(57)【要約】【課題】複数の種類の液状体を吐出することが可能であり、液状体供給流路の洗浄が容易な液状体吐出装置を提供する。【解決手段】液状体を吐出するノズル５２と、前記ノズル５２に前記液状体を供給する供給流路と、前記供給流路に連通し、第１の液状体を収容する第１の収容容器８２と、前記供給流路に連通し、第２の液状体を収容する第２の収容容器６２と、前記第１の液状体の供給と、前記第２の液状体の供給と、を切り替える切り替え手段８６と、を備えた液状体吐出装置。【選択図】図４
2009178694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を吐出するノズルと、
前記ノズルに前記液状体を供給する供給流路と、
前記供給流路に連通し、第１の液状体を収容する第１の収容容器と、
前記供給流路に連通し、第２の液状体を収容する第２の収容容器と、
前記第１の液状体の供給と、前記第２の液状体の供給と、を切り替える切り替え手段と、を備えたことを特徴とする液状体吐出装置。
【請求項２】
前記第１の収容容器は、容積が一定の貯蔵タンクであり、
前記第２の収容容器は、容積が可変の袋状容器であることを特徴とする請求項１に記載の液状体吐出装置。
【請求項３】
前記第１の液状体もしくは前記第２の液状体のどちらか一方は、前記ノズルから吐出され、被吐出対象物に描画パターンを形成する機能性材料を含む液状体であり、
他方は、前記ノズルおよび前記供給流路を洗浄する洗浄用の液状体であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状体吐出装置。
【請求項４】
前記第２の収容容器は、前記機能性材料を含む液状体を収容し、
前記第２の収容容器から前記ノズルまでの距離は、前記第１の収容容器から前記ノズルまでの距離よりも短い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液状体吐出装置。
【請求項５】
前記ノズルを移動させるキャリッジを有し、
前記第２の収容容器は、前記キャリッジに着脱可能に保持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液状体吐出装置。
【請求項６】
前記第１の液状体および前記第２の液状体は、前記機能性材料と前記機能性材料を融解または分散させる溶媒とを含む液状体であることを特徴とする請求項１または２に記載の液状体吐出装置。
【請求項７】
前記第１の液状体と前記第２の液状体とは、前記機能性材料と前記溶媒との混合比率が異なることを特徴とする請求項６に記載の液状体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を収容容器から供給してノズルから吐出する液状体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、記録装置、液晶表示装置などのカラーフィルタや有機ＥＬ装置の成膜などの分野に液状体吐出装置が利用されている。液状体吐出装置は、液滴吐出ヘッドと呼ばれる液状体吐出機構を有している。この液滴吐出ヘッドには、複数のノズルが規則的に形成されている。液状体吐出装置は、これらのノズルから液状体を液滴として吐出することにより、記録用紙もしくは基板などに液状体からなるパターンの描画を行う。
【０００３】
このような液状体吐出装置では、機能液を貯留する加圧タンク（メインタンク）を備え圧縮エアーを加圧タンクに供給して、その加圧力により機能液を液滴吐出ヘッドにより近い複数の給液タンク（サブタンク）に給液チューブを介して圧送する機能液供給装置が提案されている。給液タンクに貯留される機能液は、給液分岐チューブや供給用バルブを介して、液滴吐出ヘッドに供給される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２１９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液状体吐出装置が適用される分野は多岐にわたっている。それにともない、液状体吐出装置に適用される液状体の種類も多岐にわたる。そのため、様々な種類の液状体を１つの液状体吐出装置から吐出したいという要望が高まってきている。
【０００６】
さらに、液状体吐出装置に適用される液状体は特殊な液状体であり、異なった種類の液状体が混合すると物性が変化して、ノズルからの液状体の吐出が不安定になる虞がある。そのため、液状体吐出装置において使用される液状体を変更する場合は、加圧タンクからノズルまでの供給経路全体から旧の液状体を抜き去り、洗浄液などで供給経路全体を洗浄して新たな液状体を供給する必要がある。供給経路が長くかつ液状体供給装置の構成が複雑な場合は、液状体の変更作業に時間がかかってしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
（適用例１）液状体を吐出するノズルと、前記ノズルに前記液状体を供給する供給流路と、前記供給流路に連通し、第１の液状体を収容する第１の収容容器と、前記供給流路に連通し、第２の液状体を収容する第２の収容容器と、前記第１の液状体の供給と、前記第２の液状体の供給と、を切り替える切り替え手段と、を備えたことを特徴とする液状体吐出装置。
【０００９】
この構成によれば、液状体吐出装置は、第１の液状体を収容する第１の収容容器と、第２の液状体を収容する第２の収容容器とを備え、切り替え手段によって、ノズルに供給される液状体を、第１の収容容器と第２の収容容器との間で切り替えることができる。すなわち、ノズルから吐出される液状体は、第１の液状体および第２の液状体のいずれかを任意に選択することができる。そのため、同一のノズルから吐出される液状体の種類を増やすことができ、液状体吐出作業の多機能化、多用途化に対応することができる。
【００１０】
（適用例２）前記第１の収容容器は、容積が一定の貯蔵タンクであり、前記第２の収容容器は、容積が可変の袋状容器であることを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００１１】
この構成によれば、液状体吐出装置から吐出される液状体の種類もしくは使用状況に応じて、収容容器を、貯蔵タンクもしくは袋状容器としてのパック容器のいずれか選択することができる。そのため、交換頻度の高い液状体をパック容器に収納することにより交換作業を簡便化することができ、作業効率向上に寄与できる。また、嫌気性を有する液状体を空気の入りにくいパック容器に収容することによって、液状体への気泡の混入を低減させ液状体のノズルからの吐出を安定させることができる。
【００１２】
（適用例３）前記第１の液状体もしくは前記第２の液状体のどちらか一方は、前記ノズルから吐出され、被吐出対象物に描画パターンを形成する機能性材料を含む液状体であり、他方は、前記ノズルおよび前記供給流路を洗浄する洗浄用の液状体であることを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００１３】
この構成によれば、液状体吐出装置は、第１の収容容器からの供給と第２の収容容器からの供給とを切り替え手段によって切り替えることにより、機能性材料を含む液状体と洗浄用の液状体とのいずれか一方を、供給流路に供給しノズルから吐出することができる。そのため、液状体吐出装置において、吐出していた機能性材料を含む液状体を別の種類の液状体に変更するとき、切り替え手段によって洗浄用の液状体を供給流路に供給することにより、ノズルを含む供給流路の洗浄を容易に行うことができる。従って、供給流路の洗浄作業の効率化をはかることができ、機能性材料を含む液状体の交換作業を効率化することができる。
【００１４】
（適用例４）前記第２の収容容器は、前記機能性材料を含む液状体を収容し、前記第２の収容容器から前記ノズルまでの距離は、前記第１の収容容器から前記ノズルまでの距離よりも短いことを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００１５】
この構成によれば、機能性材料を含む液状体が通過する供給流路を短くすることができる。そのため、供給流路内に滞留する機能性材料を含む液状体の量を少なくすることができ、供給流路の洗浄時間を短縮することができる。
【００１６】
（適用例５）前記ノズルを移動させるキャリッジを有し、前記第２の収容容器は、前記キャリッジに着脱可能に保持されていることを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００１７】
この構成によれば、第２の収容容器からノズルまでの距離を短くすることができ、機能性材料を含む液状体が通過する供給流路を短くすることができる。そのため、供給流路内に滞留する機能性材料を含む液状体の量を少なくすることができ、供給流路の洗浄時間を短縮することができる。また、機能性材料を含む液状体を収容するパック容器をキャリッジに着脱可能に保持できることによって、機能性材料を含む液状体の交換が簡便になる。
【００１８】
（適用例６）前記第１の液状体および前記第２の液状体は、前記機能性材料と前記機能性材料を融解または分散させる溶媒とを含む液状体であることを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００１９】
この構成によれば、第１の液状体と第２の液状体とは、ほぼ同じ構成を有している。そのため、第１の収容容器もしくは第２の収容容器のいずれか一方に収容される液状体の量が減じて、当該収容容器の液状体を補充もしくは交換する作業の間、他方の収容容器に収容される液状体を用いて吐出作業を続行することができる。従って、吐出作業の中断時間を低減させ、吐出作業の効率化に寄与することができる。
【００２０】
（適用例７）前記第１の液状体と前記第２の液状体とは、前記機能性材料と前記溶媒との混合比率が異なることを特徴とする上記の液状体吐出装置。
【００２１】
この構成によれば、液状体吐出装置は、第１の収容容器と第２の収容容器とを切り替え手段によって切り替えることにより、機能性材料と溶媒との混合比率が異なる液状体を、供給流路に供給しノズルから吐出することができる。そのため、当初、機能性材料の濃度の高い液状体で吐出作業を行ったときに発生した吐膜の厚みのばらつき（表面の凹凸）および吐膜の微小欠落などの不具合を、機能性材料の濃度の低い液状体、すなわち溶媒の多い濡れ性の高い液状体を用いて、さらに重ね打ちをすることにより補修することができる。従って、吐膜形成の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００２３】
（第１実施形態）
（液状体吐出装置の全体構成について）
まず、本実施形態における液状体吐出装置を、図１を参照して説明する。図１は液状体吐出装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図１に示すように、液状体吐出装置１００は、キャリッジ１５と、キャリッジ移動機構２０と、テーブル１０と、第１のテーブル移動機構３０と、第２のテーブル移動機構４０と、液状体供給機構８０と、メンテナンス部３５と、制御装置１６と、基台１８とを備えている。
【００２４】
この液状体吐出装置１００は、キャリッジ１５と、テーブル１０との相対位置を変化させつつ、キャリッジ１５に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０のノズルから液状体を液滴として吐出して、テーブル１０に搭載された被吐出物としての基板などからなるワークＷに液状体で所望のパターンを形成するものである。なお、図中のＹ方向はテーブル１０の主走査方向を示し、Ｘ方向はキャリッジ１５の移動方向およびテーブル１０の副走査方向を示し、Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向を示している。
【００２５】
このような液状体吐出装置１００は、例えば、各種の表示装置のカラー表示を可能にするカラーフィルタの製造に適用され得る。例えば、赤、緑および青の３色のフィルタエレメントを有するカラーフィルタを製造する場合は、各々の液滴吐出ヘッドから、赤、緑および青の３色の液状体のいずれかをワークＷに液滴として吐出して、赤、緑および青の３色のフィルタエレメントのパターンを描画する。
【００２６】
ここで、液状体吐出装置１００の各構成について説明する。
基台１８は、例えば、平板状の石材などの熱膨張係数が小さい材料から形成されており、Ｙ方向に一定の幅を有し、Ｘ方向に沿って延びるように４本の脚部１９に支持されている。また、基台１８のＺ方向の下部には、制御装置１６が設けられている。
【００２７】
第１のテーブル移動機構３０は、ベース３１と、２つのリニアモータ３２とを有している。ベース３１は、平板状に形成され、基台１８のＺ方向上面に固定されている。ベース３１のＺ方向上面には、２つのリニアモータ３２がＹ方向に沿って平行に配置されている。第２のテーブル移動機構４０は、スライド部材３７と、２つのリニアモータ３８とを有している。スライド部材３７は、平板状に形成され、ベース３１に配置された２つのリニアモータ３２の上方に配設されている。スライド部材３７のＺ方向上面には、２つのリニアモータ３８がＸ方向に沿って平行に配置されている。
【００２８】
テーブル１０は、平板状の部材であり、Ｚ方向上面にワークＷを着脱可能に保持する載置面１０Ａを有している。テーブル１０は、スライド部材３７に配置された２つのリニアモータ３８の上方に配設されている。
【００２９】
リニアモータ３２は、図示しない固定子と可動子を有しており、固定子はベース３１に、可動子はスライド部材３７に設けられている。第１のテーブル移動機構３０は、制御装置１６からの指令に基づいて可動子のコイルが通電されることにより、テーブル１０を第１方向であるＹ方向に往復移動させることができる。リニアモータ３８は、図示しない固定子と可動子を有しており、固定子はスライド部材３７に、可動子はテーブル１０に設けられている。第２のテーブル移動機構４０は、制御装置１６からの指令に基づいて可動子のコイルが通電されることにより、テーブル１０を第２方向であるＸ方向に往復移動させることができる。
【００３０】
図１に示すように、キャリッジ移動機構２０は、２つのリニアモータ２２と、４本の支柱２３とを備えている。リニアモータ２２のそれぞれは、第２のテーブル移動機構４０に配置されたテーブル１０に対してＺ方向に空間を有する状態でＸ方向に延びるように、２本の支柱２３に支持され互いに平行に配設されている。
【００３１】
キャリッジ１５は、複数の液滴吐出ヘッド５０が搭載されており、液滴吐出ヘッド５０側がＺ方向下方、すなわち、テーブル１０に載置されたワークＷの上面に対向するように、２つのリニアモータ２２のＺ方向上方に配設されている。リニアモータ２２は、図示しない固定子と可動子を有しており、固定子は支柱２３に支持され、可動子はキャリッジ１５に設けられている。キャリッジ移動機構２０は、制御装置１６からの指令に基づいて可動子のコイルが通電されることにより、キャリッジ１５を第２方向であるＸ方向に往復移動させることができる。
【００３２】
メンテナンス部３５は、基台１８の図１中Ｘ方向左側にベース３１と並んで設けられている。メンテナンス部３５は、図示しないワイピングユニットおよびフラッシングユニットと、液状体吸引ユニット６０とを備えている。ワイピングユニットは、液滴吐出ヘッド５０のノズル面を布などで払拭して付着した異物や汚れの除去を行う。フラッシングユニットは、適宜、液滴吐出ヘッドから液状体を吐出させ液滴吐出ヘッド５０のノズルの目詰まりの防止を行う。
【００３３】
液状体吸引ユニット６０は、上面がキャリッジ１５に搭載された液滴吐出ヘッド５０のノズル側と対向するように、メンテナンス部３５に設けられる。液状体吸引ユニット６０は、液滴吐出ヘッド５０のノズルと密着対向してノズルから直接液状体を吸引することができる。このことによって、液滴吐出ヘッド５０のノズルの目詰まりの解消を行う。また、液状体吐出装置１００において液状体を交換する際に、供給経路内に残っている液状体を除去することに用いられる。
【００３４】
液状体供給機構８０は、液状体を貯留して、液滴吐出ヘッド５０に液状体を供給する。液状体供給機構８０の詳細については後述する。
【００３５】
（液滴吐出ヘッドの構成について）
次に、液滴吐出ヘッドについて、図２を参照して説明する。図２は液滴吐出ヘッドの構造を示す概略図であり、（ａ）は概略分解斜視図、（ｂ）はノズル部の構造を示す断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、液滴Ｄが吐出される複数のノズル５２を有するノズルプレート５１と、複数のノズル５２がそれぞれ連通するキャビティ５５を区画する隔壁５４を有するキャビティプレート５３と、各キャビティ５５に対応する駆動素子としての振動子５９を有する振動板５８とが、順に積層され接合された構造となっている。
【００３６】
キャビティプレート５３は、ノズル５２に連通するキャビティ５５を区画する隔壁５４と、キャビティ５５に液状体を充填するための流路５６，５７とを有している。流路５７は、ノズルプレート５１と振動板５８とによって挟まれ、出来上がった空間が、液状体が貯留されるリザーバの役目を果たす。
【００３７】
液状体は、液状体供給機構８０から供給流路を通じて供給され、振動板５８に設けられた供給孔５８ａを通じてリザーバに貯留された後に、流路５６を通じて各キャビティ５５に充填される。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、振動子５９は、ピエゾ素子５９ｃと、ピエゾ素子５９ｃを挟む一対の電極５９ａ，５９ｂとからなる圧電素子である。外部から一対の電極５９ａ，５９ｂに駆動信号としての駆動波形が印加されることにより接合された振動板５８を変形させる。これにより隔壁５４で仕切られたキャビティ５５の体積が増加して、液状体がリザーバからキャビティ５５に吸引される。そして、駆動波形の印加が終了すると、振動板５８は元に戻り充填された液状体を加圧する。これにより、ノズル５２から液状体を液滴Ｄとして吐出できる構造となっている。ピエゾ素子５９ｃへ印加される駆動波形を制御することにより、それぞれのノズル５２に対して液状体の吐出制御を行うことができる。
【００３９】
液滴吐出ヘッド５０における駆動素子は、圧電素子に限らない。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、液状体を加熱してノズル５２から液滴として吐出させる電気熱変換素子（サーマル方式）でもよい。
【００４０】
（キャリッジの構成について）
キャリッジ１５を、図１および図３を参照して説明する。図３はキャリッジを説明する図であり、詳しくはキャリッジを底面側から見た図である。図３中のＸ方向およびＹ方向は、図１に示すＸ方向およびＹ方向と同一の方向を示す。
【００４１】
図１に示すように、キャリッジ１５は、ヘッドプレート３６と、複数の液滴吐出ヘッド５０と、液状体供給機構８０の第２の収容容器である袋状容器としてのパック容器６２とを有している。ヘッドプレート３６は、ステンレスなどからなる上面視略平行四辺形の板状部材であり、１２個の液滴吐出ヘッド５０を搭載している。ヘッドプレート３６は、１２個の液滴吐出ヘッド５０が図１中Ｚ方向下方に突出するように、キャリッジ１５に設けられている。パック容器６２は、キャリッジ１５のＺ方向上方に設けられている。
【００４２】
図３に示すように、ヘッドプレート３６に搭載された１２個の液滴吐出ヘッド５０は、６個ずつに二分されＹ方向に所定の間隔をあけて、ヘッド列６４ａおよび６４ｂを形成している。ヘッド列６４ａおよび６４ｂは、Ｙ方向から所定の角度θを有する方向に延びるように構成されている。そのため、図３中のＹ方向から見たとき、キャリッジ１５において、１２個の液滴吐出ヘッド５０は、これらの全ノズル列５２ａおよび５２ｂで１つの描画ラインを構成するように配設されている。
【００４３】
上記構成を有する液状体吐出装置１００は、キャリッジ１５と、テーブル１０との相対位置を変化させつつ、キャリッジ１５に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０から液状体を液滴として吐出して、テーブル１０に搭載されたワークＷに所望のパターンを形成する。そして、吐出された液状体を乾燥などにより固化して、パターン化された様々な機能性膜を形成することができる。
【００４４】
（液状体供給機構の構成について）
次に、液状体供給機構について、図４を参照して説明する。図４は液状体供給機構の構造を示す概略図である。
図４に示すように、液状体供給機構８０は、第１の収容容器としてのタンク８２と、第２の収容容器としての袋状容器であるパック容器６２と、供給流路の一部を構成する供給チューブ６８と、切り替え手段としての切り替えバルブ８６と、タンク８２から各液滴吐出ヘッド５０への液状体の供給圧力を調整する圧力制御ユニット８４と、各構成を制御する制御手段と、を備えている。
【００４５】
液状体供給機構８０の液状体供給系は、タンク８２から１２系統に分岐して１２個の液滴吐出ヘッド５０に接続されている。パック容器６２は１２個用意され、それぞれ１つの液滴吐出ヘッド５０に接続されている。なお、図４では、液状体供給機構８０の液状体供給系のうち１系統のみを図示している。また、制御手段は単体で設けてもよいが、実施形態のものは液状体吐出装置１００の制御装置１６に組み込まれている。
【００４６】
パック容器６２は、例えば、方形の２枚の合成樹脂フィルムを重ね合わせ、その周縁部を気密に溶着したものであり、柔軟性を有する容積可変な袋状に形成されている。パック容器６２は、液滴吐出ヘッド５０から吐出される第２の液状体としての脱気された機能液Ｒを真空パックするようにして貯留している。このパック容器６２は、収容される機能液Ｒが減ずるにともない容積が減少する。
【００４７】
なお、ここで機能液Ｒとは、表示装置のカラーフィルタのフィルタ材料などの機能性材料を、所定の溶媒にて溶解または分散させた液状体（サスペンション、エマルジョンなどの分散液を含む）をいう。機能性材料は、カラーフィルタのフィルタ材料に限定されず、例えば、表示装置のカラーフィルタのフィルタ材料、有機ＥＬ装置におけるＥＬ発行層を形成するための発光材料、配線および電極を形成するための金属微粒子材料などが適用され得る。
【００４８】
溶媒としては、上記機能性材料を溶解または分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、アルコール類、ケトン類、有機アミン類、エーテル類、エステル類その他の有機溶媒と水と界面活性剤などを混合させた液状体などが適用され得る。
【００４９】
図４に示すように、パック容器６２は、パック容器６２の重量を検出する重量測定装置６６を介してキャリッジ１５の上面側の図示しない容器保持部に着脱可能に保持されている。パック容器６２は、切り替えバルブ８６および圧力調整弁７０を介して、供給チューブ６８により液滴吐出ヘッド５０に連通している。このパック容器６２から液滴吐出ヘッド５０のノズル５２までの経路は、機能液Ｒの供給流路を構成している。
【００５０】
圧力調整弁７０は、例えば、自己封止弁が採用されており、パック容器６２に貯蔵された機能液Ｒの水頭値と液滴吐出ヘッド５０との間の水頭差を調整して、液滴吐出ヘッド５０からの液ダレを防止する役割を果たす。切り替えバルブ８６については後述する。
【００５１】
なお、パック容器６２の合成樹脂フィルムは、例えば、２層構造としパック容器６２の内層がフッ素系の材料となるように構成してもよい。これにより、パック容器６２の対薬品性が向上され、機能液Ｒによる腐食や劣化の影響を低減することができる。
【００５２】
タンク８２は、一定の容積を有するように、例えば、ステンレスなどの耐食性材料で密閉されたボックス状に形成されている。タンク８２は、図１に示す液状体吐出装置１００の基台１８内部の図示しない収容室に配設されている。タンク８２には、切り替えバルブ８６、圧力調整弁７０、供給チューブ６８および液滴吐出ヘッド５０を含む供給流路を洗浄する第１の液状体としての洗浄液Ｓが貯留されている。このタンク８２から液滴吐出ヘッド５０のノズル５２までの経路は、洗浄液Ｓの供給流路を構成している。
【００５３】
本実施形態では、パック容器６２は液滴吐出ヘッド５０が搭載されているキャリッジ１５に搭載されているため、パック容器６２から液滴吐出ヘッド５０までの供給流路の距離は、タンク８２から液滴吐出ヘッドまでの供給流路の距離より短く設定されている。また、切り替えバルブ８６から液滴吐出ヘッド５０までの供給流路を共有している。
【００５４】
洗浄液Ｓは、例えば、アルコール類、ケトン類、有機アミン類、エーテル類、エステル類その他の有機溶媒と水と界面活性剤などを混合させた液状体が適用され得る。なお、洗浄液Ｓの組成は、用いられる機能液Ｒの組成によって適宜定めればよい。
【００５５】
圧力制御ユニット８４は、レギュレータや各種エアーバルブを内蔵し、エアー源として、例えば、工場内の圧縮エアー配管などに接続されており、タンク８２内の洗浄液Ｓを加圧送液するための圧縮エアーを供給する。すなわち、圧力制御ユニット８４は、洗浄液Ｓをタンク８２から液滴吐出ヘッド５０にポンプアップする揚程および揚液量に相当する圧力および流量の圧縮エアーを、タンク８２に供給する。なお、圧力制御ユニット８４は、制御装置１６により制御される。
【００５６】
タンク８２には、各液滴吐出ヘッド５０に対応する計１２本の補給チューブ８８が先端部を洗浄液Ｓに深く浸漬した状態で接続されている。また、洗浄液Ｓの上部空間には、圧力制御ユニット８４に連通する圧縮エアー管９２が接続されている。
【００５７】
切り替えバルブ８６は、いわゆる三方弁構造をとっており３系統の経路を有し、電磁弁などにより経路を切り替えることができる。切り替えバルブ８６は、３系統の開口８６ａ，８６ｂ，８６ｃを有しており、開口８６ａにはタンク８２からの補給チューブ８８が、開口８６ｂにはパック容器６２が、開口８６ｃには、圧力調整弁７０を介して、液滴吐出ヘッド５０に連通する供給チューブ６８が接続されている。なお、本実施形態では、パック容器６２は、供給流路を短くするために直接切り替えバルブ８６の開口に接続されているがチューブを介して接続されていてもよい。
【００５８】
（液状体供給機構の供給動作について）
ここで、液状体供給機構８０の液状体の供給動作について、図４および図５を参照して説明する。図５は、液状体供給機構８０の供給動作を説明する図である。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、パック容器６２から液滴吐出ヘッド５０への経路Ｅを適用する。この場合、パック容器６２に収容される機能液Ｒは、切り替えバルブ８６の開口８６ｂから開口８６ｃを通過して、供給チューブ６８により圧力調整弁７０を介して液滴吐出ヘッド５０に供給される。
【００６０】
そして、液状体吐出装置１００は、キャリッジ１５と、テーブル１０との相対位置を変化させつつ、キャリッジ１５に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０のノズル５２から機能液Ｒを液滴として吐出して、テーブル１０に搭載されたワークＷに所望のパターンを描画する。
【００６１】
パック容器６２は、パック容器６２の下部に設けられた重量測定装置６６によりパック容器６２の重量が所定の周期で測定され、測定されたデータが制御装置１６に送られる。パック容器６２に収容される機能液Ｒが液滴吐出ヘッド５０の吐出にともない減ずるとパック容器６２の重量が減じ、制御装置１６により機能液Ｒの補充、すなわちパック容器６２の交換が指示される。
あるいは、液滴吐出ヘッド５０から異なる種類の機能液Ｒを吐出して異なる種類の機能性膜を形成したい場合は、キャリッジ１５に保持されているパック容器６２を異なる種類の機能液Ｒを収容するパック容器６２に交換する。
【００６２】
本実施形態においては、パック容器６２は、キャリッジ１５に着脱可能に保持されているので、旧のパック容器６２を取り去り、新のパック容器６２を取り付けることにより、容易に機能液Ｒの補充もしくは交換を行うことができる。ただし、液状体吐出装置１００に適用される機能液Ｒは特殊な液状体であり、経時的に物性が変化したり、他の種類の液状体と混合すると物性が変化してしまう。機能液Ｒの物性が変化するとノズルからの機能液Ｒの吐出が不安定になってしまう。
【００６３】
そのため、図５（ｂ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、タンク８２から液滴吐出ヘッド５０への経路Ｆを適用する。そして、制御装置１６により図４に示す圧力制御ユニット８４を制御して、圧縮エアー管９２を介して圧縮エアーをタンク８２内に供給し洗浄液Ｓを加圧する。加圧された洗浄液Ｓは、補給チューブ８８に送られ切り替えバルブ８６の開口８６ａから開口８６ｃを通過して、圧力調整弁７０、液滴吐出ヘッド５０およびそれぞれを接続する供給チューブ６８を含む供給流路に供給される。供給された洗浄液Ｓは、この供給流路に滞留する旧の機能液Ｒを押し流すとともに、供給流路内部を洗浄する。
【００６４】
洗浄後の洗浄液Ｓは、液滴吐出ヘッド５０のノズル５２から外部に排出される。この洗浄液Ｓの排出は、図１に示す液状体吸引ユニット６０を用いて液滴吐出ヘッド５０のノズル５２から直接洗浄液Ｓを吸引することによって行われる。または、液滴吐出ヘッド５０を動作させて、洗浄液Ｓをメンテナンス部３５のフラッシングユニットに直接吐出してもよい。
【００６５】
次いで、図５（ｃ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、タンク８２からパック容器６２への経路Ｇを適用する。そして、制御装置１６により圧力制御ユニット８４を制御して、圧縮エアー管９２を介して圧縮エアーをタンク８２内に供給し洗浄液Ｓを加圧する。加圧された洗浄液Ｓは、補給チューブ８８に送られ、切り替えバルブ８６の開口８６ａから開口８６ｂを通過して空のパック容器６２に送られる。
【００６６】
洗浄液Ｓは、切り替えバルブ８６の前回洗浄されてない部位に滞留する旧の機能液Ｒを押し流し、切り替えバルブ８６の経路Ｇを洗浄する。洗浄後の洗浄液Ｓは、旧の機能液Ｒを貯留していた空のパック容器６２の内部に貯留され、取り外されたパック容器６２ごと廃棄される。なお、取り外されるパック容器６２内に機能液Ｒが残っている場合は、廃棄用のパック容器６２Ａを別途用意してこの中に貯留してもよい。
【００６７】
このように供給流路を洗浄した後、新たな機能液Ｒが収容される新のパック容器６２をキャリッジ１５に取り付ける。そして、図５（ａ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、パック容器６２から液滴吐出ヘッド５０への経路Ｅを適用して、機能液Ｒの吐出作業を実施する。
【００６８】
以下、上述の実施形態の効果を記載する。
（１）この液状体吐出装置１００は、洗浄液Ｓを収容するタンク８２と、機能液Ｒを収容するパック容器６２とを備え、切り替えバルブ８６によって、液滴吐出ヘッド５０に供給される液状体を、機能液Ｒと洗浄液Ｓとの間で容易に切り替えることができる。そのため、機能液Ｒの減少にともなう補充や異なった種類の機能液Ｒへの交換において、機能液Ｒに換えて洗浄液Ｓを、切り替えバルブ８６、圧力調整弁７０、液滴吐出ヘッド５０およびそれぞれを接続する供給チューブ６８を含む供給流路に供給することによって、供給流路に滞留する旧の機能液Ｒを外部に押し流すとともに供給流路を洗浄することができる。従って、機能液Ｒの補充や交換にともなう洗浄を簡便に行うことができ、作業の効率化に寄与することができる。
【００６９】
（２）この液状体吐出装置１００は、機能液Ｒを収容するパック容器６２を液滴吐出ヘッド５０が搭載されるキャリッジ１５に着脱可能に搭載している。そのため、パック容器６２を交換するだけで、機能液Ｒの補充や交換ができる。従って、機能液Ｒの補充や交換時間を短縮することができる。
【００７０】
（３）この液状体吐出装置１００は、パック容器６２を液滴吐出ヘッド５０が搭載されるキャリッジ１５に搭載している。そのため、パック容器６２から液滴吐出ヘッド５０までの機能液Ｒの供給流路の長さを短くすることができる。従って、供給流路に滞留する機能液Ｒの量を低減することができ、洗浄時間を短縮することができる。
【００７１】
（４）この液状体吐出装置１００は、機能液Ｒを容積が可変なパック容器６２に密閉状に収容している。そのため、機能液Ｒは、液滴吐出ヘッド５０から吐出される前にエアーと接触することが防止される。従って、機能液Ｒへの気泡の混入および機能液Ｒの変質を防止することができる。
【００７２】
（５）この液状体吐出装置１００は、パック容器６２から切り替えバルブ８６（内部部分含む）までの供給流路を洗浄した洗浄液Ｓを、空になったパック容器６２に貯留してパック容器６２ごと廃棄することができる。従って、洗浄液Ｓの廃棄処理が容易になり、交換作業の効率化に寄与することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
ここで、第２実施形態における液状体吐出装置を、図４および図５を参照して説明する。第１実施形態と同様な構成および内容については、符号を等しくし説明を省略する。
【００７４】
第２実施形態における液状体吐出装置１００は、第２の収容容器であるパック容器６２に、第１実施形態と同様に、ワークＷに描画パターンを形成する機能性材料と機能性材料を融解または分散させる溶媒とを含む液状体としての機能液Ｒを収容する。そして、図４に示す第１の収容容器であるタンク８２には、パック容器６２に収容された機能液Ｒに対して溶媒の量を増加させた機能液Ｒ１、すなわち、機能性材料と溶媒との混合比率の異なる機能液Ｒ１を収容する。
【００７５】
機能性材料としては、特に限定されないが表示装置のカラーフィルタのフィルタ材料、有機ＥＬ装置におけるＥＬ発光層を形成するための発光材料、配線および電極を形成するための金属微粒子材料などが適用され得る。
【００７６】
溶媒としては、アルコール類、ケトン類、有機アミン類、エーテル類、エステル類その他の有機溶媒と水と界面活性剤などを混合させた液状体などが適用され得る。また、液滴の表面張力を調整するため、上記溶媒には、ワークＷとの接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、ワークへの濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。
【００７７】
次いで、液状体供給機構８０の液状体の吐出および供給動作について説明する。
液状体吐出装置１００は、図５（ａ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、パック容器６２から液滴吐出ヘッド５０への経路Ｅを適用する。パック容器６２に収容される機能液Ｒは、切り替えバルブ８６の開口８６ｂから開口８６ｃを通過して、供給チューブ６８により圧力調整弁７０を介して液滴吐出ヘッド５０に供給される。そして、図１に示すキャリッジ１５と、テーブル１０との相対位置を変化させつつ、キャリッジ１５に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０のノズル５２から機能液Ｒを液滴として吐出して、テーブル１０に搭載されたワークＷに所望のパターンを描画する。
【００７８】
このとき、液状体吐出装置１００に設けられた図示しない撮像装置などの検査手段により、液滴吐出ヘッド５０のノズル５２からの機能液Ｒの吐出状態およびワークＷに描画された吐膜状態が検査される。機能液Ｒの吐出は、ノズル５２近傍の汚れや異物の付着、機能液Ｒの粘度などの物性変化および周囲の環境などにより、吐出される液滴の飛行曲がりやドット抜けなどの吐出不良が発生する可能性がある。このような吐出不良が発生すると、形成される機能性膜の微小部分の欠落や表面の凹凸などが生じ、製造される製品にこれらを原因とする機能不良が発生してしまう。
【００７９】
液状体吐出装置１００の検査手段により、吐膜の微小部分の欠落や表面の凹凸などの不具合が発見された場合は、図５（ｂ）に示すように、制御装置１６により切り替えバルブ８６を切り替え、タンク８２から液滴吐出ヘッド５０への経路Ｆを適用する。そして、制御装置１６により図４に示す圧力制御ユニット８４を制御して、圧縮エアー管９２を介して圧縮エアーをタンク８２内に供給し機能液Ｒ１を加圧する。加圧された機能液Ｒ１は、補給チューブ８８に送られ切り替えバルブ８６の開口８６ａから開口８６ｃを通過して、液滴吐出ヘッド５０に供給される。
【００８０】
ここで、図１に示すキャリッジ１５とテーブル１０との相対位置を変化させて、液滴吐出ヘッド５０のノズル５２を当該不具合箇所に対向させ、ノズル５２から機能液Ｒ１を液滴として不具合箇所およびその周辺に所定量吐出する。
【００８１】
機能液Ｒ１は、当初吐膜を形成した機能液Ｒに対して、溶媒の量を増加させている。そのため、微小な欠落部分や表面の凹凸などの不具合箇所に容易に濡れ広がることができ、微小な欠落部分を埋めることや、表面の凹凸を平滑にならすことができる。溶媒は、主な有機溶媒の量を増加するに限らず、界面活性剤や表面張力調節剤などの添加剤を適宜調整してもよい。これらの材料の組成および混合比率は、不具合内容や用いられる機能性材料の種類などによって適宜定めればよい。
【００８２】
本実施形態では、機能液Ｒ１の溶媒の量を増やす場合を例にとり説明したが、これに限定されない。機能液Ｒ１は、用いられる機能性材料、製造される製品、予想される不具合の内容によって、組成の異なる補修用材料を含む液状体を用いてもよい。
【００８３】
以下、上述の実施形態の効果を記載する。
（１）機能液Ｒは、一般に揮発性のある溶剤を用いている。そのため、補修までの時間がかかると、溶剤が揮発してしまい機能性膜が一部形成され、補修が困難になってしまう。この液状体吐出装置１００は、補修用の機能液Ｒ１を収容するタンク８２と、機能液Ｒを収容するパック容器６２とを備え、切り替えバルブ８６によって、液滴吐出ヘッド５０に供給される液状体を、機能液Ｒと機能液Ｒ１との間で素早く切り替えることができる。そのため、機能液Ｒの吐出による塗膜の不具合を、機能液Ｒの溶剤があまり揮発しない内に素早く補修することができる。そのため、補修の精度を上げることができ、機能性膜形成の歩留まりを向上させることができる。
【００８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
【００８５】
（変形例１）
上述の実施形態では、タンク８２に収容される第１の液状体とパック容器６２に収容される第２の液状体とが異なる場合について説明したが、これに限定されない。第１の液状体と第２の液状体とが同一な液状体であってもよい。すなわち、タンク８２およびパック容器６２は、同一な機能液Ｒをそれぞれ収容してもよい。
【００８６】
例えば、パック容器６２を主に用い液状体吐出装置１００の液滴吐出ヘッド５０から機能液Ｒを吐出して作業を実施する。そして、パック容器６２に収容される機能液Ｒの量が減じてパック容器６２の交換が必要になった場合、パック容器６２の交換作業の行っている間、切り替えバルブ８６を切り替えて、タンク８２に収容される機能液Ｒを用いて吐出作業を続行してもよい。その結果、吐出作業を中断することなしに所望のパターンを描画し続けることができ、吐出作業の効率化に寄与することができる。
【００８７】
（変形例２）
上述の実施形態では、液状体吐出装置１００が、第１の液状体を収容する第１の収容容器と第２の液状体を収容する第２の収容容器とを有し、三方弁から構成される切り替えバルブ８６で供給流路を切り替える場合について説明したが、これに限定されない。液状体の種類は２以上の複数であってもよい。この場合は、それぞれの種類の液状体を収容する複数の収容容器を設け、その数に応じた切り替え構造を有する切り替えバルブもしくは複数の切り替えバルブを備え、必要に応じて切り替えてもよい。この構成によれば、製造する製品に対応する多種の液状体を１つの液状体吐出装置で吐出することができ、作業効率の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】液状体吐出装置の構成を示す図。
【図２】液滴吐出ヘッドの構造を示す概略図。
【図３】キャリッジを説明する底面図。
【図４】液状体供給機構の構造を示す概略図。
【図５】液状体供給機構の供給動作を説明する図。
【符号の説明】
【００８９】
１０…テーブル、１５…キャリッジ、１６…制御装置、２０…キャリッジ移動機構、３０…第１のテーブル移動機構、４０…第２のテーブル移動機構、５０…液滴吐出ヘッド、５２…ノズル、６０…液状体吸引ユニット、６２…第２の収容容器としてのパック容器、７０…圧力調整弁、６８…供給チューブ、８０…液状体供給機構、８２…第１の収容容器としてのタンク、８６…切り替え手段としての切り替えバルブ、８８…補給チューブ、１００…液状体吐出装置、Ｒ，Ｒ１…機能性材料を含む液状体としての機能液、Ｓ…洗浄用の液状体としての洗浄液。
【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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