JP2010253332A - Droplet discharge head and droplet discharge apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge head and a droplet discharge device.
従来から、例えば表示装置用のカラーフィルター基板に、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルター層を形成する装置として液滴吐出装置(インクジェット装置)が知られている。この液滴吐出装置は、ピエゾ素子等の圧電素子を駆動することで液滴を吐出可能なノズルが複数形成された液滴吐出ヘッドを備えている。そして、この液滴吐出ヘッドを走査させつつ、ノズルからカラーフィルター材料の液滴を吐出することにより、カラーフィルター基板上の画素領域にカラーフィルター層を形成するものである。(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a droplet discharge device (inkjet device) is known as a device for forming R (red), G (green), and B (blue) color filter layers on a color filter substrate for a display device, for example. This droplet discharge device includes a droplet discharge head in which a plurality of nozzles capable of discharging droplets by driving a piezoelectric element such as a piezo element are formed. A color filter layer is formed in the pixel region on the color filter substrate by discharging the droplet of the color filter material from the nozzle while scanning the droplet discharge head. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドの各ノズルによる液滴の吐出量にばらつきがあるという課題がある。例えば、液滴吐出ヘッドのノズルの配列方向の両端部では、ノズルから吐出される液滴の量が中央部よりも多くなる。このようなノズルの位置による液滴の吐出量のばらつきは、例えば液滴として吐出するカラーフィルター材料等の機能液を貯留する共通貯留室(インクリザーバー)の形状に起因している。各ノズルの液滴の吐出量にばらつきが発生すると、均一な膜厚のカラーフィルター層を形成することができず、すじムラなどの表示不良の原因となる。 However, the conventional droplet discharge device has a problem that the discharge amount of droplets by each nozzle of the droplet discharge head varies. For example, the amount of liquid droplets ejected from the nozzles is larger at the both ends of the droplet ejection head in the arrangement direction of the nozzles than at the center. Such variation in the discharge amount of the liquid droplets depending on the position of the nozzle is caused by, for example, the shape of a common storage chamber (ink reservoir) that stores functional liquid such as a color filter material discharged as liquid droplets. When variations occur in the discharge amount of droplets from each nozzle, a color filter layer having a uniform film thickness cannot be formed, causing display defects such as streak unevenness.
特許文献1では、このような吐出量のばらつきを抑制するために、ノズルの配列方向の両端部に位置するノズルからは液滴の吐出を行わないようにしている。これにより、吐出量のばらつきを改善することができる。しかし、吐出を行わないノズルが存在すると、液滴吐出ヘッドの描画領域が縮小し、カラーフィルター等の成膜における生産性が低下してしまう。 In Patent Document 1, in order to suppress such variation in the discharge amount, droplets are not discharged from the nozzles located at both ends in the nozzle arrangement direction. Thereby, the dispersion | variation in discharge amount can be improved. However, if there is a nozzle that does not discharge, the drawing area of the droplet discharge head is reduced, and the productivity in forming a film such as a color filter is reduced.
そこで、本発明は、各ノズルから吐出される液滴の量を均一化することができ、かつ全てのノズルから吐出を行うことができる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a droplet discharge head and a droplet discharge device that can equalize the amount of droplets discharged from each nozzle and can discharge from all nozzles. .
上記の課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドは、機能液を吐出させる複数のノズルと、前記ノズルの各々に対応して設けられ前記ノズルから前記機能液を吐出させる圧力発生手段と、を有する液滴吐出ヘッドであって、前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルの各々に対応して設けられ前記圧力発生手段によって圧力が変化する圧力室と、前記複数のノズルに共通して設けられ前記機能液を貯留する共通貯留室と、前記共通貯留室と前記圧力室とを連通する供給流路と、を備え、前記複数のノズルの配列方向の両端部における前記供給流路の流路抵抗が、中央部における前記供給流路の流路抵抗よりも増加するように設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to the present invention includes a plurality of nozzles that discharge functional liquid, and a pressure generating unit that is provided corresponding to each of the nozzles and discharges the functional liquid from the nozzle. A droplet discharge head having a pressure chamber provided corresponding to each of the nozzles, the pressure chamber of which pressure is changed by the pressure generating means, and the plurality of nozzles in common. A common storage chamber that stores the functional liquid, and a supply channel that communicates the common storage chamber and the pressure chamber, and the flow of the supply channel at both ends in the arrangement direction of the plurality of nozzles. The path resistance is provided so as to increase more than the channel resistance of the supply channel in the central portion.
このように構成することで、駆動素子を駆動させ、振動板を駆動素子によって振動させると、圧力室の容積が増減する。圧力室の容積が増加すると圧力室内に貯留された機能液の圧力が低下し、共通貯留室に貯留された機能液が供給流路を介して圧力室内に供給される。次いで、圧力室の容積が減少すると、圧力室内の圧力が上昇してノズルから機能液の液滴が吐出される。
ここで、共通貯留室の両端部における断面積が中央部よりも減少しているため、圧力室へ機能液が流入する際には、共通貯留室の両端部において共通貯留室内の機能液の流速が増加する。そのため、共通貯留室の中央部よりも両端部において機能液が供給流路を介して圧力室に流入しやすくなる。
しかし、共通貯留室の両端部における供給流路の流路抵抗が中央部の共通流路の流路抵抗よりも大きくなるように設けられている。そのため、共通貯留室の中央部よりも両端部において機能液が共通流路を介して圧力室に流入し難くなる。すなわち、共通貯留室の形状に起因する圧力室への機能液の流入量の増加を、供給流路の流路抵抗の増加による圧力室への機能液の流入量の減少により相殺することができる。
したがって、共通貯留室の形状にかかわらず、各ノズルに対応する圧力室に機能液を均一に流入させ、各ノズルから吐出される液滴の量を均一化することができる。また、全てのノズルの吐出量を均一化することができるので、全てのノズルから吐出を行うことができる。
With this configuration, when the drive element is driven and the diaphragm is vibrated by the drive element, the volume of the pressure chamber increases or decreases. When the volume of the pressure chamber increases, the pressure of the functional liquid stored in the pressure chamber decreases, and the functional liquid stored in the common storage chamber is supplied into the pressure chamber via the supply channel. Next, when the volume of the pressure chamber is reduced, the pressure in the pressure chamber is increased and the functional liquid droplet is ejected from the nozzle.
Here, since the cross-sectional area at both ends of the common storage chamber is smaller than that at the center, when the functional liquid flows into the pressure chamber, the flow rate of the functional liquid in the common storage chamber at both ends of the common storage chamber Will increase. Therefore, it becomes easier for the functional liquid to flow into the pressure chamber via the supply channel at both ends than the central portion of the common storage chamber.
However, the flow path resistance of the supply flow path at both ends of the common storage chamber is set to be larger than the flow path resistance of the common flow path at the center. Therefore, the functional liquid is less likely to flow into the pressure chamber via the common flow path at both ends than the central portion of the common storage chamber. That is, the increase in the inflow amount of the functional liquid into the pressure chamber due to the shape of the common storage chamber can be offset by the decrease in the inflow amount of the functional liquid into the pressure chamber due to the increase in the flow path resistance of the supply flow path. .
Therefore, regardless of the shape of the common storage chamber, the functional liquid can be made to uniformly flow into the pressure chamber corresponding to each nozzle, and the amount of liquid droplets discharged from each nozzle can be made uniform. Moreover, since the discharge amount of all the nozzles can be made uniform, the discharge can be performed from all the nozzles.
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、前記両端部における前記供給流路の断面積が、前記中央部における前記供給流路の断面積よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の液滴吐出ヘッドは、前記両端部における前記供給流路の流路長が、前記中央部における前記供給流路の流路長よりも大きいことを特徴とする。
このように構成することで、液滴吐出ヘッドの両端部における供給流路の流路抵抗を中央部における供給流路の流路抵抗よりも大きくすることができる。
The droplet discharge head of the present invention is characterized in that a cross-sectional area of the supply flow path at the both end portions is smaller than a cross-sectional area of the supply flow path at the central portion.
Moreover, the droplet discharge head of the present invention is characterized in that the flow path length of the supply flow path at the both end portions is larger than the flow path length of the supply flow path at the central portion.
With this configuration, the flow path resistance of the supply flow path at both ends of the droplet discharge head can be made larger than the flow path resistance of the supply flow path at the center.
前記両端部における前記供給流路の幅が、前記中央部における前記供給流路の幅よりも小さいことを特徴とする。
このように構成することで、通常の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて、容易に液滴吐出ヘッドの両端部における供給流路の流路抵抗を中央部における供給流路の流路抵抗よりも大きくすることができる。
The width of the supply flow path at the both end portions is smaller than the width of the supply flow path at the central portion.
With this configuration, the flow path resistance of the supply flow path at both ends of the liquid drop discharge head can be easily determined from the flow path resistance of the supply flow path at the center using a normal method for manufacturing a liquid drop discharge head. Can also be increased.
また、本発明の液滴吐出装置は、上記いずれかの液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
このように構成することで、吐出ヘッドの共通貯留室の形状にかかわらず、各ノズルに対応する圧力室に機能液を均一に流入させ、各ノズルから吐出される液滴の量を均一化することができる。また、全てのノズルの吐出量を均一化することができるので、全てのノズルから吐出を行うことができる。したがって、液滴吐出ヘッドの描画領域が縮小することなく、カラーフィルター等の成膜における生産性が低下することを防止できる。
In addition, a droplet discharge apparatus of the present invention includes any one of the droplet discharge heads described above.
With this configuration, regardless of the shape of the common storage chamber of the discharge head, the functional liquid is uniformly allowed to flow into the pressure chamber corresponding to each nozzle, and the amount of liquid droplets discharged from each nozzle is made uniform. be able to. Moreover, since the discharge amount of all the nozzles can be made uniform, the discharge can be performed from all the nozzles. Therefore, it is possible to prevent the productivity in forming a color filter or the like from being lowered without reducing the drawing area of the droplet discharge head.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。本実施形態の液滴吐出装置は、例えばインクジェット方式によりカラーフィルター基板(液滴吐出対象物)上にカラーフィルター材料(機能液)の液滴を吐出してカラーフィルター層を形成する装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale is appropriately changed for each member so that each member has a size that can be recognized on the drawing. The droplet discharge device of this embodiment is a device that discharges droplets of a color filter material (functional liquid) onto a color filter substrate (droplet discharge target) by, for example, an inkjet method to form a color filter layer.
図1は、本実施形態における液滴吐出装置IJの概略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IJは、装置架台1、ワークステージ2、ステージ移動装置3、キャリッジ4、液滴吐出ヘッド5、キャリッジ移動装置6、チューブ7、第1タンク8、第2タンク9、第3タンク10及び制御装置11を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a droplet discharge device IJ in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the droplet discharge device IJ includes an apparatus mount 1, a
以下では、図1に示すようにXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がワークステージ2に対して平行となるよう設定され、Z軸がワークステージ2に対して直交する方向に設定されている。ここで、ワークステージ2は水平面と平行に設けられている。すなわち、X軸及びY軸は水平面と平行で、Z軸は鉛直方向と平行になっている。
Hereinafter, as shown in FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and each member will be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the
装置架台1は、ワークステージ2及びステージ移動装置3を支持する支持台である。
ワークステージ2は、装置架台1上においてステージ移動装置3によってX軸方向に移動可能に設置されている。また、ワークステージ2は、上流側の搬送装置(図示せず)から搬送されるカラーフィルター基板Pを、真空吸着機構により保持するように設けられている。
The apparatus base 1 is a support base that supports the
The
ステージ移動装置3は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置11から入力される制御信号に基づいて、ワークステージ2をX軸方向に移動させる。
キャリッジ4は、液滴吐出ヘッド5を保持するように設けられ、キャリッジ移動装置6によってY軸方向及びZ軸方向に移動可能に設けられている。
The stage moving device 3 includes a bearing mechanism such as a ball screw or a linear guide, and moves the
The carriage 4 is provided so as to hold the
液滴吐出ヘッド5は、制御装置11から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、カラーフィルター材料の液滴を吐出する。液滴吐出ヘッド5は、カラーフィルター材料のR(赤)、G(緑)、B(青)に対応して設けられている。液滴吐出ヘッド5の各々には、キャリッジ4を介してチューブ7が連結されている。
The
R(赤)に対応する液滴吐出ヘッド5に連結されたチューブ7は、R(赤)用のカラーフィルター材料を貯蔵する第1タンク8に接続されている。G(緑)に対応する液滴吐出ヘッド5に連結されたチューブ7は、G(緑)用のカラーフィルター材料を貯蔵する第2タンク9に接続されている。B(青)に対応する液滴吐出ヘッド5に連結されたチューブ7は、B(青)用のカラーフィルター材料を貯蔵する第3タンク10に接続されている。
A tube 7 connected to the
これにより、R(赤)、G(緑)、B(青)に対応する液滴吐出ヘッド5の各々には、第1タンク8、第2タンク9、及び第3タンク10から、チューブ7を介してそれぞれR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルター材料が供給されるようになっている。
As a result, the tube 7 from each of the
キャリッジ移動装置6は、装置架台1を跨ぐ橋梁構造をしており、Y軸方向及びZ軸方向にボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えている。キャリッジ移動装置6は、制御装置11から入力される制御信号に基づいて、キャリッジ4をY軸方向及びZ軸方向に移動させる。
The
制御装置11は、制御信号として、ステージ移動装置3に対してワークステージ2のX座標を示すステージ位置を出力するように構成されている。また、キャリッジ移動装置6に対してキャリッジ4のY座標及びZ座標を示すキャリッジ位置を出力するように構成されている。また、液滴吐出ヘッド5の駆動回路基板(図示略)に描画データ及び駆動制御信号を出力するように構成されている。
The
図2(a)は、一の液滴吐出ヘッド5の底面図である。図2(b)は、一の液滴吐出ヘッド5を部分的に切断して表した斜視図である。図2(c)は、図2(a)に示すノズルNの配列方向(Y方向)に沿う一の液滴吐出ヘッド5の断面図である。
FIG. 2A is a bottom view of one
図2(a)〜図2(c)に示すように、液滴吐出ヘッド5はノズルプレート21、隔壁部材23、振動板20及び圧電素子PZ(圧力発生手段)を備えている。
ノズルプレート21には、図2(a)に示すように、長方形のノズルプレート21の長辺方向(Y軸)と平行な配列方向に一列に配置された複数(例えば180個)のノズルNが形成されている。ノズルNは、図2(c)に示すように、ノズルプレート21を貫通するように形成されている。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
As shown in FIG. 2A, the
隔壁部材23は、図2(b)及び図2(c)に示すようにノズルプレート21に接合され、共通貯留室(リザーバー)22、圧力室(キャビティー)24、及び、供給流路24aを区画している。隔壁部材23は、例えばシリコン基板をエッチングし、共通貯留室22、圧力室24、及び供給流路24aに対応する部分を選択的に除去することにより形成されている。隔壁部材23には、共通貯留室22、圧力室24、及び供給流路24aの上部を封止するように振動板20が接合されている。
The
これにより、共通貯留室22及び圧力室24は、ノズルプレート21、隔壁部材23、振動板20によって囲まれてカラーフィルター材料を貯留するように設けられている。同様に、供給流路24aは、ノズルプレート21、隔壁部材23、振動板20によって囲まれ、共通貯留室22に貯留されたカラーフィルター材料を各々の圧力室24に供給する流路として形成されている。
Thereby, the
振動板20上には、各々の圧力室24に対応して圧電素子(駆動素子)PZが配置されている。圧電素子PZは例えばピエゾ素子であり、図2(c)に示すように、圧電材料25を一対の電極26で挟持したものである。圧電素子PZは、一対の電極26に駆動回路基板(図示略)から供給される電圧波形に応じて圧電材料25が収縮し、振動板20を圧力室24方向(Z軸方向)に振動させるようになっている。また、振動板20には、図1に示すチューブ7が連結される供給口20aが形成されている。
On the
共通貯留室22は複数のノズルNに共通して設けられ、図1に示すチューブ7を介して液滴吐出ヘッド5に供給されたカラーフィルター材料を貯留するようになっている。共通貯留室22は、図2(a)に示すように、Z軸方向(鉛直方向)から見て台形状の形状に形成されている。そのため、液滴吐出ヘッド5のノズルNの配列方向の両端部5e,5eにおける共通貯留室22のX軸に沿う断面積は、液滴吐出ヘッド5の中央部5mにおける共通貯留室22のX軸に沿う断面積よりも小さくなっている。
The
圧力室24は各々のノズルNに対応して設けられ、共通貯留室22から供給流路24aを介して供給されるカラーフィルター材料を貯留するようになっている。圧力室24は、振動板20の振動により容積が変化する。
The
供給流路24aは、共通貯留室22と圧力室24の各々とを連通する流路である。本実施形態では、図2(a)に示す液滴吐出ヘッド5のノズルNの配列方向の両端部5e,5eにおいて、中央部5mよりも供給流路24aの流路抵抗が増加するように設けられている。すなわち、共通貯留室22の断面積の減少に応じて供給流路24aの流路抵抗を増加させている。具体的には、図2(b)に示すように、供給流路24aの幅W、高さH、及び流路長FLを調整することで、流路抵抗を増減させている。
The
本実施形態では、共通貯留室22の断面積の減少に応じてノズルプレート21の長辺方向に沿う方向(ノズルNの配列方向)の供給流路24aの幅Wを減少させている。これにより、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおける供給流路24aの断面積が、中央部5mにおける供給流路24aの断面積よりも小さくなっている。また、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eに近づくほど、供給流路24aの断面積が小さくなっている。
In the present embodiment, the width W of the
図1に示す液滴吐出装置IJによってカラーフィルター基板P上にカラーフィルター層を形成する際には、まず、第1タンク8〜第3タンク10からチューブ7を介して各々の液滴吐出ヘッド5にカラーフィルター材料を供給する。第1タンク8〜第3タンク10から各々の液滴吐出ヘッド5に供給されたカラーフィルター材料は、図2(a)に示す供給口20aから共通貯留室22へ導入される。共通貯留室22を満たしたカラーフィルター材料は、供給流路24aを介して圧力室24の各々に導入される。これにより、液滴吐出ヘッド5の共通貯留室22及び圧力室24は、カラーフィルター材料によって満たされた状態となる。
When forming a color filter layer on the color filter substrate P by the droplet discharge device IJ shown in FIG. 1, first, each
また、ワークステージ2上にカラーフィルター基板Pを保持し、制御装置11によりステージ移動装置3に制御信号を出力し、ステージ移動装置3を駆動させてワークステージ2をX軸方向の所定の位置に移動させる。また、制御装置11によりキャリッジ移動装置6に制御信号を出力し、キャリッジ移動装置6を駆動させてキャリッジ4をY軸方向及びZ軸方向の所定の位置に移動させる。
Further, the color filter substrate P is held on the
キャリッジ4がカラーフィルター基板P上の所定の位置に到達したら、制御装置11は液滴吐出ヘッド5の駆動回路基板(図示略)に描画データ及び駆動制御信号を出力する。駆動回路基板は入力された駆動制御信号に基づいて圧電素子PZに電圧波形を供給する。圧電素子PZは、入力された電圧波形に応じて収縮し、振動板20を圧力室24と反対の方向(Z軸方向)に膨出するように変形させる。すると、圧力室24の容積が増加し、圧力室24内の圧力が減少する。これにより、共通貯留室22から圧力室24内にカラーフィルター材料が流入する。
When the carriage 4 reaches a predetermined position on the color filter substrate P, the
次いで、圧電素子PZが供給された電圧波形に応じて元の形状に戻り、圧力室24と反対方向に変形した振動板が元の形状に戻る。これにより、圧力室24の容積が減少し、圧力室24内の圧力が上昇する。すると、ノズルNからカラーフィルター材料の液滴Lが吐出される。複数のノズルNから吐出された液滴Lは、図1に示すカラーフィルター基板P上の所定の領域に着弾し、カラーフィルター基板P上にカラーフィルター層が形成される。
Next, the shape returns to the original shape according to the voltage waveform supplied with the piezoelectric element PZ, and the diaphragm deformed in the direction opposite to the
ここで、図2(a)に示すように、共通貯留室22は液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおいて中央部5mよりも断面積が小さくなる台形状の形状に形成されている。そのため、圧力室24にカラーフィルター材料が流入する際には、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおいてカラーフィルター材料の流速が増加する。カラーフィルター材料の流速が増加すると、カラーフィルター材料が供給流路24aを介して圧力室24内に流入しやすくなる。
Here, as shown in FIG. 2A, the
図5は、従来の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置のノズルの位置と液滴の吐出量との関係を示すグラフである。横軸は液滴吐出ヘッドのノズルの配列方向の位置、縦軸は液滴の吐出量を表している。
図5に示すように、従来の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの両端部においてカラーフィルター材料の流速が増加し、両端部の圧力室により多くのカラーフィルター材料が流入した結果、液滴吐出ヘッドの両端部の液滴吐出量が中央部の液滴吐出量よりも多くなっていた。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the position of a nozzle of a droplet discharge device equipped with a conventional droplet discharge head and the droplet discharge amount. The horizontal axis represents the position of the nozzles of the droplet discharge head in the arrangement direction, and the vertical axis represents the droplet discharge amount.
As shown in FIG. 5, in the conventional droplet discharge device, the flow rate of the color filter material is increased at both ends of the droplet discharge head, and as a result, a large amount of color filter material flows into the pressure chambers at both ends. The droplet discharge amount at both ends of the discharge head was larger than the droplet discharge amount at the center.
一方、本実施形態の液滴吐出ヘッド5では、共通貯留室22の断面積の減少に応じて供給流路24aの幅Wを減少させている。これにより、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおける供給流路24aの断面積を、中央部5mにおける供給流路24aの断面積よりも小さくしている。また、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eに近づくほど、供給流路24aの断面積が小さくなっている。これにより、図2(a)に示す液滴吐出ヘッド5のノズルNの配列方向の両端部5e,5eにおいて、中央部5mよりも供給流路24eの流路抵抗が増加するようになっている。
On the other hand, in the
図3は、供給流路24aの幅Wと液滴Lの吐出量との関係を示すグラフである。
図3に示すように、供給流路24aの幅Wと液滴Lの吐出量は、直線により近似可能な比例関係を示している。本実施形態では、この供給流路24aの幅Wと液滴Lの吐出量との比例関係を用いて、各々のノズルNからの液滴Lの吐出量が均一化されるように、各々のノズルNに対応する供給流路24aの幅Wを決定している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the width W of the
As shown in FIG. 3, the width W of the
本実施形態では、液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおける供給流路24aの流路抵抗が中央部5mの供給流路24aの流路抵抗よりも大きくなるように設けられている。そのため、液滴吐出ヘッド5の中央部5mよりも両端部5e,5eにおいてカラーフィルター材料が供給流路24aを介して圧力室24に流入し難くなる。すなわち、共通貯留室22の形状に起因する圧力室24へのカラーフィルター材料の流入量の増加を、供給流路24aの流路抵抗の増加による圧力室24へのカラーフィルター材料の流入量の減少により相殺することができる。
In the present embodiment, the flow path resistance of the
図4は、本実施形態の液滴吐出装置IJのノズルNの位置と液滴Lの吐出量との関係を示すグラフである。横軸は液滴吐出ヘッド5のノズルNの配列方向の位置、縦軸は液滴Lの吐出量を表している。
図4に示すように、本実施形態の液滴吐出装置IJによれば、共通貯留室22の形状にかかわらず、各ノズルNに対応する圧力室24にカラーフィルター材料を均一に流入させ、各ノズルNから吐出される液滴Lの量を均一化することができる。また、全てのノズルNの液滴Lの吐出量を均一化することができるので、全てのノズルNから吐出を行うことができる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the position of the nozzle N of the droplet discharge device IJ of this embodiment and the discharge amount of the droplet L. The horizontal axis represents the position in the arrangement direction of the nozzles N of the
As shown in FIG. 4, according to the droplet discharge device IJ of this embodiment, the color filter material is caused to flow uniformly into the
また、本実施形態では、共通貯留室22の断面積の減少に応じて供給流路24aの幅Wを調整することで、供給流路24aの流路抵抗を調整している。そのため、フォトリソグラフィー、エッチング等による通常の製造方法により、容易に液滴吐出ヘッド5の両端部5e,5eにおける供給流路24aの流路抵抗を、中央部5mにおける供給流路24aの流路抵抗よりも大きくすることができる。
In the present embodiment, the flow path resistance of the
以上説明したように、本実施形態の液滴吐出ヘッド5及び液滴吐出装置IJによれば、各ノズルNから吐出される液滴Lの量を均一化することができ、かつ全てのノズルNから吐出を行うことができる。したがって、液滴吐出ヘッド5の描画領域が縮小することなく、カラーフィルターの成膜における生産性が低下することを防止できる。
As described above, according to the
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、圧力発生手段として、圧電素子及び振動板以外の構成を用いてもよい。本発明は、例えば機能液を加熱して気泡の発生させることで圧力室の圧力を変化させる圧力発生手段を備えた液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に適用することも可能である。
また、供給流路24aの流路抵抗の調整は、供給流路24aの流路長の調整や供給流路24aの高さを調整することで行ってもよい。また、これらを組み合わせて供給流路24aの流路抵抗を調整してもよい。
また、共通貯留室の形状は、図2(a)に示す形状及び配置に限定されない。例えば、台形形状の共通貯留室の上辺と下辺とを逆転させ、液滴吐出ヘッドの両端部における供給流路の長さを長くするようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a configuration other than the piezoelectric element and the diaphragm may be used as the pressure generating unit. The present invention can also be applied to, for example, a droplet discharge head and a droplet discharge device provided with a pressure generating unit that changes the pressure in a pressure chamber by generating bubbles by heating a functional liquid.
Further, the channel resistance of the
Further, the shape of the common storage chamber is not limited to the shape and arrangement shown in FIG. For example, the upper and lower sides of the trapezoidal common storage chamber may be reversed to increase the length of the supply flow path at both ends of the droplet discharge head.
5 液滴吐出ヘッド、5e 端部、5m 中央部、20 振動板(圧力発生手段)、22 共通貯留室、24 圧力室、24a 供給流路、FL 流路長、IJ 液滴吐出装置、N ノズル、PZ 圧電素子(圧力発生手段)、W 幅 5 droplet discharge head, 5e end, 5m center, 20 diaphragm (pressure generating means), 22 common storage chamber, 24 pressure chamber, 24a supply channel, FL channel length, IJ droplet discharge device, N nozzle , PZ piezoelectric element (pressure generating means), W width
Claims (5)
前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルの各々に対応して設けられ前記圧力発生手段によって圧力が変化する圧力室と、前記複数のノズルに共通して設けられ前記機能液を貯留する共通貯留室と、前記共通貯留室と前記圧力室とを連通する供給流路と、を備え、
前記複数のノズルの配列方向の両端部における前記供給流路の流路抵抗が、中央部における前記供給流路の流路抵抗よりも増加するように設けられていること
を特徴とする液滴吐出装置。 A liquid droplet ejection head having a plurality of nozzles for ejecting a functional liquid, and a pressure generating unit that is provided corresponding to each of the nozzles and ejects the functional liquid from the nozzle,
The droplet discharge head is provided corresponding to each of the nozzles, and a pressure chamber whose pressure is changed by the pressure generating means; a common storage chamber that is provided in common for the plurality of nozzles and stores the functional liquid; A supply flow path communicating the common storage chamber and the pressure chamber,
The liquid droplet ejection, wherein the flow path resistance of the supply flow path at both ends in the arrangement direction of the plurality of nozzles is set to be larger than the flow path resistance of the supply flow path at the central portion. apparatus.
を特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。 2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the supply flow path at the both end portions is smaller than a cross-sectional area of the supply flow path at the central portion.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。 3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a flow path length of the supply flow path at the both end portions is larger than a flow path length of the supply flow path at the central portion.
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。 4. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a width of the supply flow path at the both end portions is smaller than a width of the supply flow path at the central portion. 5.
を特徴とする液滴吐出装置。 A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
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