JP2015120130A - ヘッドキャリッジ、液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターにおける圧力損失を低減して濾過したインクを複数の液滴吐出ヘッドに供給可能なヘッドキャリッジ、当該ヘッドキャリッジを備えた液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】ヘッドキャリッジ８は、複数のノズルからインクを液滴として吐出可能な複数の液滴吐出ヘッド５０と、インクが濾過されるフィルター８４と、を備え、フィルター８４は、インクが供給される供給口８５と、濾過されたインクを排出する複数の排出口８６とを有し、複数の排出口８６のそれぞれと、複数の液滴吐出ヘッド５０のそれぞれとが接続されている。【選択図】図５

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドが搭載されるヘッドキャリッジ、液滴吐出装置に関する。

インクジェットプリンターなどの液滴吐出装置は、インクをノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えている。液滴吐出ヘッドのノズルからインクを安定的に吐出するために、インク中に含まれる異物などを除去するためのフィルターがインク供給経路に備えられている。

例えば、特許文献１には、ノズル形成面に形成された複数のノズルを含むノズル開口列と、ノズル開口列に連通する圧力発生室と、圧力発生室に連通する複数のインク供給路と、インクが供給されるインク供給針と、インク供給針と複数のインク供給路との間に設けられ、複数のインク供給路に亘って配置されたフィルターを含むフィルター室とを備えたインクジェット式記録ヘッドが開示されている。

特開平１１−３１４３７６号公報

しかしながら、上記特許文献１のインクジェット式記録ヘッドを工業用途に用いるとき、インク中に含まれる微小異物を除去しようとして、フィルターの孔径を小さくすると、インクの濾過においてインク供給における圧力損失が増大し、ノズルからのインクの吐出が不安定になるおそれがある。
加えて、同時に複数のインクジェット式記録ヘッドを用いてインクを吐出する場合には、複数のインクジェット式記録ヘッドの間でインク吐出特性がばらつくおそれがある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例］本適用例に係るヘッドキャリッジは、複数のノズルからインクを液滴として吐出可能な複数の液滴吐出ヘッドと、インクが濾過されるフィルターと、を備え、前記フィルターは、インクが供給される供給口と、濾過されたインクを排出する複数の排出口とを有し、前記複数の排出口のそれぞれと、前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれとが接続されていることを特徴とする。

本適用例によれば、ヘッドキャリッジには、複数の液滴吐出ヘッドに対してフィルターが共通して設けられている。したがって、インク中の微小異物を除去しようとして、フィルターの孔径を小さくしても、液滴吐出ヘッドごとにフィルターを設ける場合に比べて、フィルター自体の容量を大きくすることで濾過によるインク供給の圧力損失（以降、圧損と呼ぶ）を低減することができる。ゆえに、複数の液滴吐出ヘッドに対して濾過されたインクを安定的に供給可能なヘッドキャリッジを提供することができる。さらに、ヘッドキャリッジを交換することで、複数の液滴吐出ヘッドとフィルターとを同時期にメンテナンスすることが可能となる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記複数の排出口のそれぞれと、前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれとを繋ぐインク供給経路の長さが同一であることが好ましい。
この構成によれば、フィルターによって濾過されたインクを複数の液滴吐出ヘッドに対して供給量のばらつきを抑えて、より安定的に供給することができる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記フィルターにインクを供給するインク供給経路と、前記フィルターの前記供給口との間に圧力調整弁が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、圧力調整弁を設けることにより、一定の圧力でインクをフィルターに送り込むことができるので、複数の液滴吐出ヘッドに対して供給量のばらつきをさらに抑えて、インクを安定的に供給することができる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記圧力調整弁と前記フィルターとを介して最大４つの液滴吐出ヘッドにインクを供給可能であることを特徴とする。
この構成によれば、圧力調整弁に連結可能な液滴吐出ヘッドの数を最大４つの範囲で調整できる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記フィルターは、メンブレン方式のフィルター部を有し、前記複数の排出口のそれぞれは、前記フィルター部の中心に対して同心円上において均等な間隔で配置されていることが好ましい。
この構成によれば、複数の液滴吐出ヘッドに対して供給量のばらつきをさらに抑えて、インクを安定的に供給することができる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記フィルター部の孔径は、０．０５μｍ〜０．５μｍであることを特徴とする。
この構成によれば、サブミクロン単位の異物をフィルター部で濾過して複数の液滴吐出ヘッドに供給することができる。

上記適用例に記載のヘッドキャリッジにおいて、前記フィルターと前記複数の液滴吐出ヘッドとを１つのインク供給系として、複数のインク供給系が取り付けられていることを特徴とする。
この構成によれば、ヘッドキャリッジに搭載された複数の液滴吐出ヘッドを単位として、複数種のインクを吐出させることができる。

［適用例］本適用例に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドの複数のノズルからインクを液滴としてワークに吐出する液滴吐出装置であって、上記適用例に記載のヘッドキャリッジと、前記ワークが載置されるワーク載置台と、前記ヘッドキャリッジと前記ワーク載置台とを対向させて配置した状態で、相対的に移動可能な移動機構と、を備えたことを特徴とする。

本適用例によれば、複数の液滴吐出ヘッドに対して濾過されたインクを安定的に供給可能なヘッドキャリッジを備えているので、ワークに対して必要な量のインクを精度よく吐出することが可能な液滴吐出装置を提供できる。また、ヘッドキャリッジを交換することで、複数の液滴吐出ヘッドとフィルターとを同時期にメンテナンスすることが可能な液滴吐出装置を提供することができる。

液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。 （ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は液滴吐出ヘッドにおける加圧部の構造を示す概略斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズルを含む構造を示す概略断面図。 ヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図。 液滴吐出装置における制御系を示すブロック図。 ヘッドキャリッジにおける圧力調整弁、フィルター、液滴吐出ヘッドの配置を説明する図。 （ａ）はフィルターの構造を示す概略斜視図、（ｂ）はフィルター部に対するインクの供給口と排出口の位置を示す平面図。 ヘッドキャリッジにおけるインク供給系を示す模式図。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

＜液滴吐出装置＞
まず、本実施形態のヘッドキャリッジを備えた液滴吐出装置について、図１〜図４を参照して説明する。図１は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１０は、複数のノズルを有する液滴吐出ヘッド５０（図２（ａ）参照）から機能性材料を含む液体（インク）を、被吐出物である例えば平板状のワークＷに吐出する装置である。液滴吐出装置１０は、ワークＷを主走査方向（Ｙ軸方向）に移動させるワーク移動機構２０と、ヘッドキャリッジ８を主走査方向に直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させるキャリッジ移動機構３０とを備えている。液滴吐出ヘッド５０はヘッドキャリッジ８のヘッドユニット９に搭載されている。

ワーク移動機構２０は、一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１に沿って移動する移動台２２と、移動台２２上に回転機構６を介して配設されたワークＷを載置するワーク載置台としてのステージ５とを備えている。

移動台２２は、ガイドレール２１の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示省略）により主走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。移動台２２には、タイミング信号生成部としてのエンコーダー１２（図４参照）が設けられている。

エンコーダー１２は、移動台２２の主走査方向（Ｙ軸方向）への相対移動に伴って、ガイドレール２１に並設されたリニアスケール（図示省略）の目盛を読み取って、タイミング信号としてのエンコーダーパルスを生成する。なお、エンコーダー１２の配設は、これに限らず、例えば、移動台２２を回転軸に沿って主走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するように構成し、回転軸を回転させる駆動部を設けた場合には、エンコーダー１２を駆動部に設けてもよい。駆動部としては、サーボモーターなどが挙げられる。

ステージ５はワークＷを吸着固定可能であると共に、回転機構６によってワークＷ内の基準軸を正確に主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）に合わせることが可能となっている。
また、ワークＷ上において液体（インク）が吐出される吐出領域（膜形成領域とも呼ぶ）の配置に応じて、ワークＷを例えば９０度旋回させることも可能である。

キャリッジ移動機構３０は、一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１に沿って移動する移動台３２とを備えている。移動台３２には、回転機構７を介して吊設されたヘッドキャリッジ８が設けられている。

ヘッドキャリッジ８には、複数の液滴吐出ヘッド５０（図２参照）がヘッドプレート９ａに搭載されたヘッドユニット９が取り付けられている。
また、ヘッドキャリッジ８には、液滴吐出ヘッド５０に液体（インク）を供給するためのインク供給機構８０（図４参照）の一部と、複数の液滴吐出ヘッド５０の電気的な駆動制御を行うためのヘッドドライバー７２（図４参照）とが設けられている。
移動台３２がヘッドキャリッジ８を副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させてヘッドユニット９をワークＷに対して対向配置する。

液滴吐出装置１０は、上記構成の他にも、ヘッドユニット９に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０のメンテナンスを行うメンテナンス機構を備えている。メンテナンス機構としては、ノズルの目詰まりを解消させる吸引装置９０（図４参照）、ノズル面の異物や汚れの除去を行うワイピング装置（図示省略）が挙げられる。
また、液滴吐出装置１０は、メンテナンス機構として、液滴吐出ヘッド５０のノズルから吐出された液体（インク）を受けて、吐出された液体（インク）の重量を計測する重量測定装置（図示省略）や、吐出された液体（インク）の着弾状態を観察できる観察装置（図示省略）を備えていてもよい。そして、これらの構成を統括的に制御する制御部４０を備えている。なお、図１では、上記メンテナンス機構を図示していない。以降、液滴吐出ヘッド５０に供給される機能性材料を含む液体をインクとして呼ぶこととする。

図２（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、図２（ｂ）は液滴吐出ヘッドにおける加圧部の構造を示す概略斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズルを含む構造を示す概略断面図である。

図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、所謂２連のものであり、２連の接続針５２を有するインクの導入部５１と、導入部５１に積層されたヘッド基板５３と、ヘッド基板５３上に配置され内部にインクのヘッド内流路が形成されたヘッド本体５４とを備えている。接続針５２は、前述したインク供給機構８０に配管を経由して接続され、インクをヘッド内流路に供給する。ヘッド基板５３には、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介してヘッドドライバー７２（図４参照）に接続される２連のコネクター５７が設けられている。

ヘッド本体５４は、駆動手段（アクチュエーター）としての圧電素子で構成された加圧室を有する加圧部５５と、ノズル面５８ｐに２つのノズル列５８ａ，５８ｂが相互に平行に形成されたノズルプレート５６とを有している。

２つのノズル列５８ａ，５８ｂは、それぞれ複数（例えば１８０個）のノズル５８がピッチＰ１でほぼ等間隔に並べられており、互いにピッチＰ１の半分のピッチＰ２ずれた状態でノズル面５８ｐに配設されている。本実施形態において、ピッチＰ１は、例えばおよそ１４１μｍである。よって、２つのノズル列５８ａ，５８ｂにより構成されるノズル列５８ｃに直交する方向から見ると３６０個のノズル５８がおよそ７０．５μｍのノズルピッチで配列した状態となっている。また、ノズル５８の径は、およそ２７μｍである。

図２（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、複数のノズル５８が形成されたノズルプレート５６と、振動板６２と、ノズルプレート５６と振動板６２との間に挟まれたキャビティプレート６１とを有している。
加圧部５５を構成するキャビティプレート６１には、複数のノズル５８をそれぞれ仕切る隔壁部６７と、インクが貯留されるキャビティ６５とが形成されている。ノズルプレート５６と振動板６２との間で隔壁部６７によってノズル５８ごとに仕切られた空間が加圧室６８となる。各隔壁部６７には加圧室６８とキャビティ６５とを連通させるオリフィス（溝）６６が形成されている。振動板６２には、キャビティ６５に通ずる液体供給口６３が設けられている。液体供給口６３は図２（ａ）に示した接続針５２と繋がっており、インクをキャビティ６５と各加圧室６８とに充填することができる。また、振動板６２には、各加圧室６８に対応して圧電素子６９が設けられている。このようなキャビティプレート６１の構成は、２つのノズル列５８ａ，５８ｂのそれぞれに対応して形成されている。具体的には、２つのノズル列５８ａ，５８ｂに対応する各加圧室６８が、キャビティ６５を挟んで配列している。

図２（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、ヘッドドライバー７２から電気信号としての駆動信号が圧電素子６９に印加されると振動板６２が変形し、隔壁部６７で仕切られた加圧室６８の体積変動が起こる。加圧室６８の体積変動によるポンプ作用で加圧室６８に充填されたインクが加圧され、ノズル５８からインクを液滴Ｄとして吐出することができる。ノズルプレート５６のノズル面５８ｐには、ノズル面５８ｐが傷つくことを保護すると共にインクがノズル面５８ｐに付着することを防ぐ撥液処理が施された保護層５６ａが形成されている。

液滴吐出ヘッド５０においてノズル５８ごとに設けられる駆動手段（アクチュエーター）は、圧電素子６９に限らない。アクチュエーターとしての振動板６２を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、インクを加熱してノズル５８から液滴Ｄとして吐出させる電気熱変換素子でもよい。

図３はヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図である。詳しくは、ワークＷに対向する側から見た図である。

図３に示すように、ヘッドユニット９は、複数の液滴吐出ヘッド５０が配設されるヘッドプレート９ａを備えている。本実施形態では、ヘッドプレート９ａに１２個の液滴吐出ヘッド５０が搭載されている。各液滴吐出ヘッド５０は、ノズル列５８ｃが副走査方向（Ｘ軸方向）に沿うように配置されている。また、主走査方向に等間隔で配置された６個の液滴吐出ヘッド５０を１つのヘッド群として、２つのヘッド群が副走査方向（Ｘ軸方向）に並列して配置されている。各ヘッド群において、６個の液滴吐出ヘッド５０は、互いに副走査方向（Ｘ軸方向）にずれた状態で配置されている。具体的には、２つのヘッド群に分けて配置された１２個の液滴吐出ヘッド５０に対して、図３に示すように、符号Ｈ１〜符号Ｈ１２を与える。そうすると、主走査方向から見たときに、液滴吐出ヘッドＨ１のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ７のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ２のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ８のノズル列５８ｃが所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート９ａに配置されている。より具体的には、１つの液滴吐出ヘッド５０によって描画可能な描画幅をＬ０とし、これをノズル列５８ｃの有効長とすると、主走査方向（Ｙ軸方向）において隣り合う液滴吐出ヘッド５０は、該有効長の１／３の長さで副走査方向（Ｘ軸方向）にずれて配置されている。ノズル列５８ｃは、前述したように、それぞれに１８０個のノズル５８を有する２つのノズル列５８ａ，５８ｂからなる。したがって、有効長は３６０個のノズル５８によって描画可能な描画幅Ｌ０である。なお、有効長は、３６０個のノズル５８によるものに限定されず、ノズル列５８ｃの両端側に位置するいくつかのノズル５８を省いて描画可能な描画幅であるとしてもよい。他の４つの液滴吐出ヘッドＨ３，Ｈ４，Ｈ９，Ｈ１０及び４つの液滴吐出ヘッドＨ５，Ｈ６，Ｈ１１，Ｈ１２の配置についても、主走査方向から見たときに、ノズル列５８ｃのうち有効な部分が所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート９ａに配置されている。
このようなヘッドプレート９ａにおける複数（１２個）の液滴吐出ヘッド５０の配置によれば、描画幅Ｌ０の４倍の長さの描画幅Ｌ１で、最大３種の異なるインクを吐出可能である。

なお、液滴吐出ヘッド５０に設けられるノズル列５８ｃは、２連に限らず、１連でもよい。また、ヘッドユニット９における液滴吐出ヘッド５０の配置は、これに限定されるものではない。

このような液滴吐出ヘッド５０を用いて、ノズル５８から液滴ＤをワークＷの膜形成領域に着弾させて固化し、膜形成領域にインクに含まれる機能性材料からなる薄膜を形成する方法は、液滴吐出法（インクジェット法）と呼ばれている。
液滴吐出法を用いて機能性材料からなる薄膜を形成する場合、インク中に異物が含まれていると、形成された薄膜に異物が混入して、膜厚が変動したり、所望の特性が得られないおそれがある。例えば、機能性材料として有機エレクトロルミネッセンス材料を用い、発光層を形成する場合には、サブミクロンの大きさの異物が発光層に混入しても、異物を含めた周辺領域まで発光が得られないダークスポット（暗点）が発生する。すなわち、大きさがサブミクロンの異物でミクロン単位の大きさのダークスポットが発生するおそれがある。詳しくは後述するが、本実施形態では、インク中の微小異物を取り除くフィルター８４（図５参照）がヘッドキャリッジ８のインク供給経路に設けられている。

次に液滴吐出装置１０の制御系について図４を参照して説明する。図４は液滴吐出装置における制御系を示すブロック図である。図４に示すように、液滴吐出装置１０の制御系は、ワーク移動機構２０、キャリッジ移動機構３０、液滴吐出ヘッド５０、インク供給機構８０、吸引装置９０などのメンテナンス機構を駆動する各種ドライバーを有する駆動部７０と、駆動部７０を含め液滴吐出装置１０を統括的に制御する制御部４０とを備えている。

駆動部７０は、ワーク移動機構２０及びキャリッジ移動機構３０の各リニアモーターをそれぞれ駆動制御する移動用ドライバー７１と、液滴吐出ヘッド５０を駆動制御するヘッドドライバー７２と、インク供給機構８０を駆動制御するインク供給用ドライバー７３と、メンテナンス機構を駆動制御するメンテナンス用ドライバー７４とを備えている。

制御部４０は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、Ｐ−ＣＯＮ４４とを備え、これらは互いにバス４５を介して接続されている。Ｐ−ＣＯＮ４４には、上位コンピューター１１が接続されている。ＲＯＭ４２は、ＣＰＵ４１で処理する制御プログラムなどを記憶する制御プログラム領域と、描画動作や液滴吐出ヘッド５０へのインク供給、液滴吐出ヘッド５０のメンテナンス処理などを行うための制御データなどを記憶する制御データ領域とを有している。

ＲＡＭ４３は、ワークＷに描画を行うための描画データを記憶する描画データ記憶部、ワークＷ及び液滴吐出ヘッド５０（実際には、ノズル列５８ｃ）の位置データを記憶する位置データ記憶部などの各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。Ｐ−ＣＯＮ４４には、駆動部７０の各種ドライバーなどが接続されており、ＣＰＵ４１の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、Ｐ−ＣＯＮ４４は、上位コンピューター１１からの各種指令などをそのままあるいは加工してバス４５に取り込むと共に、ＣＰＵ４１と連動して、ＣＰＵ４１などからバス４５に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部７０に出力する。

そして、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２内の制御プログラムに従って、Ｐ−ＣＯＮ４４を介して各種検出信号、各種指令、各種データなどを入力し、ＲＡＭ４３内の各種データなどを処理した後、Ｐ−ＣＯＮ４４を介して駆動部７０などに各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置１０全体を制御している。例えば、ＣＰＵ４１は、液滴吐出ヘッド５０、ワーク移動機構２０及びキャリッジ移動機構３０を制御して、ヘッドキャリッジ８（ヘッドユニット９）とワークＷとを対向配置させる。そして、ヘッドキャリッジ８（ヘッドユニット９）とワークＷとの相対移動に同期して、ヘッドユニット９に搭載された各液滴吐出ヘッド５０の複数のノズル５８からワークＷにインクを液滴Ｄとして吐出するようにヘッドドライバー７２に制御信号を送出する。本実施形態では、Ｙ軸方向へのワークＷの移動に同期してインクを吐出することを主走査と呼び、主走査に対してＸ軸方向にヘッドキャリッジ８を移動させることを副走査と呼ぶ。本実施形態の液滴吐出装置１０は、主走査と副走査とを組み合わせて複数回繰り返すことによりインクをワークＷに吐出することができる。主走査は、液滴吐出ヘッド５０に対して一方向へのワークＷの移動に限らず、ワークＷを往復させて行うこともできる。

エンコーダー１２は、ヘッドドライバー７２に電気的に接続され、主走査に伴ってエンコーダーパルスを生成する。主走査では、所定の移動速度で移動台２２を移動させるので、エンコーダーパルスが周期的に発生する。

例えば、主走査における移動台２２の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃ、液滴吐出ヘッド５０を駆動する駆動周波数（言い換えれば、連続して液滴Ｄを吐出する場合の吐出タイミング）を２０ｋＨｚとすると、主走査方向における液滴Ｄの吐出分解能は、移動速度を駆動周波数で除することにより得られるので、１０μｍとなる。すなわち、１０μｍのピッチで液滴ＤをワークＷ上に配置することが可能である。実際の液滴Ｄの吐出タイミングは、周期的に発生するエンコーダーパルスをカウントして生成されるラッチ信号に基づいている。

上位コンピューター１１は、制御プログラムや制御データなどの制御情報を液滴吐出装置１０に送出する。また、ワークＷ上の膜形成領域ごとに所定量のインクを液滴Ｄとして配置する吐出制御データとしての配置情報を生成する配置情報生成部の機能を有している。配置情報は、膜形成領域における液滴Ｄの吐出位置（言い換えれば、ワークＷとノズル５８との相対位置）、液滴Ｄの配置数（言い換えれば、ノズル５８ごとの吐出数）、主走査における複数のノズル５８のＯＮ／ＯＦＦすなわちノズル５８の選択／非選択、吐出タイミングなどの情報を、例えば、ビットマップとして表したものである。上位コンピューター１１は、上記配置情報を生成するだけでなく、ＲＡＭ４３に一旦格納された上記配置情報を修正することも可能である。

また、上位コンピューター１１は、ＲＯＭ４２に格納されたインク供給用プログラムに基づいて、インク供給機構８０から液滴吐出ヘッド５０にインクを供給する。

また、上位コンピューター１１は、ＲＯＭ４２に格納されたメンテナンス用プログラムに基づいて、液滴吐出ヘッド５０を吸引装置９０に対向する位置に配置させ、吸引装置９０を駆動して、液滴吐出ヘッド５０の複数のノズル５８から液滴吐出ヘッド５０に充填されたインクを吸引させる。これにより、複数のノズル５８（ノズル列５８ｃ）の目詰まりを解消させることができる。

＜ヘッドキャリッジ＞
次に、ヘッドキャリッジ８に搭載される各種の構成について、図５を参照して説明する。
図５はヘッドキャリッジにおける圧力調整弁、フィルター、液滴吐出ヘッドの配置を説明する図である。

図５に示すように、ヘッドキャリッジ８には、圧力調整弁８２と、フィルター８４と、複数の液滴吐出ヘッド５０とが少なくとも取り付けられている。
圧力調整弁８２にインクを供給するインク供給経路８８ａ、圧力調整弁８２とフィルター８４とを繋ぐインク供給経路８８ｂ、フィルター８４と液滴吐出ヘッド５０とを繋ぐインク供給経路８８ｃはいずれも可撓性の例えばポリエチレンテレフタレートなどのチューブが用いられている。また、本実施形態では、インクとして例えば有機エレクトロルミネッセンス材料を含むものや、紫外線硬化型のインクを用いた場合でも、インクが変質したり、劣化するなどの不具合が生じないように、遮光性を有するチューブが用いられている。

本実施形態では、１つのフィルター８４に対して４つの液滴吐出ヘッド５０がインク供給経路８８ｃを介して繋がれている。これは、前述したように、ヘッドユニット９のヘッドプレート９ａには１２個の液滴吐出ヘッド５０が搭載されており、４つの液滴吐出ヘッド５０を１組として描画幅Ｌ１でインクを吐出可能な構成となっているからである（図３参照）。言い換えれば、図５は、ヘッドキャリッジ８に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０に対してインクを種類ごとに供給できる構成を示している。したがって、図５には図示していないが、実際には、１２個の液滴吐出ヘッド５０に対してインクを供給するため、ヘッドキャリッジ８には３つの圧力調整弁８２と、３つのフィルター８４とが取り付けられている。

圧力調整弁８２は、例えばダイヤフラム方式の自己封止バルブである。圧力調整弁８２を設けることで、圧力調整弁８２を介してフィルター８４に供給されるインクの水頭圧を一定の状態に保つことができると共に、液滴吐出ヘッド５０のキャビティ６５の負圧状態に応じて、過不足なく液滴吐出ヘッド５０にインクを供給できる。

フィルター８４には１つの供給口８５と、４つの排出口８６とが設けられている。供給口８５と圧力調整弁８２とがインク供給経路８８ｂで繋がれている。４つの排出口８６のそれぞれにインク供給経路８８ｃを介して液滴吐出ヘッド５０が繋がれている。４つのインク供給経路８８ｃの長さはそれぞれ同じである。また、フィルター８４と４つの液滴吐出ヘッド５０とをそれぞれできるだけ短い距離で繋ぐように、インク供給経路８８ｃの長さが調整されている。これにより、複数（４個）の液滴吐出ヘッド５０の間でインクの供給量が変動し難い構成となっている。
また、フィルター８４と液滴吐出ヘッド５０とを繋ぐインク供給経路８８ｃの長さができるだけ短くなるように調整されているので、フィルター８４を交換するときに、排出が必要なインク量を抑えることができる。つまり、高価なインクを用いても、フィルター８４の交換時におけるインクの経済的な無駄を抑えることができる。

さらに、フィルター８４は、排出口８６が上方に向かうようにヘッドキャリッジ８に取り付けられている。これにより、濾過後のインクに気泡が含まれていてもフィルター８４から容易に気泡を排出可能となっている。言い換えれば、フィルター８４内に気泡が留まることに起因するインク供給圧力の低下を防ぐことができる。

図６（ａ）はフィルターの構造を示す概略斜視図、図６（ｂ）はフィルター部に対するインクの供給口と排出口の位置を示す平面図である。
図６（ａ）に示すように、フィルター８４は、例えばメンブレン方式を採用することができる。フィルター８４は、筒状の筐体８４ａと、筐体８４ａの一方の端に設けられたインクの供給口８５と、筐体８４ａの他方の端に設けられた４つのインクの排出口８６と、供給口８５と排出口８６との間に設けられたメンブレン方式のフィルター部８７とを有する。言い換えれば、フィルター８４には最大で４つの液滴吐出ヘッド５０を接続可能である。

フィルター部８７における孔径は、例えば０．０５μｍ〜０．５μｍである。つまり、フィルター部８７によってインク中に含まれるサブミクロン単位の微小異物を濾過することができる。また、フィルター８４がヘッドキャリッジ８の液滴吐出ヘッド５０に近い位置に取り付けられているので、インク供給経路においてインク中に微小異物が混入したとしてもフィルター８４で濾過して、微小異物を含むインクが液滴吐出ヘッド５０に供給されることを防ぐことができる。

図６（ｂ）に示すように、供給口８５は平面視でフィルター部８７の中心に配置されている。４つの排出口８６は、フィルター部８７の中心に対して同心円８７ａ上に等間隔で配置されている。これにより、濾過後に４つの排出口８６から均等な排出量でインクを排出可能な構成となっている。

図７は、ヘッドキャリッジにおけるインク供給系を示す模式図である。
図７に示すように、ヘッドキャリッジ８には、３つのインク供給系が設けられている。
第１のインク供給系は、インク供給経路８８から圧力調整弁８２とフィルター８４とを介して４つの液滴吐出ヘッド５０（Ｈ１、Ｈ７、Ｈ２、Ｈ８）にインク１Ａが供給されるものである。
また、第２のインク供給系は、インク供給経路８８から圧力調整弁８２とフィルター８４とを介して４つの液滴吐出ヘッド５０（Ｈ３、Ｈ９、Ｈ４、Ｈ１０）にインク１Ｂが供給されるものである。
また、第３のインク供給系は、インク供給経路８８から圧力調整弁８２とフィルター８４とを介して４つの液滴吐出ヘッド５０（Ｈ５、Ｈ１１、Ｈ６、Ｈ１２）にインク１Ｃが供給されるものである。

インク１Ａ，１Ｂ，１Ｃはそれぞれ異なった種類でもよいし、同じ種類でもよい。また、３つのインク１Ａ，１Ｂ，１Ｃのうちの２つが同じで１つが異なる種類でもよい。
例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以降、有機ＥＬ素子と言う）は、陽極と、陰極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが介装された構造となっている。陽極からキャリアとしての正孔が注入され、陰極からキャリアとしての電子が注入される。発光層において注入された正孔と電子が再結合することによって生ずるエネルギーが発光となって取り出される。
液滴吐出法を用いて、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層を形成することができる。インク１Ａとして正孔注入材料を含むインクを採用し、インク１Ｂとして正孔輸送材料を含むインクを採用し、インク１Ｃとして発光材料を含むインクを採用する。１つのヘッドキャリッジ８からワークＷに吐出されたインク１Ａ、インク１Ｂ、インク１Ｃのそれぞれを固化することにより、有機ＥＬ素子における正孔注入層、正孔輸送層、発光層を連続して形成することができる。
また、インク１Ａ，１Ｂ，１Ｃのそれぞれに異なる発光色が得られる発光材料を含むインクを採用してもよい。これにより、異なる発光色が得られる発光層を連続的に形成することができる。
また、異なる発光色が得られる発光層に対応させて、発光効率が向上するように、正孔注入材料や正孔輸送材料を異ならせて連続的に形成することも可能となる。

上記実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）ヘッドキャリッジ８には、複数（４つ）の液滴吐出ヘッド５０に対してフィルター８４が共通して設けられている。したがって、インク中の微小異物を除去しようとして、フィルター８４の孔径を小さくしても、液滴吐出ヘッド５０ごとにフィルターを設ける場合に比べて、フィルター自体の容量を大きくすることで濾過によるインク供給の圧損を低減することができる。ゆえに、複数の液滴吐出ヘッド５０に対して濾過されたインクを安定的に供給可能なヘッドキャリッジ８を提供することができる。
（２）フィルター８４の複数の排出口８６のそれぞれと、複数（４つ）の液滴吐出ヘッド５０のそれぞれとを繋ぐインク供給経路８８ｃの長さが同一である。したがって、液滴吐出ヘッド５０ごとに供給量のばらつきを抑えてインクを供給することができる。
（３）フィルター８４は、メンブレン方式のフィルター部８７を有し、供給口８５は平面視でフィルター部８７の中心に配置され、複数（４つ）の排出口８６のそれぞれは、フィルター部８７の中心に対して同心円８７ａ上において均等な間隔で配置されている。したがって、フィルター部８７で濾過されたインクを複数（４つ）の排出口８６のそれぞれから排出量のばらつきを抑えて均等に排出することができる。
（４）ヘッドキャリッジ８には、圧力調整弁８２とフィルター８４と複数（４つ）の液滴吐出ヘッド５０とを１つのインク供給系として、複数（３つ）のインク供給系が取り付けられている。したがって、１つのヘッドキャリッジ８に搭載された複数（１２個）の液滴吐出ヘッド５０から最大で３種のインクをほぼ同時に吐出することができる。
（５）液滴吐出装置１０は、複数の液滴吐出ヘッド５０に対して濾過されたインクを安定的に供給可能なヘッドキャリッジ８を備えているので、ワークＷに対して必要な量のインクを精度よく吐出することができる。また、ヘッドキャリッジ８を交換することで、複数の液滴吐出ヘッド５０とフィルター８４とを同時期にメンテナンスすることが可能な液滴吐出装置１０を提供することができる。

本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うヘッドキャリッジ及び該ヘッドキャリッジを適用する液滴吐出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記液滴吐出装置１０は、１つのヘッドキャリッジ８を備えることに限定されず、例えばワークＷの大きさに応じて複数のヘッドキャリッジ８を備える構成としてもよい。また、ヘッドキャリッジ８に搭載される液滴吐出ヘッド５０の数や配置については、適宜変更することが可能である。

（変形例２）ヘッドキャリッジ８には、圧力調整弁８２、フィルター８４、液滴吐出ヘッド５０の他にも、例えばインクを一時的に貯留するサブタンクなどが取り付けられていてもよい。また、フィルター８４は１つに限定されず、異なる孔径のフィルター部を有するフィルターがフィルター８４と圧力調整弁８２との間に直列に接続されていてもよい。これによれば、インク中の微小異物を大きさによって段階的に濾過することができる。

５…ワーク載置台としてのステージ、８…ヘッドキャリッジ、１０…液滴吐出装置、２０…ワーク移動機構、３０…キャリッジ移動機構、４０…制御部、５０…液滴吐出ヘッド、８０…インク供給機構、８２…圧力調整弁、８４…フィルター、８５…インクの供給口、８６…インクの排出口、８７…フィルター部、８８，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ…インク供給経路、９０…吸引装置、Ｗ…ワーク。

Claims (8)

1. 複数のノズルからインクを液滴として吐出可能な複数の液滴吐出ヘッドと、
   インクが濾過されるフィルターと、を備え、
   前記フィルターは、インクが供給される供給口と、濾過されたインクを排出する複数の排出口とを有し、前記複数の排出口のそれぞれと、前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれとが接続されていることを特徴とするヘッドキャリッジ。
2. 前記複数の排出口のそれぞれと、前記複数の液滴吐出ヘッドのそれぞれとを繋ぐインク供給経路の長さが同一であることを特徴とする請求項１に記載のヘッドキャリッジ。
3. 前記フィルターにインクを供給するインク供給経路と、前記フィルターの前記供給口との間に圧力調整弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドキャリッジ。
4. 前記圧力調整弁と前記フィルターとを介して最大４つの液滴吐出ヘッドにインクを供給可能であることを特徴とする請求項３に記載のヘッドキャリッジ。
5. 前記フィルターは、メンブレン方式のフィルター部を有し、
   前記複数の排出口のそれぞれは、前記フィルター部の中心に対して同心円上において均等な間隔で配置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キャリッジ。
6. 前記フィルター部の孔径は、０．０５μｍ〜０．５μｍであることを特徴とする請求項５に記載のヘッドキャリッジ。
7. 前記フィルターと前記複数の液滴吐出ヘッドとを１つのインク供給系として、複数の前記インク供給系が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッドキャリッジ。
8. 液滴吐出ヘッドの複数のノズルからインクを液滴としてワークに吐出する液滴吐出装置であって、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヘッドキャリッジと、
   前記ワークが載置されるワーク載置台と、
   前記ヘッドキャリッジと前記ワーク載置台とを対向させて配置した状態で、相対的に移動可能な移動機構と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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