(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液滴を吐出する複数の液滴吐出素子を並べて形成した液滴吐出ヘッドであって、
前記液滴吐出素子は、前記ノズルに連通して液状体を充填する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる駆動部と、前記駆動部と略同等のインピーダンスを有する模擬駆動部と、を有し、
前記液滴を吐出するとき、前記液滴を吐出する前記液滴吐出素子における前記駆動部が前記圧力室の容積を変化させることにより前記ノズルから前記液状体の一部を前記液滴として吐出し、
前記液滴を吐出しない前記液滴吐出素子では、前記模擬駆動部を駆動し、
前記模擬駆動部は前記駆動部の等価回路により構成され、
前記模擬駆動部の発熱量は前記駆動部の発熱量と略同等であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドであって、前記模擬駆動部が前記液滴吐出ヘッド内に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドを複数備えたことを特徴とするヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを駆動する駆動信号を出力する駆動制御部と、前記駆動信号を送信する配線と、前記駆動信号を前記駆動部または前記模擬駆動部に切り換える切換部と、を有し、
前記駆動部及び前記模擬駆動部と前記駆動制御部との間に前記配線が配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる駆動部と、前記駆動部と略同等のインピーダンスを有する模擬駆動部と、を有する液滴吐出素子を複数並べて形成した液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記模擬駆動部のインピーダンスと前記駆動部のインピーダンスとを近づけるインピーダンス調整工程と、を含み、
前記インピーダンス調整工程では、前記模擬駆動部を駆動するときの発熱量と前記駆動部を駆動するときの発熱量とを近づけることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記模擬駆動部は蓄電器と前記蓄電器と並列に配置された第１の可変抵抗器と、前記蓄電器と直列に配置された第２の可変抵抗器と、を含み、
前記インピーダンス調整工程では、前記第１の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器とを調整して前記模擬駆動部のインピーダンスを調整することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、ヘッドユニット、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法にかかわり、特に、液滴吐出ヘッドが吐出する液状体の吐出量を安定して吐出する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対して液滴を吐出する装置として、インクジェット式の液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置において、テーブルの移動方向と直交する方向にガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジはインクジェットヘッド（以下、液滴吐出ヘッドと称す）を配置し、ワークに対して液滴を吐出して、塗布していた。
【０００３】
液滴を吐出する方法に圧電素子を用いる方法がある。そして、ヘッドには複数のノズルが形成され、複数のノズルから同時に液滴を吐出する。このとき、駆動する圧電素子の数は描画するパターンにより変わるので、圧電素子等による電気的負荷が変動する。そして、電気的負荷が変動することにより圧電素子を駆動する駆動信号波形が変動する。この駆動信号波形が変動するとき、液滴吐出ヘッドが吐出する液滴の吐出量が変動する。つまり、描画するパターンにより吐出量が変動するという問題があった。
【０００４】
この課題を解決するために、特許文献１において、電気的負荷の変動を小さくする方法が開示されている。これによれば、この装置は圧電素子と駆動する圧電素子を選択する選択回路に加え、圧電素子と同様の電気的負荷を有する擬似容量負荷を有している。そして、圧電素子を駆動しないときは、擬似容量負荷に駆動信号を出力することにより電気的負荷の変動を小さくしていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２４６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液滴吐出ヘッドの圧電素子を駆動する駆動装置と液滴吐出ヘッドとは配線により電気的に接続されている。そして、擬似容量負荷は駆動装置内に配置されていた。このとき、圧電素子に加えて配線も電気的負荷を有しているので、駆動する圧電素子の数の変動により配線の電気的負荷が変動する。そして、配線の電気的負荷が変動するので、駆動信号波形が変動していた。従って、描画するパターンにより吐出量が変動していた。
【０００７】
圧電素子を駆動するとき、圧電素子は消費する電力に応じて発熱する。そして、吐出する液状体は温度により粘度が変化する材質を用いる場合が多い。従来の方法では、圧電素子を駆動しないとき加熱されないので、液滴吐出ヘッドの温度が変動する。従って、温度の変動により吐出量が変動していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出ヘッドは、ノズルから液滴を吐出する複数の液滴吐出素子を並べて形成した液滴吐出ヘッドであって、前記液滴吐出素子は、前記ノズルに連通して液状体を充填する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる駆動部と、前記駆動部と略同等のインピーダンスを有する模擬駆動部と、を有し、前記液滴を吐出するとき、前記液滴を吐出する前記液滴吐出素子における前記駆動部が前記圧力室の容積を変化させることにより前記ノズルから前記液状体の一部を前記液滴として吐出し、前記液滴を吐出しない前記液滴吐出素子では、前記模擬駆動部を駆動することを特徴とする。
【００１０】
この液滴吐出ヘッドによれば、複数の液滴吐出素子が形成されている。この液滴吐出素子は駆動部と模擬駆動部とを備え、駆動部を駆動するときノズルから液滴が吐出される。模擬駆動部を駆動するとき、模擬駆動部は圧力室の容積が変化しないので、液滴は吐出されない。
【００１１】
駆動部は、駆動装置が出力する駆動信号により駆動される。この駆動信号は、駆動装置から出力され、配線を介して伝達される。そして、駆動信号が各液滴吐出素子の駆動部に入力されることにより、駆動部が駆動する。この駆動部は複数配置され、塗布するパターンに合わせて駆動される。あるタイミングにおいて、駆動される駆動部と駆動されない駆動部とが存在することがある。パターンの状況においては駆動される駆動部の個数が変動する。従って、駆動部を駆動するために消費される電力が変動する。
【００１２】
液滴を吐出しない液滴吐出素子では、模擬駆動部を駆動することにより、模擬駆動部を駆動する電力が消費される。駆動部と模擬駆動部とは略同じインピーダンスを有することから、駆動部を駆動する電力と模擬駆動部を駆動する電力の総和は、駆動される駆動部の個数が変動する場合にも、略同じ電力となる。液滴を吐出するとき配線を流れる電流は配線のインピーダンスにより影響を受ける。そして、配線を流れる電流の波形及びインピーダンスの大小により駆動部を流れる電流の波形が変わってしまうことがある。
【００１３】
この液滴吐出ヘッドでは、液滴を吐出するときに流れる電力の総和が変動し難くなっている。従って、駆動信号が所定の電圧波形のとき、配線を流れる電圧波形及び電流波形は変動し難くなっている。そして、液滴を吐出する液滴吐出素子の個数が変動するときにも各液滴吐出素子の駆動部を駆動する駆動信号は変動し難くなっている。その結果、各液滴吐出素子が吐出する吐出量が変動し難い為、吐出量の変動が少ない液滴吐出ヘッドとすることができる。
【００１４】
［適用例２］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記模擬駆動部が前記液滴吐出ヘッド内に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部と模擬駆動部とが近い場所に配置されるので、駆動部と駆動装置との間の配線の長さと、模擬駆動部と駆動装置との間の配線の長さ、とを略同じ長さにすることができる。従って、駆動部が受ける配線の影響と模擬駆動部が受ける配線の影響を略同じにすることができる。
【００１６】
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記模擬駆動部は前記駆動部の等価回路等により構成されていることを特徴とする。
【００１７】
この液滴吐出ヘッドによれば、模擬駆動部は駆動部の等価回路により形成されている為、模擬駆動部は駆動部と略同等のインピーダンスにすることができる。
【００１８】
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記模擬駆動部は前記駆動部と略同等の駆動素子等により構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この液滴吐出ヘッドによれば、模擬駆動部は駆動部と略同等の駆動素子等により形成されている為、模擬駆動部は駆動部と略同等のインピーダンスにすることができる。
【００２０】
［適用例５］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動素子は圧電素子等により構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この液滴吐出ヘッドは駆動素子に圧電素子を用いている。そして、圧電素子は駆動電圧に対して応答性が良く、圧力室内の液状体の粘性が高い場合にも、圧力容積を変化させて液滴を吐出するのに必要な力を出すことができる。従って、粘性の高い液状体を液滴にして吐出することができる。
【００２２】
［適用例６］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記模擬駆動部の発熱量は前記駆動部の発熱量と略同等に形成されることを特徴とする。
【００２３】
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部は駆動時に発熱する。そして、模擬駆動部に駆動信号を入力するときに発熱する発熱量は駆動部の発熱量と略同等に形成される。そして、駆動部を駆動して液滴を吐出するときと、模擬駆動部を駆動するときとは略同じ発熱をする。従って、模擬駆動部または駆動部のどちらかが駆動されることにより、液滴吐出ヘッドの発熱量の変動を小さくすることができる。圧力室内の液状体は温度の変化により粘性が変化する場合がある。そして、液状体の粘性が変わるとき液状体が液滴吐出ヘッド内の流路を通過するときの流体抵抗が変化するので、吐出量が変化する。この液滴吐出ヘッドでは発熱量の変動が小さい為、液滴吐出ヘッドの発熱量と放熱量との均衡がとれているとき、液滴吐出ヘッドの温度が安定する。従って、液状体の粘性が安定するので、安定した吐出量の液滴を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して液状体を塗布することができる。
【００２４】
［適用例７］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記模擬駆動部は前記駆動部と略同じ場所に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
この液滴吐出ヘッドによれば、模擬駆動部は駆動部と略同じ場所に位置しているので、模擬駆動部及び駆動部は略同じ場所を加熱することができる。そして、模擬駆動部及び駆動部は流動する液状体を略同じように加熱することができる。従って、駆動部を連続駆動した後及び、模擬駆動部を連続駆動した後では液状体の温度を略同じにすることができる。このとき、液状体の粘性が安定する。そして、安定した吐出量の液滴を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して液状体を塗布することができる。
【００２６】
［適用例８］
本適用例にかかるヘッドユニットは、上記に記載の液滴吐出ヘッドを複数備えたことを特徴とする。
【００２７】
このヘッドユニットによれば、吐出量を精度良く吐出する液滴吐出ヘッドを複数備えている。従って、このヘッドユニットは液状体の塗布量を精度良く、且つ効率良く塗布することができる。
【００２８】
［適用例９］
本適用例にかかる液滴吐出装置は、上記に記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを駆動する駆動信号を出力する駆動制御部と、前記駆動信号を送信する配線と、前記駆動信号を前記駆動部または前記模擬駆動部に切り換える切換部と、を有し、前記駆動部及び前記模擬駆動部と前記駆動制御部との間に前記配線が配置されていることを特徴とする。
【００２９】
この液滴吐出装置によれば、配線に駆動部及び模擬駆動部が配置され、どちらか一方が接続するように切り換えられる。そして、駆動部及び模擬駆動部は略同じインピーダンスを有している。従って、吐出する液滴吐出素子の数が変動するときにも、液滴吐出ヘッドのインピーダンスの総和は変動し難くなっている。そして、駆動制御部が駆動信号を出力するとき、駆動信号は配線及び液滴吐出ヘッドのインピーダンスにより略同じ影響を受けるので、駆動部には略同じ波形の駆動信号が入力される。従って、各液滴吐出素子が吐出する吐出量は変動し難くなっている。その結果、各液滴吐出素子が吐出する吐出量が変動し難い為、吐出量を精度良く吐出可能な液滴吐出装置とすることができる。
【００３０】
［適用例１０］
本適用例にかかる液滴吐出ヘッドの駆動方法は、ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる駆動部と、前記駆動部と略同等のインピーダンスを有する模擬駆動部と、を有する液滴吐出素子を複数並べて形成した液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記模擬駆動部のインピーダンスと前記駆動部のインピーダンスとを近づけるインピーダンス調整工程と、前記駆動部を駆動して前記ノズルから液滴を吐出する吐出工程と、を含み、前記吐出工程において前記ノズルから液滴を吐出するときには前記駆動部を駆動し、前記ノズルから液滴を吐出しないときには前記模擬駆動部を駆動することを特徴とする。
【００３１】
この液滴吐出ヘッドの駆動方法によれば、インピーダンス調整工程において、駆動部及び模擬駆動部は略同じインピーダンスに調整されている。そして、液滴吐出ヘッドには駆動部及び模擬駆動部が配置され、吐出工程では、駆動部及び模擬駆動部のどちらか一方を駆動している。従って、吐出する液滴吐出素子の数が変動するときにも、液滴吐出ヘッドのインピーダンスの総和は変動し難くなっている。そして、液滴吐出素子を駆動する駆動信号を出力するとき、駆動信号は液滴吐出ヘッドのインピーダンスにより、毎回、略同じ影響を受けるので、駆動部には、毎回、略同じ波形の駆動信号が入力される。従って、各液滴吐出素子が吐出する吐出量は変動し難くなっている。その結果、吐出量を精度良く吐出可能な液滴吐出ヘッドの駆動方法とすることができる。
【００３２】
［適用例１１］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドの駆動方法において、前記インピーダンス調整工程では、前記模擬駆動部を駆動するときの発熱量と前記駆動部を駆動するときの発熱量とを近づけることを特徴とする。
【００３３】
この液滴吐出ヘッドの駆動方法によれば、模擬駆動部を駆動するときの発熱量と駆動部を駆動するときの発熱量とが略同じ発熱量に調整される。そして、吐出工程では模擬駆動部または駆動部のどちらかが駆動されることにより、液滴吐出ヘッドの発熱量の変動を小さくすることができる。この液滴吐出ヘッドでは発熱量の変動が小さい為、液滴吐出ヘッドの発熱量と放熱量との均衡がとれているとき、液滴吐出ヘッドの温度が安定する。従って、液状体の粘性が安定するので、安定した吐出量の液滴を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して液状体を塗布することができる。
【００３４】
［適用例１２］
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドの駆動方法において、前記模擬駆動部は蓄電器と前記蓄電器と並列に配置された第１の可変抵抗器と、前記蓄電器と直列に配置された第２の可変抵抗器と、を含み、前記インピーダンス調整工程では、前記第１の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器とを調整して前記模擬駆動部のインピーダンスを調整することを特徴とする。
【００３５】
この液滴吐出ヘッドの駆動方法によれば、第１の可変抵抗器と第２の可変抵抗器とを調整することにより、インピーダンスの周波数特性を調整することができる。従って、模擬駆動部のインピーダンスを駆動部のインピーダンスに近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では液滴吐出装置とこの液滴吐出装置に用いられる液滴吐出ヘッドの特徴的な例について図１〜図１１に従って説明する。
液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００３７】
図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。図１に示すように、液滴吐出装置１は、直方体形状に形成される基台２を備えている。この基台２の長手方向をＹ方向とし、同Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。
【００３８】
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３ａ，３ｂが同Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えたステージ４が取付けられている。そのステージ４の直動機構は、例えば案内レール３ａ，３ｂに沿ってＹ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＹ軸モータに連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がＹ軸モータに入力されると、Ｙ軸モータが正転又は逆転して、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動することによりＹ方向に走査するようになっている。
【００３９】
そのステージ４の上面には、載置面５が形成され、その載置面５には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面５に基板６を載置すると、基板チャック機構によって、その基板６が載置面５の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
【００４０】
基台２のＸ方向両側には、一対の支持台７ａ，７ｂが立設され、その一対の支持台７ａ，７ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材８が架設されている。案内部材８の上側には、吐出する機能液を供給可能に収容する収容タンク９が配設されている。一方、その案内部材８の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール１０がＸ方向全幅にわたり凸設されている。
【００４１】
案内レール１０に沿って移動可能に配置されるキャリッジ１１は、略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１１の直動機構は、例えば、ステージ４の直動機構と同様な機構となっている。そして、キャリッジ１１の下面であるヘッド配設面１１ａには、液滴吐出ヘッド１２が凸設されている。
【００４２】
図２（ａ）は、キャリッジを示す模式平面図である。図２（ａ）に示すように、１個のキャリッジ１１には、液滴吐出ヘッド１２が３個で一つの列に配列して、略Ｙ方向に形成され、この列が２列配置されている。そして、液滴吐出ヘッド１２の表面にはノズルプレート１３が配置され、ノズルプレート１３にはノズル１４が複数形成されている。ノズル１４の数は、吐出するパターンと基板６の大きさに合わせて設定すればよく、本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート１３にはノズル１４の配列が１列形成され、各列には１５個のノズル１４が配置されている。
【００４３】
図２（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図であり、図２（ａ）に示すキャリッジをＹ方向から見た図である。図２（ｂ）に示すように、キャリッジ１１は、ベース板１５を備えている。ベース板１５の上側には、移動機構１６が配置されており、キャリッジ１１が、案内レール１０に沿って移動するための機構が収納されている。
【００４４】
ベース板１５の下側には支持部１７を介して駆動回路基板１８が配置されている。そして、駆動回路基板１８の下側には駆動制御部としてのヘッド駆動回路１９が配置されている。さらに、ベース板１５には支持部２０を介して、ヘッド取付板２１が配置され、ヘッド取付板２１の下面には液滴吐出ヘッド１２が配置されている。そして、液滴吐出ヘッド１２が配置されたヘッド取付板２１をヘッドユニット２２とする。ヘッド駆動回路１９と液滴吐出ヘッド１２とは、図示しないケーブルにより接続され、ヘッド駆動回路１９が出力する駆動信号が、液滴吐出ヘッド１２に入力されるようになっている。
【００４５】
ベース板１５の下側には供給装置２３が配置され、収容タンク９と供給装置２３との間、及び、供給装置２３と液滴吐出ヘッド１２との間は、図示しないチューブにより接続されている。そして、収容タンク９から供給される機能液が、供給装置２３により液滴吐出ヘッド１２に供給されるようになっている。
【００４６】
図３（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図である。図３（ａ）に示すように液滴吐出ヘッド１２はノズル１４が形成されたノズルプレート１３を備えている。ノズルプレート１３の下側には第１ケース２４が形成され、第１ケース２４の下側には第２ケース２５が形成されている。そして、第２ケース２５の上面には取付孔２５ａが形成され、取付孔２５ａには雌ねじが形成されている。
【００４７】
第２ケース２５の中段には回路基板２６が配置され、第２ケース２５の両側側面からＸ方向に延在して形成されている。回路基板２６の下面には１つのコネクタ２７と切換部としての切換回路素子２８が配置されており、コネクタ２７は図示しない配線を介してヘッド駆動回路１９と電気的に接続されている。
【００４８】
第２ケース２５の下側には一対の供給口２９が突出して形成され、供給口２９は図示しないチューブを介して供給装置２３と接続されている。そして、チューブ及び供給口２９を通して機能液が液滴吐出ヘッド１２に供給されるようになっている。
【００４９】
図３（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図３（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１２は、ノズルプレート１３を備え、ノズルプレート１３には、ノズル１４が形成されている。ノズルプレート１３の上側であって、ノズル１４と相対する位置には、ノズル１４と連通する圧力室としてのキャビティ３０が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド１２のキャビティ３０には、供給装置２３に貯留されている液状体としての機能液３１が供給口２９及び図示しない流路を介して供給される。
【００５０】
キャビティ３０の上側には、上下方向（Ｚ方向）に振動して、キャビティ３０内の容積を拡大縮小する振動板３２と、上下方向に伸縮して振動板３２を振動させる圧電素子３３が配設されている。圧電素子３３が上下方向に伸縮して振動板３２を加圧して振動し、振動板３２がキャビティ３０内の容積を拡大縮小してキャビティ３０を加圧する。それにより、キャビティ３０内の圧力が変動し、キャビティ３０内に供給された機能液３１は、ノズル１４を通って吐出されるようになっている。
【００５１】
そして、液滴吐出ヘッド１２が圧電素子３３を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子３３が伸張して、振動板３２がキャビティ３０内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド１２のノズル１４からは、縮小した容積分の機能液３１が液滴３４として吐出される。ノズル１４から液滴３４を吐出するとき、液滴３４を吐出するために、液滴吐出ヘッド１２に加えられるエネルギの一部が、熱に変換される。そして、液滴吐出ヘッド１２は加熱されて、温度が上昇する。
【００５２】
圧電素子３３はノズル１４が配列しているＸ方向と同じ方向に配列して配置されている。そして、圧電素子３３が配列している方向において、圧電素子３３と対向する場所には模擬駆動部としての模擬負荷３５が配置されている。模擬負荷３５は圧電素子３３と略同等のインピーダンスを有しているので、圧電素子３３を駆動するときと模擬負荷３５に通電するときとでは電気的負荷が略同じインピーダンスとなるようになっている。そして、圧電素子３３と模擬負荷３５とは近い場所に位置しているので、圧電素子３３が発熱するときと模擬負荷３５が発熱するときとでは略同様にキャビティ３０及び機能液３１を加熱するようになっている。この液滴吐出ヘッド１２において、ノズル１４、キャビティ３０、振動板３２、圧電素子３３、模擬負荷３５等により液滴吐出素子３６が構成され、複数の液滴吐出素子３６が配列して形成されている。
【００５３】
図４（ａ）は模擬負荷を示す回路図である。図４（ａ）に示すように、模擬負荷３５は蓄電器としてのキャパシタ３７を備えている。そして、キャパシタ３７と直列接続して第１の可変抵抗器としての第１抵抗器３８が配置され、キャパシタ３７と並列接続して第２の可変抵抗器としての第２抵抗器３９が配置される。キャパシタ３７の静電容量は圧電素子３３の静電容量と略同じに設定されている。圧電素子３３の静電容量の分散が大きいとき、キャパシタ３７の静電容量を可変にして、個々の圧電素子３３の静電容量とキャパシタ３７の静電容量とを略同じになるように調整しても良い。
【００５４】
図４（ｂ）は模擬負荷を示す回路レイアウト図である。図４（ｂ）に示すように、模擬負荷３５は基板４０を備えている。基板４０上において、図中左側にはキャパシタ３７が形成されている。キャパシタ３７は基板４０上に下電極４２、絶縁膜４３、上電極４４をこの順に積層して形成されている。下電極４２及び上電極４４は金属を含む材料により形成され、本実施形態においては、例えば、アルミニウムを採用している。そして、絶縁膜４３は絶縁性の高い樹脂により形成される。本実施形態においては、例えば、エポキシ樹脂を採用している。そして、絶縁膜４３は下電極４２と上電極４４とが接触しないように配置されている。
【００５５】
下電極４２は次の方法にて形成される。まず、基板４０に電極膜形成材料を塗布して乾燥及び焼成して固化することにより電極膜を形成する。電極膜形成材料を塗布する方法は膜厚が均一となる形成方法が好ましく、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等の方法を用いることができる。本実施形態においては、例えば、スピンコート法を採用している。次に、電極膜の上に感光性レジスト膜を同様の方法にて形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いて露光、エッチング、洗浄することにより電極膜をパターニングする。絶縁膜４３及び上電極４４においても同様の方法を用いて形成することができる。
【００５６】
基板４０の図中右側には第１抵抗器３８と第２抵抗器３９とが形成されている。そして、第１抵抗器３８の一端は下電極４２と接続され、第１抵抗器３８の他端は配線４５を介して端子４６と電気的に接続されている。第２抵抗器３９の一端は下電極４２と接続され、第２抵抗器３９の他端は上電極４４と電気的に接続されている。そして、上電極４４は配線４７を介して端子４８と電気的に接続されている。
【００５７】
第１抵抗器３８は第１抵抗部４９と第１バイパス配線５０とから構成され、第２抵抗器３９は第２抵抗部５１と第２バイパス配線５２とから構成されている。第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１はコ字状の配線が連続して接続するように形成されることにより、配線長が長くなるように形成されている。そして、第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１の図中右側には導電性の第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２が形成されている。第１バイパス配線５０の一端は配線４５に接続され、第１バイパス配線５０の他端は第１抵抗部４９の複数の場所に接続されている。同じく、第２バイパス配線５２一端は配線４７に接続され、第２バイパス配線５２の他端は第２抵抗部５１の複数の場所に接続されている。そして、第１抵抗器３８においては、第１バイパス配線５０の一部を断線することにより抵抗値を変更することができるので、第１抵抗器３８は可変抵抗として動作することが可能となっている。同様に第２抵抗器３９も可変抵抗として動作することが可能となっている。
【００５８】
配線４５、端子４６、配線４７、端子４８、第１バイパス配線５０、第２バイパス配線５２は導電性の材料から形成され、基板４０上に形成されているので、下電極４２を形成する工程にて形成することができる。第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１は電気抵抗のある材料等からなり抵抗器として作用するようになっている。電気抵抗のある材料としては、例えば、炭素やニッケルクロム合金等を含む材料から形成することができる。本実施形態においては、例えば、炭素粒子を採用している。第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１を形成する工程は下電極４２と同様にフォトリソグラフィ法を用いて形成することができる。
【００５９】
図４（ｃ）は、模擬負荷を示す要部断面図である。図４（ｃ）に示すように、模擬負荷３５は圧電素子３３と対向する場所に配置される。この模擬負荷３５における第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２の一部が第１ケース２４から突出するように配置される。そして、模擬負荷３５の突出した部分を覆うようにレジスト５３が配置されるので、第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２が損傷し難いようになっている。
【００６０】
図５は、液滴吐出ヘッドの駆動信号の流れを示す回路図である。図５に示すようにヘッド駆動回路１９からは駆動波形を伝送する配線としての波形配線５４と吐出するノズル１４を選択する配線としてのノズル選択配線５５と接地の配線である配線としての接地配線５６とからなる３種類の配線が主に配置されている。そして、これらの配線がコネクタ５７を介して液滴吐出ヘッド１２に接続され、各信号が切換回路素子２８に入力される。
【００６１】
切換回路素子２８には切換制御回路５８と複数の切換回路５９とが配置されている。そして、ノズル選択配線５５は切換制御回路５８と接続されている。この切換制御回路５８はノズル選択配線５５により入力されるノズル選択信号を各切換回路５９に分配する。各切換回路５９にはノズル選択信号と波形配線５４を介して伝送される駆動波形信号とが入力される。この各切換回路５９には各液滴吐出素子３６に配置されている圧電素子３３と模擬負荷３５とが接続されている。そして、各切換回路５９はノズル選択信号に基づき駆動波形信号を圧電素子３３と模擬負荷３５とのどちらかに出力する。圧電素子３３に駆動波形信号が入力される液滴吐出素子３６は液滴３４を吐出する。そして、模擬負荷３５に駆動波形信号が入力される液滴吐出素子３６は液滴３４を吐出しないようになっている。つまり、切換回路素子２８は圧電素子３３と模擬負荷３５とのうちどちらか一方を駆動するように動作する。
【００６２】
図６は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図６において、液滴吐出装置１の制御装置６１はプロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）６２と各種情報を記憶するメモリ６３とを有する。
【００６３】
主走査駆動装置６４、副走査駆動装置６５、液滴吐出ヘッド１２を駆動するヘッド駆動回路１９は、入出力インターフェース６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６２に接続されている。さらに、入力装置６８、ディスプレイ装置６９も入出力インターフェース６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６２に接続されている。
【００６４】
主走査駆動装置６４はステージ４の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置６５はキャリッジ１１の移動を制御する装置である。主走査駆動装置６４がステージ４の移動を制御し、副走査駆動装置６５がキャリッジ１１の移動を制御することにより、液滴吐出ヘッド１２を基板６に対して所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
【００６５】
入力装置６８は液滴３４を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板６に液滴３４を吐出する座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。ディスプレイ装置６９は加工条件や作業状況を表示する装置であり、ディスプレイ装置６９に表示される情報を基に、操作者は入力装置６８を用いて操作を行う。
【００６６】
メモリ６３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出装置１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト７０を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板６内における吐出位置の座標データである吐出位置データ７１を記憶するための記憶領域も設定される。他にも、基板６を主走査方向（Ｙ方向）へ移動する主走査移動量と、キャリッジ１１を副走査方向（Ｘ方向）へ移動する副走査移動量とを記憶するための記憶領域や、ＣＰＵ６２のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００６７】
ＣＰＵ６２はメモリ６３内に記憶されたプログラムソフト７０に従って、基板６における表面の所定位置に機能液を液滴３４にして吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド１２において液滴３４を吐出するための演算を行う吐出演算部７３等を有する。吐出演算部７３を詳しく分割すれば、吐出演算部７３は基板６を主走査方向（Ｙ方向）へ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部７４を有する。加えて、吐出演算部７３は液滴吐出ヘッド１２を副走査方向（Ｘ方向）へ所定の副走査移動量で移動させるための制御を演算する副走査制御演算部７５を有する。さらに、吐出演算部７３は液滴吐出ヘッド１２内に複数あるノズルの内、どのノズルを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行う吐出制御演算部７６等といった各種の機能演算部を有する。
【００６８】
図７は模擬負荷を調整する模擬負荷調整装置の概略構成図である。図７に示すように、模擬負荷調整装置７７は制御装置７８を備えている。制御装置７８はＣＰＵ（演算処理装置）、メモリ、入出力インターフェース等を備え、装置全体の動作を制御する装置である。制御装置７８には負荷測定装置７９が接続されている。そして、負荷測定装置７９及び制御装置７８に負荷切換装置８０が接続され、負荷切換装置８０には複数の液滴吐出素子３６が配置された吐出素子ユニット８１が接続される。吐出素子ユニット８１は液滴吐出ヘッド１２を構成する一部であり、第１ケース２４に配置されている。そして、負荷切換装置８０には各液滴吐出素子３６内の圧電素子３３と模擬負荷３５とが接続される。
【００６９】
制御装置７８の指示信号により負荷切換装置８０は負荷測定装置７９と接続する圧電素子３３と模擬負荷３５とを切り換える。そして、負荷測定装置７９は接続された圧電素子３３又は模擬負荷３５のインピーダンスを測定して制御装置７８に出力する。このように、模擬負荷調整装置７７は吐出素子ユニット８１における総ての圧電素子３３及び模擬負荷３５のインピーダンスを測定可能となっている。
【００７０】
図中右下に示すように、模擬負荷調整装置７７はＸＹテーブル８２とＺテーブル８３とを備えている。そして、このＸＹテーブル８２及びＺテーブル８３には、ＸＹテーブル８２及びＺテーブル８３を駆動するテーブル駆動装置８４が接続され、このテーブル駆動装置８４は制御装置７８と接続されている。ＸＹテーブル８２上には吸着ユニットが配置され、吐出素子ユニット８１が固定されるようになっている。Ｚテーブル８３にはレーザ光照射装置８５が配置され、レーザ光照射装置８５が照射するレーザ光が吐出素子ユニット８１を照射可能となるようにレーザ光照射装置８５が配置されている。このレーザ光照射装置８５はレーザ光発光装置８６及びレーザ光制御装置８７を介して制御装置７８に接続されている。
【００７１】
制御装置７８の指示信号に従いレーザ光制御装置８７及びレーザ光発光装置８６がレーザ光の発光と発光停止を行う。さらに、制御装置７８の指示信号に従いテーブル駆動装置８４がＸＹテーブル８２及びＺテーブル８３を駆動する。そして、吐出素子ユニット８１の所望の場所にレーザ光を照射可能となっている。
【００７２】
（吐出方法）
次に、上述した液滴吐出装置１を使って、基板６に機能液を吐出して塗布する吐出方法について図８〜図１１にて説明する。図８は、基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャートである。図９〜図１１は、液滴吐出装置を使った吐出方法を説明する図である。
【００７３】
ステップＳ１は第１吐出ヘッド組立工程に相当し、第１ケースに液滴吐出素子を配置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２はインピーダンス調整工程に相当し、液滴吐出素子における模擬負荷のインピーダンスを調整する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は第２吐出ヘッド組立工程に相当し、第１ケースに第２ケース及び回路基板を配置して組み立てる工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４はヘッドユニット組立工程に相当し、ヘッド取付板に液滴吐出ヘッドを配置してヘッドユニットを組み立てる工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５はヘッドユニット配置工程に相当し、ヘッドユニットを液滴吐出装置に配置する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は吐出工程に相当し、基板に液滴を吐出する工程である。以上で、基板に機能液を吐出して塗布する製造工程を終了する。
【００７４】
次に、図３、図４、図７、図９〜図１１を用いて、図８に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッドから基板に機能液を吐出して塗布する製造方法を詳細に説明する。ステップＳ１において、図３に示す第１ケース２４に圧電素子３３及び模擬負荷３５等からなる液滴吐出素子３６を配置し固定する。そして、図７に示すように、液滴吐出素子３６が配置された吐出素子ユニット８１を形成する。このとき、図４（ｃ）に示すように、基板４０の一部を第１ケース２４から突出して配置し、第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２の一部を第１ケース２４の外に露出させる。
【００７５】
図７、図９及び図１０（ａ）はステップＳ２に対応する図である。図７に示すように、吐出素子ユニット８１をＸＹテーブル８２上に配置する。そして、負荷切換装置８０が負荷測定装置７９と接続する圧電素子３３を順次切り換えて総ての圧電素子３３のインピーダンスを測定する。測定されたインピーダンスは制御装置７８に送信された後、制御装置７８のメモリに記憶される。
【００７６】
次に、図９（ａ）に示すように、レーザ光照射装置８５から模擬負荷３５の基板４０にレーザ光８８を照射する。図９（ｂ）に示すように模擬負荷３５には第１抵抗器３８及び第２抵抗器３９が配置されている。そして、第１抵抗器３８の第１バイパス配線５０の一部を断線することにより第１抵抗器３８の抵抗値が大きくなるように配線されている。例えば、第１位置５０ａ、第２位置５０ｂ、第３位置５０ｃの順にレーザ光８８を照射して第１バイパス配線５０を図９（ｃ）に示すように断線する。このとき、断線する毎に電流が第１バイパス配線５０を流れる長さが短くなり、第１抵抗部４９を流れる長さが長くなる。従って、第１抵抗器３８の抵抗値が大きくなる。このように、第１バイパス配線５０にレーザ光８８を照射することにより、第１バイパス配線５０の一部を断線して第１抵抗器３８の抵抗値を変更する。
【００７７】
第２抵抗器３９においても同様に、第１位置５２ａ、第２位置５２ｂ、第３位置５２ｃ、第４位置５２ｄの順にレーザ光８８を照射して第２バイパス配線５２の一部を断線する。そして、断線する毎に第２抵抗器３９の抵抗値が変更される。このように、第１抵抗器３８及び第２抵抗器３９を所望の抵抗値に変更する。このとき、負荷測定装置７９が模擬負荷３５のインピーダンスを測定しながら、レーザ光照射装置８５が模擬負荷３５にレーザ光８８を照射する。そして、模擬負荷調整装置７７はインピーダンスの変化を確認しながらレーザ光８８を照射する。そして、模擬負荷３５のインピーダンスが対応する圧電素子３３のインピーダンスと略同等となるように調整する。
【００７８】
模擬負荷３５のインピーダンスを調整した後、図１０（ａ）に示すように、露出している基板４０にレジスト５３を塗布する。その後、レジスト５３を乾燥して固化する。
【００７９】
ステップＳ３において、図３に示すように、第１ケース２４に第２ケース２５及び回路基板２６等を配置して液滴吐出ヘッド１２を完成させる。
【００８０】
図１０（ｂ）はステップＳ４に対応する図である。図１０（ｂ）に示すように、ヘッド取付板２１に液滴吐出ヘッド１２を配置し、固定することによりヘッドユニット２２を形成する。
【００８１】
図１０（ｃ）はステップＳ５に対応する図である。図１０（ｃ）に示すように、ヘッドユニット２２をキャリッジ１１の支持部２０に固定する。そして、ヘッド駆動回路１９と液滴吐出ヘッド１２とをケーブルにて接続し、供給装置２３と液滴吐出ヘッド１２とをチューブにて接続する。
【００８２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はステップＳ６に対応する図である。図１１（ａ）に示すように、ステージ４の載置面５に基板６を配置して固定する。次に、ステージ４を走査しながらノズル１４から液滴３４を吐出して塗布する。そして、基板６には塗布された液滴３４によりパターンが描画される。尚、解りやすくするために図は簡略にされているので、液滴吐出ヘッド１２及びノズル１４の個数は削減されている。
【００８３】
図１１（ｂ）は圧電素子及び模擬負荷を駆動する駆動波形のタイミングチャートである。図の縦軸は駆動電圧８９を示し、上側が下側より高い電圧となっている。そして、横軸は時間の経過９０を示し、左から右に時間が推移する。図中上側に圧電素子３３を駆動する負荷駆動タイミング線９１を示し、下側に模擬負荷３５を駆動する模擬負荷駆動タイミング線９２を示している。このタイミングチャートはタイミングを比較するためのものである。尚、負荷駆動タイミング線９１及び模擬負荷駆動タイミング線９２の駆動電圧８９は見易いように変形して表示されている。
【００８４】
負荷駆動タイミング線９１が示すように、圧電素子３３は略等間隔に駆動されている。そして、圧電素子３３が駆動されないとき、模擬負荷３５が駆動されている。つまり、駆動信号は圧電素子３３と模擬負荷３５とのいずれか一方を駆動するように切り換えて出力されるので、圧電素子３３と模擬負荷３５とのうちどちらか一方が駆動される。以上の工程により、基板６に機能液３１を吐出して塗布する製造工程を終了する。
【００８５】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、液滴３４を吐出しない液滴吐出素子３６では、模擬負荷３５を駆動することにより、模擬負荷３５を駆動する電力が消費される。圧電素子３３と模擬負荷３５とは略同じインピーダンスを有することから、圧電素子３３を駆動する電力と模擬負荷３５を駆動する電力の総和は、駆動される圧電素子３３の個数が変動する場合にも、略同じ電力となる。液滴３４を吐出するときヘッド駆動回路１９と液滴吐出素子３６間の配線を流れる電流は配線のインピーダンスにより影響を受ける。そして、配線を流れる電流の波形及びインピーダンスの大小により圧電素子３３を流れる電流の波形が変わってしまうことがある。
【００８６】
この液滴吐出ヘッド１２では、液滴３４を吐出する液滴吐出素子３６の個数が変動するときにも各液滴吐出素子３６の圧電素子３３を駆動する駆動信号は変動し難くなっている。その結果、各液滴吐出素子３６が吐出する吐出量が変動し難い為、吐出量の変動が少ない液滴吐出ヘッド１２とすることができる。
【００８７】
（２）本実施形態によれば、圧電素子３３と模擬負荷３５とが近い場所に配置されるので、圧電素子３３とヘッド駆動回路１９との間の配線の長さと、模擬負荷３５とヘッド駆動回路１９との間の配線の長さと、を略同じ長さにすることができる。従って、圧電素子３３が受ける配線の影響と模擬負荷３５が受ける配線の影響を略同じにすることができる。
【００８８】
（３）本実施形態によれば、模擬負荷３５は圧電素子３３の等価回路により形成されている為、模擬負荷３５は圧電素子３３と略同等のインピーダンスにすることができる。
【００８９】
（４）本実施形態によれば、模擬負荷３５は圧電素子３３と略同じ場所に位置しているので、模擬負荷３５及び圧電素子３３は略同じ場所を加熱することができる。そして、模擬負荷３５及び圧電素子３３は流動する機能液３１を略同じように加熱することができる。従って、圧電素子３３を連続駆動した後及び、模擬負荷３５を連続駆動した後では機能液３１の温度を略同じにすることができる。このとき、機能液３１の温度が略同じになるので、機能液３１の粘性が安定する。そして、安定した吐出量の液滴３４を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して機能液３１を塗布することができる。
【００９０】
（５）本実施形態によれば、ヘッドユニット２２は吐出量を精度良く吐出する液滴吐出ヘッド１２を複数備えている。従って、このヘッドユニット２２は機能液３１の塗布量を精度良く、且つ生産性良く塗布することができる。
【００９１】
（６）本実施形態によれば、第１抵抗器３８と第２抵抗器３９とを調整することにより、インピーダンスの周波数特性を調整することができる。従って、模擬負荷３５のインピーダンスを圧電素子３３のインピーダンスに近づけることができる。
【００９２】
（７）本実施形態によれば、第１抵抗器３８は第１バイパス配線５０の一部を断線することにより抵抗値が変更されている。そして、第２抵抗器３９は第２バイパス配線５２の一部を断線することにより抵抗値が変更されている。従って、簡便な方法で模擬負荷３５のインピーダンスを変更することができる。
【００９３】
（８）本実施形態によれば、模擬負荷３５における基板４０の一部が第１ケース２４から突出して配置されている。従って、圧電素子３３及び模擬負荷３５を第１ケース２４に組み込んだ後、模擬負荷３５のインピーダンスを調整することができる。模擬負荷３５を調整した後組み込む場合には、インピーダンスの異なる模擬負荷３５を誤って組み立てることにより不良品となる場合がある。一方この方法では、間違えて組み立てることがないので不良品の発生率を少なくすることができる。
【００９４】
（９）本実施形態によれば、液滴吐出ヘッド１２は駆動素子に圧電素子３３を用いている。そして、圧電素子３３は駆動電圧に対して応答性が良く、キャビティ３０内の機能液３１の粘性が高い場合にも、キャビティ３０の容積を変化させて液滴３４を吐出するのに必要な力を出すことができる。従って、粘性の高い機能液３１を液滴３４にして吐出することができる。
【００９５】
（第２の実施形態）
次に、本実施形態では、液滴吐出ヘッドにおける模擬負荷の特徴的な例について図１２に従って説明する。図１２（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図であり、図１２（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの駆動信号の流れを示す回路図である。この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、模擬負荷に圧電素子を用いる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９６】
すなわち、本実施形態では図１２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド９３は上下方向に伸縮して振動板３２を振動させる圧電素子３３を備え、この圧電素子３３と対向する場所に模擬駆動部及び駆動素子としての第２圧電素子９４を備えている。この第２圧電素子９４は振動板３２と離れて配置されているので、第２圧電素子９４が伸縮するとき振動板３２が振動しないようになっている。そして、この液滴吐出ヘッド９３において、ノズル１４、キャビティ３０、振動板３２、圧電素子３３、第２圧電素子９４等により液滴吐出素子９５が構成され、複数の液滴吐出素子９５が配列して形成されている。
【００９７】
図１２（ｂ）に示すように、液滴吐出素子９５には圧電素子３３及び第２圧電素子９４が配置され、切換回路５９が圧電素子３３と第２圧電素子９４とのどちらか一方を駆動するようになっている。又、圧電素子３３と第２圧電素子９４とは略同じインピーダンスに形成されている。そして、駆動する圧電素子３３及び第２圧電素子９４におけるインピーダンスの総和が変わらないことから、圧電素子３３を駆動する駆動信号の波形は駆動する圧電素子３３の個数の影響を受け難くなっている。
【００９８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第２圧電素子９４は圧電素子３３と同等の駆動素子により形成されている為、第２圧電素子９４は圧電素子３３と略同等のインピーダンスにすることができる。
【００９９】
（２）本実施形態によれば、第２圧電素子９４は圧電素子３３と略同じ場所に位置しているので、第２圧電素子９４及び圧電素子３３は略同じ場所を加熱することができる。そして、第２圧電素子９４及び圧電素子３３は流動する機能液３１を略同じように加熱することができる。従って、圧電素子３３を連続駆動した後及び、第２圧電素子９４を連続駆動した後では液状体の温度を略同じにすることができる。このとき、機能液３１の温度が略同じになるので、機能液３１の粘性が安定する。そして、安定した吐出量の液滴３４を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して機能液３１を塗布することができる。
【０１００】
（第３の実施形態）
次に、本実施形態では、液滴吐出ヘッドにおける模擬負荷を調整する特徴的な例について図１３〜図１５に従って説明する。図１３は、模擬負荷を調整する模擬負荷調整装置の概略構成図である。この実施形態が第１の実施形態と異なるところは、液滴吐出ヘッド１２の温度を測定して模擬負荷のインピーダンスを調整する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０１】
すなわち、本実施形態では図１３に示すように、模擬負荷調整装置９８は赤外線サーモグラフィ９９を備えている。そして、赤外線サーモグラフィ９９はサーモグラフィ制御装置１００を介して制御装置１０１と接続されている。制御装置１０１にはテーブル駆動装置８４を介してＸＹテーブル８２及びＺテーブル８３が接続されている。ＸＹテーブル８２にはＬ字状の支持部１０２が配置され、支持部１０２には液滴吐出ヘッド１０３が配置されている。この液滴吐出ヘッド１０３はヘッド駆動回路１９を介して制御装置１０１と接続され、制御装置１０１の吐出指示信号により液滴吐出ヘッド１０３から液滴３４が吐出可能となっている。そして、ＸＹテーブル８２上で液滴吐出ヘッド１０３と対向する場所には液滴受部１０４が配置され、液滴吐出ヘッド１０３が吐出する液滴３４をこの液滴受部１０４が受けるようになっている。
【０１０２】
Ｚテーブル８３にはレーザ光照射装置８５が配置され、レーザ光発光装置８６及びレーザ光制御装置８７を介して制御装置１０１と接続されている。そして、液滴吐出ヘッド１０３は図９（ａ）と同様に第１ケース２４から基板４０が吐出して形成され、レーザ光照射装置８５からレーザ光８８を照射することにより模擬負荷３５のインピーダンスを変更することが可能となっている。
【０１０３】
図１４は、基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャートである。図１５は、液滴吐出ヘッドの模擬負荷の調整方法を説明する図である。
【０１０４】
ステップＳ１１は吐出ヘッド組立工程に相当し、第１の実施形態におけるステップＳ１及びステップＳ３を続けて実施して、液滴吐出ヘッドを組み立てる工程である。次にステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２はインピーダンス調整工程に相当し、液滴吐出素子における模擬負荷のインピーダンスを調整する工程である。次にステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３〜ステップＳ１５は、第１の実施形態におけるステップＳ４〜ステップＳ６と同様の工程であり説明を省略する。以上で、基板に機能液を吐出して塗布する製造工程を終了する。
【０１０５】
次に、図１５を用いて、図１４に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッドから基板に機能液を吐出して塗布する製造方法を詳細に説明する。ステップＳ１１において、液滴吐出ヘッド１０３を組み立てる。液滴吐出ヘッド１０３の組み立て方法は第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
【０１０６】
ステップＳ２において図１５（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０３は圧電素子３３を駆動することによりノズル１４から液滴３４を吐出する。そして、液滴３４を吐出しているときのノズルプレート１３の温度を赤外線サーモグラフィ９９が測定する。次に、赤外線サーモグラフィ９９はノズルプレート１３の温度情報を制御装置１０１に送信した後、制御装置１０１は温度情報を記憶する。このとき、液滴３４を連続吐出して温度変化が少なくなり安定するときの温度を赤外線サーモグラフィ９９が測定して、制御装置１０１がこの温度情報を記憶する。この記憶した温度情報を吐出時安定温度とする。
【０１０７】
次に、図１５（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１０３は液滴３４の吐出を停止した後、模擬負荷３５を駆動する。そして、液滴３４を吐出していないときのノズルプレート１３の温度を赤外線サーモグラフィ９９が測定する。次に、赤外線サーモグラフィ９９はノズルプレート１３の温度情報を制御装置１０１に送信した後、制御装置１０１はノズルプレート１３の温度と吐出時安定温度とを比較する。そして、ノズルプレート１３の温度と吐出時安定温度との差が大きいとき、制御装置１０１はレーザ光照射装置８５からレーザ光８８を基板４０に照射することにより模擬負荷３５のインピーダンスを調整する。このとき、ノズルプレート１３の温度測定と、ノズルプレート１３の温度と吐出時安定温度との比較と、基板４０へのレーザ光８８照射とは連続して行う。そして、ノズルプレート１３の温度と吐出時安定温度との温度差が少なくなるように調整する。
【０１０８】
模擬負荷３５のインピーダンスを調整した後、基板４０に図示しない蓋をすることにより基板４０が損傷されないようにする。次に、第１の実施形態と同様に、液滴吐出ヘッド１０３を用いてヘッドユニット２２を組み立てる。その後、ヘッドユニット２２を液滴吐出装置１に装着する。そして、基板６に液滴３４を吐出して塗布する。以上の工程により、基板６に機能液３１を吐出して塗布する製造工程を終了する。
【０１０９】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、模擬負荷３５に駆動信号を入力するときに発熱する発熱量は圧電素子３３の発熱量と略同等に形成される。従って、模擬負荷３５または圧電素子３３のどちらかが駆動されることにより、液滴吐出ヘッド１０３の発熱量の変動を小さくすることができる。キャビティ３０内の機能液３１は温度の変化により粘性が変化する場合がある。そして、機能液３１の粘性が変わるとき機能液３１が液滴吐出ヘッド１０３内の流路を通過するときの流体抵抗が変化するので、吐出量が変化する。この液滴吐出ヘッド１０３では発熱量の変動が小さい為、液滴吐出ヘッド１０３の発熱量と放熱量との均衡がとれているとき、液滴吐出ヘッド１０３の温度が安定する。従って、機能液３１の粘性が安定するので、安定した吐出量の液滴３４を吐出することができる。その結果、吐出量を精度良く吐出して機能液３１を塗布することができる。
【０１１０】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、キャビティ３０を加圧する加圧手段に、圧電素子３３を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板３２を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ３０内にヒータ配線を配置して、ヒータ配線を加熱することにより、機能液３１を気化させたり、機能液３１に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板３２を変形させて、加圧しても良い。
【０１１１】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、図３（ｂ）に示すように、ノズル１４が配列している方向（図中Ｘ方向）において、圧電素子３３と対向する場所に模擬負荷３５を配置した。これに限らず、ノズル１４が配列している方向と略直交する方向（図中Ｙ方向）において、圧電素子３３と対向する場所に模擬負荷３５を配置してもよい。又、この２方向以外の方向に模擬負荷３５を配置しても良い。液滴吐出ヘッド１２を設計するとき、模擬負荷３５を配置し易い場所に配置しても良い。これにより、設計し易い液滴吐出ヘッド１２とすることができる。この内容については、前記第２の実施形態及び前記第３の実施形態についても同様に適用することができる。
【０１１２】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、液滴吐出ヘッド１２の内部に切換回路素子２８を設けたが、切換回路素子２８を液滴吐出ヘッド１２の外に配置しても良い。そして、切換回路素子２８と圧電素子３３とをケーブル配線にて接続し、切換回路素子２８と模擬負荷３５とをケーブル配線にて接続する。このとき、圧電素子３３及びケーブル配線とのインピーダンスを模擬負荷３５及びケーブル配線とのインピーダンスに調整することにより、駆動波形における吐出時と非吐出時との差を小さくすることができる。この内容については、前記第２の実施形態及び前記第３の実施形態についても同様に適用することができる。
【０１１３】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、模擬負荷調整装置７７はインピーダンスの変化を確認しながらレーザ光８８を照射していた。これに限らず、インピーダンスの測定値とレーザ光８８の照射場所を対応づけた対応表を用いてレーザ光８８を照射しても良い。まず、第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２において、切断場所と模擬負荷３５のインピーダンスとの対応表を予め作成する。次に、模擬負荷調整装置７７は調整する液滴吐出素子３６のインピーダンスを測定する。次に、対応表を用いてレーザ光８８を照射する場所を決定する。そして、この決定した場所を照射する。この方法によれば、レーザ光８８を照射する回数を少なくすることができる。
【０１１４】
（変形例５）
前記第３の実施形態では、ノズルプレート１３の温度と吐出時安定温度との差を比較して、徐々に模擬負荷３５のインピーダンスを調整していた。これに限らず、予め対応表を作成しておき、この対応表を用いて一回で調整してもよい。つまり模擬負荷３５のインピーダンスを複数変更して、各インピーダンスにおいて、模擬負荷３５を駆動するときのノズルプレート１３の温度を測定する。そして、第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２において切断場所とノズルプレート１３の温度との対応表を予め作成する。次に、ノズルプレート１３の温度を測定した後、対応表を用いてレーザ光８８を照射する場所を決定する。そして、決定した場所を照射する。この方法によれば、レーザ光８８を照射する回数を少なくすることができる。
【０１１５】
（変形例６）
前記第１の実施形態では、図４に示すように、キャパシタ３７と直列に第１抵抗器３８を配置し、キャパシタ３７と並列に第２抵抗器３９を備えたが、これに限らない。キャパシタ３７は複数設けても良い。また、模擬負荷３５にインダクタを配置しても良い。模擬負荷３５をさらに圧電素子３３に近い等価回路にすることができる。
【０１１６】
（変形例７）
前記第１の実施形態では、模擬負荷３５は圧電素子３３の近くに配置したが、圧電素子３３と離れた場所に配置しても良い。ノズル１４間距離をさらに短くすることができる。
【０１１７】
（変形例８）
前記第１の実施形態では、ノズルプレート１３の温度が安定するときの温度を用いて圧電素子３３または模擬負荷３５の発熱量を推定した。これに限らず、圧電素子３３または模擬負荷３５を駆動するときにノズルプレート１３の温度が変化する変化率を用いて圧電素子３３または模擬負荷３５の発熱量を推定しても良い。ノズルプレート１３の温度が安定するまで待機する必要がないので、生産性良く模擬負荷３５を調整することができる。
【０１１８】
（変形例９）
前記第１の実施形態では、模擬負荷３５は第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２を備えていた。そして、第１バイパス配線５０及び第２バイパス配線５２を断線することにより模擬負荷３５のインピーダンスを調整していた。これに限らず、第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１の一部に直接レーザ光８８を照射して抵抗値を変えることにより模擬負荷３５のインピーダンスを調整しても良い。又、第１抵抗部４９及び第２抵抗部５１の一部において、新たに導通性のある材料と塗布することによりバイパス配線を形成して、模擬負荷３５のインピーダンスを調整しても良い。これらの方法を組み合わせて行っても良い。模擬負荷３５のインピーダンスをさらに細かく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】第１の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、キャリッジを示す模式平面図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図。
【図３】（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図４】（ａ）は模擬負荷を示す回路図、（ｂ）は、模擬負荷を示す回路レイアウト図、（ｃ）は、模擬負荷を示す要部断面図。
【図５】液滴吐出ヘッドの駆動信号の流れを示す回路図。
【図６】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図７】模擬負荷を調整する模擬負荷調整装置の概略構成図。
【図８】基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャート。
【図９】液滴吐出装置を使った吐出方法を説明する図。
【図１０】液滴吐出装置を使った吐出方法を説明する図。
【図１１】液滴吐出装置を使った吐出方法を説明する図。
【図１２】第２の実施形態に係り、（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの駆動信号の流れを示す回路図。
【図１３】第３の実施形態に係る模擬負荷を調整する模擬負荷調整装置の概略構成図。
【図１４】基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャート。
【図１５】液滴吐出ヘッドの模擬負荷の調整方法を説明する図。
【符号の説明】
【０１２０】
１…液滴吐出装置、１２，９３，１０３…液滴吐出ヘッド、１４…ノズル、１９…駆動制御部としてのヘッド駆動回路、２２…ヘッドユニット、２８…切換部としての切換回路素子、３０…圧力室としてのキャビティ、３１…液状体としての機能液、３３…駆動部としての圧電素子、３４…液滴、３５…模擬駆動部としての模擬負荷、３６…液滴吐出素子、３７…蓄電器としてのキャパシタ、３８…第１の可変抵抗器としての第１抵抗器、３９…第２の可変抵抗器としての第２抵抗器、５４…配線としての波形配線、５５…配線としてのノズル選択配線、５６…配線としての接地配線、９４…模擬駆動部及び駆動素子としての第２圧電素子。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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