(57)【要約】【課題】液滴を噴射した後の液体中におけるメニスカス残留振動を速やかに減衰させ、メニスカス残留振動が存在することが原因となる塗布体の品質不良の発生を防止する。【解決手段】塗布体の製造方法において、圧電素子に第１パルス電圧Ｐ１を印加して液体が貯留される液室の容積を可変させ、液体の一部を塗布対象物に塗布される液滴として液室に連通するノズルから噴射させるステップと、圧電素子に複数の第２パルス電圧Ｐ２を印加して液室の容積を可変させ、液滴の噴射後に液室内の液体中に発生するメニスカス残留振動と逆位相の振動を液体中に連続して発生させることによりメニスカス残留振動を減衰させるステップと、を備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に第１パルス電圧を印加して液体が貯留される液室の容積を可変させ、前記液体の一部を塗布対象物に塗布される液滴として前記液室に連通するノズルから噴射させるステップと、
前記圧電素子に複数の第２パルス電圧を印加して前記液室の容積を可変させ、前記液滴の噴射後に前記液室内の液体中に発生するメニスカス残留振動と逆位相の振動を前記液体中に連続して発生させることにより前記メニスカス残留振動を減衰させるステップと、
を備えることを特徴とする塗布体の製造方法。
【請求項２】
複数の前記第２パルス電圧の電圧値を次第に小さくすることを特徴とする請求項１記載の塗布体の製造方法。
【請求項３】
複数の前記第２パルス電圧のパルス幅を次第に小さくすることを特徴とする請求項１記載の塗布体の製造方法。
【請求項４】
液体が貯留される液室と、
前記液室に連通されるノズルと、
前記液室の容積を可変させ、前記液体の一部を前記ノズルから液滴として噴射させる圧電素子と、
請求項１ないし３のいずれか一記載の塗布体の製造方法の第１パルス電圧と第２パルス電圧とを前記圧電素子に印加する制御部と、
を備えることを特徴とする液滴噴射塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布体の製造方法及び液滴噴射塗布装置に関し、特に、液滴をノズルから噴射させた場合に発生するメニスカス残留振動を減衰させて行う塗布体の製造方法及びメニスカス残留振動を減衰させる機能を備えた液滴噴射塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス電圧を印加することにより圧電素子を変位させ、圧電素子の変位を利用して液室内の液体をノズルから液滴として噴射させ、噴射された液滴を塗布対象物に塗付する液滴噴射塗布装置が知られている。この液滴噴射塗布装置から噴射された液滴は、噴射方向先端側に位置する頭部と、頭部の後方に繋がって伸びた尾部とからなる水滴状となって飛翔する。
【０００３】
このような液滴噴射塗布装置において、下記特許文献１に記載されたように、圧電素子に対し、パルス幅の大きい第１のパルス電圧とパルス幅の小さい第２のパルス電圧とを印加するようにした発明が知られている。
【０００４】
この発明によれば、第１のパルス電圧を圧電素子に印加することにより、液室内の液体の一部がオリフィスから液滴として噴射されされる。第２のパルス電圧を圧電素子に印加することにより、頭部からの尾部の切り離しが良好に行われ、発生する尾部の長さが短くなり、噴射されて飛翔する液滴の長さ寸法が小さくなる。
【特許文献１】特表２００１−５１８０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特表２００１−５１８０３０号公報に記載された発明では、以下の点について考慮されていない。
【０００６】
圧電素子にパルス電圧を印加して液滴を噴射させた場合、液滴が噴射された後の液体中にはノズルの液面のメニスカスが振動するメニスカス残留振動が生じる。液体中にメニスカス残留振動が生じているときに液滴を連続して噴射すると、メニスカス残留振動の影響により、飛翔する液滴中に液量の“疎”の部分と“密”の部分とが生じ、液滴中の“疎密”の存在により、飛翔中の液滴が“疎”の部分でくびれを生じ、２つ以上に分離されるという問題がある。
【０００７】
１つの液滴として飛翔すべき液滴が２つ以上に分離した状態で飛翔すると、塗布対象物上では分離して飛翔した液滴が次々に塗布される。このため、塗布された液滴の形状が細長い筋状又は楕円状となる場合があり、あるいは、２つ以上の箇所に分離して塗布される場合がある。
【０００８】
飛翔した液滴が細長い筋状や楕円状となって、又は、２つ以上に分離して塗布対象物に塗布されると、塗布対象物への液滴の塗布状態が不良になり、塗布対象物に液滴が塗布されて製造される塗布体の品質がバラツキを生じる。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は、液滴を噴射した後の液体中におけるメニスカス残留振動を速やかに減衰させ、メニスカス残留振動が存在することが原因となる塗布体の品質不良の発生を防止することができる塗布体の製造方法及び液滴噴射塗布装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、塗布体の製造方法において、圧電素子に第１パルス電圧を印加して液体が貯留される液室の容積を可変させ、前記液体の一部を塗布対象物に塗布される液滴として前記液室に連通するノズルから噴射させるステップと、前記圧電素子に複数の第２パルス電圧を印加して前記液室の容積を可変させ、前記液滴の噴射後に前記液室内の液体中に発生するメニスカス残留振動と逆位相の振動を前記液体中に連続して発生させることにより前記メニスカス残留振動を減衰させるステップと、を備えることである。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、液滴噴射塗布装置において、液体が貯留される液室と、前記液室に連通されるノズルと、前記液室の容積を可変させ、前記液体の一部を前記ノズルから液滴として噴射させる圧電素子と、請求項１ないし３のいずれか一記載の塗布体の製造方法の第１パルス電圧と第２パルス電圧とを前記圧電素子に印加する制御部と、を備えることである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液滴を噴射した後の液体中におけるメニスカス残留振動を速やかに減衰させることができ、メニスカス残留振動が存在することが原因となる塗布体の品質不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１４】
本発明の一実施の形態に係る液滴噴射塗布装置は、インク等の液体を液滴として噴射し、噴射されて飛翔する液滴を塗布対象物に塗布して塗布体である液晶パネル等を製造する装置である。この液滴噴射塗布装置１は、図１に示すように、液滴Ｅを噴射する部分である液滴噴射塗布ヘッド２と、液滴噴射塗布ヘッド２を液滴噴射位置に移動させる移動機構（図示せず）と、液体を液滴噴射塗布ヘッド２に供給する液体供給機構（図示せず）とを備えている。
【００１５】
液滴噴射塗布ヘッド２は、液体が貯留される複数の液室３と、各液室３に連通された液体溜まり部４と、各液室３の壁の一部を形成するノズルプレート５と、液室３の壁の他の一部を形成するダイヤフラム６と、各液室３毎に１つずつ設けられ、弾性材７を介してダイヤフラム６に固定された圧電素子８とを備えている。
【００１６】
ノズルプレート５には複数個のノズル９が形成され、各ノズル９は各液室３に１つずつ連通されている。各ノズル９からは、各液室３内の液体が液滴Ｅとして噴射される。圧電素子８には、この圧電素子８にパルス電圧を印加することにより圧電素子８を伸縮方向に変形させ、及び、印加するパルス電圧の電圧値とタイミングとを制御する制御部１０が接続されている。
【００１７】
制御部１０の制御により圧電素子８に印加されるパルス電圧しては、第１パルス電圧Ｐ１と第２パルス電圧Ｐ２とが挙げられる。なお、第１パルス電圧Ｐ１は、１つの液滴Ｅを噴射するごとに１回印加される。第２パルス電圧Ｐ２は、１つの液滴Ｅを噴射するごとに複数回連続して印加される。
【００１８】
第１パルス電圧Ｐ１が圧電素子８に印加されることにより、圧電素子８が縮む方向へ変形し、ダイヤフラム６が図１中の実線で示す位置に撓んで液室３の容積が大きくなる。これに伴い、液室３内のノズル９側の液体が矢印Ａで示すようにダイヤフラム６側に吸引されるとともに、液体溜まり部４内の液体が矢印Ｂで示すように液室３内に吸引される。その後、第１パルス電圧Ｐ１の印加が終了することにより、圧電素子８とダイヤフラム６とが図１中の破線で示す位置に復帰し、液室３内の容積が小さくなる。これにより、液室３内の液体の一部がノズル９から液滴Ｅとして噴射され、ノズル９から噴射された液滴Ｅはノズル９に対向する位置に配置された塗布対象物１１に塗布される。なお、ノズル９から液滴Ｅが噴射された後は、液室３内の液体中に、ノズル９の液面のメニスカスが振動するメニスカス残留振動が発生する。
【００１９】
第２パルス電圧Ｐ２が圧電素子８に印加されることにより、ノズル９からの液滴Ｅの噴射後に液室３内の液体中に発生するメニスカス残留振動と逆位相の振動が、液室３内の液体中に発生する。
【００２０】
メニスカス残留振動は、液室３の幾何学的形状や液体の粘性等により決定される固有周波数をもつ自由振動であるため、発生タイミングを予測することができる。従って、メニスカス残留振動と逆位相の振動を液体中に発生させる複数の第２パルス電圧Ｐ２を印加するタイミングに関しても予測することができる。第２パルス電圧Ｐ２は、予測されたメニスカス残留振動と逆位相となるタイミングで印加される。
【００２１】
図２は、第１パルス電圧Ｐ１と複数の第２パルス電圧Ｐ２とを示したものである。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれの場合にも、第１パルス電圧Ｐ１が圧電素子８に印加されることにより、液室３内の液体の一部が液滴Ｅとなってノズル９から噴射される。ノズル９から液滴Ｅが噴射された後に印加される複数の第２パルス電圧Ｐ２に関しては、図２（ａ）に示すように、電圧値とパルス幅とを同じにしてもよく、又は、図２（ｂ）に示すように、パルス幅を同じにして電圧値を次第に小さくしてもよく、又は、図２（ｃ）に示すように、電圧値を同じにしてパルス幅を次第に小さくしてもよい。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す第２パルス電圧Ｐ２の電圧値、及び、パルス幅は、第２パルス電圧Ｐ２が印加された場合に、ノズル９からの液滴Ｅの噴射が行われない値に設定されている。
【００２３】
第２パルス電圧Ｐ２を印加するタイミング、及び、第２パルス電圧Ｐ２の電圧値、パルス幅の減少の制御は、予め設定されたアルゴリズムに従って制御部１０において行われる。
【００２４】
このような構成において、ノズル９から液滴Ｅが噴射された後、液室３内の液体中にはノズル９の液面のメニスカスが振動するメニスカス残留振動が生じる。そこで、圧電素子８に複数の第２パルス電圧Ｐ２を印加してメニスカス残留振動と逆位相の振動を液室３内の液体中に発生させることより、メニスカス残留振動を速やかに減衰させることができる。
【００２５】
このため、液滴Ｅを短い間隔で連続して噴射する場合であっても、各液滴Ｅがメニスカス残留振動の影響を受けることがなくなり、飛翔する液滴Ｅがメニスカス残留振動の影響を受けて２つ以上に分離されるということが発生しない。そして、飛翔する液滴Ｅを塗布対象物１１上の目的とする塗布位置に精度良く塗付することができ、塗布対象物１１に液滴Ｅが塗布されることにより製造される塗布体の品質の均一化、及び、高品質化を達成することができる。
【００２６】
メニスカス残留振動は、第２パルス電圧Ｐ２が印加されることに伴って減衰される。このため、メニスカス残留振動の減衰に応じて、印加する複数の第２パルス電圧Ｐ２の電圧値を図２（ｂ）に示すように次第に小さくすることにより、メニスカス残留振動を効率良く減衰させることができる。又は、メニスカス残留振動の減衰に応じて、印加する複数の第２パルス電圧Ｐ２のパルス幅を図２（ｃ）に示すように次第に小さくすることにより、メニスカス残留振動を効率良く減衰させることができる。さらに、印加する複数の第２パルス電圧Ｐ２の電圧値を図２（ｂ）に示すように次第に小さくすることにより、又は、印加する複数の第２パルス電圧Ｐ２のパルス幅を図２（ｃ）に示すように次第に小さくすることにより、第２パルス電圧Ｐ２を印加するために消費される電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態の液滴噴射塗布装置を示す模式図である。
【図２】第１パルス電圧と第２パルス電圧とのパルス波形を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
３…液室、８…圧電素子、９…ノズル、１０…制御部、１１…塗布対象物、Ｅ…液滴、Ｐ１…第１パルス電圧、Ｐ２…第２パルス電圧
【図１】
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【図２】
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