(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を安定化させて、製品品質の低下を防止する。【解決手段】機能液を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッド５を備えると共に、気流供給手段２００から供給される気流Ｙに晒される液滴吐出装置であって、動作することによって発熱する発熱部１１を備え、該発熱部１１が上記気流供給手段２００と上記液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能液を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えると共に、気流供給手段から供給される気流に晒される液滴吐出装置であって、
動作することによって発熱する発熱部を備え、該発熱部が前記気流供給手段と前記液滴吐出ヘッドとの間を避けて配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記気流供給手段を支持するサーマルチャンバーに囲われると共に、前記発熱部が前記サーマルチャンバーの外壁に設置されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記気流供給手段は、前記気流としてダウンフローを噴き出す噴出装置であることを特徴とする請求項１または２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記発熱部は、制御装置であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかに記載の液滴吐出装置を用いて、基材上に設けられた所定領域に前記機能液を配置してカラーフィルターを形成することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及びカラーフィルター製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部に液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置等の電気光学装置においてフルカラー表示が行われるようになっている。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、液滴吐出装置によってフィルターエレメント材料をガラス、プラスチックなどによって形成された基材の表面にドット状に吐出することで形成される。
【０００３】
そして、カラーフィルター材料を吐出する液滴吐出装置に限らず、一般的に液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドを備えており、各液滴吐出ヘッドから機能液を吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９４２９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、機能液は温度によって粘度が変化するため、液滴吐出ヘッドの温度に応じて粘度が変化する。そして、機能液の粘度が低くなった場合には液滴吐出ヘッドの機能液の吐出量が増大し、機能液の粘度が高くなった場合には液滴吐出ヘッドの機能液の吐出量が減少する。
これに対して、液滴吐出ヘッドは、吐出状態を想定した温度において最適に液滴吐出が成されるように設計されている。
【０００６】
ところが、特許文献１及び２に示すように、液滴吐出ヘッドからの機能液の吐出を制御するための制御装置等は、液滴吐出ヘッドの上方に配置されている。一方で、通常液滴吐出装置は、ダウンフローが形成されたチャンバー内に設置されており、上方から下方に向かう気流に晒されて配置されている。
このため、液滴吐出ヘッドは、制御装置の熱によって加熱された気流に晒された状態となり、気流によって加熱されることとなる。
【０００７】
制御装置から発せられる熱量が一定ではなく、またダウンフローの流れ速度も全ての領域で一定となるように制御されていない。このように液滴吐出ヘッドに供給される気流が発熱部によって加熱されると、液滴吐出ヘッドの加熱状態は、常に変化することとなる。よって、液滴吐出ヘッドの温度が不安定となり、機能液の吐出量にばらつきが生じることとなる。
また、複数の液滴吐出ヘッドを備える場合には、液滴吐出ヘッドの設置位置や温度上昇特性の個体差によって温度上昇にばらつきが生じ、各液滴吐出ヘッドからの機能液の吐出量にばらつきが生じる。
【０００８】
このように液滴吐出ヘッドからの機能液の吐出量がばらつくと、機能液の吐出量が所望の量に対して変化することとなるため、製品品質の低下を招くこととなる。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を安定化させて、製品品質の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、機能液を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドを備えると共に、気流供給手段から供給される気流に晒される液滴吐出装置であって、動作することによって発熱する発熱部を備え、該発熱部が上記気流供給手段と上記液滴吐出ヘッドとの間を避けて配置されているという構成を採用する。
【００１２】
このような構成を採用する本発明によれば、動作することによって発熱する発熱部が、液滴吐出装置に向けて気流を供給する気流供給手段と液滴吐出ヘッドとの間を避けて配置されているため、気流供給手段から噴き出された気流が発熱部を通過することなく液滴吐出ヘッドに供給される。
したがって、気流供給手段から噴き出された気流が発熱部の熱よって加熱されることを防止し、液滴吐出ヘッドが気流に晒されることによって加熱されることを防止することができる。
よって、本発明によれば、液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を安定化させて、製品品質の低下を防止することが可能となる。
【００１３】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、上記気流供給手段を支持するサーマルチャンバーに囲われると共に、上記発熱部が上記サーマルチャンバーの外壁に設置されているという構成を採用する。
【００１４】
このような構成を採用する本発明によれば、内部が温度管理されたサーマルチャンバーによって液滴吐出装置が囲まれており、当該サーマルチャンバーに気流供給手段が支持されると共に当該サーマルチャンバーの外壁に発熱部が設置される。このため、確実に、発熱部を気流供給手段と液滴吐出ヘッドとの間を避けて配置することができる。
また、発熱部がサーマルチャンバーの外壁に設置されているため、発熱部の熱が液滴吐出ヘッドに伝達されることを確実に防止することができる。
【００１５】
また、第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記気流供給手段が、上記気流としてダウンフローを噴き出す噴出装置であるという構成を採用する。
【００１６】
このような構成を採用する本発明によれば、ダウンフローを噴き出す噴出装置と液滴吐出ヘッドとの間から発熱部が避けて配置されるため、ダウンフローが発熱部の熱によって加熱されることを防止し、ダウンフローに晒される液滴吐出ヘッドが加熱されることを防止することができる。
【００１７】
また、第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記発熱部が、制御装置であるという構成を採用する。
【００１８】
このような構成を採用する本発明によれば、制御装置からの熱が液滴吐出ヘッドに伝達されることを防止することが可能となる。
【００１９】
また、第５の発明は、カラーフィルターの製造方法であって、上記第１〜第４いずれかの発明である液滴吐出装置を用いて、基材上に設けられた所定領域に上記機能液を配置してカラーフィルターを形成するという構成を採用する。
【００２０】
このような構成を採用する本発明によれば、均一なカラーフィルターを形成することができ、優れた品質のカラーフィルターとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態における液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における液滴吐出装置を水平方向から見た概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態における液滴吐出装置を水平方向から見た概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る液滴吐出装置、液滴吐出方法及びカラーフィルター製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また図１中に示すように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軸が鉛直上方向に設定される。
【００２３】
図１及び図２は、本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪの概略構成図である。そして、図１が、本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪのみを示す斜視図である。また、図２は、本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪを水平方向（Ｘ方向）から見た図であり、液滴吐出装置ＩＪの周囲を含んで図示している。
本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、例えばインクジェット方式によりカラーフィルター基板（基材）の所定領域上にカラーフィルター材料（機能液）の液滴を吐出してカラーフィルター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。
【００２４】
そして、図２に示すように、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、サーマルチャンバー１００内に収容されている。つまり、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、サーマルチャンバー１００に囲われている。
サーマルチャンバー１００は、その内部が一定の温度に管理されている。また、サーマルチャンバー１００の天井は、サーマルチャンバー１００内にダウンフローＹを噴き出す噴出装置２００（気流供給手段）を支持している。また、サーマルチャンバー１００の床部には、ダウンフローＹを吸い込むための吸引装置３００が設置されている。
そして、噴出装置２００からダウンフローＹを噴き出すと共に、吸引装置３００によってダウンフローＹを吸引することによって、サーマルチャンバー１００内に、上方から下方に向かうダウンフローＹが形成される。
つまり、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、サーマルチャンバー１００内において、ダウンフローＹに晒されて配置されている。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置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７、第１タンク８、第２タンク９、第３タンク１０及び制御装置１１及び温調ガス供給装置１２（温調ガス供給手段）を備えている。
【００２６】
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（基材）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。
【００２７】
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、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の液滴を吐出する。この液滴吐出ヘッド５は、カラーフィルター材料のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応して複数設けられており、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タンク８からＲ（赤）用のカラーフィルター材料の供給を受け、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タンク９からＧ（緑）用のカラーフィルター材料の供給を受け、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タンク１０からＢ（青）用のカラーフィルター材料の供給を受けるようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
チューブ７は、第１タンク８、第２タンク９及び第３タンク１０とキャリッジ４（液滴吐出ヘッド５）とを連結するカラーフィルター材料の供給用チューブである。第１タンク８は、Ｒ（赤）用のカラーフィルター材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＲ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルター材料を供給する。第２タンク９は、Ｇ（緑）用のカラーフィルター材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＧ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルター材料を供給する。第３タンク１０は、Ｂ（青）用のカラーフィルター材料を貯蔵すると共に、チューブ７を介してＢ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５にカラーフィルター材料を供給する。
なお、チューブ７は、第１タンク８、第２タンク９及び第３タンク１０は、図２において図示を省略している。
【００３０】
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上の所定の位置にカラーフィルター材料の液滴を吐出する。また、制御装置１１は、液滴吐出ヘッド５に出力する駆動信号を生成する。
このような制御装置１１は、ステージ位置制御信号やキャリッジ位置制御信号を生成するための演算処理回路や、駆動信号を生成するための駆動信号生成回路等を備えており、処理（すなわち動作）を行うことによって発熱する。つまり、本実施形態において制御装置１１は、本発明の発熱部とされている。
【００３１】
そして、図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいては、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の外壁（天井の外壁）に対して設置され、これによって制御装置１１が噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置されている。
【００３２】
このような構成を有する本実施形態の液滴吐出装置ＩＪを動作させて（カラーフィルターを製造する場合には、噴出装置２００及び吸引装置３００が作動されて、サーマルチャンバー１００内にダウンフローＹが形成される。
そして、制御装置１１は、キャリッジ４を移動させながら、液滴吐出ヘッド５によってカラーフィルター材料を吐出する。これによって基板Ｐ上にカラーフィルター材料が配置されてカラーフィルターが製造される。
【００３３】
ここで、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいては、制御装置１１が噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置されている。
つまり、動作することによって発熱する制御装置１１が、液滴吐出装置ＩＪに向けてダウンフローＹを供給する噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置されているため、噴出装置２００から噴き出されたダウンフローＹが制御装置１１を通過することなく液滴吐出ヘッド５に供給される。
したがって、噴出装置２００から噴き出されたダウンフローＹが制御装置１１の熱よって加熱されることを防止し、液滴吐出ヘッド５がダウンフローＹに晒されることによって加熱されることを防止することができる。
よって、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪによれば、液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を安定化させて、製品品質の低下を防止することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいては、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の外壁に設置されている。
このため、確実に、制御装置１１を噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置することができる。
また、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の外壁に設置されているため、制御装置１１の熱がサーマルチャンバー１００内に伝達されることを防止することができる。このため、サーマルチャンバー１００内の温調が容易となり、温調に用いられるエネルギーが低減する。したがって、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪは、環境に適したものとなる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３６】
図３は、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪとその周囲を含む図である。この図に示すように、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいては、制御装置１１が、サーマルチャンバー１００の内部であって、噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けた位置に配置されている。より詳細には、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の側壁の内面に対して設置されている。
【００３７】
このような構成を有する本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいても、上記第１実施形態と同様に、動作することによって発熱する制御装置１１が、液滴吐出装置ＩＪに向けてダウンフローＹを供給する噴出装置２００と液滴吐出ヘッド５との間を避けて配置されているため、噴出装置２００から噴き出されたダウンフローＹが制御装置１１を通過することなく液滴吐出ヘッド５に供給される。
したがって、噴出装置２００から噴き出されたダウンフローＹが制御装置１１の熱よって加熱されることを防止し、液滴吐出ヘッド５がダウンフローＹに晒されることによって加熱されることを防止することができる。
よって、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪによれば、液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を安定化させて、製品品質の低下を防止することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおいては、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の内部に設置されている。
このため、上記第１実施形態の液滴吐出装置ＩＪと比較して、制御装置１１を、ステージ移動装置３、液滴吐出ヘッド５及びキャリッジ移動装置６に近づけて配置することができる。したがって、制御装置１１とステージ移動装置３、液滴吐出ヘッド５及びキャリッジ移動装置６とを接続する伝送経路の長さを短くすることができ、信号の伝送損失を減少させることが可能となる。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４０】
例えば、上記実施形態においては、本発明の気流供給手段が、ダウンフローＹを噴き出す噴出装置２００である構成について説明した。
しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではなく、液滴吐出ヘッドに向けて気流を噴き出す装置であれば、本発明の気流供給手段となりうる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、液滴吐出装置ＩＪがサーマルチャンバー１００によって囲まれている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、液滴吐出装置ＩＪがサーマルチャンバー１００に囲まれていない構成を採用することもできる。例えば、液滴吐出装置ＩＪを、断熱機能を有さない部屋の内部に収容する構成を採用することもできる。
【００４２】
また、上記実施形態においては、本発明の発熱部が制御装置１１である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、発熱部は制御装置１１に限られるものではない。
【００４３】
また、上記実施形態においては、制御装置１１がサーマルチャンバー１００の壁面に設置された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、サーマルチャンバー１００の壁面以外の場所に設置しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態においては、カラーフィルター材料を機能液として吐出可能な液滴吐出装置ＩＪと、当該液滴吐出装置ＩＪを用いたカラーフィルターの製造方法について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の機能液を吐出する液滴吐出装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
ＩＪ……液滴吐出装置、Ｙ……ダウンフロー（気流）、５……液滴吐出ヘッド、１１……制御装置（発熱部）、１００……サーマルチャンバー、２００……噴出装置（気流供給手段）
【図１】
2010243538.tif 000003
【図２】
2010243538.tif 000004
【図３】
2010243538.tif 000005