(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液体吐出方法、及び液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】本発明の液滴吐出方法は、液滴Ｌを吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッド５から液滴Ｌを吐出する方法であって、ノズルと、液滴Ｌを吐出される媒体Ｐの表面との距離に応じて、液滴Ｌの吐出速度Ｑ１，Ｑ２を異ならせることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する方法であって、
前記ノズルと、前記液滴を吐出される媒体の表面との距離に応じて、前記液滴の吐出速度を異ならせることを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項２】
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズルに対応する圧電素子を有し、
前記ノズルと前記媒体との距離に基づいて前記圧電素子に入力する駆動信号を切り替えることによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出方法。
【請求項３】
前記ノズルと前記媒体との距離に基づいて前記圧電素子に印加する電圧を切り替えることによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出方法。
【請求項４】
前記媒体の表面において前記ノズルからの距離が相対的に遠い前記表面に前記液滴を吐出する際に、
前記ノズルから前記液体を吐出させない範囲で前記圧電素子に電圧を印加して前記圧電素子付近の前記液体を振動させた後、前記液体を前記ノズルから吐出することによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることを特徴とする請求項２又は３に記載の液滴吐出方法。
【請求項５】
液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドと、
前記ノズルと、前記液滴を吐出される媒体の表面との距離に応じて、前記液滴の吐出速度を異ならせる制御部と、
を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズルに対応する圧電素子を有し、
前記制御部は、前記ノズルと前記媒体との間の距離に基づいて前記圧電素子に入力する駆動信号を切り替えることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ノズルと前記媒体との間の距離に基づいて前記圧電素子に印加する前記駆動信号の電圧を切り替えることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記ノズルからの距離が相対的に遠い前記媒体の前記表面に前記液滴が吐出される際に、
前記媒体の表面において前記ノズルから前記液体が吐出されない範囲で前記圧電素子に電圧を印加して前記圧電素子付近の前記液体を振動させた後、前記液体を前記ノズルから吐出させることを特徴とする請求項６又は７に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板やメディアなどの媒体における液滴吐出ヘッドと対向する面は、必ずしも平面状であるとは限らない。例えば、金属配線が形成されて表面が凸凹状になっている場合や、媒体自体に反りが生じている場合もある。
これらの場合には、液滴吐出ヘッドから媒体までの距離が一様でないので、液滴が一定の周期で吐出されていると液滴の着弾位置が所望の位置からずれてしまい、液滴の着弾精度が低下してしまう。
【０００５】
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、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液体吐出方法、及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液滴吐出方法は、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する方法であって、前記ノズルと、前記液滴を吐出される媒体の表面との距離に応じて、前記液滴の吐出速度を異ならせることを特徴とする。
この方法によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出方法を提供することができる。
【０００７】
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズルに対応する圧電素子を有し、前記ノズルと前記媒体との距離に基づいて前記圧電素子に入力する駆動信号を切り替えることによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることが好ましい。
この方法によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、駆動信号に切り替えることによって液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出方法を提供することができる。
【０００８】
前記ノズルと前記媒体との距離に基づいて前記圧電素子に印加する電圧を切り替えることによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることが好ましい。
この方法によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、圧電素子に高電圧を印加することによって液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出方法を提供することができる。
【０００９】
前記媒体の表面において前記ノズルからの距離が相対的に遠い前記表面に前記液滴を吐出する際に、前記ノズルから前記液体を吐出させない範囲で前記圧電素子に電圧を印加して前記圧電素子付近の前記液体を振動させた後、前記液体を前記ノズルから吐出することによって、前記ノズルから吐出する前記液体の速度を異ならせることが好ましい。
ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、液滴を振動させる際に圧電素子にパルス状の信号を入力する。このとき、圧電素子に寄生する寄生容量から熱エネルギーが供給され、液体が加熱されることによって液体の粘度を低下させることができる。これにより、液滴吐出ヘッドから媒体までの距離が遠い場合でも、圧電素子に入力する信号を切り替えることなく所望の着弾位置に液滴を吐出することができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出方法を提供することができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズルと、前記液滴を吐出される媒体の表面との距離に応じて、前記液滴の吐出速度を異ならせる制御部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出装置を提供することができる。
【００１１】
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズルに対応する圧電素子を有し、前記制御部は、前記ノズルと前記媒体との間の距離に基づいて前記圧電素子に入力する駆動信号を切り替えることが好ましい。
この構成によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、駆動信号に切り替えることによって液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出装置を提供することができる。
【００１２】
前記制御部は、前記ノズルと前記媒体との間の距離に基づいて前記圧電素子に印加する前記駆動信号の電圧を切り替えることが好ましい。
この構成によれば、ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、圧電素子に高電圧を印加することによって液滴を高速で吐出させることができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出装置を提供することができる。
【００１３】
前記制御部は、前記ノズルからの距離が相対的に遠い前記媒体の前記表面に前記液滴が吐出される際に、前記媒体の表面において前記ノズルから前記液体が吐出されない範囲で前記圧電素子に電圧を印加して前記圧電素子付近の前記液体を振動させた後、前記液体を前記ノズルから吐出させることが好ましい。
ノズルからの距離が遠い場所に液滴を吐出する際には、液滴を振動させる際に圧電素子にパルス状の信号を入力する。このとき、圧電素子に寄生する寄生容量から熱エネルギーが供給され、液体が加熱されることによって液体の粘度を低下させることができる。これにより、液滴吐出ヘッドから媒体までの距離が遠い場合でも、圧電素子に入力する信号を切り替えることなく所望の着弾位置に液滴を吐出することができるので、液滴吐出ヘッドからの距離が一様でない媒体に対する液滴の着弾精度を向上させた液滴吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】液滴吐出装置の概略構成図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成図である。
【図３】液滴吐出ヘッドとカラーフィルター基板との関係を説明する図である。
【図４】液滴吐出ヘッドからカラーフィルター基板までの距離と、圧電素子に入力する駆動信号とを対応させて示す図である。
【図５】本実施形態における作用説明図である。
【図６】圧電素子に入力する駆動信号を示す図である。
【図７】キャビティ内におけるインクの温度分布を示す説明図である。
【図８】キャビティ内のインク温度が上昇する原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
［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。
【００１８】
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（制御部）１１を備えている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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（駆動波形）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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Ｎ１〜Ｎ１８０を備えている。ノズルＮ１〜Ｎ１８０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。
【００２５】
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Ｎ１〜Ｎ１８０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ＰＺ１〜ＰＺ１８０が配置されている。圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、例えばピエゾ素子である。以下、圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０を総称して圧電素子ＰＺ、ノズルＮ１〜Ｎ１８０を総称してノズルＮと称す。
【００２６】
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おり、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に１対１に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。
【００２７】
図２（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺ１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ＰＺ１が配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺ１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。
【００２８】
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ＰＺ１へのパルスの印加を停止すると、圧電素子ＰＺ１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Ｎ１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。
【００２９】
図３は、液滴吐出ヘッド５とカラーフィルター基板Ｐとの関係を説明する図であり、図３によって、本実施形態における液滴吐出ヘッド５とカラーフィルター基板Ｐとの間における位置関係、及び速度を規定する。
図３における記号Ｈは、液滴吐出ヘッド５とカラーフィルター基板Ｐとの間の距離を示している。記号ＱＨｅａｄは、カラーフィルター基板Ｐに対する液滴吐出ヘッド５の相対速度を示している。記号Ｑは、液滴吐出ヘッド５から吐出される液滴Ｌの吐出速度を示している。記号Ｄは、液滴吐出ヘッド５から吐出された液滴Ｌがカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでに、カラーフィルター基板Ｐの表面を移動する距離を示している。記号ｔ１は、液滴Ｌが吐出された時刻を示し、記号ｔ２は、液滴Ｌがカラーフィルター基板Ｐに着弾した時刻を示している。
【００３０】
このように、液滴吐出ヘッド５とカラーフィルター基板Ｐとの関係を規定すると、吐出された液滴Ｌがカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでに要する時間（ｔ２−ｔ１）が、（ｔ２−ｔ１）＝Ｈ／Ｑで表される。そして、吐出された液滴Ｌがカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでに、カラーフィルター基板Ｐの表面を移動する距離Ｄは、以下の（１）式で表される。
Ｄ＝ＱＨｅａｄ・（ｔ２−ｔ１）＝ＱＨｅａｄ・（Ｈ／Ｑ）    …（１）
【００３１】
ここで、本実施形態における液滴吐出方法について説明する。図４は、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離と、圧電素子ＰＺに入力する駆動信号とを対応させて示す図である。
圧電素子ＰＺには、図４に示すように、高電位の期間と、低電位の期間とを一定の周期で繰り返すパルス状の駆動信号を入力する。本実施形態では、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて駆動信号の電位を異ならせることによって、液滴吐出ヘッド５から吐出される液滴Ｌの吐出速度を異ならせている。
【００３２】
具体的には、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がＨ１である場合には、高電位（Ｖ１）の期間と低電位（Ｖ０）の期間とを繰り返す駆動信号を圧電素子ＰＺに入力し、液滴Ｌを速度Ｑ１で液滴吐出ヘッド５から吐出する。
これに対して、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルターＰまでの距離がＨ２（＞Ｈ１）である場合には、電位Ｖ２（＞Ｖ１）を高電位とする期間と、低電位（Ｖ０）の期間とを繰り返す駆動信号が圧電素子ＰＺに入力され、液滴Ｌを速度Ｑ１よりも高速の速度Ｑ２で液滴吐出ヘッド５から吐出する。
【００３３】
液滴Ｌを吐出する速度Ｑ１，Ｑ２のそれぞれは、液滴Ｌが吐出されてからカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでの時間が一定となるように設定されている。
詳しく説明すると、液滴吐出ヘッド５から吐出された液滴Ｌを、（ｔ２−ｔ１）の時間でカラーフィルター基板Ｐに着弾させるために、上述した式（１）において、（ｔ２−ｔ１）＝（Ｈ／Ｑ）の関係でもって液滴Ｌの吐出速度Ｑ１，Ｑ２が設定されている。
したがって、ここでは、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルターＰまでの距離がＨ１である場合と、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルターＰまでの距離がＨ２である場合との間は、以下の式（２）で関係付けられる。
（ｔ２−ｔ１）＝（Ｈ１／Ｑ１）＝（Ｈ２／Ｑ２）  …（２）
【００３４】
より詳しくは、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がＨ１，Ｈ２で異なり一様でない場合であっても、図３で示すように、時刻ｔ１で吐出された液滴Ｌが時刻ｔ２でカラーフィルター基板Ｐに着弾するように、すなわち（ｔ２−ｔ１）の時間で、液滴Ｌがカラーフィルター基板Ｐに着弾するように、駆動信号の電位を設定している。
【００３５】
図５は、本実施形態における作用説明図である。
従来は、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が異なる場合であっても、同電位の駆動信号が圧電素子ＰＺに入力されていた。このため、液滴Ｌが吐出されてからカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでの時間が、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離Ｈ１、Ｈ２ごとに異なっていた。
そうすると、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がＨ２の場合には、図５の破線で示した所望の位置に液滴Ｌを着弾させようとしても、（Ｈ２−Ｈ１）の距離差の分だけ液滴が着弾するまでに余分な時間がかかり、液滴Ｌは図示でΔＤだけ右方向にずれた位置（実線で示した着弾位置）に着弾する。
【００３６】
これに対して、本実施形態では、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて圧電素子ＰＺに入力する駆動信号の電位を異ならせることによって、液滴Ｌの吐出速度を異ならせて、所望の位置に液滴Ｌを着弾させている。
液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がＨ１の場合には、圧電素子ＰＺに入力する駆動信号の高電位をＶ１に設定し、液滴Ｌを速度Ｑ１で吐出する。液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がＨ２（＞Ｈ１）の場合には、圧電素子ＰＺに入力する駆動信号の高電位をＶ２（＞Ｖ１）に設定し、液滴Ｌを速度Ｑ２（＞Ｑ１）で吐出する。
このように、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて、液滴Ｌの吐出速度を異ならせ、液滴Ｌが吐出されてから着弾するまでの時間を（ｔ２−ｔ１）で均一にして、所望の位置（すなわち、図７の破線で示した着弾位置）に液滴Ｌを着弾させている。
【００３７】
このような構成を有する液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて圧電素子ＰＺに入力する駆動信号の電位を異ならせることで、液滴Ｌの吐出速度を異ならせている。したがって、液滴Ｌが吐出されてからカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでに要する時間を均一にすることができるので、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が一様でない場合でも液滴Ｌを所望の位置に着弾させ、着弾精度を向上させることができる。
また、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が一様でない場合でも、液滴吐出ヘッド５の速度ＱＨｅａｄを落とすことなく高い着弾精度を保持することができる。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
上記実施形態では、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて、圧電素子ＰＺに入力する駆動信号の電位を異ならせることによって液滴の吐出速度を変更し、液滴が着弾するまでの時間を均一にしていたが、本実施形態では、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が遠い位置に液滴を吐出する場合には、加熱されて粘度が低下したインクを吐出させることによって、液滴が着弾するまでの時間を均一にしている。
【００３９】
図６は、本実施形態に係る圧電素子に入力する駆動信号を示す図である。図７は、キャビティ２４内におけるインクの温度分布を示す説明図である。図８は、キャビティ２４内のインク温度が上昇する原理を説明する図である。
【００４０】
図６に示すように、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が遠い位置に液滴を着弾させる場合には、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低下させる。具体的には、図６に示すように、ノズルＮからインクが吐出されない範囲内で、高電位（Ｖ３）の期間と低電位（Ｖ０）の期間とを周期的に繰り返すパルス状の駆動信号を圧電素子ＰＺに入力して、キャビティ２４内のインクを振動させる。
【００４１】
圧電素子ＰＺに入力するパルスの電位は、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて変更する。
液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離がより遠い位置に液滴を着弾させる場合には、圧電素子ＰＺにより大きな電位を印加してインクを大きく振動させ、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が比較的近い位置に液滴を着弾させる場合には、圧電素子ＰＺに印加する電位を小さくしてインクの振動幅を抑える。
【００４２】
圧電素子ＰＺに高電位（例えばＶ３）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７（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。
【００４３】
一方、圧電素子ＰＺに低電位（Ｖ０）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７（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。駆動信号の電位Ｖ０，Ｖ３は、液滴が吐出されない範囲の電位である。
【００４４】
圧電素子ＰＺにパルスを入力すると、図８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ＴＬからＴＨに上昇する。これにより、キャビティ２４内のインクのみの加熱を行うことができる。
【００４５】
上述したように、圧電素子ＰＺに印加する駆動信号の高電位側の電位（Ｖ３）は、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて異ならせている。そして、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が遠い位置に液滴を着弾させる場合に、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、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が比較的近い位置に液滴を着弾させる場合には、熱エネルギーＨｅａｔの供給量を少なくして温度上昇幅を抑えている。
このように、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じてインクの温度上昇幅を異ならせることで、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が遠くなるごとに、低粘度のインクが吐出されるようにする。
【００４６】
次に、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ＶＩＪ（＞Ｖ３）の期間と低電位（Ｖ０）の期間とからなるパルスを圧電素子ＰＺに１周期分入力する。
【００４７】
圧電素子ＰＺに高電位ＶＩＪ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。
【００４８】
そして、圧電素子ＰＺに低電位Ｖ０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。
【００４９】
加熱されたキャビティ２４内のインク（温度ＴＨ）は粘度が低下しており、加熱される前のインク（温度ＴＬ）よりも、液滴の吐出速度が大きくなる。
このように、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じてインクの粘度を調整し液滴Ｌの吐出速度を異ならせることによって、液滴Ｌが吐出されてから着弾するまでの時間を（ｔ２−ｔ１）で均一にして、所望の位置（すなわち、図７の破線で示した着弾位置）に液滴Ｌを着弾させる。
【００５０】
液滴Ｌが吐出されると、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（ＴＬ）、加熱されたインク（ＴＨ）を吐出した後は温度の低いインク（ＴＬ）がキャビティ２４に流入する。
【００５１】
このような液滴吐出方法によれば、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離に応じて、液滴が吐出されない範囲で圧電素子ＰＺにパルス状の駆動信号を入力する。これにより、キャビティ２４内のインクを加熱してインクの粘度を低下させ、液滴の吐出速度を異ならせることができる。
したがって、液滴Ｌが吐出されてからカラーフィルター基板Ｐに着弾するまでに要する時間を（ｔ２−ｔ１）で均一にすることができるので、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が一様でない場合でも液滴Ｌを所望の位置に着弾させ、着弾精度を向上させることができる。
また、液滴吐出ヘッド５からカラーフィルター基板Ｐまでの距離が一様でない場合でも、液滴吐出ヘッド５の速度ＱＨｅａｄを落とすことなく高い着弾精度を保持することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
また、液滴の吐出速度を異ならせることによって、積層された配線層など、３次元の立体構造物を詳細に形成することができる。
【符号の説明】
【００５４】
５…液滴吐出ヘッド、１１…制御装置（制御部）、２５，ＰＺ…圧電素子、２６…電極、Ｃａｐ…寄生容量、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｌ…液滴、Ｎ…ノズル、Ｐ…カラーフィルター基板（媒体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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