JP2011161341A - 液滴吐出方法、カラーフィルターの製造方法及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】同時に吐出するノズル数が変わるときにも吐出される液滴の量が変わらない液滴の吐出方法を提供する。
【解決手段】ノズル24毎に設けられた圧電素子を駆動して、複数のノズル24から機能液26を液滴29にして吐出する機能液26の吐出方法にかかわる。吐出する液滴29の量を吐出量とし、同時に液滴29を吐出するノズルの数を同時吐出ノズル数とし、圧電素子を駆動する波形を駆動波形39とするとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と駆動波形39との関係を示す相関データを用いて、同時吐出ノズル数に対応して駆動波形39を切り替えて吐出する。
【選択図】図6
【解決手段】ノズル24毎に設けられた圧電素子を駆動して、複数のノズル24から機能液26を液滴29にして吐出する機能液26の吐出方法にかかわる。吐出する液滴29の量を吐出量とし、同時に液滴29を吐出するノズルの数を同時吐出ノズル数とし、圧電素子を駆動する波形を駆動波形39とするとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と駆動波形39との関係を示す相関データを用いて、同時吐出ノズル数に対応して駆動波形39を切り替えて吐出する。
【選択図】図6
Description
本発明は、液滴吐出方法、カラーフィルターの製造方法及び液滴吐出装置にかかわり、特に、吐出量を制御する方法に関するものである。
機能液を液滴にして吐出するインクジェット法を用いて塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には染料や顔料を含んで着色する機能を有する液状体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液状体等の多種類の液状体が用いられている。
カラーフィルターの製造においては、マトリクス状に区画された領域を着色する機能液が塗布される。このとき、カラーフィルターが透過する光の色調の品質を良くするためには機能液の量を品質よく塗布する必要がある。
インクジェット法を用いて基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献1に開示されている。液滴吐出装置は液滴吐出ヘッドを備え、液滴吐出ヘッドには液滴を吐出する複数のノズルが形成されている。液滴吐出ヘッドには各ノズルと連通するキャビティとキャビティの体積を増減させる振動子が設置されている。そして、振動子がキャビティの体積を増減させることにより、キャビティに充填された液状体が液滴となってノズルから吐出される。
液滴吐出装置はワークを移動させるワーク移動機構と液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備えている。このワークと液滴吐出ヘッドとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴を吐出する。これにより、所定の位置に液滴を着弾させてワークに所定のパターンを描画していた。
パターンを描画するとき、液滴吐出ヘッドの複数のノズルの中から吐出するノズルを切り替える。従って、同時に吐出するノズル数は一定でなく変動する。振動子の駆動条件を変えないときには同時に吐出するノズル数に対応して各ノズルから吐出される液滴の量が変わることがある。液滴の量が変わるとき、液滴を固化して形成される膜の厚みがかわる。そこで、同時に吐出するノズル数が変わるときにも吐出される液滴の量が変わらない液滴の吐出方法が望まれていた。
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、以下の形態また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方法は、ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出方法であって、前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数に対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とする。
本適用例にかかる液滴吐出方法は、ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出方法であって、前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数に対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とする。
この液滴吐出方法によれば、駆動素子が駆動されて複数のノズルから液状体が液滴にして吐出される。素子駆動条件を変えないで複数の駆動素子を同時に駆動するときには同時吐出ノズル数に対応して吐出量が変わることがある。本適用例では同時吐出ノズル数に対応して素子駆動条件を切り替えて吐出する。このとき、吐出量を所定の量にするときの同時吐出ノズル数と素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、素子駆動条件を切り替える。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも精度良い吐出量の液滴を吐出することができる。
[適用例2]
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記素子駆動条件は前記駆動素子を駆動する電気信号である駆動波形であり、前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形を切り替えることを特徴とする。
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記素子駆動条件は前記駆動素子を駆動する電気信号である駆動波形であり、前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形を切り替えることを特徴とする。
この液滴吐出方法によれば、駆動素子は電気信号によって駆動される。そして、駆動波形を切り替えることにより確実に素子駆動条件が切り替えられる。駆動波形を切り替えることは簡便な電気回路により容易に切り替えられるので簡便な装置により素子駆動条件を切り替えることができる。
[適用例3]
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動波形は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される波形であり、前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形の前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする。
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動波形は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される波形であり、前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形の前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする。
この液滴吐出方法によれば、駆動波形の駆動電圧を切り替えることにより素子駆動条件を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
[適用例4]
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記駆動波形は波形の形状を示す波形データと供給電圧とが乗算されて形成され、前記供給電圧を切り替えることにより前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする。
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記駆動波形は波形の形状を示す波形データと供給電圧とが乗算されて形成され、前記供給電圧を切り替えることにより前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする。
この液滴吐出方法によれば、供給電圧を切り替えて駆動波形を切り替えている。波形データは複数のデータから構成されている。各種類の素子駆動条件に対応するデータを用意する場合には多くのデータが必要になる。この方法に比べて、供給電圧を切り替える方法では各種類の素子駆動条件に対応するデータ数を少なくすることができる。従って、吐出量の制御を簡便に行うことができる。
[適用例5]
本適用例にかかるカラーフィルターの製造方法は、基板上に区画形成された複数の着色領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を前記着色領域に吐出する描画工程を備え、前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記描画工程では前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とする。
本適用例にかかるカラーフィルターの製造方法は、基板上に区画形成された複数の着色領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を前記着色領域に吐出する描画工程を備え、前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記描画工程では前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とする。
このカラーフィルターの製造方法によれば、駆動素子が駆動されて複数のノズルから液状体が液滴にして吐出される。素子駆動条件を変えないで複数の駆動素子を同時に駆動するときには同時吐出ノズル数に対応して吐出量が変わることがある。本適用例では同時吐出ノズル数に対応して素子駆動条件を切り替えて吐出する。このとき、吐出量を所定の量にするときの同時吐出ノズル数と素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、素子駆動条件を切り替える。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を所定の量にすることができる。その結果、着色膜の膜厚を品質良く形成することができる。
[適用例6]
本適用例にかかる液滴吐出装置は、複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられ前記ノズルから液滴を吐出する駆動素子と、前記液滴の量である吐出量を制御する吐出制御部と、を備え、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記吐出制御部は、前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出する制御を行うことを特徴とする。
本適用例にかかる液滴吐出装置は、複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられ前記ノズルから液滴を吐出する駆動素子と、前記液滴の量である吐出量を制御する吐出制御部と、を備え、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、前記吐出制御部は、前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出する制御を行うことを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、複数のノズル毎に設けられた駆動素子がノズルから液滴を吐出する。素子駆動条件を変えないときには同時吐出ノズル数に対応して吐出量が変わることがある。本適用例では同時吐出ノズル数に対応して素子駆動条件を切り替えて吐出する。このとき、吐出量を所定の量にするときの同時吐出ノズル数と素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、素子駆動条件を切り替える。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも精度良い吐出量の液滴を吐出することができる。
以下、具体化した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)
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置の例とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出してカラーフィルターを形成する場合の例とについて図1〜図8に従って説明する。
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置の例とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出してカラーフィルターを形成する場合の例とについて図1〜図8に従って説明する。
(カラーフィルター)
最初に、カラーフィルター1について図1を用いて説明する。図1(a)は、カラーフィルターを示す模式平面図である。図1(b)は、図1(a)のカラーフィルターのA−A’線に沿う模式断面図である。カラーフィルター1は液晶テレビ等の表示装置に用いられ、画像信号に応じた輝度分布をもつ白色光をカラーフィルター1に通過させることにより、カラー画像を形成する。図1に示すように、カラーフィルター1はワークとしての基板2を備えている。この基板2は光透過性があり、張力に対して破れ難い強度があればよく、ガラス板、プラスチック板、プラスチックシート等を用いることができる。本実施形態においては、例えば、ガラス板を採用している。基板2の上面には着色素子3が縦横並んで配列して形成されている。そして、着色素子3は赤、青、緑色の着色素子3により構成され、各色の着色素子3が列毎に配列して配置されている。図1(a)において、上から赤色素子列3a、青色素子列3b、緑色素子列3cの順に着色素子3が配列して配置されている。そして、図中の上から下へ、この順番を繰り返してストライプ状に配置されている。
最初に、カラーフィルター1について図1を用いて説明する。図1(a)は、カラーフィルターを示す模式平面図である。図1(b)は、図1(a)のカラーフィルターのA−A’線に沿う模式断面図である。カラーフィルター1は液晶テレビ等の表示装置に用いられ、画像信号に応じた輝度分布をもつ白色光をカラーフィルター1に通過させることにより、カラー画像を形成する。図1に示すように、カラーフィルター1はワークとしての基板2を備えている。この基板2は光透過性があり、張力に対して破れ難い強度があればよく、ガラス板、プラスチック板、プラスチックシート等を用いることができる。本実施形態においては、例えば、ガラス板を採用している。基板2の上面には着色素子3が縦横並んで配列して形成されている。そして、着色素子3は赤、青、緑色の着色素子3により構成され、各色の着色素子3が列毎に配列して配置されている。図1(a)において、上から赤色素子列3a、青色素子列3b、緑色素子列3cの順に着色素子3が配列して配置されている。そして、図中の上から下へ、この順番を繰り返してストライプ状に配置されている。
着色素子3は格子状に形成された隔壁4を備え、隔壁4は着色された樹脂材料によって形成され光が透過しないようになっている。隔壁4によって矩形に仕切られた場所には赤色着色膜5a、青色着色膜5b、緑色着色膜5c等の着色膜5が形成されている。赤色素子列3aの着色素子3には赤色着色膜5aが形成され、青色素子列3b、緑色素子列3cにはそれぞれ青色着色膜5b、緑色着色膜5cが形成されている。
(液滴吐出装置)
次に、基板2に液滴を吐出して着色膜5を形成する液滴吐出装置6について図2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な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
次に、基板2に液滴を吐出して着色膜5を形成する液滴吐出装置6について図2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な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
図2(a)は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置6により液滴が吐出される。図2(a)に示すように、液滴吐出装置6には直方体形状に形成された基台7を備えている。本実施形態では、この基台7の長手方向をY方向とし水平面上でY方向と直交する方向をX方向とする。そして、鉛直方向をZ方向とする。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではY方向を主走査方向とし、X方向を副走査方向とする。
基台7の上面7aには、Y方向に延在する一対の案内レール8がY方向全幅にわたり凸設されている。その基台7の上側には、一対の案内レール8に対応する図示しない直動機構を備えたステージ9が取付けられている。そのステージ9の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ9はY方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台7の上面7aには案内レール8と平行に主走査位置検出装置10が配置され、主走査位置検出装置10によりステージ9の位置が検出される。
そのステージ9の上面には載置面11が形成され、その載置面11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。載置面11上には基板2が設置され、基板2は基板チャック機構により載置面11に固定されている。この基板2には隔壁4が形成されている。
基台7のX方向両側には一対の支持台12が立設され、その一対の支持台12にはX方向に延びる案内部材13が架設されている。その案内部材13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14が設置されている。収容タンク14には染料または顔料を含む機能液が収納されている。
案内部材13の下側にはX方向に延びる案内レール15がX方向全幅にわたって設置されている。案内レール15に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ16は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ16は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ9が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ16がX方向に沿って走査移動する。案内部材13とキャリッジ16との間には副走査位置検出装置17が配置され、キャリッジ16の位置が計測される。キャリッジ16の下側にはヘッドユニット18が設置され、このヘッドユニット18のステージ9側には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
基台7の−X方向側の側面であって案内部材13と対向する場所には吐出量測定装置19が配置されている。この吐出量測定装置19は電子天秤を備え、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の重量を測定する機能を備えている。
図2(b)は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図である。図2(b)に示すように、1つのヘッドユニット18には、3個の液滴吐出ヘッド22がY方向において等間隔に配列して配置されている。3個の液滴吐出ヘッド22には赤色、青色、緑色の機能液が供給されている。そして、この各色の機能液を吐出する液滴吐出ヘッド22はそれぞれX方向に千鳥状に配列して配置されている。
そして、液滴吐出ヘッド22の表面にはノズルプレート23が配置され、ノズルプレート23にはノズル24が複数形成されている。ノズル24の数や配列は、吐出するパターンと基板2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23にはノズル24の配列が1列形成され、各列には15個のノズル24が配置されている。
図2(c)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2(c)に示すように、液滴吐出ヘッド22は、ノズルプレート23を備え、ノズルプレート23には、ノズル24が形成されている。ノズルプレート23の図中上側であって、ノズル24と対向する位置には、ノズル24と連通する圧力室としてのキャビティ25が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド22のキャビティ25には、収容タンク14に貯留されている液状体としての機能液26が図示しない流路を介して供給される。
キャビティ25の上側には、上下方向(Z方向)に振動して、キャビティ25内の容積を拡大縮小する振動板27と、上下方向に伸縮して振動板27を振動させる圧電素子28が配設されている。そして、液滴吐出ヘッド22が圧電素子28を制御駆動するための素子駆動信号を受けると、圧電素子28が伸縮する。これにより、振動板27がキャビティ25内の容積を拡大縮小してキャビティ25を加圧する。その結果、液滴吐出ヘッド22のノズル24から、縮小した容積分の機能液26が液滴29として吐出される。
図3(a)は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図である。図3(a)に示すように、液滴吐出ヘッド22はヘッド駆動回路30と電気的に接続され、ヘッド駆動回路30は制御装置31と電気的に接続されている。ヘッド駆動回路30は液滴吐出ヘッド22を駆動する回路であり、制御装置31は液滴吐出装置6の動作を制御する装置である。
制御装置31は機能液26を吐出するノズル24にかかわるデータや、吐出するときに圧電素子28を駆動する駆動信号データ及び吐出タイミングデータ等をヘッド駆動回路30に出力する。ヘッド駆動回路30は、主に吐出制御回路32と9個の駆動信号回路33及び電力供給回路34とを備え、吐出制御回路32は駆動信号回路33及び電力供給回路34と電気的に接続されている。ヘッドユニット18には9個の液滴吐出ヘッド22が配置されており、1個の液滴吐出ヘッド22に対して駆動信号回路33及び電力供給回路34が各1個配置されている。吐出制御回路32、駆動信号回路33、電力供給回路34の個数は、これに限らず、装置の仕様に合わせて適正な個数を配置するのが好ましい。制御装置31からヘッド駆動回路30へ出力されたデータは吐出制御回路32に入力される。吐出制御回路32は入力されたノズル24にかかわるデータ及び駆動信号データを用いて、吐出する液滴吐出ヘッド22毎に液滴吐出ヘッド22を駆動する信号のデータを分配する。そして、吐出制御回路32は駆動信号回路33に駆動信号データと吐出タイミングデータ等を出力し、電力供給回路34に駆動電圧データを出力する。駆動信号回路33は吐出波形データや吐出タイミングデータ等のデータを用いて吐出波形信号を形成する。
液滴吐出ヘッド22は、分配回路35と圧電素子28とを備え、駆動信号回路33及び電力供給回路34は分配回路35と電気的に接続されている。さらに、分配回路35は圧電素子28と電気的に接続されている。そして、駆動信号回路33は機能液26を吐出するタイミングに合わせて、圧電素子28を駆動する駆動波形の電圧信号を分配回路35に出力する。さらに、電力供給回路34は入力した駆動電圧データに対応する供給電圧を分配回路35に出力する。
分配回路35は、入力した吐出波形信号と供給電圧とを用いて各圧電素子28に駆動波形を出力する。そして、各圧電素子28は駆動波形を入力し、駆動波形に対応して収縮した後伸長する。これにより、液滴吐出ヘッド22から機能液26が吐出される。
図3(b)は、駆動波形を示すタイムチャートである。図3(b)において、縦軸は電圧を示し、上側が下側より高い電圧になっている。横軸は時間の経過を示し時間は図中左から右に推移する。吐出波形信号36は駆動信号回路33が分配回路35に出力する信号を示している。吐出波形信号36は台形状の波形により形成されている。吐出波形信号36は単位電圧まで上昇し所定の区間電圧を維持した後下降する。電圧が上昇するタイミングにて圧電素子28が収縮してキャビティ25の体積が増える。電圧が下降するタイミングにて圧電素子28が伸長してキャビティ25の体積が減少する。従って、電圧が上昇するタイミングにてキャビティ25内に機能液26が流入し、電圧が下降するタイミングにて液滴29が吐出される。電圧が上昇するタイミングと電圧が下降するタイミングとの間隔は略一定の間隔が維持される。これにより、吐出量が品質良く制御される。
供給電圧波形37は電力供給回路34が分配回路35に出力する供給電圧38の波形を示す。第1電圧38a、第2電圧38b、第3電圧38cは供給電圧38の1例である。そして、この例では第1電圧38a、第2電圧38b、第3電圧38cの順に電圧が小さくなっている。供給電圧波形37は吐出波形信号36が上昇するタイミングより前に供給電圧38の切り替えが行われる。
駆動波形39は分配回路35が圧電素子28に出力する電圧の波形である。駆動波形39は吐出波形信号36と供給電圧波形37とが乗算されて形成されている。吐出波形信号36の電圧は単位電圧となっているので、駆動波形39の電圧は供給電圧波形37と同じ電圧となっている。供給電圧38が第1電圧38a、第2電圧38b、第3電圧38cのときの駆動波形39をそれぞれ第1駆動波形39a、第2駆動波形39b、第3駆動波形39cとする。そして、駆動波形39が上昇して所定の区間維持される電圧を駆動電圧40とする。このとき、第1駆動波形39aの駆動電圧40である第1駆動電圧40aは第1電圧38aと同じ電圧になる。同様に、第2駆動波形39bの駆動電圧40である第2駆動電圧40bは第2電圧38bと同じ電圧になり、第3駆動波形39cの駆動電圧40である第3駆動電圧40cは第3電圧38cと同じ電圧になる。
分配回路35は駆動波形39の電圧信号を圧電素子28に出力する。このとき、分配回路35は液滴29を吐出する予定のノズル24に対応する圧電素子28にのみ駆動波形39の電圧信号を出力する。そして、1つの液滴吐出ヘッド22内の圧電素子28には同じ供給電圧38の駆動波形39が出力される。供給電圧波形37の供給電圧38の電圧は吐出毎に切り替えられるので、吐出する毎に駆動波形39の駆動電圧40を変更することが可能になっている。
図3(c)は、吐出量測定装置を示す要部模式断面図である。図3(c)において、吐出量測定装置19は土台42を備え、土台42の上には内部に空洞を備えた外装部43が設置されている。外装部43の内部には3台の電子天秤44がY方向に配列して設置されている。各電子天秤44には受皿45が配置され、受皿45のZ方向側にはスポンジ状の吸収体46が設置されている。そして、液滴吐出ヘッド22から受皿45に吐出された液滴29が跳ねて受皿45の外に出ないようになっている。受皿45に着弾した液滴29は合体した機能液26になり、吸収体46を通過して受皿45上に蓄積される。液滴吐出ヘッド22が液滴29を複数回吐出し、吐出する前後で電子天秤44は受皿45と受皿45に吐出された液滴29の重量を測定する。そして、吐出前後における受皿45の重量の差分を演算することにより、吐出量測定装置19は吐出された液滴29の重量を算出する。そして、算出された液滴29の重量を吐出回数にて除算することにより、吐出量測定装置19は1回の吐出における液滴29の重量を検出することができる。
図4は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図4に示すように、液滴吐出装置6は液滴吐出装置6の動作を制御する制御部としての制御装置31を備えている。そして、制御装置31はプロセッサーとして各種の演算処理を行うCPU(中央演算処理装置)49と、各種情報を記憶するメモリー50とを備えている。
主走査駆動装置51、主走査位置検出装置10、副走査駆動装置52、副走査位置検出装置17は、入出力インターフェイス53及びデータバス54を介してCPU49に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド22を駆動するヘッド駆動回路30、吐出量測定装置19、入力装置55、表示装置56も入出力インターフェイス53及びデータバス54を介してCPU49に接続されている。
主走査駆動装置51はステージ9の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置52はキャリッジ16の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置10がステージ9の位置を検出し、主走査駆動装置51がステージ9を駆動することにより、ステージ9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17がキャリッジ16の位置を検出し、副走査駆動装置52がキャリッジ16を駆動することにより、キャリッジ16を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。
入力装置55は液滴29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2に液滴29を吐出する座標を図示しない外部装置から受信して入力する装置である。表示装置56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56に表示される情報を基に入力装置55を用いて操作を行う。
メモリー50は、RAM、ROM等といった半導体メモリーや、ハードディスク、DVD−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6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57を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板2上に吐出する吐出位置の座標データである吐出位置データ58を記憶するための記憶領域も設定される。
他にも、液滴吐出ヘッド22を駆動するときの電圧のデータである供給電圧データ59や液滴吐出ヘッド22を駆動する駆動波形データ60等のデータを記憶するための記憶領域が設定される。さらに、1つの液滴吐出ヘッド22から同時に吐出する液滴29の数と吐出量との関係を示す吐出特性データ61を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、CPU49のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種類の記憶領域が設定される。
CPU49は、メモリー50内に記憶されたプログラムソフト57に従って基板2上の所定の位置に液滴29を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22から液滴29を吐出して描画するための制御を行う描画制御部62を有する。描画制御部62を詳しく分割すれば、描画制御部62はステージ9を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部63を有する。他にも、描画制御部62は液滴吐出ヘッド22を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部64を有する。さらに、描画制御部62は液滴吐出ヘッド22内に複数あるノズルのうち、どのノズルに対応する圧電素子28を作動させて液滴29を吐出するかを制御する吐出制御部65等といった各種の演算部や制御部を有する。
他にも、吐出量測定装置19を駆動して液滴吐出ヘッド22が吐出する液滴29の重量を測定する吐出量測定制御部66を有する。さらに、同時に複数のノズル24から液滴29を吐出するときに吐出された液滴29の量が同じになるようにするときのノズル24と供給電圧38との関係を演算する相関データ演算部67を有する。
(描画方法)
次に、上述した液滴吐出装置6を使って、液滴吐出ヘッド22から基板2に吐出して描画する描画方法について図5〜図8を用いて説明する。図5は、基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャートである。図6〜図8は、液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図である。
次に、上述した液滴吐出装置6を使って、液滴吐出ヘッド22から基板2に吐出して描画する描画方法について図5〜図8を用いて説明する。図5は、基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャートである。図6〜図8は、液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図である。
ステップS1は吐出特性測定工程に相当する。この工程では同時に吐出するノズル数と圧電素子を駆動する駆動波形とを変えて同時に複数のノズルから液滴を吐出する。そして、駆動波形を変更したときに吐出される液滴の量を測定する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は電圧−吐出位置演算工程に相当する。この工程は基板における液滴吐出ヘッドの各位置に対して圧電素子を駆動する駆動波形の設定値を演算する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は給材工程に相当し、基板を載置面に載置する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は吐出条件設定工程に相当する。この工程は予め設定されている圧電素子の駆動電圧を電力供給回路に設定する工程である。次にステップS5に移行する。ステップS5は吐出工程に相当し、ステージを移動させながらノズルから液滴を吐出する工程である。次にステップS6に移行する。ステップS6は終了判断工程に相当し、液滴を吐出する予定の総ての場所に液滴を吐出したかの判断をする工程である。まだ吐出していない場所があるので吐出を継続するときステップS4に移行する。予定した総ての場所に液滴を吐出したので吐出を終了するときステップS7に移行する。ステップS4からステップS6までの工程を合わせてステップS11の描画工程とする。この工程は基板に所定のパターンを描画する工程である。次にステップS7に移行する。ステップS7は除材工程に相当し、基板を載置面から移動して次の工程へ基板を移動する工程である。ステップS8は、固化工程に相当し、基板に塗布された機能液を固化して膜を形成する工程である。以上にて基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を終了する。
次に、図6〜図8を用いて図5に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッド22から液滴29を吐出してカラーフィルター1を製造する製造方法を詳細に説明する。図6(a)及び図6(b)は、ステップS1の吐出特性測定工程に対応する図である。図6(a)に示すように、ステップS1において液滴吐出ヘッド22の吐出特性を測定する。吐出量測定制御部66は駆動波形39の供給電圧38を所定の電圧に設定する。そして、吐出量測定制御部66は、同時に液滴29を吐出するノズル24の数を1から15まで順次切り替えて液滴29を吐出する。そして、吐出量測定制御部66は吐出量測定装置19を駆動して吐出された液滴29の重量である吐出量を検出する。
詳細には、まず、吐出量測定制御部66は電子天秤44に受皿45の重量を測定させる。次に、吐出量測定制御部66は液滴吐出ヘッド22から液滴29を吐出するノズル24を設定する。このノズル24の個数は1個から順次増やしていく。そして、吐出量測定制御部66はヘッド駆動回路30を駆動することにより設定したノズル24から所定の吐出回数の吐出を行う。吐出回数が多い程測定精度が良くなるが消費する機能液26の量が多量になるので、吐出回数は必要な測定精度を満たす条件内で少ない回数が良い。吐出回数は特に限定されないが本実施形態では例えば1000回に設定している。液滴29を吐出した後で吐出量測定制御部66は再度電子天秤44に受皿45の重量を測定させる。そして、液滴29を吐出した後の受皿45の重量から液滴29を吐出する前の受皿45の重量の差を演算する。その後、重量の差の値を吐出回数で除算することにより1回の吐出における液滴29の吐出量を算出する。
続いて、同時に吐出するノズル24の個数を変更して吐出量の測定を行う。同時に吐出するノズル24の個数が1から15の各条件における吐出量を検出した後で吐出量測定制御部66は駆動波形39の供給電圧38を変更する。そして、同様の方法にて同時に吐出するノズル24の個数に対する吐出量を検出する。
その結果、図6(b)に示すように同時に吐出するノズル数と吐出量との関係を示すグラフが得られる。図6(b)において、横軸は同時吐出ノズル数を示し右側が左側より多い個数となっている。縦軸は吐出量を示し上側が下側より大きな量となっている。第1ノズル数吐出量相関線70、第2ノズル数吐出量相関線71、第3ノズル数吐出量相関線72は同時吐出ノズル数と吐出量との関係をしめす相関線である。第1ノズル数吐出量相関線70では同時吐出ノズル数が多い程吐出量が大きくなる相関関係となっている。この関係は液滴吐出ヘッド22の吐出特性により変わるので、同時吐出ノズル数が多い程吐出量が小さくなる場合もある。
第1ノズル数吐出量相関線70、第2ノズル数吐出量相関線71、第3ノズル数吐出量相関線72は駆動波形39の供給電圧38がそれぞれ異なる場合の相関関係線を示している。第1ノズル数吐出量相関線70、第2ノズル数吐出量相関線71、第3ノズル数吐出量相関線72の供給電圧38はそれぞれ第1電圧38a、第2電圧38b、第3電圧38cとなっている。3つの電圧条件では第1電圧38aが最も高く、第3電圧38cが最も低い電圧となっている。そして、供給電圧38の高い方が低い方より吐出量が大きくなっている。尚、この特性は液滴吐出ヘッド22の特性や駆動波形によって変わる特性である。
ステップS2の電圧−吐出位置演算工程では目標吐出量線73を設定する。そして、各同時吐出ノズル数に対して目標吐出量の液滴29を吐出するための供給電圧38を設定する。目標吐出量線73は吐出量が目標吐出量となる場所を示す線である。例えば、同時吐出ノズル数が4個のときには目標吐出量線73は第1ノズル数吐出量相関線70上にあるので、供給電圧38を第1電圧38aに設定する。同時吐出ノズル数が7個のときには目標吐出量線73は第2ノズル数吐出量相関線71上にあるので、供給電圧38を第2電圧38bに設定する。同時吐出ノズル数が10個のときには目標吐出量線73は第3ノズル数吐出量相関線72上にあるので、供給電圧38を第3電圧38cに設定する。以上のように、各同時吐出ノズル数における供給電圧38を設定する。このように、各同時吐出ノズル数における供給電圧38を設定する。
図6(c)〜図7(b)はステップS2の電圧−吐出位置演算工程に対応する図である。図6(c)は、上記の方法にて設定した同時吐出ノズル数と供給電圧38との関係を示すグラフである。図6(c)において横軸は同時吐出ノズル数を示し、右側が左側より多い個数となっている。縦軸は供給電圧を示し、上側は下側より高い電圧を示している。ノズル数供給電圧設定線74は各同時吐出ノズル数と圧電素子28に供給する供給電圧38の設定値との関係を示している。換言すれば、ノズル数供給電圧設定線74は、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と圧電素子28の駆動条件との関係を示す相関データである。例えば、同時吐出ノズル数が4個、7個、10個のときの供給電圧38はそれぞれ第1電圧38a、第2電圧38b、第3電圧38cとなっている。本実施形態のノズル数供給電圧設定線74の例では同時吐出ノズル数が多い程供給電圧38を低くする設定になっている。尚、ノズル数供給電圧設定線74の傾き具合は液滴吐出ヘッド22の特性により変化する。そして、同時吐出ノズル数とノズル数供給電圧設定線74とから供給電圧38を算出し駆動波形39の電圧を算出した供給電圧38にすることによりノズル24から吐出される吐出量を目標吐出量にすることができる。
図7(a)は、液滴を着弾させる場所を示す吐出位置予定図である。着弾予定位置75は隔壁4に囲まれた四角の吐出領域76に設定される。そして、吐出制御部65は各着弾予定位置75に吐出するときの液滴吐出ヘッド22の位置と同時吐出ノズル数とを演算する。次に、吐出制御部65は液滴吐出ヘッド22の各位置における同時吐出ノズル数から駆動波形39の供給電圧38を算出する。そして、吐出制御部65は液滴吐出ヘッド22の各位置における駆動波形39の供給電圧38を設定する。
図7(b)は、液滴吐出ヘッドの各位置における素子駆動条件を示す表の一例である。図7(b)に示すように、各液滴吐出ヘッド22がノズル24から液滴29を吐出する場所が設定されている。そして、各吐出場所で吐出するノズル24と駆動波形39の供給電圧38が設定されている。この供給電圧38には同時吐出ノズル数と駆動波形39とから算出された供給電圧38が用いられている。例えば、ヘッド番号が1番の液滴吐出ヘッド22をX座標が100.00でY座標が50.20の場所に移動させる。その場所でノズル番号が6番から13番のノズル24から液滴29を吐出する。このときの供給電圧38は27ボルトとする。このように、各液滴吐出ヘッド22がノズル24から液滴29を吐出する場所とノズル24と供給電圧38とが設定される。これにより、各ノズル24から吐出される液滴29の吐出量は目標吐出量となる。
図7(c)はステップS3の給材工程に対応する図である。図7(c)に示すように、ステップS3において操作者は基板2をステージ9の載置面11上に載置する。基板2には予め隔壁4が形成されている。隔壁4はフォトリソグラフィーの方法を用いて製造することができる。尚、この製造方法は公知な方法であり、説明を省略する。次に、液滴吐出装置6は吸引式の基板チャック機構を駆動させることにより基板2を載置面11に固定する。尚、わかり易くするために図中の液滴吐出ヘッド22及びノズル24は1個のみ表示され、他の液滴吐出ヘッド22、ノズル24やヘッドユニット18は省略されている。
図7(d)〜図8(c)はステップS4の吐出条件設定工程及びステップS5の吐出工程に対応する図である。図7(d)に示すように、吐出領域76の着弾予定位置75に対応して同時に吐出するノズル24が設定されている。吐出制御部65は同時吐出ノズル数に対応する供給電圧38を出力するように電力供給回路34に指示する。例えば、液滴吐出ヘッド22から液滴29が吐出される同時吐出ノズル数の設定を6個とする。そして、ステップS2の電圧−吐出位置演算工程において同時吐出ノズル数は6個の場合の供給電圧38である第4電圧38dがこの場所の駆動波形39の供給電圧38に設定されている。ステップS4では電力供給回路34が供給電圧38を第4電圧38dに切り替えて液滴吐出ヘッド22の分配回路35に出力する。
図8(a)に示すように、ステップS5において、描画制御部62はステージ9とキャリッジ16とを駆動させることにより液滴29を吐出する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッド22を移動させる。そして、吐出制御部65はノズル24から吐出領域76に液滴29を吐出する。このとき、第4電圧38dに設定された駆動波形39によって圧電素子28が駆動される。これにより各ノズル24からは目標吐出量の液滴29が吐出される。
ステージ9が移動して改行する場所まで到達したとき、主走査制御部63はステージ9の移動方向を切り替え、副走査制御部64はキャリッジ16を移動させる。そして、主走査制御部63はステージ9を走査移動させる。
図8(b)に示すように、吐出領域76上を液滴吐出ヘッド22が通過する場所が変わり、吐出領域76の着弾予定位置75に対応して同時に吐出するノズル24が変わる。吐出制御部65は同時吐出ノズル数に対応する供給電圧38を出力するように電力供給回路34に指示する。例えば、液滴29が吐出される同時吐出ノズル数の設定が8個に変わる。そして、ステップS2の電圧−吐出位置演算工程では同時吐出ノズル数は8個の場合の供給電圧38である第5電圧38eが素子駆動条件に設定されている。そして、電力供給回路34が供給電圧38を第5電圧38eに切り替えて液滴吐出ヘッド22の分配回路35に出力する。
ステップS5では供給電圧38が第5電圧38eに設定された駆動波形39によって圧電素子28が駆動されることにより液滴29が吐出される。これにより各ノズル24からは目標吐出量の液滴29が吐出される。
同様に、ステージ9が移動して改行する場所まで到達したとき、主走査制御部63はステージ9の移動方向を切り替え、副走査制御部64はキャリッジ16を移動させる。そして、主走査制御部63はステージ9を走査移動させる。
図8(c)に示すように、吐出領域76上を液滴吐出ヘッド22が通過する場所が変わり、吐出領域76の着弾予定位置75に対応して同時に吐出するノズル24が変わる。吐出制御部65は供給電圧38を切り替えるように電力供給回路34に指示をする。例えば、液滴29が吐出される同時吐出ノズル数の設定が10個に変わる。そして、ステップS2の電圧−吐出位置演算工程では同時吐出ノズル数が10個の場合の供給電圧38である第3電圧38cが素子駆動条件に設定されている。そして、電力供給回路34が供給電圧38を第3電圧38cに切り替えて液滴吐出ヘッド22の分配回路35に出力する。
ステップS5では供給電圧38が第3電圧38cに設定された駆動波形39によって圧電素子28が駆動されることにより液滴29が吐出される。これにより各ノズル24からは目標吐出量の液滴29が吐出される。このように、ステップS4とステップS5とを反復して吐出する場所に合わせて駆動波形39の供給電圧38を切り替える。そして、同時吐出ノズル数に対応した供給電圧38の駆動波形39にて圧電素子28を駆動する。これにより、吐出領域76には目標吐出量の液滴29が吐出される。
ステップS6の終了判断工程において予定した総ての場所に液滴29を吐出したことを確認するまでステップS11の描画工程が行われる。予定した総ての場所に液滴29を吐出したときステップS7の除材工程に移行する。ステップS7では操作者が基板チャック機構を解除し基板2を載置面11から次工程に移動する。
図8(d)はステップS8の固化工程に対応する図である。図8(d)に示すように、ステップS8において機能液26が塗布された基板2を乾燥装置77の内部に配置する。乾燥装置77は乾燥室78を備えている。乾燥室78は載置台79を備え、基板2がこの載置台79に設置される。乾燥室78は図中上側の供給管80及び供給バルブ81を介して乾燥気体供給部82と接続されている。さらに、乾燥室78は図中下側の排気管83及び排気バルブ84を介して排気部85と接続されている。そして、乾燥気体供給部82から供給される乾燥気体86が供給バルブ81及び供給管80を介して乾燥室78に供給される。次に、乾燥気体86は基板2に塗布された機能液26に沿って流動する。このとき、機能液26に含まれる溶媒及び分散媒を乾燥気体86に蒸発させて除去することにより、機能液26を乾燥させる。そして、機能液26が乾燥することにより、着色膜5が形成される。次に、溶媒及び分散媒を含んだ乾燥気体86は排気管83及び排気バルブ84を通過して、排気部85により図示しない処理装置に排気される。以上の工程により、基板2に液滴29を吐出してカラーフィルター1を製造する製造工程を終了する。
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、同時吐出ノズル数に対応して駆動波形39の供給電圧38を切り替えて吐出する。このとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と供給電圧38との関係を示すノズル数供給電圧設定線74を用いて、供給電圧38を切り替える。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を目標吐出量にすることができる。
(1)本実施形態によれば、同時吐出ノズル数に対応して駆動波形39の供給電圧38を切り替えて吐出する。このとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と供給電圧38との関係を示すノズル数供給電圧設定線74を用いて、供給電圧38を切り替える。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を目標吐出量にすることができる。
(2)本実施形態によれば、圧電素子28は電気信号によって駆動されている。そして、駆動波形39を切り替えることにより確実に圧電素子28の駆動条件を切り替えることができる。駆動波形39を切り替えることは簡便な電気回路により容易に切り替えられるので簡便な装置により圧電素子28の駆動条件を切り替えることができる。
(3)本実施形態によれば、駆動波形39の供給電圧38を切り替えることにより圧電素子28の駆動条件を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で圧電素子28を制御することができる。
(4)本実施形態によれば、供給電圧38を切り替えて駆動波形39を切り替えている。波形データは複数のデータから構成されている。各種類の素子駆動条件に対応するデータを用意する場合には多くのデータが必要になる。この方法に比べて、供給電圧38を切り替える方法では各種類の素子駆動条件に対応するデータ数を少なくすることができる。従って、吐出量の制御を簡便に行うことができる。
(5)本実施形態によれば、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を目標吐出量にすることができる。その結果、着色膜5の膜厚を品質良く形成することができる。
(第2の実施形態)
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図9の圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図3(b)に示した駆動波形39の形状が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図9の圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図3(b)に示した駆動波形39の形状が異なる点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図9に示したように駆動波形の形状を変えることにより素子駆動条件を切り替えている。図の横軸は時間の経過を示し、時間は左から右へ推移する。縦軸は電圧を示し、上側は下側より高い電圧となっている。図9(a)において第1波形88a、第2波形88b、第3波形88cは波長89が異なる駆動波形88の一例を示している。第1波形88a、第2波形88b、第3波形88cの波長89はそれぞれ、第1波長89a、第2波長89b、第3波長89cである。この3つの駆動波形88において第1波長89aが最も長く、第3波長89cが最も短くなっている。
本実施形態の液滴吐出ヘッド22では波長89が長い方が短い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド22の構造によって異なっている。そして、ステップS1の吐出特性測定工程において供給電圧38を所定の電圧に固定して波長89を変える。そして、吐出量測定制御部66は各波長89の駆動波形88にて圧電素子28を駆動する。次に、同時吐出ノズル数を切り替えて吐出量を測定する。これにより、目標吐出量の液滴29を吐出するための同時吐出ノズル数に対する波長89のノズル数波長設定線を設定することができる。このノズル数波長設定線は第1の実施形態におけるノズル数供給電圧設定線74に対応する線である。ステップS5の吐出工程では同時吐出ノズル数に対応して駆動波形88の波長89を切り替える。これにより、吐出制御部65は各ノズル24から吐出される液滴29の吐出量を目標吐出量となるように制御することができる。
図9(b)において第3波形90a、第4波形90b、第5波形90cは波形が異なる駆動波形90の一例を示している。駆動波形90は台形状の正電圧の前部波形91とこの波形の後に続けて台形状の負電圧の後部波形92とから構成されている。前部波形91の前部駆動電圧93は各駆動波形90共に同じ電圧に設定されている。一方、後部波形92の後部駆動電圧94は駆動波形90毎に異なる電圧に設定されている。例えば、第3波形90aにおける第3後部駆動電圧94aは第4波形90bにおける第4後部駆動電圧94bより低い負の電圧に設定されている。第5波形90cでは後部駆動電圧94が0ボルトとなっており、後部波形92が形成されていない。
本実施形態の液滴吐出ヘッド22では後部駆動電圧94が低い方が高い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド22の構造によって異なっている。そして、ステップS1の吐出特性測定工程では後部駆動電圧94を変える。そして、吐出量測定制御部66は各後部駆動電圧94の駆動波形90にて圧電素子28を駆動する。次に、同時吐出ノズル数を切り替えて吐出量を測定する。これにより、目標吐出量の液滴29を吐出するための同時吐出ノズル数に対する後部駆動電圧94のノズル数後部駆動電圧設定線を設定することができる。このノズル数後部駆動電圧設定線は第1の実施形態におけるノズル数供給電圧設定線74に対応する線である。ステップS5の吐出工程では同時吐出ノズル数に対応して駆動波形90の後部駆動電圧94を切り替える。これにより、吐出制御部65は各ノズル24から吐出される液滴29の吐出量を目標吐出量となるように制御することができる。
図9(c)において第7波形95a、第8波形95b、第9波形95cは波形が異なる駆動波形95を示している。駆動波形95の駆動電圧96は各駆動波形95共に同じ電圧に設定されている。そして、駆動波形95は台形状の波形において電圧が降下するのに要する降下時間97が駆動波形95毎に異なる時間に設定されている。例えば、第7波形95aにおける降下時間97である第1降下時間97aは第8波形95bにおける降下時間97である第2降下時間97bより短い時間に設定されている。第8波形95bにおける第2降下時間97bは第9波形95cにおける降下時間97である第3降下時間97cより短い時間に設定されている。
本実施形態の液滴吐出ヘッド22では降下時間97が短い方が長い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド22の構造によって異なっている。そして、ステップS1の吐出特性測定工程では駆動波形95の降下時間97を変える。そして、吐出量測定制御部66は各降下時間97の駆動波形95にて圧電素子28を駆動する。次に、同時吐出ノズル数を切り替えて吐出量を測定する。これにより、目標吐出量の液滴29を吐出するための同時吐出ノズル数に対する降下時間97の関係を示すノズル数降下時間設定線を設定することができる。このノズル数降下時間設定線は第1の実施形態におけるノズル数供給電圧設定線74に対応する線である。ステップS5の吐出工程では同時吐出ノズル数に対応して駆動波形95の降下時間97を切り替える。これにより、吐出制御部65は各ノズル24から吐出される液滴29の吐出量を目標吐出量となるように制御することができる。
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、同時吐出ノズル数に対応して圧電素子28を駆動する駆動波形88,90,95を切り替えて吐出している。このとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と駆動波形88,90,95の条件との関係を示す相関データを用いて、駆動波形88,90,95を切り替えている。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を目標吐出量にすることができる。
(1)本実施形態によれば、同時吐出ノズル数に対応して圧電素子28を駆動する駆動波形88,90,95を切り替えて吐出している。このとき、吐出量を目標吐出量にするときの同時吐出ノズル数と駆動波形88,90,95の条件との関係を示す相関データを用いて、駆動波形88,90,95を切り替えている。従って、同時吐出ノズル数が変わるときにも吐出量を目標吐出量にすることができる。
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の実施形態では、キャビティ25を加圧する加圧手段に、圧電素子28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27を変形させて加圧しても良い。他に、キャビティ25内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液26を気化させたり、機能液26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27を変形させて加圧しても良い。尚、コイルやヒーター配線のように駆動する電流で吐出量を制御できる場合には、駆動波形は電流の波形でも良い。前記実施形態と同様に同時吐出ノズル数に対応して加圧手段を駆動する駆動波形を切り替えることにより吐出量を目標吐出量にすることができる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、キャビティ25を加圧する加圧手段に、圧電素子28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27を変形させて加圧しても良い。他に、キャビティ25内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液26を気化させたり、機能液26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27を変形させて加圧しても良い。尚、コイルやヒーター配線のように駆動する電流で吐出量を制御できる場合には、駆動波形は電流の波形でも良い。前記実施形態と同様に同時吐出ノズル数に対応して加圧手段を駆動する駆動波形を切り替えることにより吐出量を目標吐出量にすることができる。
(変形例2)
前記第1の実施形態では、電力供給回路34は液滴吐出ヘッド22毎に設置されたが、1つの電力供給回路34で各液滴吐出ヘッド22に異なる電圧を供給してもよい。電力供給回路34を複数配置する場合に比べて電力供給回路34の機能を1つの回路に集約する方が回路の占める面積を小さくすることができる。
前記第1の実施形態では、電力供給回路34は液滴吐出ヘッド22毎に設置されたが、1つの電力供給回路34で各液滴吐出ヘッド22に異なる電圧を供給してもよい。電力供給回路34を複数配置する場合に比べて電力供給回路34の機能を1つの回路に集約する方が回路の占める面積を小さくすることができる。
(変形例3)
前記第1の実施形態では、着色する機能を有する機能液26を塗布して、カラーフィルター1を製造する例を示した。塗布する機能液26はこれに限らない。例えば、通電性の機能液26を塗布して配線や電極を形成しても良い。他にも、正孔輸送層や発光層の材料を含む機能液26を塗布して有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を形成しても良い。これらの場合にも、同時吐出ノズル数に対応して液滴29を吐出する駆動波形を切り替えることにより吐出量を目標吐出量にすることができる。そして、形成される膜の膜厚を品質良く製造することができる。
前記第1の実施形態では、着色する機能を有する機能液26を塗布して、カラーフィルター1を製造する例を示した。塗布する機能液26はこれに限らない。例えば、通電性の機能液26を塗布して配線や電極を形成しても良い。他にも、正孔輸送層や発光層の材料を含む機能液26を塗布して有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を形成しても良い。これらの場合にも、同時吐出ノズル数に対応して液滴29を吐出する駆動波形を切り替えることにより吐出量を目標吐出量にすることができる。そして、形成される膜の膜厚を品質良く製造することができる。
(変形例4)
前記第1の実施形態では、カラーフィルター1の基板2に機能液26を吐出して塗布したが、塗布するワークは基板2に限らず、直方体等のようにZ方向の高さがある物や凹凸のある物にも適用することができる。この場合にも目標吐出量の液滴29を吐出することができる。
前記第1の実施形態では、カラーフィルター1の基板2に機能液26を吐出して塗布したが、塗布するワークは基板2に限らず、直方体等のようにZ方向の高さがある物や凹凸のある物にも適用することができる。この場合にも目標吐出量の液滴29を吐出することができる。
(変形例5)
前記第1の実施形態では、吐出波形信号36と供給電圧波形37とを乗算して駆動波形39を形成した。そして、供給電圧38を変えることにより駆動電圧40を変えた。これに限らず、供給電圧38を変えずに吐出波形信号36の高さを変えても良い。この場合にも同様に駆動波形39の駆動電圧40を変えることができる。
前記第1の実施形態では、吐出波形信号36と供給電圧波形37とを乗算して駆動波形39を形成した。そして、供給電圧38を変えることにより駆動電圧40を変えた。これに限らず、供給電圧38を変えずに吐出波形信号36の高さを変えても良い。この場合にも同様に駆動波形39の駆動電圧40を変えることができる。
1…カラーフィルター、2…基板、5…着色膜、24…ノズル、26…液状体としての機能液、28…駆動素子としての圧電素子、29…液滴、38…駆動電圧としての供給電圧、39,88,90,95…駆動波形、40…駆動電圧、65…吐出制御部。
Claims (6)
- ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、
前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、
前記同時吐出ノズル数に対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とする液滴吐出方法。 - 請求項1に記載の液滴吐出方法であって、
前記素子駆動条件は前記駆動素子を駆動する電気信号である駆動波形であり、
前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形を切り替えることを特徴とする液滴吐出方法。 - 請求項2に記載の液滴吐出方法であって、
前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、
前記駆動波形は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される波形であり、前記素子駆動条件を切り替えるときには前記駆動波形の前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする液滴吐出方法。 - 請求項3に記載の液滴吐出方法であって、
前記駆動波形は波形の形状を示す波形データと供給電圧とが乗算されて形成され、前記供給電圧を切り替えることにより前記駆動電圧を切り替えることを特徴とする液滴吐出方法。 - 基板上に区画形成された複数の着色領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、
ノズル毎に設けられた駆動素子を駆動して、複数の前記ノズルから液滴を前記着色領域に吐出する描画工程を備え、
前記液滴の量を吐出量とし、同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、
前記描画工程では前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。 - 複数のノズルと、前記ノズル毎に設けられ前記ノズルから液滴を吐出する駆動素子と、
前記液滴の量である吐出量を制御する吐出制御部と、を備え、
同時に前記液滴を吐出する前記ノズルの数を同時吐出ノズル数とし、前記駆動素子を駆動する条件を素子駆動条件とするとき、
前記吐出制御部は、前記吐出量を所定の量にするときの前記同時吐出ノズル数と前記素子駆動条件との関係を示す相関データを用いて、前記同時吐出ノズル数と対応して前記素子駆動条件を切り替えて吐出する制御を行うことを特徴とする液滴吐出装置。
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JP2010025169A JP2011161341A (ja) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | 液滴吐出方法、カラーフィルターの製造方法及び液滴吐出装置 |
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JP2010025169A Withdrawn JP2011161341A (ja) | 2010-02-08 | 2010-02-08 | 液滴吐出方法、カラーフィルターの製造方法及び液滴吐出装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103847227A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 住友重机械工业株式会社 | 基板制造装置及基板制造方法 |
-
2010
- 2010-02-08 JP JP2010025169A patent/JP2011161341A/ja not_active Withdrawn
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