液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法
【課題】ノズル面にキャップを当接させた状態でのノズル及びノズル面に存在している機能液の乾燥を防ぐことのできる液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面３３を有する液滴吐出ヘッド３と、ノズル面３３に当接してノズル面３３との間で密閉空間Ｋを形成するキャップ８４とを備える液滴吐出装置であって、密閉空間Ｋのキャップ８４側に保湿液を供給する保湿液供給部８６を有するという構成を採用する。
【解決手段】機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面３３を有する液滴吐出ヘッド３と、ノズル面３３に当接してノズル面３３との間で密閉空間Ｋを形成するキャップ８４とを備える液滴吐出装置であって、密閉空間Ｋのキャップ８４側に保湿液を供給する保湿液供給部８６を有するという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドから機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液滴吐出ヘッドのノズル面に設けられたノズルからインクの液滴を吐出し、紙等の記録媒体上に配置して描画を行うインクジェットプリンタが知られている。また、このようなインクジェットプリンタに端を発する液滴吐出装置の吐出性能（最小吐出量等）を向上させ、より微細なパターンを描画できるようになったことから、半導体素子、電子回路基板及びフラットパネル型表示装置（液晶装置等）の製造においても上記液滴吐出装置が用いられている。
例えば、電子回路基板の製造においては、金属微粒子を溶媒中に分散させた機能液の液滴を、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出して吐出対象物である基板上に配置することにより、配線パターン等を形成している。
【０００３】
ところで、上記液滴吐出装置には、液滴吐出ヘッドのノズル面に当接して該ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
ノズル及びノズル面は外気に晒される構成となっていることから、吐出動作を行わない場合は時間の経過と共にノズル内やノズル面に存在している機能液が乾燥する。機能液は乾燥により増粘化又は固化するため、液滴吐出量のバラツキや、液滴の着弾精度の低下を招く虞がある。そのため、吐出動作の停止中にはノズル面にキャップを当接させ、ノズル及びノズル面を外気に触れないようにすることで機能液の乾燥を抑制し、ノズルの良好な吐出特性を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ノズル面とキャップとの間に形成される密閉空間は完全な気密状態に保たれているわけではないため、例えば機能液の溶媒に揮発性の高い液体（水等）が使用されている場合には、ノズル面にキャップを当接させた状態でも機能液の乾燥が進み、ノズルからの正常な吐出動作を妨げてしまうという課題があった。
【０００６】
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、ノズル面にキャップを当接させた状態でのノズル及びノズル面に存在している機能液の乾燥を防ぐことのできる液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の液滴吐出装置は、機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、ノズル面に当接してノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備える液滴吐出装置であって、密閉空間のキャップ側に保湿液を供給する保湿液供給部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、密閉空間に供給された保湿液が蒸発しかつ密閉空間内に滞留することにより、密閉空間における保湿液の蒸気密度が高く維持される。そのため、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。また、保湿液は密閉空間のキャップ側に供給されるため、保湿液は直接ノズルに付着せず、ノズル内における機能液のメニスカス形状（表面張力による機能液の表面形状）を破壊しない。
【０００８】
また、本発明の液滴吐出装置は、密閉空間の蒸気密度を計測する蒸気密度計測部と、蒸気密度計測部の計測結果に基づいて保湿液供給部に保湿液を供給させる制御部とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、蒸気密度計測部が密閉空間の蒸気密度を計測し、密閉空間の蒸気密度に応じて保湿液が適宜供給される。そのため、密閉空間の外部の温度等の影響により密閉空間の蒸気密度が急速に低下した場合でも、制御部が適切な供給制御を行うことで密閉空間の蒸気密度が高く維持される。
【０００９】
また、本発明の液滴吐出装置は、制御部が、機能液及び機能液の溶媒における蒸発特性と、密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係に基づいて保湿液供給部に保湿液を供給させるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、複数種の機能液が用いられ、それらの機能液及び機能液の溶媒における揮発性等の性質が異なっている場合でも、予めデータベース等に保持されている上記性質と密閉空間の蒸気密度との相関関係に基づいて、密閉空間に保湿液が適宜供給される。
【００１０】
また、本発明の液滴吐出装置は、保湿液が、機能液の溶媒であるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、密閉空間に保湿液として供給された溶媒が蒸発して密閉空間の蒸気密度を高く維持することで、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。
【００１１】
また、本発明は、機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備えた液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、キャップをノズル面に当接させて密閉空間を形成するキャッピング工程と、密閉空間のキャップ側に保湿液を供給する保湿液供給工程とを備えるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、保湿液供給工程で密閉空間に供給された保湿液が蒸発しかつ密閉空間内に滞留することにより、密閉空間における保湿液の蒸気密度が高く維持される。そのため、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。また、保湿液供給工程では保湿液は密閉空間のキャップ側に供給されるため、保湿液は直接ノズルに付着せず、ノズル内における機能液のメニスカス形状を破壊しない。
【００１２】
また、本発明は、キャッピング工程後に密閉空間の蒸気密度を計測する計測工程を備え、保湿液供給工程では、計測工程で計測された蒸気密度に基づいて保湿液を供給するという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、計測工程で密閉空間の蒸気密度が計測され、密閉空間の蒸気密度に応じて保湿液供給工程で保湿液が適宜供給される。そのため、密閉空間の外部の温度等の影響により密閉空間の蒸気密度が急速に低下した場合でも、保湿液を適宜供給することで密閉空間の蒸気密度が高く維持される。
【００１３】
また、本発明は、保湿液供給工程前に機能液及び機能液の溶媒における蒸発特性と、密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係を導入する導入工程を備え、保湿液供給工程では、相関関係に基づいて保湿液を供給するという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、複数種の機能液が用いられ、それらの機能液及びその溶媒における揮発性等の性質が異なっている場合でも、予めデータベース等に保持されている上記性質と密閉空間の蒸気密度との相関関係を導入工程で導入し、上記相関関係に基づいて保湿液供給工程で密閉空間に保湿液が適宜供給される。
【００１４】
また、本発明は、保湿液が、機能液の溶媒であるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、保湿液供給工程で密閉空間に保湿液として供給された溶媒が蒸発して密閉空間の蒸気密度を高く維持することで、ノズル内やノズル面に存在している機能液及びその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】液滴吐出装置ＩＪの全体構成を示す概略図である。
【図２】液滴吐出装置ＩＪの一部を示す斜視図である。
【図３】キャリッジ２１における下面側の斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッド３の断面図である。
【図５】キャッピングユニット８の断面図である。
【図６】キャッピングユニット８のキャッピング動作を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
以下の説明においては図１に示すような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構成要素について説明する。なお、水平面内の所定の方向をＸ軸方向とし、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向をそれぞれθＸ、θＹ及びθＺ方向とする。
【００１７】
まず、本実施形態における液滴吐出装置ＩＪの構成を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪの全体構成を示す概略図である。図２は、液滴吐出装置ＩＪの一部を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、機能液の液滴Ｄ（図４参照）を吐出し基板Ｐ（図１参照）上の適切な場所に液滴Ｄを着弾させて配置することにより配線パターンを形成し、回路基板を製造する装置である。
【００１８】
本実施形態で用いられる機能液は、金属微粒子を溶媒である水に分散させたものであり、機能液を基板上に配置した後、溶媒を乾燥させて除去することにより配線パターンが形成される。また、基板Ｐは、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：low Temperature Co-Fired Ceramics）回路基板を形成するための矩形の板状基板であり、焼成前のＬＴＣＣ基板（グリーンシート）である。
【００１９】
図１に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、チャンバー１と、ヘッド部２と、架台部４と、基板搬送部９と、制御部１０とを備えている。また、液滴吐出装置ＩＪは、床面Ｆ上に設置されている。
【００２０】
チャンバー１は、ヘッド部２、架台部４、基板搬送部９及び制御部１０を全て収容するものであり、チャンバー１の内部と外部との間で微小な塵埃（パーティクル）や機能液が蒸発してなる気体等の流動を防止するためのものである。チャンバー１は、ヘッド部２を安定して保持するために必要な剛性を有している。チャンバー１の天井部上面には空調機１１が設けられており、空調機１１は、チャンバー１内の温度、湿度及びクリーン度等を維持調整する機器である。
【００２１】
ヘッド部２は、機能液の液滴Ｄを吐出する吐出部である。ヘッド部２は、キャリッジ２１と、支持部２２と、機能液収容部２３と、信号発生機２４とを有している。
【００２２】
キャリッジ２１は、略直方体状を呈しており、その下面に後述する液滴吐出ヘッド３を複数有し、支持部２２を介してチャンバー１の天井部下面に保持されている。支持部２２は、上下方向で延在する部材であり、キャリッジ２１を安定して保持するために必要な剛性を有している。また、支持部２２は、Ｘ軸及びＺ軸の２方向に関してキャリッジ２１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）を有している。
機能液収容部２３は、機能液を貯留して収容する機器部であり、図示しない供給管を介してヘッド部２の液滴吐出ヘッド３に接続されている。信号発生機２４は、液滴吐出ヘッド３の圧電素子３７（図４参照）に印加される駆動信号を発生する機器である。
【００２３】
架台部４は、基板Ｐを保持するステージや液滴吐出ヘッド３をメンテナンスするための機器が設けられる機器部である。架台部４は、架台４１と、ガイド４２と、保温カバー４３と、基板ステージ５と、着弾精度測定ユニット６と、ワイピングユニット７と、キャッピングユニット８とを有している。
【００２４】
架台４１は、Ｙ軸方向で延在し、基板Ｐを安定して保持するために重量があり剛性の高い材料（例えば天然石）で形成された架台であり、複数の脚部を介して床面Ｆ上に設置されている。架台４１の上面である支持面４１Ａは、水平面に沿う平面状に形成されている。なお、支持面４１Ａにおいて、ヘッド部２の下方を吐出位置Ｐ１とし、基板搬送部９と隣り合う部分を受渡位置Ｐ２とする。
【００２５】
ガイド４２は、支持面４１Ａに沿いつつＹ軸方向で延びる延在部材であり、支持面４１Ａと所定の間隔を保ち複数の支持柱を介して床面Ｆに支持されている。ガイド４２は、基板ステージ５等をＹ軸方向で往復移動させる駆動部であるリニアモータの固定子（図示せず）を有している。
保温カバー４３は、支持面４１Ａの吐出位置Ｐ１及び受渡位置Ｐ２以外の部分で基板ステージ５等の機器を跨いで設けられ（図２参照）、断熱効果のある材料で形成されている。後述するように基板ステージ５には基板Ｐを加熱するための加熱部が設けられており、保温カバー４３は基板Ｐからの放熱を抑制するためのカバーである。
【００２６】
基板ステージ５は、ヘッド部２の吐出動作中に吐出位置Ｐ１で基板Ｐを保持し、かつ、吐出位置Ｐ１と受渡位置Ｐ２との間で基板Ｐを搬送するためのステージである。
図２に示すように、基板ステージ５は、上部ステージ５１と下部ステージ５２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ステージ５１と下部ステージ５２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ステージ５１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００２７】
上部ステージ５１は、載置領域５３と、フラッシングエリア５４と、図示しない加熱部とを有している。
載置領域５３は、上部ステージ５１の上面に水平面に沿う平面状に形成され、基板Ｐが載置される領域であり、基板Ｐを保持するための機器（真空吸着等）を有している。フラッシングエリア５４は、載置領域５３のＹ軸方向での両側に各々設けられ、ヘッド部２が基板Ｐ上で吐出動作を行う前に機能液の液滴Ｄを予め吐出するための領域であり、スポンジ状の多孔部材を有している。上記加熱部は、上部ステージ５１の内部に設置され、載置領域５３を介して基板Ｐを加熱するために用いられる。
【００２８】
下部ステージ５２と架台４１の支持面４１Ａとの間には図示しないエアベアリングが設けられており、下部ステージ５２は支持面４１Ａに非接触で支持されている。また、下部ステージ５２は、その下面にＹ軸方向で延びる凹部５５を有しており、凹部５５はガイド４２を囲んで設けられている。凹部５５におけるガイド４２のリニアモータ固定子に対向する部分には、リニアモータの可動子（図示せず）が設けられており、ガイド４２の固定子と凹部５５の可動子が共に作動することで下部ステージ５２はＹ軸方向で往復移動できる。
【００２９】
着弾精度測定ユニット６は、ヘッド部２から吐出される液滴Ｄの着弾精度を測定するためのユニットである。
着弾精度測定ユニット６は、上部ユニット６１と下部ユニット６２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット６１と下部ユニット６２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット６１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００３０】
上部ユニット６１は、ヘッド部２から吐出される液滴Ｄを着弾させるためのシート（図示せず）を上方側に対向させて設置することができ、上記シートに着弾した液滴Ｄの着弾位置から液滴吐出装置ＩＪの着弾精度を測定することができる。
下部ユニット６２の構成は、基板ステージ５における下部ステージ５２と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
ワイピングユニット７は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のノズル面３３（図３参照）を払拭して清掃するためのユニットである。
ワイピングユニット７は、上部ユニット７１と下部ユニット７２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット７１と下部ユニット７２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット６１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００３２】
上部ユニット７１には、ノズル面３３を払拭するためのワイプ部材７３が上方側に露出した状態で設置されている。ワイプ部材７３は、ノズル面３３に付着した機能液を溶解して除去するための洗浄液を含んだ不織布等からなる。なお、上記洗浄液は、機能液の溶媒であってもよい。
下部ユニット７２の構成は、基板ステージ５における下部ステージ５２と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
キャッピングユニット８は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のメンテナンスに用いられるユニットである。キャッピングユニット８の詳細は後述する。
【００３４】
基板搬送部９は、基板収容部９１と基板搬送ロボット９２とを有している。
基板収容部９１は、支持面４１Ａにおける受渡位置Ｐ２の近傍に設けられ、基板Ｐを収容するためのカセット等からなる。
基板搬送ロボット９２は、受渡位置Ｐ２の＋Ｘ側に隣り合って設けられ、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５と基板収容部９１との間で基板Ｐを搬送するためのロボットである。
【００３５】
制御部１０は、液滴吐出装置ＩＪの各構成機器の動作を制御し、また、信号発生機２４に対して駆動信号の出力を指示するための制御機器部である。なお、制御部１０は、ＬＡＮ等のネットワークを介して他のコンピュータと接続されていてもよい。
【００３６】
次に、キャリッジ２１に複数設けられる液滴吐出ヘッド３の構成を、図３及び図４を参照して説明する。図３は、キャリッジ２１における下面側の斜視図である。図４は、液滴吐出ヘッド３の断面図である。
【００３７】
図３に示すように、キャリッジ２１は略直方体状を呈しており、キャリッジ２１の下面２１Ａ（−Ｚ側の面）には複数の液滴吐出ヘッド３が配設されている。
液滴吐出ヘッド３は、機能液の液滴Ｄを吐出するための機器である。液滴吐出ヘッド３は、ヘッド本体３１と、ノズルプレート３２とを有している。
【００３８】
ノズルプレート３２は、略矩形の板状部材であり、その下面（−Ｚ側の面）であるノズル面３３は水平面に沿う平面状に形成されている。なお、ノズル面３３は、付着した機能液の除去を容易にするために、撥液性を備えることが好ましい。ノズルプレート３２には、厚さ方向で貫通し機能液の液滴Ｄを吐出するための孔部であるノズル３４が複数形成されている。
【００３９】
図４に示すように、ヘッド本体３１は、液溜り部３５と、振動板３６と、圧電素子３７と、リザーバ３８と、供給孔３９とを有している。ヘッド本体３１の下面には、ノズルプレート３２が一体的に接続されている。
【００４０】
液溜り部３５は、機能液を充填するための空間であり、ノズルプレート３２と振動板３６との間に形成され、複数のノズル３４に対応して各々設けられている。振動板３６は、可撓性を有する材料で形成された略板状の部材であり、上下方向で撓んで変位することにより複数の液溜り部３５の容積を個別に増減させることができる。
【００４１】
圧電素子３７は、駆動信号が印加されることで振動するピエゾ素子等の素子であり、複数の液溜り部３５に対応して各々設けられ、振動板３６の上面に一体的に接続されている。圧電素子３７は、信号発生機２４と電気的に接続されており、制御部１０の指示により信号発生機２４から出力される駆動信号を印加することで、上下方向で伸縮して振動する。
リザーバ３８は、機能液を貯留するための空間であり、液溜り部３５の−Ｙ側にＸ軸方向で延在して設けられ、機能液収容部２３に図示しない供給管を介して接続されている。供給孔３９は、リザーバ３８から液溜り部３５に機能液を供給する孔部であり、複数の液溜り部３５とリザーバ３８とを各々連通している。
【００４２】
次に、本実施形態におけるキャッピングユニット８の構成を、図５を参照して説明する。図５は、キャッピングユニット８の断面図である。
【００４３】
キャッピングユニット８は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のメンテナンスに用いられるユニットである。
図５に示すように、キャッピングユニット８は、上部ユニット８１と下部ユニット８２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット８１と下部ユニット８２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット８１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部８３が設けられている。
【００４４】
上部ユニット８１は、キャップ８４と、吸引部８５と、保湿液供給部８６とを有している。
キャップ８４は、上部ユニット８１から＋Ｚ側に開口する凹部であって、液滴吐出ヘッド３のノズル面３３に当接してノズル面３３との間に密閉空間Ｋ（図６参照）を形成するものであり、複数の液滴吐出ヘッド３に各々対応して設けられている。キャップ８４の上縁部には、ノズル面３３に当接して気密性を高めるためのエラストマー等の弾性体が設けられている。キャップ８４は、排出口８７と、保湿液供給ノズル８８と、湿度計測器（蒸気密度計測部）８９とを有している。
【００４５】
排出口８７は、複数のキャップ８４の底部に各々設けられ、キャップ８４内の液体を吸引して排出するための孔部である。
保湿液供給ノズル８８は、保湿液を密閉空間Ｋ内に供給するためのノズルであり、複数のキャップ８４の内壁に各々設けられ、その吐出方向がキャップ８４の底部に向くように設置されている。
湿度計測器８９は、複数のキャップ８４の内壁に各々設置され、密閉空間Ｋの湿度を計測するための機器である。なお、湿度計測器８９は、制御部１０と電気的に接続されており、湿度の計測結果を制御部１０に出力することが可能である。
【００４６】
吸引部８５は、密閉空間Ｋ内を吸引して密閉空間Ｋを負圧とすると共に、キャップ８４内の液体を吸引して排出するための機器部である。吸引部８５は、廃液タンク８５ａと、吸引管８５ｂとを有している。
廃液タンク８５ａは、キャッピングユニット８の外部に設けられ、キャップ８４内から吸引された液体（機能液や保湿液）を廃液として貯留するための収容器であり、密閉空間Ｋ内を吸引するための不図示の吸引用機器（ポンプ等）を備えている。廃液タンク８５ａは、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０からの指示に基づいて、密閉空間Ｋを適宜吸引することができる。
吸引管８５ｂは、上記液体を流動させる管であり、複数のキャップ８４の排出口８７と廃液タンク８５ａとをそれぞれ接続している。
【００４７】
保湿液供給部８６は、密閉空間Ｋ内に保湿液を供給する機器部である。保湿液供給部８６は、保湿液収容部８６ａと、供給管８６ｂとを有している。
保湿液収容部８６ａは、密閉空間Ｋ内に供給される保湿液を貯留する収容部であり、保湿液を供給するための不図示の供給用機器（ポンプ等）を備えている。保湿液収容部８６ａは、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０からの指示に基づいて、保湿液を密閉空間Ｋに向けて適宜供給することができる。
供給管８６ｂは、保湿液を流動させる管であり、複数のキャップ８４の保湿液供給ノズル８８と保湿液収容部８６ａとをそれぞれ接続している。
【００４８】
なお、本実施形態における保湿液は、機能液の溶媒である。また、保湿液をワイピングユニット７で使用される洗浄液と共用としてもよく、該洗浄液を貯留する収容部（図示せず）と保湿液収容部８６ａとを同一のものとしてもよい。この場合は、液滴吐出装置ＩＪに保湿液収容部８６ａを設置するためのスペースを省くことができる。
【００４９】
続いて、液滴吐出装置の動作を説明する。
最初に、液滴吐出装置ＩＪを用いて、基板Ｐ上に配線パターンを形成することで回路基板を製造する方法を説明する。
【００５０】
まず、液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐを、基板収容部９１から吐出位置Ｐ１に搬送する。
基板ステージ５における下部ステージ５２の可動子及びガイド４２の固定子から構成されるリニアモータの作動により、基板Ｐを載置していない基板ステージ５が受渡位置Ｐ２に移動する。次に、基板搬送ロボット９２が、基板収容部９１から液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐを取り出し、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５の載置領域５３に載置する。次に、再び上記リニアモータの作動により、基板Ｐを載置した基板ステージ５が、吐出位置Ｐ１に移動する。
以上で、液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐが、吐出位置Ｐ１に搬送される。
【００５１】
次に、吐出対象である基板Ｐに機能液の液滴Ｄを吐出して、配線パターンを形成する。
ヘッド部２における支持部２２の駆動部を作動させ、液滴吐出ヘッド３のノズル面３３と基板Ｐの配線パターン形成面との間隔が適切な値となるように、キャリッジ２１を下降させる。この状態で、基板Ｐの吐出領域に対する液滴吐出ヘッド３の相対的な往復運動、すなわち走査を実行しつつ、液滴吐出ヘッド３から機能液の液滴Ｄを吐出して、基板Ｐ上に着弾させる。この走査は、基板ステージ５を上記リニアモータの作動によりＹ軸方向で往復移動させると共に、支持部２２の駆動部を作動させキャリッジ２１をＸ軸方向で移動させることにより行う。この走査中に、液滴吐出ヘッド３のノズル３４から機能液の液滴Ｄを吐出し、基板Ｐの所定の位置に着弾させて配置することで配線パターンを形成する。
【００５２】
なお、液滴吐出ヘッド３の吐出動作を行うにあたり、フラッシング動作を実施する。フラッシング動作とは、基板Ｐ上に機能液の液滴Ｄを吐出する前に、予めノズル３４内の機能液をフラッシングエリア５４に向けて吐出することで乾燥等により増粘化した機能液を排出し、基板Ｐ上での吐出時に吐出量のバラツキや吐出方向の曲がり等を防止するための動作である。本実施形態ではフラッシングエリア５４は載置領域５３のＹ軸方向での両側に各々設けられており、いずれの側から走査を開始したとしても、フラッシング動作を実施した後に吐出動作を行うことができる。
【００５３】
ここで、液滴吐出ヘッド３のノズル３４から液滴Ｄが吐出される動作を、図４を参照して説明する。
制御部１０から信号発生機２４に対して駆動信号の印加指示が出力される。この指示を受けた信号発生機２４は、液滴吐出ヘッド３の圧電素子３７に対して適切な駆動信号を出力する。駆動信号は、充電状態の電位（高電位）と放電状態の電位（低電位）とが交互に繰り返される信号となっており、圧電素子３７に充電状態の電位が印加されると圧電素子３７は収縮し、圧電素子３７に放電状態の電位が印加されると上記収縮は解除される。
【００５４】
圧電素子３７に充電状態の電位が印加され、圧電素子３７は収縮する。圧電素子３７は、振動板３６と一体的に接続されているため、圧電素子３７の収縮と共に振動板３６は上方側に変位し、液溜り部３５の容積は拡大する。液溜り部３５の拡大と共に、液溜り部３５は負圧となり、リザーバ３８から供給孔３９を介して機能液が液溜り部３５内に流入する。
次に、圧電素子３７に放電状態の電位が印加され、圧電素子３７は元の長さに復元する。圧電素子３７の復元と共に振動板３６も復元し、液溜り部３５の容積は充電前の容積に戻る。そのため液溜り部３５は正圧となり、液溜り部３５に充填されている機能液がノズル３４を通って外部に液滴Ｄとして吐出される。
圧電素子３７に駆動信号を印加することで圧電素子３７は伸縮して振動し、基板Ｐに対して機能液の液滴Ｄを連続して吐出することができる。
【００５５】
基板Ｐ上に吐出して配置された機能液は乾燥される。
上部ステージ５１は加熱部を備えており、加熱部は載置領域５３を介して基板Ｐを加熱している。基板Ｐの表面に着弾した機能液の溶媒は、基板Ｐが加熱されているために、着弾後から即座に乾燥し始める。溶媒が乾燥して蒸発飛散することで、機能液に分散していた金属微粒子が析出して固化し、固化した金属微粒子により導電性の配線パターンを形成することができる。
以上で、基板Ｐ上における配線パターンの形成が終了する。
【００５６】
最後に、必要な配線パターンが形成された基板Ｐは、基板ステージ５により吐出位置Ｐ１から受渡位置Ｐ２へ搬送される。基板搬送ロボット９２は、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５から、基板Ｐを基板収容部９１に搬送して収容する。
以上で、液滴吐出装置ＩＪを用いた、基板Ｐ上に配線パターンを形成することによるＬＴＣＣ基板の製造が終了する。
【００５７】
続いて、着弾精度測定ユニット６、ワイピングユニット７及びキャッピングユニット８による液滴吐出ヘッド３のメンテナンス動作を説明する。
まず、液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作を説明する。
【００５８】
液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作は、基板ステージ５が受渡位置Ｐ２に位置し、基板Ｐの搬入又は搬出動作が行われているときに実施される。
まず、キャッピングユニット８による吸引動作を、図６を参照して説明する。図６は、キャッピングユニット８のキャッピング動作を示す概略図である。
着弾精度測定ユニット６及びワイピングユニット７が、吐出位置Ｐ１と受渡位置Ｐ２との間に移動する。この移動は、上記ユニットとガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により行う。
【００５９】
次に、キャッピングユニット８の下部ユニット８２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、キャッピングユニット８が吐出位置Ｐ１へ移動する。次に、ヘッド部２における支持部２２の作動により、キャリッジ２１を下降させ、キャッピングユニット８のキャップ８４をノズル面３３に当接させる（以下、キャッピングと記載する）。キャッピングにより、キャップ８４とノズル面３３との間には密閉空間Ｋが形成される（図６参照）。
【００６０】
ここで、制御部１０が廃液タンク８５ａの吸引用機器を作動させ、排出口８７を介して密閉空間Ｋを吸引する。この吸引動作により密閉空間Ｋは負圧となり、密閉空間Ｋを形成するノズル面３３におけるノズル３４内の機能液が吸引されて排出される。なお、ノズル３４の吸引は機能液が増粘化している場合でも可能であり、この吸引動作により増粘化した機能液を排出し、ノズル３４における良好な吐出特性を回復することができる。
ノズル３４から密閉空間Ｋへ排出された機能液は、キャップ８４の底部にある排出口８７から吸引されて、廃液タンク８５ａに貯留される。吸引後、キャッピングは解除され、キャッピングユニット８は受渡位置Ｐ２と逆側に移動する。
以上で、キャッピングユニット８による吸引動作が終了する。
【００６１】
次に、ワイピングユニット７によるワイピング動作を説明する。
まず、ワイピングユニット７の下部ユニット７２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、ワイピングユニット７が吐出位置Ｐ１へ移動する。支持部２２における駆動部の作動により、キャリッジ２１を下降させ、ワイピングユニット７のワイプ部材７３をノズル面３３に当接させる。
【００６２】
ところで、前述したキャッピングユニット８の吸引動作によって排出された機能液が、ノズル面３３に付着している場合がある。この機能液が乾燥し固化することで、ノズル３４からの吐出方向の曲がり等の不具合を引き起こす虞があることから、ワイプ部材７３により、付着した機能液を払拭して除去する。具体的には、ワイプ部材７３は洗浄液を含んでおり、この洗浄液を含んだワイプ部材７３がノズル面３３を払拭することで、ノズル面３３に付着した機能液を溶解して除去することができる。払拭後、ワイプ部材７３はノズル面３３から離間し、ワイピングユニット７は受渡位置Ｐ２と逆側に移動する。
以上で、ワイピングユニット７による払拭動作が完了する。
【００６３】
次に、着弾精度測定ユニット６による着弾精度測定動作を説明する。
まず、着弾精度測定ユニット６の下部ユニット６２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、着弾精度測定ユニット６が吐出位置Ｐ１へ移動する。支持部２２における駆動部の作動により、キャリッジ２１を下降させ、着弾精度測定ユニット６の不図示のシートの表面とノズル面３３との間を、液滴吐出ヘッド３の吐出動作を行うにあたり適切な距離に設定する。
【００６４】
次に、液滴吐出ヘッド３から上記シートの所定の位置に機能液の液滴Ｄを吐出して着弾させる。上記シートにおける液滴Ｄが着弾した位置を測定し検証することで、ヘッド部２及び液滴吐出ヘッド３の着弾精度を測定することができる。なお、この着弾精度が一定の精度に到達していない場合には、ヘッド部２及び液滴吐出ヘッド３の調整等が行われる。
以上で、着弾精度測定ユニット６による着弾精度測定動作が完了する。
よって、液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作が完了する。このメンテナンス終了後、基板Ｐへの吐出動作が再開される。
【００６５】
続いて、液滴吐出装置ＩＪの操業停止中に行うメンテナンス動作を、図６を参照して説明する。
【００６６】
一定の期間で基板Ｐへの吐出動作を行わない場合、すなわち操業停止中においては、ノズル３４及びノズル面３３が外部に晒された構成となっているため、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液は乾燥する。この乾燥を防止するために、キャッピングユニット８によるノズル面３３へのキャッピングを実施して密閉空間Ｋを形成することで、ノズル３４及びノズル面３３が外気に触れないようにする。
もっとも、本実施形態での機能液の溶媒は乾燥しやすい水であり、また、密閉空間Ｋも完全な気密状態に保たれているわけではないため、次第にノズル３４等の機能液は乾燥する。そのため、以下に説明する保湿液の供給動作を実施する。
【００６７】
まず、キャッピングユニット８によるノズル面３３へのキャッピングを実施する（キャピング工程）
また、制御部１０又はＬＡＮ等により構成されたネットワーク上の他のコンピュータが予め保持している、複数の機能液及び該機能液の溶媒における蒸発特性と、保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）及び供給量等との、相関関係を並べたテーブルデータの中から、現在使用している機能液に関するデータを制御部１０へ導入させる（導入工程）。
【００６８】
キャンピング動作中において、キャップ８４の湿度計測器８９は、制御部１０に対して密閉空間Ｋの湿度の計測結果を随時出力している（計測工程）。前述の通り、密閉空間Ｋは完全な気密状態に保たれているわけではないため、時間と共に密閉空間Ｋの湿度は低下する。
制御部１０は、湿度計測器８９から得た湿度計測結果と、上記導入工程で導入した保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）とを比較する。密閉空間Ｋの湿度が低下し続け、湿度計測器８９の湿度計測結果が上記閾値以下になったときに、制御部１０は保湿液収容部８６ａの供給用機器に供給指示を出力し、該供給用機器は保湿液収容部８６ａに貯留されている保湿液を、保湿液供給ノズル８８から密閉空間Ｋ内におけるキャップ８４の底部側に供給する（保湿液供給工程）。
【００６９】
供給された保湿液は密閉空間Ｋ内で蒸発気化し、かつ密閉空間Ｋ内で滞留することにより、密閉空間Ｋの湿度は上昇する。密閉空間Ｋの湿度が高い状態では、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥を防止できる。また、保湿液は密閉空間Ｋのキャップ８４側に向けて供給されるため、保湿液は直接ノズル３４に付着せず、ノズル３４のメニスカス形状を破壊しない。
【００７０】
また、密閉空間Ｋの外部の湿度や温度等の影響により、密閉空間Ｋの湿度が急激に低下した場合でも、湿度計測器８９及び制御部１０の働きにより適切な時期に保湿液を供給するため、密閉空間Ｋの湿度変動に合わせて柔軟に対応することができる。
【００７１】
また、制御部１０又はＬＡＮ等により構成されたネットワーク上の他のコンピュータは、複数の機能液及び該機能液の溶媒における蒸発特性と、保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）及び供給量等との、相関関係をテーブル化したデータを予め保持しているため、各種機能液の蒸発特性に合わせた制御を行うことができる。
【００７２】
なお、制御部１０は密閉空間Ｋへの保湿液の供給回数をカウントしており、保湿液の供給回数が所定の回数に到達すると、制御部１０は廃液タンク８５ａの吸引用機器に吸引指示を出力し、吸引用機器に密閉空間Ｋ内を吸引させキャップ８４内の液体を排出させる。
【００７３】
したがって、本実施形態によれば、ノズル面３３にキャップ８４を当接させたキャッピング状態での、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液の乾燥を防ぐことができる。
【００７４】
なお、前述した実施形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、機能液の溶媒として水を用いているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、溶媒として有機溶剤等を用いてもよい。なお、この場合には、保湿液として機能液の溶媒である有機溶剤を用いることができ、上記実施形態における湿度計測器８９は密閉空間Ｋ内における有機溶剤の蒸気密度を計測する機器となる。
【００７６】
また、上記実施形態では、保湿液として機能液の溶媒と同一の液体（水）を用いているが、保湿液に機能液の溶媒と近い性質を有するものを選択し、保湿液が蒸発して密閉空間Ｋ内に滞留することで、機能液及びその溶媒の蒸発を抑制できるような液体であってもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、基板Ｐとして焼成前のＬＴＣＣ基板（グリーンシート）が用いられているが、基板Ｐとしてガラス基板や半導体ウエハ等を用いてもよい。
また、上記実施形態では、機能液には金属微粒子が溶媒中に分散されているが、この金属微粒子の材質は、形成する配線パターンに応じて適宜選択してよい。例えば、金、銀、銅、パラジウム又はニッケル等が用いられる。また、金属微粒子の代わりに、導電性ポリマー等の導電性微粒子を用いてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、液滴吐出装置ＩＪは基板Ｐ上に配線パターンを形成して回路基板を製造する装置であるが、フラットパネル型表示装置等を製造することに本発明の液滴吐出装置ＩＪを用いてもよい。製造可能なデバイスとしては、液晶表示装置、ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置又は上記表示装置に用いられるカラーフィルタ等が挙げられる。なお、上記デバイスを製造する場合の機能液としては、液晶材料、ＥＬ材料又はカラーフィルタエレメント等が用いられる。
【００７９】
また、上記実施形態では、湿度計測器８９及び制御部１０により密閉空間Ｋの湿度に応じた保湿液の供給制御を行っているが、必ずしも湿度計測器８９を備える必要はなく、例えば制御部１０が備えるタイマ等により一定期間毎に保湿液の供給動作を行ってもよい。
【００８０】
また、上記実施形態におけるキャップ８４の底部に、保湿液を含むことのできるスポンジ状の多孔部材を備えてもよい。キャップ８４内に供給された保湿液が多孔部材に吸収され上記部材内で分散することにより、保湿液の蒸発が促進される。そのため、密閉空間Ｋの蒸気密度を迅速に向上させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
３…液滴吐出ヘッド、３３…ノズル面、３４…ノズル、８４…キャップ、８６…保湿液供給部、８９…湿度計測器（蒸気密度計測部）、１０…制御部、Ｋ…密閉空間、ＩＪ…液滴吐出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドから機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液滴吐出ヘッドのノズル面に設けられたノズルからインクの液滴を吐出し、紙等の記録媒体上に配置して描画を行うインクジェットプリンタが知られている。また、このようなインクジェットプリンタに端を発する液滴吐出装置の吐出性能（最小吐出量等）を向上させ、より微細なパターンを描画できるようになったことから、半導体素子、電子回路基板及びフラットパネル型表示装置（液晶装置等）の製造においても上記液滴吐出装置が用いられている。
例えば、電子回路基板の製造においては、金属微粒子を溶媒中に分散させた機能液の液滴を、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出して吐出対象物である基板上に配置することにより、配線パターン等を形成している。
【０００３】
ところで、上記液滴吐出装置には、液滴吐出ヘッドのノズル面に当接して該ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
ノズル及びノズル面は外気に晒される構成となっていることから、吐出動作を行わない場合は時間の経過と共にノズル内やノズル面に存在している機能液が乾燥する。機能液は乾燥により増粘化又は固化するため、液滴吐出量のバラツキや、液滴の着弾精度の低下を招く虞がある。そのため、吐出動作の停止中にはノズル面にキャップを当接させ、ノズル及びノズル面を外気に触れないようにすることで機能液の乾燥を抑制し、ノズルの良好な吐出特性を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ノズル面とキャップとの間に形成される密閉空間は完全な気密状態に保たれているわけではないため、例えば機能液の溶媒に揮発性の高い液体（水等）が使用されている場合には、ノズル面にキャップを当接させた状態でも機能液の乾燥が進み、ノズルからの正常な吐出動作を妨げてしまうという課題があった。
【０００６】
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、ノズル面にキャップを当接させた状態でのノズル及びノズル面に存在している機能液の乾燥を防ぐことのできる液滴吐出装置及びそのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の液滴吐出装置は、機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、ノズル面に当接してノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備える液滴吐出装置であって、密閉空間のキャップ側に保湿液を供給する保湿液供給部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、密閉空間に供給された保湿液が蒸発しかつ密閉空間内に滞留することにより、密閉空間における保湿液の蒸気密度が高く維持される。そのため、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。また、保湿液は密閉空間のキャップ側に供給されるため、保湿液は直接ノズルに付着せず、ノズル内における機能液のメニスカス形状（表面張力による機能液の表面形状）を破壊しない。
【０００８】
また、本発明の液滴吐出装置は、密閉空間の蒸気密度を計測する蒸気密度計測部と、蒸気密度計測部の計測結果に基づいて保湿液供給部に保湿液を供給させる制御部とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、蒸気密度計測部が密閉空間の蒸気密度を計測し、密閉空間の蒸気密度に応じて保湿液が適宜供給される。そのため、密閉空間の外部の温度等の影響により密閉空間の蒸気密度が急速に低下した場合でも、制御部が適切な供給制御を行うことで密閉空間の蒸気密度が高く維持される。
【０００９】
また、本発明の液滴吐出装置は、制御部が、機能液及び機能液の溶媒における蒸発特性と、密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係に基づいて保湿液供給部に保湿液を供給させるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、複数種の機能液が用いられ、それらの機能液及び機能液の溶媒における揮発性等の性質が異なっている場合でも、予めデータベース等に保持されている上記性質と密閉空間の蒸気密度との相関関係に基づいて、密閉空間に保湿液が適宜供給される。
【００１０】
また、本発明の液滴吐出装置は、保湿液が、機能液の溶媒であるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、密閉空間に保湿液として供給された溶媒が蒸発して密閉空間の蒸気密度を高く維持することで、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。
【００１１】
また、本発明は、機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備えた液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、キャップをノズル面に当接させて密閉空間を形成するキャッピング工程と、密閉空間のキャップ側に保湿液を供給する保湿液供給工程とを備えるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、保湿液供給工程で密閉空間に供給された保湿液が蒸発しかつ密閉空間内に滞留することにより、密閉空間における保湿液の蒸気密度が高く維持される。そのため、ノズル内やノズル面に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。また、保湿液供給工程では保湿液は密閉空間のキャップ側に供給されるため、保湿液は直接ノズルに付着せず、ノズル内における機能液のメニスカス形状を破壊しない。
【００１２】
また、本発明は、キャッピング工程後に密閉空間の蒸気密度を計測する計測工程を備え、保湿液供給工程では、計測工程で計測された蒸気密度に基づいて保湿液を供給するという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、計測工程で密閉空間の蒸気密度が計測され、密閉空間の蒸気密度に応じて保湿液供給工程で保湿液が適宜供給される。そのため、密閉空間の外部の温度等の影響により密閉空間の蒸気密度が急速に低下した場合でも、保湿液を適宜供給することで密閉空間の蒸気密度が高く維持される。
【００１３】
また、本発明は、保湿液供給工程前に機能液及び機能液の溶媒における蒸発特性と、密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係を導入する導入工程を備え、保湿液供給工程では、相関関係に基づいて保湿液を供給するという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、複数種の機能液が用いられ、それらの機能液及びその溶媒における揮発性等の性質が異なっている場合でも、予めデータベース等に保持されている上記性質と密閉空間の蒸気密度との相関関係を導入工程で導入し、上記相関関係に基づいて保湿液供給工程で密閉空間に保湿液が適宜供給される。
【００１４】
また、本発明は、保湿液が、機能液の溶媒であるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、保湿液供給工程で密閉空間に保湿液として供給された溶媒が蒸発して密閉空間の蒸気密度を高く維持することで、ノズル内やノズル面に存在している機能液及びその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】液滴吐出装置ＩＪの全体構成を示す概略図である。
【図２】液滴吐出装置ＩＪの一部を示す斜視図である。
【図３】キャリッジ２１における下面側の斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッド３の断面図である。
【図５】キャッピングユニット８の断面図である。
【図６】キャッピングユニット８のキャッピング動作を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
以下の説明においては図１に示すような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構成要素について説明する。なお、水平面内の所定の方向をＸ軸方向とし、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向をそれぞれθＸ、θＹ及びθＺ方向とする。
【００１７】
まず、本実施形態における液滴吐出装置ＩＪの構成を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪの全体構成を示す概略図である。図２は、液滴吐出装置ＩＪの一部を示す斜視図である。
液滴吐出装置ＩＪは、機能液の液滴Ｄ（図４参照）を吐出し基板Ｐ（図１参照）上の適切な場所に液滴Ｄを着弾させて配置することにより配線パターンを形成し、回路基板を製造する装置である。
【００１８】
本実施形態で用いられる機能液は、金属微粒子を溶媒である水に分散させたものであり、機能液を基板上に配置した後、溶媒を乾燥させて除去することにより配線パターンが形成される。また、基板Ｐは、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：low Temperature Co-Fired Ceramics）回路基板を形成するための矩形の板状基板であり、焼成前のＬＴＣＣ基板（グリーンシート）である。
【００１９】
図１に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、チャンバー１と、ヘッド部２と、架台部４と、基板搬送部９と、制御部１０とを備えている。また、液滴吐出装置ＩＪは、床面Ｆ上に設置されている。
【００２０】
チャンバー１は、ヘッド部２、架台部４、基板搬送部９及び制御部１０を全て収容するものであり、チャンバー１の内部と外部との間で微小な塵埃（パーティクル）や機能液が蒸発してなる気体等の流動を防止するためのものである。チャンバー１は、ヘッド部２を安定して保持するために必要な剛性を有している。チャンバー１の天井部上面には空調機１１が設けられており、空調機１１は、チャンバー１内の温度、湿度及びクリーン度等を維持調整する機器である。
【００２１】
ヘッド部２は、機能液の液滴Ｄを吐出する吐出部である。ヘッド部２は、キャリッジ２１と、支持部２２と、機能液収容部２３と、信号発生機２４とを有している。
【００２２】
キャリッジ２１は、略直方体状を呈しており、その下面に後述する液滴吐出ヘッド３を複数有し、支持部２２を介してチャンバー１の天井部下面に保持されている。支持部２２は、上下方向で延在する部材であり、キャリッジ２１を安定して保持するために必要な剛性を有している。また、支持部２２は、Ｘ軸及びＺ軸の２方向に関してキャリッジ２１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）を有している。
機能液収容部２３は、機能液を貯留して収容する機器部であり、図示しない供給管を介してヘッド部２の液滴吐出ヘッド３に接続されている。信号発生機２４は、液滴吐出ヘッド３の圧電素子３７（図４参照）に印加される駆動信号を発生する機器である。
【００２３】
架台部４は、基板Ｐを保持するステージや液滴吐出ヘッド３をメンテナンスするための機器が設けられる機器部である。架台部４は、架台４１と、ガイド４２と、保温カバー４３と、基板ステージ５と、着弾精度測定ユニット６と、ワイピングユニット７と、キャッピングユニット８とを有している。
【００２４】
架台４１は、Ｙ軸方向で延在し、基板Ｐを安定して保持するために重量があり剛性の高い材料（例えば天然石）で形成された架台であり、複数の脚部を介して床面Ｆ上に設置されている。架台４１の上面である支持面４１Ａは、水平面に沿う平面状に形成されている。なお、支持面４１Ａにおいて、ヘッド部２の下方を吐出位置Ｐ１とし、基板搬送部９と隣り合う部分を受渡位置Ｐ２とする。
【００２５】
ガイド４２は、支持面４１Ａに沿いつつＹ軸方向で延びる延在部材であり、支持面４１Ａと所定の間隔を保ち複数の支持柱を介して床面Ｆに支持されている。ガイド４２は、基板ステージ５等をＹ軸方向で往復移動させる駆動部であるリニアモータの固定子（図示せず）を有している。
保温カバー４３は、支持面４１Ａの吐出位置Ｐ１及び受渡位置Ｐ２以外の部分で基板ステージ５等の機器を跨いで設けられ（図２参照）、断熱効果のある材料で形成されている。後述するように基板ステージ５には基板Ｐを加熱するための加熱部が設けられており、保温カバー４３は基板Ｐからの放熱を抑制するためのカバーである。
【００２６】
基板ステージ５は、ヘッド部２の吐出動作中に吐出位置Ｐ１で基板Ｐを保持し、かつ、吐出位置Ｐ１と受渡位置Ｐ２との間で基板Ｐを搬送するためのステージである。
図２に示すように、基板ステージ５は、上部ステージ５１と下部ステージ５２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ステージ５１と下部ステージ５２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ステージ５１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００２７】
上部ステージ５１は、載置領域５３と、フラッシングエリア５４と、図示しない加熱部とを有している。
載置領域５３は、上部ステージ５１の上面に水平面に沿う平面状に形成され、基板Ｐが載置される領域であり、基板Ｐを保持するための機器（真空吸着等）を有している。フラッシングエリア５４は、載置領域５３のＹ軸方向での両側に各々設けられ、ヘッド部２が基板Ｐ上で吐出動作を行う前に機能液の液滴Ｄを予め吐出するための領域であり、スポンジ状の多孔部材を有している。上記加熱部は、上部ステージ５１の内部に設置され、載置領域５３を介して基板Ｐを加熱するために用いられる。
【００２８】
下部ステージ５２と架台４１の支持面４１Ａとの間には図示しないエアベアリングが設けられており、下部ステージ５２は支持面４１Ａに非接触で支持されている。また、下部ステージ５２は、その下面にＹ軸方向で延びる凹部５５を有しており、凹部５５はガイド４２を囲んで設けられている。凹部５５におけるガイド４２のリニアモータ固定子に対向する部分には、リニアモータの可動子（図示せず）が設けられており、ガイド４２の固定子と凹部５５の可動子が共に作動することで下部ステージ５２はＹ軸方向で往復移動できる。
【００２９】
着弾精度測定ユニット６は、ヘッド部２から吐出される液滴Ｄの着弾精度を測定するためのユニットである。
着弾精度測定ユニット６は、上部ユニット６１と下部ユニット６２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット６１と下部ユニット６２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット６１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００３０】
上部ユニット６１は、ヘッド部２から吐出される液滴Ｄを着弾させるためのシート（図示せず）を上方側に対向させて設置することができ、上記シートに着弾した液滴Ｄの着弾位置から液滴吐出装置ＩＪの着弾精度を測定することができる。
下部ユニット６２の構成は、基板ステージ５における下部ステージ５２と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
ワイピングユニット７は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のノズル面３３（図３参照）を払拭して清掃するためのユニットである。
ワイピングユニット７は、上部ユニット７１と下部ユニット７２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット７１と下部ユニット７２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット６１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部（図示せず）が設けられている。
【００３２】
上部ユニット７１には、ノズル面３３を払拭するためのワイプ部材７３が上方側に露出した状態で設置されている。ワイプ部材７３は、ノズル面３３に付着した機能液を溶解して除去するための洗浄液を含んだ不織布等からなる。なお、上記洗浄液は、機能液の溶媒であってもよい。
下部ユニット７２の構成は、基板ステージ５における下部ステージ５２と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
キャッピングユニット８は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のメンテナンスに用いられるユニットである。キャッピングユニット８の詳細は後述する。
【００３４】
基板搬送部９は、基板収容部９１と基板搬送ロボット９２とを有している。
基板収容部９１は、支持面４１Ａにおける受渡位置Ｐ２の近傍に設けられ、基板Ｐを収容するためのカセット等からなる。
基板搬送ロボット９２は、受渡位置Ｐ２の＋Ｘ側に隣り合って設けられ、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５と基板収容部９１との間で基板Ｐを搬送するためのロボットである。
【００３５】
制御部１０は、液滴吐出装置ＩＪの各構成機器の動作を制御し、また、信号発生機２４に対して駆動信号の出力を指示するための制御機器部である。なお、制御部１０は、ＬＡＮ等のネットワークを介して他のコンピュータと接続されていてもよい。
【００３６】
次に、キャリッジ２１に複数設けられる液滴吐出ヘッド３の構成を、図３及び図４を参照して説明する。図３は、キャリッジ２１における下面側の斜視図である。図４は、液滴吐出ヘッド３の断面図である。
【００３７】
図３に示すように、キャリッジ２１は略直方体状を呈しており、キャリッジ２１の下面２１Ａ（−Ｚ側の面）には複数の液滴吐出ヘッド３が配設されている。
液滴吐出ヘッド３は、機能液の液滴Ｄを吐出するための機器である。液滴吐出ヘッド３は、ヘッド本体３１と、ノズルプレート３２とを有している。
【００３８】
ノズルプレート３２は、略矩形の板状部材であり、その下面（−Ｚ側の面）であるノズル面３３は水平面に沿う平面状に形成されている。なお、ノズル面３３は、付着した機能液の除去を容易にするために、撥液性を備えることが好ましい。ノズルプレート３２には、厚さ方向で貫通し機能液の液滴Ｄを吐出するための孔部であるノズル３４が複数形成されている。
【００３９】
図４に示すように、ヘッド本体３１は、液溜り部３５と、振動板３６と、圧電素子３７と、リザーバ３８と、供給孔３９とを有している。ヘッド本体３１の下面には、ノズルプレート３２が一体的に接続されている。
【００４０】
液溜り部３５は、機能液を充填するための空間であり、ノズルプレート３２と振動板３６との間に形成され、複数のノズル３４に対応して各々設けられている。振動板３６は、可撓性を有する材料で形成された略板状の部材であり、上下方向で撓んで変位することにより複数の液溜り部３５の容積を個別に増減させることができる。
【００４１】
圧電素子３７は、駆動信号が印加されることで振動するピエゾ素子等の素子であり、複数の液溜り部３５に対応して各々設けられ、振動板３６の上面に一体的に接続されている。圧電素子３７は、信号発生機２４と電気的に接続されており、制御部１０の指示により信号発生機２４から出力される駆動信号を印加することで、上下方向で伸縮して振動する。
リザーバ３８は、機能液を貯留するための空間であり、液溜り部３５の−Ｙ側にＸ軸方向で延在して設けられ、機能液収容部２３に図示しない供給管を介して接続されている。供給孔３９は、リザーバ３８から液溜り部３５に機能液を供給する孔部であり、複数の液溜り部３５とリザーバ３８とを各々連通している。
【００４２】
次に、本実施形態におけるキャッピングユニット８の構成を、図５を参照して説明する。図５は、キャッピングユニット８の断面図である。
【００４３】
キャッピングユニット８は、ヘッド部２における液滴吐出ヘッド３のメンテナンスに用いられるユニットである。
図５に示すように、キャッピングユニット８は、上部ユニット８１と下部ユニット８２とが上下方向で接続された構成となっている。上部ユニット８１と下部ユニット８２との間には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の計６方向に関して上部ユニット８１を移動させ、かつ、高い精度で位置決め可能な駆動部８３が設けられている。
【００４４】
上部ユニット８１は、キャップ８４と、吸引部８５と、保湿液供給部８６とを有している。
キャップ８４は、上部ユニット８１から＋Ｚ側に開口する凹部であって、液滴吐出ヘッド３のノズル面３３に当接してノズル面３３との間に密閉空間Ｋ（図６参照）を形成するものであり、複数の液滴吐出ヘッド３に各々対応して設けられている。キャップ８４の上縁部には、ノズル面３３に当接して気密性を高めるためのエラストマー等の弾性体が設けられている。キャップ８４は、排出口８７と、保湿液供給ノズル８８と、湿度計測器（蒸気密度計測部）８９とを有している。
【００４５】
排出口８７は、複数のキャップ８４の底部に各々設けられ、キャップ８４内の液体を吸引して排出するための孔部である。
保湿液供給ノズル８８は、保湿液を密閉空間Ｋ内に供給するためのノズルであり、複数のキャップ８４の内壁に各々設けられ、その吐出方向がキャップ８４の底部に向くように設置されている。
湿度計測器８９は、複数のキャップ８４の内壁に各々設置され、密閉空間Ｋの湿度を計測するための機器である。なお、湿度計測器８９は、制御部１０と電気的に接続されており、湿度の計測結果を制御部１０に出力することが可能である。
【００４６】
吸引部８５は、密閉空間Ｋ内を吸引して密閉空間Ｋを負圧とすると共に、キャップ８４内の液体を吸引して排出するための機器部である。吸引部８５は、廃液タンク８５ａと、吸引管８５ｂとを有している。
廃液タンク８５ａは、キャッピングユニット８の外部に設けられ、キャップ８４内から吸引された液体（機能液や保湿液）を廃液として貯留するための収容器であり、密閉空間Ｋ内を吸引するための不図示の吸引用機器（ポンプ等）を備えている。廃液タンク８５ａは、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０からの指示に基づいて、密閉空間Ｋを適宜吸引することができる。
吸引管８５ｂは、上記液体を流動させる管であり、複数のキャップ８４の排出口８７と廃液タンク８５ａとをそれぞれ接続している。
【００４７】
保湿液供給部８６は、密閉空間Ｋ内に保湿液を供給する機器部である。保湿液供給部８６は、保湿液収容部８６ａと、供給管８６ｂとを有している。
保湿液収容部８６ａは、密閉空間Ｋ内に供給される保湿液を貯留する収容部であり、保湿液を供給するための不図示の供給用機器（ポンプ等）を備えている。保湿液収容部８６ａは、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０からの指示に基づいて、保湿液を密閉空間Ｋに向けて適宜供給することができる。
供給管８６ｂは、保湿液を流動させる管であり、複数のキャップ８４の保湿液供給ノズル８８と保湿液収容部８６ａとをそれぞれ接続している。
【００４８】
なお、本実施形態における保湿液は、機能液の溶媒である。また、保湿液をワイピングユニット７で使用される洗浄液と共用としてもよく、該洗浄液を貯留する収容部（図示せず）と保湿液収容部８６ａとを同一のものとしてもよい。この場合は、液滴吐出装置ＩＪに保湿液収容部８６ａを設置するためのスペースを省くことができる。
【００４９】
続いて、液滴吐出装置の動作を説明する。
最初に、液滴吐出装置ＩＪを用いて、基板Ｐ上に配線パターンを形成することで回路基板を製造する方法を説明する。
【００５０】
まず、液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐを、基板収容部９１から吐出位置Ｐ１に搬送する。
基板ステージ５における下部ステージ５２の可動子及びガイド４２の固定子から構成されるリニアモータの作動により、基板Ｐを載置していない基板ステージ５が受渡位置Ｐ２に移動する。次に、基板搬送ロボット９２が、基板収容部９１から液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐを取り出し、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５の載置領域５３に載置する。次に、再び上記リニアモータの作動により、基板Ｐを載置した基板ステージ５が、吐出位置Ｐ１に移動する。
以上で、液滴Ｄの吐出対象である基板Ｐが、吐出位置Ｐ１に搬送される。
【００５１】
次に、吐出対象である基板Ｐに機能液の液滴Ｄを吐出して、配線パターンを形成する。
ヘッド部２における支持部２２の駆動部を作動させ、液滴吐出ヘッド３のノズル面３３と基板Ｐの配線パターン形成面との間隔が適切な値となるように、キャリッジ２１を下降させる。この状態で、基板Ｐの吐出領域に対する液滴吐出ヘッド３の相対的な往復運動、すなわち走査を実行しつつ、液滴吐出ヘッド３から機能液の液滴Ｄを吐出して、基板Ｐ上に着弾させる。この走査は、基板ステージ５を上記リニアモータの作動によりＹ軸方向で往復移動させると共に、支持部２２の駆動部を作動させキャリッジ２１をＸ軸方向で移動させることにより行う。この走査中に、液滴吐出ヘッド３のノズル３４から機能液の液滴Ｄを吐出し、基板Ｐの所定の位置に着弾させて配置することで配線パターンを形成する。
【００５２】
なお、液滴吐出ヘッド３の吐出動作を行うにあたり、フラッシング動作を実施する。フラッシング動作とは、基板Ｐ上に機能液の液滴Ｄを吐出する前に、予めノズル３４内の機能液をフラッシングエリア５４に向けて吐出することで乾燥等により増粘化した機能液を排出し、基板Ｐ上での吐出時に吐出量のバラツキや吐出方向の曲がり等を防止するための動作である。本実施形態ではフラッシングエリア５４は載置領域５３のＹ軸方向での両側に各々設けられており、いずれの側から走査を開始したとしても、フラッシング動作を実施した後に吐出動作を行うことができる。
【００５３】
ここで、液滴吐出ヘッド３のノズル３４から液滴Ｄが吐出される動作を、図４を参照して説明する。
制御部１０から信号発生機２４に対して駆動信号の印加指示が出力される。この指示を受けた信号発生機２４は、液滴吐出ヘッド３の圧電素子３７に対して適切な駆動信号を出力する。駆動信号は、充電状態の電位（高電位）と放電状態の電位（低電位）とが交互に繰り返される信号となっており、圧電素子３７に充電状態の電位が印加されると圧電素子３７は収縮し、圧電素子３７に放電状態の電位が印加されると上記収縮は解除される。
【００５４】
圧電素子３７に充電状態の電位が印加され、圧電素子３７は収縮する。圧電素子３７は、振動板３６と一体的に接続されているため、圧電素子３７の収縮と共に振動板３６は上方側に変位し、液溜り部３５の容積は拡大する。液溜り部３５の拡大と共に、液溜り部３５は負圧となり、リザーバ３８から供給孔３９を介して機能液が液溜り部３５内に流入する。
次に、圧電素子３７に放電状態の電位が印加され、圧電素子３７は元の長さに復元する。圧電素子３７の復元と共に振動板３６も復元し、液溜り部３５の容積は充電前の容積に戻る。そのため液溜り部３５は正圧となり、液溜り部３５に充填されている機能液がノズル３４を通って外部に液滴Ｄとして吐出される。
圧電素子３７に駆動信号を印加することで圧電素子３７は伸縮して振動し、基板Ｐに対して機能液の液滴Ｄを連続して吐出することができる。
【００５５】
基板Ｐ上に吐出して配置された機能液は乾燥される。
上部ステージ５１は加熱部を備えており、加熱部は載置領域５３を介して基板Ｐを加熱している。基板Ｐの表面に着弾した機能液の溶媒は、基板Ｐが加熱されているために、着弾後から即座に乾燥し始める。溶媒が乾燥して蒸発飛散することで、機能液に分散していた金属微粒子が析出して固化し、固化した金属微粒子により導電性の配線パターンを形成することができる。
以上で、基板Ｐ上における配線パターンの形成が終了する。
【００５６】
最後に、必要な配線パターンが形成された基板Ｐは、基板ステージ５により吐出位置Ｐ１から受渡位置Ｐ２へ搬送される。基板搬送ロボット９２は、受渡位置Ｐ２に位置する基板ステージ５から、基板Ｐを基板収容部９１に搬送して収容する。
以上で、液滴吐出装置ＩＪを用いた、基板Ｐ上に配線パターンを形成することによるＬＴＣＣ基板の製造が終了する。
【００５７】
続いて、着弾精度測定ユニット６、ワイピングユニット７及びキャッピングユニット８による液滴吐出ヘッド３のメンテナンス動作を説明する。
まず、液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作を説明する。
【００５８】
液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作は、基板ステージ５が受渡位置Ｐ２に位置し、基板Ｐの搬入又は搬出動作が行われているときに実施される。
まず、キャッピングユニット８による吸引動作を、図６を参照して説明する。図６は、キャッピングユニット８のキャッピング動作を示す概略図である。
着弾精度測定ユニット６及びワイピングユニット７が、吐出位置Ｐ１と受渡位置Ｐ２との間に移動する。この移動は、上記ユニットとガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により行う。
【００５９】
次に、キャッピングユニット８の下部ユニット８２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、キャッピングユニット８が吐出位置Ｐ１へ移動する。次に、ヘッド部２における支持部２２の作動により、キャリッジ２１を下降させ、キャッピングユニット８のキャップ８４をノズル面３３に当接させる（以下、キャッピングと記載する）。キャッピングにより、キャップ８４とノズル面３３との間には密閉空間Ｋが形成される（図６参照）。
【００６０】
ここで、制御部１０が廃液タンク８５ａの吸引用機器を作動させ、排出口８７を介して密閉空間Ｋを吸引する。この吸引動作により密閉空間Ｋは負圧となり、密閉空間Ｋを形成するノズル面３３におけるノズル３４内の機能液が吸引されて排出される。なお、ノズル３４の吸引は機能液が増粘化している場合でも可能であり、この吸引動作により増粘化した機能液を排出し、ノズル３４における良好な吐出特性を回復することができる。
ノズル３４から密閉空間Ｋへ排出された機能液は、キャップ８４の底部にある排出口８７から吸引されて、廃液タンク８５ａに貯留される。吸引後、キャッピングは解除され、キャッピングユニット８は受渡位置Ｐ２と逆側に移動する。
以上で、キャッピングユニット８による吸引動作が終了する。
【００６１】
次に、ワイピングユニット７によるワイピング動作を説明する。
まず、ワイピングユニット７の下部ユニット７２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、ワイピングユニット７が吐出位置Ｐ１へ移動する。支持部２２における駆動部の作動により、キャリッジ２１を下降させ、ワイピングユニット７のワイプ部材７３をノズル面３３に当接させる。
【００６２】
ところで、前述したキャッピングユニット８の吸引動作によって排出された機能液が、ノズル面３３に付着している場合がある。この機能液が乾燥し固化することで、ノズル３４からの吐出方向の曲がり等の不具合を引き起こす虞があることから、ワイプ部材７３により、付着した機能液を払拭して除去する。具体的には、ワイプ部材７３は洗浄液を含んでおり、この洗浄液を含んだワイプ部材７３がノズル面３３を払拭することで、ノズル面３３に付着した機能液を溶解して除去することができる。払拭後、ワイプ部材７３はノズル面３３から離間し、ワイピングユニット７は受渡位置Ｐ２と逆側に移動する。
以上で、ワイピングユニット７による払拭動作が完了する。
【００６３】
次に、着弾精度測定ユニット６による着弾精度測定動作を説明する。
まず、着弾精度測定ユニット６の下部ユニット６２とガイド４２とで構成されるリニアモータの作動により、着弾精度測定ユニット６が吐出位置Ｐ１へ移動する。支持部２２における駆動部の作動により、キャリッジ２１を下降させ、着弾精度測定ユニット６の不図示のシートの表面とノズル面３３との間を、液滴吐出ヘッド３の吐出動作を行うにあたり適切な距離に設定する。
【００６４】
次に、液滴吐出ヘッド３から上記シートの所定の位置に機能液の液滴Ｄを吐出して着弾させる。上記シートにおける液滴Ｄが着弾した位置を測定し検証することで、ヘッド部２及び液滴吐出ヘッド３の着弾精度を測定することができる。なお、この着弾精度が一定の精度に到達していない場合には、ヘッド部２及び液滴吐出ヘッド３の調整等が行われる。
以上で、着弾精度測定ユニット６による着弾精度測定動作が完了する。
よって、液滴吐出装置ＩＪの操業中に行うメンテナンス動作が完了する。このメンテナンス終了後、基板Ｐへの吐出動作が再開される。
【００６５】
続いて、液滴吐出装置ＩＪの操業停止中に行うメンテナンス動作を、図６を参照して説明する。
【００６６】
一定の期間で基板Ｐへの吐出動作を行わない場合、すなわち操業停止中においては、ノズル３４及びノズル面３３が外部に晒された構成となっているため、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液は乾燥する。この乾燥を防止するために、キャッピングユニット８によるノズル面３３へのキャッピングを実施して密閉空間Ｋを形成することで、ノズル３４及びノズル面３３が外気に触れないようにする。
もっとも、本実施形態での機能液の溶媒は乾燥しやすい水であり、また、密閉空間Ｋも完全な気密状態に保たれているわけではないため、次第にノズル３４等の機能液は乾燥する。そのため、以下に説明する保湿液の供給動作を実施する。
【００６７】
まず、キャッピングユニット８によるノズル面３３へのキャッピングを実施する（キャピング工程）
また、制御部１０又はＬＡＮ等により構成されたネットワーク上の他のコンピュータが予め保持している、複数の機能液及び該機能液の溶媒における蒸発特性と、保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）及び供給量等との、相関関係を並べたテーブルデータの中から、現在使用している機能液に関するデータを制御部１０へ導入させる（導入工程）。
【００６８】
キャンピング動作中において、キャップ８４の湿度計測器８９は、制御部１０に対して密閉空間Ｋの湿度の計測結果を随時出力している（計測工程）。前述の通り、密閉空間Ｋは完全な気密状態に保たれているわけではないため、時間と共に密閉空間Ｋの湿度は低下する。
制御部１０は、湿度計測器８９から得た湿度計測結果と、上記導入工程で導入した保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）とを比較する。密閉空間Ｋの湿度が低下し続け、湿度計測器８９の湿度計測結果が上記閾値以下になったときに、制御部１０は保湿液収容部８６ａの供給用機器に供給指示を出力し、該供給用機器は保湿液収容部８６ａに貯留されている保湿液を、保湿液供給ノズル８８から密閉空間Ｋ内におけるキャップ８４の底部側に供給する（保湿液供給工程）。
【００６９】
供給された保湿液は密閉空間Ｋ内で蒸発気化し、かつ密閉空間Ｋ内で滞留することにより、密閉空間Ｋの湿度は上昇する。密閉空間Ｋの湿度が高い状態では、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液やその溶媒が蒸発し難くなり、機能液の乾燥を防止できる。また、保湿液は密閉空間Ｋのキャップ８４側に向けて供給されるため、保湿液は直接ノズル３４に付着せず、ノズル３４のメニスカス形状を破壊しない。
【００７０】
また、密閉空間Ｋの外部の湿度や温度等の影響により、密閉空間Ｋの湿度が急激に低下した場合でも、湿度計測器８９及び制御部１０の働きにより適切な時期に保湿液を供給するため、密閉空間Ｋの湿度変動に合わせて柔軟に対応することができる。
【００７１】
また、制御部１０又はＬＡＮ等により構成されたネットワーク上の他のコンピュータは、複数の機能液及び該機能液の溶媒における蒸発特性と、保湿液を供給すべき密閉空間Ｋの湿度（閾値）及び供給量等との、相関関係をテーブル化したデータを予め保持しているため、各種機能液の蒸発特性に合わせた制御を行うことができる。
【００７２】
なお、制御部１０は密閉空間Ｋへの保湿液の供給回数をカウントしており、保湿液の供給回数が所定の回数に到達すると、制御部１０は廃液タンク８５ａの吸引用機器に吸引指示を出力し、吸引用機器に密閉空間Ｋ内を吸引させキャップ８４内の液体を排出させる。
【００７３】
したがって、本実施形態によれば、ノズル面３３にキャップ８４を当接させたキャッピング状態での、ノズル３４及びノズル面３３に存在している機能液の乾燥を防ぐことができる。
【００７４】
なお、前述した実施形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、機能液の溶媒として水を用いているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、溶媒として有機溶剤等を用いてもよい。なお、この場合には、保湿液として機能液の溶媒である有機溶剤を用いることができ、上記実施形態における湿度計測器８９は密閉空間Ｋ内における有機溶剤の蒸気密度を計測する機器となる。
【００７６】
また、上記実施形態では、保湿液として機能液の溶媒と同一の液体（水）を用いているが、保湿液に機能液の溶媒と近い性質を有するものを選択し、保湿液が蒸発して密閉空間Ｋ内に滞留することで、機能液及びその溶媒の蒸発を抑制できるような液体であってもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、基板Ｐとして焼成前のＬＴＣＣ基板（グリーンシート）が用いられているが、基板Ｐとしてガラス基板や半導体ウエハ等を用いてもよい。
また、上記実施形態では、機能液には金属微粒子が溶媒中に分散されているが、この金属微粒子の材質は、形成する配線パターンに応じて適宜選択してよい。例えば、金、銀、銅、パラジウム又はニッケル等が用いられる。また、金属微粒子の代わりに、導電性ポリマー等の導電性微粒子を用いてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、液滴吐出装置ＩＪは基板Ｐ上に配線パターンを形成して回路基板を製造する装置であるが、フラットパネル型表示装置等を製造することに本発明の液滴吐出装置ＩＪを用いてもよい。製造可能なデバイスとしては、液晶表示装置、ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置又は上記表示装置に用いられるカラーフィルタ等が挙げられる。なお、上記デバイスを製造する場合の機能液としては、液晶材料、ＥＬ材料又はカラーフィルタエレメント等が用いられる。
【００７９】
また、上記実施形態では、湿度計測器８９及び制御部１０により密閉空間Ｋの湿度に応じた保湿液の供給制御を行っているが、必ずしも湿度計測器８９を備える必要はなく、例えば制御部１０が備えるタイマ等により一定期間毎に保湿液の供給動作を行ってもよい。
【００８０】
また、上記実施形態におけるキャップ８４の底部に、保湿液を含むことのできるスポンジ状の多孔部材を備えてもよい。キャップ８４内に供給された保湿液が多孔部材に吸収され上記部材内で分散することにより、保湿液の蒸発が促進される。そのため、密閉空間Ｋの蒸気密度を迅速に向上させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
３…液滴吐出ヘッド、３３…ノズル面、３４…ノズル、８４…キャップ、８６…保湿液供給部、８９…湿度計測器（蒸気密度計測部）、１０…制御部、Ｋ…密閉空間、ＩＪ…液滴吐出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズル面に当接して前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備える液滴吐出装置であって、
前記密閉空間の前記キャップ側に保湿液を供給する保湿液供給部を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記密閉空間の蒸気密度を計測する蒸気密度計測部と、
前記蒸気密度計測部の計測結果に基づいて前記保湿液供給部に前記保湿液を供給させる制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記機能液及び前記機能液の溶媒における蒸発特性と、前記密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係に基づいて前記保湿液供給部に前記保湿液を供給させることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記保湿液は、前記機能液の溶媒であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備えた液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、
前記キャップを前記ノズル面に当接させて前記密閉空間を形成するキャッピング工程と、
前記密閉空間の前記キャップ側に保湿液を供給する保湿液供給工程とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項６】
前記キャッピング工程後に前記密閉空間の蒸気密度を計測する計測工程を備え、
前記保湿液供給工程では、前記計測工程で計測された蒸気密度に基づいて前記保湿液を供給することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項７】
前記保湿液供給工程前に前記機能液及び前記機能液の溶媒における蒸発特性と、前記密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係を導入する導入工程を備え、
前記保湿液供給工程では、前記相関関係に基づいて前記保湿液を供給することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項８】
前記保湿液は、前記機能液の溶媒であることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項１】
機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズル面に当接して前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備える液滴吐出装置であって、
前記密閉空間の前記キャップ側に保湿液を供給する保湿液供給部を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記密閉空間の蒸気密度を計測する蒸気密度計測部と、
前記蒸気密度計測部の計測結果に基づいて前記保湿液供給部に前記保湿液を供給させる制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記機能液及び前記機能液の溶媒における蒸発特性と、前記密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係に基づいて前記保湿液供給部に前記保湿液を供給させることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記保湿液は、前記機能液の溶媒であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
機能液の液滴を吐出するノズルが形成されたノズル面を有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズル面との間で密閉空間を形成するキャップとを備えた液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、
前記キャップを前記ノズル面に当接させて前記密閉空間を形成するキャッピング工程と、
前記密閉空間の前記キャップ側に保湿液を供給する保湿液供給工程とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項６】
前記キャッピング工程後に前記密閉空間の蒸気密度を計測する計測工程を備え、
前記保湿液供給工程では、前記計測工程で計測された蒸気密度に基づいて前記保湿液を供給することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項７】
前記保湿液供給工程前に前記機能液及び前記機能液の溶媒における蒸発特性と、前記密閉空間の蒸気密度との、予め保持されている相関関係を導入する導入工程を備え、
前記保湿液供給工程では、前記相関関係に基づいて前記保湿液を供給することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項８】
前記保湿液は、前記機能液の溶媒であることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９４５１４（Ｐ２０１０−１９４５１４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４５３７５（Ｐ２００９−４５３７５）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]