(57)【要約】  固定基板３を介して振動が伝達されないようにする。圧電振動子４の振動に対する共振周波数を異ならせるために、同一の固定基板３には、長さの異なる圧電振動子４を取り付ける。電圧が印加された圧電振動子４により、膨張・収縮した圧力発生室９の残留振動が固定基板３に伝達されても、圧電振動子４間の共振周波数が違うため、固定基板３を介して他の圧電振動子４に振動が伝達されても、その圧電振動子４は振動しない。従って、その圧電振動子４が当接している圧力発生室９は振動による膨張・収縮がない。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向を有する複数の圧電振動子を有し、前記圧電振動子が長手方向に振動すると、それぞれ異なる圧力発生室を膨張・伸縮させ、前記各圧力発生室に設けられた吐出孔から吐出液を吐出させる印刷ヘッドであって、
前記各圧電振動子の振動の共振周波数は異なるようにされた印刷ヘッド。
【請求項２】
前記各圧電振動子の長手方向の長さは互いに異なるように形成された請求項１記載の印刷ヘッド。
【請求項３】
前記各圧電振動子の一端は、弾性部材を介して前記圧力発生室内部の前記吐出液と接触され、
前記各圧電振動子の他端側が、接着剤層によって固定基板に取り付けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の印刷ヘッド。
【請求項４】
吐出対象物の基板を配置する基板ステージと、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の印刷ヘッドとを有し、
前記基板ステージと前記印刷ヘッドが相対移動可能に構成され、
前記印刷ヘッドから吐出された前記吐出液が前記基板に着弾するように構成された印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出孔から吐出液を吐出し、基板等の吐出対象に着弾させる印刷ヘッド及び印刷装置に関し、特に、液晶やＥＬ表示素子等の製造に用いられる印刷ヘッドと印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、液晶表示装置のカラーフィルタや、有機ＥＬ表示装置の生産にインクジェット方式の吐出装置が用いられている。【０００３】
図４（ａ）、（ｂ）の符号１０１は、そのような吐出装置の印刷ヘッドの部分であり、図４（ａ）の符号Ａ0は内部構造の概略正面図、図４（ｂ）の符号Ｂ0は概略側面図である。
印刷ヘッド１０１の筺体１０２の下方位置にはノズルプレート１０６が設けられており、ノズルプレート１０６には、複数の圧力発生室１０９が設けられている。【０００４】
各圧力発生室１０９の下端には、吐出孔１１０が形成されており、上端は、筺体１０２内部に設けられた共通インク室１０８に接続されている。
各圧力発生室１０９の上方位置には、それぞれ圧電振動子１０４が配置されている。【０００５】
この印刷ヘッド１０１の外部に配置され、吐出液を蓄液するインクタンクから、供給路１１７を通って共通インク室１０８に吐出液が供給される。
各圧力発生室１０９には、共通インク室１０８内に供給された吐出液が分配され、吐出液で充満される。
圧力発生室１０９上に位置する弾性板１０５は、各圧力発生室１０９の内部に露出されており、圧電振動子１０４は、弾性板１０５の露出部分の反対側の面に当接されている。【０００６】
圧電振動子１０４に電圧が印加され、圧電振動子１０４が振動すると、その圧電振動子１０４が当接した圧力発生室１０９の吐出孔１１０から吐出液が吐出される。【０００７】
詳述すると、印刷ヘッド１０１の筺体１０２には窪みが設けられており、窪み内には固定基板１０３が配置されている。各圧電振動子１０４はその固定基板１０３に固定されており、圧電振動子１０４に電圧が印加されると圧電振動子１０４は長手方向に振動し、弾性板１０５を介して圧力発生室１０９を膨張・収縮させ、圧力発生室１０９の内部に蓄液された吐出液を吐出孔１１０から基板に向けて吐出させる。【０００８】
圧電振動子１０４の配置は固定基板１０３上に接着剤層１２５によって密集して貼付されており、膨張・収縮した圧力発生室１０９の残留振動が、固定基板１０３を介して、電圧が印加されていなかった圧電振動子１０４を振動させてしまう。【０００９】
その場合、振動が伝達された圧電振動子１０４は、弾性板１０５を介して接触する圧力発生室１０９に振動を伝達させ、その圧力発生室から吐出液が吐出されるというクロストークが発生する場合がある。【００１０】
このような残留振動伝播を防止するために、圧電振動子１０４と固定基板１０３の間の接着剤層１２５に、残留振動を吸収する機能を与える技術が公開されている。しかし、この方法は接着剤層１２５が残留振動を低減させる物理特性を利用するものであるため、残留振動を完全に消滅させることはできないと予測される。
【特許文献１】特開２０００−１０８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記クロストークに関する問題を解決するために創作されたものであり、圧力発生室の残留振動が圧電振動子と固定基板を介して他の圧力発生室に伝播することを防止して液滴吐出性能の安定なインクジェット方式の吐出装置、印刷ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、長手方向を有する複数の圧電振動子を有し、前記圧電振動子が長手方向に振動すると、それぞれ異なる圧力発生室を膨張・伸縮させ、前記各圧力発生室に設けられた吐出孔から吐出液を吐出させる印刷ヘッドであって、前記各圧電振動子の振動の共振周波数は異なるようにされた印刷ヘッドである。
また、本発明は、前記各圧電振動子の長手方向の長さは互いに異なるように形成された印刷ヘッドである。
また、本発明は、前記各圧電振動子の一端は、弾性部材を介して前記圧力発生室内部の前記吐出液と接触され、前記各圧電振動子の他端側が、接着剤層によって固定基板に取り付けられた印刷ヘッドである。
また、本発明は、吐出対象物の基板を配置する基板ステージと、上記いずれかの印刷ヘッドとを有し、前記基板ステージと前記印刷ヘッドが相対移動可能に構成され、前記印刷ヘッドから吐出された前記吐出液が前記基板に着弾するように構成された印刷装置である。
【発明の効果】
【００１３】
静止状態にある振動子に他の振動子の振動が印加されても、静止状態の振動子は少ししか振動しようとしないのでクロストークは発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の印刷装置の一例
【図２（ａ）】Ａ1：本発明の一例の印刷ヘッドの内部正面図
【図２（ｂ）】Ｂ1：その印刷ヘッドの内部側面図
【図３】Ａ2：本発明の他の例の印刷ヘッドの内部正面図
【図４（ａ）】Ａ0：従来技術の印刷ヘッドの内部正面図
【図４（ｂ）】Ｂ0：その印刷ヘッドの内部側面図
【符号の説明】
【００１５】
１……印刷ヘッド
３……固定基板
４……圧電振動子
５……弾性部材
９……圧力発生室
１０……吐出孔
２５……接着剤層
５３……基板ステージ
５８……基板
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１の符号５０は、本発明の一例の印刷装置である。
この印刷装置５０は台座５１を有しており、該台座５１上には、ステージ移動装置５２を介して基板ステージ５３が配置されている。ステージ移動装置５２には基板ステージ５３を移動させる装置が設けられており、基板ステージ５３は、台座５１上で往復移動可能である。【００１７】
基板ステージ５３の移動範囲よりも上方位置には、ブリッジ５４が配置されている。ブリッジ５４には、ヘッド移動装置５６が設けられており、該ヘッド移動装置５６には、印刷ヘッド１が移動可能に取り付けられている。ヘッド移動装置５６には、印刷ヘッド１を移動させる装置が設けられており、印刷ヘッド１は、基板ステージ５３よりも上方位置で、基板ステージ５３の往復移動の方向とは直角方向に往復移動可能である。【００１８】
印刷装置５０には、吐出液が蓄液された吐出液タンク５７が設けられている。
印刷ヘッド１には吐出液タンク５７が接続されており、後述するように、吐出液タンク５７から吐出液が供給され、吐出液を吐出できるように構成されている。【００１９】
符号５８は吐出液の吐出対象である基板であり、基板ステージ５３上に配置されている。印刷ヘッド１と基板ステージ５３とを相対的に移動させることで、印刷ヘッド１を基板５８の上方の所望位置に移動させることが可能であり、その状態で、不図示の制御装置から印刷ヘッド１に吐出信号が出力されると、印刷ヘッド１から吐出液が吐出され、基板５８表面の所望位置に着弾させることができる。【００２０】
図２（ａ）の符号Ａ1は、印刷ヘッド１の内部正面図であり、図２（ｂ）の符号Ｂ1は内部側面図である。
印刷ヘッド１の内部構造を説明すると、印刷ヘッド１は、筺体２を有しており、筺体２には、ノズルプレート６が取り付けられている。ここではノズルプレート６は、筺体２の下端部に取り付けられ、ノズルプレート６の下方を向く表面が基板ステージ５３と対面できるようになっている。【００２１】
ノズルプレート６の内部には、複数の圧力発生室９が設けられており、筺体２の内部には共通インク室８が一室設けられている。
また、ノズルプレート６の内部には、一端が異なる圧力発生室９に接続され、他端が共通インク室８に接続された接続路１８ａが設けられており、筺体２の内部には、共通インク室８を吐出液タンク５７に接続されたパイプ７に接続する供給路１７が設けられている。【００２２】
パイプ７と供給路１７を通り、吐出液タンク５７から共通インク室８に供給された吐出液は接続路１８ａで各圧力発生室９に分配される。
ノズルプレート６のうち、圧力発生室９の壁面となっている筺体２側の部分には開口が形成され、その開口は弾性板や弾性フィルム等の弾性部材５(ここでは厚さ５μｍの金属フィルム)で塞がれており、圧力発生室９に吐出液が供給され、圧力発生室９の内部から気体が除去された状態で、吐出液が充満すると、弾性部材５は吐出液と接触する。【００２３】
この印刷ヘッド１は細長の圧電振動子４を複数有しており、弾性部材５の圧力発生室９内で吐出液と接触する面の反対側の面には、圧電振動子４の一端部がそれぞれ当接されている。
圧電振動子４の表面と裏面には、電極２３、２４がそれぞれ形成されている。【００２４】
筺体２には、回路基板２１が取り付けられており、回路基板２１に形成された回路電極２２が圧電振動子４の電極２３、２４と接触して電気的に接続され、圧電振動子４の表面と裏面の電極２３、２４の間に電圧を印加できるように構成されている。【００２５】
筺体２には固定基板３が固定されており、各圧電振動子４は、弾性部材５とは反対側の端部側が接着剤層２５によって、固定基板３に接着されている。各圧電振動子４は互いに平行に接着されている。【００２６】
固定基板３は、ノズルプレート６上に立設されており、固定基板３のノズルプレート６側の一部分は、厚みが薄く形成され、その部分の固定基板３と圧電振動子４の間に隙間１６が形成されている。
圧電振動子４の表面と裏面の間に電圧が印加されると、各圧電振動子４は長手方向に振動し、弾性部材５を圧力発生室９の外部に膨らませたり、圧力発生室９の内部に凹ませることで、圧力発生室９の容積を膨張・収縮させる。圧電振動子４と固定基板３とが接着された部分も長手方向に振動する。【００２７】
ノズルプレート６には、圧力発生室９毎に吐出孔１０が設けられており、各吐出孔１０は、ノズルプレート６内に設けられた吐出経路１８ｂによってそれぞれ異なる圧力発生室９に接続されている。制御装置によって選択された圧電振動子４に電圧が印加され、圧力発生室９が膨張・収縮すると、その圧力発生室９内の吐出液が吐出孔１０から吐出される。【００２８】
この印刷ヘッド１では、同一の固定基板３に配置された圧電振動子４の振動の共振周波数は互いに異なっており、同じ共振周波数の圧電振動子４は固定基板３に配置されないように、弾性部材５に当接された端部から、その反対側の端部までの長さが互いに異なる圧電振動子４が配置されている。【００２９】
従って、電圧が印加された圧電振動子４が振動して膨張・収縮させた圧力発生室９の残留振動が固定基板３に伝達され、その振動が他の圧電振動子４に伝達されても、共振周波数が異なる圧電振動子４の振動量は少ないため、クロストークは発生しない。【００３０】
圧電振動子４の長さが異なると、印加電圧の大きさと長さ方向の振動の大きさは、圧電振動子４毎に異なってしまう。各圧電振動子４から一定量の吐出液を吐出させるために、予め、各圧電振動子４への印加電圧の大きさと吐出された吐出液量の関係を測定しておき、各吐出孔１０から基板５８に着弾する吐出液の体積が、同一の吐出回数であれば一定値になるような電圧値を圧電振動子４毎に求め、その電圧値で各圧電振動子４を振動させる。【００３１】
上記例では図２（ａ）、（ｂ）に長さが異なるＮ本の圧電振動子４が示されており、最短の圧電振動子４の長さをＬ1、最長の圧電振動子４の長さをＬNとすると、他の圧電振動子４の長さＬkは、Ｌ1＜Ｌk＜ＬN であり、最短の長さＬ1の圧電振動子４が、平行に並べられたＮ個の振動子４中の一端に配置され、最長の長さＬNの圧電振動子４が他端に配置され、異なる長さの圧電振動子４が互いに平行に、長さの大小の順序で並べられている。【００３２】
本発明は、上記のように、圧電振動子４が長さの順序で並べられているものに限定されず、図３の符号Ａ2の正面図のように、共振周波数が異なるように異なる長さのＬ1〜ＬNとされた圧電振動子４が、互いに平行に、ランダムの順序で固定基板３に取り付けられていてもよい。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
2010044407.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月13日(2011.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記例では図２（ａ）、（ｂ）に長さが異なるＮ本の圧電振動子４が示されており、最短の圧電振動子４の長さをＬ1、最長の圧電振動子４の長さをＬNとすると、他の圧電振動子４の長さＬkは、Ｌ1＜Ｌk＜ＬN であり、最短の長さＬ1の圧電振動子４が、平行に並べられたＮ個の圧電振動子４中の一端に配置され、最長の長さＬNの圧電振動子４が他端に配置され、異なる長さの圧電振動子４が互いに平行に、長さの大小の順序で並べられている。
【国際調査報告】
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