液滴吐出ヘッドのクリーニング方法
【課題】液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させた上で、ノズル内に形成された固化物を除去することができる液滴吐出ヘッドのクリーニング方法を提供する。
【解決手段】複数のノズルＮが配列されたノズル面２１ａに当接可能なキャップ本体６７を、複数のノズルＮを覆った状態でノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程と、ノズル面２１ａとキャップ本体６７との間に形成される内側空間Ｓ内に連通する吸引ポンプ５０によって、内側空間Ｓ内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、クリーニング工程では、内側空間Ｓ内を負圧吸引しつつ、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌに対して間欠的に振動を印加することを特徴とする。
【解決手段】複数のノズルＮが配列されたノズル面２１ａに当接可能なキャップ本体６７を、複数のノズルＮを覆った状態でノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程と、ノズル面２１ａとキャップ本体６７との間に形成される内側空間Ｓ内に連通する吸引ポンプ５０によって、内側空間Ｓ内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、クリーニング工程では、内側空間Ｓ内を負圧吸引しつつ、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌに対して間欠的に振動を印加することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドのクリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式で機能液の微小な液滴を吐出可能な液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置や有機ＥＬ装置等のカラーフィルターに代表される各種の電気光学装置（フラットパネルディスプレイ：ＦＰＤ）を製造する液滴吐出装置が知られている。この液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに設けられたノズルから記録媒体に向けて液滴が吐出される構成になっている。
【０００３】
ところで、上述した液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドのノズル面が外気に晒された状態にあるため、機能液の溶媒や分散媒の蒸発により、ノズル内の開口縁近傍に機能液の固化物が形成される虞がある。この場合、固化物の付着によってノズル径が狭まりノズルから吐出される液滴の量が減少したり、ノズルの開口形状が歪むことで液滴の飛び散りや飛行曲がりが生じ、液滴が所望の位置に着弾しなかったりするという問題がある。
【０００４】
そこで、上述の不具合を解決するために、例えば特許文献１に示されるように、圧電素子に電圧を印加し、振動板を振動させることで液滴吐出ヘッド内の機能液に振動を印加する第１工程と、液滴吐出ヘッドから吐出された機能液の液滴の着弾状態の検出を行う第２工程と、第２工程の検出結果に基づき再度機能液に振動を印加する第３工程とを有する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の構成にあっては、液滴吐出ヘッドに対して高周波の微振動を連続的に付与するため、液滴吐出ヘッドの耐久性が低下するという問題がある。具体的に、機能液に振動を付与する圧電素子は、各ノズルに対応して振動板上に配置されているが、上述した第１，３工程時に圧電素子を連続的に駆動させることで圧電素子が自己発熱し、この熱により圧電素子が振動板から剥がれてしまう虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させた上で、ノズル内に形成された固化物を除去することができる液滴吐出ヘッドのクリーニング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、複数のノズルから機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのクリーニング方法であって、前記複数のノズルが配列されたノズル面に当接可能なキャップ部材を、前記複数のノズルを覆った状態で前記ノズル面に当接させるキャッピング工程と、前記ノズル面と前記キャップ部材との間に形成される内側空間内に連通する吸引手段によって、前記内側空間内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、前記クリーニング工程では、前記内側空間内を負圧吸引しつつ、前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液に対して間欠的に振動を印加することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、機能液に対して間欠的に振動を印加することで、振動の休止状態において駆動素子の振動により発熱した液滴吐出ヘッドの温度を低下させることができる。これにより、駆動素子の発熱により駆動素子が振動板から剥離すること等を防止することができるので、液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させ、液滴吐出ヘッドの長寿命化を図ることができる。
【００１０】
さらに、機能液を振動させることで、液滴吐出ヘッド内の機能液にキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド内の固化物を破壊または剥離させることができる。そして、これら固化物をノズル内の機能液とともに吸引することで、ノズル内の開口縁近傍に形成された固化物を除去することができる。
特に、本発明によれば、上述したように機能液に間欠的に振動を印加するため、従来の振動の振幅と同等の振幅を確保するためには、電圧の立ち上がりや立ち下がりの傾きを比較的急峻にしなければならない。そのため、機能液に付与される振動を大きくすることができ、ノズル内に付着した固化物をより速やかに除去することができる。
したがって、クリーニングの作業効率を向上させるとともに、ノズルの吐出精度を高精度に維持することができ、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。その結果、製品不良を発生させず、不良率を低下させることができるので、製品のコストダウンを図ることができる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、前記クリーニング工程では、前記機能液に対して第１所定時間振動を印加する振動状態と、前記第１所定時間の経過後、第２所定時間振動を休止する休止状態との振動サイクルを複数回実施し、前記休止状態における前記第２所定時間は、前記振動状態後における前記液滴吐出ヘッドの温度を、前記振動状態前の前記液滴吐出ヘッドの温度まで低下させるために要する時間に設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、各振動状態前後の液滴吐出ヘッドの温度を同等に保持することができるので、クリーニング工程において駆動素子の発熱による液滴吐出ヘッドの大幅な温度上昇を抑制することができる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、前記ノズルから記録媒体に向けて前記液滴を吐出する描画工程に先立って、前記液滴吐出ヘッドの液滴の着弾位置と基準着弾位置との距離を検出する着弾位置検出工程を有し、前記着弾位置と前記基準着弾位置との距離が規定値以上と判断された場合に、前記クリーニング工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、記録媒体への描画を行う前に着弾検出工程を行うことで、描画工程においてノズルの吐出精度をより高精度に維持した状態で描画を行うことができるので、製品の不良率をより低下させ、信頼性の高い製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】クリーニング部の概略構成を示す図であり、（ａ）はクリーニング部の平面構成図、（ｂ）はクリーニング部の斜視構成図、（ｃ）はクリーニング部の要部の概略断面構成を示す図である。
【図３】検出部の概略構成図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの概略構成図であり、（ａ）は液滴吐出ヘッドをワークステージ側から見た平面図、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの部分斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドの１ノズル分の部分断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの動作方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】着弾位置、基準位置及び距離についての説明図である
【図７】特別クリーニング工程を説明するための図であり、液滴吐出ヘッド及びクリーニング部の概略断面図である。
【図８】吸引・振動処理において、圧電素子の駆動波形の一例である。
【図９】吸引・振動処理時における振動サイクルに対する液滴吐出ヘッドの温度変化の関係を示したグラフである。
【図１０】第２実施形態における液滴吐出ヘッドの動作方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第３実施形態における検出部の概略構成図である。
【図１２】検出部のその他の構成を示す概略構成図である。
【図１３】検出部のその他の構成を示す概略構成図である。
【図１４】吸引・振動処理において、圧電素子の駆動波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１実施形態）
（液滴吐出装置）
図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置の概略構成図である。
この液滴吐出装置は、液滴吐出法により機能液Ｌの液滴Ｌ１（ともに図３（ｃ）参照）を被処理基板に配置するものである。配置される機能液Ｌは、膜材料等の固形分を含有しており、乾燥させると固形分が残留するものである。すなわち、ここでいう機能液Ｌは、固形分を分散媒に分散させた分散液や、固形分を溶媒に溶解させた溶液等を含むものである。機能液Ｌの具体例としては、顔料や染料等を含んだカラーフィルター材料や、ＵＶインク、金属配線等の導電膜パターンの形成材料である金属粒子を含んだコロイド溶液等が挙げられる。
【００１８】
本実施形態では、前記のような機能液Ｌを膜材料に用いる液滴吐出装置として、カラーフィルター基板（記録媒体）の所定領域上に機能液Ｌ（カラーフィルター材料）の液滴Ｌ１を吐出してカラーフィルター層を形成する装置を説明する。なお、以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。図１におけるＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がワークステージ２に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がワークステージ２に対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００１９】
図１に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、装置架台１、ワークステージ２、ステージ移動装置３、キャリッジ４、液滴吐出ヘッド５、キャリッジ移動装置６、チューブ７、第１タンク８、第２タンク９、第３タンク１０、制御装置１１、クリーニング部１５、及び検出部１６を備えている。
【００２０】
装置架台１は、ワークステージ２及びステージ移動装置３の支持台である。ワークステージ２は、装置架台１上においてステージ移動装置３によってＸ軸方向に移動可能に設置されており、上流側の搬送装置（図示せず）から搬送されるカラーフィルター基板Ｐ（以下、基板Ｐという）を、真空吸着機構によりＸＹ平面上に保持する。ステージ移動装置３は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、ワークステージ２のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ２をＸ軸方向に移動させる。
【００２１】
キャリッジ４は、液滴吐出ヘッド５を搭載するものであり、キャリッジ移動装置６によってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設けられている。液滴吐出ヘッド５は、後述する複数のノズルＮ（図３参照）を備えており、制御装置１１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出する。この液滴吐出ヘッド５は、機能液ＬのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応して設けられており、それぞれの液滴吐出ヘッド５はキャリッジ４を介してチューブ７と連結されている。そして、Ｒ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第１タンク８からＲ（赤）用の機能液Ｌの供給を受け、Ｇ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第２タンク９からＧ（緑）用の機能液Ｌの供給を受け、また、Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第３タンク１０からＢ（青）用の機能液Ｌの供給を受けるようになっている。
【００２２】
キャリッジ移動装置６は、例えば装置架台１を跨ぐ橋梁構造をしており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対してボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、キャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ４をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
【００２３】
チューブ７は、第１タンク８、第２タンク９及び第３タンク１０とキャリッジ４（液滴吐出ヘッド５）とを連結する機能液Ｌの供給用チューブである。第１タンク８は、Ｒ（赤）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＲ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルター材料を供給する。第２タンク９は、Ｇ（緑）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＧ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌを供給する。第３タンク１０は、Ｂ（青）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＢ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌを供給する。
【００２４】
制御装置１１は、ステージ移動装置３にステージ位置制御信号を出力し、キャリッジ移動装置６にキャリッジ位置制御信号を出力するとともに、液滴吐出ヘッド５の駆動回路基板（不図示）に描画データ及び駆動制御信号を出力して、液滴吐出ヘッド５による液滴吐出動作、ワークステージ２の移動による基板Ｐの位置決め動作、キャリッジ４の移動による液滴吐出ヘッド５の位置決め動作の同期制御を行うことにより、基板Ｐ上の所定の位置に機能液Ｌの液滴Ｌ１（図３（ｃ）参照）を吐出する。
【００２５】
クリーニング部１５は、キャリッジ４に搭載された液滴吐出ヘッド５に対する種々のクリーニングを行うためのものである。クリーニング部１５は、液滴吐出ヘッド５におけるホームポジションに配設されている。このホームポジションは、非吐出動作時又は保管時等、液滴吐出装置ＩＪが吐出動作休止状態にあるときにキャリッジ４が配置される領域である。これに対して、液滴吐出ヘッド５から基板Ｐ上に液滴を吐出する際のキャリッジ４の位置を吐出ポジションと呼ぶ。すなわち、吐出ポジションにおいて、キャリッジ４はワークステージ２の上方に位置する。
【００２６】
（クリーニング部）
ここで、クリーニング部１５について具体的に説明する。図２はクリーニング部１５の概略構成を示す図である。具体的に、図２（ａ）はクリーニング部１５の平面構成図、図２（ｂ）はクリーニング部１５の斜視構成図、図２（ｃ）はクリーニング部１５の要部の概略断面構成を示す図である。なお、クリーニング部１５は、制御装置１１からの制御信号により駆動されるようになっている。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニング部１５は、キャップ本体６７と、キャップ本体６７の上面に枠状に設けられ、ノズルプレート２１（図３参照）の表面（ノズル面２１ａ）に当接されるシール部材６２と、液滴吐出ヘッド５のノズルプレート２１のノズル面２１ａを払拭するワイピング工程時に用いられるワイプ部材６３と、これらキャップ本体６７及びワイプ部材６３を一体的に保持する筐体部６４と、を備えている。ワイプ部材６３は例えばエラストマー等の弾性部材から構成されるものである。また、キャップ本体６７は後述する各種クリーニングにおいて、液滴吐出ヘッド５から吐出される機能液Ｌの廃液を受ける受け部材として機能する。
なお，ワイプ部材６３は、エラストマー等の弾性部材に限らず、ポリエステル等、布状の材料を押し付ける等して使用してもよい。この場合は、特許第４０５８９６９号にあるような機構にて、布をロール状にして、機能液Ｌを拭き取りつつ、順次、新しい布の面がノズル面２１ａに当接するようすることが好ましい。
【００２８】
図２（ｃ）に示すように、キャップ本体６７の内側には、液滴吐出ヘッド５のノズルＮから排出された機能液Ｌを吸収する機能液吸収体６５が、キャップ本体６７の底部に沿って配置されている。機能液吸収体６５はスポンジ等の多孔質部材から構成されている。なお、機能液吸収体６５は単一のスポンジから構成してもよく、複数のスポンジを組み合わせることで形成してもよい。
【００２９】
キャップ本体６７の底部の中央部には、底部を厚さ方向に貫通するように吸引口４０が設けられている。吸引口４０には、チューブ４２の一端が接続されており、チューブ４２の他端には廃液タンク６１が接続されている。チューブ４２の途中にはチューブ４２内に負圧を発生させる吸引ポンプ（吸引手段）５０が設けられている。廃液タンク６１は、チューブ４２及び吸引ポンプ５０を介してキャップ本体６７に連通し、液滴吐出ヘッド５から排出された廃液を回収するためのものである。
【００３０】
そして、キャップ本体６７は、図示しない駆動手段によってＺ軸方向に沿って上下動可能とされており、液滴吐出ヘッド５がホームポジション側に配されている場合に、シール部材６２を介してノズル面２１ａに当接し、ノズルプレート２１をキャッピングするようになっている。このキャッピング状態において、キャップ本体６７の内側とノズルプレート２１との間には、キャップ本体６７によってノズル面２１ａが封止された内側空間Ｓ（図４参照）が形成される。そして、この状態で機能液Ｌの初期充填や後述する特別クリーニング工程及びフラッシング工程が、液滴吐出ヘッド５に対して行われるようになっている。なお、本実施形態のクリーニング部１５は、ワイプ部材６３も図示しない駆動手段によってＺ方向に沿って上下動可能とされており、液滴吐出ヘッド５がホームポジション側に配されている場合に、ノズル面２１ａにワイプ部材６３の先端が接触するようになっている。
【００３１】
（検出部）
図３は、検出部１６の概略構成図である。
図３に示すように、検出部１６は、カメラユニット４６と、フィルム送り機構７０とを備えている。
カメラユニット４６は、撮像部４７と、照明部４８と、半透過ミラー４９と、光ファイバケーブル５１と、鏡筒５２とを備え、上述した制御装置１１に接続された構成となっている。
【００３２】
撮像部４７は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなるカメラである。照明部４８は、ハロゲンランプ、タングステンランプ、ＬＥＤランプ等からなるものである。半透過ミラー４９は、照明部４８の照明を鏡筒５２の出射口５２ａ側に反射させるとともに、撮像対象の像を透過させて撮像部４７に受像させるものである。光ファイバケーブル５１は、鏡筒５２に入射する撮像対象の像を撮像部４７に伝達するものである。鏡筒５２は、不図示のレンズを備えた構成となっている。照明部４８の照明量や、レンズ（図示せず）の光学倍率は、制御装置１１の働きにより、撮像対象に合わせて制御されるようになっている。
【００３３】
カメラユニット４６は、液滴吐出ヘッド５から後述するフィルム送り機構７０のフィルム７１に向けて吐出された液滴Ｌ１の着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像対象としている。そして、撮像はフィルム７１の液滴吐出を受けた面を表面とすると、裏面側から行われる。なお、フィルム７１は透明である。
【００３４】
撮像部４７は、制御装置１１の働きにより、撮像対象をモノクロ画像もしくはカラー画像として受像したり、撮像対象を所定の倍率で撮像することが可能となっており、撮像対象の詳細部分を拡大撮像したり、撮像対象の全体を見るように縮小撮像したりすることができる。例えば、複数の着弾痕Ｄのうち、倍率を調整することにより、１０個〜２０個程度の着弾痕Ｄを見たり、１個〜５個の着弾痕Ｄを見たりすることができる。また、撮像部４７が撮像した画像データは、制御装置１１に送られる。
【００３５】
フィルム送り機構７０は、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂと、ローラ駆動モータ７４と、を備え、カメラユニット４６の真上に配置されている。
フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、円柱形であって水平方向に平行に設置されたものであり、フィルム７１が円周方向に重ねて巻きつけられる。そして、フィルム送りローラ７２ａには、未だ液滴Ｌ１の吐出を受けていないフィルム７１が巻きつけられており、フィルム送りローラ７２ｂには、液滴Ｌ１の吐出を受けたフィルム７１が巻きつけられる構成となっている。
【００３６】
フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、撮像終了後のフィルム巻き取り時以外には静止しており、フィルム７１をたわみのない状態で張り渡している。そして、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、ローラ駆動モータ７４によって回動が可能であって、その回動によって、液滴Ｌ１の吐出を受けたフィルム７１がフィルム送りローラ７２ｂに巻き取られる構成となっている。
【００３７】
また、ローラ駆動モータ７４は制御装置１１によって、その駆動が制御されている。
吐出を受けたフィルム７１は、撮像後に、フィルム送りローラ７２ｂによって、直ちに巻き取られるように制御されている。そのため、検出処理時に吐出された液滴Ｌ１は、常に未使用のフィルム７１が受けることになる。
【００３８】
フィルム７６は、上述したように透明であって、液滴吐出ヘッド５が備える全てのノズルＮの液滴Ｌ１を受けられる面積を有した状態で、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂによってたわみのない状態で張り渡されており、カメラユニット４６と近接する。
【００３９】
（液滴吐出ヘッド）
図４は液滴吐出ヘッド５の概略構成図である。図４（ａ）は液滴吐出ヘッド５をワークステージ２側から見た平面図、図４（ｂ）は液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図４（ｃ）は液滴吐出ヘッド５の１ノズル分の部分断面図である。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向に配列された複数（例えば１８０個）のノズルＮを備えている。そして、複数のノズルＮによってノズル列ＮＡが形成されている。図４（ａ）では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド５に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、Ｙ軸方向に配列した１列分ノズルをＸ軸方向に複数列設けても良い。また、キャリッジ４内に配置する液滴吐出ヘッド５の数も任意に変更可能である。さらに、キャリッジ４をサブキャリッジ単位で複数設ける構成としても良い。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、チューブ７と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバ２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティ２４とを備えている。ノズルプレート２１は、例えばＳＵＳから構成されるものであり、吐出ポジションにおいて、ノズル面２１ａと基板Ｐとが対向するようになっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子である。
【００４２】
リザーバ２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される液状の機能液Ｌが充填されるようになっている。キャビティ２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに１対１に対応して設けられている。また、各キャビティ２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバ２２から機能液Ｌが導入されるようになっている。
【００４３】
図４（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺは、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したものであり、一対の電極２６に駆動信号を印加すると圧電材料２５が収縮するよう構成されたものである。そして、このような圧電素子ＰＺが配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺと一体になって同時に外側（キャビティ２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティ２４の容積が増大するようになっている。したがって、キャビティ２４内に増大した容積分に相当する機能液Ｌが、リザーバ２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺへの駆動信号の印加を停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０はともに元の形状に戻り、キャビティ２４も元の容積に戻ることから、キャビティ２４内の機能液Ｌの圧力が上昇し、ノズルＮから基板Ｐに向けて機能液Ｌの液滴Ｌ１が吐出される。
【００４４】
（液滴吐出ヘッドの動作方法）
続いて、上述した液滴吐出装置ＩＪ（液滴吐出ヘッド５）の動作方法について説明する。
図５は、本発明に係る液滴吐出ヘッド５の動作方法を説明するためのフローチャートである。
まず、図３，図５に示すように、ステップＳ１において、液滴吐出ヘッド５の着弾位置の検出工程を行う。具体的には、キャリッジ４を駆動させて液滴吐出ヘッド５をホームポジションのカメラユニット４６の上方に配置する。そして、図示しない昇降機構により検出部１６を上昇させ、フィルム７１とノズル面２１ａとの間の距離を約０．５ｍｍまで接近させる。
その後、液滴吐出ヘッド５から液滴Ｌ１を吐出し、カメラユニット４６により、着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像する。そして、撮像した画像データは制御装置１１に送信され、制御装置１１が画像処理を行うことにより、液滴Ｌ１の着弾痕Ｄの重心（着弾位置）が検出される。
【００４５】
そして、制御装置１１は、着弾位置と基準位置との距離Ｑを求め、距離Ｑと設定した閾値（規定値）とを比較することで特別クリーニング工程（Ｓ６）を行うか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００４６】
ここで、上述した着弾位置、基準位置及び距離Ｑについて図６を用いて説明する。
まず、図６に示すように、各ノズルＮの基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを予め設定しておく。本実施形態において、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰは、機能液Ｌの初期充填後に吐出された液滴Ｌ１の着弾位置の重心位置である。つまり、上述した基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定するためには、液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌ１を初期充填した後に、フィルム７１に液滴Ｌ１を吐出する。そして、フィルム７１上に形成された着弾痕Ｄ０１，Ｄ０２・Ｄ０Ｎ・Ｄ０Ｐの重心の位置データを検出することにより、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定することができる。そして、この検出した基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰのデータを、制御装置１１内のメモリに保存しておく。このように、本実施形態の着弾位置検出では、ノズルＮの開口縁近傍に固化物が全く発生していないときの着弾痕Ｄの重心を基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰとしているため、後述する特別クリーニング工程（ステップＳ６）により、液滴吐出ヘッド５の吐出精度を液滴Ｌ１充填後（初期状態）にまで高めることができる。
【００４７】
そして、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定した後、各ノズルＮからフィルム７１に向けて液滴Ｌ１を吐出する。吐出された液滴Ｌ１がフィルム７１に着弾すると、フィルム７１上に着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐが形成される。この各ノズルＮの着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐは、カメラユニット４６によって撮像され、その画像データが制御装置１１に送信される。ここで、着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐの重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐが、各ノズルＮの着弾位置となる。なお、重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐは、着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐに基づいて制御装置１１によって検出される。
そして、制御装置１１は、上述した各ノズルＮの基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰと重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐとの距離Ｑ１，Ｑ２・ＱＮ・ＱＰを算出する。
【００４８】
図５に戻り、ステップＳ２において、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であった場合（ステップＳ２における判断結果が「ＮＯ」の場合）には、液滴Ｌ１の吐出精度が良好であると判断し、ステップＳ３に進み描画（吐出）工程を行う。
描画（吐出）工程では、外部装置から制御装置１１に向けて印刷データが送信されると、制御装置１１は、ドットパターンに対応した吐出データに展開して液滴吐出ヘッド５に送信する。そして、液滴吐出ヘッド５では、受信した吐出データに基づいて、基板Ｐに対する液滴Ｌ１の吐出を実行する（ステップＳ３）。
【００４９】
次いで、ステップＳ４において、記録処理中に、予め設定されている規定時間（特別クリーニング時間間隔：例えば、８時間）が経過したか否かを判断する。
ステップＳ４における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち規定時間経過していない場合、液滴Ｌ１の吐出精度が良好に維持されていると判断して描画を継続する。
その後、ステップＳ５において、描画終了の判断を行い、ステップＳ５における判断結果が「ＮＯ」の場合には、描画を継続する。一方、ステップＳ５における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、描画が終了したと判断し、液滴吐出ヘッド５を停止させ、フローが終了する。
【００５０】
（特別クリーニング工程）
ここで、上述したステップＳ２にける判断結果が「ＹＥＳ」の場合（着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であった場合）、またはステップＳ４における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（特別クリーニング時間間隔を超えた場合）には、ステップＳ６に進み特別クリーニング工程を行う。
【００５１】
図７は特別クリーニング工程を説明するための図であり、液滴吐出ヘッド及びクリーニング部の概略断面図である。
図５，図７（ａ）に示すように、特別クリーニング工程（ステップＳ６）は、ノズルＮ内に形成された固化物を除去して、液滴Ｌ１の吐出精度を回復させるためのものである。特別クリーニング工程（ステップＳ６）では、まずキャップ本体６７をノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程を行う（ステップＳ６Ａ）。具体的には、基板Ｐ（ワークステージ２）上、すなわち吐出ポジションに位置するキャリッジ４をクリーニング部１５側（同図、−Ｙ方向）、すなわちホームポジションまで移動させる。そして、クリーニング部１５の駆動手段を駆動し、液滴吐出ヘッド５に向けて（Ｚ軸方向上方）キャップ本体６７を上昇させる。これにより、キャップ本体６７がシール部材６２を介して液滴吐出ヘッド５のノズル面２１ａに密着し、ノズルプレート２１のノズル列ＮＡがキャップ本体６７に覆われたキャッピング状態となる。このキャッピング状態において、キャップ本体６７とノズルプレート２１との間には、ノズル列ＮＡが封止された内側空間Ｓが形成される。
【００５２】
ここで、図７（ｂ）に示すように、キャップ本体６７のキャッピング状態において、ノズルＮ内の機能液Ｌを吸引するとともに、ノズルＮ内の機能液Ｌを振動させる吸引・振動処理（クリーニング工程：ステップＳ６Ｂ）を行う。
具体的には、まず吸引ポンプ５０を駆動させると、内側空間Ｓ内の空気が、吸引口４０からチューブ４２を介して吸引ポンプ５０により吸引される。これにより、内側空間Ｓ内が減圧され、所定時間経過後には内側空間Ｓが所定の負圧の負圧室となる。
同時に、制御装置１１から液滴吐出ヘッド５の圧電素子ＰＺに駆動信号を供給して、圧電素子ＰＺを振動させることで、ノズルＮ内の機能液Ｌに高周波の微振動を間欠的に印加する。すなわち、本実施形態の振動処理は、機能液Ｌに対して時間（第１所定時間）ＴＡ（例えば、１ｓｅｃ）振動を印加する振動状態と、時間ＴＡの経過後、時間ＴＢ（第２所定時間）（例えば、２ｓｅｃ）振動を休止する休止状態とからなる振動サイクルを複数回（例えば、２０回）実施するようになっている。
【００５３】
図８は、振動処理における圧電素子ＰＺの駆動波形を示す図である。
図８に示すように、振動状態の圧電素子ＰＺの基本波形Ｗ１は、電圧値が基準電位Ｖｌから最高電圧Ｖｈ（例えば、１５Ｖ）まで一定の傾きで上昇する電圧上昇部Ｗ１ａと、最高定電圧部Ｗ１ｂと、最高定電圧部Ｗ１ｂから基準電位Ｖｌまで一定の傾きで下降する電圧下降部Ｗ１ｃと、最低定電圧部Ｗ１ｄとにより形成されている。また、電圧上昇部Ｗ１ａ、最高定電圧部Ｗ１ｂ、電圧下降部Ｗ１ｃ及び最低定電圧部Ｗ１ｄの時間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄは、それぞれ２μｓｅｃに設定されている。すなわち、基本波形Ｗ１は、周波数１０ｋＨｚで振幅が１５Ｖの台形波である。なお、振幅が大きすぎると（例えば、２０Ｖ程度）、液滴吐出ヘッド５にかかる負荷が増加して液滴吐出ヘッド５の耐久性が低下するため好ましくない。
【００５４】
本実施形態では、このような基本波形Ｗ１の台形波を時間ＴＡ印加し続ける。すると、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌにキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド５内の固化物が破壊または剥離する。この場合、図７（ｂ）に示すように、内側空間Ｓ内に印加された負圧Ｐ１が、ノズルＮからキャビティ２４まで印加されているため、上述した固化物はノズルＮ内の機能液Ｌとともに、ノズルＮから内側空間Ｓへと排出される。そして、内側空間Ｓに排出された機能液Ｌは、機能液吸収体６５に吸収された後、吸引ポンプ５０によって負圧状態となったチューブ４２内に引き込まれる。そして、チューブ４２内に引き込まれた機能液Ｌは、チューブ４２の他端側に接続されている廃液タンク６１で回収される。なお、液滴吐出ヘッド５に対する微振動付与に際して、ノズルＮから機能液Ｌが飛び散ることがあるが、液滴吐出ヘッド５がキャッピング状態にあるので、ノズルＮから飛び散った機能液Ｌはキャップ本体６７に速やかに受け止められ、周囲に飛散することを防止できる。
【００５５】
図９は、吸引・振動処理時における振動サイクルに対する液滴吐出ヘッドの温度変化の関係を示したグラフである。
ところで、図９に示すように、圧電素子ＰＺを時間ＴＡだけ振動させると、液滴吐出ヘッド５の温度がｔ１からｔ２まで上昇する。この際、従来のように液滴吐出ヘッド５に対して高周波の微振動を連続的に付与し続けると、圧電素子ＰＺが発熱し続け、圧電素子ＰＺが振動板２０から剥がれてしまう虞がある。
【００５６】
そこで、図９に示すように、本実施形態では、時間ＴＡの経過後、圧電素子ＰＺへの駆動信号の供給を停止して、圧電素子ＰＺの振動を時間ＴＢだけ休止させる。休止状態は、上述した振動状態で圧電素子ＰＺの振動によって発熱した液滴吐出ヘッド５を冷却するために設けるためのものである。そのため、休止状態の時間ＴＢは、液滴吐出ヘッド５の温度が振動前（前回の休止状態）の液滴吐出ヘッド５の温度と同等の温度に低下するために要する最短時間に設定することが好ましく、本実施形態ではＴＢ＝２ｓｅｃに設定されている。これにより、時間ＴＢ経過後（休止状態経過後）には、液滴吐出ヘッド５の温度をｔ２からｔ１まで冷却することができる。このような振動サイクルを繰り返すことで、各振動状態前後の液滴吐出ヘッド５の温度を常に一定に保持することができるので、特別クリーニング工程において液滴吐出ヘッド５の大幅な温度上昇を抑制することができる。
【００５７】
そして、このような振動状態と休止状態との振動サイクルを２０サイクル（６０ｓｅｃ）行うことで、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させた上で、ノズルＮ内（ノズルＮの開口縁近傍）に形成された固化物を除去することができる。なお、吸引・振動処理における振動サイクルのサイクル数や振動状態の基本波形、振動の印加時間及び休止時間等は、予め制御装置１１のメモリに保存しておく。
【００５８】
そして、図７（ｃ）に示すように、ステップＳ３の終了後、駆動手段を駆動させ、キャップ本体６７を下降させる。これにより、キャップ本体６７をノズル面２１ａから離間させる。
【００５９】
吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）の終了後、ノズル面２１ａ上には、吸引処理で吸引しきれなかった機能液Ｌが付着して残存していることがある。そこで、ノズル面２１ａ上に残存した機能液Ｌを除去するためのワイピング工程（ステップＳ６Ｃ）を行う。具体的には、まずワイプ部材６３を不図示の駆動機構により上昇させることで、ノズルプレート２１とワイプ部材６３とが接触する位置までワイプ部材６３を移動させる。その後、液滴吐出ヘッド５をホームポジションから吐出ポジションへ移動させると（図７（ｃ）中矢印参照）、液滴吐出ヘッド５がワイプ部材６３の上方を通過する際に、ワイプ部材６３の先端によりノズル面２１ａが払拭される。これにより、吸引処理後にノズル面２１ａに残存する機能液Ｌを除去することができる。なお、ワイプ部材６３により払拭された機能液Ｌは、キャップ本体６７に受け止められるようになっている。
【００６０】
そして、特別クリーニング工程（ステップＳ６）の終了後、液滴吐出ヘッド５の吐出機能を維持するために、増粘した液滴Ｌ１を捨て吐出（予備吐出）するフラッシング工程（ステップＳ７）を行う。
フラッシング工程（ステップＳ７）では、まず上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）と同様に、ノズル面２１ａにシール部材６２を介してキャップ本体６７を密着させたキャッピング状態とする。
続いて、キャップ本体６７のキャッピング状態において、まず吸引ポンプ５０を駆動させ、内側空間Ｓ内を減圧する。
【００６１】
そして、この状態で圧電素子ＰＺに駆動信号を供給してノズルＮから機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出させる。これにより、ノズルＮ内の気泡や増粘した機能液Ｌが除去される。なお、内側空間Ｓ内に吐出された液滴Ｌ１は、機能液吸収体６５に吸収された後、吸引ポンプ５０によって負圧状態となったチューブ４２内に引き込まれる。そして、チューブ４２内に引き込まれた機能液Ｌは、チューブ４２の他端側に接続されている廃液タンク６１で回収される。その後、駆動手段を駆動させ、キャップ本体６７を下降させることで、キャップ本体６７をノズル面２１ａから離間させる。
【００６２】
次に、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）と同様に、ノズル面２１ａ上に付着した機能液Ｌを除去するワイピング工程を行う。
その後、ステップＳ３に戻り、描画処理を行うようになっている。
【００６３】
このように、本実施形態では、特別クリーニング工程（ステップＳ６）において、内側空間Ｓ内を負圧吸引しつつ、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌに対して間欠的に振動を印加する吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）を行う構成とした。
この構成によれば、吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）において、各振動状態との間に振動の休止状態を設けることで、圧電素子ＰＺの振動により発熱した液滴吐出ヘッド５の温度を低下させることができる。これにより、圧電素子ＰＺの発熱により圧電素子ＰＺが振動板２０から剥離することを防止することができるので、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させ、長寿命化を図ることができる。
【００６４】
さらに、吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）において、機能液Ｌを振動させることで、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌにキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド５内の固化物を破壊または剥離させることができる。そして、これら固化物をノズルＮ内の機能液Ｌとともに吸引することで、ノズルＮ内の開口縁近傍に形成された固化物を除去することができる。
特に、本実施形態では、上述したように各振動状態の間に休止状態を設けているため、従来の微振動の振幅と同等の振幅を確保するためには、電圧上昇部Ｗ１ａ、電圧下降部Ｗ１ｃの傾きを比較的急峻にしなければならない。そのため、機能液Ｌ１に付与される振動を大きくすることができ、ノズルＮ内に付着した固化物をより速やかに除去することができる。
したがって、クリーニングの作業効率を向上させるとともに、ノズルＮの吐出精度を高精度に維持することができ、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。その結果、製品不良を発生させず、不良率を低下させることができるので、製品のコストダウンを図ることができる。なお、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）を行うことで、ノズルＮ全体の平均曲がり量（着弾位置と基準位置との距離Ｑ）を、特別クリーニング工程（ステップＳ６）前の３〜４μｍから０．７〜１μｍまで向上させることができた。
【００６５】
また、本実施形態の特別クリーニング工程（ステップＳ６）は、特別クリーニング時間間隔経過後に加えて、描画処理（ステップＳ３）に先立って着弾位置検出を行い、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以上の場合に行う構成とした。
この構成によれば、基板Ｐへの描画を行う前に着弾検出を行うことで、描画工程においてノズルＮの吐出精度をより高精度に維持した状態で描画を行うことができるので、製品の不良率をより低下させ、信頼性の高い製品を製造することができる。さらに、液滴吐出ヘッド５のメンテナンス性を向上させることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、液滴吐出装置ＩＪの動作時において、上述した特別クリーニングに加えて規定時間毎に通常クリーニングを行う点で上述した第１実施形態と相違している。なお、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪの構成は、第１実施形態の液滴吐出装置ＩＪの構成と同一であるため、液滴吐出装置ＩＪの構成の説明は省略する。
図１０は、第２実施形態の液滴吐出ヘッド５の動作方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様のフローには、同一の符号を付し、説明を省略する。
まず、図３，図１０に示すように、ステップＳ１において、上述した第１実施形態と同様に液滴吐出ヘッド５の着弾位置の検出工程を行う。具体的には、液滴吐出ヘッド５からフィルム７１に向けて液滴Ｌ１を吐出し（ステップＳ１Ａ：着弾測定用描画）、カメラユニット４６により、着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像する（ステップＳ１Ｂ：カメラユニット４６にて撮像）。そして、制御装置１１は、着弾位置と基準位置との距離Ｑを求める（ステップＳ１Ｃ：ズレ量の計算）。
【００６７】
次に、図１０に示すように、ステップＳ２において、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であった場合）には、液滴Ｌ１の吐出精度が良好であると判断し、ステップＳ３に進み描画（吐出）工程を行う。
そして、ステップＳ４において、記録処理中に、予め設定されている規定時間（例えば、８時間）が経過したか否かを判断する。
ステップＳ４における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち規定時間経過していない場合、液滴Ｌ１の吐出精度が良好に維持されていると判断して、上述したステップＳ３に戻り描画を続ける。
【００６８】
次に、ステップＳ４における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（規定時間経過した場合）には、ステップＳ１６に進み通常クリーニング工程を行う。
通常クリーニング工程（ステップＳ１６）は、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）に比べて簡易的なクリーニングであり、ノズルＮ内の増粘した機能液Ｌ等を除去して、液滴Ｌ１の吐出精度を回復させるためのものである。具体的に、通常クリーニング工程では、上述した特別クリーニング工程と同様に、まずキャップ本体６７をノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程を行う（ステップＳ６Ａ）。その後、キャップ本体６７のキャッピング状態において、ノズルＮ内の機能液Ｌを吸引する吸引処理（ステップＳ６Ｄ）を行った後、ノズル面２１ａ上に残存した機能液Ｌを除去するためのワイピング工程（ステップＳ６Ｃ）を行う。すなわち、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）では、ノズルＮ内の機能液Ｌに対して吸引・振動処理を行うのに対して、通常クリーニング工程（ステップＳ１６）では、ノズルＮ内の機能液Ｌに対して吸引処理のみを行う。
【００６９】
そして、通常クリーニング工程（ステップＳ１６）の終了後、液滴吐出ヘッド５の吐出機能を維持するために、ノズルＮの開口縁近傍に存在する増粘した液滴Ｌ１を捨て吐出（予備吐出）するフラッシング工程（ステップＳ１７）を行う。
【００７０】
その後、ステップＳ１５において、次の描画対象である基板Ｐがあるか否かの判断を行い、ステップＳ５における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１に戻り、上述したフローを繰り返す。これにより、ワークステージ２によって順次搬送される基板Ｐに対して連続的に描画を行うことが可能となる。これに対して、ステップＳ５における判断結果が「ＮＯ」の場合には、次に搬送される基板Ｐはないと判断し、液滴吐出ヘッド５を停止させ、フローが終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ２における判断結果が「ＮＯ」の場合には、着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であると判断して、ステップＳ２０に進む。
そして、ステップＳ２０において、前回の特別クリーニング工程（ステップＳ６）から規定時間経過したか否かを判断する。ステップＳ２０における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、特別クリーニング工程の直後であるにも関わらず、何らかの理由により吐出精度が回復していないと判断してステップＳ２１に進む。
ステップＳ２１において、制御装置１１は、液滴吐出ヘッド５の吐出精度が回復していない旨をユーザに向けて通知し、液滴吐出装置ＩＪの動作を停止する。
【００７２】
これに対して、ステップＳ２０における判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、上述したステップＳ１における着弾位置検出をさらに所定回数（例えば、５回）繰り返して行い、これら検出結果のうち着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であった場合が検出回数以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２２における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、特別クリーニング工程の必要はないと判断し、上述したステップＳ１に戻り、通常の描画工程を行う。
ステップＳ２２における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち着弾位置の各検出結果のうち、何れの検出結果も距離Ｑが規定値以上の場合には、特別クリーニング工程の必要があると判断し、ステップＳ６に進む。
【００７３】
そして、ステップＳ６では、上述した第１実施形態と同様の特別クリーニング工程（ステップＳ６）を行った後、ステップＳ７においてフラッシング工程（ステップＳ７）を行う。
その後、ステップＳ１に戻り、通常の描画工程を行う。
【００７４】
このように、本実施形態では、第１実施形態の特別クリーニング工程に加え、通常のクリーニング工程を行う構成とした。
この構成によれば、着弾位置の検出結果が連続して規定値以上であった場合に、特別クリーニング工程が必要であると判断することで、それ以外の場合には通常クリーニング工程によって吐出精度を回復させることになる。そのため、各クリーニング工程の度に圧電素子ＰＺを振動させることがないので、液滴吐出ヘッド５に対して短時間で効率的なクリーニングを行うことが可能になり、作業効率を向上させることができる。また、各クリーニング工程を行う度に圧電素子ＰＺを振動させることがないので、圧電素子ＰＺにかかる負荷を低減し、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させ、長寿命化を図ることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、検出部の構成が上述した第１実施形態と相違している。図１１は、検出部１１６（液滴吐出ヘッド５及びカメラユニット４６）の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
図１１に示すように、検出部１１６のカメラユニット４６は、固定アーム１００を介して液滴吐出ヘッド５と同じ側（フィルム７１の表面側）に設置されている。具体的に、カメラユニット４６は、フィルム７１の搬送方向において、液滴吐出ヘッド５よりも下流側であって、フィルムローラ７２ｂ近傍のフィルム７１の上方に配置されている。この場合、フィルムローラ７２ｂにより巻き取られるフィルム７１に対して、フィルム７１における液滴Ｌ１の吐出を受けた面側（表面側）から撮像することで、液滴Ｌ１の着弾位置の検出が行われるようになっている。すなわち、フィルム７１は、第１実施形態のような透明フィルムでなく、市販されている印画用フィルムを用いる。
【００７６】
なお、検出部は、上述した第３実施形態の他に以下に示すような構成を採用することも可能である。
図１２に示すように、キャリッジ移動装置６の移動軸にカメラユニット４６を液滴吐出ヘッド５とともに取り付け、液滴吐出ヘッド５による液滴Ｌ１吐出が終わった後、フィルム７１の上方（着弾が行われた箇所）までカメラユニット４６を移動させ（図１２中矢印Ｋ１参照）、着弾位置を撮像してもよい。さらには、図１３に示すように、カメラユニット４６をフィルム７１の上方から離れた位置に配置し、着弾位置の検出工程においてカメラユニット４６の代わりに、フィルム送り機構７０全体をカメラユニット４６の設置場所まで移動させる構成にしても構わない（図１３中矢印Ｋ２参照）。このように、検出部の構成は液滴吐出装置ＩＪにあわせたさまざまな方式が考えられる。
【００７７】
なお、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）によってもノズルＮ内の固化物が除去できない場合には、例えば図１４に示すような基本波形Ｗ２にするとともに、振動サイクルを増加してもよい。
具体的に、図１４に示すように、基本波形Ｗ２は、電圧値が基準電位Ｖｌから最高電圧Ｖｈ（例えば、１６Ｖ）まで一定の傾きで上昇する電圧上昇部Ｗ２ａと、最高定電圧部Ｗ２ｂと、最高定電圧部Ｗ２ｂから基準電位Ｖｌまで一定の傾きで下降する電圧下降部Ｗ２ｃと、最低定電圧部Ｗ２ｄとにより形成されている。また、電圧上昇部Ｗ２ａ及び電圧下降部Ｗ２ｃの時間Ｔ２ａ，Ｔ２ｃはそれぞれ３μｓｅｃに設定される一方、最高定電圧部Ｗ２ｂ及び最低定電圧部Ｗ２ｄの時間Ｔ２ｂ，Ｔ２ｄは、それぞれ０．５μｓｅｃに設定されている。すなわち、基本波形Ｗ２は、周波数１０ｋＨｚで振幅が１６Ｖの台形波である。
そして、このような基本波形Ｗ２からなる振動サイクルを上述した実施形態より多く（例えば、８０回）行うことで、ノズルＮ内の固化物をより除去しやすくなる。但し、液滴吐出ヘッド５の耐久性を維持するためには、上述した実施形態に比べて特別クリーニング間隔を長く確保することが好ましい（例えば、３日毎）。
【００７８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
吸引・振動処理における振動サイクルのサイクル数や振動状態の基本波形、振動の印加時間及び休止時間等は、機能液Ｌの種類（乾燥特性）に応じて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
５…液滴吐出ヘッド ２１…ノズル面 ５０・吸引ポンプ（吸引手段） ６７…キャップ本体（キャップ部材） Ｌ…機能液 Ｌ１…液滴 Ｎ…ノズル Ｓ…内側空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドのクリーニング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット方式で機能液の微小な液滴を吐出可能な液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置や有機ＥＬ装置等のカラーフィルターに代表される各種の電気光学装置（フラットパネルディスプレイ：ＦＰＤ）を製造する液滴吐出装置が知られている。この液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに設けられたノズルから記録媒体に向けて液滴が吐出される構成になっている。
【０００３】
ところで、上述した液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドのノズル面が外気に晒された状態にあるため、機能液の溶媒や分散媒の蒸発により、ノズル内の開口縁近傍に機能液の固化物が形成される虞がある。この場合、固化物の付着によってノズル径が狭まりノズルから吐出される液滴の量が減少したり、ノズルの開口形状が歪むことで液滴の飛び散りや飛行曲がりが生じ、液滴が所望の位置に着弾しなかったりするという問題がある。
【０００４】
そこで、上述の不具合を解決するために、例えば特許文献１に示されるように、圧電素子に電圧を印加し、振動板を振動させることで液滴吐出ヘッド内の機能液に振動を印加する第１工程と、液滴吐出ヘッドから吐出された機能液の液滴の着弾状態の検出を行う第２工程と、第２工程の検出結果に基づき再度機能液に振動を印加する第３工程とを有する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の構成にあっては、液滴吐出ヘッドに対して高周波の微振動を連続的に付与するため、液滴吐出ヘッドの耐久性が低下するという問題がある。具体的に、機能液に振動を付与する圧電素子は、各ノズルに対応して振動板上に配置されているが、上述した第１，３工程時に圧電素子を連続的に駆動させることで圧電素子が自己発熱し、この熱により圧電素子が振動板から剥がれてしまう虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させた上で、ノズル内に形成された固化物を除去することができる液滴吐出ヘッドのクリーニング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、複数のノズルから機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのクリーニング方法であって、前記複数のノズルが配列されたノズル面に当接可能なキャップ部材を、前記複数のノズルを覆った状態で前記ノズル面に当接させるキャッピング工程と、前記ノズル面と前記キャップ部材との間に形成される内側空間内に連通する吸引手段によって、前記内側空間内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、前記クリーニング工程では、前記内側空間内を負圧吸引しつつ、前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液に対して間欠的に振動を印加することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、機能液に対して間欠的に振動を印加することで、振動の休止状態において駆動素子の振動により発熱した液滴吐出ヘッドの温度を低下させることができる。これにより、駆動素子の発熱により駆動素子が振動板から剥離すること等を防止することができるので、液滴吐出ヘッドの耐久性を向上させ、液滴吐出ヘッドの長寿命化を図ることができる。
【００１０】
さらに、機能液を振動させることで、液滴吐出ヘッド内の機能液にキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド内の固化物を破壊または剥離させることができる。そして、これら固化物をノズル内の機能液とともに吸引することで、ノズル内の開口縁近傍に形成された固化物を除去することができる。
特に、本発明によれば、上述したように機能液に間欠的に振動を印加するため、従来の振動の振幅と同等の振幅を確保するためには、電圧の立ち上がりや立ち下がりの傾きを比較的急峻にしなければならない。そのため、機能液に付与される振動を大きくすることができ、ノズル内に付着した固化物をより速やかに除去することができる。
したがって、クリーニングの作業効率を向上させるとともに、ノズルの吐出精度を高精度に維持することができ、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。その結果、製品不良を発生させず、不良率を低下させることができるので、製品のコストダウンを図ることができる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、前記クリーニング工程では、前記機能液に対して第１所定時間振動を印加する振動状態と、前記第１所定時間の経過後、第２所定時間振動を休止する休止状態との振動サイクルを複数回実施し、前記休止状態における前記第２所定時間は、前記振動状態後における前記液滴吐出ヘッドの温度を、前記振動状態前の前記液滴吐出ヘッドの温度まで低下させるために要する時間に設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、各振動状態前後の液滴吐出ヘッドの温度を同等に保持することができるので、クリーニング工程において駆動素子の発熱による液滴吐出ヘッドの大幅な温度上昇を抑制することができる。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法は、前記ノズルから記録媒体に向けて前記液滴を吐出する描画工程に先立って、前記液滴吐出ヘッドの液滴の着弾位置と基準着弾位置との距離を検出する着弾位置検出工程を有し、前記着弾位置と前記基準着弾位置との距離が規定値以上と判断された場合に、前記クリーニング工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、記録媒体への描画を行う前に着弾検出工程を行うことで、描画工程においてノズルの吐出精度をより高精度に維持した状態で描画を行うことができるので、製品の不良率をより低下させ、信頼性の高い製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】クリーニング部の概略構成を示す図であり、（ａ）はクリーニング部の平面構成図、（ｂ）はクリーニング部の斜視構成図、（ｃ）はクリーニング部の要部の概略断面構成を示す図である。
【図３】検出部の概略構成図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの概略構成図であり、（ａ）は液滴吐出ヘッドをワークステージ側から見た平面図、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの部分斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドの１ノズル分の部分断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの動作方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】着弾位置、基準位置及び距離についての説明図である
【図７】特別クリーニング工程を説明するための図であり、液滴吐出ヘッド及びクリーニング部の概略断面図である。
【図８】吸引・振動処理において、圧電素子の駆動波形の一例である。
【図９】吸引・振動処理時における振動サイクルに対する液滴吐出ヘッドの温度変化の関係を示したグラフである。
【図１０】第２実施形態における液滴吐出ヘッドの動作方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第３実施形態における検出部の概略構成図である。
【図１２】検出部のその他の構成を示す概略構成図である。
【図１３】検出部のその他の構成を示す概略構成図である。
【図１４】吸引・振動処理において、圧電素子の駆動波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１実施形態）
（液滴吐出装置）
図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置の概略構成図である。
この液滴吐出装置は、液滴吐出法により機能液Ｌの液滴Ｌ１（ともに図３（ｃ）参照）を被処理基板に配置するものである。配置される機能液Ｌは、膜材料等の固形分を含有しており、乾燥させると固形分が残留するものである。すなわち、ここでいう機能液Ｌは、固形分を分散媒に分散させた分散液や、固形分を溶媒に溶解させた溶液等を含むものである。機能液Ｌの具体例としては、顔料や染料等を含んだカラーフィルター材料や、ＵＶインク、金属配線等の導電膜パターンの形成材料である金属粒子を含んだコロイド溶液等が挙げられる。
【００１８】
本実施形態では、前記のような機能液Ｌを膜材料に用いる液滴吐出装置として、カラーフィルター基板（記録媒体）の所定領域上に機能液Ｌ（カラーフィルター材料）の液滴Ｌ１を吐出してカラーフィルター層を形成する装置を説明する。なお、以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。図１におけるＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がワークステージ２に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がワークステージ２に対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００１９】
図１に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、装置架台１、ワークステージ２、ステージ移動装置３、キャリッジ４、液滴吐出ヘッド５、キャリッジ移動装置６、チューブ７、第１タンク８、第２タンク９、第３タンク１０、制御装置１１、クリーニング部１５、及び検出部１６を備えている。
【００２０】
装置架台１は、ワークステージ２及びステージ移動装置３の支持台である。ワークステージ２は、装置架台１上においてステージ移動装置３によってＸ軸方向に移動可能に設置されており、上流側の搬送装置（図示せず）から搬送されるカラーフィルター基板Ｐ（以下、基板Ｐという）を、真空吸着機構によりＸＹ平面上に保持する。ステージ移動装置３は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、ワークステージ２のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ２をＸ軸方向に移動させる。
【００２１】
キャリッジ４は、液滴吐出ヘッド５を搭載するものであり、キャリッジ移動装置６によってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に設けられている。液滴吐出ヘッド５は、後述する複数のノズルＮ（図３参照）を備えており、制御装置１１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出する。この液滴吐出ヘッド５は、機能液ＬのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応して設けられており、それぞれの液滴吐出ヘッド５はキャリッジ４を介してチューブ７と連結されている。そして、Ｒ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第１タンク８からＲ（赤）用の機能液Ｌの供給を受け、Ｇ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第２タンク９からＧ（緑）用の機能液Ｌの供給を受け、また、Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５はチューブ７を介して第３タンク１０からＢ（青）用の機能液Ｌの供給を受けるようになっている。
【００２２】
キャリッジ移動装置６は、例えば装置架台１を跨ぐ橋梁構造をしており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対してボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置１１から入力される、キャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ４をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。
【００２３】
チューブ７は、第１タンク８、第２タンク９及び第３タンク１０とキャリッジ４（液滴吐出ヘッド５）とを連結する機能液Ｌの供給用チューブである。第１タンク８は、Ｒ（赤）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＲ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルター材料を供給する。第２タンク９は、Ｇ（緑）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＧ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌを供給する。第３タンク１０は、Ｂ（青）用の機能液Ｌを貯蔵するとともに、チューブ７を介してＢ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌを供給する。
【００２４】
制御装置１１は、ステージ移動装置３にステージ位置制御信号を出力し、キャリッジ移動装置６にキャリッジ位置制御信号を出力するとともに、液滴吐出ヘッド５の駆動回路基板（不図示）に描画データ及び駆動制御信号を出力して、液滴吐出ヘッド５による液滴吐出動作、ワークステージ２の移動による基板Ｐの位置決め動作、キャリッジ４の移動による液滴吐出ヘッド５の位置決め動作の同期制御を行うことにより、基板Ｐ上の所定の位置に機能液Ｌの液滴Ｌ１（図３（ｃ）参照）を吐出する。
【００２５】
クリーニング部１５は、キャリッジ４に搭載された液滴吐出ヘッド５に対する種々のクリーニングを行うためのものである。クリーニング部１５は、液滴吐出ヘッド５におけるホームポジションに配設されている。このホームポジションは、非吐出動作時又は保管時等、液滴吐出装置ＩＪが吐出動作休止状態にあるときにキャリッジ４が配置される領域である。これに対して、液滴吐出ヘッド５から基板Ｐ上に液滴を吐出する際のキャリッジ４の位置を吐出ポジションと呼ぶ。すなわち、吐出ポジションにおいて、キャリッジ４はワークステージ２の上方に位置する。
【００２６】
（クリーニング部）
ここで、クリーニング部１５について具体的に説明する。図２はクリーニング部１５の概略構成を示す図である。具体的に、図２（ａ）はクリーニング部１５の平面構成図、図２（ｂ）はクリーニング部１５の斜視構成図、図２（ｃ）はクリーニング部１５の要部の概略断面構成を示す図である。なお、クリーニング部１５は、制御装置１１からの制御信号により駆動されるようになっている。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、クリーニング部１５は、キャップ本体６７と、キャップ本体６７の上面に枠状に設けられ、ノズルプレート２１（図３参照）の表面（ノズル面２１ａ）に当接されるシール部材６２と、液滴吐出ヘッド５のノズルプレート２１のノズル面２１ａを払拭するワイピング工程時に用いられるワイプ部材６３と、これらキャップ本体６７及びワイプ部材６３を一体的に保持する筐体部６４と、を備えている。ワイプ部材６３は例えばエラストマー等の弾性部材から構成されるものである。また、キャップ本体６７は後述する各種クリーニングにおいて、液滴吐出ヘッド５から吐出される機能液Ｌの廃液を受ける受け部材として機能する。
なお，ワイプ部材６３は、エラストマー等の弾性部材に限らず、ポリエステル等、布状の材料を押し付ける等して使用してもよい。この場合は、特許第４０５８９６９号にあるような機構にて、布をロール状にして、機能液Ｌを拭き取りつつ、順次、新しい布の面がノズル面２１ａに当接するようすることが好ましい。
【００２８】
図２（ｃ）に示すように、キャップ本体６７の内側には、液滴吐出ヘッド５のノズルＮから排出された機能液Ｌを吸収する機能液吸収体６５が、キャップ本体６７の底部に沿って配置されている。機能液吸収体６５はスポンジ等の多孔質部材から構成されている。なお、機能液吸収体６５は単一のスポンジから構成してもよく、複数のスポンジを組み合わせることで形成してもよい。
【００２９】
キャップ本体６７の底部の中央部には、底部を厚さ方向に貫通するように吸引口４０が設けられている。吸引口４０には、チューブ４２の一端が接続されており、チューブ４２の他端には廃液タンク６１が接続されている。チューブ４２の途中にはチューブ４２内に負圧を発生させる吸引ポンプ（吸引手段）５０が設けられている。廃液タンク６１は、チューブ４２及び吸引ポンプ５０を介してキャップ本体６７に連通し、液滴吐出ヘッド５から排出された廃液を回収するためのものである。
【００３０】
そして、キャップ本体６７は、図示しない駆動手段によってＺ軸方向に沿って上下動可能とされており、液滴吐出ヘッド５がホームポジション側に配されている場合に、シール部材６２を介してノズル面２１ａに当接し、ノズルプレート２１をキャッピングするようになっている。このキャッピング状態において、キャップ本体６７の内側とノズルプレート２１との間には、キャップ本体６７によってノズル面２１ａが封止された内側空間Ｓ（図４参照）が形成される。そして、この状態で機能液Ｌの初期充填や後述する特別クリーニング工程及びフラッシング工程が、液滴吐出ヘッド５に対して行われるようになっている。なお、本実施形態のクリーニング部１５は、ワイプ部材６３も図示しない駆動手段によってＺ方向に沿って上下動可能とされており、液滴吐出ヘッド５がホームポジション側に配されている場合に、ノズル面２１ａにワイプ部材６３の先端が接触するようになっている。
【００３１】
（検出部）
図３は、検出部１６の概略構成図である。
図３に示すように、検出部１６は、カメラユニット４６と、フィルム送り機構７０とを備えている。
カメラユニット４６は、撮像部４７と、照明部４８と、半透過ミラー４９と、光ファイバケーブル５１と、鏡筒５２とを備え、上述した制御装置１１に接続された構成となっている。
【００３２】
撮像部４７は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなるカメラである。照明部４８は、ハロゲンランプ、タングステンランプ、ＬＥＤランプ等からなるものである。半透過ミラー４９は、照明部４８の照明を鏡筒５２の出射口５２ａ側に反射させるとともに、撮像対象の像を透過させて撮像部４７に受像させるものである。光ファイバケーブル５１は、鏡筒５２に入射する撮像対象の像を撮像部４７に伝達するものである。鏡筒５２は、不図示のレンズを備えた構成となっている。照明部４８の照明量や、レンズ（図示せず）の光学倍率は、制御装置１１の働きにより、撮像対象に合わせて制御されるようになっている。
【００３３】
カメラユニット４６は、液滴吐出ヘッド５から後述するフィルム送り機構７０のフィルム７１に向けて吐出された液滴Ｌ１の着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像対象としている。そして、撮像はフィルム７１の液滴吐出を受けた面を表面とすると、裏面側から行われる。なお、フィルム７１は透明である。
【００３４】
撮像部４７は、制御装置１１の働きにより、撮像対象をモノクロ画像もしくはカラー画像として受像したり、撮像対象を所定の倍率で撮像することが可能となっており、撮像対象の詳細部分を拡大撮像したり、撮像対象の全体を見るように縮小撮像したりすることができる。例えば、複数の着弾痕Ｄのうち、倍率を調整することにより、１０個〜２０個程度の着弾痕Ｄを見たり、１個〜５個の着弾痕Ｄを見たりすることができる。また、撮像部４７が撮像した画像データは、制御装置１１に送られる。
【００３５】
フィルム送り機構７０は、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂと、ローラ駆動モータ７４と、を備え、カメラユニット４６の真上に配置されている。
フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、円柱形であって水平方向に平行に設置されたものであり、フィルム７１が円周方向に重ねて巻きつけられる。そして、フィルム送りローラ７２ａには、未だ液滴Ｌ１の吐出を受けていないフィルム７１が巻きつけられており、フィルム送りローラ７２ｂには、液滴Ｌ１の吐出を受けたフィルム７１が巻きつけられる構成となっている。
【００３６】
フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、撮像終了後のフィルム巻き取り時以外には静止しており、フィルム７１をたわみのない状態で張り渡している。そして、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂは、ローラ駆動モータ７４によって回動が可能であって、その回動によって、液滴Ｌ１の吐出を受けたフィルム７１がフィルム送りローラ７２ｂに巻き取られる構成となっている。
【００３７】
また、ローラ駆動モータ７４は制御装置１１によって、その駆動が制御されている。
吐出を受けたフィルム７１は、撮像後に、フィルム送りローラ７２ｂによって、直ちに巻き取られるように制御されている。そのため、検出処理時に吐出された液滴Ｌ１は、常に未使用のフィルム７１が受けることになる。
【００３８】
フィルム７６は、上述したように透明であって、液滴吐出ヘッド５が備える全てのノズルＮの液滴Ｌ１を受けられる面積を有した状態で、フィルム送りローラ７２ａ，７２ｂによってたわみのない状態で張り渡されており、カメラユニット４６と近接する。
【００３９】
（液滴吐出ヘッド）
図４は液滴吐出ヘッド５の概略構成図である。図４（ａ）は液滴吐出ヘッド５をワークステージ２側から見た平面図、図４（ｂ）は液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図４（ｃ）は液滴吐出ヘッド５の１ノズル分の部分断面図である。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向に配列された複数（例えば１８０個）のノズルＮを備えている。そして、複数のノズルＮによってノズル列ＮＡが形成されている。図４（ａ）では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド５に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、Ｙ軸方向に配列した１列分ノズルをＸ軸方向に複数列設けても良い。また、キャリッジ４内に配置する液滴吐出ヘッド５の数も任意に変更可能である。さらに、キャリッジ４をサブキャリッジ単位で複数設ける構成としても良い。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、チューブ７と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバ２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティ２４とを備えている。ノズルプレート２１は、例えばＳＵＳから構成されるものであり、吐出ポジションにおいて、ノズル面２１ａと基板Ｐとが対向するようになっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子である。
【００４２】
リザーバ２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される液状の機能液Ｌが充填されるようになっている。キャビティ２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに１対１に対応して設けられている。また、各キャビティ２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバ２２から機能液Ｌが導入されるようになっている。
【００４３】
図４（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺは、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したものであり、一対の電極２６に駆動信号を印加すると圧電材料２５が収縮するよう構成されたものである。そして、このような圧電素子ＰＺが配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺと一体になって同時に外側（キャビティ２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティ２４の容積が増大するようになっている。したがって、キャビティ２４内に増大した容積分に相当する機能液Ｌが、リザーバ２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺへの駆動信号の印加を停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０はともに元の形状に戻り、キャビティ２４も元の容積に戻ることから、キャビティ２４内の機能液Ｌの圧力が上昇し、ノズルＮから基板Ｐに向けて機能液Ｌの液滴Ｌ１が吐出される。
【００４４】
（液滴吐出ヘッドの動作方法）
続いて、上述した液滴吐出装置ＩＪ（液滴吐出ヘッド５）の動作方法について説明する。
図５は、本発明に係る液滴吐出ヘッド５の動作方法を説明するためのフローチャートである。
まず、図３，図５に示すように、ステップＳ１において、液滴吐出ヘッド５の着弾位置の検出工程を行う。具体的には、キャリッジ４を駆動させて液滴吐出ヘッド５をホームポジションのカメラユニット４６の上方に配置する。そして、図示しない昇降機構により検出部１６を上昇させ、フィルム７１とノズル面２１ａとの間の距離を約０．５ｍｍまで接近させる。
その後、液滴吐出ヘッド５から液滴Ｌ１を吐出し、カメラユニット４６により、着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像する。そして、撮像した画像データは制御装置１１に送信され、制御装置１１が画像処理を行うことにより、液滴Ｌ１の着弾痕Ｄの重心（着弾位置）が検出される。
【００４５】
そして、制御装置１１は、着弾位置と基準位置との距離Ｑを求め、距離Ｑと設定した閾値（規定値）とを比較することで特別クリーニング工程（Ｓ６）を行うか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００４６】
ここで、上述した着弾位置、基準位置及び距離Ｑについて図６を用いて説明する。
まず、図６に示すように、各ノズルＮの基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを予め設定しておく。本実施形態において、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰは、機能液Ｌの初期充填後に吐出された液滴Ｌ１の着弾位置の重心位置である。つまり、上述した基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定するためには、液滴吐出ヘッド５に機能液Ｌ１を初期充填した後に、フィルム７１に液滴Ｌ１を吐出する。そして、フィルム７１上に形成された着弾痕Ｄ０１，Ｄ０２・Ｄ０Ｎ・Ｄ０Ｐの重心の位置データを検出することにより、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定することができる。そして、この検出した基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰのデータを、制御装置１１内のメモリに保存しておく。このように、本実施形態の着弾位置検出では、ノズルＮの開口縁近傍に固化物が全く発生していないときの着弾痕Ｄの重心を基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰとしているため、後述する特別クリーニング工程（ステップＳ６）により、液滴吐出ヘッド５の吐出精度を液滴Ｌ１充填後（初期状態）にまで高めることができる。
【００４７】
そして、基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰを設定した後、各ノズルＮからフィルム７１に向けて液滴Ｌ１を吐出する。吐出された液滴Ｌ１がフィルム７１に着弾すると、フィルム７１上に着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐが形成される。この各ノズルＮの着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐは、カメラユニット４６によって撮像され、その画像データが制御装置１１に送信される。ここで、着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐの重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐが、各ノズルＮの着弾位置となる。なお、重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐは、着弾痕Ｄ１１，Ｄ１２・Ｄ１Ｎ・Ｄ１Ｐに基づいて制御装置１１によって検出される。
そして、制御装置１１は、上述した各ノズルＮの基準位置Ｚ１，Ｚ２・ＺＮ・ＺＰと重心Ｇ１１，Ｇ１２・Ｇ１Ｎ・Ｇ１Ｐとの距離Ｑ１，Ｑ２・ＱＮ・ＱＰを算出する。
【００４８】
図５に戻り、ステップＳ２において、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であった場合（ステップＳ２における判断結果が「ＮＯ」の場合）には、液滴Ｌ１の吐出精度が良好であると判断し、ステップＳ３に進み描画（吐出）工程を行う。
描画（吐出）工程では、外部装置から制御装置１１に向けて印刷データが送信されると、制御装置１１は、ドットパターンに対応した吐出データに展開して液滴吐出ヘッド５に送信する。そして、液滴吐出ヘッド５では、受信した吐出データに基づいて、基板Ｐに対する液滴Ｌ１の吐出を実行する（ステップＳ３）。
【００４９】
次いで、ステップＳ４において、記録処理中に、予め設定されている規定時間（特別クリーニング時間間隔：例えば、８時間）が経過したか否かを判断する。
ステップＳ４における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち規定時間経過していない場合、液滴Ｌ１の吐出精度が良好に維持されていると判断して描画を継続する。
その後、ステップＳ５において、描画終了の判断を行い、ステップＳ５における判断結果が「ＮＯ」の場合には、描画を継続する。一方、ステップＳ５における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、描画が終了したと判断し、液滴吐出ヘッド５を停止させ、フローが終了する。
【００５０】
（特別クリーニング工程）
ここで、上述したステップＳ２にける判断結果が「ＹＥＳ」の場合（着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であった場合）、またはステップＳ４における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（特別クリーニング時間間隔を超えた場合）には、ステップＳ６に進み特別クリーニング工程を行う。
【００５１】
図７は特別クリーニング工程を説明するための図であり、液滴吐出ヘッド及びクリーニング部の概略断面図である。
図５，図７（ａ）に示すように、特別クリーニング工程（ステップＳ６）は、ノズルＮ内に形成された固化物を除去して、液滴Ｌ１の吐出精度を回復させるためのものである。特別クリーニング工程（ステップＳ６）では、まずキャップ本体６７をノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程を行う（ステップＳ６Ａ）。具体的には、基板Ｐ（ワークステージ２）上、すなわち吐出ポジションに位置するキャリッジ４をクリーニング部１５側（同図、−Ｙ方向）、すなわちホームポジションまで移動させる。そして、クリーニング部１５の駆動手段を駆動し、液滴吐出ヘッド５に向けて（Ｚ軸方向上方）キャップ本体６７を上昇させる。これにより、キャップ本体６７がシール部材６２を介して液滴吐出ヘッド５のノズル面２１ａに密着し、ノズルプレート２１のノズル列ＮＡがキャップ本体６７に覆われたキャッピング状態となる。このキャッピング状態において、キャップ本体６７とノズルプレート２１との間には、ノズル列ＮＡが封止された内側空間Ｓが形成される。
【００５２】
ここで、図７（ｂ）に示すように、キャップ本体６７のキャッピング状態において、ノズルＮ内の機能液Ｌを吸引するとともに、ノズルＮ内の機能液Ｌを振動させる吸引・振動処理（クリーニング工程：ステップＳ６Ｂ）を行う。
具体的には、まず吸引ポンプ５０を駆動させると、内側空間Ｓ内の空気が、吸引口４０からチューブ４２を介して吸引ポンプ５０により吸引される。これにより、内側空間Ｓ内が減圧され、所定時間経過後には内側空間Ｓが所定の負圧の負圧室となる。
同時に、制御装置１１から液滴吐出ヘッド５の圧電素子ＰＺに駆動信号を供給して、圧電素子ＰＺを振動させることで、ノズルＮ内の機能液Ｌに高周波の微振動を間欠的に印加する。すなわち、本実施形態の振動処理は、機能液Ｌに対して時間（第１所定時間）ＴＡ（例えば、１ｓｅｃ）振動を印加する振動状態と、時間ＴＡの経過後、時間ＴＢ（第２所定時間）（例えば、２ｓｅｃ）振動を休止する休止状態とからなる振動サイクルを複数回（例えば、２０回）実施するようになっている。
【００５３】
図８は、振動処理における圧電素子ＰＺの駆動波形を示す図である。
図８に示すように、振動状態の圧電素子ＰＺの基本波形Ｗ１は、電圧値が基準電位Ｖｌから最高電圧Ｖｈ（例えば、１５Ｖ）まで一定の傾きで上昇する電圧上昇部Ｗ１ａと、最高定電圧部Ｗ１ｂと、最高定電圧部Ｗ１ｂから基準電位Ｖｌまで一定の傾きで下降する電圧下降部Ｗ１ｃと、最低定電圧部Ｗ１ｄとにより形成されている。また、電圧上昇部Ｗ１ａ、最高定電圧部Ｗ１ｂ、電圧下降部Ｗ１ｃ及び最低定電圧部Ｗ１ｄの時間Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄは、それぞれ２μｓｅｃに設定されている。すなわち、基本波形Ｗ１は、周波数１０ｋＨｚで振幅が１５Ｖの台形波である。なお、振幅が大きすぎると（例えば、２０Ｖ程度）、液滴吐出ヘッド５にかかる負荷が増加して液滴吐出ヘッド５の耐久性が低下するため好ましくない。
【００５４】
本実施形態では、このような基本波形Ｗ１の台形波を時間ＴＡ印加し続ける。すると、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌにキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド５内の固化物が破壊または剥離する。この場合、図７（ｂ）に示すように、内側空間Ｓ内に印加された負圧Ｐ１が、ノズルＮからキャビティ２４まで印加されているため、上述した固化物はノズルＮ内の機能液Ｌとともに、ノズルＮから内側空間Ｓへと排出される。そして、内側空間Ｓに排出された機能液Ｌは、機能液吸収体６５に吸収された後、吸引ポンプ５０によって負圧状態となったチューブ４２内に引き込まれる。そして、チューブ４２内に引き込まれた機能液Ｌは、チューブ４２の他端側に接続されている廃液タンク６１で回収される。なお、液滴吐出ヘッド５に対する微振動付与に際して、ノズルＮから機能液Ｌが飛び散ることがあるが、液滴吐出ヘッド５がキャッピング状態にあるので、ノズルＮから飛び散った機能液Ｌはキャップ本体６７に速やかに受け止められ、周囲に飛散することを防止できる。
【００５５】
図９は、吸引・振動処理時における振動サイクルに対する液滴吐出ヘッドの温度変化の関係を示したグラフである。
ところで、図９に示すように、圧電素子ＰＺを時間ＴＡだけ振動させると、液滴吐出ヘッド５の温度がｔ１からｔ２まで上昇する。この際、従来のように液滴吐出ヘッド５に対して高周波の微振動を連続的に付与し続けると、圧電素子ＰＺが発熱し続け、圧電素子ＰＺが振動板２０から剥がれてしまう虞がある。
【００５６】
そこで、図９に示すように、本実施形態では、時間ＴＡの経過後、圧電素子ＰＺへの駆動信号の供給を停止して、圧電素子ＰＺの振動を時間ＴＢだけ休止させる。休止状態は、上述した振動状態で圧電素子ＰＺの振動によって発熱した液滴吐出ヘッド５を冷却するために設けるためのものである。そのため、休止状態の時間ＴＢは、液滴吐出ヘッド５の温度が振動前（前回の休止状態）の液滴吐出ヘッド５の温度と同等の温度に低下するために要する最短時間に設定することが好ましく、本実施形態ではＴＢ＝２ｓｅｃに設定されている。これにより、時間ＴＢ経過後（休止状態経過後）には、液滴吐出ヘッド５の温度をｔ２からｔ１まで冷却することができる。このような振動サイクルを繰り返すことで、各振動状態前後の液滴吐出ヘッド５の温度を常に一定に保持することができるので、特別クリーニング工程において液滴吐出ヘッド５の大幅な温度上昇を抑制することができる。
【００５７】
そして、このような振動状態と休止状態との振動サイクルを２０サイクル（６０ｓｅｃ）行うことで、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させた上で、ノズルＮ内（ノズルＮの開口縁近傍）に形成された固化物を除去することができる。なお、吸引・振動処理における振動サイクルのサイクル数や振動状態の基本波形、振動の印加時間及び休止時間等は、予め制御装置１１のメモリに保存しておく。
【００５８】
そして、図７（ｃ）に示すように、ステップＳ３の終了後、駆動手段を駆動させ、キャップ本体６７を下降させる。これにより、キャップ本体６７をノズル面２１ａから離間させる。
【００５９】
吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）の終了後、ノズル面２１ａ上には、吸引処理で吸引しきれなかった機能液Ｌが付着して残存していることがある。そこで、ノズル面２１ａ上に残存した機能液Ｌを除去するためのワイピング工程（ステップＳ６Ｃ）を行う。具体的には、まずワイプ部材６３を不図示の駆動機構により上昇させることで、ノズルプレート２１とワイプ部材６３とが接触する位置までワイプ部材６３を移動させる。その後、液滴吐出ヘッド５をホームポジションから吐出ポジションへ移動させると（図７（ｃ）中矢印参照）、液滴吐出ヘッド５がワイプ部材６３の上方を通過する際に、ワイプ部材６３の先端によりノズル面２１ａが払拭される。これにより、吸引処理後にノズル面２１ａに残存する機能液Ｌを除去することができる。なお、ワイプ部材６３により払拭された機能液Ｌは、キャップ本体６７に受け止められるようになっている。
【００６０】
そして、特別クリーニング工程（ステップＳ６）の終了後、液滴吐出ヘッド５の吐出機能を維持するために、増粘した液滴Ｌ１を捨て吐出（予備吐出）するフラッシング工程（ステップＳ７）を行う。
フラッシング工程（ステップＳ７）では、まず上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）と同様に、ノズル面２１ａにシール部材６２を介してキャップ本体６７を密着させたキャッピング状態とする。
続いて、キャップ本体６７のキャッピング状態において、まず吸引ポンプ５０を駆動させ、内側空間Ｓ内を減圧する。
【００６１】
そして、この状態で圧電素子ＰＺに駆動信号を供給してノズルＮから機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出させる。これにより、ノズルＮ内の気泡や増粘した機能液Ｌが除去される。なお、内側空間Ｓ内に吐出された液滴Ｌ１は、機能液吸収体６５に吸収された後、吸引ポンプ５０によって負圧状態となったチューブ４２内に引き込まれる。そして、チューブ４２内に引き込まれた機能液Ｌは、チューブ４２の他端側に接続されている廃液タンク６１で回収される。その後、駆動手段を駆動させ、キャップ本体６７を下降させることで、キャップ本体６７をノズル面２１ａから離間させる。
【００６２】
次に、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）と同様に、ノズル面２１ａ上に付着した機能液Ｌを除去するワイピング工程を行う。
その後、ステップＳ３に戻り、描画処理を行うようになっている。
【００６３】
このように、本実施形態では、特別クリーニング工程（ステップＳ６）において、内側空間Ｓ内を負圧吸引しつつ、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌに対して間欠的に振動を印加する吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）を行う構成とした。
この構成によれば、吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）において、各振動状態との間に振動の休止状態を設けることで、圧電素子ＰＺの振動により発熱した液滴吐出ヘッド５の温度を低下させることができる。これにより、圧電素子ＰＺの発熱により圧電素子ＰＺが振動板２０から剥離することを防止することができるので、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させ、長寿命化を図ることができる。
【００６４】
さらに、吸引・振動処理（ステップＳ６Ｂ）において、機能液Ｌを振動させることで、液滴吐出ヘッド５内の機能液Ｌにキャビテーションが発生し、このキャビテーションで生じた気泡の衝撃力により、液滴吐出ヘッド５内の固化物を破壊または剥離させることができる。そして、これら固化物をノズルＮ内の機能液Ｌとともに吸引することで、ノズルＮ内の開口縁近傍に形成された固化物を除去することができる。
特に、本実施形態では、上述したように各振動状態の間に休止状態を設けているため、従来の微振動の振幅と同等の振幅を確保するためには、電圧上昇部Ｗ１ａ、電圧下降部Ｗ１ｃの傾きを比較的急峻にしなければならない。そのため、機能液Ｌ１に付与される振動を大きくすることができ、ノズルＮ内に付着した固化物をより速やかに除去することができる。
したがって、クリーニングの作業効率を向上させるとともに、ノズルＮの吐出精度を高精度に維持することができ、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。その結果、製品不良を発生させず、不良率を低下させることができるので、製品のコストダウンを図ることができる。なお、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）を行うことで、ノズルＮ全体の平均曲がり量（着弾位置と基準位置との距離Ｑ）を、特別クリーニング工程（ステップＳ６）前の３〜４μｍから０．７〜１μｍまで向上させることができた。
【００６５】
また、本実施形態の特別クリーニング工程（ステップＳ６）は、特別クリーニング時間間隔経過後に加えて、描画処理（ステップＳ３）に先立って着弾位置検出を行い、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以上の場合に行う構成とした。
この構成によれば、基板Ｐへの描画を行う前に着弾検出を行うことで、描画工程においてノズルＮの吐出精度をより高精度に維持した状態で描画を行うことができるので、製品の不良率をより低下させ、信頼性の高い製品を製造することができる。さらに、液滴吐出ヘッド５のメンテナンス性を向上させることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、液滴吐出装置ＩＪの動作時において、上述した特別クリーニングに加えて規定時間毎に通常クリーニングを行う点で上述した第１実施形態と相違している。なお、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪの構成は、第１実施形態の液滴吐出装置ＩＪの構成と同一であるため、液滴吐出装置ＩＪの構成の説明は省略する。
図１０は、第２実施形態の液滴吐出ヘッド５の動作方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様のフローには、同一の符号を付し、説明を省略する。
まず、図３，図１０に示すように、ステップＳ１において、上述した第１実施形態と同様に液滴吐出ヘッド５の着弾位置の検出工程を行う。具体的には、液滴吐出ヘッド５からフィルム７１に向けて液滴Ｌ１を吐出し（ステップＳ１Ａ：着弾測定用描画）、カメラユニット４６により、着弾痕Ｄ（図６参照）を撮像する（ステップＳ１Ｂ：カメラユニット４６にて撮像）。そして、制御装置１１は、着弾位置と基準位置との距離Ｑを求める（ステップＳ１Ｃ：ズレ量の計算）。
【００６７】
次に、図１０に示すように、ステップＳ２において、着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（着弾位置と基準位置との距離Ｑが規定値以下であった場合）には、液滴Ｌ１の吐出精度が良好であると判断し、ステップＳ３に進み描画（吐出）工程を行う。
そして、ステップＳ４において、記録処理中に、予め設定されている規定時間（例えば、８時間）が経過したか否かを判断する。
ステップＳ４における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち規定時間経過していない場合、液滴Ｌ１の吐出精度が良好に維持されていると判断して、上述したステップＳ３に戻り描画を続ける。
【００６８】
次に、ステップＳ４における判断結果が「ＹＥＳ」の場合（規定時間経過した場合）には、ステップＳ１６に進み通常クリーニング工程を行う。
通常クリーニング工程（ステップＳ１６）は、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）に比べて簡易的なクリーニングであり、ノズルＮ内の増粘した機能液Ｌ等を除去して、液滴Ｌ１の吐出精度を回復させるためのものである。具体的に、通常クリーニング工程では、上述した特別クリーニング工程と同様に、まずキャップ本体６７をノズル面２１ａに当接させるキャッピング工程を行う（ステップＳ６Ａ）。その後、キャップ本体６７のキャッピング状態において、ノズルＮ内の機能液Ｌを吸引する吸引処理（ステップＳ６Ｄ）を行った後、ノズル面２１ａ上に残存した機能液Ｌを除去するためのワイピング工程（ステップＳ６Ｃ）を行う。すなわち、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）では、ノズルＮ内の機能液Ｌに対して吸引・振動処理を行うのに対して、通常クリーニング工程（ステップＳ１６）では、ノズルＮ内の機能液Ｌに対して吸引処理のみを行う。
【００６９】
そして、通常クリーニング工程（ステップＳ１６）の終了後、液滴吐出ヘッド５の吐出機能を維持するために、ノズルＮの開口縁近傍に存在する増粘した液滴Ｌ１を捨て吐出（予備吐出）するフラッシング工程（ステップＳ１７）を行う。
【００７０】
その後、ステップＳ１５において、次の描画対象である基板Ｐがあるか否かの判断を行い、ステップＳ５における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１に戻り、上述したフローを繰り返す。これにより、ワークステージ２によって順次搬送される基板Ｐに対して連続的に描画を行うことが可能となる。これに対して、ステップＳ５における判断結果が「ＮＯ」の場合には、次に搬送される基板Ｐはないと判断し、液滴吐出ヘッド５を停止させ、フローが終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ２における判断結果が「ＮＯ」の場合には、着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であると判断して、ステップＳ２０に進む。
そして、ステップＳ２０において、前回の特別クリーニング工程（ステップＳ６）から規定時間経過したか否かを判断する。ステップＳ２０における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、特別クリーニング工程の直後であるにも関わらず、何らかの理由により吐出精度が回復していないと判断してステップＳ２１に進む。
ステップＳ２１において、制御装置１１は、液滴吐出ヘッド５の吐出精度が回復していない旨をユーザに向けて通知し、液滴吐出装置ＩＪの動作を停止する。
【００７２】
これに対して、ステップＳ２０における判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、上述したステップＳ１における着弾位置検出をさらに所定回数（例えば、５回）繰り返して行い、これら検出結果のうち着弾位置と基準位置の距離Ｑが規定値以上であった場合が検出回数以下であるか否かを判断する。
ステップＳ２２における判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、特別クリーニング工程の必要はないと判断し、上述したステップＳ１に戻り、通常の描画工程を行う。
ステップＳ２２における判断結果が「ＮＯ」の場合、すなわち着弾位置の各検出結果のうち、何れの検出結果も距離Ｑが規定値以上の場合には、特別クリーニング工程の必要があると判断し、ステップＳ６に進む。
【００７３】
そして、ステップＳ６では、上述した第１実施形態と同様の特別クリーニング工程（ステップＳ６）を行った後、ステップＳ７においてフラッシング工程（ステップＳ７）を行う。
その後、ステップＳ１に戻り、通常の描画工程を行う。
【００７４】
このように、本実施形態では、第１実施形態の特別クリーニング工程に加え、通常のクリーニング工程を行う構成とした。
この構成によれば、着弾位置の検出結果が連続して規定値以上であった場合に、特別クリーニング工程が必要であると判断することで、それ以外の場合には通常クリーニング工程によって吐出精度を回復させることになる。そのため、各クリーニング工程の度に圧電素子ＰＺを振動させることがないので、液滴吐出ヘッド５に対して短時間で効率的なクリーニングを行うことが可能になり、作業効率を向上させることができる。また、各クリーニング工程を行う度に圧電素子ＰＺを振動させることがないので、圧電素子ＰＺにかかる負荷を低減し、液滴吐出ヘッド５の耐久性を向上させ、長寿命化を図ることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、検出部の構成が上述した第１実施形態と相違している。図１１は、検出部１１６（液滴吐出ヘッド５及びカメラユニット４６）の概略構成図である。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
図１１に示すように、検出部１１６のカメラユニット４６は、固定アーム１００を介して液滴吐出ヘッド５と同じ側（フィルム７１の表面側）に設置されている。具体的に、カメラユニット４６は、フィルム７１の搬送方向において、液滴吐出ヘッド５よりも下流側であって、フィルムローラ７２ｂ近傍のフィルム７１の上方に配置されている。この場合、フィルムローラ７２ｂにより巻き取られるフィルム７１に対して、フィルム７１における液滴Ｌ１の吐出を受けた面側（表面側）から撮像することで、液滴Ｌ１の着弾位置の検出が行われるようになっている。すなわち、フィルム７１は、第１実施形態のような透明フィルムでなく、市販されている印画用フィルムを用いる。
【００７６】
なお、検出部は、上述した第３実施形態の他に以下に示すような構成を採用することも可能である。
図１２に示すように、キャリッジ移動装置６の移動軸にカメラユニット４６を液滴吐出ヘッド５とともに取り付け、液滴吐出ヘッド５による液滴Ｌ１吐出が終わった後、フィルム７１の上方（着弾が行われた箇所）までカメラユニット４６を移動させ（図１２中矢印Ｋ１参照）、着弾位置を撮像してもよい。さらには、図１３に示すように、カメラユニット４６をフィルム７１の上方から離れた位置に配置し、着弾位置の検出工程においてカメラユニット４６の代わりに、フィルム送り機構７０全体をカメラユニット４６の設置場所まで移動させる構成にしても構わない（図１３中矢印Ｋ２参照）。このように、検出部の構成は液滴吐出装置ＩＪにあわせたさまざまな方式が考えられる。
【００７７】
なお、上述した特別クリーニング工程（ステップＳ６）によってもノズルＮ内の固化物が除去できない場合には、例えば図１４に示すような基本波形Ｗ２にするとともに、振動サイクルを増加してもよい。
具体的に、図１４に示すように、基本波形Ｗ２は、電圧値が基準電位Ｖｌから最高電圧Ｖｈ（例えば、１６Ｖ）まで一定の傾きで上昇する電圧上昇部Ｗ２ａと、最高定電圧部Ｗ２ｂと、最高定電圧部Ｗ２ｂから基準電位Ｖｌまで一定の傾きで下降する電圧下降部Ｗ２ｃと、最低定電圧部Ｗ２ｄとにより形成されている。また、電圧上昇部Ｗ２ａ及び電圧下降部Ｗ２ｃの時間Ｔ２ａ，Ｔ２ｃはそれぞれ３μｓｅｃに設定される一方、最高定電圧部Ｗ２ｂ及び最低定電圧部Ｗ２ｄの時間Ｔ２ｂ，Ｔ２ｄは、それぞれ０．５μｓｅｃに設定されている。すなわち、基本波形Ｗ２は、周波数１０ｋＨｚで振幅が１６Ｖの台形波である。
そして、このような基本波形Ｗ２からなる振動サイクルを上述した実施形態より多く（例えば、８０回）行うことで、ノズルＮ内の固化物をより除去しやすくなる。但し、液滴吐出ヘッド５の耐久性を維持するためには、上述した実施形態に比べて特別クリーニング間隔を長く確保することが好ましい（例えば、３日毎）。
【００７８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
吸引・振動処理における振動サイクルのサイクル数や振動状態の基本波形、振動の印加時間及び休止時間等は、機能液Ｌの種類（乾燥特性）に応じて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
５…液滴吐出ヘッド ２１…ノズル面 ５０・吸引ポンプ（吸引手段） ６７…キャップ本体（キャップ部材） Ｌ…機能液 Ｌ１…液滴 Ｎ…ノズル Ｓ…内側空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
前記複数のノズルが配列されたノズル面に当接可能なキャップ部材を、前記複数のノズルを覆った状態で前記ノズル面に当接させるキャッピング工程と、
前記ノズル面と前記キャップ部材との間に形成される内側空間内に連通する吸引手段によって、前記内側空間内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、
前記クリーニング工程では、前記内側空間内を負圧吸引しつつ、前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液に対して間欠的に振動を印加することを特徴とする液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【請求項２】
前記クリーニング工程では、前記機能液に対して第１所定時間振動を印加する振動状態と、
前記第１所定時間の経過後、第２所定時間振動を休止する休止状態との振動サイクルを複数回実施し、
前記休止状態における前記第２所定時間は、前記振動状態後における前記液滴吐出ヘッドの温度を、前記振動状態前の前記液滴吐出ヘッドの温度まで低下させるために要する時間に設定することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【請求項３】
前記ノズルから記録媒体に向けて前記液滴を吐出する描画工程に先立って、前記液滴吐出ヘッドの液滴の着弾位置と基準着弾位置との距離を検出する着弾位置検出工程を有し、
前記着弾位置と前記基準着弾位置との距離が規定値以上と判断された場合に、前記クリーニング工程を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【請求項１】
複数のノズルから機能液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
前記複数のノズルが配列されたノズル面に当接可能なキャップ部材を、前記複数のノズルを覆った状態で前記ノズル面に当接させるキャッピング工程と、
前記ノズル面と前記キャップ部材との間に形成される内側空間内に連通する吸引手段によって、前記内側空間内を負圧吸引するクリーニング工程とを有し、
前記クリーニング工程では、前記内側空間内を負圧吸引しつつ、前記液滴吐出ヘッド内の前記機能液に対して間欠的に振動を印加することを特徴とする液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【請求項２】
前記クリーニング工程では、前記機能液に対して第１所定時間振動を印加する振動状態と、
前記第１所定時間の経過後、第２所定時間振動を休止する休止状態との振動サイクルを複数回実施し、
前記休止状態における前記第２所定時間は、前記振動状態後における前記液滴吐出ヘッドの温度を、前記振動状態前の前記液滴吐出ヘッドの温度まで低下させるために要する時間に設定することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【請求項３】
前記ノズルから記録媒体に向けて前記液滴を吐出する描画工程に先立って、前記液滴吐出ヘッドの液滴の着弾位置と基準着弾位置との距離を検出する着弾位置検出工程を有し、
前記着弾位置と前記基準着弾位置との距離が規定値以上と判断された場合に、前記クリーニング工程を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液滴吐出ヘッドのクリーニング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２４０５９０（Ｐ２０１０−２４０５９０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２７１８（Ｐ２００９−９２７１８）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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