(57)【要約】【課題】隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を均一化することができる液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液滴を吐出する複数のノズルとノズルの各々に対応して設けられた圧電素子とを有する複数の液滴吐出ヘッド５を備え、複数の液滴吐出ヘッド５は隣接して配置され、内側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子の静電容量が、外側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子の静電容量よりも小さいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルと該ノズルの各々に対応して設けられた圧電素子とを有する複数の液滴吐出ヘッドを備え、
前記複数の液滴吐出ヘッドは隣接して配置され、
内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量が、外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さいこと
を特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記圧電素子は、交互に積層された複数の圧電体層と導電体層とを有し、
前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子は、前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子よりも、前記導電体層の面積が小さいこと
を特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記圧電素子は、交互に積層された複数の圧電体層と導電体層とを有し、
前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子は、前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子よりも、前記圧電体層の厚みが大きいこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドと前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドは、隣接して配置された前記圧電素子の間隔が異なること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記複数の液滴吐出ヘッドを保持する複数のキャリッジを備え、
前記複数のキャリッジは隣接して配置され、
内側に配置された前記キャリッジが備える前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量は、外側に配置された前記キャリッジが備える前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さいこと
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インク温度を高精度かつ一定状態に制御して吐出重量の変動を抑制する液滴吐出ヘッド及びそれを備えた液滴吐出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）及び機能液（インク）の温度変動に起因して、ヘッドから吐出されるインク滴の重量が変動することを課題としている。また、複数のノズルの各々の吐出条件やヒーターとの位置関係によるノズル間の吐出のバラツキを課題としている。
【０００３】
特許文献１では、これらの課題を解決するために液滴吐出ヘッドに温度調整用媒体の流路を備えている。そして、流路に温度調整用媒体を恒温で流動させている。これにより、各ノズルに対応する機能液の間に温度差が存在しても、温度調整用媒体との間で熱交換することが可能になり、機能液の温度を一定に維持することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の液滴吐出装置では、複数の液滴吐出ヘッドが隣接して配列される場合、複数のヘッド間に温度差が発生するという課題がある。複数の液滴吐出ヘッドが隣接して配置されると、配列の内側に配置された液滴吐出ヘッドに熱が集中し、配列の外側に配置された液滴吐出ヘッドよりも高温になる。すると、配列の内側の液滴吐出ヘッドにおいて吐出する機能液の粘度が低下し、配列の外側に位置する液滴吐出ヘッドとの間で吐出する機能液の粘度にバラツキが発生する。
【０００６】
配列の内側と外側の液滴吐出ヘッドの間で吐出する機能液の粘度にバラツキが発生すると、各液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出量にバラツキが発生するという課題がある。すなわち、粘度が低い機能液を吐出する液滴吐出ヘッドの吐出量は増加し、粘度が高い機能液を吐出する液滴吐出ヘッドの吐出量は減少する。したがって、複数の液滴吐出ヘッド間において機能液の吐出量にバラツキが発生してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を均一化することができる液滴吐出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、機能液の液滴を吐出する複数のノズルと該ノズルの各々に対応して設けられた圧電素子とを有する複数の液滴吐出ヘッドを備え、前記複数の液滴吐出ヘッドは隣接して配置され、内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量が、外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
このように構成することで、配列の内側の液滴吐出ヘッドの圧電素子において発生する熱量が、配列の外側の液滴吐出ヘッドの圧電素子において発生する熱量よりも少なくなる。すなわち、圧電素子が発生する熱量（仕事量）をＷ、圧電素子の静電容量をＣ、圧電素子に印加する電圧をＶとすると、下記の式（１）の関係が成立する。
【００１０】
Ｗ＝ＣＶ２  …（１）
【００１１】
上記の式（１）に示すように、圧電素子が発生する熱量Ｗは圧電素子の静電容量Ｃに比例する。そのため、静電容量Ｃが小さいほど、圧電素子に発生する熱量は少なくなる。
また、複数の液滴吐出ヘッドを隣接して配置した場合には、配列の内側に配置された液滴吐出ヘッドの外側には、他の液滴吐出ヘッドが隣接して配置される。すると、内側に配置された液滴吐出ヘッドは雰囲気中に放熱し難くなるだけでなく、外側に配置された液滴吐出ヘッドが発生する熱の影響を受ける。したがって、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッドにおいては、内側に配置された液滴吐出ヘッドは、外側に配置された液滴吐出ヘッドよりも高温になりやすい。
ここで、本発明の液滴吐出装置では、外側に配置された液滴吐出ヘッドよりも内側に配置された液滴吐出ヘッドの方が、圧電素子において発生する熱量が少なくなるように構成されている。そのため、内側に配置された液滴吐出ヘッドの温度を外側に配置された液滴吐出ヘッドの温度よりも低くすることができる。これにより、外側に配置された液滴吐出ヘッドが発生する熱の影響を受けて内側に配置された液滴吐出ヘッドの温度が上昇した場合であっても、各液滴吐出ヘッドの温度差を減少させることができる。
これにより、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッドの温度を均一化することができる。各液滴吐出ヘッドの温度が均一化されると、吐出する機能液の粘度が均一化される。機能液の粘度が均一化されると、各液滴吐出ヘッドが吐出する機能液の吐出量が均一化される。
したがって、本実施形態の液滴吐出装置によれば、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の吐出量を均一化することができる。
【００１２】
また、本発明の液滴吐出装置は、前記圧電素子は、交互に積層された複数の圧電体層と導電体層とを有し、前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子は、前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子よりも、前記導電体層の面積が小さいことを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量が、外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さくなる。
【００１４】
また、本発明の液滴吐出装置は、前記圧電素子は、交互に積層された複数の圧電体層と導電体層とを有し、前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子は、前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子よりも、前記圧電体層の厚みが大きいことを特徴とする。
【００１５】
このように構成することで、内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量が、外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さくなる。
【００１６】
また、本発明の液滴吐出装置は、前記内側に配置された前記液滴吐出ヘッドと前記外側に配置された前記液滴吐出ヘッドは、隣接して配置された前記圧電素子の間隔が異なることを特徴とする。
【００１７】
このように構成することで、内側に配置された前記液滴吐出ヘッドの圧電素子と外側に配置された前記液滴吐出ヘッドの圧電素子の双方をノズルに対応する等しいピッチで配置させた状態で、圧電素子の静電容量を異ならせることができる。
【００１８】
また、本発明の液滴吐出装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドを保持する複数のキャリッジを備え、前記複数のキャリッジは隣接して配置され、内側に配置された前記キャリッジが備える前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量は、外側に配置された前記キャリッジが備える前記液滴吐出ヘッドの前記圧電素子の静電容量よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
このように構成することで、複数のキャリッジが備える液滴吐出ヘッドの温度を均一化して、複数のキャリッジ間で液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施の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り、（ｂ）はキャリッジの側面図である。
【図２】図１に示す液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図３】図２に示す液滴吐出ヘッドの圧電素子の配置を示す概略図である。
【図４】図１に示す液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの静電容量を示すグラフである。
【図５】図１に示す液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの液滴の吐出量を示すグラフである。
【図６】従来の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの温度を示すグラフである。
【図７】従来の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの液滴の吐出量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
本実施形態の液滴吐出装置は、例えばインクジェット方式により基板上にカラーフィルターの材料液の液滴を吐出してカラーフィルター層を形成するものである。
【００２２】
図１（ａ）は、本実施形態における液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
図１（ａ）に示すように、液滴吐出装置ＩＪは、装置架台１、ワークステージ（載置台）２、ステージ移動装置（駆動部）３、キャリッジ４、液滴吐出ヘッド５、キャリッジ移動装置（駆動部）６、チューブ７、第１タンク８、第２タンク９、第３タンク１０及び制御部１１を備えている。
【００２３】
以下では、図１（ａ）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の基板Ｐを保持する保持面２ａに対して平行となるよう設定されている。また、Ｚ軸は保持面２ａに垂直な方向に設定されている。ここで、ワークステージ２は保持面２ａが水平面と平行になるように設けられている。すなわち、Ｘ軸及びＹ軸は水平面と平行で、Ｚ軸は鉛直方向と平行になっている。
【００２４】
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を支持する支持台である。
ワークステージ２は装置架台１上に設けられ、ステージ移動装置３によってＸ軸方向に移動可能に構成されている。また、ワークステージ２は、上流側の搬送装置（図示略）から搬送される基板Ｐを、真空吸着機構により保持面２ａに保持するように設けられている。
【００２５】
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、制御部１１から入力される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、複数の液滴吐出ヘッド５を保持するように設けられ、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。
【００２６】
図１（ｂ）はキャリッジ４の側面図である。
図１（ｂ）に示すように、キャリッジ４には複数の液滴吐出ヘッド５がＸ軸方向に隣接して配置されている。本実施形態では、Ｘ軸方向に第１の液滴吐出ヘッド５１から第６の液滴吐出ヘッド５６の６つの液滴吐出ヘッド５が隣接して配置されている。また、図示は省略するが、Ｙ軸方向にも複数の液滴吐出ヘッド５が隣接して配置されている。
【００２７】
各液滴吐出ヘッド５は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各々の材料液に対応して設けられている。液滴吐出ヘッド５の各々には、図１（ａ）に示すように、キャリッジ４を介してチューブ７が連結されている。Ｒ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５に連結されたチューブ７は、Ｒ（赤）用の材料液を貯蔵する第１タンク８に接続されている。Ｇ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５に連結されたチューブ７は、Ｇ（緑）用の材料液を貯蔵する第２タンク９に接続されている。Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５に連結されたチューブ７は、Ｂ（青）用の材料液を貯蔵する第３タンク１０に接続されている。
これにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５の各々には、第１タンク８、第２タンク９、及び第３タンク１０から、チューブ７を介してそれぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の材料液が供給されるようになっている。
【００２８】
図２は、液滴吐出ヘッド５の断面図である。
図２に示すように、液滴吐出ヘッド５は、ヘッド本体５Ａと、流路ユニット２０と、アクチュエーターユニット３０とを有している。
ヘッド本体５Ａは、中空箱状の部材であり、ヘッド本体５Ａの内部には、流路５Ｂ及び収容室５Ｃが形成されている。
【００２９】
流路５Ｂはヘッド本体５Ａを高さ方向に貫通するように形成されている。流路５Ｂの上端はパッキン、導入針ユニット等（図示略）を介して図１（ａ）に示すチューブ７に接続されている。流路５Ｂの下端は、流路ユニット２０内の共通インク室２５に連通されており、導入針ユニットから導入されたインク等の機能液が流路５Ｂを通じて流路ユニット２０に供給されるようになっている。
【００３０】
流路ユニット２０は、ノズルプレート２１、流路基板２３及び振動板２４を有している。これらノズルプレート２１、流路基板２３及び振動板２４はこの順に積層された状態になっており、不図示の接着剤で接合され一体化されている。
流路ユニット２０の下端面（ノズル面２１ａ）には、流路ユニット２０に供給された機能液を吐出する複数のノズル２２が、Ｙ軸方向に沿って配列形成されている。
ノズルプレート２１は、液滴吐出ヘッド５の下端に流路基板２３の下部を閉塞するように設けられている。ノズル２２は、ノズルプレート２１を貫通するように設けられ、それぞれ下面のノズル面２１ａに開口されている。
【００３１】
流路基板２３は、内部に共通インク室２５、機能液供給口２６及び圧力室２７が形成されている。共通インク室２５は複数のノズル２２に共通して設けられ、流路５Ｂから供給された機能液を貯留するようになっている。また、共通インク室２５は、機能液供給口２６を介して連通する圧力室２７の各々に機能液を供給するようになっている。圧力室２７はノズル２２毎に区画され、振動板２４の振動によって内部の圧力が変化するようになっている。
【００３２】
振動板２４は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板２４の圧力室２７に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電素子３１の先端面が接合される島部２８が形成されている。この島部２８は、ダイヤフラム部として機能する。
【００３３】
振動板２４は、圧電素子３１の作動に応じて島部２８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。流路基板２３の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部２９として機能するようにもなっている。このコンプライアンス部２９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板が除去され弾性フィルムだけが残った状態になっている。
【００３４】
アクチュエーターユニット３０は、圧電素子３１と、この圧電素子３１が接合される固定板３２と、制御部１１からの駆動信号を圧電素子３１に供給するフレキシブルケーブル３３とから構成されている。アクチュエーターユニット３０は、収容室５Ｃの内壁面に固定板３２を接着することで収容室５Ｃ内に固定されている。
【００３５】
圧電素子３１は、一端が固定板３２上に接合され、他端は固定板３２の先端面よりも突出し、振動板２４の島部２８に固定されている。圧電素子３１は、圧電素子３１は各々のノズル２２及び圧力室２７に対応して設けられ、ノズル２２の配列方向（Ｙ軸方向）に複数が配列されている。
【００３６】
図３は、液滴吐出ヘッド５における圧電素子３１の配置及び概略構成を示す斜視図である。
図３に示すように、圧電素子３１は、ノズル２２の配列方向（Ｙ軸方向）に等しい間隔ｄで配列されている。圧電素子３１は、Ｘ軸方向に交互に積層された複数の圧電体層３１ａと導電体層３１ｂとを有している。圧電体層３１ａは、例えばＰＺＴ等の誘電体（圧電体）により形成されている。導電体層３１ｂは、例えば金属板等の導体により形成されている。
【００３７】
以下の説明では、圧電素子３１のＸ軸方向（ノズル２２の配列方向に直交する方向）の寸法を厚みＴ、Ｙ軸方向（ノズル２２の配列方向）の寸法を幅ｗ、Ｚ軸方向（長手方向）の寸法を長さｌ、とする。本実施形態では、ノズル２２の間隔及び図３に示す圧電素子３１の長さｌが、各液滴吐出ヘッド５において共通している。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５は、その位置によって、図３に示す圧電素子３１の幅ｗ及び間隔ｄが異なっている。そのため、各液滴吐出ヘッド５はその位置によって圧電素子３１のＹＺ平面に平行な面３１ｃ（ノズル２２の配列方向に平行な鉛直面）の面積が異なっている。これにより、各液滴吐出ヘッド５はその位置によって導電体層３１ｂの面積が異なっている。
【００３９】
具体的には、図１（ｂ）に示すようにＸ軸方向に配列された複数の液滴吐出ヘッド５のうち、最も外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１の圧電素子３１の幅ｗは、その内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１の幅ｗよりも大きくなっている。そのため、第１の液滴吐出ヘッド５１の圧電素子３１の面３１ｃの面積は、第２の液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１の面３１ｃの面積よりも大きくなっている。これにより、内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２は、外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１よりも、圧電素子３１の導電体層３１ｂの面積Ｓが小さくなっている。
【００４０】
一般に、圧電素子３１の静電容量Ｃは、圧電体層３１ａの厚みｔ、圧電体層３１ａの誘電率ε、導電体層３１ｂの面積Ｓを用いて下記の式（Ａ）で表される。
【００４１】
Ｃ＝εＳ／ｔ  …（Ａ）
【００４２】
上記の式（Ａ）から、静電容量Ｃは導電体層３１ｂの面積Ｓに比例していることがわかる。そのため、圧電体層３１ａの厚みｔが等しければ、内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１の静電容量Ｃは、外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１の圧電素子３１の静電容量Ｃよりも小さくなる。
【００４３】
ここで、第１の液滴吐出ヘッド５１と第２の液滴吐出ヘッド５２のノズル２２の間隔は等しく、圧電素子３１はそれぞれノズル２２に対応して設けられている。また、第１の液滴吐出ヘッド５１は第２の液滴吐出ヘッド５２よりも圧電素子３１の幅ｗが大きくなっている。そのため、第１の液滴吐出ヘッド５１は、その内側の第２の液滴吐出ヘッド５２よりも、圧電素子３１，３１の間隔ｄが小さくなっている。これにより、内側に配置された液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１と、外側に配置された液滴吐出ヘッド５１の圧電素子３１の双方をノズル２２に対応して配置させた状態で、これらの静電容量Ｃを異ならせることができる。
【００４４】
同様に、図１（ｂ）に示す第２の液滴吐出ヘッド５２よりも、その内側に配置された第３の液滴吐出ヘッド５３の方が、図３に示す圧電素子３１の幅ｗが小さくなっている。そのため、第３の液滴吐出ヘッド５３の方が第２の液滴吐出ヘッド５２よりも、圧電素子３１の面３１ｃの面積及び導電体層３１ｂの面積が小さくなっている。これにより、内側に配置された第３の液滴吐出ヘッド５３の圧電素子３１の静電容量Ｃは、外側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１の静電容量Ｃよりも小さくなっている。
【００４５】
また、第２の液滴吐出ヘッド５２は、第３の液滴吐出ヘッド５３よりも、圧電素子３１の幅ｗが大きくなっている。そのため、第２の液滴吐出ヘッド５２は、その内側の第３の液滴吐出ヘッド５３よりも、圧電素子３１，３１の間隔ｄが小さくなっている。これにより、内側に配置された液滴吐出ヘッド５３の圧電素子３１と、外側に配置された液滴吐出ヘッド５２の圧電素子３１の双方を、ノズル２２に対応して配置させた状態で、これらの静電容量Ｃを異ならせることができる。
【００４６】
本実施形態では、Ｘ軸方向において最も外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６は同様の構成とされ、圧電素子３１の静電容量Ｃが等しくなっている。また、それらの内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５は同様の構成とされ、圧電素子３１の静電容量Ｃが等しくなっている。また、それらの内側に配置された第３の液滴吐出ヘッド５３及び第４の液滴吐出ヘッド５４は同様の構成とされ、圧電素子３１の静電容量Ｃが等しくなっている。
【００４７】
図４は、図１（ｂ）に示す第１の液滴吐出ヘッド５１から第６の液滴吐出ヘッド５６の静電容量Ｃの大小関係を示すグラフである。図４において縦軸は静電容量Ｃを表し、横軸の１〜６までの数字は、それぞれ第１の液滴吐出ヘッド５１〜第６の液滴吐出ヘッド５６に対応している。
【００４８】
図４に示すように、最も外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６の静電容量Ｃが最も大きくなっている。そして、その内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５の静電容量Ｃが、外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６の静電容量Ｃよりも小さくなっている。また、その内側に配置された第３の液滴吐出ヘッド５３及び第４の液滴吐出ヘッド５４の静電容量Ｃが、外側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５の静電容量Ｃよりもさらに小さくなっている。
【００４９】
Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５についても、Ｘ軸方向に隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５と同様に設けられている。すなわち、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５は、内側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１の静電容量Ｃが、外側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１の静電容量Ｃよりも小さくなるように構成されている。
【００５０】
さらに、本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５において、内側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１は、外側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１よりも、図３に示す圧電体層３１ａの厚みｔが大きくなっている。上記の式（Ａ）から、静電容量Ｃは圧電体層３１ａの厚みｔに反比例していることがわかる。
【００５１】
そのため、導電体層３１ｂの面積Ｓが一定の場合、圧電素子３１において３１ｂの厚みｔ（導電体層３１ｂ間の距離）が大きくなると、静電容量Ｃが小さくなる。本実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５において、内側に配置された液滴吐出ヘッド５ほど、導電体層３１ｂの面積が小さくなっている。したがって、内側の液滴吐出ヘッド５の静電容量Ｃをさらに小さくすることができ、内側と外側の液滴吐出ヘッド５における静電容量Ｃの差をより大きくすることができる。
【００５２】
図１（ａ）に示すように、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軸方向にボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えている。キャリッジ移動装置６は、制御部１１から入力される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。
【００５３】
制御部１１は、液滴吐出ヘッド５及びステージ移動装置３並びにキャリッジ移動装置６を制御するようになっている。制御部１１は、制御信号として、ステージ移動装置３に対してワークステージ２のＸ座標を示すステージ位置を出力するように構成されている。また、キャリッジ移動装置６に対してキャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置を出力するように構成されている。また、液滴吐出ヘッド５の駆動回路基板（図示略）に描画データ及び駆動制御信号を出力するように構成されている。
【００５４】
以上の構成により、液滴吐出装置ＩＪは、制御部１１によりステージ移動装置３を駆動させることで、液滴吐出ヘッド５をワークステージ２に保持した基板Ｐに対してＸ軸方向に相対移動させることができるようになっている。また、制御部１１によりキャリッジ移動装置６を駆動させることで、液滴吐出ヘッド５をワークステージ２上の基板Ｐに対してＹ軸方向及びＺ軸方向に相対移動させることができるようになっている。
【００５５】
次に、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪの作用について説明する。
図１（ａ）に示すように、ワークステージ２の保持面２ａに保持させた基板Ｐに成膜を行う際には、制御部１１によりステージ移動装置３及びキャリッジ移動装置６を駆動させる。そして、基板Ｐに対してキャリッジ４を相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッド５のノズル２２から、例えばカラーフィルターの材料液等の機能液を断続的に吐出させる。これにより、基板Ｐ上の所定の領域にカラーフィルターの材料液を配置してカラーフィルターを成膜することができる。
【００５６】
図２に示す液滴吐出ヘッド５のノズル２２から機能液を吐出させる際には、制御部１１により各々の圧電素子３１にフレキシブルケーブル３３を介して所定の電圧波形を印加する。これにより、各々の圧電素子３１が電圧波形に応じて伸縮し、振動板２４が振動して圧力室２７の容積が変化する。圧力室２７の容積変化は圧力室２７内の圧力変化を生じさせる。この圧力変化に伴う各々の圧力室２７内の機能液の圧力の増減によって、各々のノズル２２から機能液の液滴Ｄが吐出される。
圧電素子３１へ電圧波形を印加して伸縮させると、圧電素子３１において熱が発生し、液滴吐出ヘッド５の温度が上昇する。
【００５７】
ここで、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、複数の液滴吐出ヘッド５が隣接して配置されている。この場合、外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６はその外側の面が露出されている。そのため、これらにおいて発生した熱は、大気等の雰囲気に放熱されやすい。
【００５８】
しかし、その内側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５は、その外側に第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６が隣接して配置されている。そのため、これらにおいて発生した熱は第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６よりも放熱されにくい。また、外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６が発生する熱の影響を受ける。したがって、第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５は、その外側に配置された第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６よりも高温になりやすい。
【００５９】
さらにその内側に配置された第３の液滴吐出ヘッド５３及び第４の液滴吐出ヘッド５４は、その外側に配置された第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５により放熱されにくい。加えて、これらが発生する熱及びその外側の第１の液滴吐出ヘッド５１及び第６の液滴吐出ヘッド５６の熱の影響を受けて、第２の液滴吐出ヘッド５２及び第５の液滴吐出ヘッド５５よりもさらに高温になりやすい。
【００６０】
ここで、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪでは、内側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１の静電容量Ｃが、外側に配置された液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１の静電容量Ｃよりも小さくなっている。
【００６１】
圧電素子３１が発生する熱量（仕事量）をＷ、圧電素子３１に印加する電圧をＶとすると、圧電素子３１の静電容量Ｃとの間に下記の式（１）の関係が成立する。
【００６２】
Ｗ＝ＣＶ２  …（１）
【００６３】
上記の式（１）に示すように、圧電素子３１が発生する熱量Ｗは圧電素子３１の静電容量Ｃに比例する。そのため、静電容量Ｃが小さいほど、圧電素子３１に発生する熱量は少なくなる。
【００６４】
そのため、図１（ｂ）に示すように、配列の内側の液滴吐出ヘッド５３，５４の圧電素子３１において発生する熱量が、配列の外側の液滴吐出ヘッド５２，５５の圧電素子３１において発生する熱量よりも少なくなる。また、液滴吐出ヘッド５２，５５の圧電素子３１において発生する熱量が、さらにその外側の液滴吐出ヘッド５１，５６の圧電素子３１において発生する熱量よりも少なくなる。
【００６５】
したがって、外側に配置された液滴吐出ヘッド５１，５６が発生する熱の影響を受けて内側に配置された液滴吐出ヘッド５２，５５の温度が上昇した場合であっても、各液滴吐出ヘッド５の温度差を減少させることができる。同様に、外側に配置された液滴吐出ヘッド５１，５２，５５，５６が発生する熱の影響を受けて内側に配置された液滴吐出ヘッド５３，５４の温度が上昇した場合であっても、各液滴吐出ヘッド５の温度差を減少させることができる。また、Ｙ軸方向に隣接して配置された各液滴吐出ヘッド５においても同様に温度差を減少させることができる。
【００６６】
これにより、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５の温度を均一化することができる。各液滴吐出ヘッド５の温度が均一化されると、吐出する機能液の粘度が均一化される。機能液の粘度が均一化されると、各液滴吐出ヘッド５が吐出する機能液の吐出量が均一化される。
【００６７】
図５は、図１（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に隣接して配置された液滴吐出ヘッド５の吐出量を示すグラフである。図５では、縦軸を機能液の吐出量（ｇ）とし、横軸の１〜６までの数字は、それぞれ第１の液滴吐出ヘッド５１〜第６の液滴吐出ヘッド５６に対応している。
第１の液滴吐出ヘッド５１〜第６の液滴吐出ヘッド５６温度が均一化され、吐出する機能液の粘度が均一化されたことで、図５に示すように、各液滴吐出ヘッド５の吐出量が均一化されていることが分かる。
【００６８】
ここで、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪとの比較のため、従来の液滴吐出装置について、図１（ｂ）を援用し、図６及び図７を用いて説明する。
本実施形態で説明する従来の液滴吐出装置は、図１（ｂ）に示す本実施形態の液滴吐出装置ＩＪと同様に、隣接して配置された第１〜第６の液滴吐出ヘッドを備えている。しかし、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪと異なり、各液滴吐出ヘッドが備える圧電素子の静電容量は全て等しくなっている。
【００６９】
図６は、従来の液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドの温度を示すグラフである。図６において、縦軸は温度を表し、横軸の１〜６の番号は隣接して配置された第１〜第６の液滴吐出ヘッドに対応している。
図６に示すように、従来の液滴吐出装置においては、最も内側に配置された第３、第４の液滴吐出ヘッドの温度が最も高温になっている。次いで、その外側に配置された第２、第５の液滴吐出ヘッドの温度が高く、さらにその外側に配置された第１、第６の液滴吐出ヘッドの温度が最も低くなっている。
【００７０】
複数の液滴吐出ヘッド間でこのような温度差が発生すると、各液滴吐出ヘッドが吐出する機能液の粘度が不均一になる。具体的には温度が高いほど機能液の粘度は低下し、温度が低いほど機能液の粘度は増加する。
【００７１】
図７は、従来の液滴吐出装置における各液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を示すグラフである。図７では、縦軸を機能液の吐出量（ｇ）とし、横軸の１〜６の数字は、それぞれ第１の液滴吐出ヘッド５１〜第６の液滴吐出ヘッド５６に対応している。
従来の液滴吐出装置では、第１〜第６の液滴吐出ヘッドの温度が不均一であり、吐出する機能液の粘度が不均一であることから、図７に示すように、各液滴吐出ヘッドの吐出量が不均一になっている。
【００７２】
一方、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪでは、上記のように各液滴吐出ヘッド５の圧電素子３１の静電容量Ｃを、液滴吐出ヘッド５の配列の位置に応じて異ならせている。これにより、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５から吐出される機能液の吐出量を均一化することができる。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の液滴吐出装置ＩＪによれば、隣接して配置された複数の液滴吐出ヘッド５から吐出される機能液の吐出量を均一化することができる。
【００７４】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態では、一のキャリッジに複数の液滴吐出ヘッドが保持されている構成について説明したが、本発明の液滴吐出装置は、複数の液滴吐出ヘッドを保持する複数のキャリッジを備えた構成としてもよい。この場合、複数のキャリッジは隣接して配置され、内側に配置されたキャリッジが備える液滴吐出ヘッドの圧電素子の静電容量を、外側に配置されたキャリッジが備える液滴吐出ヘッドの圧電素子の静電容量よりも小さくする。このように構成することで、複数のキャリッジが備える液滴吐出ヘッドの温度を均一化して、複数のキャリッジ間で液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を均一化することができる。
【符号の説明】
【００７５】
４  キャリッジ、５，５１，５２，５３，５４，５５，５６  液滴吐出ヘッド、２２  ノズル、３１  圧電素子、３１ａ  圧電体層、３１ｂ  導電体層、Ｃ  静電容量、ｄ  間隔、ＩＪ  液滴吐出装置、Ｓ  面積、ｔ  厚み
【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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