孔７の先端に近づける。
【００８８】
（４）作業者がディスプレイ装置９により吐出ヘッド８R1，８R2，８R3，８R4，８R5の先端を観察しながら、圧力タンク４の各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに割り振られた各センサ７７の感度を調整する。各センサ７７の感度に応じてバルブ３４の各々が開閉動作し、図４（Ｂ）に示すように各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ内のＲインク２４の液高Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄ，Ｈｅが加減され、すべての吐出ヘッド８R1、８R2、８R3、８R4、８R5におけるノズル孔７の先端に図３（Ｂ）に示すようにＲインク２４のメニスカス２４ａが形成されたところで各センサ７７の感度調整を終了する。
【００８９】
なお、Ｇインク、Ｂインク等他のインクについても上記（１）〜（４）の各ステップが実行され、Ｒインクと同様にすべての吐出ヘッド８G1，８G2，８G3，８G4，８G5，８B1，８B2，８B3，８B4，８B5におけるノズル孔の先端に図３（Ｂ）に示すように他のインクのメニスカスが形成される。このＧインク、Ｂインクの充填は上記Ｒインク２４の充填の後に行うこともできるし、Ｒインク２４の充填と並行して行うこともできる。
【００９０】
（５）以上でカラーフィルタのガラス基板１８に対する各インクの印刷又は塗布の準備が完了する。
【００９１】
図５に示すように所望数のユニット体６３の全吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5のノズル孔７にカラーフィルタのガラス基板１８を正対させ、ユニット体６３とガラス基板１８を相対的に移動させつつ、吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5からインクの微細な液滴をガラス基板１８に対して発射する。吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5の各ノズル孔７において、各種色インクが図３（Ｂ）に示すごとくノズル孔７の先端にメニスカス２４ａを形成するように供給されるので、ノズル孔７の先端からインクが空気を巻き込むことなく適正量の液滴となって被塗布体であるガラス基板１８に向って吐出される。これにより、ガラス基板１８上にＲ，Ｇ，Ｂのインクからなる塗膜が均一に精度良く形成される。
【００９２】
（６）各吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5からインクを発射することにより、圧力タンク４，５，６内のインクが消費され液面が降下するが、この液面の降下を液面センサ７７が検知する。この液面センサ７７からの信号により各バルブ３４が開閉し、バッファタンク１７内のインキ２４をポンプ１１によって圧力タンク４，５，６内の各区画室内に補充する。これにより、圧力タンク４，５，６の各区画室内の液高が常時一定に保持され、吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5内においてメニスカス２４ａが常に正常な位置すなわちノズル孔７の先端に形成される。
【００９３】
（７）印刷中にガラス基板１８の表面にインクのドット（画素）抜けが発見された場合、所定の印刷サイクルが完了した場合等は、図７に示した上記（２）の工程が該当する色インクについて実行され、該当する吐出ヘッドのノズル孔７内に色インクが圧送される。
【００９４】
（８）また、図８に示すように、定期的にバルブ８８が開いて濾過用導管７６を導通させる。これにより、圧力タンク４，５，６内のインクがポンプ１１の駆動により矢印方向に流れて循環し、循環する途中でインキ内の異物がフィルタ３３により除去される。この結果、吐出ヘッド８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5のノズル孔７の目詰まりが防止される。
【００９５】
（９）かくて、ステージ５６がＸ軸方向に一ストローク移動すると、ガラス基板１８の表面にカラーフィルタ等の所定のパターンが形成される。
【００９６】
したがって、上記構成の液体吐出装置を用いてカラーフィルタを製造する場合には、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅにおける第一の排出口７３の形成位置を各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの導入口７５の形成位置より低くしたので、第一の排出口７３より高い位置に形成された導入口７５を通して導入されたインクは、各区画室４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの底面に滞留することなく、第一の排出口７３から円滑かつ確実に排出することができる。そのため、古いインクが新規のインクと混合され、色相等の色彩の変化を防止することができ、色彩が安定し高品質なカラーフィルタを製造することができる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態では三色の液状インクをカラーフィルタの基板に塗布する場合について説明したが、本発明は一色又は四色以上のインクを塗布、印刷する場合、インク以外の液体を塗布、印刷する場合、カラーフィルタの基板以外の被塗布材に塗布、印刷する場合等についても適用可能である。また、圧力タンク内には必ずしも正圧の空気を送るだけでなく、負圧をかけることによりインクを吐出ヘッドへ送り出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係る液体吐出装置の一例を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示す液体吐出装置におけるエア供給管路網装置の一例を示すブロック図である。
【図３】図（Ａ）は、吐出ヘッドの模式縦断面図、図（Ｂ）は図（Ａ）中Ｂ部拡大図であり、ノズル孔内にメニスカスが適正な位置及び形状に形成された状態を示す。
【図４】図（Ａ）は、圧力タンクの平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）中Ｂ−Ｂ線矢視断面図、図（Ｃ）は図（Ａ）中Ｃ−Ｃ線矢視断面図である。
【図５】本発明に係る液体吐出装置を備えたパターン形成装置の斜視図である。
【図６】液体吐出装置のエアダンパ内にインクを充填する工程を示す図１と同様なブロック図である。
【図７】液体吐出装置の吐出ヘッドのノズル孔内から空気を除去する工程を示す図１と同様なブロック図である。
【図８】液体吐出装置内でインクを循環させてインクから異物を除去する工程を示す図１と同様なブロック図である。
【符号の説明】
【００９９】
４，５，６…圧力タンク
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ…区画室
７…ノズル孔
８R1、８G1、８B1、８R2、８G2、８B2、８R3、８G3、８B3、８R4、８G4、８B4、８R5、８G5、８B5…吐出ヘッド
９…ディスプレイ装置
１８…ガラス基板
２４…Ｒインク
２４ａ…メニスカス
２８…圧力コントローラ
６３…ユニット体
７０…通気室
７１ｂ…傾斜部
７３…第一の排出口
７４…第二の排出口
７５…導入口
７７…液面センサ
７９…高さ調整装置
【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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