(57)【要約】【課題】吐出ヘッドから液状体を吸引するキャップ装置において、固化した液状体の溶質が吸引経路や排出経路に付着することで、吸引特性や液状体の排出が損なわれることを抑制するヘッド保守装置、吐出装置、及びヘッド保守方法を提供する。【解決手段】ヘッド保守装置は、吐出ノズルを封止する封止室を有するノズル封止手段と、吐出ノズルを封止した封止室の内部の気体又は液体を、封止室に連通する吸引管を介して吸引することで、吐出ノズルを介して吐出ヘッドから液状体を吸引する吸引手段と、封止室内の液状体が外部に流動可能な排液管を有する排出手段と、を備え、封止室は、封止室開口と、底面と、封止室開口の周囲に形成されて吐出ヘッドに当接する封止突起部と、有し、吐出ヘッドから吸引された液状体は、吐出ノズルから落下して底面上に滞留し、吸引管及び排液管は、重力加速度方向において、底面より封止突起部に近い位置で、封止室に開口している。【選択図】図５
2009248053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを備える吐出ヘッドを保守するためのヘッド保守装置であって、
前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段と、
前記封止室に連通する吸引管を備え、前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を、当該吸引管を介して吸引することで、前記吐出ノズルを介して前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を吸引する吸引手段と、
前記封止室の内部と外部とに開口して、前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を有する排出手段と、を備え、
前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とするヘッド保守装置。
【請求項２】
前記封止室は、封止主室と、
前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、
前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、
前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることを特徴とする、請求項１に記載のヘッド保守装置。
【請求項３】
前記排液管は、重力加速度方向において、前記吸引管と前記底面との間の位置で前記封止室の内部に開口していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のヘッド保守装置。
【請求項４】
前記排液管は、前記吸引管と共通の管であ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ヘッド保守装置。
【請求項５】
前記封止室に、液状体を吸収可能な吸収材が配設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ヘッド保守装置。
【請求項６】
前記封止室に前記膜材料を溶解可能な溶解液を供給する溶解液供給手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッド保守装置。
【請求項７】
膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドを備える吐出装置であって、
前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段と、
前記封止室に連通する吸引管を備え、前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を、当該吸引管を介して吸引することで、前記吐出ノズルを介して前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を吸引する吸引手段と、
前記封止室の内部と外部とに開口して、前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を有する排出手段と、を備え、
前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とする吐出装置。
【請求項８】
前記封止室は、封止主室と、
前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、
前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、
前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることを特徴とする、請求項７に記載の吐出装置。
【請求項９】
前記封止室に液状体を吸収可能な吸収材が配設されていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の吐出装置。
【請求項１０】
膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを備える吐出ヘッドを、前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段を用いて保守するヘッド保守方法であって、
前記吐出ノズルが前記封止室に臨む位置に、前記吐出ヘッド及び前記ノズル封止手段を配置し、当該ノズル封止手段の前記封止室によって、前記吐出ノズルを封止するノズル封止工程と、
前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を吸引管を介して吸引することによって前記封止室を負圧にすることで、前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を前記吐出ノズルを介して吸引する吸引工程と、
前記吸引工程において吸引された前記液状体を、前記封止室の内部と外部とに開口して前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を介して排出する排液工程と、を有し、
前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とするヘッド保守方法。
【請求項１１】
前記封止室は、封止主室と、
前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、
前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、
前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることを特徴とする、請求項１０に記載のヘッド保守方法。
【請求項１２】
前記排液管は、重力加速度方向において、前記吸引管と前記底面との間の位置で前記封止室の内部に開口していることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のヘッド保守方法。
【請求項１３】
前記排液管は、前記吸引管と共通の管であることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のヘッド保守方法。
【請求項１４】
前記封止室に液状体を吸収可能な吸収材が配設されていることを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のヘッド保守方法。
【請求項１５】
前記封止室に、前記膜材料を溶解可能な溶解液を供給する溶解液供給工程をさらに有することを特徴とする、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のヘッド保守方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドの保守を行うためのヘッド保守装置、吐出ヘッド及びヘッド保守装置を備える吐出装置、及びヘッド保守方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カラー液晶装置のカラーフィルタ膜などの機能膜を形成する技術として、液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を用いて、機能膜の材料を含む液状体の液滴を吐出して基板上の任意の位置に着弾させることで、当該位置に液状体を配置し、配置した液状体を乾燥させて機能膜を形成する技術が知られている。このような膜形成に用いられる液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドは、その吐出ノズルから微小な液滴を選択的に吐出して位置精度良く着弾させることができるため、精密な平面形状及び膜厚を有する膜を形成することができる。
近年では、例えば銀（Ａｇ）などの金属微粒子を溶媒に分散させた分散系金属インク（金属配線用インク）を使用することで、基板上の配線パターンの形成にも利用され、配線パターンの微細化や狭ピッチ化を可能にしている。
【０００３】
液滴吐出ヘッドは、別設のタンクなどから液状体が供給されると共に、供給された液状体を内部に設けたインク室（キャビティ）に一時的に貯留する。そして、ノズルプレートに多数形成された吐出ノズル孔からインク室に貯留した液状体を液滴として吐出する。
ここで、液滴吐出ヘッドが待機しているとき、インク室に貯留した液状体が乾燥してしまうことがある。液状体が乾燥すると、増粘して吐出量が変化するだけでなく、固化してしまいノズル孔の目詰まりや吐出時の飛行曲がりなどを起こしてしまうことがある。
【０００４】
これらの対策として、特許文献１には、吐出ノズルが形成されたノズル面にヘッドキャップを密着させて吐出ノズルから流体（液状体）を吸引するキャッピングユニットを備えた液滴吐出装置が開示されている。
特許文献２には、ノズル面に良好に密着するヘッドキャップが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０２３２５号公報
【特許文献２】特開２００５−２８５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液状体を吸引するキャッピングユニットにおいては、吸引した液状体がキャッピングユニットの内部で乾燥してしまう可能性があった。液状体が乾燥して固化した溶質がキャッピングユニットの内部に付着することによって、キャッピングユニットの機能が損なわれるという課題があった。固化した溶質が、吸引された液状体が流動する吸引経路に付着することで吸引特性が損なわれる可能性があるという課題があり、吸引された液状体の排出経路に付着することで、液状体の排出が困難になる可能性があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例にかかるヘッド保守装置は、膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを備える吐出ヘッドを保守するためのヘッド保守装置であって、前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段と、前記封止室に連通する吸引管を備え、前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を、当該吸引管を介して吸引することで、前記吐出ノズルを介して前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を吸引する吸引手段と、前記封止室の内部と外部とに開口して、前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を有する排出手段と、を備え、前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とする。
【０００９】
このヘッド保守装置によれば、吐出ヘッドから吸引された液状体は封止室の底面上に溜まる。吸引管及び排液管は、重力加速度方向において、底面より封止突起部に近い位置にて封止室に開口しているため、底面に溜まった液状体の液面の位置が吸引管又は排液管の開口位置に達するまでは、吸引管に吸引されたり、排液管から排出されたりすることはない。底面に滞留した液状体の液面の位置が吸引管の開口位置に至ると、吸引管に吸引される。液面の位置が排液管の開口位置に至ると、排液管から排出する。いずれの場合も、滞留した液状体のいわゆる上澄み部分が排出されるため、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に侵入する可能性は非常に小さい。これにより、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に付着することで吸引特性が損なわれたり、液状体の排出が困難になったりすることを抑制することができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記封止室は、封止主室と、前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることが好ましい。
【００１１】
このヘッド保守装置によれば、封止主室の底面上に滞留した液状体は、連通口を通って吸引口室に流入する。吸引管又は排液管から液状体が流出する状態では、封止主室の底面上に滞留した液状体の液面は、連通口より底面から離れた位置、すなわち、重力加速度方向において、高い位置にある。これにより、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入するためには、物体は一旦連通口の位置まで沈むことが必要であるため、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が吸引口室に流入する可能性は非常に小さい。したがって、液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入する可能性を小さくすることができることから、液状体又は液状体の溶質が凝固した物の比重が液状体より軽い場合であっても、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、液状体より比重の軽い異物が封止室に侵入した場合でも、当該異物が液状体と共に吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記排液管は、重力加速度方向において、前記吸引管と前記底面との間の位置で前記封止室の内部に開口していることが好ましい。
【００１３】
このヘッド保守装置によれば、底面上に滞留した液状体の液面の位置が上昇した際に、液面の位置が吸引管の開口に達する前に排液管の開口に達するため、液状体は吸引管より先に排液管に流入する。このため、液状体が吸引管に侵入する可能性は非常に小さい。これにより、液状体の溶質が凝固しかけたり凝固したりして吸引管や吸引管に連なる吸引手段に付着することで吸引特性が損なわれることを抑制することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記排液管は、前記吸引管と共通の管であることが好ましい。
【００１５】
このヘッド保守装置によれば、吸引管と排液管とが単一の管となる。これにより、吸引管と排液管とをそれぞれ設ける構成に比べて、吸引及び排液に関わる装置を小型にすることができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例にかかるヘッド保守装置において、前記封止室に、液状体を吸収可能な吸収材が配設されていることが好ましい。
【００１７】
このヘッド保守装置によれば、吐出ヘッドから吸引されて封止室内に落下した液状体は、吸収材に吸収される。液状体又は液状体の溶質の凝固が発生する場合は、液状体が吸収材に吸収された状態で発生するため、凝固物は吸収材から外れる可能性はほとんどないことから、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、凝固物が付着した吸収材を封止室から取り出すだけで、封止室内の凝固物を容易に排出することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例にかかるヘッド保守装置は、前記封止室に前記膜材料を溶解可能な溶解液を供給する溶解液供給手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
このヘッド保守装置によれば、溶解液供給手段を用いて封止室に、溶解液を供給することができる。これにより、封止室内の液状体を溶解液によって希釈することができるため、液状体又は液状体の溶質が凝固することを抑制することができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例にかかる吐出装置は、膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドを備える吐出装置であって、前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段と、前記封止室に連通する吸引管を備え、前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を、当該吸引管を介して吸引することで、前記吐出ノズルを介して前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を吸引する吸引手段と、前記封止室の内部と外部とに開口して、前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を有する排出手段と、を備え、前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とする。
【００２１】
この吐出装置によれば、吐出ヘッドから吸引された液状体は封止室の底面上に溜まる。吸引管及び排液管は、重力加速度方向において、底面より封止突起部に近い位置にて封止室に開口しているため、底面に溜まった液状体の液面の位置が吸引管又は排液管の開口位置に達するまでは、吸引管に吸引されたり、排液管から排出されたりすることはない。底面に滞留した液状体の液面の位置が吸引管の開口位置に至ると、吸引管に吸引される。液面の位置が排液管の開口位置に至ると、排液管から排出する。いずれの場合も、滞留した液状体のいわゆる上澄み部分が排出されるため、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に侵入する可能性は非常に小さい。これにより、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に付着することで吸引特性が損なわれたり、液状体の排出が困難になったりすることを抑制することができる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例にかかる吐出装置において、前記封止室は、封止主室と、前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることが好ましい。
【００２３】
この吐出装置によれば、封止主室の底面上に滞留した液状体は、連通口を通って吸引口室に流入する。吸引管又は排液管から液状体が流出する状態では、封止主室の底面上に滞留した液状体の液面は、連通口より底面から離れた位置、すなわち、重力加速度方向において、高い位置にある。これにより、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入するためには、物体は一旦連通口の位置まで沈むことが必要であるため、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が吸引口室に流入する可能性は非常に小さい。したがって、液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入する可能性を小さくすることができることから、液状体又は液状体の溶質が凝固した物の比重が液状体より軽い場合であっても、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、液状体より比重の軽い異物が封止室に侵入した場合でも、当該異物が液状体と共に吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例にかかる吐出装置において、前記封止室に液状体を吸収可能な吸収材が配設されていることが好ましい。
【００２５】
この吐出装置によれば、吐出ヘッドから吸引されて封止室内に落下した液状体は、吸収材に吸収される。液状体又は液状体の溶質の凝固が発生する場合は、液状体が吸収材に吸収された状態で発生するため、凝固物は吸収材から外れる可能性はほとんどないことから、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、凝固物が付着した吸収材を封止室から取り出すだけで、封止室内の凝固物を容易に排出することができる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例にかかるヘッド保守方法は、膜状体を形成する膜材料を含む液状体を吐出する吐出ノズルを備える吐出ヘッドを、前記吐出ノズルを封止する空間を構成する封止室を有するノズル封止手段を用いて保守するヘッド保守方法であって、前記吐出ノズルが前記封止室に臨む位置に、前記吐出ヘッド及び前記ノズル封止手段を配置し、当該ノズル封止手段の前記封止室によって、前記吐出ノズルを封止するノズル封止工程と、前記吐出ノズルを封止した前記封止室の内部の気体又は液体を吸引管を介して吸引することによって前記封止室を負圧にすることで、前記吐出ヘッドに充填された前記液状体を前記吐出ノズルを介して吸引する吸引工程と、前記吸引工程において吸引された前記液状体を、前記封止室の内部と外部とに開口して前記封止室内の液状体を外部に流動させることが可能な排液管を介して排出する排液工程と、を有し、前記封止室は、封止室開口と、底面と、前記封止室開口の周囲に形成されて前記吐出ヘッドに当接する封止突起部と、を有し、前記吐出ヘッドから吸引された前記液状体は、前記吐出ノズルから落下して前記底面上に滞留し、前記吸引管及び前記排液管は、重力加速度方向において、前記底面より前記封止突起部に近い位置で、前記封止室に開口していることを特徴とする。
【００２７】
このヘッド保守方法によれば、吸引工程において吐出ヘッドから吸引された液状体は封止室の底面上に溜まる。吸引管及び排液管は、重力加速度方向において、底面より封止突起部に近い位置にて封止室に開口しているため、底面に溜まった液状体の液面の位置が吸引管又は排液管の開口位置に達するまでは、吸引管に吸引されたり、排液管から排出されたりすることはない。底面に滞留した液状体の液面の位置が吸引管の開口位置に至ると、吸引管に吸引される。液面の位置が排液管の開口位置に至ると、排液工程が実施可能となり、排液管から液状体を排出する。いずれの場合も、滞留した液状体のいわゆる上澄み部分が排出されるため、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に侵入する可能性は非常に小さい。これにより、凝固しかけたり凝固したりした溶質が吸引管や排液管に付着することで吸引特性が損なわれたり、液状体の排出が困難になったりすることを抑制することができる。
【００２８】
［適用例１１］上記適用例にかかるヘッド保守方法において、前記封止室は、封止主室と、前記吸引管の開口位置及び前記排液管の開口位置より、重力加速度方向において、前記底面に近い位置に開口した連通口を介して前記封止主室と連通する吸引口室と、を備え、前記封止主室は、前記封止室開口と前記封止突起部と前記底面とを有し、前記吸引管及び前記排液管は、前記吸引口室に開口していることが好ましい。
【００２９】
このヘッド保守方法によれば、吸引工程において吐出ヘッドから吸引されて封止主室の底面上に滞留した液状体は、連通口を通って吸引口室に流入する。吸引管又は排液管から液状体が流出する状態では、封止主室の底面上に滞留した液状体の液面は、連通口より底面から離れた位置、すなわち、重力加速度方向において、高い位置にある。これにより、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入するためには、物体は一旦連通口の位置まで沈むことが必要であるため、封止主室内の液状体の液面に浮遊する物体が吸引口室に流入する可能性は非常に小さい。したがって、液状体の液面に浮遊する物体が液状体と共に吸引口室に流入する可能性を小さくすることができることから、液状体又は液状体の溶質が凝固した物の比重が液状体より軽い場合であっても、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、液状体より比重の軽い異物が封止室に侵入した場合でも、当該異物が液状体と共に吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
【００３０】
［適用例１２］上記適用例にかかるヘッド保守方法において、前記排液管は、重力加速度方向において、前記吸引管と前記底面との間の位置で前記封止室の内部に開口していることが好ましい。
【００３１】
このヘッド保守方法によれば、底面上に滞留した液状体の液面の位置が上昇した際に、液面の位置が吸引管の開口に達する前に排液管の開口に達するため、液状体は吸引管より先に排液管に流入する。このため、液状体が吸引管に侵入する可能性は非常に小さい。これにより、液状体の溶質が凝固しかけたり凝固したりして吸引管や吸引管に連なる吸引手段に付着することで吸引特性が損なわれことを抑制することができる。
【００３２】
［適用例１３］上記適用例にかかるヘッド保守方法において、前記排液管は、前記吸引管と共通の管であることが好ましい。
【００３３】
このヘッド保守方法によれば、吸引管と排液管とが単一の管となる。これにより、吸引管と排液管とをそれぞれ設ける構成に比べて、吸引及び排液に関わる装置を小型にすることができる。
【００３４】
［適用例１４］上記適用例にかかるヘッド保守方法において、前記封止室に液状体を吸収可能な吸収材が配設されていることが好ましい。
【００３５】
このヘッド保守方法によれば、吸引工程において吐出ヘッドから吸引されて封止室内に落下した液状体は、吸収材に吸収される。液状体又は液状体の溶質の凝固が発生する場合は、液状体が吸収材に吸収された状態で発生するため、凝固物は吸収材から外れる可能性はほとんどないことから、排液工程において、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、凝固物が付着した吸収材を封止室から取り出す工程を実施するだけで、封止室内の凝固物を容易に排出することができる。
【００３６】
［適用例１５］上記適用例にかかるヘッド保守方法において、前記封止室に、前記膜材料を溶解可能な溶解液を供給する溶解液供給工程をさらに有することが好ましい。
【００３７】
このヘッド保守方法によれば、溶解液供給工程において、封止室に、膜材料を溶解可能な溶解液が供給される。これにより、吸引工程において吐出ヘッドから吸引されて封止室内に滞留する液状体を溶解液によって希釈することができるため、液状体又は液状体の溶質が凝固することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、ヘッド保守装置、吐出装置、及びヘッド保守方法の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。実施形態は、吐出装置の一例であるインクジェット方式の液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置のメンテナンスユニットを例に説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は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。
【００３９】
＜液滴吐出法＞
最初に、金属配線膜などの機能膜の形成に用いられる液滴吐出法について説明する。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。
このうち、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。ピエゾ方式は、液状材料に熱を直接加えることがないため材料の組成などに影響を与えない、駆動電圧を調整することによって液滴の大きさを容易に調整することができるなどの利点を有する。本実施形態では、材料の組成などに影響を与えないため液状材料選択の自由度が高いこと、及び液滴の大きさを容易に調整することができるため液滴の制御性がよいことから、上記ピエゾ方式を用いる。
【００４０】
＜液滴吐出装置＞
次に、液滴吐出装置１の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、液滴吐出装置の概略構成を示す平面図である。図２は、液滴吐出装置の概略構成を示す側面図である。
【００４１】
図１、又は図２に示したように、液滴吐出装置１は、液滴吐出ヘッド１７（図３参照）を有する吐出ユニット２と、ワークユニット３と、給液ユニット６０（図７参照）と、検査ユニット４と、メンテナンスユニット５と、吐出装置制御部６（図７参照）とを備えている。
【００４２】
吐出ユニット２は、液状体に相当する機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド１７を６個備えており、当該液滴吐出ヘッド１７をＹ軸方向に移動させると共に移動した位置に保持するためのＹ軸テーブル１２を備えている。ワークユニット３は、液滴吐出ヘッド１７から吐出された液滴の吐出対象であるワークＷを載置するワーク載置台２１を有している。給液ユニット６０は、機能液を貯留する貯留タンク（図示省略）を有し、液滴吐出ヘッド１７への機能液の供給を行う。検査ユニット４は、液滴吐出ヘッド１７からの吐出状態を検査するための、吐出検査ユニット１８及び重量測定ユニット１９を有しており、重量測定ユニット１９にはフラッシングユニット１４が併設されている。メンテナンスユニット５は、液滴吐出ヘッド１７の保守を行う吸引ユニット１５及びワイピングユニット１６を有している。
【００４３】
吐出装置制御部６は、これら各ユニットなどを総括的に制御する。重量測定ユニット１９、吐出ユニット２、吐出検査ユニット１８、又はメンテナンスユニット５などを用いて実施される重量測定処理、描画処理、吐出検査処理、及びメンテナンス処理などは、吐出装置制御部６が各ユニットなどを制御して実施される。
【００４４】
液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース１Ａを備え、各ユニットなどが、Ｘ軸支持ベース１Ａの上に配設されている。Ｘ軸テーブル１１は、主走査方向となるＸ軸方向に延在して、Ｘ軸支持ベース１Ａの上に配設されており、ワーク載置台２１をＸ軸方向（主走査方向）に移動させる。
【００４５】
吐出ユニット２のＹ軸テーブル１２は、複数本の支柱７Ａを介してＸ軸テーブル１１を跨ぐように架け渡された一対のＹ軸支持ベース７，７の上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在している。吐出ユニット２は、６個の液滴吐出ヘッド１７を有するキャリッジユニット５１を備えている。キャリッジユニット５１は、ブリッジプレート５２に吊設されている。ブリッジプレート５２は、Ｙ軸スライダ（図示省略）を介して、Ｙ軸テーブル１２に、Ｙ軸方向に摺動自在に支持されている。Ｙ軸テーブル１２は、ブリッジプレート５２（キャリッジユニット５１）を、Ｙ軸方向（副走査方向）に移動させる。
Ｘ軸テーブル１１及びＹ軸テーブル１２の駆動と同期して、吐出ユニット２の液滴吐出ヘッド１７を吐出駆動させることにより、機能液の液滴を吐出させることで、ワーク載置台２１の上に載置されたワークＷに対して、任意の描画パターンを描画する。
【００４６】
吐出検査ユニット１８は、検査描画ユニット１６１と、撮像ユニット１６２とを有している。検査描画ユニット１６１は、Ｘ軸第２スライダ２３に固定されており、同じくＸ軸第２スライダ２３に固定された重量測定ユニット１９及びフラッシングユニット１４と一体に移動するように構成されている。撮像ユニット１６２は、２個の検査カメラ１６３と、検査カメラ１６３をＹ軸方向にスライド自在に支持するカメラ移動機構１６４と、を有している。
【００４７】
メンテナンスユニット５が備える吸引ユニット１５及びワイピングユニット１６は、Ｘ軸テーブル１１から外れ、かつＹ軸テーブル１２によりキャリッジユニット５１が移動可能である位置に配設された架台８の上に配設されている。吸引ユニット１５は、キャップユニット１１０を備え、液滴吐出ヘッド１７のノズル形成面７６ａ（図３参照）を封止して吐出ノズル７８（図３参照）を吸引することによって、液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル７８から機能液を強制的に排出させる。ワイピングユニット１６は、洗浄液を噴霧したワイピングシート１６ａを有し、吸引後の液滴吐出ヘッド１７のノズル形成面７６ａを拭き取る（ワイピングを行う）ものである。このようにして、吸引ユニット１５及びワイピングユニット１６は、吐出ユニット２の液滴吐出ヘッド１７の機能維持又は機能回復を図るための保守作業を実施する。
【００４８】
Ｘ軸テーブル１１は、Ｘ軸第１スライダ２２と、Ｘ軸第２スライダ２３と、左右一対のＸ軸リニアモータ２６，２６と、一対のＸ軸共通支持ベース２４，２４と、を備えている。
【００４９】
Ｘ軸第１スライダ２２には、ワーク載置台２１が取り付けられている。Ｘ軸第１スライダ２２は、Ｘ軸方向に延在するＸ軸共通支持ベース２４に、Ｘ軸方向にスライド自在に支持されている。Ｘ軸第２スライダ２３には、検査描画ユニット１６１と、重量測定ユニット１９と、フラッシングユニット１４とが取り付けられている。Ｘ軸第２スライダ２３は、Ｘ軸方向に延在するＸ軸共通支持ベース２４に、Ｘ軸方向にスライド自在に支持されている。Ｘ軸リニアモータ２６は、Ｘ軸共通支持ベース２４に並設されており、Ｘ軸第１スライダ２２又はＸ軸第２スライダ２３をＸ軸共通支持ベース２４に沿って移動させることによって、ワーク載置台２１（ワーク載置台２１に載置されたワークＷ）又は重量測定ユニット１９などをＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸第１スライダ２２とＸ軸第２スライダ２３とは、Ｘ軸リニアモータ２６により個別に駆動可能である。
【００５０】
ワーク載置台２１は、ワークＷを吸着セットする吸着テーブル３１と、吸着テーブル３１を支持し、吸着テーブル３１にセットしたワークＷの位置をθ軸方向にθ補正するためのθテーブル３２などを有している。θテーブル３２は、θ駆動モータ５３２を有し、当該θ駆動モータ５３２によって駆動される。
【００５１】
画像認識ユニット８０は、２台のアライメントカメラ８１と、カメラ移動機構８２と、を有している。カメラ移動機構８２は、Ｘ軸支持ベース１Ａの上に、Ｙ軸方向に延在して、Ｘ軸テーブル１１を跨ぐように配設されている。アライメントカメラ８１は、カメラホルダ（図示省略）を介して、カメラ移動機構８２に、Ｙ軸方向にスライド自在に支持されている。カメラ移動機構８２に支持されたアライメントカメラ８１は、Ｘ軸テーブル１１に上側から臨み、Ｘ軸テーブル１１の上のワーク載置台２１に載置されたワークＷの各基準マーク（アライメントマーク）を画像認識することができる。２台のアライメントカメラ８１は、カメラ移動モータ（図示省略）によって、それぞれ独立してＹ軸方向に移動させられる。
【００５２】
各アライメントカメラ８１は、ワーク載置台２１のＸ軸方向への移動と協働して、カメラ移動機構８２によりＹ軸方向に移動しながら、ロボットアームなどによって給材された各種ワークＷのアライメントマークを撮像して、各種ワークＷの位置認識を実施する。そして、このアライメントカメラ８１の撮像結果に基づいて、θテーブル３２によるワークＷのθ補正（アライメント）が実施される。
【００５３】
Ｙ軸テーブル１２は、一対のＹ軸スライダ（図示省略）と、一対のＹ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。一対のＹ軸リニアモータは、上記した一対のＹ軸支持ベース７，７の上にそれぞれ設置されて、Ｙ軸方向に延在している。一対のＹ軸スライダは、一対のＹ軸支持ベース７，７のそれぞれに各１個ずつ摺動自在に支持されている。一対のＹ軸支持ベース７，７のそれぞれに支持された各１個のＹ軸スライダからなる一対のＹ軸スライダは、吐出ユニット２を構成するキャリッジユニット５１が固定されたブリッジプレート５２を両持ちで支持している。吐出ユニット２を構成するキャリッジユニット５１を固定したブリッジプレート５２は、ブリッジプレート５２を両持ちで支持するＹ軸スライダを介して、一対のＹ軸支持ベース７，７の上に設置されている。
【００５４】
一対のＹ軸リニアモータを（同期して）駆動すると、各Ｙ軸スライダが一対のＹ軸支持ベース７，７を案内にして同時にＹ軸方向に平行移動する。これにより、ブリッジプレート５２がＹ軸方向に移動し、ブリッジプレート５２に吊設されたキャリッジユニット５１がＹ軸方向に移動する。
【００５５】
キャリッジユニット５１は、６個の液滴吐出ヘッド１７と、６個の液滴吐出ヘッド１７を３個ずつ２群に分けて支持するキャリッジプレート５３（図４参照）と、を有するヘッドユニット５４（図４参照）を備えている。ヘッドユニット５４は、ヘッド昇降機構（図示省略）を介して、Ｚ軸方向に昇降自在に支持されている。
【００５６】
＜液滴吐出ヘッド＞
次に、図３を参照して、液滴吐出ヘッド１７について説明する。図３は、液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。図３（ａ）は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図であり、図３（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図であり、図３（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図である。液滴吐出ヘッド１７が、吐出ヘッドに相当する。
【００５７】
図３（ａ）に示したように、液滴吐出ヘッド１７は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針７２，７２を有する液体導入部７１と、液体導入部７１の側方に連なるヘッド基板７３と、液体導入部７１に連なるポンプ部７５と、ポンプ部７５に連なるノズルプレート７６とを備えている。液体導入部７１の接続針７２には、配管接続部材が接続されて、当該配管接続部材を介して給液チューブが接続され、給液チューブに接続された給液ユニット６０（図７参照）から機能液が供給される。ヘッド基板７３には、一対のヘッドコネクタ７７，７７が実装されており、当該ヘッドコネクタ７７を介してフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣケーブル）が接続される。このポンプ部７５とノズルプレート７６とにより、方形のヘッド本体７４が構成されている。
【００５８】
ポンプ部７５の基部側、すなわちヘッド本体７４の基部側は、液体導入部７１及びヘッド基板７３を受けるべく方形フランジ状にフランジ部７９が形成されている。このフランジ部７９には、液滴吐出ヘッド１７を固定する小ねじ用のねじ孔（雌ねじ）７９ａが一対形成されている。
【００５９】
ノズルプレート７６のノズル形成面７６ａには、ノズルプレート７６に形成されており液滴を吐出する吐出ノズル７８から成るノズル列７８Ａが、２本形成されている。２本のノズル列７８Ａは相互に平行に列設されており、各ノズル列７８Ａは、等ピッチで並べた１８０個（図示では模式的に表している）の吐出ノズル７８で構成されている。すなわち、ヘッド本体７４のノズル形成面７６ａには、その中心線を挟んで２本のノズル列７８Ａが配設されている。
【００６０】
液滴吐出ヘッド１７が液滴吐出装置１に取り付けられた状態では、ノズル列７８ＡはＹ軸方向に延在する。２列のノズル列７８Ａをそれぞれ構成する吐出ノズル７８同士は、Ｙ軸方向において、相互に半ノズルピッチずつ位置がずれている。１ノズルピッチは、例えば１４０μｍである。Ｘ軸方向の同じ位置において、それぞれのノズル列７８Ａを構成する吐出ノズル７８から吐出された液滴は、設計上では、Ｙ軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。吐出ノズル７８のノズルピッチが１４０μｍの場合、着弾位置の中心間距離は、設計上では、７０μｍである。
【００６１】
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド１７は、ノズルプレート７６にポンプ部７５を構成する圧力室プレート１５１が積層されており、圧力室プレート１５１に振動板１５２が積層されている。
圧力室プレート１５１には、液体導入部７１から振動板１５２の液供給孔１５３を経由して供給される機能液が常に充填される液たまり１５５が形成されている。液たまり１５５は、振動板１５２と、ノズルプレート７６と、圧力室プレート１５１の壁とに囲まれた空間である。また、圧力室プレート１５１には、複数のヘッド隔壁１５７によって区切られた圧力室１５８が形成されている。振動板１５２と、ノズルプレート７６と、２個のヘッド隔壁１５７とによって囲まれた空間が圧力室１５８である。
【００６２】
圧力室１５８は吐出ノズル７８のそれぞれに対応して設けられており、圧力室１５８の数と吐出ノズル７８の数とは同じである。圧力室１５８には、２個のヘッド隔壁１５７の間に位置する供給口１５６を介して、液たまり１５５から機能液が供給される。ヘッド隔壁１５７と圧力室１５８と吐出ノズル７８と供給口１５６との組は、液たまり１５５に沿って１列に並んでおり、１列に並んだ吐出ノズル７８がノズル列７８Ａを形成している。図３（ｂ）では図示省略したが、図示した吐出ノズル７８を含むノズル列７８Ａに対して液たまり１５５に関して略対称位置に、１列に並んだ吐出ノズル７８がもう１列のノズル列７８Ａを形成しており、対応するヘッド隔壁１５７と圧力室１５８と供給口１５６との組が、１列に並んでいる。
【００６３】
振動板１５２の圧力室１５８を構成する部分には、それぞれ圧電素子１５９の一端が固定されている。圧電素子１５９の他端は、固定板（図示省略）を介して液滴吐出ヘッド１７全体を支持する基台（図示省略）に固定されている。
圧電素子１５９は電極層と圧電材料とを積層した活性部を有し、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長手方向（図３（ｂ）又は（ｃ）における振動板１５２の厚さ方向）に縮む。活性部が縮むことで、圧電素子１５９の一端が固定された振動板１５２が圧力室１５８と反対側に引張られる力を受ける。振動板１５２が圧力室１５８と反対側に引張られることで、振動板１５２が圧力室１５８の反対側に撓む。これにより、圧力室１５８の容積が増加することから、機能液が液たまり１５５から供給口１５６を経て圧力室１５８に供給される。次に、電極層に印加されていた駆動電圧が解除されると、活性部が元の長さに戻ることで、圧電素子１５９が振動板１５２を押圧する。振動板１５２が押圧されることで、圧力室１５８側に戻る。これにより、圧力室１５８の容積が急激に元に戻る、すなわち増加していた容積が減少することから、圧力室１５８内に充填されていた機能液に圧力が加わり、当該圧力室１５８に連通して形成された吐出ノズル７８から機能液が液滴となって吐出される。
【００６４】
吐出装置制御部６は、圧電素子１５９への印加電圧の制御、すなわち駆動信号を制御することにより、複数の吐出ノズル７８のそれぞれに対して、機能液の吐出制御を行う。より詳細には、吐出ノズル７８から吐出される液滴の体積や、単位時間あたりに吐出する液滴の数などを変化させることができる。これにより、基板上に着弾した液滴同士の距離や、基板上の一定の面積に着弾させる機能液の量などを変化させることができる。例えば、ノズル列７８Ａに並ぶ複数の吐出ノズル７８の中から、液滴を吐出させる吐出ノズル７８を選択的に使用することにより、ノズル列７８Ａの延在方向では、ノズル列７８Ａの長さの範囲であって吐出ノズル７８のピッチ間隔で、複数の液滴を同時に吐出することができる。ノズル列７８Ａの延在方向と略直交する方向では、基板と吐出ノズル７８とを相対移動させて、当該相対移動方向において、当該吐出ノズル７８が対向可能な、基板の任意の位置に吐出ノズル７８から吐出される液滴を配置することができる。なお、吐出ノズル７８のそれぞれから吐出される液滴の体積は、例えば１ｐｌ〜３００ｐｌ（ピコリットル）の間で可変である。
【００６５】
＜ヘッドユニット＞
次に、吐出ユニット２が備えるヘッドユニット５４の概略構成について、図４を参照して説明する。図４は、ヘッドユニットの概略構成を示す平面図である。図４に示したＸ軸及びＹ軸は、ヘッドユニット５４が液滴吐出装置１に取り付けられた状態において、図１に示したＸ軸及びＹ軸と一致している。
【００６６】
図４に示したように、ヘッドユニット５４は、キャリッジプレート５３と、キャリッジプレート５３に搭載された６個の液滴吐出ヘッド１７と、を有している。液滴吐出ヘッド１７は、キャリッジプレート５３に固定されており、ヘッド本体７４がキャリッジプレート５３に形成された孔（図示省略）に遊嵌して、ノズルプレート７６（ヘッド本体７４）が、キャリッジプレート５３の面より突出している。図４は、ノズルプレート７６（ノズル形成面７６ａ）側から見た図である。６個の液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向に分かれて、それぞれ３個ずつの液滴吐出ヘッド１７を有するヘッド組５５を２群形成している。それぞれの液滴吐出ヘッド１７のノズル列７８ＡはＹ軸方向に延在している。
【００６７】
一つのヘッド組５５が有する３個の液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向において、互いに隣り合う液滴吐出ヘッド１７の、一方の液滴吐出ヘッド１７の端の吐出ノズル７８に対して、もう一方の液滴吐出ヘッド１７の端の吐出ノズル７８が半ノズルピッチずれて位置するように、位置決めされている。仮に、ヘッド組５５が有する３個の液滴吐出ヘッド１７において、全ての吐出ノズル７８のＸ軸方向の位置を同じにすると、吐出ノズル７８は、Ｙ軸方向に半ノズルピッチの等間隔で並ぶ。すなわち、Ｘ軸方向の同じ位置において、それぞれの液滴吐出ヘッド１７が有するそれぞれのノズル列７８Ａを構成する吐出ノズル７８から吐出された液滴は、設計上では、Ｙ軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。液滴吐出ヘッド１７は、Ｙ軸方向において互いに重なるため、Ｘ軸方向に階段状に並んでヘッド組５５を構成している。
【００６８】
ヘッド組５５がそれぞれの吐出ノズル７８から１滴ずつ吐出して形成できる直線を、ノズル組線と表記する。ヘッド組５５とヘッド組５５とのＹ軸方向の相互位置は、それぞれのヘッド組５５において端に位置する吐出ノズル７８が、互いにノズル組線の長さに１ノズルピッチを加えた距離だけ中心間距離が離れている。例えば、２組のヘッド組５５がそれぞれの吐出ノズル７８から１滴ずつ吐出して２本のノズル組線を形成し、Ｙ軸方向にノズル組線の長さに半ノズルピッチを加えた距離だけ移動した位置に、２組のヘッド組５５がそれぞれノズル組線を形成する。このようにすることにより、６個の液滴吐出ヘッド１７が有する２１６０個の吐出ノズル７８から吐出された４３２０個の液滴が等間隔で配置された直線が形成される。
【００６９】
＜封止キャップ＞
次に、図５を参照して、封止キャップ１０２について説明する。図５は、封止キャップの構成を示す図である。図５（ａ）は、封止キャップを封止部材側から見た外観斜視図であり、図５（ｂ）は、封止キャップを有するキャップ装置の構造を示す断面図である。封止キャップ１０２が、ノズル封止手段に相当する。
【００７０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、封止キャップ１０２は、キャップベース１０４と封止部材１０６とを備えている。キャップベース１０４は、例えばステンレス鋼などのような腐食され難い材料で略直方体形状に構成されており、一面にキャップ凹部１０５が形成されている。キャップ凹部１０５は、キャップベース１０４の一面に開口する略直方体形状の凹部である。キャップベース１０４は、封止キャップ１０２が液滴吐出装置１に取り付けられた状態では、キャップ凹部１０５の開口が重力加速度方向の上側を向く状態になる。
【００７１】
キャップベース１０４のキャップ凹部１０５が形成されている面を上面、反対側の面を下面、上面と下面以外の４面を側面と表記する。略直方体形状の凹部であるキャップ凹部１０５の底面をキャップ底面１０５Ａと表記する。
キャップベース１０４には、キャップ凹部１０５から下面に貫通する吸引排液孔１２４ａが形成されている。吸引排液孔１２４ａは、キャップ底面１０５Ａに突設された底面突起１２４ｃ及びキャップベース１０４の下面に突設された吸引排液突起１２４ｂを貫通して、キャップベース１０４の外部に開口している。
【００７２】
吸引排液突起１２４ｂには吸引排液管１２４の一端が嵌合しており、吸引排液管１２４の他端は、吸引ポンプ１１１に接続されている。吸引排液管１２４の途中には、吸引排液管１２４の流路を開閉可能な吸引排液バルブ１２２が設けられている。吸引排液バルブ１２２及び吸引ポンプ１１１は、吐出装置制御部６によって制御される。吸引ポンプ１１１によって、吸引排液管１２４及び吸引排液孔１２４ａを介してキャップ凹部１０５内の気体や液体を吸引することができる。吸引排液管１２４及び吸引ポンプ１１１が、吸引手段又は排出手段に相当する。吸引排液管１２４が、吸引管又は排液管に相当する。
【００７３】
封止部材１０６は、耐食性を有するゴム状弾性体材料を用いて形成されている。封止部材１０６は、キャップ凹部１０５の開口の縁に沿って、図示省略した封止部材ホルダによってキャップベース１０４に固定されている。封止部材１０６の封止凸部１０６ａが、キャップベース１０４の上面から突出している。封止部材１０６とキャップ凹部１０５とで、キャップ室１０７を構成している。
封止凸部１０６ａの平面形状は、２列のノズル列７８Ａの周囲でノズル形成面７６ａに当接する形状になっている。封止キャップ１０２が液滴吐出ヘッド１７に当接する場合、キャップベース１０４から突出している封止凸部１０６ａがノズル形成面７６ａに当接する。このとき、ゴム状弾性体材料から成る封止凸部１０６ａは、弾性変形してノズル形成面７６ａに密着する。キャップ室１０７は、図５（ｂ）に二点鎖線で示したように、液滴吐出ヘッド１７によって封止されて、吸引排液孔１２４ａ、又は液滴吐出ヘッド１７に形成された液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な封止空間となる。吐出ノズル７８に対しては、キャップ室１０７が、吐出ノズル７８を封止する封止空間になっている。キャップ室１０７が、封止室に相当する。封止凸部１０６ａが、封止突起部に相当する。
【００７４】
キャップ装置１０３は封止キャップ１０２とベースホルダ１０８とを有しており、ベースホルダ１０８がキャッププレート１０１に形成されたプレート孔１０１ａに嵌合して固定されることによって、キャッププレート１０１に固定されている。封止キャップ１０２は、キャップ押圧機構１０９を介してベースホルダ１０８に対して離接方向に移動可能に取り付けられている。キャップ押圧機構１０９は、封止キャップ１０２がキャッププレート１０１の面に略垂直な方向に移動する方向に弾性変形可能である。キャップ押圧機構１０９は、封止キャップ１０２が液滴吐出ヘッド１７などに当接した状態で、封止キャップ１０２に加えられた当接力によって変形し、変形抗力によって、封止キャップ１０２を液滴吐出ヘッド１７などに押付ける力を封止キャップ１０２に加える。
【００７５】
吐出ノズル７８をキャップ室１０７によって封止した状態で、吸引ポンプ１１１によって、吸引排液管１２４及び吸引排液孔１２４ａを介してキャップ凹部１０５内の気体を吸引することにより、吐出ノズル７８から液滴吐出ヘッド１７内の機能液を吸引することができる。液滴吐出ヘッド１７からキャップ室１０７に吸引された機能液は、キャップ凹部１０５の底、すなわちキャップ底面１０５Ａの上に溜まる。キャップ底面１０５Ａの上に溜まった機能液は、液面６１ａの高さが底面突起１２４ｃを越えると、底面突起１２４ｃの上面に開口した吸引排液孔１２４ａから吸引されて排出される。液面６１ａの高さが底面突起１２４ｃの高さに至らない量の機能液は、キャップ凹部１０５の底に溜まった状態が維持される。
【００７６】
＜キャップユニット＞
次に、封止キャップ１０２を有するキャップ装置１０３を備えるキャップユニット１１０の概略構成について、図６を参照して説明する。図６は、キャップユニットの概略構成を示す平面図である。図６に示したＸ軸及びＹ軸は、キャップユニット１１０が液滴吐出装置１に取り付けられた状態において、図１又は図４に示したＸ軸及びＹ軸と一致している。
【００７７】
図６に示したように、キャップユニット１１０は、キャッププレート１０１と、キャッププレート１０１に搭載された６個のキャップ装置１０３と、を有している。キャッププレート１０１は、図示省略したキャップ昇降機構を介して架台８に昇降可能に固定されている。
上述したように、キャップ装置１０３は封止キャップ１０２とベースホルダ１０８とを有しており、ベースホルダ１０８がキャッププレート１０１に形成されたプレート孔１０１ａに嵌合して固定されることによって、キャッププレート１０１に固定されている。封止キャップ１０２は、キャップ押圧機構１０９を介してベースホルダ１０８に対して離接方向に移動可能に取り付けられている。キャップ押圧機構１０９は、封止キャップ１０２がキャッププレート１０１の面に略垂直な方向に移動する方向に弾性変形可能である。キャップ押圧機構１０９は、封止キャップ１０２が液滴吐出ヘッド１７などに当接した状態で、封止キャップ１０２に加えられた当接力によってキャップ押圧機構１０９が変形し、変形抗力によって、封止キャップ１０２を液滴吐出ヘッド１７などに押付ける力を封止キャップ１０２に加える。
【００７８】
図６は、キャップユニット１１０を封止部材１０６側から見た図である。６個のキャップ装置１０３は、Ｙ軸方向に分かれて、それぞれ３個ずつのキャップ装置１０３を有するキャップ組１１５を２組形成している。キャップユニット１１０における６個のキャップ装置１０３は、ヘッドユニット５４における６個の液滴吐出ヘッド１７の位置に対応した位置にそれぞれ配設されている。キャップユニット１１０が有する６個のキャップ装置１０３によって、ヘッドユニット５４における６個の液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル７８を同時に封止することができる。
【００７９】
図１を参照して説明したように、ヘッドユニット５４は、Ｙ軸テーブル１２によってキャリッジユニット５１を移動させることによって、キャップユニット１１０に臨む位置に移動可能である。キャップユニット１１０に臨む位置にあるヘッドユニット５４に対して、キャップ昇降機構によってキャップユニット１１０を上昇させることで、６個の液滴吐出ヘッド１７のそれぞれのノズル形成面７６ａに、封止凸部１０６ａを当接させる。キャップ押圧機構１０９の押圧力によって、封止凸部１０６ａがノズル形成面７６ａに押付けられ、封止凸部１０６ａが弾性変形することによって、封止凸部１０６ａとノズル形成面７６ａとが密着する。上述したように、吐出ノズル７８に対しては、キャップ室１０７が、吐出ノズル７８を封止する封止空間になる。この状態が、封止キャップ１０２によって液滴吐出ヘッド１７（吐出ノズル７８）をキャッピング（封止）した状態である。
【００８０】
稼働していない液滴吐出ヘッド１７についてキャッピング状態を維持することによって、吐出ノズル７８の部分で機能液が乾燥することを抑制することができる。液滴吐出ヘッド１７（吐出ノズル７８）をキャッピングした状態で、吸引ポンプ１１１によって、吸引排液管１２４及び吸引排液孔１２４ａを介してキャップ凹部１０５内の気体を吸引することにより、吐出ノズル７８を介して、液滴吐出ヘッド１７内の圧力室１５８などに充填されている機能液を吸引することができる。
【００８１】
＜液滴吐出装置の電気的構成＞
次に、上述したような構成を有する液滴吐出装置１を駆動するための電気的構成について、図７を参照して説明する。図７は、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図である。液滴吐出装置１は、制御装置６５を介してデータの入力や、稼働開始や停止などの制御指令の入力を行うことで、制御される。制御装置６５は、演算処理を行うホストコンピュータ６６と、液滴吐出装置１に入出力する情報を入出力するための入出力装置６８とを有し、インタフェイス（Ｉ／Ｆ）６７を介して吐出装置制御部６と接続されている。入出力装置６８は、情報を入力可能なキーボード、記録媒体を介して情報を入出力する外部入出力装置、外部入出力装置を介して入力された情報を保存しておく記録部、モニタ装置などである。
【００８２】
液滴吐出装置１の吐出装置制御部６は、インタフェイス（Ｉ／Ｆ）４７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４６と、ハードディスク４８と、を有している。また、ヘッドドライバ２ｄと、駆動機構ドライバ４０ｄと、給液ドライバ６０ｄと、メンテナンスドライバ５ｄと、検査ドライバ４ｄと、検出部インタフェイス（Ｉ／Ｆ）４３と、を有している。これらは、データバス４９を介して互いに電気的に接続されている。
【００８３】
インタフェイス４７は、制御装置６５とデータの授受を行い、ＣＰＵ４４は、制御装置６５からの指令に基づいて各種演算処理を行い、液滴吐出装置１の各部の動作を制御する制御信号を出力する。ＲＡＭ４６は、ＣＰＵ４４からの指令に従って、制御装置６５から受け取った制御コマンドや印刷データを一時的に保存する。ＲＯＭ４５は、ＣＰＵ４４が各種演算処理を行うためのルーチンなどを記憶している。ハードディスク４８は、制御装置６５から受け取った制御コマンドや印刷データを保存したり、ＣＰＵ４４が各種演算処理を行うためのルーチンなどを記憶したりしている。
【００８４】
ヘッドドライバ２ｄには、吐出ユニット２を構成する液滴吐出ヘッド１７が接続されている。ヘッドドライバ２ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って液滴吐出ヘッド１７を駆動して、機能液の液滴を吐出させる。駆動機構ドライバ４０ｄには、Ｙ軸テーブル１２のヘッド移動モータと、Ｘ軸テーブル１１のＸ軸リニアモータ２６と、各種駆動源を有する各種駆動機構を含む駆動機構４１とが接続されている。各種駆動機構は、上記した、キャップ昇降機構の駆動モータや、アライメントカメラ８１を移動するためのカメラ移動モータや、θテーブル３２のθ駆動モータ５３２などである。駆動機構ドライバ４０ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って上記モータなどを駆動して、液滴吐出ヘッド１７とワークＷとを相対移動させてワークＷの任意の位置と液滴吐出ヘッド１７とを対向させ、ヘッドドライバ２ｄと協働して、ワークＷ上の任意の位置に機能液の液滴を着弾させる。
【００８５】
メンテナンスドライバ５ｄには、メンテナンスユニット５の吸引ユニット１５と、ワイピングユニット１６と、フラッシングユニット１４とが接続されている。吸引ユニット１５が有する、吸引ポンプ１１１と、吸引排液バルブ１２２とが、メンテナンスドライバ５ｄに接続されている。
メンテナンスドライバ５ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って、吸引ユニット１５、ワイピングユニット１６、又はフラッシングユニット１４を駆動して、液滴吐出ヘッド１７の保守作業を実施させる。吸引ポンプ１１１と、吸引排液バルブ１２２とを駆動して、キャップ室１０７内の気体を吸引することで、吐出ノズル７８を介して、圧力室１５８などに充填されている機能液を吸引する。
【００８６】
検査ドライバ４ｄには、検査ユニット４の吐出検査ユニット１８と、重量測定ユニット１９とが接続されている。検査ドライバ４ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って、吐出検査ユニット１８、又は重量測定ユニット１９を駆動して、吐出重量や吐出の可否や着弾位置精度などの、液滴吐出ヘッド１７の吐出状態の検査を実施させる。
【００８７】
給液ドライバ６０ｄには、給液ユニット６０が接続されている。給液ドライバ６０ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って給液ユニット６０を駆動して、液滴吐出ヘッド１７に機能液を供給する。検出部インタフェイス４３には、各種センサを含む検出部４２が接続されている。検出部４２の各センサによって検出された検出情報が検出部インタフェイス４３を介してＣＰＵ４４に伝達される。
【００８８】
＜配線基板の構成＞
次に、液滴吐出装置１を用いて機能液を配置する対象物の一例として、金属配線を形成する配線基板について、図８を参照して説明する。図８は配線基板のマザー基板を示す概略平面図である。図８に示すように、配線基板２００は、半導体装置（ＩＣ）を平面実装する回路基板であり、ＩＣの入出力電極（バンプ）に対応して配置された導電性材料からなる配線としての入力配線２０１及び出力配線２０３と、絶縁膜２０７とにより構成されている。絶縁膜２０７は、二点鎖線で示した外形２０６の内側であって、二点鎖線で示した実装領域２０５以外の部分に形成されており、入力端子部２０２及び出力端子部２０４を避けると共に、実装領域２０５の内側に入力配線２０１と出力配線２０３のそれぞれの一部が露出するように複数の入力配線２０１及び出力配線２０３を覆っている。配線基板２００は、マザー基板２００Ａ上に、複数の配線基板２００がマトリクス状に形成される。当該マザー基板２００Ａを分割することによって、個別の配線基板２００がり取り出される。マザー基板２００Ａは、絶縁基板としてリジットなガラス基板、セラミック基板、ガラスエポキシ樹脂基板の他、フレキシブルな樹脂基板を用いることができる。分割方法としては、スクライブ、ダイシング、レーザーカット、プレスなどがマザー基板２００Ａの材料に応じて選択できる。
【００８９】
本実施形態では、上述した液滴吐出装置１を用いた液滴吐出法により、導電性材料からなる入力配線２０１及び出力配線２０３や絶縁性材料からなる絶縁膜２０７を形成する。液滴吐出法を用いることで、各材料の無駄を省いて配線や絶縁膜を形成することができる。また、フォトリソグラフィ法に比べてパターン形成するための露光用マスクや現像、エッチングなどの工程を必要としないので、マザー基板２００Ａのサイズによらず工程を簡略化することができる。
【００９０】
液滴吐出装置１から吐出する機能液に含まれる導電性材料としては、例えば金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、及びニッケルのうちの少なくともいずれか１つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。１．０μｍより大きいと液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル７８に目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
【００９１】
分散媒としては、上記の導電性微粒子を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、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
【００９２】
上記導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ以上０．０７Ｎ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により機能液を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、機能液のノズル形成面７６ａに対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えると吐出ノズル７８の先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、マザー基板２００Ａ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、機能液のマザー基板２００Ａ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。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどの有機化合物を含んでもよい。
【００９３】
上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて機能液を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には吐出ノズル７８周辺部が機能液の流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、吐出ノズル７８のノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。
休止状態の液滴吐出ヘッド１７においては、分散液が吐出ノズル７８から吐出可能な状態に液滴吐出ヘッド１７に充填されており、吐出ノズル７８から分散媒が蒸発することによって分散液の粘度が高くなる可能性がある。キャップ装置１０３によって液滴吐出ヘッド１７をキャッピングすることによって、吐出ノズル７８を封止して、吐出ノズル７８から分散媒が蒸発することを抑制することができる。
キャップユニット１１０によって液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル７８から分散液を吸引することによって、粘度が高くなった可能性のある分散液を強制的に取り除くことができる。
【００９４】
＜封止キャップ例２＞
次に、図９を参照して、封止キャップ１０２とは異なる封止キャップ３０２について説明する。図９は、封止キャップの構成を示す断面図である。封止キャップ３０２が、ノズル封止手段に相当する。
【００９５】
図９に示すように、封止キャップ３０２は、キャップベース３０４と封止部材３０６とを備えている。キャップベース３０４は、例えばステンレス鋼などのような腐食され難い材料で略直方体形状に構成されており、一面にキャップ凹部３０５が形成されている。キャップ凹部３０５は、キャップベース３０４の一面に開口する主凹部３０５ａを有している。キャップベース３０４は、封止キャップ３０２が液滴吐出装置１に取り付けられた状態では、主凹部３０５ａの開口が重力加速度方向の上側に開口する状態になる。
【００９６】
キャップベース３０４のキャップ凹部３０５が形成されている面を上面、反対側の面を下面、上面と下面以外の４面を側面と表記する。
キャップ凹部３０５は、主凹部３０５ａと、副凹部３０５ｂと、主凹部３０５ａと副凹部３０５ｂとを連通する連通孔３０５ｃと、を有している。主凹部３０５ａは略直方体形状の凹部であり、直方体形状の一面がキャップベース３０４の上面に開口している。
副凹部３０５ｂは、キャップベース３０４の内部に形成された空間であり、吸引排液孔３２４ａ及び連通孔３０５ｃ以外の部分は閉鎖された空間である。主凹部３０５ａと副凹部３０５ｂとは、連通孔３０５ｃを介してつながっている。主凹部３０５ａの底面（下面側の面）と、副凹部３０５ｂの底面（下面側の面）と、連通孔３０５ｃの底面（下面側の面）とは連続した略平坦な面であり、この底面を、キャップ底面３０５Ａと表記する。主凹部３０５ａと副凹部３０５ｂとを分ける分離壁３０４ａによって、主凹部３０５ａと副凹部３０５ｂとの上面側は隔絶されており、上面側から伸びた分離壁３０４ａとキャップ底面３０５Ａとの間の隙間として、連通孔３０５ｃが形成されている。
【００９７】
キャップベース３０４には、キャップ凹部３０５から下面に貫通する吸引排液孔３２４ａが形成されている。吸引排液孔３２４ａは、副凹部３０５ｂ内のキャップ底面３０５Ａに突設された底面突起３２４ｃ及びキャップベース３０４の下面に突設された吸引排液突起３２４ｂを貫通して、キャップベース３０４の外部に開口している。底面突起３２４ｃの上面のキャップ底面３０５Ａからの高さは、分離壁３０４ａの下端面のキャップ底面３０５Ａからの高さより高くなっている。
【００９８】
吸引排液突起３２４ｂには吸引排液管１２４の一端が嵌合しており、吸引排液管１２４の他端は、吸引ポンプ１１１に接続されている。吸引排液管１２４の途中には、吸引排液管１２４の流路を開閉可能な吸引排液バルブ１２２が設けられている。吸引排液バルブ１２２及び吸引ポンプ１１１は、吐出装置制御部６によって制御される。吸引ポンプ１１１によって、吸引排液管１２４及び吸引排液孔３２４ａを介してキャップ凹部３０５内の気体や液体を吸引することができる。吸引排液管１２４及び吸引ポンプ１１１が、吸引手段又は排出手段に相当する。吸引排液管１２４が、吸引管又は排液管に相当する。
【００９９】
封止部材３０６は、耐食性を有するゴム状弾性体材料を用いて形成されている。封止部材３０６は、主凹部３０５ａの開口の縁に沿って、図示省略した封止部材ホルダによってキャップベースに固定されている。封止部材３０６の封止凸部３０６ａが、キャップベース３０４の上面から突出している。封止部材３０６とキャップ凹部３０５とで、キャップ室３０７を構成している。
封止凸部３０６ａの平面形状は、２列のノズル列７８Ａの周囲でノズル形成面７６ａに当接する形状になっている。封止キャップ３０２が液滴吐出ヘッド１７に当接する場合、キャップベース３０４から突出している封止凸部３０６ａがノズル形成面７６ａに当接する。このとき、ゴム状弾性体材料から成る封止凸部３０６ａは、弾性変形してノズル形成面７６ａに密着する。キャップ室３０７は、図９に二点鎖線で示したように、液滴吐出ヘッド１７によって封止されて、吸引排液孔３２４ａ、又は液滴吐出ヘッド１７に形成された液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な封止空間となる。吐出ノズル７８に対しては、キャップ室３０７が、吐出ノズル７８を封止する封止空間になっている。キャップ室３０７が、封止室に相当する。封止凸部３０６ａが、封止突起部に相当する。主凹部３０５ａと封止部材３０６とで形成される凹部が、封止主室に相当し、副凹部３０５ｂが、吸引口室に相当する。
【０１００】
上述したキャップ装置１０３と同様に、封止キャップ３０２は、キャップ押圧機構を介してベースホルダに取り付けられ、ベースホルダがキャッププレートに固定されて、キャップユニットが形成される。
【０１０１】
吐出ノズル７８をキャップ室３０７によって封止した状態で、吸引ポンプ１１１によって、吸引排液管１２４及び吸引排液孔３２４ａを介してキャップ凹部３０５内の気体を吸引することにより、吐出ノズル７８から液滴吐出ヘッド１７内の機能液を吸引することができる。液滴吐出ヘッド１７からキャップ室３０７に吸引された機能液は、キャップ凹部３０５の底、すなわちキャップ底面３０５Ａの上に溜まる。キャップ底面３０５Ａの上に溜まった機能液は、液面６１ａの高さが底面突起３２４ｃを越えると、底面突起３２４ｃの上面に開口した吸引排液孔３２４ａから吸引されて排出される。底面突起３２４ｃの上面のキャップ底面３０５Ａからの高さは、分離壁３０４ａの下端面より高いため、機能液が吸引排液孔３２４ａから吸引されて排出される状態では、液面６１ａは、分離壁３０４ａによって遮られて、主凹部３０５ａ側の液面６１ａと副凹部３０５ｂ側の液面６１ａとに分離されている。機能液より軽い物質がキャップ室３０７に混入した場合は、主凹部３０５ａ側の液面６１ａに浮かぶため、当該物質が連通孔３０５ｃを通って副凹部３０５ｂに移動する可能性は小さいことから、当該物質が吸引排液孔３２４ａに吸引される可能性は小さくなる。液面６１ａの高さが底面突起３２４ｃの高さに至らない量の機能液は、キャップ凹部３０５の底に溜まった状態が維持される。
【０１０２】
＜封止キャップ例３＞
次に、封止キャップ１０２又は封止キャップ３０２とは異なる封止キャップ４０２、及び封止キャップ４０２を有するキャップ装置４０３について、図１０を参照して説明する。図１０は、封止キャップ及びキャップ装置の概略構成を示す断面図である。封止キャップ４０２が、ノズル封止手段に相当する。
【０１０３】
図１０に示すように、封止キャップ４０２は、キャップベース４０４と封止部材４０６とを備えている。キャップベース４０４は、例えばステンレス鋼などのような腐食され難い材料で略直方体形状に構成されており、一面にキャップ凹部４０５が形成されている。キャップ凹部４０５は、キャップベース４０４の一面に開口する略直方体形状の凹部である。キャップベース４０４は、封止キャップ４０２が液滴吐出装置に取り付けられた状態では、キャップ凹部４０５の開口が重力加速度方向の上側を向く状態になる。キャップベース４０４のキャップ凹部４０５が形成されている面を上面、反対側の面を下面、上面と下面以外の４面を側面と表記する。略直方体形状の凹部であるキャップ凹部４０５の底面をキャップ底面４０５Ａと表記する。
【０１０４】
キャップベース４０４には、キャップ凹部４０５から側面に貫通する吸引孔４１４ａと、キャップ凹部４０５から下面に貫通する排液孔４２４ａと、が形成されている。排液孔４２４ａは、キャップベース４０４の下面に突設された排液突起４２４ｂ、及びキャップ底面４０５Ａに突設された底面突起４２４ｃを貫通して、キャップベース４０４の外部に開口している。吸引孔４１４ａは、キャップベース４０４の側面に突設された吸引突起４１４ｂを貫通して、キャップベース４０４の外部に開口している。吸引孔４１４ａは、キャップ凹部４０５の内壁における、キャップ底面４０５Ａから離れた位置に開口している。キャップ底面４０５Ａから吸引孔４１４ａの開口までの高さは、底面突起４２４ｃの高さより高くなっている。キャップ底面４０５Ａからの高さに関して、吸引孔４１４ａは、排液孔４２４ａがキャップ凹部４０５に開口している位置より高い位置で、キャップ凹部４０５に開口している。
【０１０５】
吸引突起４１４ｂには吸引管１１４の一端が嵌合しており、吸引管１１４の他端は、吸引ポンプ１１１に接続されている。吸引管１１４の途中には、吸引管１１４の流路を開閉可能な吸引バルブ１１２が設けられている。吸引バルブ１１２及び吸引ポンプ１１１は、吐出装置制御部６によって制御される。吸引ポンプ１１１によって、吸引管１１４及び吸引孔４１４ａを介してキャップ凹部４０５内の気体や液体を吸引することができる。
排液突起４２４ｂには排液管４２４の一端が嵌合しており、排液管４２４の他端は、排液ポンプ１２１に接続されている。排液管４２４の途中には、排液管４２４の流路を開閉可能な排液バルブ４２２が設けられている。排液バルブ４２２及び排液ポンプ１２１は、吐出装置制御部６によって制御される。排液ポンプ１２１によって、排液管４２４及び排液孔４２４ａを介してキャップ凹部４０５の底に溜まった機能液や溶解液を排出することができる。吸引管１１４及び吸引ポンプ１１１が、吸引手段に相当する。排液管４２４及び排液ポンプ１２１が、排出手段に相当する。
【０１０６】
封止部材４０６は、耐食性を有するゴム状弾性体材料を用いて形成されている。封止部材４０６は、キャップ凹部４０５の開口の縁に沿って、図示省略した封止部材ホルダによってキャップベース４０４に固定されている。封止部材４０６の封止凸部４０６ａが、キャップベース４０４の上面から突出している。封止部材４０６とキャップ凹部４０５とで、キャップ室４０７を構成している。
封止凸部４０６ａの平面形状は、封止凸部１０６ａなどと同様に、２列のノズル列７８Ａの周囲でノズル形成面７６ａに当接する形状になっている。封止キャップ４０２が液滴吐出ヘッド１７に当接する場合、キャップベース４０４から突出している封止凸部４０６ａがノズル形成面７６ａに当接する。このとき、ゴム状弾性体材料から成る封止凸部４０６ａは、弾性変形してノズル形成面７６ａに密着する。キャップ室４０７は、図１０に二点鎖線で示したように、液滴吐出ヘッド１７によって封止されて、吸引孔４１４ａ、排液孔４２４ａ、又は液滴吐出ヘッド１７に形成された液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な封止空間となる。吐出ノズル７８に対しては、キャップ室４０７が、吐出ノズル７８を封止する封止空間になっている。キャップ室４０７が、封止室に相当する。封止凸部４０６ａが、封止突起部に相当する。
【０１０７】
キャップ装置４０３は封止キャップ４０２とベースホルダ４０８とを有しており、ベースホルダ４０８がキャッププレート４０１に形成されたプレート孔４０１ａに遊嵌して、図示省略した固定部材を用いて固定されることによって、キャッププレート４０１に固定されている。封止キャップ４０２は、キャップ押圧機構４０９を介してベースホルダ４０８に対して離接方向に移動可能に取り付けられている。キャップ押圧機構４０９は、封止キャップ４０２がキャッププレート４０１の面に略垂直な方向に移動する方向に弾性変形可能である。キャップ押圧機構４０９は、封止キャップ４０２が液滴吐出ヘッド１７などに当接した状態で、封止キャップ４０２に加えられた当接力によって変形し、変形抗力によって、封止キャップ４０２を液滴吐出ヘッド１７などに押付ける力を封止キャップ４０２に加える。
【０１０８】
吐出ノズル７８をキャップ室４０７によって封止した状態で、排液バルブ４２２を閉じて排液管４２４を閉鎖することにより、キャップ室４０７は、吸引孔４１４ａ、又は液滴吐出ヘッド１７に形成された液状体の流路を介してのみ外部と連通可能な封止空間となる。この状態で、吸引ポンプ１１１によって、吸引管１１４及び吸引孔４１４ａを介してキャップ凹部４０５内の気体を吸引することにより、吐出ノズル７８から液滴吐出ヘッド１７内の機能液を吸引することができる。液滴吐出ヘッド１７からキャップ室４０７に吸引された機能液は、キャップ凹部４０５の底、すなわちキャップ底面４０５Ａの上に溜まる。キャップ底面４０５Ａの上に溜まった機能液は、液面６１ａの高さが底面突起４２４ｃの高さを越えると、底面突起４２４ｃの上面に開口した排液孔４２４ａから排出可能となる。排液バルブ４２２を開いて、排液ポンプ１２１を駆動することによって、底面突起４２４ｃの高さを越えてキャップ凹部４０５に溜まった機能液が排出される。
【０１０９】
本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）底面突起１２４ｃがキャップ底面１０５Ａから突出しており、吸引排液孔１２４ａは、底面突起１２４ｃの上面においてキャップ室１０７に開口している。液滴吐出ヘッド１７からキャップ室１０７に吸引された機能液は、キャップ凹部１０５の底に溜まる。キャップ凹部１０５の底に溜まった機能液は、液面６１ａの高さが底面突起１２４ｃを越えると、底面突起１２４ｃの上面に開口した吸引排液孔１２４ａから吸引されて排出される。流動しやすい機能液は底面突起１２４ｃの上面を乗り越えて吸引排液孔１２４ａに吸引されるが、機能液が乾燥して形成された塊が底面突起１２４ｃの上面を乗り越えることは起こり難いため、機能液が乾燥して形成された塊が吸引排液孔１２４ａに吸引されることを抑制することができる。
【０１１０】
（２）キャップユニット１１０における６個のキャップ装置１０３は、ヘッドユニット５４における６個の液滴吐出ヘッド１７の位置に対応した位置にそれぞれ配設されている。これにより、キャップユニット１１０が有する６個のキャップ装置１０３によって、ヘッドユニット５４における６個の液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル７８を同時に封止して、吸引に要する時間を削減することができる。
【０１１１】
（３）底面突起３２４ｃの上面のキャップ底面３０５Ａからの高さは、分離壁３０４ａの下端面より高いため、機能液が吸引排液孔３２４ａから吸引されて排出される状態では、液面６１ａは、分離壁３０４ａによって遮られて、主凹部３０５ａ側の液面６１ａと副凹部３０５ｂ側の液面６１ａとに分離されている。機能液より軽い物質がキャップ室３０７に混入した場合は、主凹部３０５ａ側の液面６１ａに浮かぶため、当該物質が連通孔３０５ｃを通って副凹部３０５ｂに移動する可能性は小さい。これにより、機能液が乾燥して形成される塊の比重が機能液より小さい場合であっても、当該塊が副凹部３０５ｂに開口した吸引排液孔３２４ａに吸引されることを抑制することができる。また、キャップ室３０７に侵入した機能液より軽い異物が吸引排液孔３２４ａに吸引されることを抑制することができる。
【０１１２】
（４）排液管４２４の途中には、排液管４２４の流路を閉鎖又は開放可能な排液バルブ４２２が設けられている。排液バルブ４２２を閉じる又は開くことによって、キャップ凹部４０５に溜まった機能液の排出を制御することができる。
キャップ室４０７を負圧にする際は、排液バルブ４２２を閉じることによって、排液管４２４を介して外部からキャップ室４０７に空気が逆流することを抑制することができる。
【０１１３】
（５）キャップベース４０４には、キャップ凹部４０５から側面に貫通する吸引孔４１４ａが形成されており、吸引孔４１４ａは、排液孔４２４ａがキャップ凹部４０５に開口している位置より高い位置で、キャップ凹部４０５に開口している。この構成によって、キャップ凹部４０５に溜まった機能液は、液面６１ａの高さが吸引孔４１４ａの開口の高さに達するより低い位置において、排液孔４２４ａに流入可能となる。したがって、キャップ室４０７から空気を吸引してキャップ室４０７を負圧にする際に、吸引孔４１４ａからキャップ凹部４０５の底に溜まった機能液を吸引することが少なくなるため、効率よくキャップ室４０７から空気を吸引して負圧にすることができる。
【０１１４】
（６）キャップベース４０４には、吸引孔４１４ａとは別に排液孔４２４ａが設けられている。これにより、吸引孔４１４ａや吸引管１１４や吸引バルブ１１２や吸引ポンプ１１１が機能液に触れる可能性を小さくすることができる。
【０１１５】
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【０１１６】
（変形例１）前記実施形態においては、キャップ凹部１０５、キャップ凹部３０５、及びキャップ凹部４０５は、機能液を溜める空間であったが、キャップ凹部を含むキャプ室が、空の空間であることは必須ではない。キャップ凹部を含むキャップ室内に、液状体を吸収可能な吸収材を配設してもよい。
キャップ室内に、液状体を吸収可能な吸収材を配設すると、液滴吐出ヘッドから吸引されて封止室内に落下した液状体は、吸収材に吸収される。液状体又は液状体の溶質の凝固が発生する場合は、液状体が吸収材に吸収された状態で発生するため、液状体又は液状体の溶質が凝固した凝固物は吸収材から外れる可能性はほとんどないことから、凝固しかけたり凝固したりした液状体又は液状体の溶質が吸引管や排液管に侵入することを抑制することができる。
また、吸収材を封止室から取り出すだけで、封止室内の凝固物を容易に取り除くことができる。
【０１１７】
（変形例２）前記実施形態においては、キャップ凹部３０５におけるキャップ底面３０５Ａは、主凹部３０５ａの底面と、副凹部３０５ｂの底面と、連通孔３０５ｃの底面とが連続した略平坦な面であったが、主凹部と、副凹部と、連通孔とが連続した底面を有することは必須ではない。
主凹部と、副凹部と、主凹部と副凹部とを連通させる連通孔を有するキャップ凹部においては、連通孔の底面の位置が、重力加速度方向において、主凹部の底面より高い位置になる構成にしてもよい。連通孔の底面の位置が主凹部の底面より高いことにより、液状体より比重が大きい固形物が主凹部から連通孔の方に移動し難くなるため、固形物が副凹部に移動して副凹部に開口した吸引管や排液管や吸引排液管に入り込むことを抑制することができる。
副凹部の底面の位置が、重力加速度方向において、主凹部の底面より高い位置になる構成にしてもよい。副凹部の底面の位置が主凹部の底面より高いことにより、液状体より比重が大きい固形物が主凹部から副凹部の方に移動し難くなるため、固形物が副凹部に移動して副凹部に開口した吸引管や排液管や吸引排液管に入り込むことを抑制することができる。
【０１１８】
（変形例３）前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド１７を封止していない状態におけるキャップ室１０７、キャップ室３０７、又はキャップ室４０７は、封止している状態ではノズル形成面７６ａによって塞がれている開口が開放されている。キャップ室１０７、キャップ室３０７、又はキャップ室４０７の開口を封止する封止キャップ蓋を設けて、液滴吐出ヘッド１７を封止していない場合に、封止キャップ蓋によってキャップ室１０７、キャップ室３０７、又はキャップ室４０７の開口を封止してもよい。キャップ室の開口を封止することによって、キャップ室内の溶媒が蒸発することを抑制して、キャップ室内の機能液の濃度が高くなったり凝固したりすることを抑制することができる。
【０１１９】
（変形例４）前記実施形態においては、キャップ凹部４０５に溜まった機能液などを排出するための排液ポンプ１２１を設けていたが、排出するためのポンプなどを設けることは必須ではない。重力加速度方向の低い位置に開口する出口を有する排出孔を形成して、当該排出孔から重力によって自然に流出させる構成であってもよい。
【０１２０】
（変形例５）前記実施形態においては、キャップベース４０４における吸引孔４１４ａは、キャップ凹部４０５側面から外部に貫通する孔であったが、吸引孔がキャップ凹部の側面から外部に貫通することは必須ではない。吸引孔をキャップ凹部の底面に形成してもよい。この場合には、吸引孔のキャップ凹部側の開口は、排液孔がキャップ凹部の底面に突設された底面突起の上面においてキャップ凹部に開口しているのと同様に、キャップ凹部の底面に形成した吸引孔用突起の上面に形成する。キャップ凹部の底面に対する吸引孔用突起の高さは、排液孔が開口する底面突起の上面より高い位置に形成する。
【０１２１】
（変形例６）前記実施形態においては、キャップ室１０７、キャップ室３０７、又はキャップ室４０７に滞留する機能液の乾燥を抑制する手段は設けられていなかったが、排液管などに機能液が乾燥することで凝固した固形物が侵入することを抑制するために、キャップ室に滞留する機能液の固化を抑制する手段を設けてもよい。固化を抑制する手段は、例えば、液状体が乾燥することで凝固した固形物を溶解可能な溶解液をキャップ室に供給する溶解液供給装置である。溶解液供給装置によってキャップ室に溶解液を供給することによって、キャップ室に滞留する液状体を希釈して、液状体が乾燥して凝固することを抑制することができる。
【０１２２】
（変形例７）前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド１７に対して封止キャップ１０２、封止キャップ３０２、又は封止キャップ４０２を用いてキャッピング又はキャッピングの解除をする際に、キャップユニット１１０などとヘッドユニット５４とを離接方向に相対移動させるために、キャップユニット１１０などをＺ軸方向に移動するキャップ昇降機構を設けていた。しかし、吐出ヘッドに対して封止キャップを用いてキャッピング又はキャッピングの解除をする際に、キャップユニットを吐出ヘッドとの離接方向に移動させることは必須ではない。ヘッドユニットをキャップユニットとの離接方向に移動させる構成であってもよい。
【０１２３】
（変形例８）前記実施形態においては、ヘッドユニット５４は６個の液滴吐出ヘッド１７を備えていたが、ヘッドユニットが備える液滴吐出ヘッドの数は、６個に限らない。ヘッドユニットは、何個の液滴吐出ヘッドを備えていてもよい。
【０１２４】
（変形例９）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は１個のヘッドユニット５４を備えていたが、液滴吐出装置が備えるヘッドユニットは１個に限らない。液滴吐出装置は、何個のヘッドユニットを備えていてもよい。
【０１２５】
（変形例１０）前記実施形態においては、吐出装置として、インクジェット方式の液滴吐出ヘッド１７を備える液滴吐出装置１を例に説明したが、吐出装置が液滴吐出装置であることは必須ではない。吐出装置としては、例えば、ディスペンサを備える吐出装置などであってもよい。
【０１２６】
（変形例１１）前記実施形態においては、液滴吐出装置１を使用して機能液を配置することで描画を実施する描画対象物の一例として、金属配線や絶縁膜を形成する配線基板について説明したが、描画対象物は配線基板に限らない。上述したヘッド保守装置、吐出装置、及びヘッド保守方法は、製造に際して様々な液状体を配置して加工を実施する様々な加工対象物を加工するための製造装置、及び製造方法として利用できる。
例えば、液晶表示パネルのフィルタ膜や、液晶表示装置の画素電極膜や配向膜や対向電極膜や、カラーフィルタなどを保護するためなどに設けるオーバーコート膜などの加工方法又は加工装置などとして、利用することもできる。有機ＥＬ表示装置の正極電極膜や陰極電極膜、フォトエッチングなどによってパターンを形成するための膜や、フォトエッチングなどのフォトレジスト膜などの加工方法又は加工装置などとして、利用することもできる。半導体ウェハ、及び液状の導電材料を吐出する半導体装置の配線導電膜の加工方法又は加工装置、半導体ウェハ、及び液状の絶縁材料を吐出する半導体装置の絶縁層の加工方法又は加工装置などとして、利用することもできる。
【０１２７】
（変形例１２）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は、加工対象物を載置したワーク載置台２１を主走査方向に移動させると共に、液滴吐出ヘッド１７から機能液を吐出させることによって機能液を配置していた。また、ヘッドユニット５４を副走査方向に移動することによって、加工対象物に対する液滴吐出ヘッド１７（吐出ノズル７８）の位置を合わせこんでいた。しかし、配置ヘッドとしての液滴吐出ヘッドと加工対象物との、主走査方向の相対移動を加工対象物を移動させることで実施することも、副走査方向の相対移動を吐出ヘッドを移動させることで実施することも、必須ではない。
吐出ヘッドと加工対象物との、主走査方向の相対移動を吐出ヘッドを主走査方向に移動させることで実施してもよい。吐出ヘッドと加工対象物との、副走査方向の相対移動を加工対象物を副走査方向に移動させることで実施してもよい。あるいは、吐出ヘッドと加工対象物との、主走査方向及び副走査方向の相対移動を、吐出ヘッド、又は加工対象物のどちらか一方を、主走査方向及び副走査方向に移動させることで実施してもよいし、吐出ヘッド、及び加工対象物の両方を、主走査方向及び副走査方向に移動させることで実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】液滴吐出装置の概略構成を示す平面図。
【図２】液滴吐出装置の概略構成を示す側面図。
【図３】（ａ）は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図。（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図。（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図。
【図４】ヘッドユニットの概略構成を示す平面図。
【図５】（ａ）は、封止キャップを封止部材側から見た外観斜視図。（ｂ）は、封止キャップを有するキャップ装置の構造を示す断面図。
【図６】キャップユニットの概略構成を示す平面図。
【図７】液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図。
【図８】配線基板のマザー基板を示す概略平面図。
【図９】封止キャップの構成を示す断面図。
【図１０】封止キャップ及びキャップ装置の概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１２９】
１…液滴吐出装置、５…メンテナンスユニット、１５…吸引ユニット、１７…液滴吐出ヘッド、５４…ヘッドユニット、６１ａ…液面、７６…ノズルプレート、７６ａ…ノズル形成面、７８…吐出ノズル、７８Ａ…ノズル列、１０２，３０２，４０２…封止キャップ、１０３，４０３…キャップ装置、１０４，３０４，４０４…キャップベース、１０５，３０５，４０５…キャップ凹部、１０５Ａ，３０５Ａ，４０５Ａ…キャップ底面、１０６，３０６，４０６…封止部材、１０６ａ，３０６ａ，４０６ａ…封止凸部、１０７，３０７，４０７…キャップ室、１０８，４０８…ベースホルダ、１０９，４０９…キャップ押圧機構、１１０…キャップユニット、１１１…吸引ポンプ、１１２…吸引バルブ、１１４…吸引管、１２１…排液ポンプ、１２２…吸引排液バルブ、１２４…吸引排液管、１２４ａ，３２４ａ…吸引排液孔、１２４ｃ，３２４ｃ，４２４ｃ…底面突起、３０４ａ…分離壁、３０５ａ…主凹部、３０５ｂ…副凹部、３０５ｃ…連通孔、４１４ａ…吸引孔、４２２…排液バルブ、４２４…排液管、４２４ａ…排液孔。
【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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