JP2010240588A - 液滴吐出装置、及び液滴吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の開発に係る時間及びコストを低減し、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をほぼ均一にした液滴吐出装置、及び液滴吐出方法を提供すること。
【解決手段】本発明の液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッド５と、液滴吐出ヘッド５ごとに設けられ、流路７を介して液体を供給する複数の液体貯留タンク８，９，１０と、液滴吐出ヘッド５内の液体の粘度がそれぞれの液滴吐出ヘッド５間でほぼ同等になるように液体の温度を調整する温度調整部Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴吐出装置、及び液滴吐出方法に関するものである。

近年、携帯電話機、携帯型コンピューターなどの電子機器の表示部に液晶装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）装置等の電気光学装置が用いられている。これらの電気光学装置は、一般にフルカラー表示が行われる。例えば、液晶装置によるフルカラー表示は、液晶層によって変調される光をカラーフィルターに通すことによって表示される。このようなカラーフィルターは、液滴吐出法を用いた成膜技術によって、基板表面にインクをドット状に吐出することで形成される（例えば特許文献１を参照）。

特開２００３−３０７６１３号公報

生産現場においては、さまざまな製品を同一のラインで製造するため、液滴吐出ヘッドに供給するインクの種類を頻繁に交換しなければならない。そこで、従来は、インクを交換する度に、それぞれの液滴吐出ヘッド間の液滴吐出量に差が生じないようあらかじめ粘度を調整したインクを液滴吐出ヘッドに供給していた。これ以外にも、液滴吐出ヘッドに複数の駆動波形を入力できるようにして、それぞれのインクに適した駆動波形を選択して液滴吐出量を調整していた。

これらの手法を用いれば、液滴吐出ヘッド間の液滴吐出量の差を抑えることができるものの、粘度を調整したインクを開発するための時間やコストが掛かるとともに、インクごとの駆動波形を設定しなければならず、液滴吐出ヘッドを駆動させるための回路が複雑になっていた。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、液体の開発に係る時間及びコストを低減し、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をほぼ均一にした液滴吐出装置、及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。

本発明の液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドごとに設けられ、流路を介して液体を供給する複数の液体貯留タンクと、前記液滴吐出ヘッド内の前記液体の粘度がそれぞれの前記液滴吐出ヘッド間で均一になるように前記液体の温度を調整する温度調整部と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、温度調整部で液体の温度を調節することにより液滴吐出ヘッド間における液体の粘度を均一にすることができる。したがって、あらかじめ液体の粘度調整をしなくてもよいので、液体の開発に係る時間及びコストを低減することができる。
また、液滴吐出ヘッド間の液体の粘度が均一にされるので、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出装置を提供することができる。そして、液滴吐出ヘッド間の粘度が均一にされるので、液滴吐出ヘッドごとに異なる駆動波形を設定する必要がない。このため、駆動波形を生成するための回路構成を小型化することができるので、製造コストを低減した液滴吐出装置を提供することができる。

前記液体貯留タンクに前記温度調整部を備えていることが好ましい。
この構成によれば、それぞれの液体貯留タンクで温度調整した液体を液滴吐出ヘッドに供給し、液滴吐出ヘッド間の液体の粘度を均一にすることができるので、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出装置を提供することができる。
また、液滴吐出ヘッドに温度調整部を設けないため液滴吐出ヘッドに重量負荷がかからないので、温度調整部によって液滴吐出ヘッドの動作が影響を受けない。

前記流路の前記液滴吐出ヘッド側に前記温度調整部を備えていることが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッド付近で液体の温度を調整することができるので、温度調整したあとの液体の温度変化が抑えることができる。したがって、液滴吐出ヘッド間における粘度をより均一にして、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をより均一にした液滴吐出装置を提供することができる。

少なくとも一部の前記液滴吐出ヘッドに前記温度調整部を備えていることが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出ヘッド内で液体の温度調整ができるので、液滴吐出ヘッド間における粘度をより均一にし、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をより均一にした液滴吐出装置を提供することができる。

前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応して形成された液滴吐出用の圧電素子が前記温度調整部を兼ねていることが好ましい。
液滴吐出用の圧電素子を駆動すると、圧電素子に形成される寄生容量に電気エネルギーが蓄積される。そして、電気エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて液体の温度が上昇する。したがって、液体が吐出されない範囲で圧電素子を駆動させれば、圧電素子を温度調整部として機能させることができるので、温度調整部用の新たな構成要素を設けなくてもよい。よって、製造コストを抑えつつ液体の温度調整を行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
また、液滴吐出ヘッド内で液体の温度調整ができるので、液滴吐出ヘッド間における粘度を均一にし、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出装置を提供することができる。

本発明の液滴吐出方法は、複数の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドごとに設けられ、流路を介して液体を供給する複数の液体貯留タンクと、温度調整部と、を備え、前記温度調整部によって前記液体の温度を調整することでそれぞれの前記液滴吐出ヘッド間で均一の粘度に設定した液滴を、前記液滴吐出ヘッドから吐出することを特徴とする。
この方法によれば、温度調整部で温度調節することにより、液滴吐出ヘッド間における液体の粘度をほぼ均一にして液体を吐出ことができる。したがって、液体の粘度調整をしなくてもよいので、液体の開発に係る時間及びコストを低減することができる。
また、液滴吐出ヘッド間の液体の粘度を均一にできるので、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出方法を提供することができる。そして、液滴吐出ヘッド間の粘度を均一にできるので、液滴吐出ヘッドごとに異なる駆動波形を設定する必要がない。このため、それぞれの液滴吐出ヘッドに同一の駆動波形を入力すればよいので、液滴吐出に係る制御を簡素化した液滴吐出方法を提供することができる。

前記液体貯留タンクに温度調整部を備え、前記温度調整部が前記液体貯留タンク内の前記液体の温度を調整することが好ましい。
この方法によれば、それぞれの液体貯留タンクで温度調整した液体を液滴吐出ヘッドに供給し、液滴吐出ヘッド間の液体の粘度を均一にすることができるので、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出方法を提供することができる。

前記流路の前記液滴吐出ヘッド側に温度調整部を備え、前記温度調整部が前記液滴吐出ヘッドに供給される直前の前記液体の温度を調整することが好ましい。
この方法によれば、液滴吐出ヘッド付近で液体の温度を調整することができるので、温度調整したあとの液体の温度変化が抑えることができる。したがって、液滴吐出ヘッド間における粘度をより均一にして、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量を均一にした液滴吐出方法を提供することができる。

少なくとも一部の前記液滴吐出ヘッドに温度調整部を備え、前記温度調整部が前記液滴吐出ヘッド内の前記液体の温度を調整することが好ましい。
この方法によれば、液滴吐出ヘッド内で液体の温度調整ができるので、液滴吐出ヘッド間における粘度をより均一にし、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をより均一にした液滴吐出方法を提供することができる。

前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応して形成された液滴吐出用の圧電素子が温度調整部を兼ねており、前記ノズルから液滴が吐出されない範囲で前記圧電素子を振動させ、前記液体の温度を調整することが好ましい。
液滴吐出用の圧電素子を駆動すると、圧電素子に形成される寄生容量に電気エネルギーが蓄積される。そして、電気エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて液体の温度が上昇する。したがって、液体が吐出されない範囲で圧電素子を駆動させれば、圧電素子を温度調整部として機能させ、液滴吐出ヘッド内で液体の温度調整ができるので、液滴吐出ヘッド間における粘度をより均一にし、液滴吐出ヘッド間における液滴吐出量をより均一にした液滴吐出方法を提供することができる。

液滴吐出装置の概略構成図である。 液滴吐出ヘッドの概略構成図である。 インクの温度と粘度との関係の一例を示す図である。 圧電素子に入力されるパルス波形を示す図である。 圧電素子付近におけるインクの温度分布を示す説明図である。 キャビティのインク温度が上昇する原理を説明する図である。 本発明における作用説明図である。 第２の実施形態に係る液滴吐出装置の要部断面図である。 第２の実施形態の変形例に係る液滴吐出装置の要部断面図である。

以下、図面を用いて本発明に係る液滴吐出装置について説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、図面を見やすくするために実際の構成とは適宜異ならせている。

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。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軸が鉛直方向に設定される。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪの概略構成図である。液滴吐出装置ＩＪは、例えばインクジェット方式により液晶装置や有機ＥＬ装置用のカラーフィルター基板の所定領域上にカラーフィルター材料の液滴を吐出してカラーフィルター層を形成する装置であり、本実施形態の液滴吐出方法を行うものでもある。

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（流路）７、第１のタンク（液体貯留タンク）８、第２のタンク（液体貯留タンク）９、第３のタンク（液体貯留タンク）１０、及び制御装置１１を備えている。

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。

キャリッジ４は、液滴吐出ヘッド５を保持するものであり、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、図示略の複数のノズルを備えており、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、カラーフィルター材料であるインク（液体）の液滴を吐出する。この液滴吐出ヘッド５は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインク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のタンク８からＲ（赤）のインクの供給を受け、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のタンク９からＧ（緑）のインクの供給を受け、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のタンク１０からＢ（青）のインクの供給を受けるようになっている。

キャリッジ移動装置６は、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。

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共に、液滴吐出ヘッド５の駆動回路基板３０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の移動によるカラーフィルター基板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、カラーフィルター基板Ｐ上の所定の位置にインクの液滴を吐出する。

図２は液滴吐出ヘッド５の概略構成図である。図２（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２（ｂ）は液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図２（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。

図２（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_１〜Ｎ_１８０を備えている。ノズルＮ_１〜Ｎ_１８０によってノズル列ＮＡが形成されている。図２（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の個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。

図２（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_１〜Ｎ_１８０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。振動板２０上には、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応して圧電素子ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０が配置されている。圧電素子ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０は、例えばピエゾ素子である。以下、圧電素子ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０を総称して圧電素子ＰＺ、ノズルＮ_１〜Ｎ_１８０を総称してノズルＮと称す。

リザーバ２２には、材料供給孔２０ａを介してインク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ており、各ノズルＮ_１〜Ｎ_１８０に１対１で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からインクが導入されるようになっている。
材料供給孔２０ａ及びリザーバ２２は、液滴吐出ヘッド５に複数設けられており、リザーバ２２ごとに異なる色のインクを充填してもよいし、液滴吐出ヘッド５の内部を同色のインクのみで充填してもよい。リザーバ２２ごとに異なる色を充填した場合には、１つの液滴吐出ヘッド５から複数の色の液滴を吐出することができる。また、液滴吐出ヘッド５内のすべてのリザーバ２２に同色のインクを充填した場合には、１つの液滴吐出ヘッド５から同色の液滴が吐出される。

図２（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺ_１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_１が配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺ_１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カラーフィルター材料が、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_１へのパルスの印加を停止すると、圧電素子ＰＺ_１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内のカラーフィルター材料の圧力が上昇し、ノズルＮ_１からカラーフィルター基板Ｐに向けてカラーフィルター材料の液滴Ｌが吐出される。

ところで、本発明の液滴吐出装置ＩＪでは、インクの温度調整を行うことで、ノズルＮから吐出される液滴の粘度がそれぞれの液滴吐出ヘッド５間においてほぼ均一にされている。すなわち、吐出された液滴の粘度が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインク間でほぼ均一にされている。

図３は、インクの温度と粘度との関係の一例を示す図である。図３では、高粘度のインク、低粘度のインク、及びこれらのインクの中間の粘度を有する中間粘度のインクにおける温度と粘度との関係を示している。
図３に示すように、いずれのインクにおいても、温度が低くなると粘度が上がり、温度が高くなると粘度が下がるという関係がある。したがって、それぞれのインクの温度を調整することによって、種類の異なるインク間における粘度を均一にすることができる。
具体的には、低粘度のインクの粘度の温度上昇幅を大きくし、低粘度のインクの温度上昇幅を小さくすることによってインクの粘度を均一にする。

本実施形態では、液滴吐出用の圧電素子ＰＺ（ＰＺ_１〜ＰＺ_１８０）とそれぞれの圧電素子ＰＺに設けられた１対の電極２６とがインクの温度調整を行う温度調整部としての機能を兼ねている。
図４は、圧電素子ＰＺに入力されるパルス波形を示す図である。図５は、圧電素子ＰＺ付近におけるインクの温度分布を示す説明図である。図６は、キャビティ２４のインク温度が上昇する原理を説明する図である。

図４に示すように、液滴吐出時には、微振動ステップＳ１と液滴吐出ステップＳ２とを実行する。
まず、微振動ステップＳ１では、キャビティ２４の内部のインクを加熱してインクの粘度を調整する。
具体的には、図４に示すように、ノズルＮからインクが吐出されない範囲で圧電素子ＰＺに、高電位の期間と低電位の期間とを周期的に繰り返すパルスを入力することによって、キャビティ２４内のインクを振動させる。

圧電素子ＰＺに入力するパルスの電位は、インクの粘度ごとにそれぞれ異ならせている。高粘度のインクが供給されたキャビティ２４の圧電素子ＰＺには、高電位Ｖ_１の期間と低電位Ｖ_０の期間とを周期的に繰り返すパルスを入力する。中間粘度のインクが供給されたキャビティ２４の圧電素子ＰＺには、高電位Ｖ_２の期間（Ｖ_２＜Ｖ_１）と低電位Ｖ_Ｌの期間とを周期的に繰り返すパルスを入力する。低粘度のインクが供給されたキャビティ２４の圧電素子ＰＺには、高電位Ｖ_３（Ｖ_３＜Ｖ_２＜Ｖ_１）の期間と低電位Ｖ_０の期間とを周期的に繰り返すパルスを入力する。

圧電素子ＰＺに高電位（Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３）が印加されると圧電素子ＰＺが収縮し、振動板２０が上方に引き上げられる。そうすると、キャビティ２４の内部が負圧状態となり、図５（ａ）に示すように、ノズルＮの内部のインク面（以下メニスカスと呼ぶ）が、実線で示すようにキャビティ２４側に引き込まれた状態となる。

一方、圧電素子ＰＺに低電位（Ｖ_０）が印加されると、圧電素子ＰＺが膨張して元の状態に戻るため、振動板２０が下方に押し下げられる。そうすると、キャビティ２４の内部が正圧状態となり、図５（ａ）に示すように、メニスカスがノズルＮの先端部まで押し出されて破線で示した状態となる。圧電素子ＰＺに印加される電位Ｖ_０，Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３は、液滴が吐出されない程度の電位である。

圧電素子ＰＺにパルスを入力すると、図６に示すように、圧電素子ＰＺに対して互いに対向する１対の電極２６間に寄生容量Ｃａｐが構成される。そして、一対の電極２６の間の電位差に相当する電気エネルギーが寄生容量Ｃａｐに蓄積されるとともに、一部の電気エネルギーが熱エネルギーＨｅａｔに変換される。そうすると、振動板２０を介して、キャビティ２４内のインクに熱エネルギーＨｅａｔが供給されてインクが加熱され、インクの温度がＴ_ＬからＴ_Ｈに上昇する。これにより、キャビティ２４内のインクの加熱のみを行うことができる。

上述したように、圧電素子ＰＺに印加する電位（Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３）は、インクの粘度に応じて異ならせており、高粘度のインクにもっとも多くの熱エネルギーＨｅａｔを供給し、温度上昇幅を大きくさせている。
このように、粘度ごとにインクの温度上昇幅を異ならせることで、異なる種類のインク間における粘度を均一にする。
異なる種類のインク間における粘度を均一にすると液滴吐出ステップＳ２に移行する。

液滴吐出ステップＳ２では、圧電素子ＰＺに液滴吐出用のパルスを入力してノズルＮからインクを吐出する。
液滴吐出ステップＳ２では、高電位Ｖ_ＩＪ（Ｖ_ＩＪ＞Ｖ_１）の期間と低電位（Ｖ_０）の期間とを圧電素子ＰＺに１周期分入力する。

圧電素子ＰＺに高電位Ｖ_ＩＪが印加されると、圧電素子ＰＺが収縮することによって振動板２０が引き上げられる。このとき、圧電素子ＰＺには、微振動ステップＳ１時よりも高い電位が印加されているので、振動板２０は、より圧電素子ＰＺ側に引き上げられる。したがって、キャビティ２４の内部はより強い負圧状態となるため、液滴吐出ステップＳ２ではメニスカスがよりキャビティ２４側に引き寄せられる。

そして、圧電素子ＰＺに低電位Ｖ_Ｌが印加されると、圧電素子ＰＺが収縮状態から元に戻る。そうすると、振動板２０が下方に押し下げられキャビティ２４が正圧状態となって、図５（ｂ）に示すように、メニスカスがノズルＮの外側に押し出され、液滴Ｌが吐出される。
液滴Ｌを吐出すると、吐出した分のインクがリザーバ２２からキャビティ２４に供給される。リザーバ２２のインクは温度調整されていないため（Ｔ_Ｌ）、加熱されたインク（Ｔ_Ｈ）を吐出した後は温度の低いインク（Ｔ_Ｌ）がキャビティ２４に流入する。

図７は、本発明における作用説明図であり、インクの粘度と液滴吐出量との関係を示している。インクの粘度と液滴吐出量との間には、図７に示すように、インクが低粘度であれば液滴吐出量が増大し、インクが高粘度であれば液滴吐出量が減少するという関係がある。

本実施形態では、インクの粘度が増すごとにより高電位（Ｖ_１＞Ｖ_２＞Ｖ_３）のパルスを圧電素子ＰＺに入力している。
したがって、高粘度のインクが供給されたキャビティ２４では、圧電素子ＰＺに寄生する寄生容量Ｃａｐからの熱エネルギー供給量が多く、インクの温度上昇幅が大きくなって粘度が大幅に低下する。
これに対して、低粘度のインクが供給されたキャビティ２４では、圧電素子ＰＺに寄生する寄生容量Ｃａｐからの熱エネルギー供給量が少なく、インクの温度上昇幅が小さいので粘度の低下幅は小さい。
このように、インクの種類ごとに熱エネルギーの供給量を異ならせて、異なる種類のインク間における粘度を均一にして、異なる液滴吐出ヘッド５の間における液滴吐出量を一定にすることができる。

このような構成を備えた液滴吐出装置では、以下の効果を得ることができる。
圧電素子ＰＺに液滴吐出時よりも小さい電圧のパルスを印加することによって、圧電素子ＰＺを駆動する１対の電極２６に構成された寄生容量Ｃａｐに電気エネルギーが蓄積され、一部の電気エネルギーが熱エネルギーに変換されることによって、圧電素子ＰＺ付近のインクの温度が上昇する。そして、キャビティ２４に充填されたインクの種類によって圧電素子ＰＺに印加されるパルスの電圧を変更することにより、それぞれ異なっていたインクの粘度を、温度調整することによって異なるインク間、及び異なる液滴吐出ヘッド５間における粘度をほぼ均一にすることができる。
したがって、それぞれのノズルＮからの液滴吐出量を均一にすることができ、描画性能を向上させることができる。

また、液滴吐出装置内でインクの粘度を調整しているので、粘度をあらかじめ調整したインクを開発する必要がないので、インクの開発にかかる時間及びコストを低減することができる。

また、インクの種類により異なる微振動を与えることによって温度調整し、あらかじめインクの粘度を均一にするので、液滴吐出時において圧電素子ＰＺに印加するパルスを共通化することができる。
これにより、インクの種類ごとに圧電素子ＰＺを駆動するパルスを設定する必要がないので、駆動波形を生成するための回路構成を小型化することができる。そして、圧電素子ＰＺとそれぞれの圧電素子ＰＺに設けられた１対の電極２６とが温度調整部の機能を兼ねているので、温度調整部用の構成部材を設けなくてもよい。したがって、液滴吐出装置の構成を簡素化して製造コストを低減することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、インクの温度調整部としてヒーターを設けている。なお、以下の説明においては、上記の実施形態と重複した構成要素に関する説明は適宜省略する。
図８は、本実施形態に係る液滴吐出装置の主要箇所を抜き出して示した図である。図８では、主要箇所として、液滴吐出ヘッド５、チューブ７、及び第１〜第３のタンク８，９，１０を抜き出して示している。また、図８では、それぞれの液滴吐出ヘッド５に対して１種類のみのインクが供給された場合を示している。

ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３は、図８に示すように、第１〜第３のタンク８，９，１０のそれぞれに設けられている。ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３の発熱量によってインクの温度調整を行って、第１〜第３のタンク８，９，１０間におけるインクの粘度を均一にする。

具体的には、高粘度のインクを貯留するタンク（液体貯留タンク）では、ヒーターの発熱量を多くすることによって、インクの温度上昇幅を大きくし粘度を大幅に低下させている。
これに対して、低粘度のインクを貯留するタンク（液体貯留タンク）では、ヒーターの発熱量を少なくすることによって、インクの温度上昇幅を小さくし、粘度の低下幅を小さくしている。
このように、ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３からの発熱量を調整して、それぞれのタンク間におけるインクの粘度を均一にする。

このように、均一の粘度に調整されたインクは、チューブ７を経由して液滴吐出ヘッド５に供給される。そして、圧電素子ＰＺに液滴吐出用のパルスを供給して、ノズルＮから液滴を吐出する。

このような構成を備えた液滴吐出装置によれば、ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３からの発熱量を調整して、粘度を均一にしたインクが液滴吐出ヘッド５に供給される。
これにより、異なる種類の（色）のインク間、及びそれぞれの液滴吐出ヘッド５の間におけるインクの粘度が均一化されるので、それぞれのノズルＮからの液滴吐出量を均一にし、描画性能を向上させることができる。

また、インクの粘度が均一にされているので、液滴吐出時において圧電素子ＰＺに印加するパルスを共通化することができる。
これにより、インクの種類ごとに圧電素子ＰＺを駆動するパルスを設定する必要がないので、駆動波形を生成するための回路構成を小型化して、製造コストを低減することができる。

また、液滴吐出ヘッド５から離れた第１〜第３のタンク８，９，１０にヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３を取り付けているので、液滴吐出ヘッド５に重量負荷がかからないので、液滴吐出ヘッド５の動作に影響を受けず、描画性能が保持される。

また、それぞれのタンクが複数の液滴吐出ヘッド５にインクを供給している場合であっても、あらかじめ粘度を調整したインクが供給されるので、ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３の設置箇所を最低限の個数に抑えることができる。したがって、装置の大型化を抑えることができる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。図９は、本実施形態の変形例に係る液滴吐出装置の主要箇所を抜き出して示した図である。図９では、図８と同様に、主要箇所として液滴吐出ヘッド５、チューブ７、及び第１〜第３のタンク８，９，１０を抜き出して示している。

まず、図９（ａ）に示す例では、ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３が、液滴吐出ヘッド５の近くのチューブ７にそれぞれ設けられている。ヒーターＨ１，Ｈ２，Ｈ３は、第１〜第３のタンク８，９，１０と繋がったチューブ７にそれぞれ設けられている。
高粘度のインクが供給されるチューブ７では、ヒーターの発熱量を大きくし、低粘度のインクが供給されるチューブ７では、ヒーターの発熱量を小さくすることによって、それぞれの液滴吐出ヘッド５に供給されるインクの粘度を均一にしている。

このような構成を備えた液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッド５付近でインクの温度調整を行うことができるので、液滴吐出ヘッド５に供給されたインクの粘度のばらつきを抑えることができる。
これにより、異なる種類のインク間、及び異なる液滴吐出ヘッド５の間における液滴の粘度をより均一にすることができるので、ノズルＮからの液滴吐出量をより均一にし、描画性能をさらに向上させることができる。

そして、図９（ｂ）に示す例では、ヒーターＨ１，Ｈ２が、液滴吐出ヘッド５に設けられている。ここでは、第１及び第２のタンク８，９に高粘度及び中間粘度のインクがそれぞれ貯留され、第３のタンク１０に低粘度のインクが貯留されているものとする。
ヒーターＨ１は、チューブ７を介して第１のタンク８と繋がる液滴吐出ヘッド５に設けられている。ヒーターＨ２は、チューブ７を介して第２のタンク９と繋がる液滴吐出ヘッド５に設けられている。

ヒーターＨ１が設けられた液滴吐出ヘッド５には高粘度のインクが供給されており、ヒーターＨ１の発熱量を大きくしてインクの温度上昇幅を大きくする。これにより、高粘度のインクを低粘度のインクと均一の粘度にする。
ヒーターＨ２が設けられた液滴吐出ヘッド５には中間粘度のインクが供給されているので、発熱量をヒーターＨ１よりも小さくして、インクの温度上昇幅を抑える。これにより、中間粘度のインクを低粘度のインクと均一の粘度にする。

このような構成を備えた液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッド５内のインクの粘度を直接調整することができるので、異なる種類（色）のインク間、及び異なる液滴吐出ヘッド５の間におけるインクの粘度をより均一にすることができる。
したがって、ノズルＮからの液滴吐出量をより均一にし、描画性能をさらに向上させることができる。

また、第３のタンク１０と繋がった液滴吐出ヘッド５へのヒーターの設置を省略し、第１及び第２のタンク８，９と繋がった液滴吐出ヘッド５内のインクのみを加熱することによって、高粘度及び中間粘度のインクが低粘度のインクと均一の粘度となるようにしている。
これにより、液滴吐出ヘッド５に設置するヒーターの個数を低減することができ、装置の大型化を抑えることができる。

なお、上記実施形態においては、カラーフィルター用のインクを用いた例について説明したが、ＵＶ硬化型のインクを用いる液滴吐出装置にも適用することができる。
また、上記実施形態においては圧電素子を用いた液滴吐出ヘッドを用いているが、ヒーターがアクチュエーターとするサーマル方式の液滴吐出ヘッドであっても、液滴吐出ヘッドないのインクを直接加熱することができるので、本発明と同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施形態では、液滴吐出装置ＩＪを用いてカラーフィルターを製造する場合について説明したが、これに限らず本発明の液滴吐出装置ＩＪは、液晶表示装置の配向膜や、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板などに用いられる金属配線などの成膜工程に対しても好適に適用することができる。

５…液滴吐出ヘッド、７…チューブ（流路）、８…第１のタンク（液体貯留タンク）、９…第２のタンク（液体貯留タンク）、１０…第３のタンク（液体貯留タンク）、２５，ＰＺ…圧電素子（温度調整部）、２６…電極（温度調整部）、Ｃａｐ…寄生容量、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３…ヒーター、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｎ…ノズル、Ｌ…液滴

Claims (10)

1. 複数の液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドごとに設けられ、流路を介して液体を供給する複数の液体貯留タンクと、
   前記液滴吐出ヘッド内の前記液体の粘度がそれぞれの前記液滴吐出ヘッド間で均一になるように前記液体の温度を調整する温度調整部と、
   を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記液体貯留タンクに前記温度調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記流路の前記液滴吐出ヘッド側に前記温度調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 少なくとも一部の前記液滴吐出ヘッドに前記温度調整部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
5. 前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応して形成された液滴吐出用の圧電素子が前記温度調整部を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 複数の液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドごとに設けられ、流路を介して液体を供給する複数の液体貯留タンクと、
   温度調整部と、
   を備え、
   前記温度調整部によって前記液体の温度を調整することでそれぞれの前記液滴吐出ヘッド間で均一の粘度に設定した液滴を、前記液滴吐出ヘッドから吐出することを特徴とする液滴吐出方法。
7. 前記液体貯留タンクに温度調整部を備え、
   前記温度調整部が前記液体貯留タンク内の前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出方法。
8. 前記流路の前記液滴吐出ヘッド側に温度調整部を備え、
   前記温度調整部が前記液滴吐出ヘッドに供給される直前の前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出方法。
9. 少なくとも一部の前記液滴吐出ヘッドに温度調整部を備え、
   前記温度調整部が前記液滴吐出ヘッド内の前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出方法。
10. 前記液滴吐出ヘッドのノズルに対応して形成された液滴吐出用の圧電素子が温度調整部を兼ねており、
    前記ノズルから液滴が吐出されない範囲で前記圧電素子を振動させ、前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出方法。

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