JP2009139665A - インクジェットヘッドの塗布液除去装置及び塗布液除去方法並びにカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの塗布液の加圧パージ及び吸引パージ後にノズル孔出口面に残留する塗布液を、全て短時間で除去可能とする非接触でかつ空気の流れが生じない残留塗布液除去手段を備えたインクジェットヘッドの塗布液除去装置ならびに除去方法を提供する。さらには本発明のインクジェットヘッドの塗布液除去方法を用いて高品質のカラーフィルターを製造できるカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッドの長手方向に区切られた複数の転写面を備える転写プレートと、複数の転写面を前記ノズル孔出口面に略平行に一定隙間で近接させる近接手段と、前記ノズル孔出口面に近接させた転写プレートをインクジェットヘッドの長手方向に移動させて残留する塗布液を転写プレートに転写させる移動手段と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの塗布液除去装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタを製造する分野に主として使用されるものであり、詳しくはインクジェットヘッドにてＲ、Ｇ、Ｂ塗布液を吐出してカラーフィルターを形成するのに関わるインクジェットヘッドの残留塗布液除去装置及び残留塗布液除去方法並びにカラーフィルタの製造方法の改良に関する。

カラー液晶用ディスプレイは、カラーフィルタ、ＴＦＴ用アレイ基板などにより構成されている。この中でカラーフィルタは、ガラス基板上に格子状のブラックマトリックスで縁取られる各画素を、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）３色に分けて規則正しく形成したもので、カラー液晶用ディスプレイの色形成の中枢をなす部材である。

このカラーフィルタは通常は、１）ガラス基板上に黒色のフォトレジスト材の塗布膜を形成し、フォトリソ法により黒色塗布膜を格子状に加工する（格子状ブラックマトリックスの形成）、２）一旦Ｒの塗布膜を全面に形成し、フォトリソ法により格子間のＲ画素にのみＲ塗布膜を残す（Ｒ画素形成）、３）Ｇ、ＢについてもＲと同様の手法により、一旦Ｂ、Ｇ各々の塗布膜を全面に形成後、Ｂ、Ｇ画素にのみＢ、Ｇ塗布膜を残す（Ｂ、Ｇ画素形成）、ことで製造される。

上記のフォトリソ法によるＲ、Ｇ、Ｂ画素形成では、Ｒ、Ｇ、Ｂの全面塗布膜形成、露光、現像、といった多くの工程が必要となる。近年これを簡素化するために、ブラックマトリックスの格子で形成される画素部にのみ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各塗布液を直接インクジェットヘッドにより供給してＲ、Ｇ、Ｂの色画素を形成する手法が、工業的に行われるようになってきている（例えば特許文献１）。

このインクジェットヘッドによるＲ、Ｇ、Ｂ画素形成方法は、露光、現像といった工程が不要で、色画素形成に必要な量の塗布液のみを使用するので、カラーフィルター製造の大幅なコストダウンを可能とするものである。

インクジェットヘッドは通常多数のノズル孔を有しており、ノズル孔ごとに設けられた圧電素子等の間欠駆動手段を動作させることにより、ノズル孔より塗布液を間欠的に吐出することができる。しかしながらノズル孔から長時間にわたって塗布液を吐出すると、ノズル孔周辺に塗布液の他に塗布液の固化物やゴミ等の異物が付着し、それによってノズル孔から正常な塗布液の吐出が妨げられて塗布液の飛翔方向が定まらなくなる。

そのため狙った位置に塗布液を着弾させることができず、正確なカラーフィルタの色画素形成ができなくなるという問題がある。この場合、数枚〜数十枚塗布するごとにインクジェットヘッドの加圧パージを行って、ノズル孔から多量の塗布液を吐出し、固化物を溶解して押し流したり、ゴミ等の異物を押し流したりして、ノズル孔の洗浄を行う。これによって、上記の問題が回避される。

また、インクジェットヘッドの多数のノズル孔の内で、カラーフィルタの色画素と位置的に合致していないものは一時的に使用されない。この場合ノズル孔内に貯留する塗布液中の溶剤が揮発して塗布液の固形分濃度が上昇し、塗布液が高粘度化する。このような高粘度化した塗布液はノズル孔の間欠駆動手段ではパワー不足でノズル孔からは押し出せない。そのため、インクジェットヘッドに供給される塗布液に高い圧力を付加して加圧圧送によってノズル孔から押し出したり（加圧パージ）、ノズル孔の出口側から吸引力を作用させて高粘度化した塗布液を吸い出し（吸引パージ）たりする。

以上のノズル孔の洗浄やノズル孔内に貯留した高粘度塗布液の排出のために、加圧パージや吸引パージによってノズル孔から多量の塗布液を吐出させると、インクジェットヘッドの塗布液吐出機能を初期の良好な状態に復帰させることができるが、ノズル孔から吐出された多量の塗布液は、ノズル孔の出口があるノズル孔出口面に付着しつつ拡がる。そして一部の塗布液は自重によりノズル孔出口面から自然落下するが、その他の塗布液はノズル孔の出口周辺を中心としてノズル孔出口面に残留する。

このノズル孔出口面に残留した塗布液をそのまま放置して、間欠駆動手段でノズル孔より塗布液を吐出しようとすると、上記のノズル孔周辺に塗布液や異物が付着している時と同じ問題を生じる。このため、加圧パージや吸引パージ後にノズル孔出口面に残留する塗布液を、塗布液除去手段によって除去することが通常行われる。

塗布液除去手段の代表的なものが、ブレード状のワイパーをノズル孔出口面に摺動させて残留した塗布液を除去するワイピングシステムである（例えば特許文献２）。

ノズル孔出口面の表面には塗布液の液離れをよくして精度良く吐出、飛翔させるために、撥液層が通常形成されているが、特許文献２の手段ではワイパーの摺動によってこの撥液層も摩滅させてしまうために、塗布液が安定して吐出できなくなるという不都合が生じる。

撥液層を摩滅させない非接触の塗布液除去手段としては、真空ノズルをノズル孔出口面に残留する塗布液に近接させて、負圧による吸引作用で残留塗布液を吸引除去するもの（例えば特許文献３）、ブレード状のワイパーをノズル孔出口面に対して一定隙間をおいて長手方向に移動させることで、ノズル孔出口面下でワイパーと接する残留塗布液をワイパーの方に誘導・転写させるもの（例えば特許文献４）、ノズル孔出口面に親液性が高いプレートを一定隙間で近接／引き離しを行うことによって、ノズル孔出口面の残留塗布液をプレート面に転写させるもの（例えば特許文献５）、等が提案されている。

しかしながら、上記の特許文献３に開示された手段では、真空ノズルの負圧による吸引力では残留塗布液をすべて除去できない。さらにまた、負圧による吸引力によってノズル孔出口面に急激な気流の流れが生じ、ノズル孔内に貯留されている塗布液の溶剤の揮発が促進されて塗布液が高粘度化するので、残留塗布液除去作業後にノズル孔から間欠駆動手段による正常な吐出が行なえないという問題もあった。

また特許文献４の手段では、残留塗布液とワイパーとの接触面積が小さいため、残留塗布液を全て転写させるには移動速度を小さくする必要がある。それによって作業に長時間要することの他に、ノズル孔出口面とワイパー間の隙間以下の大きさの残留塗布液はワイパーに接触しないため、全く除去できないという問題がある。

さらにまた特許文献５の手段では、残留塗布液をノズル孔出口面とプレート面との親液性の差によって転写させているため、全ての残留塗布液をプレート面に転写するには転写力が不十分であるとともに、塗布液が転写されるプレート面の親液性を維持するのが難しく、親液性が経時的に劣化するために残留塗布液の除去量が減少していくという問題があった。
特開２００６−２０９１４０号公報（第００１９段落〜第００３１段落、図１） 特開２００６−３１５２２５号公報（第００３８段落〜第００４１段落、図３） 特開２００５−１６９７３０号公報（第００２９段落〜第００３３段落、図１） 特開２００７−１９０８１８号公報（第００１８段落〜第００２６段落、第００３２段落、図７、図８、図９） 特開２００６−３２６４３６号公報（第００２１段落〜第００３２段落、第００５２〜第００５６段落、図１、図４、図５、図８）

本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、インクジェットヘッドの塗布液の加圧パージ及び吸引パージ後にノズル孔出口面に残留する塗布液を、全て短時間で除去可能とする非接触でかつ空気の流れが生じない残留塗布液除去手段を具現化するとともに、その手段を備えて残留塗布液除去性能に優れるインクジェットヘッドの塗布液除去装置ならびに塗布液除去方法を提供することにある。さらには上記のインクジェットヘッドの塗布液除去方法を用いて、低コストで塗布欠点の全くない高品質のカラーフィルターを製造できるカラーフィルタの製造方法を提供することにある。

上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
本発明になるインクジェットヘッドの塗布液除去装置は、
インクジェットヘッドのノズル孔出口面に残留する塗布液除去装置であって、
溝で区切られた複数の転写面を備える転写プレートと、
前記転写プレートとノズル孔出口面に所定間隔で近接させる近接手段と、
前記ノズル孔出口面の長手方向に対して前記所定間隔を維持したまま前記転写プレートを移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、さらに転写プレートに転写された塗布液を除去する除去手段を備えることが好ましい。
また、本発明になるインクジェットヘッドの塗布液除去方法は、
インクジェットヘッドのノズル孔出口面に残留する塗布液除去方法であって、
溝で区切られた複数の転写面を備える転写プレートをノズル孔出口面に所定間隔で近接させる工程と、
前記ノズル孔出口面の長手方向に対して前記所定間隔を維持したまま前記転写プレートを移動させる工程を行うことで、ノズル孔出口面に残留する塗布液を転写プレートに転写させることを特徴とする。

ここで、インクジェットヘッドのノズル孔出口面に残留する塗布液を前記転写プレートに転写してから、転写プレート上の塗布液を除去することが好ましい。

本発明になるカラーフィルタの製造方法は、上記に記載のインクジェットヘッドの塗布液除去方法を用いて残留塗布液を除去してから、インクジェットヘッドで塗布液の塗布を行い、カラーフィルタを製造することを特徴とする。

本発明になるインクジェットヘッドの塗布液除去装置および塗布液除去方法を用いれば、塗布液が残留するノズル孔出口面に複数の転写面を有する転写プレートを一定隙間で近接させて、ノズル孔出口面の長手方向両端部間を移動させるため、転写プレートとノズル孔出口面の間に残留する塗布液を集合させて液膜として形成できる。そしてこの液膜を転写プレートでノズル孔出口面上を移動させて除去するのであるから、転写プレートはノズル孔出口面に接触しない。したがって、ノズル孔出口面の撥液層を全く損なうことなくノズル孔出口面の残留塗布液を除去することができる。

さらに、ノズル孔出口面上に場所も大きさも不規則に残留する塗布液滴を、ノズル孔出口面と転写プレート面間の隙間に毛細管作用で塗れ拡がらせることができる結果、残留塗布液滴の大きさに関係なく残留塗布液を転写プレートに転写することができ、非接触で空気の流れが生じない残留塗布液除去ができる。また転写プレートは転写面を複数有するので、転写プレートの１回の長手方向走査により、ノズル孔出口面の残留塗布液を複数の転写面に転写することができ、短時間で確実にノズル孔出口面の残留塗布液除去が可能となる。

本発明になるカラーフィルタの製造方法によれば、上記の優れたインクジェットヘッド塗布液除去方法を用いてカラーフィルタを製造するのであるから、ノズル孔出口面の撥液層の劣化や汚れによる混色や白抜け欠点等の塗布欠点のない高品質のカラーフィルタを、長時間安定して高い生産性で製造できる。

以下、この発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る塗布液除去装置１００とインクジェットヘッド１０の概略正面図、図２はインクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１を下側から見た平面図、図３は転写プレート１１０の拡大正面図、図４および図５は転写プレート１１０でインクジェットヘッド１０に残留する塗布液を除去する状態を段階的に示したフロー図である。

まず図１を参照すると、インクジェットヘッド１０とその塗布液供給装置２０と、本発明の塗布液除去装置１００が示されている。インクジェットヘッド１０は本体１４の下部に樹脂プレート１３を有しており、その一部が下方に凸状に突出してノズル孔出口面１１を構成している。

このノズル孔出口面１１には撥液層がコーティングにより形成されている。撥液層としては、テフロン（登録商標）、シリコン等の撥液性樹脂よりなるものが好ましい。ノズル孔出口面１１にはさらに、図２に示されるように、塗布液を吐出する多数のノズル孔１２がインクジェットヘッド１０長手方向（Ｙ方向）に所定ピッチで千鳥状に配置されている。

塗布液が多量にノズル孔１２より吐出されると、塗布液はノズル孔出口面１１上に拡がって残留することになる。またインクジェットヘッド１０は塗布液供給装置２０に配管２１で接続されている。塗布液供給装置２０は、塗布液２９が貯蔵された塗布液貯蔵部２２を備えている。この塗布液貯蔵部２２には圧空源２５から所定圧力に調整された加圧空気が、加圧配管２４、加圧バルブ２３を介して付加される。塗布液貯蔵部２２には、真空源２８から所定の大きさの負圧も真空配管２７、真空バルブ２６を介して作用させることができる。

なお、塗布液貯蔵部２２を所定圧力に加圧する時は加圧バルブ２３を開、真空バルブ２６を閉とし、塗布液貯蔵部２２に負圧を作用させる時は、真空バルブ２６を開、加圧バルブ２３を閉とする。

図１で塗布液除去装置１００は、ノズル孔出口面１１に残留する塗布液を除去する転写プレート１１０と、転写プレート１１０の一端を保持して転写プレート１１０をＺ方向に昇降させてノズル孔出口面１１に略平行に一定隙間Ｓで近接させる近接手段である昇降ユニット１２０と、転写プレート１１０を昇降ユニット１２０とともにインクジェットヘッド１０の長手方向（Ｙ方向）に自在に往復動させる移動手段である搬送ユニット１３０と、転写プレート１１０に転写された残留塗布液を除去する除去手段である除去ユニット１４０と、搬送ユニット１３０と除去ユニット１４０を重力方向に支持するベース１３６と、により構成される。なお一定隙間Ｓは、転写プレート１１０とノズル孔出口面１１の間の所定間隔となるものである。

ここで搬送ユニット１３０は、昇降ユニット１２０を支持する支持台１３２と、支持台１３２をＹ方向に案内するレール１３４と、支持台１３２をレール１３４に沿ってＹ方向に自在に往復動させる図示されていないリニアモータより構成されている。このうち、レール１３４とリニアモータのステータはベース１３６に固定されている。

除去ユニット１４０は、転写プレート１１０に転写された塗布液を除去するブレード１４２と、ブレード１４２を保持するブレード取付け台１４４と、ブレード１４２とプレート取付け台１４４を上下方向に自在に昇降させる昇降ユニット１４６と、昇降ユニット１４６を支持する支持台１５０と、支持台１５０をＸ方向（紙面に垂直な方向）に案内するレール１５２と、支持台１５０をレール１５２に沿ってＸ方向に自在に往復動させる図示されていないリニアモータと、除去した塗布液を回収する廃液回収パン１５４と、から構成されている。なお支持台１５０と、レール１５２と、図示されていないリニアモータで搬送ユニット１４８が構成される。

除去ユニット１４０は昇降ユニット１４６を駆動してブレード１４２を下降させ、一点鎖線で示すように直下に移動してきた転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃに当接させ、ブレード１４２を搬送ユニット１４８によりＸ方向（紙面の垂直奥行き側）に移動して、転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃ上を摺動することで転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃ上に転写された塗布液を除去することができる。除去された塗布液は複数の液滴となって、重力により廃液回収パン１５４に自然落下し、回収される。

ブレード１４２の材質は、合成樹脂、合成ゴム等、塗布液に対しての耐薬品性があり膨潤しないものであればいかなるものでもよい。さらに除去した塗布液のブレード１４２からの剥離性を良くするために撥液性が高い材質を選定することが好ましい。

次に図３に転写プレート１１０の詳細を示す。転写プレート１１０は、複数の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃと、転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃの各々をインクジェットヘッド１０の長手方向（Ｙ方向）に区切る溝１１４Ａ、Ｂを備えている。すなわち、転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃはインクジェットヘッド１０の長手方向に区切られた複数の転写面となる。

転写面１１２Ａ、Ｂ、ＣのＸ方向の長さは同じ幅Ｗであるが、Ｙ方向の長さはそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３となっており、塗布液を転写できる面積がそれぞれで異なっている。溝１１４Ａ、Ｂはインクジェットヘッド１０の長手方向に直交する方向、すなわちＸ方向に伸びて幅Ｗを有し、上下方向（Ｚ方向）の長さは同じく深さＨであるが、Ｙ方向の長さはそれぞれ長さＬ１、Ｌ２となっている。

また転写プレート１１０を、塗布液除去のために搬送ユニット１３０でＹ方向に移動させる時は、転写面１１２Ａの一端にある先頭辺１１６を先頭にし、終了辺１１７の方に向かって、転写面１１２Ｃの一端にある転写終了辺１１８を最後尾として移動させる。

次に図１の塗布液除去装置１００を用いた本発明の塗布液除去方法について図４と図５を用いて段階に分けて詳細に説明する。

まず、インクジェットヘッド１０に残留する塗布液を除去する準備動作として、転写プレート１１０と除去ユニット１４０のブレード１４２を、各々の初期位置に移動させる。
転写プレート１１０の初期位置は図１に示すように、支持台１３２がベース１３６上の右端の位置にあり、昇降ユニット１２０が下限位置にある時の位置である。除去ユニット１４０のブレード１４２の初期位置はＺ方向、すなわち上下方向には昇降ユニット１４６が上限位置にある時の位置、Ｘ方向、すなわち紙面に垂直方向には搬送ユニット１４８の支持台１５０が最も手前側にある時の位置である。

以上の準備動作が完了してから、図１の真空バルブ２６を閉、加圧バルブ２３を開として、塗布液貯蔵部２２内の塗布液を加圧してインクジェットヘッド１０に塗布液を圧送する加圧パージを行うと、全てのノズル孔１２より塗布液が吐出される。ノズル孔１２より吐出された塗布液は、ノズル孔出口面１１上に拡がりつつ部分的に集合して複数の塗布液滴になる。集合した塗布液滴の容量が大きくなると、重力によってその一部が自然落下する。そして加圧パージ終了時には、吐出された塗布液はノズル孔出口面１１上に、場所も大きさも不規則に残留する複数の塗布液滴３０となる（図４（ａ）の段階）。

次に搬送ユニット１３０を駆動して転写プレート１１０を移動させ、端部１５Ｂ付近にあるノズル孔出口面１１の右端の直下に、転写プレート１１０の先頭辺１１６が来る位置で停止させる。そして昇降ユニット１２０を駆動して転写プレート１１０を上昇させ、ノズル孔出口面１１と転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃとを略平行、かつ両面間の隙間量がＳになる位置で、転写プレート１１０の上昇を停止させる（図４（ｂ）の段階）。

つづいて再び搬送ユニット１３０を駆動して転写プレート１１０をＹ方向に矢印で示される向きに（紙面の右から左側へ）、インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１と転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃとの間に隙間量Ｓを保持しながら、一定速度で移動させる。この転写プレート１１０の移動によって先頭辺１１６が、ノズル孔出口面１１に隙間量Ｓ以上の長さで上下方向に垂れ下がって残留している塗布液滴３０に接触すると、塗布液滴３０はノズル孔出口面１１と転写面１１２Ａとの間にできる隙間量Ｓの平行隙間部１１９に毛細管作用により入り込んで拡がり、最終的には転写面１１２Ａ全体に拡がる厚さＳの液膜３１を形成する（図４（ｃ）の段階）。

言い換えると、塗布液がノズル孔出口面とのぬれ性と自重のバランスで、ノズル孔出口面に液滴として存在できる限界の長さより隙間量Ｓを狭く設定する。塗布液のノズル孔出口面に対して液滴として存在できる限界の長さとは、それ以上上下方向に長くなると、自重で落下してしまう長さをいう。従って、塗布液の種類、ノズル孔出口面の状態によって多少変化する。

さらに矢印方向へ転写プレート１１０の移動を続けると、液膜３１は転写面１１２Ａ内に保持される形で転写プレート１１０とともに移動する。すなわち転写プレート１１０の移動の途中にあった塗布液滴３０は液膜３１となって元の位置からノズル孔出口面１１上を移動することになるが、ノズル孔吐出口面１１は撥液性を有するので、液膜３１が移動しても液膜３１の一部がノズル孔出口面１１に付着して残留することはなく、結果として塗布液滴３０をノズル孔吐出口面１１上を移動させることになる。

転写面１１２Ａ全体に液膜３１を形成した状態で、転写プレート１１０の移動により新たな塗布液滴３０が先頭辺１１６に接すると、転写面１１２Ａ内に液膜３１を保持する塗布液の表面張力に妨げられて、塗布液滴３０は平行隙間部１１９には浸入できない。そのため転写プレート１１０に押されるような形で塗布液滴３０はそのまま移動する。

さらに新たな塗布液滴３０に接すると、それが転写プレート１１０に押されている塗布液滴と集合してより大きな塗布液滴３２となり、その一部が自然落下により除去されながら矢印方向に移動する（図４（ｄ）の段階）。

この場合塗布液滴３０の大きさに関係なく、先頭辺１１６の移動方向前方に塗布液滴３０を集合させることができる。すなわちノズル孔出口面１１からの垂れ下がり量が、平行隙間部１１９の隙間量Ｓより小さな塗布液滴であっても、この小さな塗布液滴は、転写プレート１１０の移動に伴う液膜３１や大きな塗布液滴３２の移動によって、液膜３１や大きな塗布液滴３２と集合する、言い方をかえると液膜３１や大きな塗布液滴３２に吸収される。

さらに転写プレート１１０の移動を継続すると、平行隙間部１１９に液膜３１を維持した状態で大きな塗布液滴３２は樹脂プレート１３上も移動して、インクジェットヘッド１０の端部１５Ａの位置で一部落下する。そして端部１５Ａ近傍で樹脂プレート１３と転写面１１２Ａ間に形成される平行隙間部１１９に液膜３１を維持しつつ、転写面１１２Ａの上側に開放状態になっている部分には、液膜３１がそのまま残留し、結果として塗布液が転写面１１２Ａ上に転写される（図５（ｅ）の段階）。

更に転写プレート１１０の移動を継続し、端部１５Ａの直下を終了辺１１７が通過して、溝１１４Ａが来ると、転写面１１２Ａ全面に塗布液が転写される一方、残留した塗布液の一部は溝１１４Ａに落下してたまるが、その他の塗布液は端部１５Ａ近傍の樹脂プレート１３の下に垂れ下がる形で残留し、端部塗布液滴３３となる（図５（ｆ）の段階）。

更に転写プレート１１０の移動を継続して、転写面１１２Ｂ、溝１１４Ｂ、転写面１１２Ｃが端部１５Ａ直下を通過すると、残留していた端部塗布液滴３３が転写面１１２Ｂ、Ｃに転写されたり、溝１１４Ｂの方に落下したりして、端部塗布液滴３３が転写プレート１１０の方に移動して、インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１や樹脂プレート１３には塗布液は何も残留しなくなる（図５（ｇ）の段階）。

すなわちインクジェットヘッド１０への加圧パージ後にノズル孔出口面１１上に場所も大きさも不規則に残留する複数の塗布液滴３０は、全て非接触で転写プレート１１０に転写され、インクジェットヘッド１０からは完全に除去される。

その後、転写プレート１１０を引きつづき移動させ、転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃがブレード１４２直下の位置に来た時に停止させる。つづいて昇降ユニット１４６を駆動してブレード１４２を下降させて転写面１１２Ａ、Ｂ、ＣのＸ方向端部に当接させる。

次にブレード１４２を転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃに当接したまま搬送ユニット１４８を駆動して、ブレード１４２をＸ方向、すなわち紙面の垂直な方向で奥側に向かって移動させ、転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃ上に転写された塗布液を全て除去する。そして、ブレード１４２がＸ方向の終了位置に来たら、搬送ユニット１４８を停止させると共に、昇降ユニット１４６を逆方向に駆動してブレード１４２を上限位置まで上昇させる。その後、搬送ユニット１４８も逆方向に駆動して、ブレード１４２をＸ方向の初期位置までもどす。これと並行して、昇降ユニット１２０を駆動して転写プレート１１０を下降後、搬送ユニット１３０を駆動して、Ｙ方向の初期位置に転写プレート１１０を戻し、次ぎの塗布液除去作業に備える。

以上のように本発明のインクジェットヘッドの塗布液除去装置は、ノズル孔出口面と転写プレートの間に残留する塗布液の液滴を集合させて液膜として形成し、その液膜を転写プレートでノズル孔出口面上を移動させて除去することで、ノズル孔出口面を傷つけることなく、また細かい液滴も確実に除去することができる。

なお本発明の塗布液除去装置、塗布液除去方法は、インクジェットヘッド用の粘度が５〜２０ｍＰａ・ｓの塗布液に特に好適に適用することができる。

以上のインクジェットヘッド１０に残留する塗布液の除去作業で、転写プレート１１０のＸ方向の長さである幅Ｗはインクジェットヘッド１０のＸ方向の長さよりも大きい方が好ましい。転写プレート１１０の幅Ｗの方が、インクジェットヘッド１０、すなわち樹脂プレート１３のＸ方向の長さより大きい方が、樹脂プレート１３全域までに広がった塗布液を受けとめることができるからである。

また本実施態様では転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃは、転写プレート１１０の長手方向に、溝１１４Ａ、Ｂで区切られて３つ配置されているが、２つ以上であれば、いくら配置してもよい。この場合、各転写面は必ず溝で長手方向に区切られることが必要である。転写面１１２ＡとＢ及びＣは長さＤ１とＤ２あるいはＤ３の長さが異なっていてもよいので、転写面に関しては、面積の広い転写面と狭い転写面が少なくとも１対は存在してもよい。

転写面が溝で長手方向に区切られないと、連続した一つの転写面となってしまう。一つの長い転写面へノズル孔出口面１１に残留する塗布液を転写しようとすると、図５（ｆ）の状態のように、全ての残留塗布液を転写面に転写しきれず、一部の塗布液がインクジェットヘッド１０の端部１５Ａ付近に端部塗布液滴３３として必ず残留する。

この端部塗布液滴３３は転写面を長手方向に非常に長くすると、実用上実害を与えない程度に小さくすることができるが、非常に時間がかかってしまう。一方長手方向に溝で区切られた複数の転写面にこの端部塗布液滴３３を転写しようとすると、転写面で引っ張られる端部塗布液滴３３の一部が溝のところで落下し、溝に遭遇する回数が多いほど端部塗布液滴３３の減少量も多くなる。

したがって、転写面の長さを比較的短くして、転写面と溝の個数を複数の適当個数もうける方が、より短い時間で端部塗布液滴３３を消滅させられる。すなわちインクジェットヘッド１０に残留する塗布液を除去できるので好ましい。

また、本実施の形態では、溝は転写プレートの幅方向に直線的に設けた例を示したが、これに限定される必要はない。例えば、溝は転写プレートの幅方向に対してやや斜めに設けられていてもよい。

また最初に塗布液転写される転写面１１２ＡのＹ方向長さＤ１は、インクジェットヘッド１０のＹ方向長さの１／３以上の長さであることが好ましい。インクジェットヘッド１０のＹ方向長さの１／３未満であると、ノズル孔出口面１１〜転写面１１２Ａ間の隙間量Ｓ以上の大きさの塗布液滴３０に遭遇しない確率が大きくなり、ノズル孔出口面１１〜転写面１１２Ａ間に液膜３１を形成できず、その結果隙間量Ｓより小さな塗布液滴３０を吸収、あるいは集合させて回収できないことがあるためである。

一方、転写面１１２Ａの後でインクジェットヘッド１０に残留した塗布液が転写される転写面１１２Ｂ、Ｃについては、Ｙ方向長さＤ２、Ｄ３は転写面１１２Ａの長さＤ１の好ましくは１／５、より好ましくは１／１０以下にする。これは上記したように転写面１１２Ｂ、Ｃで転写されるのは端部塗布液滴３３であり、この端部塗布液滴３３を早く消滅させるには、転写面の長さを短くして、転写面を長手方向に区切る溝との遭遇回数を多くする方がよいことによる。

最初の残留塗布液が転写される転写面１１２Ａにつづく溝１１４ＡのＹ方向長さＬ１に対して、２番目に残留塗布液が転写される転写面１１２Ｂにつづく溝１１４ＢのＹ方向長さＬ２は、Ｌ１／２以下であることが好ましい。これは、溝１１４Ｂに落下する塗布液量が溝１１４Ａに落下する塗布液量よりも必ず少なくなるので、長さを短くして溝通過にかかる時間を短くして、塗布液除去作業時間を短くするためである。

なお溝１１４ＡのＹ方向長さＬ１は５ｍｍ以上あることが好ましい。これより小さいと、端部塗布液滴３３が転写面１１２Ａと転写面１１２Ｂとの間で橋渡しをして、溝１１４Ａに落下しないことがあるためである。また溝１１４Ａ、Ｂの深さＨは１ｍｍ以上であることが好ましい。これより小さいと、溝１１４Ａ、Ｂに落下してきた塗布液が溝１１４Ａ、Ｂをあふれて、樹脂プレート１３やノズル孔出口面１１に再付着することがあるためである。

転写プレート１１０の材質は、ステンレス等の金属でも、テフロン（登録商標）等の合成樹脂、セラミックスの他、塗布液に対しての耐薬品性があり膨潤しないものであればいかなるものでもよいが、ノズル孔出口面１１およびその周辺を取り囲む樹脂プレート１３よりも親液性が高い材質であることが好ましい。

また、隙間量Ｓは、塗布液がノズル孔出口面とのぬれ性と自重のバランスで、ノズル孔出口面に液滴として存在できる限界の長さより隙間量Ｓを狭く設定する。より具体的には、ノズル孔出口面１１に残留する塗布液滴３０の大きさから、好ましくは１００μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは３００μｍ〜５００μｍである。この範囲よりも大きいとノズル孔出口面１１上に残留する複数の塗布液滴３０は、その大多数が隙間量Ｓ以下の大きさとなり、転写プレート１１０に転写されない塗布液滴３０がノズル孔出口面１１に残留する。

逆に小さいと転写プレート１１０とノズル孔出口面１１とが接触して双方が損傷する危険性が高くなってしまう。また、転写プレート１１０の残留塗布液を転写する時のＹ方向の移動速度であるが、好ましくは１０〜１００ｍｍ／ｓ、より好ましくは３０〜６０ｍｍ／ｓである。この範囲よりも小さいと塗布液の除去作業に時間がかかりすぎ、逆に大きいと、完全に残留塗布液を除去するのにより多くの転写面や溝が必要となり、塗布液の除去が非効率となって、かえって時間がかかるためである。

さらにまた、転写プレート１１０は、ノズル孔出口面１１に隙間量Ｓで近接してＹ方向に移動開始し、転写面１１２Ａの終了辺１１７が端部１５Ｂをいくらか通過する距離を走行してから、終了辺１１７がインクジェットノズル１０の端部１５Ｂの直下になるところまで戻り、再び端部１５Ａの方に向かって移動させてもよい。転写面１１２Ａとノズル孔出口面１１との間に液膜３１が形成されるのが、転写プレート１１０の移動を開始してからしばらくたってからの時は、端部１５Ｂ付近には隙間量Ｓより小さな塗布液滴３０が残ることになるが、液膜３１が形成されてから転写プレート１１０を一旦端部１５Ｂまで戻すことによって、端部１５Ｂ付近の隙間量Ｓより小さな塗布液滴３０も吸収して、全ての塗布液滴を回収できるからである。

また、本実施の形態では、ノズル孔出口面に対して転写プレートを移動させる説明を行ったが、ノズル孔出口面の方を移動させるようにしてもよい。

本実施態様では除去ユニット１４０はブレード１４２で転写プレート１１０上の塗布液を除去する方式のものを示したが、その他の方式として転写プレート１１０上の塗布液に溶剤液とエアーを吹き付けて塗布液を吹き飛ばす方式や、吸水性の良い布を転写プレート１１０上の塗布液に押し当てながら移動することで塗布液を吸収させる方式など、転写プレート１１０上の塗布液を移動させて除去させるならいかなる手段のものを用いてもよい。

（実施例１）
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
図１に示す塗布液除去装置１００を用いて、インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１に残留する塗布液の除去を行った。

インクジェットヘッド１０は、図３に示すようにノズル孔出口面１１に、ノズル孔１２が３列千鳥状で、Ｙ方向ピッチ７０．５μｍ、総数５１２個備えられたものを用いた。この各ノズル孔１２からは、圧電素子の駆動によって１回あたり４０ｐｌの塗布液を間欠的に吐出可能であった。またインクジェットヘッド１０の外形形状については、ノズル孔出口面１１のＹ方向の長さが４５ｍｍ、Ｘ方向の長さが４ｍｍであり、樹脂プレート１３のＹ方向の長さが６０ｍｍ、Ｘ方向の長さが１６ｍｍであった。

またノズル孔出口面１１には撥液層として厚さ８０μｍのポリイミド樹脂層を設けた結果、ノズル孔出口面１１は樹脂プレート１３より下方に８０μｍ凸状に突出した。一方除去ユニット１４０で、ブレード１４２にはＹ方向の長さ８０ｍｍ、Ｚ方向の長さ１５ｍｍで厚さ２ｍｍのＰＥＴ樹脂を用いた。

塗布液除去装置１００で用いた転写プレート１１０はステンレス製で、インクジェットヘッド１０の長手方向（Ｙ方向）に区切られた３個の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃを備えるものを用いた。転写面１１２Ａの長さＤ１＝３０ｍｍ、転写面１１２Ｂの長さＤ２＝２．５ｍｍ、転写面１１２Ｃの長さＤ３＝２．５ｍｍ、各転写面を区切る溝１１４Ａの長さＬ1＝５ｍｍ、溝１１４ＢのＬ２＝２．５ｍｍ、溝の深さＨ＝５ｍｍ、転写プレート１１０のＸ方向の長さである幅Ｗ＝３０ｍｍ、であった。

インクジェットヘッド１０から吐出する塗布液には、Ｒ色顔料を有し、粘度１０ｍＰａ・ｓ、固形分濃度１５％のＲ色塗布液を用いた。

まず塗布液供給装置２０を動作させて、０．０５ＭＰａの圧力でＲ色塗布液をインクジェットヘッド１０から２０００μｌ吐出した。吐出されたＲ色塗布液は、インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１にほぼ全量残留した。そして塗布液除去装置１００を動作させて、転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃをノズル孔出口面１１に略平行に隙間量Ｓが３００μｍとなるように近接させた。

つづいて搬送ユニット１３０で転写プレートを移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃでインクジェットヘッド１０の長手方向（Ｙ方向）全域に移動させることで、ノズル孔出口面１１に残留している塗布液の除去を行った。その結果、ノズル孔出口面１１に残留している塗布液は全て転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃに転写されるか下部に落下し、インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１と樹脂プレート１３の表面には塗布液の残留がないことを確認できた。

転写プレート１１０の転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃに転写された塗布液は、ブレード１４２を圧力０．０５ＭＰａで転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃに押し付け後、Ｘ方向に１００ｍｍ／ｓｅｃで摺動させることで除去した。

ノズル孔出口面１１に残量塗布液がないことを確認後、圧電素子を駆動して、間欠的にインクジェットヘッド１０からの塗布液の吐出を行った。その結果、全てのノズル孔１２において目詰まり、飛行曲がり等の吐出不良は確認されず、正常な吐出が可能であることが確認された。

（実施例２）
実施例１の塗布液除去装置１００とインクジェットヘッド１０を用いてカラーフィルターを製造した。前工程までに、３６０×４６５ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板上に、各画素の大きさが幅１００μｍで長さが３００μｍ、ブラックマトリックスの幅が２０μｍ、ブラックマトリックスの表面に撥液性を有する格子状ブラックマトリックス基板を作成した。

ブラックマトリックスの撥液性はＲ色塗布液に対して接触角が４０°以上になるものであった。このブラックマトリックス基板を図１の図示しない吸着ステージに吸着保持し、吸着ステージを５０ｍｍ／ｓで移動させながら、インクジェットヘッド１０から１画素あたり８００μｌのＲ色塗布液を吐出して、Ｒ色画素のみを全面に形成した。

つづいて逐次的に同じ条件で、Ｇ色塗布液、Ｂ色塗布液を用いてＧ色画素、Ｂ色画素を形成した。Ｒ色塗布液は実施例１と同じもの、Ｇ色塗布液は、Ｇ色顔料を有し、粘度１２ｍＰａ・ｓ、固形分濃度１６％、Ｂ色塗布液は、Ｂ色顔料を有し、粘度１１ｍＰａ・ｓ、固形分濃度１４％であった。

なお各Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素形成においては、基板３０枚塗布するごとにインクジェットヘッド１０を０．１ＭＰａの圧力で圧力パージして各塗布液を１０００μｌ吐出して、ノズル孔周囲の洗浄を行った。それにつづいてインクジェットヘッド１０に残留している塗布液を実施例１と同じ条件で塗布液除去装置１００を作動させて、残留している塗布液をすべて除去した。各色画素形成が終わるたびに１００度１０分のプリベークをし、Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素がすべて形成されてから、２３０℃３０分のベークを行って、最終的に厚さ２μｍのＲ、Ｇ、Ｂ画素のあるカラーフィルタをえることができた。

さらに、このカラーフィルターをＴＦＴアレイを形成した基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら１６０℃で９０分間加熱して、シール剤を硬化させた。このセルに液晶注入を行った後、紫外線硬化樹脂により液晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの２枚のガラス基板の外側に貼り付け、さらに、得られたセルをモジュール化して、液晶表示装置を完成させた。得られた液晶表示装置は欠点がなく、色度も基板全面に渡って、均一で品質的に申し分ないものであった。

本発明に係る塗布液除去装置１００とインクジェットヘッド１０の概略正面図である。 インクジェットヘッド１０のノズル孔出口面１１を下側から見た平面図である。 転写プレート１１０の拡大正面図である。 転写プレート１１０でインクジェットヘッド１０に残留する塗布液を除去する状態を段階的に示すフロー図である。 転写プレート１１０でインクジェットヘッド１０に残留する塗布液を除去する状態を段階的に示すフロー図である。

符号の説明

１０ インクジェットヘッド
１１ ノズル孔出口面
１２ ノズル孔
１３ 樹脂プレート
１４ 本体
１５Ａ、Ｂ 端部
２０ 塗布液供給装置
２１ 配管
２２ 塗布液貯蔵部
２３ 加圧バルブ
２４ 加圧配管
２５ 圧空源
２６ 真空バルブ
２７ 真空配管
２８ 真空源
２９ 塗布液
３０ 塗布液滴
３１ 液膜
３２ 大きな塗布液滴
３３ 端部塗布液滴
１００ 塗布液除去装置
１１０ 転写プレート
１１２Ａ、Ｂ、Ｃ 転写面
１１４Ａ、Ｂ 溝
１１６ 先頭辺
１１７ 終了辺
１１８ 転写終了辺
１１９ 平行隙間部
１２０ 昇降ユニット
１３０ 搬送ユニット
１３２ 支持台
１３４ レール
１３６ ベース
１４０ 除去ユニット
１４２ ブレード
１４４ ブレード取付け台
１４６ 昇降ユニット
１４８ 搬送ユニット
１５０ 支持台
１５２ レール
１５４ 廃液回収パン
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 転写面１１２Ａ、Ｂ、ＣのＹ方向の長さ
Ｌ１、Ｌ２ 溝１１４Ａ、ＢのＹ方向の長さ
Ｈ 溝１１４Ａ、Ｂの深さ
Ｗ 転写面１１２Ａ、Ｂ、Ｃと溝１１４Ａ、Ｂの幅（Ｘ方向長さ）

Claims (6)

1. インクジェットヘッドのノズル孔出口面に残留する塗布液除去装置であって、
   溝で区切られた複数の転写面を備える転写プレートと、
   前記転写プレートとノズル孔出口面に所定間隔で近接させる近接手段と、
   前記ノズル孔出口面の長手方向に対して前記所定間隔を維持したまま前記転写プレートを移動させる移動手段と、
   を備えたことを特徴とする塗布液除去装置。
2. 前記転写プレートの転写面は少なくとも広さの異なる１組の転写面を含む請求項１に記載された塗布液除去装置。
3. さらに、転写プレートに転写された塗布液を除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された塗布液除去装置。
4. インクジェットヘッドのノズル孔出口面に残留する塗布液除去方法であって、
   溝で区切られた複数の転写面を備える転写プレートをノズル孔出口面に所定間隔で近接させる工程と、
   前記ノズル孔出口面の長手方向に対して前記所定間隔を維持したまま前記転写プレートを移動させる工程と、
   を含む塗布液除去方法。
5. インクジェットヘッドノズルの孔出口面に残留する塗布液を前記転写プレートに転写してから、転写プレート上の塗布液を除去することを特徴とする請求項４に記載されたインクジェットヘッドの塗布液除去方法。
6. 請求項４または５のいずれかの請求項に記載されたインクジェットヘッドの塗布液除去方法を用いて残留塗布液を除去してから、インクジェットヘッドで塗布液の塗布を行い、カラーフィルタを製造することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
   
   
   

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