(57)【要約】【課題】圧電素子の発熱によって加熱された吐出用液体を効果的に冷却する。【解決手段】通常駆動信号によって圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させる装置であって、通常駆動信号とは異なる冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常駆動信号によって圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させる装置であって、
前記通常駆動信号とは異なる冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
冷却用駆動信号によって液滴を複数回吐出することにより吐出用液体を規定温度まで冷却す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】
冷却用駆動信号の繰返周波数は、圧電素子が吐出用液体を加熱しない程度の低周波に設定され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】
冷却用駆動信号は、最大重量の液滴を吐出させるように形状設定され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】
温度検出手段によって検出された吐出用液体の温度が所定のしきい値温度を越えると、冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
通常駆動信号による所定時間内における吐出回数が所定のしきい値回数を越えると、冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
通常駆動信号による通常吐出の間に冷却用駆動信号による冷却吐出を行うことを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
吐出用液体は、印刷用のインクであることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
吐出用液体は、配線パターンを形成する導電性材料であることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
吐出用液体は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１１】
吐出用液体は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
吐出用液体は、電気光学物質であることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１３】
電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であることを特徴とする請求項１２記載の液滴吐出装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３いずれかに記載の液滴吐出装置を用いて吐出用液体の膜を成膜することを特徴とする製膜装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の製膜装置を用いて製造されたデバイスを備える電子機器。
【請求項１６】
圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させる方法において、
通常吐出とは異なる冷却吐出によって吐出用液体を冷却することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項１７】
複数回の冷却吐出を行うことにより吐出用液体を規定温度まで冷却することを特徴とする請求項１６記載の液滴吐出方法。
【請求項１８】
冷却吐出の繰返周波数は、圧電素子が吐出用液体を加熱しない程度の低周波に設定されることを特徴とする請求項１６または１７記載の液滴吐出方法。
【請求項１９】
冷却吐出は、最大重量の液滴を吐出させるものであることを特徴とする請求項１６〜１８いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２０】
吐出用液体の温度が所定のしきい値温度を越えると、冷却吐出を行うことを特徴とする請求項１６〜１９いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２１】
所定時間内における通常吐出の吐出回数が所定のしきい値回数を越えると、冷却吐出を行うことを特徴とする請求項１６〜１９いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２２】
通常吐出の間に冷却吐出を行うことを特徴とする請求項１６〜２１いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２３】
吐出用液体は、印刷用のインクであることを特徴とする請求項１６〜２２いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２４】
吐出用液体は、配線パターンを形成する導電性材料であることを特徴とする請求項１６〜２２いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２５】
吐出用液体は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であることを特徴とする請求項１６〜２２いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２６】
吐出用液体は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であることを特徴とする請求項１６〜２２いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２７】
吐出用液体は、電気光学物質であることを特徴とする請求項１４〜２０いずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項２８】
電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であることを特徴とする請求項２７記載の液滴吐出方法。
【請求項２９】
請求項１７〜２８いずれかに記載の液滴吐出方法を用いて吐出用液体の膜を成膜することを特徴とする製膜方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の製膜方法を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を用いて液滴を対象物に吐出する液滴吐出装置及び方法、並びにこのような液滴吐出装置及び方法を用いた製膜装置及び方法、デバイス製造方法並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
特開平７−３０４１６８号公報には、液滴吐出装置の一応用例としてのインク噴射装置が開示されている。このインク噴射装置は、駆動回路（ＩＣチップ）の作動熱をインクジェットヘッド（記録ヘッド）に伝達することによりインクの温度を適温化して吐出特性を安定化させるものである。すなわち、この従来技術は、駆動回路の作動によって発生する熱をインクジェットヘッドに伝達することによりインクを加熱し、この加熱状態にあるインクを吐出することにより、特に放熱板等を設けることなく駆動回路を冷却するものである。
【０００３】
しかしながら、圧電素子を用いた液滴吐出装置では、圧電素子の振動による機械的損失が熱（作動熱）を発生し、この作動熱によってインク等の吐出用液体が加熱されてしまい、液体粘度の低下によって、指定されたインク重量を得られない、サテライトの発生、インク細りやインク飛行曲がりの発生、という問題があるが、このような問題点については未だ効果的な解決手段が見出されていないのが現状である。吐出用液体をある一定の温度に保持することは、安定吐出（安定した品質）を得るために重要であるが、吐出用液体周辺の概温度検出を行い、ヘッド駆動電圧あるいは波形を変更し、前述の問題点を削減することは試みられているが、上記作動熱による吐出用液体の加熱に対応するために複雑な追加機構をインクジェットヘッドに施すことになり、コストや信頼性の面等から得策ではない。したがって、新たな機構を追加せずに、既存の機構を極力応用した解決手段が望まれている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３０４１６８号公報
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、以下の点を目的とするものである。
（１）圧電素子の発熱によって加熱された吐出用液体を効果的に冷却する。
（２）追加機構を極力抑えつつ、圧電素子の発熱によって加熱された吐出用液体を冷却する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、液滴吐出装置に係わる第１の手段として、通常駆動信号によって圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させる装置であって、通常駆動信号とは異なる冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出するという構成を採用する。
【０００７】
また、液滴吐出装置に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、冷却用駆動信号によって液滴を複数回吐出することにより吐出用液体を規定温度まで冷却するという構成を採用する。
【０００８】
液滴吐出装置に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、冷却用駆動信号の繰返周波数は、圧電素子が吐出用液体を加熱しない程度の低周波に設定されるという構成を採用する。
【０００９】
液滴吐出装置に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、冷却用駆動信号は、最大重量の液滴を吐出させるように形状設定されるという構成を採用する。
【００１０】
液滴吐出装置に係わる第５の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、温度検出手段によって検出された吐出用液体の温度が所定のしきい値温度を越えると、冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出するという構成を採用する。
【００１１】
液滴吐出装置に係わる第６の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、通常駆動信号による所定時間内における吐出回数が所定のしきい値回数を越えると、冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出するという構成を採用する。
【００１２】
液滴吐出装置に係わる第７の手段として、上記第１〜第６いずれかの手段において、通常駆動信号による通常吐出の間に冷却用駆動信号による冷却吐出を行うという構成を採用する。
【００１３】
液滴吐出装置に係わる第８の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、印刷用のインクであるという構成を採用する。
【００１４】
液滴吐出装置に係わる第９の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、配線パターンを形成する導電性材料であるという構成を採用する。
【００１５】
液滴吐出装置に係わる第１０の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であるという構成を採用する。
【００１６】
液滴吐出装置に係わる第１１の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であるという構成を採用する。
【００１７】
液滴吐出装置に係わる第１２の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、電気光学物質であるという構成を採用する。
【００１８】
液滴吐出装置に係わる第１３の手段として、上記第１２の手段において、電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であるという構成を採用する。
【００１９】
また、本発明では、製膜装置に係わる手段として、上記第１〜第１３いずれかに記載の液滴吐出装置を用いて吐出用液体の膜を成膜するという構成を採用する。
【００２０】
さらに、本発明では、電子機器に係わる手段として、上記手段に係わる製膜装置を用いて製造されたデバイスを備えるという構成を採用する。
【００２１】
一方、本発明では、液滴吐出方法に係わる第１の手段として、圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させる方法において、通常吐出とは異なる冷却吐出によって吐出用液体を冷却するという構成を採用する。
【００２２】
また、液滴吐出方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、複数回の冷却吐出を行うことにより吐出用液体を規定温度まで冷却するという構成を採用する。
【００２３】
液滴吐出方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、冷却吐出の繰返周波数は、圧電素子が吐出用液体を加熱しない程度の低周波に設定されるという構成を採用する。
【００２４】
液滴吐出方法に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、冷却吐出は、最大重量の液滴を吐出させるものであるという構成を採用する。
【００２５】
液滴吐出方法に係わる第５の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、吐出用液体の温度が所定のしきい値温度を越えると、冷却吐出を行うという構成を採用する。
【００２６】
液滴吐出方法に係わる第６の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、所定時間内における通常吐出の吐出回数が所定のしきい値回数を越えると、冷却吐出を行うという構成を採用する。
【００２７】
液滴吐出方法に係わる第７の手段として、上記第１〜第６いずれかの手段において、通常吐出の間に冷却吐出を行うという構成を採用する。
【００２８】
液滴吐出方法に係わる第８の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、印刷用のインクであるという構成を採用する。
【００２９】
液滴吐出方法に係わる第９の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、配線パターンを形成する導電性材料であるという構成を採用する。
【００３０】
液滴吐出方法に係わる第１０の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であるという構成を採用する。
【００３１】
液滴吐出方法に係わる第１１の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であるという構成を採用する。
【００３２】
液滴吐出方法に係わる第１２の手段として、上記第１〜第７いずれかの手段において、吐出用液体は、電気光学物質であるという構成を採用する。
【００３３】
液滴吐出方法に係わる第１３の手段として、上記第１２の手段において、電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であるという構成を採用する。
【００３４】
また、本発明では、製膜方法に係わる手段として、上記第１〜１３いずれかに記載の液滴吐出方法を用いて吐出用液体の膜を成膜するという構成を採用する。
【００３５】
さらに、本発明では、デバイス製造方法に係わる手段として、上記手段に係わる製膜方法を用いてデバイスを製造するという構成を採用する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる液滴吐出装置及び方法、製膜装置及び方法、デバイス製造方法並びに電子機器の一実施形態について説明する。
【００３７】
〔液滴吐出装置の全体構成〕
図１は、本実施形態に係わる液滴吐出装置の全体構成を示す斜視図である。この図１に示すように、本液滴吐出装置Ａは、本体Ｂと制御コンピュータＣとから構成されている。本体Ｂは、基台１、Ｘ方向駆動軸２、Ｙ方向駆動軸３、Ｘ方向駆動モータ４、Ｙ方向駆動モータ５、ステージ６、吐出ヘッド７、及び制御装置８等から構成され、一方、制御コンピュータＣは、キーボード１０、外部記憶部１１及び表示部１２等を備えている。
【００３８】
基台１は所定面積を有する方形状の平板であり、その表面（上面）上には、互いに直交配置されたＸ方向駆動軸２及びＹ方向駆動軸３が設けられている。Ｘ方向駆動軸２は、ボールねじ等から構成されており、Ｘ方向駆動モータ４によって回転駆動される。このＸ方向駆動モータ４は、例えばステッピングモータであり、制御装置８から入力される駆動信号に基づいてＸ方向駆動軸２を回転させことにより、基台１上において吐出ヘッド７をＸ方向（主走査方向）に移動させる。
【００３９】
Ｙ方向駆動軸３は、上記Ｘ方向駆動軸２と同様にボールねじから構成されており、Ｙ方向駆動モータ５によって回転駆動される。このＹ方向駆動モータ５は、例えばステッピングモータであり、制御装置８から入力される駆動信号に基づいてＹ方向駆動軸３を回転させることにより、基台１上においてステージ６をＹ方向（副走査方向）に移動させる。ステージ６は、方形状の平板であり、その上面には対象物Ｗが固定状態で載置されている。この対象物Ｗは、吐出ヘッド７から吐出された液滴を付着させる対象であり、各種の用紙や基板等である。
【００４０】
吐出ヘッド７は、内部に貯留する吐出用液体を圧電素子の機械的変形を利用して液滴として吐出するものであり、その詳細構成については後述する。なお、吐出用液体は、本液滴吐出装置Ａの用途に応じて種々のものが適用されるが、例えば各種のインクや樹脂あるいは電気光学物質等である。制御装置８は、制御コンピュータＣによる制御の下に、上記Ｘ方向駆動モータ４、Ｙ方向駆動モータ５及び吐出ヘッド７を制御・駆動するものである。
【００４１】
一方、制御コンピュータＣの構成要件であるキーボード１０は、液滴の対象物Ｗへの吐出に関する吐出条件等の各種設定情報を入力するためのものである。外部記憶部１１は、このキーボード１０から入力された各種設定情報を記憶するものであり、例えばハードディスク装置である。また、表示部１２は、外部記憶部１１に既に記憶された上記各種設定情報やキーボード１０から入力された各種設定情報を画面表示するためのものである。
【００４２】
このように構成された本液滴吐出装置Ａは、制御コンピュータＣによる制御の下にＸ方向駆動モータ４及びＹ方向駆動モータ５を作動させることによって対象物Ｗと吐出ヘッド７との相対位置関係を任意に設定すると共に、対象物Ｗの任意の位置に吐出ヘッド７から液滴を吐出して付着させる。
【００４３】
〔吐出ヘッド７の詳細構成〕
続いて、図２は、上記吐出ヘッド７の詳細構成を示す分解斜視図である。吐出ヘッド７は、ノズル形成板２０、圧力発生室形成板２１、振動板２２、アクチュエータ部２３及びケーシング２４等から構成されている。
【００４４】
ノズル形成板２０は、複数の吐出用開口２０ａが所定間隔で形成された平板であり、圧力発生室２１ａ、側壁（隔壁）２１ｂ、リザーバ２１ｃ及び導入路２１ｄがエッチング加工によって形成されている。圧力発生室２１ａは、上記吐出用開口２０ａに対応して複数設けられており、吐出直前の吐出用液体を貯蔵する空間である。側壁２１ｂは、このような各圧力発生室２１ａを仕切るためのものである。リザーバ２１ｃは、吐出用液体を各圧力発生室２１ａに供給するための流路である。また、導入路２１ｄは、吐出用液体をリザーバ２１ｃから各圧力発生室２１ａに導入するためのものである。
【００４５】
振動板２２は、弾性変形可能な薄板であり、圧力発生室形成板２１の上面に接着されている。すなわち、ノズル形成板２０と圧力発生室形成板２１と振動板２２とは、接着剤で張り合わせた３層構造を有している。振動板２２の上面には、アクチュエータ部２３が設けられており、振動板２２において各圧力発生室２１ａに対応する部位は、アクチュエータ部２３内の圧電素子によって表面に対して鉛直方向に変形するようになっている。なお、上記ノズル形成板２０、圧力発生室形成板２１、振動板２２及びアクチュエータ部２３は、全体としてケーシング２４内に収容されており、一体の吐出ヘッド７を形成している。
【００４６】
〔アクチュエータ部２３の詳細構成〕
図３は、上記アクチュエータ部２３の詳細構成を示す縦断面図である。上記振動板２２の各圧力発生室２１ａに対応する部位には、図示するように圧電素子３０の一端が接着固定されている。この圧電素子３０は、外部から印加される電圧によって上下方向に伸縮するものである。圧電素子３０の他端は、固定基板３１に接着固定されており、固定基板３１はホルダ３２に接着固定されている。このホルダ３２は、振動板２２上に固定されている。
【００４７】
また、上記固定基板３１には駆動用集積回路３３が接着固定されており、この駆動用集積回路３３にはフレキシブルケーブル３４を介して制御装置８（図１参照）から各種の制御信号や駆動信号（通常駆動信号や冷却駆動信号）が供給される。駆動用集積回路３３は、上記制御信号に基づいて各種駆動信号を選択的に出力するものであり、各圧電素子３０には、駆動用集積回路３３によって選択された各種駆動信号がフレキシブルケーブル３４を介して供給されるようになっている。
【００４８】
すなわち、本液滴吐出装置Ａの吐出ヘッド７は、駆動用集積回路３３から圧電素子３０に選択的に供給される各種駆動信号によって圧電素子３０が上下方向に伸縮する。そして、この圧電素子３０の伸縮によって圧電素子３０の直下に位置する振動板２２の部位は、上下方向つまり振動板２２の表面に鉛直方向に変形することによって、圧力発生室２１ａに貯留された吐出用液体Ｌが液滴Ｄとして対象物Ｗに向けて吐出される。
【００４９】
〔電気的機能構成〕
次に、図４を参照して、本液滴吐出装置Ａの電気的な機能構成について説明する。この図４に示すように、上記本体Ｂに設けられた制御装置８は、演算制御部８ａと駆動信号生成部８ｂとから構成され、一方、吐出ヘッド７内に設けられた駆動用集積回路３３は、切替信号生成部３３ａ、スイッチ回路３３ｂ及び温度検出部３３ｃ等から構成されている。
【００５０】
演算制御部８ａは、制御コンピュータＣから入力された上記設定情報及び内部に予め記憶された制御プログラムに基づいてＸ方向駆動モータ４及びＹ方向駆動モータ５を制御・駆動すると共に、圧電素子３０を駆動するための各種駆動信号ａを生成するための各種データ（駆動信号生成用データ）を駆動信号生成部８ｂに出力する。また、演算制御部８ａは、上記制御プログラムに基づいて選択データｂを生成して切替信号生成部３３ａに出力する。この選択データｂは、駆動信号ａの印加対象となる圧電素子３０を指定するためのノズル選択データと圧電素子３０に印加する駆動信号を指定するための波形選択データとからなる。
【００５１】
なお、本演算制御部８ａは、温度検出部３３ｃから入力される温度検出信号ｃをも加味して上記波形選択データを生成するように構成されている。すなわち、本演算制御部８ａは、温度検出信号ｃに応じて通常駆動信号あるいは冷却用駆動信号のいずれかを切替信号生成部３３ａに対して選択指定する。
【００５２】
駆動信号生成部８ｂは、上記駆動信号生成用データに基づいて所定形状の各種駆動信号、つまり通常駆動信号及び冷却用駆動信号を生成してスイッチ回路３３ｂに出力する。
【００５３】
図５は、通常駆動信号及び冷却用駆動信号の各波形（１周期分）を示す模式図である。この図５において、（ａ）は通常駆動信号ＮＤの波形を示し、（ｂ）は冷却用駆動信号ＣＤの波形を示している。通常駆動信号ＮＤの繰返周波数ｆは２０ｋＨｚに設定されているのに対して、冷却用駆動信号ＣＤの繰返周波数ｆは、例えば１０Ｈｚに設定されている。この１０Ｈｚ近傍の繰返周波数ｆは、圧電素子３０を十分に駆動可能なものであると同時に、圧電素子３０が作動することによって発生する熱（作動熱）を最小限に抑える周波数（すなわち吐出用液体Ｌを加熱しない程度の周波数）である。
【００５４】
また、通常駆動信号ＮＤ及び冷却用駆動信号ＣＤの立ち上がり傾斜ｈｒと水平なホールド時間ｈｓと立ち下がり傾斜ｈｄとは、液滴Ｄの大きさ、つまり重量を規定するが、冷却用駆動信号ＣＤの立ち上がり傾斜ｈｒと立ち下がり傾斜ｈｄとは、通常用駆動信号ＮＤの立ち上がり傾斜ｈｒと立ち下がり傾斜ｈｄに対して緩やかに設定され、また冷却用駆動信号ＣＤのホールド時間ｈｓは、通常用駆動信号ＮＤのホールド時間に対して長めに設定されている。こうすることで、この冷却用駆動信号ＣＤの立ち上がり傾斜ｈｒとホールド時間ｈｓと立ち下がり傾斜ｈｄとは、例えば液滴Ｄの大きさが最大重量となるように設定することが可能である。ここでいう最大重量とは、図２の圧力発生室２１ａの体積の１／２の体積を示す。原理的に圧力発生室の体積の１／２を超えるインクを吐出することは不可能であり、その原因は少なくとも圧力発生室２１ａ内の１／２の体積は導入路２１ｄを経由してリザーバ２１ｃ側に逃げてしまうためである。すなわち、冷却用駆動信号ＣＤは、１回の吐出動作において最も大きな液滴Ｄを吐出用開口２０ａから吐出するように形状設定されている。
【００５５】
一方、切替信号生成部３３ａは、選択データｂに基づいて各圧電素子３０への駆動信号ａの導通／非導通を指示する切替信号を生成し、スイッチ回路３３ｂに出力する。スイッチ回路３３ｂは、各圧電素子３０毎に設けられており、切替信号によって指定された駆動信号を圧電素子３０に出力する。温度検出部３３ｃは、駆動用集積回路３３の動作温度を検出し、温度検出信号ｃとして演算制御部８ａに出力する。
【００５６】
ここで、駆動用集積回路３３は、図３に示したように固定基板３１に接着固定される一方、この固定基板３１には、駆動信号に基づく作動によって熱（作動熱）を発する各圧電素子３０の他端も接着固定されている。すなわち、温度検出部３３ｃが収容された駆動用集積回路３３と各圧電素子３０とは熱伝導性に優れた固定基板３１を介して密に熱結合した状態にある。したがって、温度検出部３３ｃが検出する駆動用集積回路３３の動作温度は、圧電素子３０の作動熱を正確に反映したものとなる。また、圧電素子３０は振動板２２（薄板）を挟んで吐出用液体Ｌと密に熱結合しているので、温度検出部３３ｃは、多少の温度差はあるものの、吐出用液体Ｌの温度を圧電素子３０の温度としてほぼ正確に検出する。
【００５７】
次に、このように構成された液滴吐出装置の動作について、図６をも参照して詳しく説明する。
【００５８】
まず最初に通常動作について説明する。
演算制御部８ａによるＸ方向駆動モータ４及びＹ方向駆動モータ５の制御・駆動と切替信号生成部３３ａへの選択データｂの出力、並びに駆動信号生成部８ｂによるスイッチ回路３３ｂへの各種駆動信号の出力は同期して行われる。すなわち、演算制御部８ａによる制御・駆動によってＸ方向駆動モータ４及びＹ方向駆動モータ５が作動し、吐出用ヘッド７と対象物Ｗとの相対位置が適宜設定された状態で、駆動用集積回路３３のスイッチ回路３３ｂから圧電素子３０に通常駆動信号ＮＤが連続的に印加され、吐出用液体Ｌが吐出用開口２０ａから液滴Ｄとして対象物Ｗに連続して吐出（通常吐出）される。
【００５９】
このような通常吐出は、繰返周波数ｆが比較的高速な２０ｋＨｚで行われるために、圧電素子３０及び駆動集積回路３３の作動熱の発生が大きく、したがって吐出用液体Ｌは、当該圧電素子３０及び駆動集積回路３３の作動熱によって加熱されて温度上昇を呈する。そして、このような吐出用液体Ｌの温度上昇は、固定基板３１を介することにより圧電素子３０と密に熱結合した駆動集積回路３３内の温度検出部３３ｃによって等価的に圧電素子３０の温度上昇として検出される。
【００６０】
演算制御部８ａは、温度検出部３３ｃから入力される温度検出信号ｃに基づいて吐出用液体Ｌの温度を把握し、この温度が所定のしきい値温度を越えると、駆動信号生成部８ｂに冷却用駆動信号ＣＤの生成を指示すると共に、当該冷却用駆動信号ＣＤの圧電素子３０への印加を指示する選択データｂを生成して切替信号生成部３３ａに出力する。この結果、冷却用駆動信号ＣＤが圧電素子３０に印加され、最大重量の液滴Ｄが１０Ｈｚの繰返周波数ｆで吐出用開口２０ａから吐出（冷却吐出）されることにより、圧電素子３０の作動熱の一部、更には固定基板３１を介して駆動集積回路３３の作動熱の一部は、液滴Ｄによって外部に放出されると同時に、加熱の程度が少ない液体がリザーバ２１ｃから導入路２１ｄを通って、圧力発生室２１ａに徐々に流れ込むことで、吐出用液体Ｌの温度が徐々に冷却される。
【００６１】
図６は、吐出用液体Ｌの温度変化の一例を示す模式図である。通常吐出期間Ｔｎでは、通常駆動信号ＮＤの波形に応じた通常サイズ（通常重量）の液滴（通常液滴Ｄｎ）が２０ｋＨｚの繰返周波数で吐出開口２０ａから連続的に吐出するが、冷却吐出期間Ｔｃでは、冷却用駆動信号ＣＤによって最大サイズ（最大重量）の液滴（最大液滴Ｄｃ）が１０Ｈｚの繰返周波数で吐出開口２０ａから対象物Ｗに向けて連続的に吐出する。吐出用液体Ｌの温度は、通常吐出期間Ｔｎにおいて規定温度である２５°Ｃから徐々に温度上昇するが、上記しきい値温度である２５．５°Ｃを越えると、冷却吐出期間Ｔｃに移行して徐々に温度低下する。そして、吐出用液体Ｌの温度が規定温度に復帰すると、再び通常吐出期間Ｔｎに移行して温度上昇を開始する。
【００６２】
ここで、本実施形態の液滴吐出装置では、対象物Ｗに通常吐出を行う間において、つまりＸ方向の一ラインに亘る吐出が終了して次のラインの吐出を行う前段階において、当該次のラインにおける正常な吐出性能を確保するために予備的な吐出工程（フラッシング工程）が実行される。上記冷却吐出期間Ｔｃは、このようなフラッシング工程に該当するものである。すなわち、本液滴吐出装置は、通常吐出の前段階のフラッシング工程において、冷却吐出を行うことにより吐出用液体Ｌの温度を規定温度に復帰させる。
【００６３】
本実施形態によれば、通常吐出において吐出用液体Ｌの温度がしきい値温度を越えると、通常吐出より大幅に低繰返周波数（ｆ＝１０Ｈｚ）かつ最大液滴Ｄｃで冷却吐出を行うので、通常吐出における吐出用液体Ｌの温度を所定の適正温度範囲内に維持・設定することができる。しかも、冷却吐出をフラッシング工程において行うことにより、液滴吐出装置としての動作効率を犠牲にすることなく、吐出用液体Ｌの冷却を実現することができる。
【００６４】
本液滴吐出装置は、多方面の用途に応用可能なものであり、例えば以下のような応用が考えられる。
（１）対象物Ｗとしての紙や各種フィルムに吐出用液体Ｌとしてのインクを吐出することにより文字や画像を描画する印刷装置に応用する。
（２）対象物Ｗとしての基板に吐出用液体Ｌとしての導電性液体を吐出することにより電子回路の配線パターンを描画するパターン描画装置に応用する。
（３）対象物Ｗとしての基板に吐出用液体Ｌとしての透明樹脂を吐出してマイクロレンズを形成するマイクロレンズ製造装置に応用する。なお、この場合、基板に付着した透明樹脂は、紫外線等の照射によって固化されて最終的にマイクロレンズが基板上に形成される。
【００６５】
（４）対象物Ｗとしての基板に吐出用液体Ｌとして着色用樹脂を吐出することによりカラーフィルタの着色層を形成するカラーフィルタ製造装置に応用する。
（５）対象物Ｗとしての基板に吐出用液体Ｌとしての電気光学物質、つまりエレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物を吐出することにより、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示板を形成する有機ＥＬ表示板製造装置に応用する。
（６）さらに、本実施形態に係わる液滴吐出装置及び方法は、吐出用液体の膜を成膜する製膜装置及び方法、あるいはこのような製膜装置及び方法を用いることによりデバイスを製造するデバイス製造方法やこのようなデバイスが組み込まれた電子機器に応用することができる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、温度検出部３３ｃを設け、この温度検出部３３ｃから入力される温度検出信号ｃに基づいて冷却吐出を行うように構成したが、このような温度検出部３３ｃを設けることなく、通常吐出の吐出回数が所定のしきい値回数を越えると冷却吐出を行うようにしても良い。すなわち、通常吐出の吐出回数を計数し、この計数結果がしきい値回数を越えた時点で冷却吐出を行うように演算制御部８ａを構成する。
【００６７】
また、上記実施形態では、通常吐出によって吐出用液体Ｌの温度がしきい値温度を越えると冷却吐出を行うようにしたが、次の通常吐出までの期間に時間的な余裕がある場合には、必ずしも冷却吐出は必要ない。すなわち、自然冷却によって吐出用液体Ｌを規定温度まで冷却することが可能である場合には、冷却吐出を行うことなく吐出用液体Ｌの冷却を自然冷却に任せ、自然冷却によって吐出用液体Ｌを規定温度まで冷却することができない場合にのみ、冷却吐出を行うようにしても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通常駆動信号によって圧電素子を機械的に変形させることにより開口から吐出用液体を液滴として吐出させるに当たり、通常駆動信号とは異なる冷却用駆動信号によって液滴を開口から吐出するので、すなわち液滴によって吐出用液体の熱が奪われるので、圧電素子の発熱によって加熱された吐出用液体を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる液滴吐出装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態における吐出ヘッド７の詳細構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるアクチュエータ部２３の詳細構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わる液滴吐出装置の電気的な機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態における通常駆動信号及び冷却用駆動信号の各波形（１周期分）を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態における吐出用液体Ｌの温度変化の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ……液滴吐出装置
Ｂ……本体
Ｃ……制御コンピュータ
１……基台
２……Ｘ方向駆動軸
３……Ｙ方向駆動軸
４……Ｘ方向駆動モータ
５……Ｙ方向駆動モータ
６……ステージ
７……吐出ヘッド
８……制御装置
８ａ……演算制御部
８ｂ……駆動信号生成部
１０……キーボード
１１……外部記憶部
１２……表示部
２０……ノズル形成板
２０ａ……吐出用開口
２１……圧力発生室形成板
２２……振動板
２３……アクチュエータ部
２４……ケーシング
３０……圧電素子
３１……固定基板
３２……ホルダ
３３……駆動集積回路
３３ａ……切替信号生成部
３３ｂ……スイッチ回路
３３ｃ……温度検出部
３４……フレキシブルケーブル
Ｌ……吐出用液体
Ｗ……対象物
ＮＤ……通常駆動信号
ＣＤ……冷却用駆動信号
【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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