JP2010243544A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各キャリッジ間における液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出量の均一化を図ることができる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】複数の液滴吐出ヘッド７２がキャリッジ７３に搭載されてなるキャリッジユニット３１が複数配列され、ワークとキャリッジユニット３１とを相対的に移動させながら、各液滴吐出ヘッド７２からワークに向けて機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置１において、キャリッジユニット３１の配列方向に沿って気流を発生させる気流発生機構１４０を備えていることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴吐出装置に関するものである。

従来、インクジェット方式で微小な液滴を吐出可能な液滴吐出ヘッドを用いて、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。

上述した液滴吐出装置としては、副走査に起因する吐出精度低下を回避するとともにタクトタイムを短縮すべく、いわゆるラインプリンターのように、キャリッジに対して複数の液滴吐出ヘッドを搭載しているものも知られている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、キャリッジに搭載された複数の液滴吐出ヘッドの各ノズルにより、ワークの吐出走査方向に直交する方向における描画対象幅をカバーすることができるので、幅広の描画ラインを効率的に形成することができるとされている。なお、ワークの吐出走査方向に直交する方向における描画対象幅をカバーするために、吐出走査方向に直交する方向に沿って上述したキャリッジが複数配列されているものもある。

特開２００４−２０９４２９号公報

ところで、上述した液滴吐出装置にあっては、液滴吐出ヘッドを駆動するための圧電素子（駆動素子）や電子回路等において動作中に自己発熱を起こす。そのため、複数のキャリッジの使用頻度や液滴吐出ヘッドの搭載場所等によって、各キャリッジ間で温度差が生じる。
すなわち、液滴吐出ヘッドで発生した熱の滞留等により、複数のキャリッジの温度勾配は、配列方向両側のキャリッジから中央部のキャリッジにかけて高くなる。その結果、液滴吐出ヘッド内の温度が、各キャリッジ間で異なる、いわゆる温度むらが生じるという問題がある。

この場合、液滴吐出ヘッド内に充填された機能液は、温度変動に伴い粘度が変動するため、各キャリッジ間に温度むらが生じることで、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出される液滴の吐出量が変動する虞がある。
その結果、吐出量の変動に起因して膜厚むら（色むら）等の品質低下を招いてしまうという問題がある。

そこで、上述した問題に対処するために、液滴を吐出させない程度の微振動で圧電素子を駆動し、液滴吐出ヘッド内（機能液）を加熱することで、各キャリッジの液滴吐出ヘッド間での温度むらを抑制し、各液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出量を均一に保つようなことも考えられる。
しかしながら、上述した構成にあっては、圧電素子の駆動波形の制御が複雑になるとともに、装置コストも増加するという問題がある。

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、各キャリッジ間における液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出量の均一化を図ることができる液滴吐出装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドがキャリッジに搭載されてなるキャリッジユニットが複数配列され、ワークと前記キャリッジユニットとを相対的に移動させながら、前記各液滴吐出ヘッドから前記ワークに向けて機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置において、前記キャリッジユニットの配列方向に沿って気流を発生させる気流発生機構を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、気流発生機構によりキャリッジユニットの配列方向に沿って気流を発生させることで、発生した気流は、各キャリッジユニットと熱交換を行いながら下流側へ流通する。この時、各キャリッジユニットは気流との平衡温度に近づくように温度制御されることになり、各キャリッジユニット間における温度差（温度むら）を縮小することができる。具体的には、気流の上流側では、気流とキャリッジユニットから発生した熱との熱交換により、キャリッジユニットを冷却することができる。さらに、下流側に配置されたキャリッジユニットは、上流側のキャリッジユニットとの熱交換で加熱された気流との間で熱交換が行われる。これにより、気流の流通方向において、各キャリッジユニット間における温度差が縮小されるため、各キャリッジユニット間の液滴吐出ヘッドの温度を均一化することができる。
そして、各キャリッジユニット上における各液滴吐出ヘッドの温度が均一化されるため、各液滴吐出ヘッドを駆動するための駆動素子や機能液の温度むらを抑制することができる。その結果、各キャリッジユニット上における液滴吐出ヘッドの機能液の粘度の均一化を図り、液滴の吐出量の均一化を図ることができる。
したがって、吐出量の変動に起因する膜厚むら（色むら）を抑制して、吐出精度を向上させることができるので、製品の品質向上を図ることができる。
さらに、従来のように駆動素子を微振動させて液滴吐出ヘッドの温度制御を行う場合に比べて、駆動素子の駆動波形等を調整する必要がないので、機能液の温度制御を容易に行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、前記気流発生機構は、前記キャリッジユニットの配列方向における中央部から前記キャリッジユニットの配列方向における両側に向けて気流を発生させることを特徴とする。

ところで、上述したように、液滴吐出ヘッドで発生した熱の滞留等により、複数配列されたキャリッジユニットの温度は、配列方向両側から中央部に向かうにつれが高くなる。
そこで、本発明によれば、キャリッジユニットの配列方向中央部から両側に向けて気流を発生させることで、気流の流通方向と各キャリッジユニット間における温度勾配とを一致させることができる。
この場合、気流によって中央部のキャリッジユニット周辺に滞留した熱を取り去って、中央部のキャリッジユニットを冷却することができる。これに伴い、キャリッジユニットの配列方向に沿って流れる気流は、中央部のキャリッジユニットで熱交換が行われた後、ある程度の熱気となって下流側へ送出される。
そして、加熱された気流が下流側のキャリッジユニット上を流通する際に、気流と下流側のキャリッジユニットとの間で熱交換が行われ、気流とキャリッジユニットとが平衡温度に近づいていく。これにより、各キャリッジユニット間における温度差を縮小して、各キャリッジユニット間における温度の均一化を図ることができる。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、前記気流発生機構は、気流を発生させる送風機と、前記複数のキャリッジユニットを一括して覆うように配置され、前記キャリッジユニットの配列方向に沿って気流を案内する気流ガイドとを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、送風機で発生させた気流を効率良く流通させることができるので、各キャリッジユニット間における温度を速やかに均一化することができる。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、前記気流ガイドは、前記キャリッジユニットの配列方向における両側に配置された前記キャリッジユニットの側方に至るまでを覆うように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、各キャリッジユニットの下方を除く周囲が気流ガイドによって覆われることになる。そのため、各キャリッジユニット間全域に気流を行渡らせることができ、より効率的に各キャリッジユニット間における温度の均一化を図ることができる。

上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、前記各キャリッジにおける中央に搭載された前記液滴吐出ヘッドに、前記液滴吐出ヘッドの温度を検出するための温度センサが設けられていることを特徴とする。

一般的に、同一キャリッジ上において、キャリッジの両側に搭載された液滴吐出ヘッドの温度よりも、中央部に搭載された液滴吐出ヘッドの温度の方が高くなる。
そこで、本発明によれば、キャリッジの中央部に搭載された液滴吐出ヘッドのみに温度センサを設けることで、部品コストを低減した上で、キャリッジユニット毎の最高温度を検出することができる。そして、温度センサによる検出結果に基づいて気流発生機構の出力を制御することで、効率的に各キャリッジユニット間における温度の均一化を図ることができる。

液滴吐出装置の外観斜視図である。 液滴吐出装置の平面図である。 液滴吐出装置の側面図である。 メンテナンス手段の外観斜視図である。 複数のキャリッジユニット及び気流発生機構の説明図である。 液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。 液滴吐出ヘッドを説明するための図であり、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）は断面図である。 複数のキャリッジユニット及び気流発生機構を示す概略構成図（側面図）である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（液滴吐出装置）
図１は液滴吐出装置の外観斜視図である。また、図２は液滴吐出装置の平面図であり、図３は液滴吐出装置の側面図である。
図１〜３に示すように、液滴吐出装置１は、床上に設置した大型の共通架台２１と、共通架台２１上の全域に広く載置された描画装置２２と、描画装置２２に添設されたメンテナンス手段２３とを備え、メンテナンス手段２３により液滴吐出ヘッド７２（図６，７参照）の機能維持・回復を行うとともに、描画装置２２によりワークＷ上に機能液Ｌ（図７参照）を吐出する描画処理を行うようにしている。なお、この液滴吐出装置１には、図示しない制御装置が搭載されており、描画装置２２及びメンテナンス手段２３を統括的に制御している。また、液滴吐出装置１に導入されるワークＷ（図１参照）は、例えば石英ガラスやポリイミド樹脂等で構成された透明基板である。

（描画装置）
まず、液滴吐出装置１における描画装置２２について説明する。
描画装置２２は、複数（例えば、１２個）の液滴吐出ヘッド７２とこれを搭載したキャリッジ７３とから成る複数（例えば、７個）のキャリッジユニット３１と、共通架台２１上に設置され、ワークＷを載置するセットテーブル５１（図３参照）を有し、ワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル３２と、Ｘ軸テーブル３２を跨ぐようにして配設され、各キャリッジユニット３１を個々にＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル３３と、これらキャリッジユニット３１に搭載された液滴吐出ヘッド７２に機能液Ｌをそれぞれ供給する７個の機能液供給ユニット１０１とを備えている。

そして、図２に示すように、Ｘ軸テーブル３２によるワークＷの移動軌跡と、Ｙ軸テーブル３３によるキャリッジユニット３１の移動軌跡とが交わる領域が、描画処理を行う描画エリア４１となっておいる。また、Ｙ軸テーブル３３によるキャリッジユニット３１の移動軌跡上のＸ軸テーブル３２から外側に外れた領域が、メンテナンスエリア４２となっており、このメンテナンスエリア４２に上述したメンテナンス手段２３が設置されている。一方、Ｘ軸テーブル３２の手前側の領域は、液滴吐出装置１に対するワークＷの搬出入を行うワーク搬出入エリア４３となっている。

図１〜３に示すように、Ｘ軸テーブル３２は、導入されたワークＷをセットするセットテーブル５１と、セットテーブル５１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダー（図３参照）５２と、Ｘ軸方向に延在し、セットテーブル５１を介してワークＷをＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモーター５３，５３と、Ｘ軸リニアモーター５３に並設され、Ｘ軸エアースライダー５２の移動を案内する一対のＸ軸ガイドレール５４，５４と、セットテーブル５１の位置を把握するためのＸ軸リニアスケール（不図示）とを備えている。そして、一対のＸ軸リニアモーター５３，５３を駆動すると、一対のＸ軸ガイドレール５４，５４をガイドにしながら、Ｘ軸エアースライダー５２をＸ軸方向に移動し、セットテーブル５１にセットされたワークＷがＸ軸方向に移動する。

図３に示すように、セットテーブル５１は、ワークＷを直接吸着セットする吸着テーブル５６と、吸着テーブル５６の下部に接続された回転部５８、及び回転部５８の下部に接続されＸ軸エアースライダー５２上に配設された固定部５９で構成され、吸着テーブル５６を介してワークＷのθ位置を微調整（θ補正）するワークθ軸テーブル５７とを有している。

図１〜３に示すように、吸着テーブル５６は、平面視略正方形に形成され、その一辺の長さは、最大サイズのワークＷの長辺の長さに合わせて設定されており、ワークＷを縦置き（ワークＷの長辺をＸ軸方向と平行にする）及び横置き（ワークＷの長辺をＹ軸方向と平行にする）のいずれか任意の向きでセット可能になっている。また、いずれのサイズのワークＷも、センター合わせでセットされる。

ワークθ軸テーブル５７の固定部５９上には、吸着テーブル５６の描画エリア４１側（図３の右側）に隣接して、メンテナンス手段２３の定期フラッシングボックス１１６が設置されている。定期フラッシングボックス１１６は、液滴吐出ヘッド７２による液滴吐出動作（描画動作）が行われない待機状態のときに、セットテーブル５１の移動により液滴吐出ヘッド７２と対向する位置に配置される。

一方、Ｙ軸テーブル３３は、Ｙ軸方向に延在する前後一対の支持スタンド６６，６６（図３参照）上に支持され、描画エリア４１及びメンテナンスエリア４２間を架け渡すとともに、描画エリア４１とメンテナンスエリア４２との間で各キャリッジユニット３１を個々に移動（走査）させるものである。Ｙ軸テーブル３３は、各キャリッジユニット３１をそれぞれ垂設する複数のブリッジプレート６１と、各ブリッジプレート６１がＹ軸方向に整列するよう、これを両持ちで支持する複数組のＹ軸スライドテーブル６２と、Ｙ軸方向に延在し、各組のＹ軸スライドテーブル６２を介して各ブリッジプレート６１をＹ軸方向に移動させる前後一対のＹ軸リニアモーター６３，６３と、Ｙ軸方向に延在し、各ブリッジプレート６１の移動を案内する前後各２本（計４本）のＹ軸ガイドレール６４と、各キャリッジユニット３１の移動位置を検出するＹ軸リニアスケール（不図示）とを備えている。

そして、一対のＹ軸リニアモーター６３，６３を駆動すると、各Ｙ軸スライドテーブル６２をそれぞれ独立して移動させ、各キャリッジユニット３１を個別にＹ軸方向へ移動させることができる。これによれば、各キャリッジユニット３１に対する個々の移動を、単純な構造で且つ精度良く行うことができる。

さらに、各組のＹ軸スライドテーブル６２に支持されたブリッジプレート６１上には、各液滴吐出ヘッド７２を駆動するヘッド用電装ユニット９７が設けられている。各ヘッド用電装ユニット９７は、相互に干渉することがないよう（ノイズ防止）、千鳥状に配置されている。また、前後一対の支持スタンド６６，６６には、それぞれ前後側面にブラケット６７が外向きに固定されており、各ブラケット６７上にＹ軸収容ボックス６８が支持されている。２個のＹ軸収容ボックス６８には、各ヘッド用電装ユニット９７の千鳥配置に対応して、各Ｙ軸ケーブル担持体６９（ケーブルベア：登録商標）が、４個と３個に二分されて収容されている。各Ｙ軸ケーブル担持体６９は、ヘッド用電装ユニット９７に接続するフレキシブルフラットケーブル（不図示）を各キャリッジユニット３１の移動に追従可能に構成されている。
また、図示しないが、各機能液供給ユニット１０１のタンクユニットは、各ヘッド用電装ユニット９７に対峙するようにして、千鳥状に配置されている。

（メンテナンス手段）
図４は、メンテナンス手段の外観斜視図である。
図２，４に示すように、メンテナンス手段２３は、吐出機能を維持した状態で液滴吐出ヘッド７２を保管するとともに、吐出機能を維持・回復するものであり、アングル架台１１８上に支持されてメンテナンスエリア４２に配設されている。
メンテナンス手段２３は、液滴吐出ヘッド７２を吸引して、液滴吐出ヘッド７２から機能液Ｌ（図７（ｂ）参照）を強制的に排出させる吸引ユニット１１１と、機能液Ｌが付着して汚れた液滴吐出ヘッド７２の後述するノズル面９３（図７参照）を払拭するワイピングユニット１１３と、吸引ユニット１１１の分割吸引ユニット１１２及びワイピングユニット１１３をそれぞれ個別に昇降可能に支持するユニット昇降機構１１５から構成されるユニット昇降手段１１４とを有している。さらに、メンテナンス手段２３は、上述したワークθ軸テーブル５７上に配設された定期フラッシングボックス１１６を有している。

吸引ユニット１１１は、各キャリッジユニット３１に対応して、Ｙ軸方向に配列された分割吸引ユニット１１２を有している。各分割吸引ユニット１１２は、キャリッジユニット３１に対して下側から臨み、各液滴吐出ヘッド７２における後述するノズルプレート９２のノズル面９３にそれぞれ気密に封止させるキャップ１２１と、キャップ１２１を昇降自在に支持するキャップ支持部材１２２と、封止させたキャップ１２１を介して液滴吐出ヘッド７２に吸引力を作用させるエゼクタ（不図示）とを備えている。

キャップ１２１は、各キャリッジ７３に搭載された液滴吐出ヘッド７２の並びに対応させて、キャップ支持部材１２２に配設されている。そして、キャップ１２１をノズル面９３に封止させた状態でエゼクタを駆動することにより、ノズル９５から機能液Ｌを吸引することで、液滴吐出ヘッド７２内で増粘した機能液Ｌを除去することができる。

ワイピングユニット１１３は、メンテナンスエリア４２の描画エリア４１側、すなわち描画エリア４１と吸引ユニット１１１との間に配置されており、液滴吐出ヘッド７２の吸引等により、機能液Ｌが付着して汚れたノズル面９３を、洗浄液を含浸させたワイピングシート１２３を用いて拭き取るものである。そして、吸引ユニット１１１による吸引処理と、吸引処理によりノズル面９３に付着した機能液Ｌを拭き取るワイピングとにより、ノズル詰まりの生じた液滴吐出ヘッド７２の吐出機能を回復させることができる。

図３に示すように、上述した定期フラッシングボックス１１６は、ワークＷに対する描画を一時的に停止するときに行うフラッシングを受けるためのものであり、上記のワークθ軸テーブル５７上に設けられている。そして、ワークＷの交換のためにセットテーブル５１がワーク搬出入エリア４３に臨むとき、定期フラッシングボックス１１６が描画エリア４１に臨み、液滴吐出ヘッド７２からのフラッシングを受けるようになっている。

（キャリッジユニット）
図５は、複数のキャリッジユニットの説明図である。
図１，５に示すように、描画装置２２の各キャリッジユニット３１は、Ｙ軸テーブル３３の各ブリッジプレート６１によりそれぞれ垂設されてＹ軸方向に沿って並んでいる。各キャリッジユニット３１は、各液滴吐出ヘッド７２からなるヘッドユニット７１と、ヘッドユニット７１及び機能液供給ユニット１０１の後述するバルブユニット１０４を搭載するキャリッジ７３とから構成されている。

図３，５に示すように、各キャリッジ７３は、ヘッドユニット７１及びバルブユニット１０４を位置決め固定する平面視略平行四辺形の支持プレート７６と、支持プレート７６を保持するキャリッジ本体７７（図３参照）と、キャリッジ本体７７を吊設するとともに、キャリッジ本体７７の上部に連結され、キャリッジ本体７７を介してヘッドユニット７１のθ位置を微調整（θ軸補正）するヘッドθ軸テーブル７８と、ヘッドθ軸テーブル７８の上部に連結され、ヘッドθ軸テーブル７８及びキャリッジ本体７７を介してヘッドユニット７１のＺ位置を微調整（Ｚ軸補正）するヘッドＺ軸テーブル７９とを有している。

支持プレート７６は、ステンレス等から成る平面視略平行四辺形の厚板で構成されており、各液滴吐出ヘッド７２を位置決めするとともに、ヘッド保持部材（不図示）により各液滴吐出ヘッド７２を裏面側から固定するための各装着開口（不図示）が形成されている。そして、支持プレート７６は、キャリッジ本体７７に着脱自在に支持され、ヘッドユニット７１は、バルブユニット１０４とともに支持プレート７６を介してキャリッジ７３に搭載される。

（液滴吐出ヘッド）
図６は液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。
図６に示すように、液滴吐出ヘッド７２は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針８２を有する機能液導入部８１と、機能液導入部８１に連なる２連のヘッド基板８３と、機能液導入部８１の下方（同図では上方）に連なり、内部に機能液Ｌで満たされるヘッド内流路１２８（図７参照）が形成されたヘッド本体８４とを備えている。接続針８２は、後述する圧力調整弁１０５（図５参照）を介して機能液タンク（不図示）に接続され、液滴吐出ヘッド７２のヘッド内流路１２８に機能液Ｌを供給する。また、ヘッド本体８４は、ピエゾ素子等で構成されたキャビティ９１と、複数のノズル９５がそれぞれ平行に配列されてなる２本のノズル列９４，９４を有するノズルプレート９２とを有している。

図７は液滴吐出ヘッドの説明図であり、（ａ）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。なお、図７においては、図６に対して液滴吐出ヘッド７２が上下逆に図示されている。
液滴吐出ヘッド７２は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出させるものであって、上述したように複数列に配列された複数のノズル９５を有している。

液滴吐出ヘッド７２は、図７（ａ）に示すように、例えば、ステンレス製のノズルプレート９２と振動板１２３とを備え、両者を仕切部材１２４を介して接合したものである。ノズルプレート９２と流路形成部としての振動板１２３との間には、仕切部材１２４によって複数の空間１２５と液溜部１２６とが形成されている。各空間１２５及び液溜部１２６の内部には、機能液Ｌが充填されており、各空間１２５と液溜部１２６とは供給口１２７を介して連通している。すなわち、空間１２５及び供給口１２７は、液溜部１２６に満たされた機能液Ｌをノズル９５に導くためのヘッド内流路１２８を形成している。
また、ヘッド内流路１２８は、一端側（吐出側）がノズルプレート９２の各ノズル９５に連通している一方、他端側（供給側）が液溜部１２６を介して振動板１２３に形成された機能液供給孔１２９に連通している。

また、振動板１２３の空間１２５に対向する面と反対側の面（振動板１２３の上面）上には、図７（ｂ）に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）１２０が接合されている。この圧電素子１２０は、圧電材料を一対の電極１３０で挟持したものであり、ノズル９５毎に設けられている。圧電素子１２０は、一対の電極１３０に駆動信号を印加すると収縮するよう構成されたものである。

また、図６に示すように、上述したヘッド基板８３には、２連のコネクタ９６，９６が設けられており、各コネクタ９６は、フレキシブルフラットケーブルを介して上述したヘッド用電装ユニット９７（図３参照）に接続されている。ヘッド用電装ユニット９７には、上述した制御装置から描画データが出力されるようになっており、この描画データに基づいて圧電素子１２０の電極１３０に駆動信号が出力されるようになっている。なお、本実施形態では、各キャリッジユニット３１のうち少なくとも１つのキャリッジユニット３１を、Ｘ軸方向に沿ってワークＷに対して相対的に移動させながら、描画エリア４１においてその液滴吐出ヘッド７２からワークＷ上に液滴Ｌ１を吐出して描画処理を行う構成となっている。

また、図５に示すように、各キャリッジ７３に搭載された各機能液供給ユニット１０１は、機能液Ｌを貯留する機能液タンクから成るタンクユニットと、機能液タンク及び液滴吐出ヘッド７２間の水頭圧を調整する圧力調整弁１０５から成るバルブユニット１０４と、機能液タンクと圧力調整弁１０５とをそれぞれ接続するタンク側給液チューブ（不図示）と、圧力調整弁１０５及び液滴吐出ヘッド７２（の各２連の接続針８２）をそれぞれ分岐継手（不図示）を介して接続するヘッド側給液チューブ（不図示）とを有している。

（気流発生機構）
図８は、複数のキャリッジユニット及び気流発生機構を示す概略構成図（側面図）である。
ここで、図１，８に示すように、描画装置２２は、気流発生機構１４０を備えている。気流発生機構１４０は、各キャリッジユニット３１（キャリッジユニット群１３１）を一括して覆うように配置されたフード（気流ガイド）１４１と、フード１４１内に設けられ、キャリッジユニット群１３１とフード１４１との間に気流を発生させる一対のファン（送風機）１４２とを備えている。

フード１４１は、描画エリア４１において、描画エリア４１の略全面、すなわち各キャリッジユニット３１の上方を一括して覆う天板部１４３と、天板部１４３のＸ軸方向及びＹ軸方向の端部から下方に向けて延出する側壁部１４４とを備え、キャリッジユニット群１３１を取り囲むように形成されている。フード１４１の側壁部１４４のうち、Ｘ軸方向両端における側壁部１４４ａは、その下端部がＹ軸テーブル３３のブラケット６７に当接する位置まで延出している（図３参照）。
一方、側壁部１４４のうち、Ｙ軸方向両端における側壁部１４４ｂは、ブラケット６７間を下方に向けて延出し、高さ方向（Ｚ軸方向）において各キャリッジ７３に搭載された液滴吐出ヘッド７２よりも下方に至るまで延出している。これにより、キャリッジユニット群１３１の下方を除く周囲がフード１４１によって覆われた状態となっている。なお、天板部１４３と側壁部１４４との稜線部分は曲面形状をなしている。

また、天板部１４３の下面（内面）には、そのＸ軸方向及びＹ軸方向における中央部から下方に向けて連結部材１４５が延出しており、この連結部材１４５を介して一対のファン１４２が接続されている。これら各ファン１４２は、キャリッジユニット群１３１の中央部において、キャリッジユニット３１の配列方向両側に向いた状態、すなわち各ファン１４２はそれぞれ逆方向（Ｙ軸方向両側）に向けて配置されている。また、ファン１４２の上方に相当する天板部１４３には、フード１４１の外部からフード１４１の内部に空気を取り込むための空気取り込み口１４６が形成されている。そして、各ファン１４２は、空気取り込み口１４６からフード１４１の内側に取り込んだ空気により、フード１４１の内側において気流Ｋ（図８中矢印参照）を発生させ、この気流Ｋとともにキャリッジユニット群１３１とフード１４１との間に滞留する熱をＹ軸方向両端に向けて送出するように構成されている。

このような気流発生機構１４０には、図示しない駆動手段が設けられており、気流発生機構１４０は下端位置において上述したようにキャリッジユニット群１３１の周囲を覆う描画ポジションＰ１と、上端位置においてキャリッジユニット群１３１を開放する開放ポジションＰ２との間をＺ軸方向に沿って上下動可能に支持されている。すなわち、開放ポジションＰ２において、気流発生機構１４０は、キャリッジユニット３１のメンテナンスエリア４２への移動時に干渉しない位置まで上昇するようになっている。

なお、本実施形態では、各キャリッジ７３に搭載された各液滴吐出ヘッド７２のうち、キャリッジ７３の中央部に配置された液滴吐出ヘッド７２には、各キャリッジ７３上における液滴吐出ヘッド７２の温度をそれぞれ検出するための温度センサ（不図示）が取り付けられている。そして、制御装置は、各温度センサで検出された液滴吐出ヘッド７２の温度に基づいて、各キャリッジユニット３１の温度を判断し、各ファン１４２の出力を調整できるようになっている。なお、一般的に、同一キャリッジ７３上において、キャリッジ７３の両側に搭載された液滴吐出ヘッド７２の温度よりも、中央部に搭載された液滴吐出ヘッド７２の温度の方が高くなる。
そこで、本実施形態のように、キャリッジ７３の中央部に搭載された液滴吐出ヘッド７２のみに温度センサを設けることで、部品コストを低減した上で、各キャリッジユニット３１毎の最高温度を検出することができる。なお、温度センサの取り付け位置は適宜変更が可能であり、各キャリッジ７３の各液滴吐出ヘッド７２にそれぞれ温度センサを設けてもよく、またキャリッジ７３に温度センサを設けてもよい。

（描画装置の動作方法）
次に、図１〜３を参照して、描画装置２２によるワークＷへの吐出動作、すなわち描画動作について簡単に説明する。
まず、機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出する前の準備として、吸着テーブル５６にワークＷをセットし、そのワークＷの位置補正が、ワークθ軸テーブル５７によるθ軸方向の位置補正と、ワークＷのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置データ補正とにより行われる。相前後して、気流発生機構１４０を上昇させ開放ポジションＰ２（図８参照）に位置させる。この状態で、描画エリア４１に移動するキャリッジユニット３１（稼動ユニット群）と、メンテナンスエリア４２に移動するキャリッジユニット３１（描画待機ユニット群）との仕分けが行われる。また、描画エリア４１に移動したキャリッジユニット３１の各ヘッドユニット７１の位置補正が、ヘッドθ軸テーブル７８によるθ軸方向の位置補正及びＹ軸テーブル３３によるＹ軸方向の位置補正と、ヘッドユニット７１のＸ軸方向の位置データ補正とにより行われる。

ワークＷやヘッドユニット７１の位置補正が行われた後、気流発生機構１４０を下降させ描画ポジションＰ１（図８参照）に位置させる。この状態で、描画装置２２は、制御装置による制御を受けながら、ワークＷをＸ軸テーブル３２によりＸ軸方向に往復移動動させるとともに、これに同期して稼動ユニット群の液滴吐出ヘッド７２を選択的に駆動させて、ワークＷに対する液滴Ｌ１の吐出が行われる。

具体的には、図６，７に示すように、上述した制御装置（不図示）からヘッド用電装ユニット９７を介して電極１３０に駆動波形が印加されると、圧電素子１２０の圧電材料が収縮する。すると、圧電素子１２０が接合されている振動板１２３は、圧電素子１２０と一体になって同時に外側へ撓曲し、これによって空間１２５の容積が増大する。したがって、空間１２５内に増大した容積分に相当する機能液Ｌが、液溜部１２６から供給口１２７を介して流入する。また、このような状態から電極１３０への通電を解除すると、圧電素子１２０と振動板１２３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１２５も元の容積に戻ることから、空間１２５内部の機能液Ｌの圧力が上昇し、ノズル９５からワークＷに向けて機能液Ｌの液滴Ｌ１が吐出される。
このように、振動板１２３の撓曲によるキャビティ９１のポンプ作用により、各ノズル９５から機能液Ｌの液滴Ｌ１が吐出される。そして、ワークＷのＸ軸方向への往復移動と液滴吐出ヘッド７２の駆動とを複数回繰り返すことで、ワークＷに対する描画が行われる。すなわち、描画エリア４１に臨むワークＷに対し、描画エリア４１のキャリッジユニット３１をＸ軸方向に相対的に移動させながら、キャリッジユニット３１に搭載された液滴吐出ヘッド７２からワークＷ上に機能液Ｌの液滴Ｌ１を吐出して描画処理が行われる。なお、キャビティ９１に印加する駆動波形の大きさ（印加電圧値の大きさ）や周期を制御することで、液滴Ｌ１の吐出量や吐出タイミングがノズル９５毎に独立して制御される。

ところで、上述した液滴吐出装置１（描画装置２２）の描画時にあっては、ヘッド用電装ユニット９７や圧電素子１２０等の動作に伴って自己発熱を起こす。そのため、複数のキャリッジ７３間において温度差が生じ、各キャリッジ７３の液滴吐出ヘッド７２内に充填された機能液Ｌに温度差が生じる。
その結果、各液滴吐出ヘッド７２による液滴Ｌ１の吐出量が変動し、この吐出量の変動に起因して膜厚むら（色むら）等の品質低下を招いてしまうという問題がある。

そこで、本実施形態では、図８に示すように、各キャリッジユニット３１間での温度の均一化を図るために、まず制御装置は、各キャリッジ７３の液滴吐出ヘッド７２に取り付けられた温度センサにより、液滴吐出ヘッド７２の温度を検出する。そして、制御装置は、各温度センサで検出された液滴吐出ヘッド７２の温度に基づいて、各キャリッジユニット３１の温度を判断する。なお、各液滴吐出ヘッド７２の使用頻度等にも依るが、一般的に複数のキャリッジユニット３１のうち、液滴吐出ヘッド７２で発生した熱の滞留等により、複数のキャリッジユニット３１の温度勾配は、配列方向両側のキャリッジユニット３１から中央部のキャリッジユニット３１に向かうにつれ高くなる。そのため、各キャリッジ７３に搭載された各液滴吐出ヘッド７２の温度は、両側のキャリッジ７３に搭載された各液滴吐出ヘッド７２から、中央部のキャリッジ７３に搭載された各液滴吐出ヘッド７２にかけて高温になる。すなわち、気流Ｋの流通方向における上流から下流に向かうにつれ、キャリッジユニット３１毎の温度は低温になる。

そして、液滴吐出ヘッド７２による描画が開始されると、制御装置は、気流発生機構１４０の各ファン１４２に動作信号を出力し、各ファン１４２を作動させる。各ファン１４２が作動すると、フード１４１外の空気が空気取り込み口１４６通してフード１４１内に供給される。そして、フード１４１内に供給された空気により、各ファン１４２からキャリッジユニット３１の配列方向に沿って、それぞれ逆方向（Ｙ軸方向両端）に向けて気流Ｋが発生する。各ファン１４２によって発生した気流Ｋは、まず中央部のキャリッジユニット３１（液滴吐出ヘッド７２）で発生した熱との間で熱交換を行う。これにより、気流Ｋは、中央部のキャリッジユニット３１で発生した熱を取り去るようにして、各キャリッジユニット３１の上方とフード１４１との間をＹ軸方向両端側に向かって送出される。一方、中央部のキャリッジユニット３１（各液滴吐出ヘッド７２）は、気流Ｋとの平衡温度に近づくようにして冷却されることになる。

ところで、Ｙ軸方向中央部から両側に向かって流れる気流Ｋは、中央部のキャリッジユニット３１で熱交換が行われることで加熱され、ある程度の熱気となって下流側へ送出される。
この場合、加熱された気流Ｋが下流側のキャリッジユニット３１上を流通する際に、気流Ｋと下流側のキャリッジユニット３１との間で熱交換が行われ、気流Ｋとキャリッジユニット３１とが平衡温度に近づいていく。例えば、下流側のキャリッジユニット３１は、気流Ｋの熱により加熱される。その後も、気流Ｋは、下流側のキャリッジユニット３１と熱交換を行いながら、配列方向両側のキャリッジユニット３１に向かって流通する。これにより、気流Ｋの流通方向において、各キャリッジユニット３１間における温度差が縮小される。なお、本実施形態の各ファン１４２は、温度センサによる検出結果に基づいて出力を調整できるようになっている。すなわち、中央部のキャリッジユニット３１が高温となり、各キャリッジユニット３１間の温度差が大きい場合には各ファン１４２の出力を高出力に制御する一方、各キャリッジユニット３１間の温度差が小さい場合には各ファン１４２の出力を低出力に制御することができる。

また、液滴吐出装置１の描画時において、ワークＷに向けてノズル９５から液滴Ｌ１を吐出した場合、液滴吐出ヘッド７２の周辺にミスト状の液体（以下、ミストという）が浮遊する。そして、このミストが拡散してノズル面９３に付着すると、ミスト中の溶媒や分散媒が蒸発してノズル９５の開口縁にミストの固化物が形成される。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９５から吐出される液滴Ｌ１の量が減少したり、ノズル９５の開口形状が歪むことで液滴Ｌ１の飛び散りや飛行曲がりが生じ、液滴Ｌ１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。

そこで、本実施形態では、両側のキャリッジユニット３１まで送出された気流Ｋは、フード１４１における天板部１４３と側壁部１４４との境界部において下方に向けて指向される。下方に向けて指向された気流Ｋは、側壁部１４４を沿って流れた後、ダウンフローとなってフード１４１外へ送出される。この場合、フード１４１外へ送出された気流Ｋは、液滴吐出ヘッド７２の周辺に拡散するミストとともに、下方に向けて流れる。そのため、液滴吐出ヘッド７２の周囲で浮遊するミストの拡散を防止して、ミストがノズル面９３に付着することを防ぐことができる。そのため、ノズル面９３を良好な状態に維持することができる。

このように、本実施形態では、キャリッジユニット３１の配列方向に沿って気流を発生させる気流発生機構１４０を備えている構成とした。
この構成によれば、各ファン１４２を作動させることで、キャリッジユニット３１の配列方向（Ｙ軸方向）に沿って気流Ｋを発生させることができる。そして、発生した気流Ｋは、各キャリッジユニット３１と熱交換を行いながら下流側へ流通する。この時、各キャリッジユニット３１は気流Ｋとの平衡温度に近づくように温度制御されるため、各キャリッジユニット３１間における温度差（温度むら）を縮小することができる。よって、各キャリッジユニット３１間における温度の均一化を図ることができる。
したがって、各キャリッジ７３上における各液滴吐出ヘッド７２の温度が所定温後で均一化されるため、各液滴吐出ヘッド７２を駆動するための圧電素子１２０や機能液Ｌの温度むらを抑制することができる。その結果、各キャリッジ７３上における液滴吐出ヘッド７２の機能液Ｌの粘度の均一化を図り、液滴Ｌ１の吐出量の均一化を図ることができる。
その結果、吐出量の変動に起因する膜厚むら（色むら）を抑制して、吐出精度を向上させることができるので、製品の品質向上を図ることができる。

さらに、従来のように圧電素子１２０を微振動させて液滴吐出ヘッド７２の温度制御を行う場合に比べて、圧電素子１２０の駆動波形等を調整する必要がないので、機能液Ｌの温度制御を容易に行うことができる。

この場合、各ファン１４２をフード１４１の中央部に配置することで、気流Ｋの流通方向と各キャリッジユニット３１間における温度勾配とを一致させることができる。これにより、キャリッジユニット群１３１のうち、高温となり易い中央部のキャリッジユニット３１（液滴吐出ヘッド７２）を効率的に冷却することができるとともに、両側のキャリッジユニット３１（液滴吐出ヘッド７２）を均一に加熱することができる。よって、各キャリッジ７３における液滴吐出ヘッド７２における温度のさらなる均一化を図ることができる。
しかも、フード１４１によって各キャリッジユニット３１の下方を除く周囲を一括して覆うことで、各キャリッジユニット３１間全域に気流Ｋを流通させることができ、より効率的に各キャリッジユニット３１間における温度の均一化を図ることができる。

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。
上述した実施形態では、描画時において、キャリッジユニット３１に対してワークＷを移動させる場合に本発明を適用したが、ワークＷに対してキャリッジユニット３１を移動させる場合や、ワークＷとキャリッジユニット３１とをともに移動させる場合にも本発明を適用することができる。キャリッジユニット３１を移動させる場合には、キャリッジユニット３１の移動領域全域を覆うようなフードを設けたり、キャリッジユニットとともにフードを移動させたりする構成が可能である。
また、ファン１４２の個数や取り付け位置は適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態に加えて、液滴Ｌ１を吐出させない程度に圧電素子１２０を微振動させ、機能液Ｌを加熱しても構わない。

さらに、キャリッジ７３の個数や、キャリッジ７３に搭載される液滴吐出ヘッド７２の個数は適宜設計変更が可能である。
上述した実施形態では、電気光学装置を製造するための工業用の液滴吐出装置１に本発明を適用した場合を例にして説明したが、画像印刷に用いられる民生品の液滴吐出装置に本発明を適用することも可能である。

１…液滴吐出装置 ３１…キャリッジユニット ７２…液滴吐出ヘッド ７３…キャリッジ ９５…ノズル １４０…気流発生機構 １４１…フード（気流ガイド） １４２…送風機（ファン） Ｌ…機能液 Ｌ１…液滴

Claims (5)

1. 複数の液滴吐出ヘッドがキャリッジに搭載されてなるキャリッジユニットが複数配列され、ワークと前記キャリッジユニットとを相対的に移動させながら、前記各液滴吐出ヘッドから前記ワークに向けて機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置において、
   前記キャリッジユニットの配列方向に沿って気流を発生させる気流発生機構を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記気流発生機構は、前記キャリッジユニットの配列方向における中央部から前記キャリッジユニットの配列方向における両側に向けて気流を発生させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記気流発生機構は、気流を発生させる送風機と、
   前記複数のキャリッジユニットを一括して覆うように配置され、前記キャリッジユニットの配列方向に沿って気流を案内する気流ガイドとを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液滴吐出装置。
4. 前記気流ガイドは、前記キャリッジユニットの配列方向における両側に配置された前記キャリッジユニットの側方に至るまでを覆うように配置されていることを特徴とする請求項３記載の液滴吐出装置。
5. 前記各キャリッジにおける中央に搭載された前記液滴吐出ヘッドに、前記液滴吐出ヘッドの温度を検出するための温度センサが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の液滴吐出装置。

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