JP2010142675A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置の駆動制御方法、パターン膜形成部材、パターン膜形成部材の製造方法、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】温度が低下した吐出ヘッドの温度を所定の温度に素早く回復させる。
【解決手段】ノズルから液状体を液滴として吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置で
あって、前記ノズルに連通され、液状体を貯留する圧力室と、前記圧力室に設けられ、前
記圧力室に貯留された前記液状体に圧力変化を生じさせる加圧部と、前記ノズルから前記
液滴が吐出されない程度の微振動駆動を前記加圧部に行わせる微振動駆動信号であって、
複数の微振動駆動パターンを有する前記微振動駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前
記吐出ヘッドの温度に対応して、選択された前記微振動駆動信号を前記加圧部に印加する
信号印加部と、を備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置の駆動制御方法、パターン膜形成部材、パター
ン膜形成部材の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関する。

吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出して当該液滴を基材に塗布（吐出描画）する液
滴吐出装置としては、例えば、液状体を液滴として吐出する吐出ヘッドと、基材を載置す
るためのステージと、吐出ヘッドの液滴吐出性を調整または回復させるためのメンテナン
スユニットと、吐出ヘッドをステージとメンテナンスユニット間で移動させる吐出ヘッド
移動手段と、これらの動作を制御する制御部等を備えている。そして、吐出ヘッドと吐出
領域となる基材とを対向させ、当該吐出ヘッドに液滴を吐出するための駆動電圧を印加す
ることにより、吐出ヘッドから液滴を吐出させている。そして、上記液滴吐出装置では、
例えば、吐出ヘッドの調整または吐出性を回復させる必要が発生した場合には、一旦、吐
出ヘッドの駆動を止め、メンテナンスエリアに移動させ、必要な回復処理等を行い、これ
らの処理が終了した後に、再び、吐出ヘッドを吐出領域に移動させ、吐出描画を行ってい
る（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２０９４２９号公報

上記のような液滴吐出装置の吐出ヘッドでは、一定の吐出量で液滴を吐出するため、吐
出ヘッドの温度を一定に維持する必要がある。しかしながら、メンテナンス処理等のため
、一旦、吐出ヘッドの駆動を止めると、配線基板や駆動素子等からの発熱量や圧電素子の
駆動による熱変換量が、吐出描画状態よりも少なくなるため、吐出ヘッドの温度が低下し
てしまう。そうすると、吐出ヘッドの温度が不安定となり、吐出描画における吐出量がば
らつき、膜厚ばらつきや色ムラ等が発生してしまう、という課題があった。さらには、メ
ンテナンス処理等により、吐出ヘッドの駆動停止期間が長かったり、ワイピングユニット
等で吐出ヘッドをワイピングすると、さらに、吐出ヘッドの温度が低下してしまい、吐出
描画状態の温度に到達させる時間が長くかかってしまい、生産性が低下してしまう、とい
う課題があった。

本発明は、上記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。

［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、ノズルから液状体を液滴として吐出す
る吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記ノズルに連通され、前記液状体を貯留
する圧力室と、前記圧力室に設けられ、前記圧力室に貯留された前記液状体に圧力変化を
生じさせる加圧部と、前記ノズルから前記液滴が吐出されない程度の微振動駆動を前記加
圧部に行わせる微振動駆動信号であって、複数の微振動駆動パターンを有する前記微振動
駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記吐出ヘッドの温度に対応して、選択された前
記微振動駆動信号を前記加圧部に印加する信号印加部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、複数の微振動駆動パターンを有する微振動駆動信号が生成され、吐
出ヘッドの温度に対応して、選択された微振動駆動信号が加圧部に印加される。これによ
り、例えば、メンテナンス等によって吐出ヘッドの温度が低下した場合や、吐出ヘッドが
所定の温度である場合等に、それぞれの場合に対応した微振動駆動信号を選択して加圧部
に印加させることにより、吐出ヘッドの温度を素早く回復させるとともに、一定温度に維
持させることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記駆動信号生成部では、前記吐出ヘ
ッドの温度を所定温度で維持するように微振動駆動させる第１微振動駆動信号と、前記第
１微振動駆動信号による前記加圧部の微振動駆動量よりも多い駆動量で前記加圧部を微振
動駆動させる第２微振動駆動信号と、を生成することを特徴とする。

この構成によれば、例えば、メンテナンス等によって温度が低下した吐出ヘッドに対し
て、第２微振動駆動信号を印加することにより吐出ヘッドの温度を素早く回復させること
ができる。また、第１微振動駆動信号を印加することにより吐出ヘッドの温度を一定温度
に維持させることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置では、前記第２微振動駆動信号は、前記
第１微振動駆動信号に比べ、電圧変化が大きいことを特徴とする。

この構成によれば、第２微振動駆動信号は、電圧変化が大きいので、効率的に吐出ヘッ
ドの温度を高めることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる液滴吐出装置では、前記第２微振動駆動信号は、前記
第１微振動駆動信号に比べ、一定期間内における電圧変化が多いことを特徴とする。

この構成によれば、第２微振動駆動信号は、一定期間内における電圧変化が多いので、
効率的に吐出ヘッドの温度を高めることができる。

［適用例５］上記適用例にかかる液滴吐出装置の前記信号印加部は、前記吐出ヘッドの
温度が、前記所定温度以下の場合に、前記第２微振動駆動信号を選択し、前記吐出ヘッド
の温度が、前記所定温度に達した場合に、前記第１微振動駆動信号を選択することを特徴
とする。

この構成によれば、例えば、吐出ヘッドのメンテナンス処理に伴って吐出ヘッドの温度
が所定温度よりも低下した場合に、第２微振動駆動信号を選択し、加圧部に微振動駆動さ
せることにより、素早く所定温度に回復させることができる。さらに、所定温度に達した
場合に、第１微振動駆動信号を選択し、加圧部に微振動駆動させることにより、所定温度
を維持することができる。

［適用例６］本適用例にかかる液滴吐出装置の駆動制御方法は、ノズルに連通され、液
状体を貯留する圧力室と、前記圧力室に設けられ、前記圧力室に貯留された前記液状体に
圧力変化を生じさせる加圧部を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の駆動制御方法で
あって、前記ノズルから液滴が吐出されない程度の微振動駆動を前記加圧部に行わせる微
振動駆動信号であって、複数の微振動駆動パターンを有する前記微振動駆動信号を生成し
、前記吐出ヘッドの温度に対応して、選択された前記微振動駆動信号を前記加圧部に印加
することを特徴とする。

この構成によれば、複数の微振動駆動パターンを有する微振動駆動信号が生成され、吐
出ヘッドの温度に対応して、選択された微振動駆動信号が加圧部に印加される。これによ
り、例えば、メンテナンス等によって吐出ヘッドの温度が低下した場合や、吐出ヘッドが
所定の温度である場合等に、それぞれの場合に対応した微振動駆動信号を選択して加圧部
に印加させることにより、吐出ヘッドの温度を素早く回復させるとともに、一定温度に維
持させることができる。

［適用例７］上記適用例にかかる液滴吐出装置の駆動制御方法では、前記吐出ヘッドの
温度を所定温度で維持するように微振動駆動させる第１微振動駆動信号と、前記第１微振
動駆動信号による前記加圧部の微振動駆動量よりも多い駆動量で前記加圧部を微振動駆動
させる第２微振動駆動信号と、を生成し、前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度以下の
場合に、前記第２微振動駆動信号を選択し、前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度に達
した場合に、前記第１微振動駆動信号を選択することを特徴とする。

この構成によれば、例えば、吐出ヘッドのメンテナンス処理に伴って吐出ヘッドの温度
が所定温度よりも低下した場合に、第２微振動駆動信号を選択し、加圧部に微振動駆動さ
せることにより、素早く所定温度に回復させることができる。さらに、所定温度に達した
場合に、第１微振動駆動信号を選択し、加圧部に微振動駆動させることにより、所定温度
を維持することができる。

［適用例８］本適用例にかかるパターン膜形成部材の製造方法は、基材に向けて、吐出
ヘッドからパターン膜の材料となる液状体を液滴として吐出して、前記基材にパターン膜
を形成するパターン膜形成部材の製造方法であって、前記吐出ヘッドの温度に対応して、
前記吐出ヘッドに微振動駆動させる微振動駆動工程を有し、前記微振動駆動工程は、前記
吐出ヘッドの温度を所定温度で維持させる第１微振動駆動工程と、前記吐出ヘッドの温度
を所定温度まで上昇させる第２微振動駆動工程と、を含むことを特徴とする。

この構成によれば、例えば、メンテナンス等によって温度が低下した吐出ヘッドに対し
て、第２微振動をさせることにより、素早く吐出ヘッドの温度を上昇させることができる
。また、第１微振動をさせることにより、吐出ヘッドの温度を一定に保ち、吐出ヘッドの
温度が安定した状態で液滴を吐出することができる。従って、生産効率を高め、均一な吐
出量で液滴吐出を行うことができる。

［適用例９］本適用例にかかるパターン膜形成部材は、上記のパターン膜形成部材の製
造方法によって製造されたことを特徴とする。

これによれば、パターン膜に欠陥が無く、高品位のパターン部材を提供することができ
る。この場合のパターン膜形成部材は、例えば、カラーフィルタ、有機ＥＬの部材、ＦＥ
Ｄ（電界放出ディスプレイ）等のほか、各種配線形成部材等がこれに該当する。

［適用例１０］本適用例にかかる電気光学装置は、上記のパターン膜形成部材を備えた
ことを特徴とする。

このような電気光学装置によれば、信頼性の高いパターン膜形成部材を備えることがで
きる。この場合、電気光学装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、
ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等がこれに該当する。

［適用例１１］本適用例にかかる電子機器は、上記の電気光学装置を搭載したことを特
徴とする。

このような電子機器によれば、信頼性の高い電気光学装置を搭載することができる。こ
の場合、電子機器は、例えば、カラーフィルタや有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放
出ディスプレイ）を搭載したテレビ受像機、パーソナルコンピュータの他、各種の電子製
品がこれに該当する。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、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、各部材ごとに縮小を異な
らせて図示している。

（液滴吐出装置の構成）
まず、液滴吐出装置について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図であ
り、図２は、吐出ヘッドの構造を示す要部断面図である。図１に示すように、液滴吐出装
置１には、直方体形状に形成される基台２が備えられている。本実施形態では、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。

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走査手段を構成するテーブル及びワーク移動テーブルとして
のステージ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Ｙ軸モータ（図示しない）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（Ｙ方向に走査する）ようになっている。

さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に主走査位置検出装置５
が配置され、ステージ４の位置が計測できるようになっている。

そのステージ４の上面には、載置面６が形成され、その載置面６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６に基材７を載置すると、基材
チャック機構によって、その基材７が載置面６の所定位置に位置決め固定されるようにな
っている。

基台２のＸ方向両側には、一対の支持台８ａ，８ｂが立設され、その一対の支持台８ａ
，８ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材９が架設されている。案内部材９は、その長手方向
の幅がステージ４のＸ方向よりも長く形成され、その一端が支持台８ａ側に張り出すよう
に配置されている。

案内部材９の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク１０が配設され
ている。一方、その案内部材９の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール１１がＸ方向全幅
にわたり凸設されている。

案内レール１１に沿って移動可能に配置されるテーブルとしてのキャリッジ１２は、略
直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１２の直動機構は、例えば案内レール１１
に沿ってＸ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Ｘ軸モータ（図示しない）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当す
る駆動信号をＸ軸モータに入力すると、Ｘ軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ１２
が同ステップ数に相当する分だけＸ方向に沿って往動又は復動する（Ｘ方向に走査する）
。案内部材９とキャリッジ１２との間には、副走査位置検出装置１３が配置され、キャリ
ッジ１２の位置が計測できるようになっている。そして、キャリッジ１２の下面（ステー
ジ４側の面）には、吐出ヘッド２４を備えたヘッドユニット１４が凸設されている。また
、吐出ヘッド２４の近傍には、吐出ヘッド２４の温度を取得する温度取得装置４９が設け
られている。温度取得装置４９は、例えば、温度センサ等である。

基台２の片側の一方（図中Ｘ方向の逆方向）には、保守用基台１５が配置されている。
保守用基台１５の上面１５ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール１６ａ，１６ｂが同
Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その保守用基台１５の上側には、一対の案内レール
１６ａ，１６ｂに対応する図示しない直動機構を備えた移動手段を構成する保守ステージ
１７が取付けられている。その保守ステージ１７の直動機構は、例えばステージ４と同様
の直動機構であり、Ｙ方向に沿って往動又は、復動するようになっている。

保守ステージ１７の上には、フラッシングユニット１８、キャッピングユニット１９、
ワイピングユニット２０が、配置してある。フラッシングユニット１８は、液滴吐出ヘッ
ド２４内の流路を洗浄するとき、吐出ヘッド２４から吐出する液滴を受ける装置である。
吐出ヘッド２４内に固形物が混入した場合に、固形物を吐出ヘッド２４から排除するため
、吐出ヘッド２４から液滴を吐出して洗浄する。この液滴を受ける機能をフラッシングユ
ニット１８が行う。

キャッピングユニット１９は、吐出ヘッド２４に蓋をする装置である。吐出ヘッド２４
から吐出する液滴は、揮発性を有する場合があり、吐出ヘッド２４に内在する液状体の溶
媒がノズルから揮発すると、液状体の粘度が変わり、ノズルが目詰まりすることがある。
キャッピングユニット１９は、吐出ヘッド２４に蓋をすることで、ノズルが目詰まりする
ことを防止するようになっている。

ワイピングユニット２０は、吐出ヘッド２４のノズルが配置されているノズルプレート
を拭く装置である。ノズルプレートは、吐出ヘッド２４において、基材７と対向する側の
面に配置されている部材である。ノズルプレートに液滴が付着しているとき、ノズルプレ
ートに付着している液滴と基材７とが接触して、基材７において、予定外の場所に液滴が
付着してしまうことがある。ワイピングユニット２０は、ノズルプレートを拭くことによ
り、基材７において、予定外の場所に液滴が付着してしまうことを防止している。

保守ステージ１７が、案内レール１６ａ，１６ｂに沿って移動することにより、吐出ヘ
ッド２４と対向する場所に、フラッシングユニット１８、キャッピングユニット１９、ワ
イピングユニット２０のいずれか一つの装置が配置されるようになっている。フラッシン
グユニット１８、キャッピングユニット１９、ワイピングユニット２０、によりヘッドク
リーニング部２１を構成している。

保守用基台１５と基台２との間には、重量測定装置２２が配置されている。重量測定装
置２２には、電子天秤が２台設置され、各電子天秤には、受け皿が配置されている。液滴
が、吐出ヘッド２４から受け皿に吐出され、電子天秤が液滴の重量を測定するようになっ
ている。受け皿は、スポンジ状の吸収体を備え、吐出される液滴が、跳ねて、受け皿の外
に出ないようになっている。電子天秤は、吐出ヘッド２４が液滴を吐出する前後で、受け
皿の重量を測定し、吐出前後の受け皿の重量の差分を測定している。

キャリッジ１２が、案内レール１１に沿って、Ｘ方向に移動することにより、吐出ヘッ
ド２４は、ヘッドクリーニング部２１、重量測定装置２２、基材７と対向する場所に移動
し、液滴を吐出することができるようになっている。

図２は、吐出ヘッド２４の構造を説明するための要部断面図である。図２に示すように
、吐出ヘッド２４は、ノズルプレート３０を備え、ノズルプレート３０には、ノズル３１
が形成されている。ノズルプレート３０の上側であってノズル３１と相対する位置には、
ノズル３１と連通する圧力室３２が形成されている。そして、吐出ヘッド２４の圧力室３
２には、収容タンク１０に貯留されている液状体３３が供給される。

圧力室３２の上側には、上下方向（Ｚ方向）に振動して、圧力室３２内の容積を拡大縮
小する振動板３４と、上下方向に伸縮して振動板３４を振動させる加圧部としての圧電素
子３５が配設されている。圧電素子３５が上下方向に伸縮して振動板３４を振動し、振動
板３４が圧力室３２内の容積を拡大縮小して圧力室３２を加圧する。それにより、圧力室
３２内の圧力変化が生じ、圧力室３２内に貯留された液状体３３は、ノズル３１を通って
吐出されるようになっている。

次に、液滴吐出装置の制御構成について説明する。図３は、液滴吐出装置１における制
御ブロック図である。

図３において、液滴吐出装置１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）４０と、各種情報を記憶するメモリ４１とを有する。

主走査駆動装置４２、副走査駆動装置４３、主走査位置検出装置５、副走査位置検出装
置１３は、入出力インターフェース４５およびバス４６を介してＣＰＵ４０に接続されて
いる。さらに、入力装置４７、表示装置４８、温度取得装置４９、重量測定装置２２、フ
ラッシングユニット１８、キャッピングユニット１９、ワイピングユニット２０も入出力
インターフェース４５およびバス４６を介してＣＰＵ４０に接続されている。

駆動信号生成部５０、ヘッドユニット１４に設けられた駆動信号印加部５１も同様にし
て、入出力インターフェース４５およびバス４６を介してＣＰＵ４０に接続されている。
また、駆動信号生成部５０は、駆動信号印加部５１に接続されている。そして、ＣＰＵ４
０は、吐出ヘッド２４の動作を制御するための吐出ヘッド制御信号を駆動信号印加部５１
に出力したり、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号（駆動波形情報）を駆動信号
生成部５０に出力したりする。吐出ヘッド制御信号は、例えば、クロックＣＬＫ、ドット
形成データＳＩ、ラッチ信号ＬＡＴ、チェンジ信号ＣＨが含まれる。なお、ラッチ信号Ｌ
ＡＴは、ラッチパルスを有し、チェンジ信号ＣＨは、チェンジパルスを有する。これらの
ラッチパルス及びチェンジパルスは、駆動信号ＣＯＭの必要な部分を圧電素子３５に印加
させるタイミングを規定するパルスである。

主走査駆動装置４２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４３
は、キャリッジ１２の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置５が、ステージ４
の位置を認識し、主走査駆動装置４２が、ステージ４の移動を制御することにより、ステ
ージ４を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検
出装置１３が、キャリッジ１２の位置を認識し、副走査駆動装置４３が、キャリッジ１２
の移動を制御することにより、キャリッジ１２を所望の位置に移動及び停止することが可
能になっている。

入力装置４７は、液滴を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基材７
に液滴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。表示装置
４８は、加工条件や、作業状況を表示する装置であり、操作者は、表示装置４８に表示さ
れる情報を基に、入力装置４７を用いて操作を行う。

重量測定装置２２は、吐出ヘッド２４が吐出する液滴を受ける、受け皿の重量を測定す
る装置である。液滴が吐出される前後の受け皿の重量を測定して、測定値をＣＰＵ４０に
送信する。

メモリ４１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ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を記憶する記憶領域や、基材７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を記憶するための記憶領域が設定される。さらに
、基材７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１２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、ＣＰＵ４０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。

ＣＰＵ４０は、メモリ４１内に記憶されたプログラムソフトに従って、基材７における
表面の所定位置に機能液を液滴吐出するための制御を行うものである。

ここで、駆動信号生成部５０について説明する。駆動信号生成部５０は、圧電素子３５
について共通に用いられる駆動信号ＣＯＭを生成するものである。図４に示すように、駆
動信号ＣＯＭは、繰り返し単位である一定期間の描画期間Ｔｐ毎に繰り返し生成される。
駆動信号ＣＯＭは、定電圧部と駆動パルスを有し、定電圧部は基準電圧で一定の部分であ
り、駆動パルスは圧電素子３５に所定の動作をさせるための電圧変化パターンの波形部で
ある。本実施形態では、圧電素子３５における駆動パターンが異なる複数の駆動信号ＣＯ
Ｍが生成される。具体的には、ノズル３１から液滴Ｄが吐出されない程度の微振動駆動を
圧電素子３５に行わせる微振動駆動信号であって、異なる微振動駆動パターンを有する第
１微振動駆動信号ＣＯＭ１及び第２微振動駆動信号ＣＯＭ２と、ノズル３１から液滴Ｄを
吐出するための吐出駆動信号ＣＯＭ３と、が生成される。

図４（ａ）は、吐出駆動信号ＣＯＭ３を示し、吐出ヘッド２４から液滴Ｄを吐出させる
ための吐出駆動信号波形である。吐出駆動信号ＣＯＭ３は、略台形の波形形状の吐出パル
スＰＳ３を有している。本実施形態では、描画期間Ｔｐに３つの吐出パルスＰＳ３を有し
、吐出パルスＰＳ３は、所定の間隔で略一定に形成されている。また、吐出時における駆
動電圧のピーク値である吐出電圧Ｖｈ３は、所定の電圧値に設定されている。そして、駆
動信号印加部５１によって、吐出駆動信号ＣＯＭ３が選択されると、圧電素子３５は吐出
駆動を行う。

同図（ｂ）は、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１を示し、吐出ヘッド２４から液滴Ｄを吐出
しないときの非吐出駆動波形である。第１微振動駆動信号ＣＯＭ１は、略台形の第１微振
動パルスＰＳ１を有している。本実施形態では、描画期間Ｔｐに３つの第１微振動パルス
ＰＳ１を有し、第１微振動パルスＰＳ１は、所定の間隔で略一定に形成されている。また
、第１微振動電圧Ｖｈ１は、吐出電圧Ｖｈ３の約３０％の電圧値となるように設定されて
いる。そして、駆動信号印加部５１によって、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１が選択される
と、圧電素子３５は第１微振動駆動を行う。

同図（ｃ）は、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２を示し、吐出ヘッド２４から液滴Ｄを吐出
しないときの非吐出駆動波形である。第２微振動駆動信号ＣＯＭ２は、略台形の第２微振
動パルスＰＳ２を有している。本実施形態では、描画期間Ｔｐに３つの第２微振動パルス
ＰＳ２を有し、第２微振動パルスＰＳ２は、所定の間隔で略一定に形成されている。また
、第２微振動電圧Ｖｈ２は、吐出電圧Ｖｈ３の約５０％の電圧値となるように設定されて
いる。そして、駆動信号印加部５１によって、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２が選択される
と、圧電素子３５は第２微振動駆動を行う。

上記に示したように、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１と第２微振動駆動信号ＣＯＭ２とを
比較すると、ノズル３１から液滴Ｄを吐出させない程度の駆動電圧変化を生じさせること
については共通するが、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２
の方が、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１に比べ、駆動電圧が高くなるように設定されている
。換言すると、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２の方が、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１に比べ
、電圧変化が大きい。従って、同条件の基に、圧電素子３５を駆動させた場合には、第２
微振動駆動信号ＣＯＭ２を印加させた方が、圧電素子３５の駆動量が多くなり、これに伴
う発熱量が多くなるので、吐出ヘッド２４の温度の上昇勾配率が高くなる。すなわち、吐
出ヘッド２４の温度を高める速度が速くなり、所定温度に到達するまでの期間が短くなる
。

図５は、吐出ヘッド２４の温度変化を説明するための模式図である。図５において、図
の横軸は時間ｔの経過を示し、縦軸は吐出ヘッド温度の変化を示す。そして、図５では、
吐出ヘッド２４の温度が所定温度ＴＣから低下してから、再度所定温度に回復するまでの
過程を示したものである。なお、所定温度ＴＣとは、吐出描画（実際に液滴Ｄを吐出する
状態）の際に必要な吐出ヘッド温度である。同図において、所定温度をＴＣとして表して
いる。また、吐出ヘッド２４の温度が低下する場合としては、例えば、キャッピングやフ
ラッシング等のメンテナンス処理によって、圧電素子３５が非駆動状態となることから起
因する温度低下や、これらメンテナンス処理をした後に、ワイピングユニット２０で吐出
ヘッド２４をワイピングした際に熱が奪われ、吐出ヘッド温度が低下する場合等が想定さ
れる。

図５において、時間ｔ１までは、第１微振動駆動期間（吐出描画期間を含む）である。
第１微振動駆動により、吐出ヘッド温度は、所定温度ＴＣで維持されている。時間ｔ１か
ら時間ｔ２までの期間は、メンテナンス処理期間である。メンテナンス処理の開始時点で
ある時間ｔ１からメンテナンス処理の終了時点である時間ｔ２までの期間において、吐出
ヘッド温度は、所定温度ＴＣから温度ＴＬまで低下する。

そして、時間ｔ２においてメンテナンス処理が終了した後、吐出ヘッド温度を所定温度
ＴＣに回復させるため、まず、メンテナンス処理の終了時点である時間ｔ２から時間ｔ３
までの期間は、圧電素子３５に第２微振動駆動を行わせる。第２微振動駆動により吐出ヘ
ッド温度は上昇する。そして、吐出ヘッド２４が所定温度ＴＣに到達した時間ｔ３から圧
電素子３５に第１微振動駆動を行わせる。第１微振動駆動により吐出ヘッド温度は所定温
度で維持される。

なお、例えば、時間ｔ３以降も継続して圧電素子３５に第２微振動駆動を行わせた場合
には、所定温度ＴＣに到達する期間は短いものの、所定温度ＴＣを超え、所定温度ＴＣよ
りも高い温度ＴＨで一定となる。一方、時間ｔ２から圧電素子３５に第１微振動駆動を行
わせた場合には、徐々に吐出ヘッド温度が上昇し、所定温度ＴＣで維持されるが、所定温
度ＴＣに到達する期間が長くなる。すなわち、第２微振動駆動を印加させた場合に比べ、
温度上昇勾配が緩くなる。

従って、一旦、温度が低下した吐出ヘッド温度を所定温度ＴＣに回復するため、より圧
電素子３５の駆動量が多い第２微振動駆動を行わせ、所定温度ＴＣに達した以降は、所定
温度ＴＣで安定した温度を維持するため第１微振動駆動を行わせる。このように、本実施
形態では、温度が低下した吐出ヘッド温度を所定温度ＴＣまで回復する速度をより速める
機能を有する第２微振動駆動と、吐出ヘッド温度を所定温度ＴＣで維持する機能を有する
第１微振動駆動とを備えている。

（液滴吐出装置の駆動制御方法）
次に、液滴吐出装置の駆動制御方法について説明する。図６は、液滴吐出装置の駆動制
御方法を示すフローチャートである。

図６において、ステップＳ１では、吐出ヘッド２４のメンテナンス処理を行う。メンテ
ナンス処理は、キャッピング、フラッシング、ワイピング、液滴重量測定等を含む処理で
ある。ＣＰＵ４０の指示に基づいて、必要なメンテナンス処理を行う。

ステップＳ２では、圧電素子３５にノズル３１から液滴Ｄが吐出されない程度の微振動
駆動を行わせる微振動駆動信号を圧電素子３５に印加させ、微振動駆動を行わせる。ステ
ップＳ１において行われたメンテナンス処理に伴って温度が低下した吐出ヘッド２４の温
度を所定温度に回復させるためである。

ステップＳ３では、吐出描画する。具体的には、吐出ヘッド制御信号に基づき、駆動信
号印加部５１によって駆動信号生成部５０で生成された駆動信号ＣＯＭのうち、吐出駆動
信号ＣＯＭ３が選択され、圧電素子３５に吐出パルスＰＳ３を含む駆動電圧が印加される
。圧電素子３５は、印加された駆動電圧に従って駆動し、ノズル３１から液滴Ｄが吐出さ
れる。

ここで、微振動駆動の制御方法について説明する。図７は、微振動駆動の制御方法を示
すフローチャートである。

図７において、ステップＳ２１では、吐出ヘッド２４が所定温度か否かを判断する。吐
出ヘッド２４の温度は、温度取得装置４９によって取得され、取得された温度に基づいて
判断される。そして、所定温度である場合（ＹＥＳ）には、微振動駆動を行わず終了する
。所定温度でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、圧電素子３５にノズル３１から液滴Ｄが吐出されない程度の駆動
変化を行わせる第２微振動駆動信号ＣＯＭ２を印加させ、圧電素子３５に第２微振動駆動
を行わせる。具体的には、吐出ヘッド制御信号に基づき、駆動信号印加部５１によって駆
動信号生成部５０で生成された駆動信号ＣＯＭのうち、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２が選
択され、圧電素子３５に第２微振動パルスＰＳ２を含む駆動電圧が印加される。圧電素子
３５は、印加された駆動電圧に従って微振動駆動する。

ステップＳ２３では、吐出ヘッド２４が所定温度か否かを判断する。所定温度である場
合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２４に移行し、所定温度でない場合（ＮＯ）には、ステッ
プＳ２２に移行する。

ステップＳ２４では、圧電素子３５にノズル３１から液滴Ｄが吐出されない程度の駆動
変化を行わせる第１微振動駆動信号ＣＯＭ１を印加させ、圧電素子３５に第１微振動駆動
を行わせる。具体的には、吐出ヘッド制御信号に基づき、駆動信号印加部５１によって駆
動信号生成部５０で生成された駆動信号ＣＯＭのうち、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１が選
択され、圧電素子３５に第１微振動パルスＰＳ１を含む駆動電圧が印加される。圧電素子
３５は、印加された駆動電圧に従って微振動駆動する。その後、図６のステップＳ３（吐
出描画）に移行する。

（パターン膜形成部材の製造方法）
次に、パターン膜形成部材の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、パタ
ーン膜形成部材としてのカラーフィルタの製造方法について説明する。図８は、本実施形
態にかかるカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。

図８（ａ）の区画部形成工程では、基材７の上にパターン膜領域としての色素膜領域１
０３（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を区画する区画部１０４を形成する。基材７は、透明性を有し、一般
にガラス基材が用いられるが、他にプラスチック等も使用可能であり、カラーフィルタと
しての透過率、強度等の必要特性を有するものであれば特に限定されるものではない。区
画部１０４は、遮光性を有し、金属、樹脂等を用いることができる。そして、例えば、フ
ォトリソグラフィー法等によって形成することができる。

図８（ｂ）の液滴吐出工程では、液滴吐出装置１を用いて、吐出ヘッド２４からパター
ン膜としての色素膜の材料となる液状体を液滴Ｄとして吐出して、基材７に液状体１０８
ａを塗布する。なお、本実施形態では、吐出ヘッド２４の温度に対応して、吐出ヘッド２
４に微振動駆動させる微振動駆動工程を行う。具体的には、吐出ヘッド２４の温度を所定
温度で維持させるため、吐出ヘッド２４に第１微振動駆動させる（第１微振動駆動工程）
。また、吐出ヘッド２４の温度が所定温度に達していない場合、例えば、吐出ヘッド２４
のメンテナンス処理した場合には、メンテナンス処理に伴って低下した吐出ヘッド温度を
所定温度まで上昇させるため、吐出ヘッド２４に第２微振動駆動させる（第２微振動駆動
工程）。このように、第１微振動駆動工程と第２微振動駆動工程を行うことにより、素早
く吐出ヘッド２４を所定温度に到達させるとともに、所定温度を維持することができる。
そして、吐出ヘッド２４の温度が所定温度で安定した後に、液滴吐出（吐出描画）を行う
。

図８（ｃ）の固化工程では、塗布された液状体１０８ａを一括乾燥処理して固化し、色
素膜１０８を形成する。乾燥方法としては、液状体１０８ａに含まれる溶媒を均一に蒸発
させることが可能な減圧乾燥が好ましい。これによれば、より均一な膜厚を有する色素膜
１０８を形成することができる。その後、必要に応じて、区画部１０４と色素膜１０８の
上に保護膜を形成する。保護膜の形成方法としては、スピンコート法等が用いられ、材料
としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用タイプの樹脂材料、蒸着、スパ
ッタ等によって形成された無機膜等を用いることができる。

上記の工程を経ることより、基材７と、色素膜領域１０３を区画する区画部１０４と、
色素膜領域１０３内に形成された色素膜１０８を備えたカラーフィルタ１１０を製造する
ことができる。

（電気光学装置の構成）
次に、本実施形態にかかる電気光学装置について説明する。図９は、電気光学装置とし
ての液晶ディスプレイの構成を示す断面図である。

図９において、液晶ディスプレイ１２０は、カラーフィルタ１１０と、カラーフィルタ
１１０に対向して配置された素子基材１５１と、シール材１５２によって接着されたカラ
ーフィルタ１１０と素子基材１５１の隙間に充填された液晶１５３等で構成されている。

カラーフィルタ１１０の保護膜１１８の上には共通電極１６１が形成され、共通電極１
６１の上には配向膜１６２が形成されている。また、基材７の色素膜１０８が形成された
面の反対面には偏光板１７５が備えられている。

素子基材１５１は、透明性を有する基材１７０と、基材１７０の上に形成されたＴＦＴ
（Thin Film Transistor）素子１７１と、基材１７０とＴＦＴ素子１７１の上に形成さ
れた配向膜１７２等で構成されている。また、基材１７０のＴＦＴ素子１７１が形成され
た面の反対面には偏光板１７６が備えられている。

（電子機器の構成）
次に、本実施形態にかかる電子機器について説明する。図１０は、電子機器としてのテ
レビ受像機の構成を示す斜視図である。図１０において、テレビ受像機１８０の表示部に
液晶ディスプレイ１２０が搭載されている。

従って、上記の第１実施形態によれば、以下に示す効果がある。

駆動信号生成部５０において、圧電素子３５に対して第１微振動駆動させる第１微振動
駆動信号ＣＯＭ１と、圧電素子３５に対して第２微振動駆動させる第２微振動駆動信号Ｃ
ＯＭ２を生成した。そして、吐出ヘッド２４の温度状況に応じて、駆動信号印加部５１に
よって第１または第２微振動駆動信号ＣＯＭ１，２を選択して、圧電素子３５に送信し、
圧電素子３５を駆動させた。また、第２微振動駆動信号ＣＯＭ２における電圧値は、第１
微振動駆動信号ＣＯＭ１における電圧値よりも高くなるように設定した。そして、第１微
振動駆動信号ＣＯＭ１は、吐出ヘッド２４が、所定温度で一定となるように設定した。従
って、吐出ヘッド２４のメンテナンス処理等により、吐出ヘッド２４の温度が低下した場
合であっても、圧電素子３５に第２微振動駆動を行わせることにより、吐出ヘッド２４の
温度を素早く上昇させるとともに、吐出ヘッド２４の温度が所定温度ＴＣでは、第１微振
動駆動を行わせることにより、吐出ヘッド２４の温度を一定温度に維持させることができ
る。これにより、稼働効率が向上するとともに、安定して液滴吐出することができる。

なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。

（変形例１）上記実施形態では、第２微振動駆動の駆動電圧は、第１微振動駆動の駆動
電圧よりも高く設定したが、これに限定されない。例えば、図１１に示すように、第２微
振動駆動の駆動電圧を第１微振動駆動の駆動電圧と同様にして、第２微振動駆動信号ＣＯ
Ｍ２ａにおける第２微振動パルスＰＳ２ａの発生周期を第２微振動駆動信号ＣＯＭ２（図
４（ｃ）参照）よりも多く形成するようにしてもよい。すなわち、第２微振動パルスＰＳ
２ａを描画期間Ｔｐ内により多く形成し、圧電素子３５を駆動させてもよい。このように
しても、第２微振動駆動は、第１微振動駆動に比べ、圧電素子３５の駆動量を多くするこ
とができ、吐出ヘッド２４の温度上昇率を高くすることができる。

（変形例２）上記実施形態では、駆動信号生成部５０は、第１微振動駆動信号ＣＯＭ１
と第２微振動駆動信号ＣＯＭ２と吐出駆動信号ＣＯＭ３の複数の駆動信号ＣＯＭを生成し
が、この生成方法に限定されない。例えば、図１２（ａ）に示すように、一の駆動信号Ｃ
ＯＭ４を生成してもよい。この場合において、駆動信号ＣＯＭ４は、描画期間Ｔｐ内おけ
る期間Ｔｐ１〜Ｔｐ６に微振動パルスＰＳ４ａ，ＰＳ４ｂ及び吐出パルスＰＳ５を形成す
る。そして、図１２（ｂ）に示すように、これらの微振動パルスＰＳ４ａ，ＰＳ４ｂを適
宜選択して組み合わせ、複数パターンの第１微振動駆動信号及び第２微振動駆動信号を生
成してもよい。このようにすれば、駆動信号印加部５１における構成を簡略化させること
ができるとともに、吐出ヘッド２４の微妙な温度に応じて、適宜微振動駆動を付与するこ
とができる。

（変形例３）上記実施形態では、第１微振動駆動（第１微振動駆動信号ＣＯＭ１）と第
２微振動駆動（第２微振動駆動信号ＣＯＭ２）との切り替え（選択）を所定温度ＴＣを基
準に行ったが、これに限定されない。例えば、第２微振動駆動を行って吐出ヘッド２４の
温度が所定温度ＴＣに達する時間が予め分っていれば、所定時間を設定し、時間間隔で切
り替えるようにしてもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例４）上記実施形態では、パターン膜形成部材としてカラーフィルタを例として
説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅ
ｓｃｅｎｃｅ）発光部材、シリカガラス前駆体、金属化合物等の導電部材、誘電体部材等
についても適用することができる。

液滴吐出装置の構成示す斜視図。 吐出ヘッドの構造を示す要部断面図。 液滴吐出装置の制御部の構成を示すブロック図。 駆動信号を示す説明図。 吐出ヘッドの温度状態を示す説明図。 液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャート。 微振動駆動の制御方法を示すフローチャート。 パターン膜形成部材の製造方法を示す工程図。 電気光学装置の構成を示す断面図。 電子機器の構成を示す斜視図。 変形例にかかる駆動信号を示す説明図。 他の変形例にかかる駆動信号を示す説明図。

符号の説明

１…液滴吐出装置、７…基材、１２…キャリッジ、１４…ヘッドユニット、１８…フラ
ッシングユニット、１９…キャッピングユニット、２０…ワイピングユニット、２１…ヘ
ッドクリーニング部、２２…重量測定装置、２４…吐出ヘッド、３１…ノズル、３２…圧
力室、３３…液状体、３４…振動板、３５…加圧部としての圧電素子、４０…ＣＰＵ、４
１…メモリ、４９…温度取得装置、５０…駆動信号生成部、５１…駆動信号印加部、１０
３…パターン膜領域としての色素膜領域、１０４…区画部、１０８（Ｒ，Ｇ，Ｂ）…パタ
ーン膜としての色素膜、１０８ａ…液状体、１１０…パターン膜形成部材としてのカラー
フィルタ、１２０…電気光学装置としての液晶ディスプレイ、１８０…電子機器としての
テレビ受像機、Ｄ…液滴、Ｔｐ…描画期間、Ｔｐ１〜Ｔｐ７…期間、ＣＯＭ１…第１微振
動駆動信号、ＣＯＭ２，ＣＯＭ２ａ…第２微振動駆動信号、ＣＯＭ３…吐出駆動信号、Ｃ
ＯＭ４…駆動信号、ＰＳ１…第１微振動パルス、ＰＳ２，ＰＳ２ａ…第２微振動パルス、
ＰＳ３，ＰＳ５…吐出パルス、ＰＳ４ａ，ＰＳ４ｂ…微振動パルス、Ｖｃ…基準電圧、Ｖ
ｈ１…第１微振動電圧、Ｖｈ２…第２微振動電圧、Ｖｈ３…吐出電圧、ＴＣ，ＴＬ，ＴＨ
…吐出ヘッド温度。

Claims (11)

1. ノズルから液状体を液滴として吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
   前記ノズルに連通され、前記液状体を貯留する圧力室と、
   前記圧力室に設けられ、前記圧力室に貯留された前記液状体に圧力変化を生じさせる加
   圧部と、
   前記ノズルから前記液滴が吐出されない程度の微振動駆動を前記加圧部に行わせる微振
   動駆動信号であって、複数の微振動駆動パターンを有する前記微振動駆動信号を生成する
   駆動信号生成部と、
   前記吐出ヘッドの温度に対応して、選択された前記微振動駆動信号を前記加圧部に印加
   する信号印加部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記駆動信号生成部では、
   前記吐出ヘッドの温度を所定温度で維持するように微振動駆動させる第１微振動駆動信
   号と、
   前記第１微振動駆動信号による前記加圧部の微振動駆動量よりも多い駆動量で前記加圧
   部を微振動駆動させる第２微振動駆動信号と、を生成することを特徴とする液滴吐出装置
   。
3. 請求項２に記載の液滴吐出装置において、
   前記第２微振動駆動信号は、前記第１微振動駆動信号に比べ、電圧変化が大きいことを
   特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項２に記載の液滴吐出装置において、
   前記第２微振動駆動信号は、前記第１微振動駆動信号に比べ、一定期間内における電圧
   変化が多いことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記信号印加部は、
   前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度以下の場合に、前記第２微振動駆動信号を選択
   し、前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度に達した場合に、前記第１微振動駆動信号を
   選択することを特徴とする液滴吐出装置。
6. ノズルに連通され、液状体を貯留する圧力室と、前記圧力室に設けられ、前記圧力室に
   貯留された前記液状体に圧力変化を生じさせる加圧部を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐
   出装置の駆動制御方法であって、
   前記ノズルから液滴が吐出されない程度の微振動駆動を前記加圧部に行わせる微振動駆
   動信号であって、複数の微振動駆動パターンを有する前記微振動駆動信号を生成し、
   前記吐出ヘッドの温度に対応して、選択された前記微振動駆動信号を前記加圧部に印加
   することを特徴とする液滴吐出装置の駆動制御方法。
7. 請求項６に記載の液滴吐出装置の駆動制御方法において、
   前記吐出ヘッドの温度を所定温度で維持するように微振動駆動させる第１微振動駆動信
   号と、前記第１微振動駆動信号による前記加圧部の微振動駆動量よりも多い駆動量で前記
   加圧部を微振動駆動させる第２微振動駆動信号と、を生成し、
   前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度以下の場合に、前記第２微振動駆動信号を選択
   し、前記吐出ヘッドの温度が、前記所定温度に達した場合に、前記第１微振動駆動信号を
   選択することを特徴とする液滴吐出装置の駆動制御方法。
8. 基材に向けて、吐出ヘッドからパターン膜の材料となる液状体を液滴として吐出して、
   前記基材にパターン膜を形成するパターン膜形成部材の製造方法であって、
   前記吐出ヘッドの温度に対応して、前記吐出ヘッドに微振動駆動させる微振動駆動工程
   を有し、
   前記微振動駆動工程は、
   前記吐出ヘッドの温度を所定温度で維持させる第１微振動駆動工程と、
   前記吐出ヘッドの温度を所定温度まで上昇させる第２微振動駆動工程と、を含むことを
   特徴とするパターン膜形成部材の製造方法。
9. 請求項８に記載のパターン膜形成部材の製造方法によって製造されたパターン膜形成部
   材。
10. 請求項９に記載のパターン膜形成部材を備えた電気光学装置。
11. 請求項１０に記載の電気光学装置を搭載した電子機器。

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