JP5595102B2 - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に液体を吐出して均一な膜厚比となる膜を形成する液体吐出装置及び液体吐出方法に関するものである。

近年、インクジェット法により基板に液体を吐出して膜を形成する液体吐出装置が提案されている。インクジェット法による様々なパターンの形成は、省材料、省工程、オンデマンド少量多品種生産などの観点で注目されている。このような工業用途への展開を意図した場合、素早く、基板面内に均一なドットを形成することが求められる。このようにインクジェット法により基板上に高密度なドットパターンの膜やドットが繋がった膜を形成する場合、基板に着弾したドットから蒸発した溶媒により、ドット周囲の溶媒雰囲気濃度が高まり、隣接ドットにおける溶媒の蒸発に影響を与える。詳述すると、ドット密度の高い箇所（例えば基板中央部）の乾燥速度は、ドット密度の低い箇所（例えば基板端部）に比べて遅くなる。つまり、吐出される液体の位置に応じて、乾燥速度にばらつきがある。このようにヘッドのノズル列方向や基板面内における乾燥速度の差異により、乾燥後のドット形状や膜厚に分布が生じることがある。このように膜厚に分布が生じる場合、発現する機能に不都合が発生することがある。例えば薄型ディスプレイの発光素子やカラーフィルタをインクジェットにより形成する場合には画素抜けや発光ムラなどの現象となって現れる。

これらの不都合を解消するため、基板面内の乾燥を均一化する技術が検討されている（特許文献１参照）。この特許文献１には、基板面内に乾燥対象の液体を塗布し、その後基板上に設置された加熱装置によって液体を乾燥させる方法が開示されている。この加熱装置は、乾燥を遅くしたい部分の基板間距離を長くとり、逆に乾燥を早くしたいところは基板間距離を短くしている。なお、別の技術として、ヘッドの熱膨張によってノズルのピッチを調整するためにヘッドの温度を変更するヒーターを備えたものが開示されている（特許文献２参照）。

特開２００５−２７５２７５号公報 特開２００６−２４７８４１号公報

しかしながら、特許文献１の乾燥方法は、基板上の全ての液体吐出位置に液体を塗布した後に、別途加熱装置による一括乾燥を行うものである。したがって、基板上には、加熱装置で乾燥させる前に、既に乾燥が進行している箇所が存在し、各液体吐出位置で乾燥時間を均一にするのは困難である。つまり、インクジェット法により順次液滴を基板上に着弾させるので、基板上に着弾した液滴から順次乾燥が始まる。したがって、基板に全ての液滴を塗布終了させたときに、既に乾燥が終了している箇所が存在することがある。このように、乾燥開始時刻が各液体吐出位置で異なる場合には、加熱装置で乾燥させても乾燥時間を均一にするのは困難であり、基板上に形成される膜の形状にばらつきが生じるのを回避することができない。

これに対し、液体吐出ヘッドにおけるノズル列端部のノズルから吐出される液体よりもノズル列中央部のノズルから吐出される液体の温度を高くすれば、基板に吐出された液体の乾燥速度の差を低減することができると考えられる。しかし、特許文献２に開示されている技術に基づいて液体の温度を変更したとしても、基板に着弾する液体の乾燥速度を均一化することができない。つまり、液体吐出ヘッドだけに温調機構を設けて温調を行うことを考えつくことができたとしても、液体吐出ヘッド内において液体が滞在する時間は数秒と短いため、十分な温調効果が得られない。

そこで、本発明は、基板温調や描画後の乾燥制御機構のような複雑な機構を採用することなく、液体の温度を制御することによって基板に着弾した液体の乾燥速度を均一な状態に近づける液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することを目的とするものである。

本発明の液体吐出装置は、１つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットを基板に対して相対的に走査方向に移動させ、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を前記基板に吐出する液体吐出装置において、液体を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクと前記複数の液室とを連通する複数の流路と、前記各流路にそれぞれ設けられ、前記各流路を流れる液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第１の温調部と、前記各液室にそれぞれ設けられ、前記各液室に供給された液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部と、前記各第１の温調部及び前記各第２の温調部を制御する制御部と、を備え、前記各第１の温調部における目標温度は、前記各流路を流れる液体に予熱を付与する値に設定され、前記各第２の温調部における目標温度は、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れ、液室内の液体の温度が高くなる値に設定されていることを特徴とするものである。

また、本発明の液体吐出装置は、１つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットを基板に対して相対的に走査方向に移動させ、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を前記基板に吐出する液体吐出装置において、液体を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクと前記複数の液室とを連通する流路と、前記流路に設けられ、前記流路を流れる液体に対して温熱又は冷熱を付与する第１の温調部と、前記各液室にそれぞれ設けられ、前記各液室に供給された液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部と、前記第１の温調部及び前記各第２の温調部を制御する制御部と、を備え、前記第１の温調部における目標温度は、前記流路を流れる液体に予熱を付与する値に設定され、前記各第２の温調部における目標温度は、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れ、液室内の液体の温度が高くなる値に設定されていることを特徴とするものである。
また、本発明の液体吐出方法は、１つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を吐出する液体吐出方法において、液体を貯留する貯留タンクと前記複数の液室とを連通する複数の流路の各流路を流れる液体に対して予熱を付与し、前記予熱が付与された液体を前記各液室に供給し、前記供給された前記各液室内の液体の温度が、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れて高くなるように、前記各液室内の液体それぞれに温熱又は冷熱を付与することを特徴とするものである。
また、本発明の液体吐出方法は、１つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を吐出する液体吐出方法において、液体を貯留する貯留タンクと前記複数の液室とを連通する流路を流れる液体に対して温熱又は冷熱の予熱を付与し、前記予熱が付与された液体を前記各液室に供給し、前記供給された前記各液室内の液体の温度が、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れて高くなるように、前記各液室内の液体それぞれに温熱又は冷熱を付与することを特徴とするものである。

本発明によれば、各流路を流れる液体には各第１の温調部によって予熱が付与される。つまり、各液室には、予熱が付与された液体が供給されることとなる。各液室に供給された液体は、各第２の温調部によって温度が調整されるが、第１の温調部によって予熱が付与されているので、第２の温調部における液体の温度の調整量は少なくて済む。したがって、各液室に供給された液体を目標温度に短時間で調整することができ、液室に液体が滞留する時間が短くても、目標温度の液体をノズルから吐出することができる。これにより、ノズル列端部からノズル列中央部に向かうに連れ、ノズルから吐出される液体の温度を高くすることができ、各ノズルにより吐出された基板上の各液体の乾燥速度を均一な状態に近づけることができる。よって、各液体の乾燥によって形成される各膜の形状を均一な状態に近づけることができる。

また、本発明によれば、流路を流れる液体には第１の温調部によって予熱が付与される。つまり、各液室には、予熱が付与された液体が供給されることとなる。各液室に供給された液体は、各第２の温調部によって温度が調整されるが、第１の温調部によって予熱が付与されているので、第２の温調部における液体の温度の調整量は少なくて済む。したがって、各液室に供給された液体を目標温度に短時間で調整することができ、液室に液体が滞留する時間が短くても、目標温度の液体をノズルから吐出することができる。これにより、ノズル列端部からノズル列中央部に向かうに連れ、ノズルから吐出される液体の温度を高くすることができ、各ノズルにより吐出された基板上の各液体の乾燥速度を均一な状態に近づけることができる。よって、各液体の乾燥によって形成される各膜の形状を均一な状態に近づけることができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。 図１に示す複数のノズルのうち５つのノズルからインクを吐出した場合を示す図であり、（ａ）はノズルからインクを吐出している状態を示す図、（ｂ）はドットの位置による乾燥速度差を示す図である。 基板に形成されるドットの形状を示す模式図であり、（ａ）は乾燥時間が短い場合を示す図、（ｂ）は乾燥時間が長い場合を示す図である。 膜厚比に関するグラフを示す図であり、（ａ）はノズル番号に対する膜厚比のグラフを示す図、（ｂ）は乾燥時間に対する膜厚比のグラフを示す図、（ｃ）はインク温度に対する膜厚比及び乾燥時間のグラフを示す図である。 第１及び第２の目標温度を説明するための図であり、（ａ）は第２の目標温度を説明するための図、（ｂ）は第１の目標温度を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。 実施例１のインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。 実施例１，２におけるドットの形成状態を示す図であり、（ａ）は実施例１におけるドットの形成状態を示す図、（ｂ）は実施例２におけるドットの形成状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、温度センサを用いて行う温度調整について説明するが、温調部での温度調整がほぼ目標温度どおりに行われるのであれば、かならずしも温度センサは必要ない。このことは、行き届いた室温管理や液体吐出装置の設置環境によって実現することができ、具体的には工業生産用途など、装置のメンテナンス時を除き反復動作を同一環境下で繰り返す場合に行うことができる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。この図１に示す液体吐出装置であるインクジェット描画装置１００は、液体としてインクを吐出する液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１を１つ備えており、この１つのインクジェットヘッド１でヘッドユニット３が構成されている。インクには様々なものが適用可能であり、例えば、有機パラジウム含有溶液（奥野製薬（株）製、ＣＣＰ−４２３０）や金属粒子を含むインクなど、インクジェットヘッド１によって塗布できる物性のものであれば目的に応じて任意に選ぶことができる。本第１実施形態では、ヘッドユニット３に対して基板Ｂを矢印ｘｙ方向に移動させることにより、ヘッドユニット３を基板Ｂに対して相対的に矢印ｘｙ方向に移動させる。なお、ヘッドユニット３を基板Ｂに対して移動させてもよい。インクジェットヘッド１は、インクが供給される複数（本第１実施形態では、５つ）の液室５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ（５）を有している。また、インクジェットヘッド１は、走査方向（図１中矢印ｙ方向）に対して直交する方向（矢印ｘ方向）に並設された複数（本第１実施形態では、１５個）のインクｉを吐出するノズル７を有している。つまり、ヘッドユニット３は、１つのインクジェットヘッド１を有しているので、複数（５つ）の液室５と、複数（１５個）のノズル７を有していることとなる。１つの液室５には、３つのノズル７が対応して接続されている。これら複数のノズル７で矢印ｘ方向に揃ったノズル列８が構成される。なお、各液室５に接続されるノズル７の数はこれに限定するものではなく、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。各ノズル７は、不図示の電気熱変換体または圧電素子による吐出エネルギーの付与により、対応する液室５に供給されたインクｉをそれぞれ吐出するように構成されている。インク液滴の吐出に用いるノズル７は任意に選択可能であり、使用するノズル７と吐出の周波数によって様々なパターンを基板Ｂ上に作製することができる。尚、ここでは電気熱変換体または圧電素子を用いたインクジェットによる液体塗布方法について述べているが、液体を塗布する形態のもの、例えば静電式インクジェットやディスペンサなどのあらゆる方式に適用可能である。

インクジェット描画装置１００は、インクを貯留する貯留タンクとしてのインクタンク１１と、ヘッドユニット３の複数（５つ）の液室５とを連通する複数の流路（以下、分岐流路という）１３と、を備えている。本第１実施形態では、インクジェット描画装置１００は、５つの分岐流路１３ａ、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを備えている。具体的には、分岐流路１３ａはインクタンク１１と液室５ａとを連通し、分岐流路１３ｂはインクタンク１１と液室５ｂとを連通し、分岐流路１３ｃはインクタンク１１と液室５ｃとを連通する。また、分岐流路１３ｄはインクタンク１１と液室５ｄとを連通し、分岐流路１３ｅはインクタンク１１と液室５ｅとを連通する。本第１実施形態では、１つの液室５に１つの分岐流路１３が接続されているが、これに限定するものではなく、１つの分岐流路１３が２つ以上の液室５に対応して接続されていてもよい。なお、各分岐流路１３は、管材で形成されている。

また、インクジェット描画装置１００は、各分岐流路１３ａ〜１３ｅにそれぞれ設けられた第１の温調部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ（１５）を備えている。本第１実施形態では、インクジェット描画装置１００は、複数（５つ）の第１の温調部１５を備えている。各第１の温調部１５は、対応する分岐流路１３を流れるインクに対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与するものである。つまり、１つの分岐流路１３に対して１つの第１の温調部１５が設けられている。具体的には、分岐流路１３ａに第１の温調部１５ａ、分岐流路１３ｂに第１の温調部１５ｂ、分岐流路１３ｃに第１の温調部１５ｃ、分岐流路１３ｄに第１の温調部１５ｄ、分岐流路１３ｅに第１の温調部１５ｅが対応して設けられている。第１の温調部１５は、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。各第１の温調部１５は、各分岐流路１３の壁の外側面に接触して取り付けられており、各分岐流路１３の壁を介して各分岐流路１３を流れるインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００は、各分岐流路１３ａ〜１３ｅにそれぞれ設けられた第１の温度センサ１７ａ〜１７ｅ（１７）を備えている。本第１実施形態では、インクジェット描画装置１００は、複数（５つ）の第１の温度センサ１７を備えている。各第１の温度センサ１７は、対応する第１の温調部１５により温熱又は冷熱が付与されたインクの温度をそれぞれ検出するものである。つまり、第１の温度センサ１７は、１つの分岐流路１３に対して１つ設けられている。具体的には、第１の温調部１５ａに対応して第１の温度センサ１７ａが分岐流路１３ａに設けられ、第１の温調部１５ｂに対応して第１の温度センサ１７ｂが分岐流路１３ｂに設けられている。また、第１の温調部１５ｃに対応して第１の温度センサ１７ｃが分岐流路１３ｃに設けられ、第１の温調部１５ｄに対応して第１の温度センサ１７ｄが分岐流路１３ｄに設けられている。また、第１の温調部１５ｅに対応して第１の温度センサ１７ｅが分岐流路１３ｅに設けられている。そして、各第１の温度センサ１７は、各分岐流路１３の各第１の温調部１５が取り付けられた箇所の下流であって、各分岐流路１３の壁の外側面に接触して取り付けられている。したがって、各第１の温度センサ１７は、各分岐流路１３の壁を介して各分岐流路１３を流れるインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００は、各液室５ａ〜５ｅにそれぞれ設けられ、各液室５ａ〜５ｅに供給されたインクに対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ（１９）を備えている。本第１実施形態では、インクジェット描画装置１００は、複数（５つ）の第２の温調部１９を備えている。つまり、１つの液室５に対して１つの第２の温調部１９が設けられている。具体的には、液室５ａに第２の温調部１９ａ、液室５ｂに第２の温調部１９ｂ、液室５ｃに第２の温調部１９ｃ、液室５ｄに第２の温調部１９ｄ、液室５ｅに第２の温調部１９ｅが対応して設けられている。第２の温調部１９は、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。各第２の温調部１９は、各液室５の外壁面に接触して取り付けられており、各液室５の壁を介して各液室５に供給されたインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００は、各液室５ａ〜５ｅにそれぞれ設けられた第２の温度センサ２１ａ〜２１ｅ（２１）を備えている。本第１実施形態では、インクジェット描画装置１００は、複数（５つ）の第２の温度センサ２１を備えている。各第２の温度センサ２１は、対応する各第２の温調部１９により温熱又は冷熱が付与されたインクの温度をそれぞれ検出するものである。第２の温度センサ２１は、１つの液室５に対して１つ設けられている。具体的には、第２の温調部１９ａに対応して第２の温度センサ２１ａが液室５ａに設けられ、第２の温調部１９ｂに対応して第２の温度センサ２１ｂが液室５ｂに設けられ、第２の温調部１９ｃに対応して第２の温度センサ２１ｃが液室５ｃに設けられている。また、第２の温調部１９ｄに対応して第２の温度センサ２１ｄが液室５ｄに設けられ、第２の温調部１９ｅに対応して第２の温度センサ２１ｅが液室５ｅに設けられている。そして、各第２の温度センサ２１は、各液室５の外壁面に接触して取り付けられている。したがって、各第２の温度センサ２１は、各液室５の壁を介して各液室５内のインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００は、各第１の温調部１５及び各第２の温調部１９を制御する制御部として、第１の制御部２３と、第２の制御部２５とを備えている。第１の制御部２３は、測温部２３ａと、温度コントロール部２３ｂと、を有する。測温部２３ａは、各第１の温度センサ１７に接続され、各第１の温度センサ１７から出力される温度検出結果を示す検出信号（電圧）を入力し、温度コントロール部２３ｂにて認識可能なデータ信号に変換して出力する。温度コントロール部２３ｂは、各第１の温度センサ１７により検出された温度を示すデータ信号を測温部２３ａから入力し、各第１の温調部１５を制御する。すなわち、温度コントロール部２３ｂには、各第１の温度センサ１７に対応する５つの第１の目標温度が設定されている。そして、温度コントロール部２３ｂは、各第１の温度センサ１７により検出される温度が各第１の目標温度となるように各第１の温調部１５を制御する。したがって、第１の制御部２３は、各第１の温調部１５により各分岐流路１３を流れるインクの温度を最適に調整することができる。本実施形態では、第１の温調部１５がペルチェ素子であるので、温度コントロール部２３ｂは、ペルチェ素子に供給する電流を制御する。

同様に、第２の制御部２５は、測温部２５ａと、温度コントロール部２５ｂと、を有する。測温部２５ａは、各第２の温度センサ２１に接続され、各第２の温度センサ２１から出力される温度検出結果を示す検出信号（電圧）を入力し、温度コントロール部２５ｂにて認識可能なデータ信号に変換して出力する。温度コントロール部２５ｂは、各第２の温度センサ２１により検出された温度を示すデータ信号を測温部２５ａから入力し、各第２の温調部１９を制御する。すなわち、温度コントロール部２５ｂには、各第２の温度センサ２１に対応する５つの第２の目標温度が設定されている。そして、温度コントロール部２５ｂは、各第２の温度センサ２１により検出される温度が各第２の目標温度となるように各第２の温調部１９を制御する。したがって、第２の制御部２５は、各第２の温調部１９により各液室５のインクの温度を最適に調整することができる。本実施形態では、第２の温調部１９がペルチェ素子であるので、温度コントロール部２５ｂは、ペルチェ素子に供給する電流を制御する。

以上の構成により、まず、第１の温調部１５及び第２の温調部１９を非動作状態として各ノズル７よりインクｉを吐出した場合について説明する。図２は、図１の複数のノズルのうち５つのノズル７からインクｉを吐出した場合について図示している。つまり、各液室５ａ〜５ｅに対応する３つのノズル７のうち、２つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）を非動作状態とし、１つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）を動作状態とする。なお、どのノズル７を動作状態とし、どのノズル７を非動作状態とするかは、任意に設定可能である。図２（ａ）に示すように、ノズル列方向に５つのインクｉが吐出されると、基板Ｂ上には、走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）に５つのドットｄが形成される。これらドットｄは、例えば不図示の電極間に形成される導電性パターンである。そして、インクジェットヘッド１を走査方向（矢印ｙ方向）に基板Ｂに対して相対的に走査すると、矢印ｙ方向に順次別のドットｄが形成される。図２（ｂ）には、１列の矢印ｘ方向のドットｄ１〜ｄ５が図示されているが、ノズル列端部のノズル７からノズル列中央部に向かうに連れ、ドットｄの乾燥速度（乾燥時間）が遅くなる。つまり、ノズル列端部のノズル７から吐出されたインクｉにより形成されたドットｄ１，ｄ５の乾燥速度が最も速く、ノズル列中央部のノズル７から吐出されたインクｉにより形成されたドットｄ３の乾燥速度が最も遅い。なお、ドットｄ１，ｄ５とドットｄ３との中間のドットｄ２，ｄ４の乾燥速度は、それらの中間である。ここで、ノズル列端部のノズル７とは、ノズル列８のうちの端部のノズル７であり、本第１実施形態では、ノズル列８のうち液室５ａ，５ｅに対応するノズル７である。また、ノズル列中央部のノズル７とは、ノズル列Ａのうちの中央部のノズル７であり、本第１実施形態では、ノズル列８のうち液室５ｃに対応するノズル７である。

以下、ドットｄの乾燥時間に対する乾燥形状について具体的に説明すると、インクジェット法によりドットｄを描画した場合、乾燥後には、図３に示すように、ドット中央が窪んだ形状か、ドット中央が膨らんだ形状となる。なお、図３（ａ）において、膜形状の規定は、膜中心部の膜厚ｈｂを膜端部の膜厚ｈｔで除した値を膜厚比と定義した。図３（ｂ）の形状においては、端部の膜厚ｈｔとなる位置を、ドット中心から半径方向に半径の３／４の位置と定義した。膜厚比が１のとき、ドット形状は平坦である。膜厚比が１より小さい場合は、図３（ａ）のようにドット中央が窪んだ形状、１より大きい場合は、図３（ｂ）のように中央が盛り上がった形状となる。なお、形成するドットｄの膜厚比は、作製する配線パターンに応じて決まるものである。

また、非温調動作でノズル列８から基板Ｂにインクｉを吐出し、形成された各ドットｄの膜厚比を図４（ａ）に示す。また、乾燥時間（つまり、乾燥速度）と膜厚比との関係を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、ドットｄの乾燥時間が長くなるほど、膜厚比が大きくなる傾向にある。そして、図４（ａ）に示すように、ノズル列端部のノズル７から吐出されたインクｉにより形成されるドットｄの膜厚比が最も小さく、図４（ｂ）の関係から、最も乾燥時間が短い（つまり最も乾燥速度が速い）ことがわかる。そして、図４（ａ）に示すように、ノズル列中央部のノズル７に向うに連れ、膜厚比が大きくなり、図４（ｂ）の関係から、乾燥時間が徐々に長くなる（つまり乾燥速度が徐々に遅くなる）ことがわかる。

このような乾燥速度差に対し、乾燥の遅い部分をより早く乾燥させ、乾燥の遅い部分との乾燥速度差を小さくすることが考えられる。そのためにノズル列中央部のノズル７より吐出されるインクｉの温度を、ノズル列端部のノズル７より吐出されるインクｉの温度より高くすることによって乾燥速度差を低減する手法が考えられる。図４（ｃ）は、複数のノズル７のうちある１つのノズル７から吐出されるインクｉの温度に対する、乾燥時間と膜厚比とを示した図であり、この図４（ｃ）から、所定の膜厚比にする際に、インクの温度をどの値に設定すればよいかを決定することができる。

そこで、本第１実施形態では、所定の膜厚比を得るのに必要な各ノズル７から吐出されるインクｉの最適な温度を予め実験により求め、第２の制御部２５に設定する液室５の第２の目標温度の値を決定する。具体的には、各第２の目標温度は、ノズル列端部のノズル７に対応する液室５ａ，５ｅからノズル列中央部のノズル７に対応する液室５ｃに向かうに連れ、液室内のインクの温度が高くなる値に設定される。つまり、図５（ａ）に示すように、液室５ａ，５ｅに対応する第２の目標温度の値Ｔａに対して、その隣の液室５ｂ，５ｄに対応する第２の目標温度の値Ｔｂが高く設定されている。更に、液室５ｂ，５ｄに対応する第２の目標温度の値Ｔｂに対して、その隣の液室５ｃに対応する第２の目標温度の値Ｔｃが高く設定される。したがって、中央部の液室５ｃに対応する第２の目標温度の値Ｔｃが最も高く設定される。

ところで、各液室５に滞留しているインクの滞留時間は例えば数秒と短く、第２の温調部１９だけでは、ノズル７から吐出するインクｉに十分な温調を施すことは難しいため、本第１実施形態では、液室５に供給するインクに予熱を付与するようにしている。つまり、各第１の目標温度は、複数の分岐流路１３ａ〜１３ｅのうち対応する分岐流路１３を流れるインクに予熱を付与する値に設定されている。

このように、各第１の温調部１５により各分岐流路１３を流れるインクに予熱を付与することで、各液室５には、予熱が付与されたインクが供給されることとなる。各液室５に供給されたインクは、各第２の温調部１９によって温度が調整されるが、各第１の温調部１５によって予熱が付与されているので、各第２の温調部１９におけるインクの温度の調整量は少なくて済む。つまり、各第２の温調部１９によりインクに付与する熱量が小さくて済む。したがって、各液室５に供給されたインクを第２の目標温度に短時間で調整することができ、液室５にインクが滞留する時間が短くても、第２の目標温度のインクｉをノズル７から吐出することができる。したがって、ノズル列端部からノズル列中央部に向かうに連れ、ノズル７から吐出されるインクの温度を高くすることができ、各ノズル７により吐出された基板上の各ドットｄの乾燥速度（乾燥時間）を均一な状態に近づけることができる。よって、各ドットｄの乾燥によって形成される各膜の形状を均一な状態に近づけることができる。

また、分岐流路１３及びヘッドユニット３の液室５の双方においてインクが温度調整されるので、温調対象となるインク量が多く熱容量が大きくなる。そのため、吐出条件の変化やインクリフレッシュ動作によるインク消費量変化の影響を受けにくい。また、インクジェットヘッド１自体による熱交換が起こらないため、インクの吐出量の変化や吐出周波数の変動によらず安定したインク温度を保つことが可能である。

本第１実施形態では、各第１の目標温度は、ノズル列端部のノズル７に対応する分岐流路１３ａ，１３ｅからノズル列中央部のノズル７に対応する分岐流路１３ｃに向かうに連れ、分岐流路１３を流れるインクの温度が高くなる値に設定されている。具体的には、図５（ｂ）に示すように、分岐流路１３ａ，１３ｅに対応する第１の目標温度の値ｔａに対して、その隣の分岐流路１３ｂ，１３ｄに対応する第１の目標温度の値ｔｂが高く設定されている。更に、分岐流路１３ｂ，１３ｄに対応する第１の目標温度の値ｔｂに対して、その隣の分岐流路１３ｃに対応する第１の目標温度の値ｔｃが高く設定される。したがって、中央部の分岐流路１３ｃに対応する第１の目標温度の値ｔｃが最も高く設定される。つまり、各第１の目標温度の値がｔａ＜ｔｂ＜ｔｃとなるように、温度勾配を付与している。したがって、液室５ａ，５ｅに対して液室５ｂ，５ｄに供給されるインクの温度が高く、液室５ｂ，５ｄに対して液室５ｃに供給されるインクの温度が高い。このように、各液室５に供給するインクに温度勾配を付与することで、各液室５において各第２の温調部１９でインクに付与する熱量を小さくすることができ、各ノズル７より吐出させるインクを短時間で第２の目標温度に調整することができる。したがって、基板Ｂに形成される各膜の形状をより均一な状態に近づけることができる。

また、各第２の温調部１９間の出力に分布を持たせても、第２の温調部１９だけではインク温度が平均化し、所望の温度差が生じないことがあるが、本第１実施形態では、各第１の温調部１５でインクに温度差を生じさせている。つまり、具体的には、液室５同士が接触しているので、隣接する第２の温調部１９同士又は隣接する液室５同士が熱的に隔離されていない。この場合、隣接する第２の温調部１９同士が熱的に隔離されていないので、各液室５にてインクに付与される熱量がほぼ平均化してしまうのに対し、分岐流路１３同士は接触していないので、熱的に隔離されている。したがって、本第１実施形態のように、第１の温調部１５により各分岐流路１３を流れるインクに予熱を付与することは、隣接する第２の温調部１９同士又は隣接する液室５同士が熱的に隔離されていない場合に特に有効である。例えば、ノズル列中央部のノズル７に対応する液室５ｃのインクに付与される熱量によって変動する温度と、ノズル列端部のノズル７に対応する液室５ａ（５ｅ）のインクに付与される熱量によって変動する温度との差をΔＴとする。また、液室５ｃに連通する分岐流路１３ｃを流れるインクに付与される熱量によって変動する温度と、液室５ａ（５ｅ）に連通する分岐流路１３ａ（１３ｅ）を流れるインクに付与される熱量によって変動する温度との温度差をΔτとする。Δτ＞ΔＴと設定することにより、供給されるインクが十分な温度差を持ち、各ノズル７から吐出されるインクにおいて所望の温度分布を得ることができる。

しかも、本第１実施形態では、各第１の目標温度は、それぞれ複数の第２の目標温度のうち対応する第２の目標温度と同一の値に設定されている。つまり、ノズル列端部に対応するノズルに通じる液室５ａ，５ｅに連通する分岐流路１３ａ，１３ｅに対応する第１の目標温度の値ｔａは、液室５ａ，５ｅに対応する第２の目標温度の値Ｔａと同じ値に設定される。同様に、液室５ａ，５ｅの隣の液室５ｂ，５ｄに連通する分岐流路１３ｂ，１３ｄに対応する第１の目標温度の値ｔｂは、液室５ｂ，５ｄに対応する第２の目標温度の値Ｔｂと同じ値に設定される。更に、液室５ｂ，５ｄの隣の液室５ｃに連通する分岐流路１３ｃに対応する第１の目標温度の値ｔｃは、液室５ｃに対応する第２の目標温度の値Ｔｃと同じ値に設定される。

つまり、第１の温調部１５により分岐流路１３を流れるインクに予熱を付与しても、雰囲気によりインクの温度は変化し、各液室５に到達したインクは、変動していることがある。各液室５に到達したインクが各第２の温調部１９により温度調整されるが、その際には、インクの温度変動分だけインクの温度を調整すればよいので、インクの温度をより短時間で第２の目標温度に近づけることができる。したがって、基板Ｂに形成される各膜の形状をより均一な状態に近づけることができる。

なお、ヘッドユニット３において使用するノズル７の位置、数、または雰囲気の温湿度や風速、基板温度や表面物性などにより乾燥パラメータは変動する。これに対して、各分岐流路１３に対応する各第１の温調部１５及び各液室５に対応する各第２の温調部１９の出力を調整することにより、乾燥条件を最適に設定することができる。例えば図１において、液室５ｄ，５ｅに対応するノズル７を使用しない場合、ノズル列中央部のノズル７は、液室５ｂに対応するノズル７となり、ノズル列端部のノズル７は、液室５ａ，５ｃに対応するノズル７となる。この場合には、液室５ｂに対応する第２の目標温度の値が液室５ａ，５ｃに対応する第２の目標温度の値よりも高くなるように設定される。つまり、ノズル列８のうち動作状態とするノズル７を対象として各温調部１５，１９を制御するものである。使用しない液室（ノズル）がある場合には、対応する各温調部１５，１９は非動作状態である。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。

この図６に示す液体吐出装置であるインクジェット描画装置１００Ａは、液体としてインクを吐出する液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１Ａを１つ備えており、この１つのインクジェットヘッド１Ａでヘッドユニット３Ａが構成されている。このインクジェット描画装置１００Ａに用いられる液体としてのインクは、上記第１実施形態と同様である。インクジェットヘッド１Ａは、インクが供給される複数（本第２実施形態では、３つ）の液室５ａ，５ｂ，５ｃ（５Ａ）を有している。また、インクジェットヘッド１Ａは、走査方向（図６中矢印ｙ方向）に対して直交する方向（矢印ｘ方向）に並設された複数（本第２実施形態では、１８個）のインクｉを吐出するノズル７を有している。つまり、ヘッドユニット３Ａは、１つのインクジェットヘッド１Ａを有しているので、複数（３つ）の液室５Ａと、複数（１８個）のノズル７を有していることとなる。１つの液室５Ａには、６つのノズル７が対応して接続されている。これら複数のノズル７で矢印ｘ方向に揃ったノズル列８Ａが構成される。なお、各液室５Ａに接続されるノズル７の数はこれに限定するものではなく、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。各ノズル７は、不図示の電気熱変換体または圧電素子による吐出エネルギーの付与により、対応する液室５Ａに供給されたインクｉをそれぞれ吐出するように構成されている。インク液滴の吐出に用いるノズル７は任意に選択可能であり、使用するノズル７と吐出の周波数によって様々なパターンを基板Ｂ上に作製することができる。

このインクジェット描画装置１００Ａは、インクを貯留する貯留タンクとしてのインクタンク１１と、ヘッドユニット３Ａの複数（３つ）の液室５ａ〜５ｃとを連通する１つの流路１３Ａと、を備えている。本第２実施形態では、ヘッドユニット３Ａのインクジェットヘッド１Ａは、複数（３つ）の液室５Ａに接続される共通液室６を有しており、流路１３Ａは、インクタンク１１と共通液室６とを連通するよう配置されている。なお、流路１３Ａは、管材で形成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ａは、流路１３Ａに設けられ、流路１３Ａを流れるインクに対して温熱又は冷熱を付与する１つの第１の温調部１５Ａを備えている。第１の温調部１５Ａは、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。第１の温調部１５Ａは、流路１３Ａの壁の外側面に接触して取り付けられており、流路１３Ａの壁を介して流路１３Ａを流れるインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ａは、流路１３Ａに設けられ、第１の温調部１５Ａにより温熱又は冷熱が付与されたインクの温度を検出する１つの第１の温度センサ１７Ａを備えている。そして、第１の温度センサ１７Ａは、流路１３Ａの第１の温調部１５Ａが取り付けられた箇所の下流であって、流路１３Ａの壁の外側面に接触して取り付けられている。したがって、第１の温度センサ１７Ａは、流路１３Ａの壁を介して流路１３Ａを流れるインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ａは、各液室５ａ〜５ｃにそれぞれ設けられ、各液室５ａ〜５ｃに供給されたインクに対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ（１９Ａ）を備えている。本第２実施形態では、インクジェット描画装置１００Ａは、複数（３つ）の第２の温調部１９Ａを備えている。つまり、１つの液室５Ａに対して１つの第２の温調部１９Ａが設けられている。具体的には、液室５ａに第２の温調部１９ａ、液室５ｂに第２の温調部１９ｂ、液室５ｃに第２の温調部１９ｃが対応して設けられている。第２の温調部１９Ａは、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。各第２の温調部１９Ａは、各液室５Ａの外壁面に接触して取り付けられており、各液室５Ａの壁を介して各液室５Ａに供給されたインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ａは、各液室５ａ〜５ｃにそれぞれ設けられた第２の温度センサ２１ａ〜２１ｃ（２１Ａ）を備えている。本第２実施形態では、インクジェット描画装置１００Ａは、複数（３つ）の第２の温度センサ２１Ａを備えている。各第２の温度センサ２１Ａは、対応する第２の温調部１９Ａにより温熱又は冷熱が付与されたインクの温度をそれぞれ検出するものである。第２の温度センサ２１Ａは、１つの液室５Ａに対して１つ設けられている。具体的には、第２の温調部１９ａに対応して第２の温度センサ２１ａが液室５ａに設けられ、第２の温調部１９ｂに対応して第２の温度センサ２１ｂが液室５ｂに設けられ、第２の温調部１９ｃに対応して第２の温度センサ２１ｃが液室５ｃに設けられている。そして、各第２の温度センサ２１Ａは、各液室５Ａの外壁面に接触して取り付けられている。したがって、各第２の温度センサ２１Ａは、各液室５Ａの壁を介して各液室５Ａ内のインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ａは、第１の温調部１５Ａ及び各第２の温調部１９Ａを制御する制御部として、第１の制御部２３Ａと、第２の制御部２５Ａとを備えている。第１の制御部２３Ａは、測温部２３ａと、温度コントロール部２３ｂと、を有する。測温部２３ａは、第１の温度センサ１７Ａに接続され、第１の温度センサ１７Ａから出力される温度検出結果を示す検出信号（電圧）を入力し、温度コントロール部２３ｂにて認識可能なデータ信号に変換して出力する。温度コントロール部２３ｂは、第１の温度センサ１７Ａにより検出された温度を示すデータ信号を測温部２３ａから入力し、第１の温調部１５Ａを制御する。すなわち、温度コントロール部２３ｂには、第１の温度センサ１７Ａに対応する１つの第１の目標温度が設定されている。そして、温度コントロール部２３ｂは、第１の温度センサ１７Ａにより検出される温度が第１の目標温度となるように第１の温調部１５Ａを制御する。したがって、第１の制御部２３Ａは、第１の温調部１５Ａにより流路１３Ａを流れるインクの温度を最適に調整することができる。本実施形態では、第１の温調部１５Ａがペルチェ素子であるので、温度コントロール部２３ｂは、ペルチェ素子に供給する電流を制御する。

同様に、第２の制御部２５Ａは、測温部２５ａと、温度コントロール部２５ｂと、を有する。測温部２５ａは、各第２の温度センサ２１Ａに接続され、各第２の温度センサ２１Ａから出力される温度検出結果を示す検出信号（電圧）を入力し、温度コントロール部２５ｂにて認識可能なデータ信号に変換して出力する。温度コントロール部２５ｂは、各第２の温度センサ２１Ａにより検出された温度を示すデータ信号を測温部２５ａから入力し、各第２の温調部１９Ａを制御する。すなわち、温度コントロール部２５ｂには、各第２の温度センサ２１Ａに対応する３つの第２の目標温度が設定されている。そして、温度コントロール部２５ｂは、各第２の温度センサ２１Ａにより検出される温度が各第２の目標温度となるように各第２の温調部１９Ａを制御する。したがって、第２の制御部２５Ａは、各第２の温調部１９Ａにより各液室５Ａのインクの温度を最適に調整することができる。本実施形態では、各第２の温調部１９Ａがペルチェ素子であるので、温度コントロール部２５ｂは、ペルチェ素子に供給する電流を制御する。

本第２実施形態では、所定の膜厚比を得るのに必要な各ノズル７から吐出されるインクの最適な温度を予め実験により求め、第２の制御部２５Ａに設定する各液室５Ａの各第２の目標温度の値を決定する。具体的には、各第２の目標温度は、ノズル列端部のノズル７に対応する液室５ａ，５ｃからノズル列中央部のノズル７に対応する液室５ｂに向かうに連れ、液室内のインクの温度が高くなる値に設定される。ここで、ノズル列端部のノズル７とは、ノズル列８Ａのうちの端部のノズル７であり、本第２実施形態では、ノズル列８Ａのうち液室５ａ，５ｃに対応するノズル７である。また、ノズル列中央部のノズル７とは、ノズル列８Ａのうちの中央部のノズル７であり、本第２実施形態では、ノズル列８Ａのうち液室５ｂに対応するノズル７である。そして、各液室５ａ，５ｂ，５ｃに対応する６つのノズル７のうち１つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）は動作状態であり、残りの５つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）は非動作状態である。なお、どのノズル７を動作状態とし、どのノズル７を非動作状態とするかは、任意に設定可能である。

ところで、各液室５Ａに滞留しているインクの滞留時間は例えば数秒と短く、各第２の温調部１９Ａだけでは、ノズル７から吐出するインクに十分な温調を施すことは難しいため、本第２実施形態では、液室５Ａに供給するインクに予熱を付与するようにしている。つまり、第１の目標温度は、流路１３Ａを流れるインクに予熱を付与する値に設定されている。

このように、第１の温調部１５Ａにより流路１３Ａを流れるインクに予熱を付与することで、各液室５Ａには、共通液室６を通じて予熱が付与されたインクが供給されることとなる。各液室５Ａに供給されたインクは、各第２の温調部１９Ａによって温度が調整されるが、第１の温調部１５Ａによって予熱が付与されているので、各第２の温調部１９Ａにおけるインクの温度の調整量は少なくて済む。つまり、各第２の温調部１９Ａによりインクに付与する熱量が小さくて済む。したがって、各液室５Ａに供給されたインクをそれぞれの第２の目標温度に短時間で調整することができ、各液室５Ａにインクが滞留する時間が短くても、第２の目標温度のインクをノズル７から吐出することができる。したがって、ノズル列端部からノズル列中央部に向かうに連れ、ノズル７から吐出されるインクの温度を高くすることができ、各ノズル７により吐出された基板上の各ドットの乾燥速度（乾燥時間）を均一な状態に近づけることができる。よって、各ドットの乾燥によって形成される各膜の形状を均一な状態に近づけることができる。

また、分岐流路１３Ａ及びヘッドユニット３Ａの液室５Ａの双方においてインクが温度調整されるので、温調対象となるインク量が多く熱容量が大きくなる。そのため、吐出条件の変化やインクリフレッシュ動作によるインク消費量変化の影響を受けにくい。また、インクジェットヘッド１Ａ自体による熱交換が起こらないため、インクの吐出量の変化や吐出周波数の変動によらず安定したインク温度を保つことが可能である。

更に、本第２実施形態では、第１の目標温度は、複数の第２の目標温度の値のうち最小値と最大値との間の値、例えば最小値に設定されている。これにより、各液室５Ａには、第２の目標温度の最小値に近づけられた温度に予熱が付与されたインクが供給されることとなり、各第２の温調部１９Ａでは、各インクの温度を微調整するだけでよい。したがって、各液室５Ａにインクが滞留する時間が短くても、各第２の温調部１９Ａにより各液室５Ａのインクに温度差を与えることができ、乾燥速度（乾燥時間）を均一な状態に近づけることができる。

以上、本第２実施形態では、上記第１実施形態よりも温調制御が粗くなるが、第１の温調部１５Ａを１つで構成することができるので、上記第１実施形態よりも構造を簡素化でき、部品点数が少ないので、コストダウンを図ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置について説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット描画装置の概略構成を示す模式図である。

この図７に示す液体吐出装置であるインクジェット描画装置１００Ｂは、液体としてインクを吐出する液体吐出ヘッドとしての３つのインクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備えている。各インクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、上記第２実施形態のインクジェットヘッド１Ａと同様の構成である。本第３実施形態では、これら３つのインクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでヘッドユニット３Ｂが構成されている。このインクジェット描画装置１００Ｂに用いられる液体としてのインクは、上記第１実施形態と同様である。インクジェットヘッド１Ｂは、３つの液室５ａ，５ｂ，５ｃを有し、インクジェットヘッド１Ｃは、３つの液室５ｄ，５ｅ，５ｆを有し、インクジェットヘッド１Ｄは、３つの液室５ｇ，５ｈ，５ｉ（５Ｂ）を有している。また、各インクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、走査方向に対して直交する方向に並設された複数（本第３実施形態では、１８個）のインクを吐出するノズル７を有している。つまり、ヘッドユニット３Ｂは、３つのインクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有しているので、複数（９つ）の液室５Ｂと、複数（５４個）のノズル７を有していることとなる。１つの液室５Ｂには、６つのノズル７が対応して接続されている。これら複数のノズル７で走査方向と直交する方向に揃ったノズル列８Ｂが構成される。なお、各液室５Ｂに接続されるノズル７の数はこれに限定するものではなく、１つでもよいし、２つ以上であってもよい。各ノズル７は、不図示の電気熱変換体または圧電素子による吐出エネルギーの付与により、対応する液室５Ｂに供給されたインクをそれぞれ吐出するように構成されている。インク液滴の吐出に用いるノズル７は任意に選択可能であり、使用するノズル７と吐出の周波数によって様々なパターンを基板上に作製することができる。

インクジェット描画装置１００Ｂは、インクを貯留する貯留タンクとしてのインクタンク１１と、ヘッドユニット３Ｂの複数（９つ）の液室５Ｂとを連通する複数（３つ）の分岐流路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（１３Ｂ）と、を備えている。本第３実施形態では、３つの液室５Ｂに１つの分岐流路１３Ｂが接続されているが、これに限定するものではなく、１つの分岐流路１３Ｂが１つの液室５Ｂに対応して接続されていてもよい。なお、各分岐流路１３Ｂは、管材で形成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ｂは、各分岐流路１３ａ〜１３ｃにそれぞれ設けられた第１の温調部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（１５Ｂ）を備えている。本第３実施形態では、インクジェット描画装置１００Ｂは、複数（３つ）の第１の温調部１５Ｂを備えている。各第１の温調部１５Ｂは、対応する分岐流路１３Ｂを流れるインクに対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与するものである。つまり、１つの分岐流路１３Ｂに対して１つの第１の温調部１５Ｂが設けられている。具体的には、分岐流路１３ａに第１の温調部１５ａ、分岐流路１３ｂに第１の温調部１５ｂ、分岐流路１３ｃに第１の温調部１５ｃが対応して設けられている。第１の温調部１５Ｂは、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。各第１の温調部１５Ｂは、各分岐流路１３Ｂの壁の外側面に接触して取り付けられており、各分岐流路１３Ｂの壁を介して各分岐流路１３Ｂを流れるインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ｂは、各分岐流路１３ａ〜１３ｃにそれぞれ設けられた第１の温度センサ１７ａ〜１７ｃ（１７Ｂ）を備えている。本第３実施形態では、インクジェット描画装置１００Ｂは、複数（３つ）の第１の温度センサ１７Ｂを備えている。各第１の温度センサ１７Ｂは、対応する第１の温調部１５Ｂにより温熱又は冷熱が付与されたインクの温度をそれぞれ検出するものである。第１の温度センサ１７Ｂは、１つの分岐流路１３Ｂに対して１つ設けられている。具体的には、第１の温調部１５ａに対応して第１の温度センサ１７ａが分岐流路１３ａに設けられ、第１の温調部１５ｂに対応して第１の温度センサ１７ｂが分岐流路１３ｂに設けられている。また、第１の温調部１５ｃに対応して第１の温度センサ１７ｃが分岐流路１３ｃに設けられている。そして、各第１の温度センサ１７Ｂは、各分岐流路１３Ｂの各第１の温調部１５Ｂが取り付けられた箇所の下流であって、各分岐流路１３Ｂの壁の外側面に接触して取り付けられている。したがって、各第１の温度センサ１７Ｂは、各分岐流路１３Ｂの壁を介して各分岐流路１３Ｂを流れるインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ｂは、各液室５ａ〜５ｉにそれぞれ設けられ、各液室５Ｂに供給されたインクに対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部１９ａ〜１９ｉ（１９Ｂ）を備えている。本第３実施形態では、インクジェット描画装置１００Ｂは、複数（９つ）の第２の温調部１９Ｂを備えている。つまり、１つの液室５Ｂに対して１つの第２の温調部１９Ｂが設けられている。具体的には、液室５ａに第２の温調部１９ａ、液室５ｂに第２の温調部１９ｂ、液室５ｃに第２の温調部１９ｃ、液室５ｄに第２の温調部１９ｄ、液室５ｅに第２の温調部１９ｅが対応して設けられている。また、液室５ｆに第２の温調部１９ｆ、液室５ｇに第２の温調部１９ｇ、液室５ｈに第２の温調部１９ｈ、液室５ｉに第２の温調部１９ｉが対応して設けられている。第２の温調部１９Ｂは、本実施形態ではペルチェ素子であり、状況に応じて温熱及び冷熱の一方を付与することが可能である。各第２の温調部１９Ｂは、各液室５Ｂの外壁面に接触して取り付けられており、各液室５Ｂの壁を介して各液室５Ｂに供給されたインクに温熱又は冷熱を付与するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ｂは、各液室５ａ〜５ｉにそれぞれ設けられた第２の温度センサ２１ａ〜２１ｉ（２１Ｂ）を備えている。本第３実施形態では、インクジェット描画装置１００Ｂは、複数（９つ）の第２の温度センサ２１Ｂを備えている。各第２の温度センサ２１Ｂは、対応する第２の温調部１９Ｂにより温熱又は冷熱が付与されたインクの温度をそれぞれ検出するものである。第２の温度センサ２１Ｂは、１つの液室５Ｂに対して１つ設けられている。具体的には、第２の温調部１９ａに対応して第２の温度センサ２１ａが液室５ａに設けられ、第２の温調部１９ｂに対応して第２の温度センサ２１ｂが液室５ｂに設けられ、第２の温調部１９ｃに対応して第２の温度センサ２１ｃが液室５ｃに設けられている。また、第２の温調部１９ｄに対応して第２の温度センサ２１ｄが液室５ｄに設けられ、第２の温調部１９ｅに対応して第２の温度センサ２１ｅが液室５ｅに設けられている。また、第２の温調部１９ｆに対応して第２の温度センサ２１ｆが液室５ｆに設けられ、第２の温調部１９ｇに対応して第２の温度センサ２１ｇが液室５ｇに設けられている。また、第２の温調部１９ｈに対応して第２の温度センサ２１ｈが液室５ｈに設けられ、第２の温調部１９ｉに対応して第２の温度センサ２１ｉが液室５ｉに設けられている。そして、各第２の温度センサ２１Ｂは、各液室５Ｂの外壁面に接触して取り付けられている。したがって、各第２の温度センサ２１Ｂは、各液室５Ｂの壁を介して各液室５Ｂ内のインクの温度を検出するよう構成されている。

また、インクジェット描画装置１００Ｂは、上記第１実施形態の第１の制御部２３と同様の構成の第１の制御部２３Ｂと、上記第１実施形態の第２の制御部２５と同様の構成の第２の制御部２５Ｂとを備えている。なお、第１の制御部２３Ｂの測温部２３ａは、第１の温度センサ１７ａ〜１７ｃの検出結果を入力し、温度コントロール部２３ｂは、検出結果が第１の目標温度となるように第１の温調部１５ａ〜１５ｃを制御する。同様に、第２の制御部２５Ｂの測温部２５ａは、第２の温度センサ２１ａ〜２１ｉの検出結果を入力し、温度コントロール部２５ｂは、検出結果が第２の目標温度となるように第２の温調部１９ａ〜１９ｉを制御する。

本第３実施形態では、所定の膜厚比を得るのに必要な各ノズル７から吐出されるインクの最適な温度を予め実験により求め、第２の制御部２５Ｂに設定する各液室５Ｂの各第２の目標温度の値を決定する。具体的には、各第２の目標温度は、ノズル列端部のノズル７に対応する液室５ａ，５ｉからノズル列中央部のノズル７に対応する液室５ｅに向かうに連れ、液室内のインクの温度が高くなる値に設定される。ここで、ノズル列端部のノズル７とは、ノズル列８Ｂのうちの端部のノズル７であり、本第３実施形態では、ノズル列８Ｂのうち液室５ａ，５ｉに対応するノズル７である。また、ノズル列中央部のノズル７とは、ノズル列８Ｂのうちの中央部のノズル７であり、本第３実施形態では、ノズル列８Ｂのうち液室５ｅに対応するノズル７である。そして、各液室５ａ〜５ｉに対応する６つのノズル７のうち１つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）は動作状態であり、残りの５つのノズル７（不図示の電気熱変換体または圧電素子）は非動作状態である。なお、どのノズル７を動作状態とし、どのノズル７を非動作状態とするかは、任意に設定可能である。

ところで、各液室５Ｂに滞留しているインクの滞留時間は例えば数秒と短く、第２の温調部１９Ｂだけでは、ノズル７から吐出するインクに十分な温調を施すことは難しいため、本第３実施形態では、各液室５Ｂに供給するインクに予熱を付与するようにしている。つまり、各第１の目標温度は、複数の分岐流路１３ａ〜１３ｃのうち対応する分岐流路１３Ｂを流れるインクに予熱を付与する値に設定されている。

このように、各第１の温調部１５Ｂにより各分岐流路１３Ｂを流れるインクに予熱を付与することで、各液室５Ｂには、予熱が付与されたインクが供給されることとなる。各液室５Ｂに供給されたインクは、各第２の温調部１９Ｂによって温度が調整されるが、各第１の温調部１５Ｂによって予熱が付与されているので、各第２の温調部１９Ｂにおけるインクの温度の調整量は少なくて済む。つまり、各第２の温調部１９Ｂによりインクに付与する熱量が小さくて済む。したがって、各液室５Ｂに供給されたインクを第２の目標温度に短時間で調整することができ、液室５Ｂにインクが滞留する時間が短くても、第２の目標温度のインクをノズル７から吐出することができる。したがって、ノズル列端部からノズル列中央部に向かうに連れ、ノズル７から吐出されるインクの温度を高くすることができ、各ノズル７により吐出された基板上の各ドットの乾燥速度（乾燥時間）を均一な状態に近づけることができる。よって、各ドットの乾燥によって形成される各膜の形状を均一な状態に近づけることができる。

また、分岐流路１３Ｂ及びヘッドユニット３Ｂの液室５Ｂの双方においてインクが温度調整されるので、温調対象となるインク量が多く熱容量が大きくなる。そのため、吐出条件の変化やインクリフレッシュ動作によるインク消費量変化の影響を受けにくい。また、インクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ自体による熱交換が起こらないため、インクの吐出量の変化や吐出周波数の変動によらず安定したインク温度を保つことが可能である。

また、本第３実施形態では、各第１の目標温度は、ノズル列端部のノズル７に対応する分岐流路１３ａ，１３ｃからノズル列中央部のノズル７に対応する分岐流路１３ｂに向かうに連れ、分岐流路１３Ｂを流れるインクの温度が高くなる値に設定されている。具体的には、分岐流路１３ａ，１３ｃに対応する第１の目標温度の値に対して、その隣の分岐流路１３ｃに対応する第１の目標温度の値が高く設定されている。これにより、各液室５Ｂにおいて各第２の温調部１９Ｂでインクに付与する熱量を小さくすることができ、各ノズル７より吐出させるインクを短時間で第２の目標温度に調整することができる。したがって、基板に形成される各膜の形状をより均一な状態に近づけることができる。

なお、本第３実施形態では、各インクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが上記第２実施形態のインクジェットヘッド１Ａと同様の構成の場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、各インクジェットヘッド１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが上記第１実施形態のインクジェットヘッド１と同様の構成の場合についても適用可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１の温調部及び第２の温調部がペルチェ素子である場合について説明したが、加熱または冷却、あるいはその両方が可能なものであれば、その種類を限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
本実施例１におけるインクジェットヘッド１を含むインクジェット描画装置１００は、図８に示すような、本第１実施形態のインクジェット描画装置に対応するものであり、図示を簡略化している。本実施例１では、ガラス基板上にドットパターンを成膜した。インクジェットヘッド１は、圧電式のものを用い、有機パラジウム含有溶液（奥野製薬（株）製、ＣＣＰ−４２３０）をガラス基板上に描画した。そして、図９（ａ）に示すように、ドット径が６０μｍ、走査方向のドット間ピッチＤｙが２００μｍ、走査方向と直交する方向のドット間ピッチＤｘが１５０μｍとなるように走査方向に２００ドット、走査方向と直交する方向に３０ドットの描画を行った。

分岐流路１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（１３）は、液室５ａ，５ｂ，５ｃ（５）に接続されていて、分岐流路１３を流れるインクは、第１の温調部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（１５）であるペルチェ素子により温調される。各分岐流路１３のインクの温度は、第１の温度センサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ（１７）により検出される。液室５内のインクは、第２の温調部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ（１９）であるペルチェ素子によって温調され、他の液室のインクと混合することはない。各液室５内のインクの温度は、第２の温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（２１）により検出される。

本実施例１では、第１の温調部１５ａ，１５ｃの出力をインク温度が第１の目標温度の値として３０℃に設定し、第１の温調部１５ｂの出力をインク温度が第１の目標温度の値として４５℃に設定した。また、第２の温調部１９ａ，１９ｃの出力をインク温度が第２の目標温度の値として３０℃に設定し、第２の温調部１９ｂの出力をインク温度が第２の目標温度の値として４５℃に設定した。つまり、インクジェットヘッドのノズル列方向における中心位置のインク温度を、ノズル列方向における端部の温度より１５℃高く設定した。

この場合の、インクジェットヘッド走査方向と直交する方向の着弾ドットの形状均一性を検証するために、以下の（１）〜（４）の場合について走査方向に直交する方向のドット形状を評価した。
（１）インク温調を行わずに描画した場合
（２）インクジェットヘッド１でのみインク温調を行った場合
（３）分岐流路１３でのみインク温調を行った場合
（４）インクジェットヘッド１と分岐流路１３との両方でインク温調を行った場合

乾燥後のドット形状は、表面の凹凸状態によって評価した。具体的には、ドット中心部の反射光強度をドット端部の反射光強度で除した値を膜厚比と定義しその数値を比較した。その結果は次表に示す通りであった。

なお、本実施例１における目標とする膜厚比は０．８０程度である。表１から明らかなように、インク温調を行わない場合には膜厚比のばらつきが０．４０と大きい。これに対し、インク温調を行うと膜厚比のばらつきが小さくなることがわかる。インクジェットヘッド１と分岐流路１３の両方を、ヘッドのノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度に対して１５℃高く設定した場合には、膜厚比のばらつきは５０％低減し０．２０となる。

ただし分岐流路１３では温調を行わず、インクジェットヘッド１のみでノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度に対して１５℃高く設定した場合には、膜厚比のばらつきは０．３６と１０％の改善に留まった。同様に分岐流路１３のみでノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度に対して１５℃高く設定した場合には、膜厚比のばらつきは０．３５となり１２．５％の改善に留まった。

このことから、インクジェットヘッド１のノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度より高くすることによって、乾燥後の膜形状の均一性が高められることが実証された。この効果はインクジェットヘッド１もしくは分岐流路１３単体での温度制御でなく、インクジェットヘッド１と分岐流路１３の双方において温度制御を行うことでより高く発揮される。

以上の内容より、インクジェットによるドット描画において描画ドットの走査方向と直交する方向のドット形状均一性を高める方法として、本実施例１に対応する第１実施形態のインクジェット描画装置１００の有効性が確認された。

なお、本実施例１では、目標とする膜厚比を０．８０としたが、膜厚比の目標値は目的とする素子の機能や膜形成後のプロセスによって異なり、その際には、第１の目標温度、第２の目標温度を適するように設定すればよい。膜厚比の目標値を別の値に設定する場合、第１の目標温度及び第２の目標温度の値を変更し、乾燥速度を制御する他、インクの組成や雰囲気の温湿度、基板温度の調整によって制御することが可能である。

［実施例２］
本実施例２におけるインクジェットヘッドを含むインクジェット描画装置は、図６に示す本第２実施形態のインクジェット描画装置１００Ａに対応するものである。本実施例２では、ガラス基板上にドットパターンを成膜した。

インクジェットヘッド１Ａは、圧電式のものを用い、有機パラジウム含有溶液（奥野製薬（株）製、ＣＣＰ−４２３０）をガラス基板上に描画した。そして、図９（ｂ）に示すように、ドット径が６０μｍ、走査方向のドット間ピッチＤｙが２００μｍ、走査方向と直交する方向のドット間ピッチＤｘが３００μｍとなるように走査方向に２００ドット、走査方向と直交する方向に１５ドットの描画を行った。

本実施例２においては、流路１３Ａの第１の温調部１５Ａの出力を、インク温度が第１の目標温度の値として３０℃に設定した。また、第２の温調部１９ａ，１９ｃの出力をインク温度が第２の目標温度の値として３０℃に設定し、第２の温調部１９ｂの出力をインク温度が第２の目標温度の値として４５℃に設定した。つまり、インクジェットヘッドのノズル列方向における中心位置のインク温度を、ノズル列方向における端部の温度より１５℃高く設定した。

この場合の、インクジェットヘッド走査方向と直交する方向の着弾ドットの形状均一性を検証するために、以下の（１）〜（４）の場合について走査方向に直交する方向のドット形状を評価した。
（１）インク温調を行わずに描画した場合
（２）インクジェットヘッド１Ａでのみインク温調を行った場合
（３）流路１３Ａでのみインク温調を行った場合
（４）インクジェットヘッド１と流路１３Ａとの両方でインク温調を行った場合

乾燥後のドット形状は、表面の凹凸状態によって評価した。具体的には、ドット中心部の反射光強度をドット端部の反射光強度で除した値を膜厚比と定義しその数値を比較した。その結果は次表に示す通りであった。

なお、本実施例２における目標とする膜厚比は０．８０程度である。表２から明らかなように、インク温調を行わない場合には膜厚比のばらつきが０．３２と大きい。これに対しインク温調を行うと膜厚比のばらつきが小さくなることがわかる。インクジェットヘッド１Ａをヘッドのノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度に対して１５℃高く設定し、流路１３Ａの温度を３０℃に設定した場合には、膜厚比のばらつきは約２２％低減し０．２５となる。

ただし流路１３Ａでは温調を行わず、ヘッド１Ａのみでノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度に対して１５℃高く設定した場合には、膜厚比のばらつきは０．３０と６％の改善に留まった。また、流路１３Ａのみを３０℃に温調し、インクジェットヘッド１Ａにおいては何ら温調を行わなかった場合には、膜厚比のばらつきは０．３２と改善効果がないことがわかった。

実施例１に比べて全体的に膜厚比のばらつきが小さいのは、実施例１で描画したドットパターンより疎なパターンを描画したためである。隣接ドットからの溶媒蒸発の影響を受けにくく、乾燥速度のばらつきが小さくなっているものと考えられる。反面、膜厚比のばらつき改善幅が実施例１に比べて小さいのは、流路１３Ａを単一としたためインクジェットヘッド１Ａ内でインク温度が平均化し、実際に吐出されたインク滴の間に１５℃の温度差が生じていなかったためであると考えられる。

このことから、インクジェットヘッド１Ａのノズル列方向における中心位置のインク温度を端部のインク温度より高くすることによって乾燥後の膜形状の均一性が高められることが実証された。この効果はインクジェットヘッド１Ａもしくは流路１３Ａ単体での温度制御でなく、インクジェットヘッド１Ａと流路１３Ａの双方において温度制御を行うことでより高く発揮される。

以上の内容より、インクジェットによるドット描画において描画ドットの走査方向と直交する方向のドット形状均一性を高める方法として、本実施例２に対応する第２実施形態のインクジェット描画装置１００Ａの有効性が確認された。

なお、本実施例２では、目標とする膜厚比を０．８０としたが、膜厚比の目標値は目的とする素子の機能や膜形成後のプロセスによって異なり、その際には、第１の目標温度、第２の目標温度を適するように設定すればよい。膜厚比の目標値を別の値に設定する場合、第１の目標温度及び第２の目標温度の値を変更し、乾燥速度を制御する他、インクの組成や雰囲気の温湿度、基板温度の調整によって制御することが可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
３，３Ａ，３Ｂ ヘッドユニット
７ ノズル
８，８Ａ，８Ｂ ノズル列
１１ インクタンク（貯留タンク）
１３（１３ａ〜１３ｅ） 分岐流路
１３Ａ 流路
１３Ｂ（１３ａ〜１３ｃ） 分岐流路
１５（１５ａ〜１５ｅ） 第１の温調部
１５Ａ 第１の温調部
１５Ｂ（１５ａ〜１５ｃ） 第１の温調部
１７（１７ａ〜１７ｅ） 第１の温度センサ
１７Ａ 第１の温度センサ
１７Ｂ（１７ａ〜１７ｃ） 第１の温度センサ
１９（１９ａ〜１９ｅ） 第２の温調部
１９Ａ（１９ａ〜１９ｃ） 第２の温調部
１９Ｂ（１９ａ〜１９ｉ） 第２の温調部
２１（２１ａ〜２１ｅ） 第２の温度センサ
２１Ａ（２１ａ〜２１ｃ） 第２の温度センサ
２１Ｂ（２１ａ〜２１ｉ） 第２の温度センサ
２３，２３Ａ，２３Ｂ 第１の制御部（制御部）
２５，２５Ａ，２５Ｂ 第２の制御部（制御部）
１００，１００Ａ，１００Ｂ インクジェット描画装置（液体吐出装置）

Claims (7)

1. １つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットを基板に対して相対的に走査方向に移動させ、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を前記基板に吐出する液体吐出装置において、
   液体を貯留する貯留タンクと、
   前記貯留タンクと前記複数の液室とを連通する複数の流路と、
   前記各流路にそれぞれ設けられ、前記各流路を流れる液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第１の温調部と、
   前記各液室にそれぞれ設けられ、前記各液室に供給された液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部と、
   前記各第１の温調部及び前記各第２の温調部を制御する制御部と、を備え、
   前記各第１の温調部における目標温度は、前記各流路を流れる液体に予熱を付与する値に設定され、
   前記各第２の温調部における目標温度は、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れ、液室内の液体の温度が高くなる値に設定されていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記各第１の温調部における目標温度は、前記ノズル列端部のノズルに対応する流路から前記ノズル列中央部のノズルに対応する流路に向かうに連れ、流路を流れる液体の温度が高くなる値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記各第１の温調部における目標温度は、対応するそれぞれの前記第２の温調部の目標温度と同一の値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. １つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットを基板に対して相対的に走査方向に移動させ、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を前記基板に吐出する液体吐出装置において、
   液体を貯留する貯留タンクと、
   前記貯留タンクと前記複数の液室とを連通する流路と、
   前記流路に設けられ、前記流路を流れる液体に対して温熱又は冷熱を付与する第１の温調部と、
   前記各液室にそれぞれ設けられ、前記各液室に供給された液体に対してそれぞれ温熱又は冷熱を付与する第２の温調部と、
   前記第１の温調部及び前記各第２の温調部を制御する制御部と、を備え、
   前記第１の温調部における目標温度は、前記流路を流れる液体に予熱を付与する値に設定され、
   前記各第２の温調部における目標温度は、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れ、液室内の液体の温度が高くなる値に設定されていることを特徴とする液体吐出装置。
5. 前記第１の温調部における目標温度は、前記複数の第２の温調部における目標温度の値のうち最小値と最大値との間の値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. １つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を吐出する液体吐出方法において、
   液体を貯留する貯留タンクと前記複数の液室とを連通する複数の流路の各流路を流れる液体に対して予熱を付与し、
   前記予熱が付与された液体を前記各液室に供給し、前記供給された前記各液室内の液体の温度が、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れて高くなるように、前記各液室内の液体それぞれに温熱又は冷熱を付与することを特徴とする液体吐出方法。
7. １つ又は複数の液体吐出ヘッドからなるヘッドユニットを備え、前記ヘッドユニットは、複数の液室と、前記各液室に供給された液体をそれぞれ吐出するためのノズルと、を有し、前記ヘッドユニットの前記ノズルから液体を吐出する液体吐出方法において、
   液体を貯留する貯留タンクと前記複数の液室とを連通する流路を流れる液体に対して温熱又は冷熱の予熱を付与し、
   前記予熱が付与された液体を前記各液室に供給し、前記供給された前記各液室内の液体の温度が、ノズル列端部のノズルに対応する液室からノズル列中央部のノズルに対応する液室に向かうに連れて高くなるように、前記各液室内の液体それぞれに温熱又は冷熱を付与することを特徴とする液体吐出方法。

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