CN1442291A - 喷头驱动装置、方法和程序、液滴喷出装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够从具有压电元件等压力发生元件的头喷出需要的量的粘性体的喷头驱动装置和方法、具有该喷头驱动装置的液滴喷出装置、喷头驱动程序、以及作为制造工序之一而具有采用该方法喷出粘性体的工序的器件制造方法。驱动信号(COM)为施加在设置在头上的压电元件等压力发生元件上的信号。而且时钟信号(CLK2)为向生成驱动信号(COM)的驱动信号生成电路供给的信号，驱动信号生成电路与时钟信号(CLK2)同步生成驱动信号(COM)。本发明通过使时钟信号(CLK2)的频率对应压力发生元件的单位时间的变形率变化，而使驱动信号(COM)的单位时间的电压值的变化率变化。

Description

喷头驱动装置、方法和程序、液滴喷出装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及喷头驱动装置和方法、液滴喷出装置、喷头驱动程序、以及器件制造方法和器件，特别是涉及驱动喷出具有很高粘性的液态树脂等粘性体的喷头的喷头驱动装置和方法、具有该喷头驱动装置的液滴喷出装置、喷头驱动程序、以及作为工序之一而包括采用上述方法喷出粘性体的工序的制造液晶显示装置、有机EL(E1ectro luminescence)显示器、滤色器基板、微透镜阵列、具有涂敷层的光学元件、和其它器件的器件制造方法和器件。
背景技术
近年来，例如计算机以及便携式信息仪器等各种电子仪器得到了迅速地发展，随着这些电子仪器的发展，配置液晶显示装置、特别是显示能力高的彩色液晶显示装置的电子仪器在增加。而且，彩色液晶显示装置尽管很小但是显示能力很高，所以使用用途(范围)正在扩展。彩色液晶显示装置具有使显示图像彩色化的滤色器基板。研究了各种该滤色器基板的制造方法，其中之一提出了使R(红)、G(绿)、B(蓝)的各液滴在基板上以规定的图形附着的液滴喷出方式。
实现该液滴喷出方式的液滴喷出装置具有多个喷出液滴的液滴喷出头。各液滴喷出头具有暂时贮存从外部供给的液滴的液体室，构成对液体室内的液体加压、使之仅喷出规定量的驱动源的压电元件(例如压电元件)，和贯通设置喷出来自液体室的液滴的喷嘴的喷嘴面。这些液滴喷出头相互以相等的间距配置、构成头组，通过使头组一面沿着扫描方向(例如X方向)对基板进行扫描一面喷出液滴，使R、G、B的各液滴在基板上附着。另一方面，与扫描方向垂直的方向(例如Y方向)的基板的位置调整，通过移动装放置基板的放置台来进行。
但是，在制造上述的彩色液晶显示装置所具有的滤色器基板时，使用比一般家庭用的彩色打印机所用的墨水粘度还要高的粘性体的情况很多。一般家庭使用的彩色打印机的情况下，粘度低的粘性体(例如常温(25℃)下具有3.0[mPa s(毫帕秒)]左右的粘性的粘性体)粘性阻力低，所以即使压电元件的驱动时间很短(例如数μs)，也能够使液滴仅喷出需要的量。而且，由于一般家庭使用的彩色打印机追求高速打印，所以驱动液滴喷出头的喷头驱动装置也为了实现高速打印而使压电元件高速振动地设计。
例如，以前的喷头驱动装置具有输入表示施加在压电元件上的驱动信号的每一基准时钟的电压值的变化量的数据和规定使驱动信号的电压值变化的时间的时钟信号，根据该数据和时钟信号、与基准时钟同步地生成驱动信号的驱动型号生成部。输入驱动信号生成部的基准时钟的频率为10MHZ左右，数据为带符号的10比特左右数字信号。该驱动信号生成部一直到输入上述的时钟信号为止，通过对每次输入基准时钟时输入的数据的值进行加法运算，生成驱动信号的上升或下降的波形。
在以前的喷头驱动装置中，要生成上升或者下降的波形很陡的驱动信号，进一步增大或者减小输入驱动信号生成部的数据的值即可。例如，在驱动信号生成部中输入数据的最大值或者最小值(负值)，则能够生成在基准时钟的1个周期的时间内急剧上升或者下降的驱动信号。并且，由于实际上有设置在驱动信号生成部和压电元件之间的D/A转换器响应延迟，所以驱动信号的上升或者下降时间比基准时钟的1个周期的时间长。
另一方面，要生成上升或下降的波形平缓的驱动信号，在进一步减小输入驱动信号生成部的数据的值的同时，以更慢的时间输入时钟信号即可。在这里为了简化说明，使用数据为没有符号的10比特的数字信号。这时，虽然驱动信号能够得到210＝1024个值，但是为了生成平缓上升的波形而输入最小值的数据，则驱动信号的电压值就以基准时钟的1024个时钟的时间从最小值向最大值变化。在基准时钟为10MHZ时，其1个周期的时间为0.1μs，因此理论上驱动信号上升或者下降所需的时间能够在0.1～102.4μs左右的范围内变化。
但是，由于在用于制造滤色器基板的液滴喷出装置中，使用上述的粘度高的粘性体，所以为了喷出所需要的液滴，需要长时间振动压电元件。例如在制造滤色器时，需要花数秒振动。并且，在制造微透镜列阵时需要进行1秒左右的长时间振动。如上所述，以前的喷头驱动装置使压电元件高速振动地设计，上升或者下降所需的时间最长也只能设定为102.4μs左右，所以有不能够单纯地把一般家庭用的喷头驱动装置转用作喷出高粘度的粘性体的液滴喷出装置的喷头驱动装置这样的问题。
该问题不是仅在制造设置在液晶显示装置中的滤色器基板时产生的问题，而是在制造有机EL(Electro luminescence)显示器、利用高粘度的透明液态树脂制造微透镜阵列、使用高粘度的液态树脂在眼睛镜片等光学元件的表面形成涂敷层等作为制造工序之一设置有喷出粘性体的工序的器件制造方法通常产生的问题。
发明内容
本发明为鉴于上述情况而进行的，目的在于提供一种能够从具有压电元件等压力发生元件的头喷出需要的量的粘性体的喷头驱动装置和方法、具有该喷头驱动装置的液滴喷出装置、喷头驱动程序、以及作为制造工序之一而具有采用该方法喷出粘性体的工序的器件制造方法和利用上述液滴喷出装置或者器件制造方法制造的器件。
为了解决上述问题，本发明的喷头驱动装置是一种与基准时钟(CLK)同步动作，通过对具有压力发生元件的头(18)的该压力发生元件(48a)施加驱动信号(COM)，使该压力发生元件(48a)发生变形而喷出粘性体的喷头驱动装置(30)，其特征在于：具有使所述基准时钟(CLK)的频率能够对应所述压力发生元件(48a)的单位时间变形率而变化的频率可变装置(34)。
根据本发明，由于使规定生成施加在压力发生元件上的驱动信号的喷头驱动装置的动作时机的基准时钟的频率对应压力发生元件的单位时间变形率而变化，所以能够对应基准时钟的频率自由地生成值缓慢变化的驱动信号和值急剧变化的驱动信号中的任意一种。其结果，能够自由地控制压力发生装置的单位时间变形率。
在喷出需要的量的粘度高的粘性体时，需要将粘性体平缓地引进头内后以一定的速度喷出。因此需要使压力发生元件平缓地变形后在短时间内恢复的控制。在本发明中，由于能够对应基准时钟的频率自由地生成值缓慢变化的驱动信号和值急剧变化的驱动信号中的任意一种，所以极其适于喷出粘性体。
而且，本发明的喷头驱动装置，其特征在于：所述频率可变装置(34)通过对所述基准时钟(CLK)进行分频而改变所述基准时钟(CLK)的频率。
根据本发明，由于通过对基准时钟进行分频而改变基准时钟的频率，所以不需要为了改变基准时钟的频率而进行大幅度的装置构造的改变。其结果，能够几乎不增加成本而实现本发明。这样，能够基本上采用以前的装置的构造而实现本发明，所以能够通过原封不动地转用以前的装置，实现资源的有效利用。
并且，本发明的的喷头驱动装置，最好对应所述粘性体的粘度而设定所述压力发生元件(48a)的单位时间的变形率，并且所述粘性体的粘度在常温(25℃)下在10～40,000[mPa s]的范围内较为合适。
根据本发明，通过对应所述粘性体的粘度而设定所述压力发生元件的单位时间的变形率，使例如高粘度的粘性体花更长的时间变形、低粘度的粘性体以更短的时间变形这样的丰富多采的控制成为可能，能够对于喷出需要的量的粘性体进行极其恰当的控制。
而且，本发明的喷头驱动装置，其特征在于：所述压力发生元件(48a)包括通过施加所述驱动信号(COM)进行伸缩振动或弯曲振动而对所述粘性体加压的压电振动子。根据本发明，能够驱动作为压力发生元件具有伸缩振动的压电振动子的头、或者作为压力发生元件具有弯曲振动的压电振动子的头中的任意一种头，所以能够适用于各种装置，而且能够不进行大幅度的装置构造的变更而应用。
而且，本发明的喷头驱动装置，其特征在于：具有在对所述压力发生元件(48a)间断地施加所述驱动信号(COM)时，生成包含用于把所述粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号的驱动信号(COM)的驱动信号生成部(36)。根据本发明，由于通过包含把粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号的驱动信号驱动压力发生元件，所以对于在喷出粘性体时将粘性体的表面状态保持为规定的状态，连续喷出需要的量的粘性体的情况下非常适宜。
为了解决上述问题，本发明的头移动方法，是一种与基准时钟(CLK)同步动作，通过对具有压力发生元件(48a)的头(18)的该压力发生元件(48a)施加驱动信号(COM)，使该压力发生元件(48a)发生变形而喷出粘性体的喷头驱动装置(30)的喷头驱动方法，其特征在于：具有使所述基准时钟(CLK)的频率能够对应所述压力发生元件(48a)的单位时间变形率而变化的频率可变步骤(S11～S16)。
根据本发明，由于使规定生成施加在压力发生元件上的驱动信号的喷头驱动装置的动作时机的基准时钟的频率能够对应压力发生元件的单位时间变形率而变化，所以能够对应基准时钟的频率自由地生成值缓慢变化的驱动信号和值急剧变化的驱动信号中的任意一种。其结果，能够自由地控制压力发生装置的单位时间变形率。
在喷出需要的量的粘度高的粘性体时，需要将粘性体平缓地引进头内后以一定的速度喷出。因此需要使压力发生元件平缓地变形后在短时间内恢复的控制。在本发明中，由于能够对应基准时钟的频率自由地生成值缓慢变化的驱动信号和值急剧变化的驱动信号中的任意一种，所以极其适于喷出粘性体。
而且，本发明的喷头驱动方法，其特征在于：在所述频率可变步骤(S11～S16)中，通过对所述基准时钟(CLK)进行分频而改变所述基准时钟(CLK)的频率。根据本发明，通过对基准时钟进行分频而改变基准时钟的频率，所以能够不进行复杂的控制而改变基准时钟的频率。这里，最好具有对应所述压力发生元件(48a)的变形率选择所述基准时钟(CLK)的分频率的选择步骤(S11～S16)。
而且，本发明的喷头驱动方法，最好对应所述粘性体的粘度而设定所述压力发生元件(48a)的单位时间变形率，并且所述粘性体的粘度在常温(25℃)下在10～40,000[mPa s]的范围内较为适宜。
根据本发明，通过对应粘性体的粘度而设定压力发生元件的单位时间变形率，使例如高粘度的粘性体花更长的时间变形、低粘度的粘性体以更短的时间变形这样的丰富多采的控制成为可能，能够对于喷出需要的量的粘性体进行极其恰当的控制。
而且，本发明的喷头驱动方法，其特征在于：具有在对所述压力发生元件(48a)施加使其喷出所述粘性体的驱动信号(COM)之前或之后，施加用于把所述粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号(COM)的辅助驱动信号施加步骤。
根据本发明，由于通过包含把粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号的驱动信号驱动压力发生元件，所以对于在喷出粘性体时将粘性体的表面状态保持为规定的状态，连续喷出需要的量的粘性体的情况下非常适宜。
为了解决上述问题，本发明的液滴喷出装置，其特征在于：具有上述的任意一项所述的喷头驱动装置。根据本发明，通过配置上述的喷头驱动装置，能够不改变大致的装置构造而得到喷出需要的量的粘性体的液滴喷出装置。
为了解决上述问题，本发明的喷头驱动程序，其特征在于：为执行上述的任意一项所述的喷头驱动方法的程序。
为了解决上述问题，本发明器件制造方法，其特征在于：作为器件制造工序之一，包括使用上述的任意一项所述的喷头驱动方法喷出所述粘性体的工序。根据本发明，能够喷出需要的量的各种粘性体，所以能够制造各种各样的规格范围广的器件。
为了解决上述问题，本发明的器件使用上述的液滴喷出装置或上述的器件制造方法制造。根据本发明，由于使用能够喷出规定的量的各种粘性体的装置或方法制造器件，所以能够制造各种各样的规格范围广的器件。
附图说明
图1为表示具有本发明一实施例的液滴喷出装置的器件制造装置的整体构造的俯视图。
图2为表示包括使用器件制造装置形成RGB图形的工序的滤色器基板的一系列制造工序的图。
图3为表示利用器件制造装置配备的各液滴喷出装置形成的RGB图形例的图，(a)为表示条纹形的图形的透视图，(b)为表示镶嵌形的图形的部分放大图，(c)为表示三角形的图形的部分放大图。
图4为表示利用基于本发明一实施例的器件制造方法制造的器件的一例的图。
图5为表示基于本发明一实施例的液滴喷出装置和喷头驱动装置的电气构造的框图。
图6为表示驱动信号生成部36的构造的框图。
图7为表示驱动信号生成部36生成的驱动信号的波形的一例的图。
图8为表示从控制部34向驱动信号生成部36转送数据信号DATA和地址信号AD1～AD4的时机的时间图。
图9为表示使时钟信号CLK2的频率可变时的控制部34的动作的流程图。
图10为表示考虑到喷出液滴后的液滴的伴生和粘性体的弯液面的驱动信号COM的波形的图。
图11为用于说明施加具有图10所示的期间T10～T13的波形的驱动信号COM时的液滴喷出头18的液滴喷出动作的图。
图12为用于说明施加设置有后续处理期间的驱动信号COM时的液滴喷出头18的液滴喷出动作的图。
图13为表示液滴喷出头18的机械断面构造的一例的图。
图14为表示向图13所示的构造的液滴喷出头供给的驱动信号COM的波形的图。
图15为表示液滴喷出头18的机械断面构造的其它的例的图。
图16为表示向图15所示的构造的液滴喷出头供给的驱动信号COM的波形的图。
图中：18-液滴喷出头(头)，30-打印控制器(喷头驱动装置)，34-控制部(频率可变装置)，36-驱动信号生成部，48a-压力发生元件，CLK-时钟信号(基准时钟)，COM-驱动信号。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明一实施例的喷头驱动装置和方法、液滴喷出装置、喷头驱动程序、以及器件制造方法和器件。在下面的说明中，首先对具有液滴喷出装置、在制造器件时使用的器件制造装置和使用该器件制造装置制造的器件以及器件制造方法的实例进行说明，然后顺序说明设置在液滴喷出装置中的喷头驱动装置、喷头驱动方法和喷头驱动程序。
(具有液滴喷出装置的器件制造装置的整体构造)
图1为表示具有本发明一实施例的液滴喷出装置的器件制造装置的整体构造的俯视图。如图1所示，本实施例的具有液滴喷出装置的器件制造装置，大致由容纳加工的基板(玻璃基板：下面称晶片W)的晶片供给部1，决定从晶片供给部1搬运的晶片W的描画方向的晶片旋转部2，在从晶片旋转部2搬运的晶片W上附着R(红)液滴的液滴喷出装置3，干燥从液滴喷出装置3搬运的晶片W的烘炉4，进行这些装置间的晶片W的搬运作业的机械手5a、5b，一直到将从烘炉4搬运的晶片W送至下一工序为止进行冷却和描画方向的确定的中间输送部6，在从中间输送部6搬运的晶片W上附着G(绿)液滴的液滴喷出装置7，干燥从液滴喷出装置7搬运的晶片W的烘炉8，进行这些装置间的晶片W的搬运作业的机械手9a、9b，一直到将从烘炉8搬运的晶片W送至下一工序为止进行冷却和描画方向的确定的中间输送部10，在从中间输送部10搬运的晶片W上附着B(蓝)液滴的液滴喷出装置11，干燥从液滴喷出装置11搬运的晶片W的烘炉12，进行这些装置间的晶片W的搬运作业的机械手13a、13b，决定从烘炉12搬运的晶片W的存放方向的晶片旋转部14，和容纳从晶片旋转部14搬运的晶片W的晶片容纳部15构成。
晶片供给部1具有2台配置有每台在上下方向上容纳例如20张晶片W的升降机机构的自动储存送料装置1a、1b，能够顺序地供给晶片W。晶片旋转部2为进行利用液滴喷出装置3在什么方向上对晶片W描画的描画方向确定、和后面向液滴喷出装置3搬运前的预定位的装置，通过2台晶片旋转台2a、2b，能够在垂直方向的轴线周围以90度的间隔正确地可旋转地保持晶片W。液滴喷出头3、7、11的详细内容将在后面说明，故在此省略其说明。
烘炉4为通过将晶片W在例如120度以下的加热环境下放置5分钟，使从液滴喷出装置3搬运来的晶片W的红色的液滴干燥的装置，通过其可以防止晶片W移动过程中红色的粘性体飞溅等问题。机械手5a、5b具有能够以底座为中心进行伸展动作和旋转动作等的臂(省略图示)，通过利用装在该臂的前端的真空吸附垫吸附保持晶片W，能够顺利且高效率地进行各装置间的晶片W的搬运作业。
中间输送部6由在将利用机械手5b从烘炉4搬运来的加热状态的晶片W送至下一工序之前冷却的冷却器6a，进行利用液滴喷出装置7在什么方向上对冷却后的晶片W描画的描画方向的确定、以及后面向液滴喷出装置7搬运前的预定位的晶片旋转台6b，和配置在这些冷却器6a与晶片旋转台6b之间、吸收液滴喷出装置3、7之间的处理速度差的缓冲器6c构成。晶片旋转台6b能够在垂直方向的轴线周围以90度间隔或者180度间隔旋转晶片W。
烘炉10为具有与上述的烘炉6相同的构造的加热炉，为通过将晶片W在例如120度以下的加热环境下放置5分钟，使从液滴喷出装置3搬运来的晶片W的绿色的液滴干燥的装置，通过其可以防止晶片W移动过程中绿色的粘性体飞溅等问题。机械手9a、9b具有与上述的机械手5a、5b相同的构造，具有能够以底座为中心进行伸展动作和旋转动作等的臂(省略图示)，通过利用装在臂的前端的真空吸附垫吸附保持晶片W，能够顺利且高效率地进行各装置间的晶片W的搬运作业。
中间输送部10为与上述的中间输送部6相同的构造，由在将利用机械手9b从烘炉8搬运来的加热状态的晶片W送至下一工序之前冷却的冷却器10a，进行利用液滴喷出装置11在什么方向上对冷却后的晶片W描画的描画方向的确定、以及后面向液滴喷出装置11搬运前的预定位的晶片旋转台10b，和配置在这些冷却器10a与晶片旋转台10b之间、吸收液滴喷出装置7、11之间的处理速度差的缓冲器10c构成。晶片旋转台10b能够在垂直方向的轴线周围以90度间隔或者180度间隔旋转晶片W。
晶片旋转部14能够使利用各液滴喷出装置3、7、11形成R、G、B图形后的各晶片W分别朝向一定方向地旋转定位。也就是说，晶片旋转部14具有2台晶片旋转台14a、14b，能够在垂直方向的轴线周围以90度间隔正确地可旋转地保持晶片W。晶片容纳部15具有2台配置有每台在上下方向上各容纳例如20张从晶片旋转部14搬运来的成品晶片W(滤色器基板)的升降机机构的自动储存送料装置15a、15b，能够顺序地容纳晶片W。
(器件制造方法)
下面就基于本发明一实施例的器件制造方法和利用该器件制造方法制造的器件的一例进行说明。并且在下面的说明中，以利用上述的器件制造装置制造滤色器基板的制造方法为例说明。图2为表示包括使用器件制造装置形成RGB图形的工序的滤色器基板的一系列制造工序的图。
用于滤色器基板的制造的晶片W，为例如长方形薄板形状的透明基板，同时具有适度的机械强度和透光性高的性质。作为该晶片W，例如最好使用透明玻璃基板、有机玻璃、塑料基板、塑料薄膜、及其表面处理品等。并且从提高生产效率的角度出发，最好在RGB图形形成工序的前工序，在该晶片W上将多个滤色器区域预先形成矩阵形状，通过在RGB形成工序的后续工序切断这些滤色器区域，作为适合液晶显示装置的滤色器基板使用。
这里，图3为表示利用器件制造装置配备的各液滴喷出装置形成的RGB图形例的图，(a)为表示条纹形的图形的透视图，(b)为表示镶嵌形的图形的部分放大图，(c)为表示三角形的图形的部分放大图。如图3所示，在各滤色器区域中，R(红色)粘性体、G(绿色)粘性体、和B(兰色)粘性体从后面说明的液滴喷出头18以规定的图形形成。作为该形成图形，在图3(a)所示的条纹形的图形之外，有图3(b)所示的镶嵌形的图形，或者图3(c)所示的三角形的图形，但是在本发明中，关于该形成图形不特别限制。
回到图2，在前工序即黑色矩阵形成工序中，如图2(a)所示，在透明的晶片W的一个面(构成滤色器基板的基础的面)上利用旋压涂敷等方法将不透光的树脂(最好是黑色)以规定的厚度(例如2μm左右)涂敷，然后利用光刻法等方法以矩阵状形成黑色矩阵BM、…。被这些黑色矩阵BM、…的格子包围的最小的表示要素被称为所谓的滤心FE、…，是晶片W面内的一个方向(例如X轴方向)的宽度尺寸为30μm，与该方向垂直的方向(例如Y轴方向)的长度尺寸为100μm左右的大小的窗口。在晶片W上形成黑色矩阵BM、…后，通过利用未图示的加热器施加热量，将晶片W上的树脂烧结。
这样形成黑色矩阵BM的晶片W被容纳在图1所示的晶片供给部1的各自动储存送料装置1a、1b内，继续进行RGB图形形成工序。在RGB图形形成工序中，首先将容纳在自动储存送料装置1a、1b的任意一个中的晶片W由机械手5a用其臂吸附保持后，放置到晶片旋转台2a、2b的任意一个上。然后，作为后面使红色的液滴附着的前期准备，晶片旋转台2a、2b进行其描画方向和位置的确定。
然后，机械手5a再度吸附保持各晶片旋转台2a、2b上的晶片W，向液滴喷出装置3搬运。在该液滴喷出装置3中，如图2(b)所示，在用于形成规定的图形的规定位置的滤心FE、…内使红色的液滴RD附着。这时的各液滴RD的量为考虑到加热工序中的液滴RD的体积减少量的充分的量。
这样在规定的所有的滤心FE、…内充填红色的液滴RD后的晶片W以规定的温度(例如70度左右)干燥处理。这时，液滴RD的溶媒蒸发，则如图2(c)所示，液滴RD的体积就减少，所以在体积减少很多的情况下，一直到作为滤色器基板得到充分的粘性体膜厚为止，重复进行液滴RD的附着作业和干燥作业。通过该处理，液滴RD的溶媒蒸发，最终仅液滴RD的固态成分被残留下来而形成膜。
并且，红色图形的形成工序中的干燥作业通过图1所示的烘炉4进行。而且，由于干燥作业后的晶片W处于加热状态，所以利用该图所示的机械手5b向冷却器6a输送并冷却。冷却后的晶片W被暂时保管在缓冲器6c中进行时间调整后，搬运到晶片旋转台6b，作为后面使绿色的液滴附着的前期准备，进行描画方向和位置的确定。然后，机械手9a吸附保持晶片旋转台6b上的晶片W后，向液滴喷出装置7搬运。
在液滴喷出装置7中，如图2(b)所示，在用于形成规定的图形的规定位置的滤心FE、…内使绿色的液滴GD附着。这时的各液滴GD的量为考虑到加热工序中的液滴RD的体积减少量的充分的量。这样在规定的所有的滤心FE、…内充填绿色的液滴GD后的晶片W以规定的温度(例如70度左右)干燥处理。这时，液滴GD的溶媒蒸发，则如图2(c)所示，液滴GD的体积就减少，所以在体积减少很多的情况下，一直到作为滤色器基板得到充分的粘性体膜厚为止，重复进行液滴GD的附着作业和干燥作业。通过该处理，液滴GD的溶媒蒸发，最终仅液滴GD的固态成分残留膜化。
并且，该绿色图形的形成工序中的干燥作业通过图1所示的烘炉8进行。由于干燥作业后的晶片W处于加热状态，所以利用该图所示的机械手9b向冷却器10a输送并冷却。冷却后的晶片W被暂时保管在缓冲器10c中进行时间调整后，搬运到晶片旋转台10b，作为后面使蓝色的液滴附着的前期准备，进行描画方向和位置的确定。然后，机械手13a吸附保持晶片旋转台10b上的晶片W后，向液滴喷出装置11搬运。
在液滴喷出装置11中，如图2(b)所示，在用于形成规定的图形的规定位置的滤心FE、…内使蓝色的液滴BD附着。这时的各液滴BD的量为考虑到加热工序中的液滴BD的体积减少量的充分的量。这样在规定的所有的滤心FE、…内充填蓝色的液滴BD后的晶片W如图2(c)所示的那样以规定的温度(例如70度左右)干燥处理。这时，液滴BD的溶媒蒸发，则液滴BD的体积就减少，所以在体积减少很多的情况下，一直到作为滤色器基板得到充分的粘性体膜厚为止，重复进行液滴BD的附着作业和干燥作业。通过该处理，液滴BD的溶媒蒸发，最终仅液滴BD的固态成分残留膜化。
并且，该蓝色图形的形成工序中的干燥作业通过图1所示的烘炉12进行。干燥作业后的晶片W利用机械手13b向晶片旋转台14a、14b的任意之一搬运，然后朝向一定方向地进行旋转定位。旋转定位后的晶片W通过机械手13b被容纳到自动储存送料装置15a、15b的任意一个中。通过上述过程，完成RGB图形形成工序。然后继续进行图2(d)以后所示的后续工序。
在后续工序之一即图2(d)所示的保护膜形成工序中，为了使液滴RD、GD、BD完全干燥，以规定的温度进行规定时间的加热。干燥结束后，以形成有粘性体膜的晶片W的表面保护和表面平坦化为目的，形成保护膜CR。该保护膜CR采用例如旋压涂敷法、辊涂法、或者剥离法等方法形成。在保护膜形成工序之后的图2(e)所示的透明电极形成工序中，利用喷镀法或者真空吸附法等方法以覆盖整个保护膜CR的形态形成透明电极TL。在透明电极形成工序之后的图2(f)所示的图形形成工序中，透明电极TL作为像素电极PL形成图形。并且在液晶显示画面的驱动中使用TFT(Thin Film Transistor)等开关元件的情况下，不需要该图形形成工序。通过上面说明的各工序，制造图2(f)所示的滤色器基板CF。
然后，使该滤色器基板CF和相向基板(省略图示)相向配置，通过在其间夹持液晶的工序制造液晶显示装置。通过将具有这样制造的液晶显示装置、CPU(中央处理装置)等的主板、键盘、硬盘等电子零件装入箱体内，制造例如图4所示的笔记本型的个人计算机20(器件)。图4为表示利用基于本发明一实施例的器件制造方法制造的器件的一例的图。并且图4中，21为箱体，22为液晶显示装置，23为键盘。
并且，装备通过上面说明的制造工序形成的滤色器基板CF的器件不局限于上述的笔记本型的个人计算机20，可以举出携带式电话机、电子记事本、寻呼机、POS终端、IC卡、微型唱片播放机、液晶投影仪、工程工作站(EWS)、文字处理机、电视机、取景器式或者监视器式的录像机、台式电子计算机、汽车导航装置、具有触摸屏的装置、时钟、游戏机等各种各样的电子仪器。并且，使用本实施例的液滴喷出装置利用上述的制造方法制造的器件不局限于滤色器基板CF，也可以为有机EL(Electro luminescence)显示器、微透镜阵列、在表面形成有涂敷层的眼镜镜片等光学元件和其它器件。
(液滴喷出装置和喷头驱动装置)
下面说明基于本发明一实施例的液滴喷出装置和喷头驱动装置的电气构造。图5为表示基于本发明一实施例的液滴喷出装置和喷头驱动装置的电气构造的框图。并且图1所示的液滴喷出装置3、7、11为相同的构造，故以液滴喷出装置3为例进行说明。
在图5中，液滴喷出装置3包含打印控制器30和打印引擎40而构成。打印引擎40具有存储头41、移动装置42、以及滑架机构43。这里，移动装置42为通过使放置用于滤色器基板的制造的晶片W等基板的放置台移动来进行副扫描的装置，滑架机构43为使存储头41进行主扫描的装置。
打印控制器30具有接收包含来自计算机(未图示)的多值层次信息的图像数据(存储信息)等的接口31，由存储包含多值层次信息的存储信息等各种数据的DRAM构成的输入缓冲器32a和图像缓冲器32b、以及由SRAM构成的输出缓冲器32c，存储有用于进行各种数据处理的程序等的ROM33，包含有CPU和存储器等而构成的控制部34，振荡电路35，产生向存储头41的驱动信号COM的驱动信号生成部36，和用于将展开成点模式数据的打印数据和驱动信号向打印引擎40输出的接口37。并且，控制部34相当于本发明中所说的频率可变装置，驱动信号生成部36相当于本发明中所说的驱动信号生成部。而且，打印控制器30相当于本发明中所说的喷头驱动装置。
下面说明存储头41的构造。存储头41为根据从打印控制器30输出的打印数据和驱动信号COM在规定的时机从液滴喷出头的各喷嘴口喷出液滴的装置，形成有多个喷嘴口48c、分别与这些喷嘴口48c连通的多个压力发生室48b、和分别对这些压力发生室48b内的粘性体加压并从各喷嘴口48c喷出液滴的多个压力发生元件48a。而且在存储头41上设置着具有移位寄存器44、闩锁电路45、电平转移电路46、以及开关电路47的头驱动电路49。
下面就上面说明的构造的液滴喷出装置喷出液滴时的整体动作进行说明。首先，在打印控制器30中展开成点模式数据的存储数据SI与产生自振荡电路35的时钟信号CLK同步地通过接口37连续输出到存储头41的头驱动电路49中，被连续转送到存储头41的移位寄存器44，顺序设置。这时，首先喷嘴的存储数据SI的最上位的数据被连续转送，该最上位的数据的连续转送完成后，则连续转送从上数第2位的数据。以下同样地顺序连续转送下位的数据。
所有喷嘴的上述的位的存储数据被设置到移位寄存器44的各元件上后，控制部34就以规定的时机向闩锁电路45输出闩锁信号LAT。利用该闩锁信号LAT，闩锁电路45锁存设置在移位寄存器44上的存储数据。该闩锁电路45锁存的存储数据被施加在电压变换器即电平转移电路46上。该电平转移电路46在存储数据SI例如为“1”的情况下，输出可驱动开关电路47的电压值、例如数十伏的电压值。通过将从电平转移电路46输出的信号施加到设置在开关电路47上的各开关元件上，使各开关元件成为连接状态。这里，向设置在开关电路47上的各开关元件供给从驱动信号生成部36输出的驱动信号COM，开关电路47的各开关元件成为连接状态后，则向连接在该开关元件上的压力发生元件48a施加驱动信号COM。
因此，利用存储头41，能够通过存储数据SI控制向压力发生元件48a施加驱动信号COM与否。例如，在存储数据SI为“1”期间，设置在开关电路47中的开关元件处于连接状态，所以能够向压力发生元件48a供给驱动信号COM，利用该供给的驱动信号COM使压力发生元件48a位移(变形)。与之相对应，在存储数据SI为“0”期间设置在开关电路47中的开关元件处于非连接状态，所以向压力发生元件48a的驱动信号COM的供给被断开。并且在存储数据SI为“0”期间，各压力发生元件48a保持在此之前的电荷，故维持在此之前的位移状态。这里，设置在开关电路47中的开关元件处于接通状态、驱动信号COM被施加到压力发生元件48a上，则与喷嘴口48c连通的压力发生室48b就收缩并向压力发生室48b内的粘性体加压，所以压力发生室48b内的粘性体就作为液滴从喷嘴口48c喷出，在基板上形成点。通过上面的动作，从液滴喷出装置喷出液滴。
下面说明构成本发明的特征部分的控制部34和驱动信号生成部36。图6为表示驱动信号生成部36的构造的框图。图6所示的驱动信号生成部36根据存储在设置在控制部34内的数据存储部中的各种数据生成驱动信号COM。如图6所示，驱动信号生成部36包含有接受来自控制部34的各种信号并暂时存储的存储器50，读取存储器50的内容并暂时保持的闩锁寄存器51，将闩锁寄存器51的输出与另一闩锁寄存器53的输出加法运算的加法器52，将闩锁寄存器53的输出转换成模拟信号的D/A转换器54，将通过D/A转换器54转换的模拟信号放大至驱动信号COM的电压的电压放大部55，以及将利用电压放大部55放大电压后的驱动信号COM放大电流的电流放大部56而构成。
从控制部34向驱动信号生成部36供给时钟信号CLK、数据信号DATA、地址信号AD1～AD4、时钟信号CLK1、CLK2、复位信号RST、以及基底信号FLR。时钟信号CLK为与从振荡电路35输出的时钟信号CLK相同频率(例如10MHZ左右)的信号。数据信号DATA为表示驱动信号COM的电压变化量的信号。地址信号AD1～AD4为指定存放数据信号DATA的地址的信号。详细内容将在后面说明，在生成驱动信号COM时从控制部34向驱动信号生成部36输出多个表示电压变化量的信号DATA，所以为了分别存储各个数据信号DATA，需要地址信号AD1～AD4。
时钟信号CLK1为规定使驱动信号COM的电压值变化时的开始时间和结束时间的信号。时钟信号CLK2为相当于规定驱动信号生成部36的动作时机的基准时钟的信号。该时钟信号CLK2为对应压力发生元件48a的单位时间变形率而频率可变的信号。这里，使时钟信号CLK2的频率可变，是由于从液滴喷出装置喷出的液滴的粘性高，而且一次喷出的液滴的量为数μg，比以前多约几百倍，故要喷出需要的量的液滴，就需要使压力发生元件48a随时间缓慢地变形。
时钟信号CLK2例如通过将控制部34从振荡电路35输出的基准时钟信号CLK分频而生成。基准时钟信号CLK的分频率对应压力发生元件48a的单位时间变形率适当设定。关于这一点的详细内容将在后面说明。复位信号RST为通过将闩锁寄存器51和闩锁寄存器53初始化使加法器52的输出为“0”的信号，基底信号FLR为使驱动信号COM的电压值变化时将闩锁寄存器53的下面8位(闩锁寄存器53为18位)清零的信号。
下面说明基于上述构造的驱动信号生成部36生成的驱动信号COM的波形的一例。图7为表示驱动信号生成部36生成的驱动信号的波形的一例的图。如图7所示，在驱动信号COM生成之前，与时钟信号CLK同步地从控制部34向驱动信号生成部36输出表示电压变化量的若干个数据信号DATA和表示该数据信号DATA的地址的地址信号AD1～AD4。数据信号DATA如图8所示，与时钟信号CLK同步地连续转送。图8为表示从控制部34向驱动信号生成部36转送数据信号DATA和地址信号AD1～AD4的时机的时间图。
如图8所示，在从控制部34转送表示规定的电压变化量的数据DATA时，首先与时钟信号CLK同步输出多位的数据信号DATA。然后将存放该数据信号DATA的地址作为地址信号AD1～AD4与中断信号EN同步输出。图6所示的存储器50在中断信号EN被输出时读取地址信号AD1～AD4，将接收到的数据信号DATA写入地址信号AD1～AD4表示的地址中。由于地址信号AD1～AD4为4位的信号，所以能够将最多表示16种电压变化量的数据信号DATA存储在存储器50中。
并且，数据信号DATA的最上面的位作为符号使用。进行上面说明的处理，数据信号DATA被存储在由地址信号AD1～AD4指定的存储器50的地址中。而且，在这里，数据信号被存储在地址A、B、C中。并且，输入复位信号RST和基底信号FLR，将闩锁寄存器51、53初始化。
完成向各地址A、B、…的电压变化量的设定后，如图7所示，如果通过地址信号AD1～AD4指定了地址B，则通过最初的时钟信号CLK1，利用闩锁寄存器51保持与该地址B对应的电压变化量。在该状态下，然后输入时钟信号CLK2，则将闩锁寄存器53的输出和闩锁寄存器51的输出进行加法运算后的值就被保持在闩锁寄存器53中。一旦通过闩锁寄存器51保持电压变化量，则随后在输入时钟信号CLK2时，闩锁寄存器53的输出就根据电压变化量而增减。通过存放在存储器50中的地址B中的电压变化量ΔV1和时钟信号CLK2的周期ΔT确定驱动波形的通过速率。并且，增加或者减少通过存放在各地址中的数据的符号决定。
在图7所示的例中，在地址A中存放着电压变化量的值为0、即维持电压不变时的值。因此通过时钟信号CLK1使地址A有效，则保持驱动信号COM的波形无增减的平坦的状态。而且，在地址C中，为了决定驱动波形的通过速率，存放着时钟信号CLK2的每1周期的电压变化量ΔV2。因此，在通过时钟信号CLK1使地址C有效后，电压就以该电压变化量ΔV2逐渐降低。仅通过这样从控制部34向驱动信号生成部36输出地址信号AD1～AD4和时钟信号CLK1、CLK2，就能够自由地控制驱动信号COM的波形。
(喷头驱动装置)
上面说明的动作为控制驱动信号COM的波形的基本动作，但是，在本实施例中，通过将控制部34对应压力发生元件48a的单位时间变形率而设定分频率的时钟信号CLK2供给到驱动信号生成部36，使驱动信号COM的通过速率可变。因此，在控制部34内设置着多个将从振荡电路35输出的时钟信号CLK分频的分频电路。各分频电路的分频率例如设定为2分频～14分频左右。使时钟信号CLK的频率为10MHZ，则从分频率设定为1的分频电路得到10/21＝5MHz(周期：0.2μs)的时钟信号CLK2，从分频率设定为13的分频电路得到10/2131.22KHz(周期：约0.82ms)的时钟信号CLK2，从分频率设定为14的分频电路得到10/214610Hz(周期：约1.64ms)的时钟信号CLK2。
这里，在图7所示的基准信号COM的波形中，以电压值上升的期间为上升期间T1，电压值不变化的期间为保持期间T2，电压值下降的期间为下降期间T3。为了喷出粘性高的粘性体，在控制部34中作为在驱动信号生成部36生成驱动信号COM的参数，将上升期间T1设定为1s，保持期间T2设定为500ms，下降期间T3设定为20μs。并且，上升期间T1、保持期间T2、以及下降期间T3的时间根据粘性体的粘度分别设定。这里，粘性体的粘度例如在常温下处于10～40,000[mPa s]的范围内。
将上升期间T1设定为1秒左右的较长的时间，是为了防止在使压力发生元件48a迅速变形时，由于粘性体的高粘性而弯液面破坏，从喷嘴口48c进入气泡。而且保持期间T11设定为上升期间T1的一半左右(500ms左右)，这是为了避免由液滴喷出头1 8的构造决定的液滴喷出头18的固有频率的影响。即经过上升期间T1后，通过粘性体的表面张力以液滴喷出头18的固有频率引起振动。该振动随着时间的推移而衰减，不久即成为静止状态。由于不希望在粘性体的表面振动的状态下喷出粘性体，所以保持期间T2为了使振动静止而设定为所需要的充分的长度。下降期间T3为了得到粘性体的喷出速度而设定为20μs左右的较短的时间。
另外为了简化，使表示驱动信号COM的电压变化量的数据信号DATA为无符号的10位的信号。这时，虽然电压变化量可以得到210＝1024个值，但是为了生成缓慢上升的波形而输入最小值的电压变化量，则驱动信号COM的电压值就以时钟信号CLK2为1024个时钟的时间从最小值向最大值变化。
这时，控制部34在上升期间T1中使用分频率设定为14的分频电路生成将时钟信号CLK进行14分频的时钟信号CLK2，在保持期间T2中使用分频率设定为13的分频电路将时钟信号CLK进行分频生成时钟信号CLK2，在下降期间T3中，生成不分频的时钟信号CLK2。如上所述，驱动信号COM的电压值在输入时钟信号CLK2时通过利用加法器52进行加法运算而增加或者减少，在本实施例中关于这一点相同。但是，由于控制部34向驱动信号生成部36供给对应分频率而频率变化的时钟信号CLK2，所以能够控制单位时间的驱动信号COM的电压值的增加率和减少率(通过速率)。并且虽然在上述的例中，在设定为1s的上升期间T1和设定为500ms的保持期间T2改变分频率，但是这是为了尽量减小上升期间T1的时间误差和保持期间T2的时间误差。
图9为表示使时钟信号CLK2的频率可变时的控制部34的动作的流程图。并且，虽然关于控制部34具有设定为相互不同的分频率的多个分频电路这一点如上所述，但是图9所示的流程图为表示设置在控制部34的CPU判断、决定以哪一个分频电路分频的处理的图。在生成驱动信号COM时，设置在控制部34的CPU从预先存储在控制部34内的数据存储部的各种数据中读取表示使驱动信号COM的电压值变化的期间或者保持的期间的长度的数据(步骤S10)。这里，所谓的读取的表示期间的数据，是表示例如图7所示的期间T1的时间长度的数据。读取该数据后，控制部34就判断读取的期间的长度(时间)是否为102.4μs以下(步骤S11)。该时间102.4μs是相当于时钟信号CLK的1024个周期的长度的时间。
在判断读取的期间的长度(时间)为102.4μs以下时(步骤S11的判断结果为“是”时)，控制部34将时钟信号CLK(不分频)作为时钟信号CLK2向驱动信号生成部36输出(步骤S12)。另一方面，在步骤S11中，在判断读取的期间的长度(时间)比102.4μs长时(步骤S11的判断结果为“否”时)，判断是否为204.8μs以下(步骤S13)。该时间102.4μs是相当于将时钟信号CLK进行2分频后的1024个周期的长度的时间。在该判断结果为“是”时，控制部34将时钟信号CLK进行2分频并作为时钟信号CLK2向驱动信号生成部36输出(步骤S14)。
同样地，在步骤S13中，在判断读取的期间的长度(时间)比204.8μs长时(步骤S13的判断结果为“否”时)，判断是否为409.6μs以下(步骤S15)。该时间409.6μs是相当于将时钟信号CLK进行3分频后的1024个周期的长度的时间。在该判断结果为“是”时，控制部34将时钟信号CLK进行3分频并作为时钟信号CLK2向驱动信号生成部36输出(步骤S16)。下面同样地进行，对应步骤S10读取的期间的长度选择时钟信号CLK的分频率。并且，图9所示的步骤S11～步骤S16相当于本发明所说的频率可变步骤或者选择步骤。
步骤S12、S14、S16、…结束后，判断是否经过了其期间(步骤S20)。即判断是否例如图7所示的上升期间T1(使驱动信号COM的电压值上升的期间)已结束、过渡到保持期间T2(保持驱动信号COM的电压值不变的期间)。在该判断结果为“否”时，控制部34通过交替重复步骤S20的处理，持续输出进行图2所示的步骤S11～步骤S16的处理并选择的分频率的时钟信号CLK2，使驱动信号COM的电压值上升、保持或者下降。
在步骤S20的判断结果为“是”时，判断是否有用于生成驱动信号COM的波形的剩余的期间(步骤S21)。例如如果假设在目前经过了上升期间T1，那么由于还残留有用于生成驱动信号COM的波形的保持期间T2和下降期间T3，所以步骤S21的判断结果为“是”，处理就回到步骤S10并交替重复上述的处理。另一方面，在步骤S21中，在判断为没有剩余的期间的情况下，生成一系列的驱动信号COM的波形的处理就结束。
上面说明了基于本发明一实施例的喷头驱动方法，但是上述的喷头驱动方法为生成由图7所示的上升期间T1、保持期间T2、和下降期间T3构成的驱动信号COM时的说明。本实施例的喷头驱动装置和方法不局限于生成由上述的3个期间构成的驱动信号COM的情况，在生成例如图10所示的波形的驱动信号COM的情况下也能够适用。
图10为表示考虑到喷出液滴后的液滴的伴生和粘性体的弯液面的驱动信号COM的波形的图。在喷出粘度高的液滴的情况下，例如使压力发生元件48a缓慢地变形、将粘性体引进液滴喷出头18内后，需要使压力发生元件48a迅速变形(恢复原状)，得到一定的液滴喷出速度。因此如图10所示，将使压力发生元件48a变形的期间T10设定为长时间(1s左右)，将恢复原状的期间T12设定为短时间(20μs左右)。
这里说明施加具有图10所示的期间T10～T13的波形的驱动信号COM时的液滴喷出头18的液滴喷出动作。图11为用于说明施加具有图10所示的期间T10～T13的波形的驱动信号COM时的液滴喷出头18的液滴喷出动作的图。首先，在期间T10中，使驱动信号COM的电压值缓慢地上升，则设置在液滴喷出头18上的压力发生元件48a就如图13(a)所示的那样缓慢地变形，粘性体从液体室48d向压力发生室48b供给的同时，如图所示的那样位于喷嘴口48c附近的粘性体也稍稍向压力发生室48b内部方向引进。
然后，在期间T11中将驱动信号COM的电压值保持规定时间(例如500ms)后，在期间T12中以20μs左右的时间迅速地使压力发生元件48a变形(恢复原状)，则如图11(b)所示，从喷嘴口48c喷出液滴D1。由于经过期间T12后，如果不改变驱动信号COM的电压值，那么粘性体就具有很高的粘性，所以图11(b)所示的液滴D1的尾部D2的一部分分离，如图11(c)所示的那样在原来的液滴D3之外生成伴生液滴ST。该伴生液滴ST有时会向与液滴D3不同的方向飞溅，所以有在使液滴D3附着时污染附着面的可能性。而且，在将图10中的期间T10～T12的波形的驱动信号间歇性地施加在压力发生元件48a上、每隔规定的时间间隔连续喷出液滴的情况下，由于粘性体的高粘性，喷嘴口48c处的弯液面破坏，产生对于喷出液滴很不理想的状况。
为了防止这些问题，在图10中的期间T10～期间T12的波形之后，设置着使压力发生元件48a变形规定量的期间T14、T15(后续处理期间)。该期间T14、T15的驱动信号相当于本发明中所说的辅助驱动信号。后续处理期间设置在在期间T12的后面、例如被设定为10μs左右的期间T13的后面。这里，后续处理期间的期间T14设定为20μs左右，期间T15设定为1s左右。将期间T14设定为20μs左右的短时间，是为了通过使压力发生元件48a迅速变形，将从喷嘴口48c喷出的液滴的一部分拉回，防止产生伴生液滴ST。而且将期间T15设定为1s左右的长时间是为了不破坏弯液面。
利用图12说明其状况。图12为用于说明施加设置有后续处理期间的驱动信号COM时的液滴喷出头18的液滴喷出动作的图。首先，在图10中的期间T10中，使驱动信号COM的电压值缓慢上升，则如图12(a)所示，设置在液滴喷出头18上的压力发生元件48a缓慢地变形，粘性体从液体室48d向压力发生室48b供给的同时，如图所示的那样位于喷嘴口48c附近的粘性体也稍稍向压力发生室48b内部方向拉进。
然后，在期间T11中将驱动信号COM的电压值保持规定时间(例如500ms)后，在期间T12中以20μs左右的时间迅速地使压力发生元件48a变形(恢复原状)，则如图12(b)所示，从喷嘴口48c喷出液滴D1。经过期间T12后，经过期间T13，期间T14表示的波形的驱动信号COM被施加在压力发生元件48a上，则压力发生元件48a如图12(c)所示的那样变形，从喷嘴口48c喷出的液滴D1的一部分(图12(b)所示的尾部D2)被拉进喷嘴口48c内。这样，由于构成伴生液滴ST产生的原因的尾部D2被拉进喷嘴口48c内，故能够防止伴生液滴的产生。
如上所述，虽然能够通过期间T14的波形防止伴生液滴的产生，但是由于在期间T14中使压力发生元件48a变形，所以如图12(c)所示的那样成为粘性体的表面被拉进喷嘴口48c内的状态，弯液面稍稍破坏。为了修正该破坏，在期间T15中使压力发生元件48a缓慢地变形(恢复原状)，将弯液面保持为一定的状态(参照图12(d))。
在通过设置在后续处理期间的驱动信号COM驱动液滴喷出头10的情况下，需要在期间T10和期间T15使压力发生元件48a缓慢地变形和恢复原状，并且需要在期间T12和期间T14使压力发生元件48a迅速地恢复原状和变形。即使在生成作为波形的一部分具有这样的低通过速率和高通过速率的驱动信号COM的情况下，在本实施例中也能够仅通过按照通过速率改变时钟信号CLK2的分频率来对应。而且，能够考虑粘性体的表面状态或伴生液滴等，任意地设定驱动信号COM的波形形状。
(液滴喷出头的具体构造)
在上述的说明中表示了简化的构造的液滴喷出头18进行了说明，下面说明液滴喷出头18的具体构造。图13为表示液滴喷出头18的机械断面构造的一例的图。在图13中，第1盖子构件70由厚度6μm左右的氧化锆(ZrO)薄板构成，在其表面上形成构成一面的极的共用电极71。而且，在共用电极71的表面上如后面说明的那样固定着由PZT等构成的压力发生元件48a，并且在压力发生元件48a的表面上形成由Au等比较柔软的金属的层构成的驱动电极72。
压力发生元件48a和第1盖子构件70一起构成弯曲振动式的执行元件，压力发生元件48a充电则收缩并进行缩小压力发生室48b的变形，压力发生元件48a放电则伸长并向使压力发生室48b的体积向原来的方向扩展的方向变形。隔板73为在厚度例如为100μm左右的氧化锆等陶瓷板上形成有通孔的构件。隔板73通过由第1盖子构件70和后面说明的第2盖子构件74密封两面而形成压力发生室48b。
第2盖子构件74与第1盖子构件70同样地由氧化锆等陶瓷板形成。该第2盖子构件74形成连接压力发生室48b与后面说明的粘性体供给口75的连通孔76、和连接压力发生室48b的另一端与喷嘴口48c的喷嘴连通孔77，固定在隔板73的另一个面上。上面说明的第1盖子构件70、隔板73、以及第2盖子构件74通过将粘土状的陶瓷材料成型为规定的形状并将其叠层烧结，不使用粘接剂而汇集在执行元件86上。
粘性体供给口形成基板78形成上述的粘性体供给口75和连通孔79，兼作执行元件86的固定基板。液体室形成基板80形成连接构成液体室的通孔和在粘性体供给口形成基板78上形成的连通孔79的连通孔81。在喷嘴板82上形成用于喷出粘性体的喷嘴口48c。这些粘性体供给口形成基板78、液体室形成基板80、以及喷嘴板82在各自之间通过热熔敷薄膜或粘接剂等粘接层83、84固定并汇集在流路装置87上。该流路装置87和上述的执行元件86通过热熔敷薄膜或粘接剂等粘接层85固定并构成液滴喷出头18。
在上述构造的液滴喷出头18中，将压力发生元件48a放电，则压力发生室48b就膨胀，压力发生室48b内的压力降低，从液体室48d向压力发生室48b内流入粘性体。与之相对，压力发生元件48a充电，则压力发生室48b缩小，压力发生室48b内的压力上升，压力发生室48b内的粘性体作为液滴经由喷嘴口48c向外部喷出。
图14为表示向图13所示的构造的液滴喷出头供给的驱动信号COM的波形的图。在图14中，用于启动压力发生元件48a的驱动信号COM到时刻t11为止将中间电位VC保持规定时间后(保持脉冲P1)，在从时刻t11到时刻t12为止的期间T21内以一定的梯度将电压值下降到最低电位VB(放电脉冲P2)。在该期间T21中，进行图9所示的处理，以对应于单位时间的驱动电压COM的电压值的变化率的分频率分频的时钟信号CLK2从控制部34向驱动信号生成部36供给，生成驱动信号。
在从时刻t12到时刻t13为止的期间T22内保持该最低电位VB后(保持脉冲P3)，在从时刻t13到时刻t14为止的期间T23内以一定的梯度上升至最高电位VH(充电脉冲P4)，将该最高电位VH到时刻t15为止保持规定时间(保持脉冲P5)，然后在到时刻t16为止的期间T25内再次下降到中间电位VC(放电脉冲P6)。
将这样的驱动信号COM施加到图13所示的液滴喷出头上，则通过前面施加的充电脉冲喷出液滴后的粘性体的弯液面在施加保持脉冲P1期间，由于粘性体表面张力而以规定的周期的振动引起以喷嘴口48c为中心的振动，随着时间的推移，弯液面振动衰减，最终成为静止状态。然后，施加放电脉冲P2，则压力发生元件48a就向使压力发生室48b的容积膨胀的方向弯曲，在压力发生室48b中产生负压。其结果，弯液面引起朝向喷嘴口48c的内部的动作，弯液面被拉进喷嘴口48c的内部。
然后，在施加保持脉冲P3期间，保持该状态后，施加充电脉冲P4，则在压力发生室48b中产生正压，弯液面被从喷嘴口48c推出，喷出液滴。而后施加放电脉冲P6，则压力发生元件48a就向使压力发生室48b的容积膨胀的方向弯曲，在压力发生室48b中产生负压。其结果，弯液面引起朝向喷嘴口48c的内部的动作。然后，由于粘性体表面张力而以规定的周期的振动引起以喷嘴口48c为中心的振动后，随着时间的推移，弯液面振动衰减，再次回到静止状态。上面说明了向图13所示的液滴喷出头供给的驱动信号的波形，但是为了将弯液面保持为一定的状态以及防止伴生液滴，最好设置图10所示的后续处理期间，生成对应粘性体的粘度和液滴喷出头的响应特性的波形。
(液滴喷出头的其它具体构造)
图15为表示液滴喷出头18的机械断面构造的其它的例的图。并且，在图15中表示了使用伸缩振动的压电振动子作为压力发生元件的存储头41的机械断面构造的一例。在图15所示的液滴喷出头18中，90为喷嘴板，91为流路形成板。在喷嘴板90上形成有喷嘴口48c，在流路形成板91上形成有区划压力发生室48b的通孔、区划在两侧与压力发生室48b连通的2个粘性体供给口92的通孔或槽、以及区划与该粘性体供给口92分别连通的2个共用的液体室48d的通孔。
振动板93由可弹性变形的薄板构成，与压电元件等压力发生元件48a的前端接触，夹着流路形成板91与喷嘴板90致密地一体固定在一起，构成流路装置94。在底座95上构成可振动地容纳压力发生元件48a的容纳室96、和支承流路装置94的开口97，以使压力发生元件48a的前端从开口97露出的状态用固定基板98固定着压力发生元件48a。而且，底座95以使振动板93的岛部93a与压力发生元件48a接触的状态将流路装置94固定在开口97上组成液滴喷出头。
图16为表示向图15所示的构造的液滴喷出头供给的驱动信号COM的波形的图。在图16中，用于使压力发生元件48a动作的驱动信号COM，在其电压值从中间电位VC开始后(保持脉冲P11)，从时刻t21到时刻t22之间的期间T31内以一定的梯度上升到最高电位VH(充电脉冲P12)。在该期间T31中，进行图9所示的处理，以对应于单位时间的驱动电压COM的电压值的变化率的分频率分频的时钟信号CLK2从控制部34向驱动信号生成部36供给，生成驱动信号。
在从时刻t22到时刻t23为止的期间T32内保持该最高电位VH后(保持脉冲P13)，在从时刻t23到时刻t24为止的期间T33内以一定的梯度下降到最低电位VB后(放电脉冲P14)，在从时刻t24到时刻t25为止的期间T34内将最低电位VB保持规定的时间(保持脉冲P15)。然后，从时刻t25到时刻t26，电压值以一定的梯度上升到中间电位VC(充电脉冲P16)。
在这样构成的存储头41中，包含在驱动信号COM中的充电脉冲P12被施加在压力发生元件48a上，则压力发生元件48a就向使压力发生室48b的容积膨胀的方向弯曲，在压力发生室48b内产生负压。其结果，弯液面被拉进喷嘴口48c内。然后，施加放电脉冲P14，则压力发生元件48a就向使压力发生室48b的容积收缩的方向弯曲，在压力发生室48b内产生正压。其结果，从喷嘴口48c喷出液滴。然后，在施加保持脉冲P15后，施加充电脉冲P16，控制弯液面的振动。上面说明了向图15所示的液滴喷出头供给的驱动信号的波形，但是关于向该构造的液滴喷出头供给的驱动信号的波形，为了将弯液面保持为一定的状态以及防止伴生液滴，最好设置图10所示的后续处理期间，生成对应粘性体的粘度和液滴喷出头的响应特性的波形。
如上所述，根据本实施例的喷头驱动装置和方法，控制部34向驱动信号生成部36供给将时钟信号CLK分频生成的时钟信号CLK2，驱动信号生成部36与该时钟信号CLK2同步地生成向液滴喷出头18施加的驱动信号COM。因此，能够对应时钟信号CLK2的分频率适当设定驱动信号COM的电压值的单位时间变化率。所以，能够使设置在液滴喷出头18上的压力发生元件48a花费几秒的时间缓慢地变形或者恢复原状，也能够以几百毫微秒的短时间变形或者恢复原状。
在喷出具有高粘性的粘性体的情况下，将粘性体缓慢地引进液滴喷出头18(压力发生室48b)内后，须以一定的速度喷出液滴。在本实施例中，由于能够如上所述的那样使压力发生元件48a花费几秒的时间缓慢地变形或者恢复原状，也能够以几百毫微秒的短时间变形或者恢复原状，所以在喷出具有高粘度的粘性体的情况下极其合适。
而且本实施例对应时钟信号CLK2的分频率设定驱动信号COM的电压值的单位时间变化率，所以对能够应用的波形的形状不特别限制。因此，在进行喷出液滴的动作期间，能够一直很好地保持弯液面，并且也能够很容易地生成防止构成污染的原因的伴生液滴的产生的波形形状。其结果，能够一直高精度地喷出规定量的粘性体。
并且，在本实施例中，为了使驱动信号COM的电压值的单位时间的变化率可变而使时钟信号CLK2的分频率可变，但是要使时钟信号CLK2的分频率可变，不需要大幅度的装置构造的变更，大体上仅靠软件的变更即可实现。因此，几乎不需要新制的设备，而仅靠现有的设备就能够实现。而且能够通过使用以前的装置来实现资源的有效利用。并且，在本实施例的器件制造方法中，采用了通过包含液滴喷出装置3、7、11的制造工序制造器件的构造。根据该构造，能够灵活地对应产品的规格变更等，所以能够制造各种各样的规格范围广的器件。
上面说明了本发明的实施例，但是本发明不限于上述的实施例，可以在本发明的范围内自由地改变构造。例如在上述实施例中，以如图1所示，分别设置着附着红色(R)液滴的液滴喷出装置3、附着绿色(G)液滴的液滴喷出装置7和附着蓝色(B)液滴的液滴喷出装置11，从设置在各液滴喷出装置3、7、11上的液滴喷出头18喷出单色的液滴的器件制造装置为例进行了说明。
但是，本发明也能够应用于将喷出红色液滴的喷射头、喷出绿色液滴的喷射头、喷出蓝色液滴的喷射头全部一体化的液滴喷出头。而且，例如如果在本装置的喷射图形形成技术中供给金属材料或绝缘材料，那么就可以直接形成金属配线或绝缘膜等的微细的图形，能够应用于新的高性能器件的制作。
并且，虽然具有本实施例的液滴喷出装置的器件制造装置，首先进行R(红色)的图形形成，然后进行G(绿色)的图形形成，最后进行B(蓝色)的图形形成，但是并不局限于此，也可以根据需要按照其它顺序形成图形。而且，虽然在上述实施例中，作为粘性体以高粘度的粘性体为例进行了说明，但是本发明并不是仅限于粘性体的喷出，能够适用于喷出具有粘性的液体、树脂之类的情况。而且虽然在上述实施例中以使用压电振动子作为设置在液滴喷出头上的压力发生元件的情况为例进行了说明，但是本发明也能够适用于具有利用热量使压力发生室内产生压力的液滴喷出头的液滴喷出装置等。并且，实现上面说明的喷头驱动方法的整个程序或其一部分可以存储在计算机能够读取的软磁盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(注册商标)、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM、光磁盘、流式磁带机、硬盘、存储器、和其它存储媒体中。

Claims (16)

1.一种喷头驱动装置，是一种与基准时钟同步动作，通过对具有压力发生元件的喷头的该压力发生元件施加驱动信号，使该压力发生元件发生变形而喷出粘性体的喷头驱动装置，其特征在于：具有使所述基准时钟频率能够对应所述压力发生元件的单位时间变形率而变化的频率可变装置。
2.根据权利要求1所述的喷头驱动装置，其特征在于：所述频率可变装置通过对所述基准时钟进行分频而改变所述基准时钟的频率。
3.根据权利要求1或2所述的喷头驱动装置，其特征在于：对应所述粘性体的粘度而设定所述压力发生元件的单位时间的变形率。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的喷头驱动装置，其特征在于：所述粘性体的粘度在常温(25℃)下在10～40，000[mPa s]的范围内。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的喷头驱动装置，其特征在于：所述压力发生元件包括通过施加所述驱动信号进行伸缩振动或弯曲振动而对所述粘性体加压的压电振动子。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的喷头驱动装置，其特征在于：具有在对所述压力发生元件间断地施加所述驱动信号时，生成包含用于把所述粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号的驱动信号的驱动信号生成部。
7.一种喷头驱动方法，是一种与基准时钟同步动作，通过对具有压力发生元件的喷头的该压力发生元件施加驱动信号，使该压力发生元件发生变形而喷出粘性体的喷头驱动方法，其特征在于：具有使所述基准时钟频率能够对应所述压力发生元件的单位时间变形率而变化的频率可变步骤。
8.根据权利要求7所述的喷头驱动方法，其特征在于：在所述频率可变步骤中，通过对所述基准时钟进行分频而改变所述基准时钟的频率。
9.根据权利要求8所述的喷头驱动方法，其特征在于：具有对应所述压力发生元件的变形率选择所述基准时钟的分频率的选择步骤。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的喷头驱动方法，其特征在于：对应所述粘性体的粘度而设定所述压力发生元件的单位时间变形率。
11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的喷头驱动方法，其特征在于：所述粘性体的粘度在常温(25℃)下在10～40,000[mPa s]的范围内。
12.根据权利要求7至11中的任意一项所述的喷头驱动方法，其特征在于：具有在对所述压力发生元件施加使其喷出所述粘性体的驱动信号之前或之后，施加用于把所述粘性体的表面状态设定为规定的状态的辅助驱动信号的辅助驱动信号施加步骤。
13.一种液滴喷出装置，其特征在于：具有权利要求1～6中的任意一项所述的喷头驱动装置。
14.一种执行权利要求7～12中的任意一项所述的喷头驱动方法的程序。
15.一种器件制造方法，其特征在于：作为器件制造工序之一，包括使用权利要求7～12中的任意一项所述的喷头驱动方法喷出所述粘性体的工序。
16.一种使用权利要求13所述的液滴喷出装置或权利要求15所述的器件制造方法制造的器件。
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