インクジェット装置
【課題】吐出方向の制御範囲が広く、吐出方向バラツキを補正できるインクジェット装置であって、電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりがより高められるインクジェット装置を提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット装置は、圧力室１１０を、一対の隔壁１１１、ノズル１００を有するノズルプレート１０１、及び隔壁１１１で支えられるダイヤフラム１１２によって構成する。そしてダイヤフラム１１２に接触する、圧力室１１０に向けて伸長する圧電素子１３１、１３２と、隔壁１１１を支える圧電素子１４１、１４２、１４３とをさらに有する。圧電素子１３１、１３２と圧電素子１４１〜１４３は、いずれも、独立して電圧を印加できるように構成されている。さらに、圧電素子等とダイヤフラム１１２との接触幅、及びダイヤフラム１１２と隔壁１１１との接触幅がそれぞれ特定の関係を満たすように構成されている。
【解決手段】本発明のインクジェット装置は、圧力室１１０を、一対の隔壁１１１、ノズル１００を有するノズルプレート１０１、及び隔壁１１１で支えられるダイヤフラム１１２によって構成する。そしてダイヤフラム１１２に接触する、圧力室１１０に向けて伸長する圧電素子１３１、１３２と、隔壁１１１を支える圧電素子１４１、１４２、１４３とをさらに有する。圧電素子１３１、１３２と圧電素子１４１〜１４３は、いずれも、独立して電圧を印加できるように構成されている。さらに、圧電素子等とダイヤフラム１１２との接触幅、及びダイヤフラム１１２と隔壁１１１との接触幅がそれぞれ特定の関係を満たすように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット技術を用いて電子デバイスを製造する方法が注目を集めている。
【０００３】
インクジェット技術による製造は、蒸着技術などに比べ、シンプルな構成の設備による安価な製造が可能である。また、インクジェット技術は、直接パターニング技術であるため、蒸着技術におけるマスクが不要で、より大型の製品の製造が可能である。例えば、表示のための電子デバイスにおける画面の大型化の市場の要求が高まり、インクジェット塗布による電子デバイス製造技術への期待は高まっている。
【０００４】
以下、有機ＥＬディスプレイを例に、塗布による製造技術を説明する。
【０００５】
図１に有機ＥＬディスプレイの構造を示す。有機ＥＬディスプレイは、基板１、陰極３２、発光層３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ、陽極３３、隔壁（以下、「バンク」とも言う）３１からなる。基板１にはディスプレイを駆動するためのＴＦＴが内蔵されているが、図示しない。また、陰極３２の上には、封止膜やカラーフィルターなどが適宜配置されるが、図示していない。
【０００６】
有機ＥＬディスプレイは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に対応した３種類の発光層を有する。それぞれの色の発光層が３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂで表されている。バンク３１は、次の製造工程の説明において述べるインクジェットによる塗布において、各画素に塗布するインクのパターニングに使用される。インクとは、溶媒に溶けた発光層材料の溶液のことを言う。
【０００７】
有機ＥＬディスプレイの発光層の原料としては、ポリフルオレン系、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系、アルコキシベンゼン、アルキルベンゼンなどの高分子材料が挙げられ、溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキシルベンゼン等の単独または混合溶媒が挙げられる。
【０００８】
インクは塗布されるべき領域にはバンク３１が形成されているので、塗布されたインクは、所望の画素領域に留まる。こうして、インクが混合することなく、高品位なディスプレイが実現される。バンク３１としては、フッ素を含む樹脂が使用されている。バンク３１は撥インク性を持っている。
【０００９】
このように構成されたデバイスは、陰極からの電子と陽極からの正孔が発光層内で結合することで発光し、ディスプレイとしての機能を果たす。
【００１０】
図２は、発光層の高さの位置における有機ＥＬディスプレイの断面を示している。同図は、ＲＧＢがいずれもピクセル状にパターニングされている例を示している。それぞれのピクセル（画素ともいう）を発光させることで、有機ＥＬディスプレイは、テレビ等の表示装置として機能することができる。このピクセルが形成されている領域を表示領域という。
【００１１】
画素の幅およびピッチは５０〜１００μｍである。画素の幅およびピッチは微細であるので、インクジェットのような精密塗布技術が必要となる。
【００１２】
次に有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する。
【００１３】
まず、フォトリソグラフィの技術を用いて基板上に陽極が作製される。
【００１４】
次に、フォトリソグラフィの技術を用いてバンクが作製される。その後、インクジェット印刷法によりＲＧＢの発光層のインクが基板に塗布される。塗布されたインクは、塗布工程および次の工程で乾燥され、発光層のパターンが形成される。さらにその後、発光層の上にスパッタリングなどの方法で陰極が形成される。
【００１５】
以下、インクジェットによるインクの塗布を説明する。
【００１６】
図３は、インクジェット装置（または液滴吐出装置）の概観図である。図３（Ａ）は、インクジェット装置によって基板１に塗布領域が形成される前の様子を示している。図３（Ｂ）は、インクジェット装置によって基板１に塗布領域が形成された後の様子を示している。
【００１７】
図３に示すように、インクジェット装置は、架台４１、架台４１の上に設置された基板搬送ステージ４２、及び、基板搬送ステージ４２に対向するインクジェットヘッド５０、からなる。インクジェットヘッド５０は、基板搬送ステージ４２を跨ぐガントリー４３に設置されている。基板１の大きさは、いわゆる第８世代のガラスではおよそ２ｍ×２．５ｍである。
【００１８】
図４にインクジェットヘッドの構造を示す。図４（Ａ）は、圧力室１１０が加圧されていない状態のインクジェットヘッドの断面を示している。図４（Ｂ）は、圧力室１１０を加圧したときのインクジェットヘッドの断面を示している。
【００１９】
インクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル１００、ノズル１００に連通する圧力室１１０、圧力室１１０を隔てる隔壁１１１、圧力室１１０の一部をなすダイヤフラム１１２、ダイヤフラム１１２を振動させる圧電素子１３０、隔壁１１１を支える圧電素子１４０、圧電素子１３０に電圧を印可する共通電極１２０及び個別電極１２１、及び、共通電極１２０及び個別電極１２１がそれぞれ接続される駆動回路１２２を有する。インクジェットヘッドは、他に図示しないインクの導入口を有する。
【００２０】
また、インクを循環するように構成されている場合は、インクジェットヘッドは、図示しないインクの排出口をさらに有する。圧電素子１３０と圧電素子１４０は、一つの圧電素子材料の板材に、ダイシングによって切れ込みを入れることによって形成される。ノズル１００の直径は２０〜５０μｍであり、ノズル１００間のピッチは１００〜５００μｍである。一列当たりのノズル１００数は、１００〜３００である。
【００２１】
このように構成されたインクジェットヘッドは、次のように動作する。共通電極１２０と個別電極１２１との間に電圧を印可すると、圧電素子１３０が図４（Ａ）に示す状態から図４（Ｂ）に示す状態に変形する。圧電素子１３０が変形すると、圧力室１１０の容積が小さくなり、インクに圧力が加えられる。その圧力でインクがノズル１００から吐出する。
【００２２】
次に、インクジェット装置の塗布動作を説明する。
【００２３】
基板搬送ステージ４２は、図３（Ａ）に示す状態から図３（Ｂ）に示す状態へ移動する。この時、基板搬送ステージ４２上に載置された基板１に向けて、インクジェットヘッド５０からインクが吐出され、基板１の、インクが塗布されるべき領域４４にインクが塗布される。基板搬送ステージ４２の速度は、２０〜４００ｍｍ／ｓである。また、吐出周波数は、１，０００〜５，０００Ｈｚである。インクジェット装置は、基板搬送ステージ４２の位置を検出し、インクの吐出のタイミングを制御することで、ピクセルパターンを形成する。
【００２４】
ピクセルパターンを形成するために、ノズル１００から吐出される液滴の吐出角度のバラツキを小さくする必要がある。一般的な吐出角度のバラツキの最大許容値は、１０ｍｒａｄ〜５０ｍｒａｄである。ノズル１００からインクの液滴が真っ直ぐ吐出されない現象は、一般に飛行曲がりと呼ばれる。ノズル１００の加工精度、ノズル１００の撥液膜の劣化、インク材料の拭き残りなどの原因によって、生産の初期と生産の途中との間で、インクの吐出角度のバラツキが生じることがある。
【００２５】
そのバラツキを補正するために、特許文献１には、ノズルの周辺に圧電素子を設け、インクの吐出方向を制御する技術が開示されている。図５は、特許文献１のインクジェットヘッドを示している。１３がノズルである。電極２１、２３によって圧電素子２２に電圧を印加し、圧電素子２２および振動板１８を変形させることでインクを吐出する。同時に、圧電素子２２によってノズル１３の出口にある薄板材１６を変形させ、インクの吐出方向を制御する。
【００２６】
さらに、圧力室を隔てる隔壁と、ダイヤフラムを介して圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、ダイヤフラムを介して隔壁に当接する圧電素子Ｂと、を有するインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献２〜７参照。）。中でも、圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂの両方に電気回路が接続され、圧電素子Ａが圧力室に向けて伸長したときに、この圧力室を形成する一対の隔壁に対して圧電素子Ｂが伸長又は縮退するインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献４及び５参照。）。或いは、ノズルの整列方向における圧電素子Ａとダイヤフラムとの接触幅、圧電素子Ｂとダイヤフラムとの接触幅、及び、隔壁とダイヤフラムとの接触幅が、それぞれ圧電素子Ａ、圧電素子Ｂ、及び隔壁の幅よりも小さく、かつ各接触幅の大小関係が設定されているインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献６及び７参照。）。
【００２７】
その他にも、隔壁と圧電素子Ａとダイヤフラムとを有し、前記隔壁が、異なる剛性を有する複数の層の積層体であるインクジェット装置（例えば、特許文献８及び９参照。）；圧力室の天井と一体的に設けられている隔壁と圧電素子Ａとを有するインクジェット装置であって、圧電素子Ａの伸長によって天井を押圧して前記隔壁を変形させることで、圧力室内のインクを加圧するインクジェット装置（例えば、特許文献１０参照。）；が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２０１０−２１４８５１号公報
【特許文献２】特開平９−３９２３４号公報
【特許文献３】米国特許第６１７６５７０号明細書
【特許文献４】特開平１１−１１５１８１号公報
【特許文献５】米国特許第６０５３６０１号明細書
【特許文献６】特開平８−１６４６０７号公報
【特許文献７】米国特許第５８１８４８２号明細書
【特許文献８】特開２００５−２８０４３９号公報
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／０１９５２２８号明細書
【特許文献１０】特開平７−５２３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
今後、有機ＥＬディスプレイの高精細化に伴い、インクの吐出方向を制御し、インクの吐出角度のバラツキを抑制することがますます重要になる。インクの吐出のバラツキの要因としては、ノズルの加工精度、ノズルの撥液膜の劣化、インク材料の拭き残りなどがある。
【００３０】
図５のインクジェットヘッドは、薄板材１６によってノズルの向きを変化させている。このため、インクの吐出方向を十分に制御できないという問題があった。インクの吐出方向を十分に制御できないと、インクの吐出角度のバラツキを補正できない。そのため、大掛かりなメンテナンスが必要となり、インクジェット装置の稼働率が低下する。また、インクの吐出角度のバラツキが十分に抑えられていないインクジェット装置で有機ＥＬディスプレイを生産していると、生産途中で混色などの不良が発生し、製品の歩留まりが低下する。
【００３１】
その他のインクジェット装置は、インクジェット装置の組み立て時に、圧電素子、ダイヤフラム、及び隔壁を、ダイヤフラムを所望の形状に変形させる位置に配置する観点から、改善の余地が残されている。
【００３２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インクの吐出方向のバラツキが抑制されており、好ましくは、インクの吐出方向の制御範囲が広いインクジェット装置を提供する。それにより、電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりをより高められるインクジェット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的を達成するために、本発明は、以下のインクジェット装置を提供する。
［１］インクを吐出する複数のノズルと、前記各ノズルに連通する圧力室と、前記各圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、前記圧力室間に配置される隔壁と、前記隔壁を支える圧電素子Ｂと、前記隔壁と圧電素子Ｂとの間に介在し、かつ圧電素子Ａに接触するダイヤフラムと、を有するインクジェット装置において、
前記ノズルが配列される方向をＸ方向としたとき、圧電素子Ａと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ１と、圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ２と、圧電素子ＡにおけるＸ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＸ方向の幅Ｌ４とが、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１を満たし、
Ｘ方向及び前記ノズルの軸に直交する方向をＹ方向としたとき、圧電素子ＡにおけるＹ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＹ方向の幅Ｗ１と、圧電素子Ａ又は圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＹ方向の幅Ｗ２とが、Ｗ２＞Ｗ１を満たす、インクジェット装置。
［２］前記ダイヤフラムに対して圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂ側に配置され、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路および前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｘを介して前記インク供給流路と前記圧力室のそれぞれとを連通するインク入口流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｙを介して前記圧力室のそれぞれと前記インク排出流路とを連通するインク出口流路と、
をさらに有する、［１］に記載のインクジェット装置。
［３］前記隔壁と前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅をＬ３としたときに、Ｌ２＞Ｌ３をさらに満たす、［１］又は［２］に記載のインクジェット装置。
［４］貫通孔Ｘは、メッシュ状である、［１］〜［３］のいずれかに記載のインクジェット装置。
【００３４】
［５］前記隔壁の圧縮剛性が前記圧力室の他の壁の圧縮剛性よりも低い、［１］〜［４］のいずれかに記載のインクジェット装置。
［６］前記圧力室の間に、少なくとも２つの前記隔壁と、前記隔壁を支える少なくとも２つの圧電素子Ｂとを有する、［１］〜［５］のいずれかに記載のインクジェット装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂとダイヤフラムとの配置のずれ、及びダイヤフラムと隔壁との配置のずれ、によるインクの吐出の不良をより少なくすることができる。さらに好ましくは、本発明では、圧力室の形状を変形できるため、圧力がかかる方向を変えることもできる。これにより、インクの吐出方向の制御範囲を広くすることができる。その結果、インクの吐出方向のバラツキを確実に補正できる。
【００３６】
以上のように、本発明は、インクの吐出方向のバラツキを補正でき、さらに好ましくはインクの吐出方向の制御範囲が広いインクジェット装置を提供することができる。また本発明は、電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりをより高められるインクジェット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】有機ＥＬパネルの断面図
【図２】有機ＥＬパネルの平面図
【図３】インクジェット装置の概観図
【図４】従来のインクジェットヘッドの概略図
【図５】特許文献１記載のインクジェットヘッドを示す図
【図６】本発明の実施の形態１のインクジェットヘッドの構成を概略的に示す図
【図７】図６のインクジェットヘッドを切断した断面を示す図
【図８】インク吐出時のダイヤフラム１１２の形状を示す図
【図９】インク吐出時の圧電素子の形状とダイヤフラム１１２の形状を示す図
【図１０】実施の形態１における変形例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１のインクジェットヘッドの断面図
【図１２】本発明の実施の形態２のインクジェットヘッドを示す図
【図１３】本発明の実施の形態２の隔壁１１１の作製方法を説明する図
【図１４】本発明の実施の形態３のインクジェットヘッドを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１のインクジェット装置が有するインクジェットヘッドをノズルの軸方向に沿って見たときの、インクジェットヘッドの構成の概略を示している。図６のインクジェットヘッドは、方向Ｘに沿って配置されるインク供給流路１１６及びインク排出流路１１７、方向Ｙにおけるインク供給流路１１６とインク排出流路１１７との間に配置される複数の圧力室１１０、圧力室１１０のそれぞれと外部とを連通するノズル１００、圧力室１１０のそれぞれを隔てる隔壁１１１、圧力室１１０とインク供給流路１１６とを連通するインク入口流路１１８、及び、圧力室１１０とインク排出流路１１７とを連通するインク出口流路１１９、を有している。方向Ｘは、ノズル１００が配列する方向であり、インクジェットヘッドの長手方向を示している。方向Ｙは、方向Ｘ及びノズル１００の軸に直交する方向であり、インクジェットヘッドの短手方向を示している。
【００４０】
図７（Ａ）は、図６のインクジェットヘッドを図６中のＡ−Ａ線で切断したときの切断面を示している。図７（Ｂ）は、図６のインクジェットヘッドを図６中のＢ−Ｂ線で切断したときの切断面を示している。図７（Ａ）に示すように、圧力室１１０は、ノズル１００を有するノズルプレート１０１と、ノズルプレート１０１から起立する隔壁１１１と、隔壁１１１の上面に接着するダイヤフラム１１２と、によって構成されている。ダイヤフラム１１２を介した圧力室１１０の上には、圧電素子１３１または１３２が配置され、ダイヤフラム１１２を介した隔壁１１１の上には、それぞれ圧電素子１４１、１４２または１４３が配置されている。圧電素子１３１、１３２は、圧力室に圧力を加える圧電素子Ａに相当する。圧電素子１４１、１４２、１４３は、隔壁を支える圧電素子Ｂに相当する。
【００４１】
図６および図７に示されるインクジェットヘッドにおいて、各ディメンションは特に制限されないが、例えば、ノズル１００の直径は２０〜５０μｍであり；ノズル１００間のピッチは１００〜５００μｍであり；ノズル１００の一列当たりの数は１００〜３００でありうる。さらに、ノズルプレート１０１の厚みは３０〜１００μｍであり；圧力室１１０の幅は５０〜２００μｍであり；隔壁１１１の幅は５０〜１００μｍであり；ダイヤフラム１１２の厚みは５〜２０μｍでありうる。圧電素子等の幅は５０〜１００μｍであり、圧電素子等の高さは５００〜１，０００μｍである。
【００４２】
図７（Ａ）に示されるように、圧電素子１３１、１３２のそれぞれには、共通電極１２０が接続されている。さらに、圧電素子１４１、１４２、１４３のそれぞれにも、共通電極１２０が接続されていてもよい。共通電極１２０のそれぞれは、方向制御回路１２３に接続されている。
【００４３】
圧電素子１３１、１３２のそれぞれには、個別電極１２１が接続されている。さらに、圧電素子１４１、１４２、１４３のそれぞれにも、個別電極１２１が接続されていてもよい。個別電極１２１のそれぞれは、駆動回路１２２に接続されている。
【００４４】
以下において、圧電素子１３１、１３２および圧電素子１４１、１４２、１４３を総称して「圧電素子等」とも言う。
【００４５】
図７（Ａ）に示されるように、ダイヤフラム１１２は、圧電素子の先端に接触する複数の凸部５１と、圧電素子の先端に接触する複数の凸部５２とを有している。ダイヤフラム１１２は、例えばニッケル−コバルト合金の薄板である。凸部５１、５２は、いずれも、めっきによって形成される。
【００４６】
凸部５１は、いずれも、圧電素子１３１、１３２の端面の方向Ｘにおける中央に接触している。凸部５２は、いずれも、圧電素子１４１、１４２、１４３の端面の方向Ｘにおける中央に接触している。方向Ｘにおける凸部５１の中心と凸部５２の中心との距離は、隣り合う圧電素子圧電素子の中心間の距離と同じである。
【００４７】
圧電素子１３１、１３２と接触する凸部５１の幅Ｌ１は、例えば４０〜５５μｍである。圧電素子１４１、１４２、１４３に接触する凸部５２の幅Ｌ２は、例えば５０〜６５μｍである。
【００４８】
隔壁１１１は、ダイヤフラム１１２の下面と接触する凸部５３を有している。隔壁１１１は、例えばステンレスの薄板の積層体である。凸部５３は、隔壁１１１の端面の方向Ｘにおける中央に配置されている。凸部５３の材料は、隔壁１１１に接合する金属（例えば隔壁１１１の材料）であり、凸部５３は、熱拡散接合によって形成される。ダイヤフラム１１２と接触する部分の凸部５３の幅Ｌ３は、例えば４０〜６０μｍである。
【００４９】
Ｘ方向における圧電素子等の幅Ｌ４は、いずれも同じであり、５０〜２００μmであってよく、例えば６０〜８０μｍである。圧電素子等は、圧電素子材料の板材に等間隔でダイシングによって切れ込みを入れることによって形成される。
【００５０】
本実施の形態１において、Ｌ１〜Ｌ４は、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１の関係を有し、さらにＬ２＞Ｌ３の関係を満たすことが更に好ましい。
【００５１】
Ｌ１とＬ２との差は１０〜２０μｍであることが好ましい。Ｌ１とＬ４との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。Ｌ２とＬ３との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。Ｌ２とＬ４との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。
【００５２】
このように、圧電素子等の幅Ｌ４は、圧電素子１３１、１３２とダイヤフラム１１２との接触幅Ｌ１よりも大きい。よって、ダイヤフラム１１２と圧電素子等とが位置決め時に方向Ｘにおいてずれたとしても、圧電素子１３１、１３２が凸部５１に確実に接触する。よって、圧力室１１０の方向Ｘにおける中央でダイヤフラム１１２を圧電素子１３１、１３２によって確実に押圧することができる。
【００５３】
また、圧電素子等の幅Ｌ４は、圧電素子１４１、１４２、１４３とダイヤフラム１１２との接触幅Ｌ２と同じか、それよりも大きい。よって、ダイヤフラム１１２と圧電素子等とが位置決め時に方向Ｘへずれたとしても、圧電素子１４１、１４２、１４３が凸部５２に確実に接触する。よって、圧電素子１４１、１４２、１４３によって、凸部５３を介して隔壁１１１を押圧することができる。
【００５４】
さらに、Ｌ１はＬ２よりも小さい。このため、凸部５１は、凸部５２に比べて、方向Ｘにおいて圧電素子等からはみ出しにくい。
【００５５】
また凸部５２の幅Ｌ２は、凸部５３の幅Ｌ３よりも大きいことが好ましい。それにより、凸部５３は、方向Ｘにおいて凸部５２からはみ出しにくい。凸部５３が方向Ｘにおいて凸部５２から圧力室１１０側にはみ出していない場合では、ダイヤフラム１１２は、圧電素子１３１、１３２の伸長時に、凸部５２の端から変形する（図８参照）。したがって、凸部５３が方向Ｘにおいて凸部５２からはみ出さなければ、凸部５３は、ダイヤフラム１１２の変形時の形状に影響を及ぼさない。よって、圧力室１１０を一定に加圧することができる。
【００５６】
図７（Ｂ）に示されるように、ダイヤフラム１１２に対して圧電素子１３１側には、インク供給流路１１６とインク排出流路１１７が配置されている。ダイヤフラム１１２に対して圧力室１１０側には、インク入口流路１１８とインク出口流路１１９が配置されている。インク供給流路１１６とインク入口流路１１８は、ダイヤフラム１１２に開けられている穴５５を介して連通している。インク排出流路１１７とインク出口流路１１９は、ダイヤフラム１１２に開けられている穴５６を介して連通している。穴５５は貫通孔Ｘに相当し、穴５６は貫通孔Ｙに相当している。
【００５７】
圧電素子等の方向Ｙにおける幅Ｗ１は、いずれも同じであり、例えば４０〜８０μｍである。また、圧電素子等と接触する凸部５１の方向Ｙにおける幅Ｗ２は、いずれも同じであり、例えば５０〜２００μｍである。また、圧電素子等の方向Ｙにおける両端縁には、図７（Ｂ）に示されるように、テーパ面１３４が形成されている。テーパ面１３４の寸法は、例えばＣ０．１〜０．２μｍである。
【００５８】
本実施の形態１において、Ｗ１及びＷ２は、Ｗ２＞Ｗ１の関係を満たす。Ｗ１とＷ２との差は２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００５９】
このように、圧電素子等のＹ方向の幅Ｗ１は、凸部５１のＹ方向の幅Ｗ２よりも小さい。このため、圧電素子等は、方向Ｙにおいて凸部５１からはみ出しにくい。圧電素子等は、伸長時、図９に示すように、方向Ｙにおける中央部が最も突出するように変形する。このため、圧電素子等が方向Ｙにおいて凸部５１からはみ出さなければ、圧電素子等の伸長時における長さの最大の変位量がダイヤフラム１１２に確実に伝わる。よって、圧力室１１０上のダイヤフラム１１２や隔壁１１１を一定に押すことができる。
【００６０】
本実施の形態において、インク供給流路１１６のインクは、圧電素子１３１、１３２が、例えば伸長した状態から収縮する時に圧力室１１０に生じる負圧によって、穴５５及びインク入口流路１１８を介して圧力室１１０に供給される。圧力室１１０に供給されたインクの一部は、圧電素子１３１、１３２の伸長による圧力室１１０への加圧によってノズル１００から吐出され、残りはインク出口流路１１９及び穴５６を介してインク排出流路１１７に排出される。インク排出流路１１７のインクは、インク供給流路１１６へ供給され、再びインクとして利用される。
【００６１】
本実施の形態では、Ｗ１がＷ２よりも小さいことから、ダイヤフラム１１２に対して圧電素子等側にインク供給流路１１６とインク排出流路１１７とを配置することができる。ダイヤフラム１１２に対して圧電素子等側の体積は、ダイヤフラム１１２に対して圧力室側の体積よりも一般に大きいことから、インク供給流路１１６の容積及びインク排出流路１１７の容積をより大きくすることができる。このため、インクの循環量をより多くすることができる。
【００６２】
さらに、穴５５がメッシュ状であると、インク中の異物の圧力室１１０への侵入を防ぐことができる。メッシュ状の穴５５は、穴５５の開口部にメッシュを配置することによって形成することができる。或いは、複数のより細かい穴の集合によって穴５５を構成することによって、メッシュ状の穴５５を形成することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、図１０（Ａ）に示すように、ダイヤフラム１１２に代えてダイヤフラム１７２を用いてもよい。ダイヤフラム１７２は、方向Ｙにおける圧力室１１０のインク出口流路１１９側に、薄肉部１７３を有している。ノズル１００は、薄肉部１７３に対向する位置に形成されている。このような構成は、ノズル１００からのインクの吐出や、インク出口流路１１９へのインクの排出をより円滑に行うのに有効である。
【００６４】
また、本実施の形態では、ダイヤフラム１１２に凸部５１及び凸部５２を設けているが、ダイヤフラム１１２に凸部５１、５２を設けず、圧電素子１３１、１３２に凸部５１を設け、圧電素子１４１、１４２、１４３に凸部５２を設けてもよい。例えば図１０（Ｂ）に示すように、圧力素子等が方向Ｙにおいてダイヤフラム１１２と接触する凸部１３５をさらに有していてもよい。凸部１３５は、例えば、方向Ｙにおける圧力素子１３１の両端縁に矩形の切り欠き部１３６を設けることによって形成される。方向Ｙにおける切り欠き部１３６の幅Ｗ３は、例えば５０〜１００μｍである。図１０（Ｂ）における圧電素子１３１の奥行き（図７（Ａ）におけるＬ４）は、例えば１００〜２００μｍである。凸部１３５は、方向Ｙにおいて、凸部５１からより一層はみ出しにくい。よって、圧力室１１０上のダイヤフラム１１２や隔壁１１１を一定に押すのに有効である。凸部を有する圧電素子等は、ダイシングの幅と深さとを調整すること（例えば、狭い幅で深くダイシングした後に、広い幅で浅くダイシングすること）によって形成することができる。また、隔壁１１１に凸部５３を設けずに、ダイヤフラム１１２に凸部５３を設けてもよい。
【００６５】
次に、圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの吐出が、紙面右方向に飛行曲がりした場合の飛行曲がりの補正を、図１１を参照しながら説明する。図１１（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１１（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時のインクジェットヘッドを概略的に示している。以下の図１１〜図１４では、凸部５１〜５３を省略している。
【００６６】
飛行曲がりは、一般に、製品となるパネルにインクを吐出する前に、ダミーパネルなどにインクを吐出し、着弾したインクの液滴を画像処理して検出する。飛行曲がりは、ノズル１００の表面の撥液膜の劣化などが原因で発生する。
【００６７】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、本実施の形態のインクジェットヘッドは、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１を支える圧電素子１４２に方向制御回路１２３から電圧を印加し、圧電素子１４２を伸長させる。その結果、図１１（Ｂ）に示すように、圧電素子１４２によって支持される隔壁１１１が変形する。この変形によって、圧力室１１０の紙面右側の体積が減少する。
【００６８】
この状態で、駆動回路１２２から圧電素子１３１に電圧を印加し、圧電素子１３１を伸長させる。すると、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように圧力室１１０の体積が小さくなり、圧力室１１０の圧力が上がる。圧力室１１０の右側の体積が、その圧力室１１０の左側の体積に比べて小さいので、その圧力室１１０の右側の圧力の方が、その圧力室１１０の左側の圧力より高くなる。このため、圧電素子１３１の伸長によって、インクを左に吐出させようとする力が働く。その結果、右方向への飛行曲がりが補正されて、飛行曲がりのないインクの吐出が可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態は、圧力室１１０の形状を変形させ、インクを吐出させる圧力の方向Ｘにおけるバランスを変える。このため、ノズル１００の先端の向きだけを制御する特許文献１のインクジェットヘッドなどに比べて、インクの吐出方向の制御範囲を広くすることができる。その結果、インクの吐出方向のバラツキを確実に補正することができる。
【００７０】
なお、上記説明においては、圧力室１１０の一方の隔壁１１１を支える圧電素子１４２を伸長させたが、圧電素子１４２の伸長と同時に、その圧力室１１０の他方の隔壁１１１を支える圧電素子１４１を縮小させると、右方向への飛行曲がりをより強く規制する観点から、より効果的である。圧電素子１４１、１４２への電圧の印加は連続的であることが望ましい。圧電素子１３１、１３２には、周期的に電圧を印加することがあるが、圧電素子１４１、１４２、１４３に周期的に電圧を印加すると、圧電素子等の発熱および圧電素子等の劣化の原因となることがある。また、圧電素子１４１、１４２、１４３に印加する電圧は、飛行曲がりに応じて変えることが望ましい。すなわち、飛行曲がりが大きい時は、圧電素子に印加する電圧を大きくし、飛行曲がりが小さい時は、圧電素子１４１、１４２、１４３に印加する電圧も小さくする。
【００７１】
また、インクジェット装置を電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりのさらなる向上のみを目的とする場合では、図４（Ａ）に示されるような、圧電素子１３１、１３２のみに共通電極１２０と個別電極１２１とが配置される構成；と、図７に示す、圧電素子等とダイヤフラム１１２との接触部における特定の接触幅、及びダイヤフラム１１２と隔壁１１１との接触部における特定の接触幅、を含む構成；とからなるインクジェットヘッドを構築する。これにより、ダイヤフラム１１２と圧電素子等、或いはダイヤフラム１１２と隔壁１１１との位置決め時における方向Ｘ又は方向Ｙへの多少のずれに関わらず、圧力室１１０に対してダイヤフラム１１２が一定に変形するインクジェット装置を得ることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２のインクジェットヘッドの図である。図１２（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１２（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１２において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７３】
本実施の形態のインクジェットヘッドは、実施の形態１のインクジェットヘッドに比べて、隔壁１１１の圧縮剛性（圧縮に対する剛性）を圧力室１１０の他の壁より低くしている。具体的には、隔壁１１１が空洞１１５を有する。
【００７４】
空洞１１５を有するステンレス製の隔壁１１１の作製方法を、図１３を用いて説明する。図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、隔壁１１１を構成する部材のそれぞれを、図１２のノズル１００の軸方向に沿って見た図である。各部材は、一般にＳＵＳなどの金属で作られている。図１３に示す３枚のステンレス鋼の薄板を、例えば上からＡ、Ｂ、Ｃの順で重ねて、重ねた薄板を熱拡散接合することによって、図１２に示す空洞１１５を有する隔壁１１１を作製することができる。
【００７５】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、実施の形態１と同様に、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１を支える圧電素子１４２を伸長させ、図１２（Ｂ）に示すように圧電素子１４２に対応する隔壁１１１を変形させ、インクの右方向への飛行曲がりを補正する。こうして、実施の形態１と同様に、インクの吐出方向のバラツキを補正する。
【００７６】
本実施の形態は、隔壁１１１の内部に空洞１１５を有するので、圧力室１１０の形状をより効率的に変形することができる。すなわち、一定の電圧を圧電素子１４２に印加した時に、本実施の形態における圧力室１１０の体積の変化は、実施の形態１における圧力室１１０の体積の変化よりも大きい。よって、インクの吐出方向のバラツキをより確実に補正することができる。
【００７７】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３のインクジェットヘッドの図である。図１４において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１４（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１４（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。
【００７８】
本実施の形態のインクジェットヘッドは、隣り合う圧力室１１０、１１３の間に２つの隔壁１１１ａ、１１１ｂを有し、隔壁１１１ａを支える圧電素子１４２ａと、隔壁１１１ｂを支える圧電素子１４２ｂとを有する点で、実施の形態１のインクジェットヘッドと異なっている。
【００７９】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、実施の形態１と同様に、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１ａを支える圧電素子１４２ａを伸長させ、図１４（Ｂ）に示すように圧電素子１４２ａに対応する隔壁１１１ａを変形させ、インクの右方向への飛行曲がりを補正する。こうして、実施の形態１と同様に、インクの吐出方向のバラツキを補正する。
【００８０】
本実施の形態は、圧力室１１０、１１３間に二つの隔壁１１１ａ、１１１ｂを有する。このため、隔壁１１１ａの変形によって、隣りの圧力室１１３の形状が変形しない。よって、隣り合うノズル１００が同時にインクを吐出する場合でも、一方のノズル１００におけるインクの吐出方向のバラツキを、他方のノズル１００におけるインクの吐出に影響を及ぼさずに、確実に補正することができる。このため、この補正によるクロストークを抑制することができる。本実施の形態は、隣り合うノズル１００から同時にインクを吐出するインクジェットヘッドに好適である。なお、実施の形態１、２のは、本実施の形態に比べて、ノズル１００間のピッチをより小さくすることができる。このため、実施の形態１、２は、実施の形態３に比べて、インクを製品により高密度に着弾させることができる。実施の形態１、２は、インクを均一に塗布する用途のインクジェットヘッドに好適である。
【００８１】
本出願は、２０１１年４月２０日出願の特願２０１１−０９３７４８に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、有機ＥＬの発光層の塗布や、カラーフィルターの色材料の塗布に使用されるインクジェット装置に適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板
１３、１００ ノズル
１６ 薄板材
１８ 振動板
２１、２３ 電極
２２、１３０、１３１、１３２、１４０、１４１、１４２、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ 圧電素子
３１ バンク（隔壁）
３２ 陰極
３３ 陽極
４１ 架台
４２ 基板搬送ステージ
４３ ガントリー
４４ 領域
５０ インクジェットヘッド
５１〜５３、１３５ 凸部
５５、５６ 穴
１０１ ノズルプレート
１１０、１１３ 圧力室
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 隔壁
１１２、１７２ ダイヤフラム
１１５ 空洞
１１６ インク供給流路
１１７ インク排出流路
１１８ インク入口流路
１１９ インク出口流路
１２０ 共通電極
１２１ 個別電極
１２２ 駆動回路
１２３ 方向制御回路
１３４ テーパ面
１３６ 切り欠き部
１７３ 薄肉部
３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ 発光層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット技術を用いて電子デバイスを製造する方法が注目を集めている。
【０００３】
インクジェット技術による製造は、蒸着技術などに比べ、シンプルな構成の設備による安価な製造が可能である。また、インクジェット技術は、直接パターニング技術であるため、蒸着技術におけるマスクが不要で、より大型の製品の製造が可能である。例えば、表示のための電子デバイスにおける画面の大型化の市場の要求が高まり、インクジェット塗布による電子デバイス製造技術への期待は高まっている。
【０００４】
以下、有機ＥＬディスプレイを例に、塗布による製造技術を説明する。
【０００５】
図１に有機ＥＬディスプレイの構造を示す。有機ＥＬディスプレイは、基板１、陰極３２、発光層３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ、陽極３３、隔壁（以下、「バンク」とも言う）３１からなる。基板１にはディスプレイを駆動するためのＴＦＴが内蔵されているが、図示しない。また、陰極３２の上には、封止膜やカラーフィルターなどが適宜配置されるが、図示していない。
【０００６】
有機ＥＬディスプレイは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に対応した３種類の発光層を有する。それぞれの色の発光層が３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂで表されている。バンク３１は、次の製造工程の説明において述べるインクジェットによる塗布において、各画素に塗布するインクのパターニングに使用される。インクとは、溶媒に溶けた発光層材料の溶液のことを言う。
【０００７】
有機ＥＬディスプレイの発光層の原料としては、ポリフルオレン系、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系、アルコキシベンゼン、アルキルベンゼンなどの高分子材料が挙げられ、溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキシルベンゼン等の単独または混合溶媒が挙げられる。
【０００８】
インクは塗布されるべき領域にはバンク３１が形成されているので、塗布されたインクは、所望の画素領域に留まる。こうして、インクが混合することなく、高品位なディスプレイが実現される。バンク３１としては、フッ素を含む樹脂が使用されている。バンク３１は撥インク性を持っている。
【０００９】
このように構成されたデバイスは、陰極からの電子と陽極からの正孔が発光層内で結合することで発光し、ディスプレイとしての機能を果たす。
【００１０】
図２は、発光層の高さの位置における有機ＥＬディスプレイの断面を示している。同図は、ＲＧＢがいずれもピクセル状にパターニングされている例を示している。それぞれのピクセル（画素ともいう）を発光させることで、有機ＥＬディスプレイは、テレビ等の表示装置として機能することができる。このピクセルが形成されている領域を表示領域という。
【００１１】
画素の幅およびピッチは５０〜１００μｍである。画素の幅およびピッチは微細であるので、インクジェットのような精密塗布技術が必要となる。
【００１２】
次に有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する。
【００１３】
まず、フォトリソグラフィの技術を用いて基板上に陽極が作製される。
【００１４】
次に、フォトリソグラフィの技術を用いてバンクが作製される。その後、インクジェット印刷法によりＲＧＢの発光層のインクが基板に塗布される。塗布されたインクは、塗布工程および次の工程で乾燥され、発光層のパターンが形成される。さらにその後、発光層の上にスパッタリングなどの方法で陰極が形成される。
【００１５】
以下、インクジェットによるインクの塗布を説明する。
【００１６】
図３は、インクジェット装置（または液滴吐出装置）の概観図である。図３（Ａ）は、インクジェット装置によって基板１に塗布領域が形成される前の様子を示している。図３（Ｂ）は、インクジェット装置によって基板１に塗布領域が形成された後の様子を示している。
【００１７】
図３に示すように、インクジェット装置は、架台４１、架台４１の上に設置された基板搬送ステージ４２、及び、基板搬送ステージ４２に対向するインクジェットヘッド５０、からなる。インクジェットヘッド５０は、基板搬送ステージ４２を跨ぐガントリー４３に設置されている。基板１の大きさは、いわゆる第８世代のガラスではおよそ２ｍ×２．５ｍである。
【００１８】
図４にインクジェットヘッドの構造を示す。図４（Ａ）は、圧力室１１０が加圧されていない状態のインクジェットヘッドの断面を示している。図４（Ｂ）は、圧力室１１０を加圧したときのインクジェットヘッドの断面を示している。
【００１９】
インクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル１００、ノズル１００に連通する圧力室１１０、圧力室１１０を隔てる隔壁１１１、圧力室１１０の一部をなすダイヤフラム１１２、ダイヤフラム１１２を振動させる圧電素子１３０、隔壁１１１を支える圧電素子１４０、圧電素子１３０に電圧を印可する共通電極１２０及び個別電極１２１、及び、共通電極１２０及び個別電極１２１がそれぞれ接続される駆動回路１２２を有する。インクジェットヘッドは、他に図示しないインクの導入口を有する。
【００２０】
また、インクを循環するように構成されている場合は、インクジェットヘッドは、図示しないインクの排出口をさらに有する。圧電素子１３０と圧電素子１４０は、一つの圧電素子材料の板材に、ダイシングによって切れ込みを入れることによって形成される。ノズル１００の直径は２０〜５０μｍであり、ノズル１００間のピッチは１００〜５００μｍである。一列当たりのノズル１００数は、１００〜３００である。
【００２１】
このように構成されたインクジェットヘッドは、次のように動作する。共通電極１２０と個別電極１２１との間に電圧を印可すると、圧電素子１３０が図４（Ａ）に示す状態から図４（Ｂ）に示す状態に変形する。圧電素子１３０が変形すると、圧力室１１０の容積が小さくなり、インクに圧力が加えられる。その圧力でインクがノズル１００から吐出する。
【００２２】
次に、インクジェット装置の塗布動作を説明する。
【００２３】
基板搬送ステージ４２は、図３（Ａ）に示す状態から図３（Ｂ）に示す状態へ移動する。この時、基板搬送ステージ４２上に載置された基板１に向けて、インクジェットヘッド５０からインクが吐出され、基板１の、インクが塗布されるべき領域４４にインクが塗布される。基板搬送ステージ４２の速度は、２０〜４００ｍｍ／ｓである。また、吐出周波数は、１，０００〜５，０００Ｈｚである。インクジェット装置は、基板搬送ステージ４２の位置を検出し、インクの吐出のタイミングを制御することで、ピクセルパターンを形成する。
【００２４】
ピクセルパターンを形成するために、ノズル１００から吐出される液滴の吐出角度のバラツキを小さくする必要がある。一般的な吐出角度のバラツキの最大許容値は、１０ｍｒａｄ〜５０ｍｒａｄである。ノズル１００からインクの液滴が真っ直ぐ吐出されない現象は、一般に飛行曲がりと呼ばれる。ノズル１００の加工精度、ノズル１００の撥液膜の劣化、インク材料の拭き残りなどの原因によって、生産の初期と生産の途中との間で、インクの吐出角度のバラツキが生じることがある。
【００２５】
そのバラツキを補正するために、特許文献１には、ノズルの周辺に圧電素子を設け、インクの吐出方向を制御する技術が開示されている。図５は、特許文献１のインクジェットヘッドを示している。１３がノズルである。電極２１、２３によって圧電素子２２に電圧を印加し、圧電素子２２および振動板１８を変形させることでインクを吐出する。同時に、圧電素子２２によってノズル１３の出口にある薄板材１６を変形させ、インクの吐出方向を制御する。
【００２６】
さらに、圧力室を隔てる隔壁と、ダイヤフラムを介して圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、ダイヤフラムを介して隔壁に当接する圧電素子Ｂと、を有するインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献２〜７参照。）。中でも、圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂの両方に電気回路が接続され、圧電素子Ａが圧力室に向けて伸長したときに、この圧力室を形成する一対の隔壁に対して圧電素子Ｂが伸長又は縮退するインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献４及び５参照。）。或いは、ノズルの整列方向における圧電素子Ａとダイヤフラムとの接触幅、圧電素子Ｂとダイヤフラムとの接触幅、及び、隔壁とダイヤフラムとの接触幅が、それぞれ圧電素子Ａ、圧電素子Ｂ、及び隔壁の幅よりも小さく、かつ各接触幅の大小関係が設定されているインクジェット装置が知られている（例えば、特許文献６及び７参照。）。
【００２７】
その他にも、隔壁と圧電素子Ａとダイヤフラムとを有し、前記隔壁が、異なる剛性を有する複数の層の積層体であるインクジェット装置（例えば、特許文献８及び９参照。）；圧力室の天井と一体的に設けられている隔壁と圧電素子Ａとを有するインクジェット装置であって、圧電素子Ａの伸長によって天井を押圧して前記隔壁を変形させることで、圧力室内のインクを加圧するインクジェット装置（例えば、特許文献１０参照。）；が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２０１０−２１４８５１号公報
【特許文献２】特開平９−３９２３４号公報
【特許文献３】米国特許第６１７６５７０号明細書
【特許文献４】特開平１１−１１５１８１号公報
【特許文献５】米国特許第６０５３６０１号明細書
【特許文献６】特開平８−１６４６０７号公報
【特許文献７】米国特許第５８１８４８２号明細書
【特許文献８】特開２００５−２８０４３９号公報
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／０１９５２２８号明細書
【特許文献１０】特開平７−５２３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
今後、有機ＥＬディスプレイの高精細化に伴い、インクの吐出方向を制御し、インクの吐出角度のバラツキを抑制することがますます重要になる。インクの吐出のバラツキの要因としては、ノズルの加工精度、ノズルの撥液膜の劣化、インク材料の拭き残りなどがある。
【００３０】
図５のインクジェットヘッドは、薄板材１６によってノズルの向きを変化させている。このため、インクの吐出方向を十分に制御できないという問題があった。インクの吐出方向を十分に制御できないと、インクの吐出角度のバラツキを補正できない。そのため、大掛かりなメンテナンスが必要となり、インクジェット装置の稼働率が低下する。また、インクの吐出角度のバラツキが十分に抑えられていないインクジェット装置で有機ＥＬディスプレイを生産していると、生産途中で混色などの不良が発生し、製品の歩留まりが低下する。
【００３１】
その他のインクジェット装置は、インクジェット装置の組み立て時に、圧電素子、ダイヤフラム、及び隔壁を、ダイヤフラムを所望の形状に変形させる位置に配置する観点から、改善の余地が残されている。
【００３２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、インクの吐出方向のバラツキが抑制されており、好ましくは、インクの吐出方向の制御範囲が広いインクジェット装置を提供する。それにより、電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりをより高められるインクジェット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的を達成するために、本発明は、以下のインクジェット装置を提供する。
［１］インクを吐出する複数のノズルと、前記各ノズルに連通する圧力室と、前記各圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、前記圧力室間に配置される隔壁と、前記隔壁を支える圧電素子Ｂと、前記隔壁と圧電素子Ｂとの間に介在し、かつ圧電素子Ａに接触するダイヤフラムと、を有するインクジェット装置において、
前記ノズルが配列される方向をＸ方向としたとき、圧電素子Ａと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ１と、圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ２と、圧電素子ＡにおけるＸ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＸ方向の幅Ｌ４とが、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１を満たし、
Ｘ方向及び前記ノズルの軸に直交する方向をＹ方向としたとき、圧電素子ＡにおけるＹ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＹ方向の幅Ｗ１と、圧電素子Ａ又は圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＹ方向の幅Ｗ２とが、Ｗ２＞Ｗ１を満たす、インクジェット装置。
［２］前記ダイヤフラムに対して圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂ側に配置され、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路および前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｘを介して前記インク供給流路と前記圧力室のそれぞれとを連通するインク入口流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｙを介して前記圧力室のそれぞれと前記インク排出流路とを連通するインク出口流路と、
をさらに有する、［１］に記載のインクジェット装置。
［３］前記隔壁と前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅をＬ３としたときに、Ｌ２＞Ｌ３をさらに満たす、［１］又は［２］に記載のインクジェット装置。
［４］貫通孔Ｘは、メッシュ状である、［１］〜［３］のいずれかに記載のインクジェット装置。
【００３４】
［５］前記隔壁の圧縮剛性が前記圧力室の他の壁の圧縮剛性よりも低い、［１］〜［４］のいずれかに記載のインクジェット装置。
［６］前記圧力室の間に、少なくとも２つの前記隔壁と、前記隔壁を支える少なくとも２つの圧電素子Ｂとを有する、［１］〜［５］のいずれかに記載のインクジェット装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂとダイヤフラムとの配置のずれ、及びダイヤフラムと隔壁との配置のずれ、によるインクの吐出の不良をより少なくすることができる。さらに好ましくは、本発明では、圧力室の形状を変形できるため、圧力がかかる方向を変えることもできる。これにより、インクの吐出方向の制御範囲を広くすることができる。その結果、インクの吐出方向のバラツキを確実に補正できる。
【００３６】
以上のように、本発明は、インクの吐出方向のバラツキを補正でき、さらに好ましくはインクの吐出方向の制御範囲が広いインクジェット装置を提供することができる。また本発明は、電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりをより高められるインクジェット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】有機ＥＬパネルの断面図
【図２】有機ＥＬパネルの平面図
【図３】インクジェット装置の概観図
【図４】従来のインクジェットヘッドの概略図
【図５】特許文献１記載のインクジェットヘッドを示す図
【図６】本発明の実施の形態１のインクジェットヘッドの構成を概略的に示す図
【図７】図６のインクジェットヘッドを切断した断面を示す図
【図８】インク吐出時のダイヤフラム１１２の形状を示す図
【図９】インク吐出時の圧電素子の形状とダイヤフラム１１２の形状を示す図
【図１０】実施の形態１における変形例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１のインクジェットヘッドの断面図
【図１２】本発明の実施の形態２のインクジェットヘッドを示す図
【図１３】本発明の実施の形態２の隔壁１１１の作製方法を説明する図
【図１４】本発明の実施の形態３のインクジェットヘッドを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１のインクジェット装置が有するインクジェットヘッドをノズルの軸方向に沿って見たときの、インクジェットヘッドの構成の概略を示している。図６のインクジェットヘッドは、方向Ｘに沿って配置されるインク供給流路１１６及びインク排出流路１１７、方向Ｙにおけるインク供給流路１１６とインク排出流路１１７との間に配置される複数の圧力室１１０、圧力室１１０のそれぞれと外部とを連通するノズル１００、圧力室１１０のそれぞれを隔てる隔壁１１１、圧力室１１０とインク供給流路１１６とを連通するインク入口流路１１８、及び、圧力室１１０とインク排出流路１１７とを連通するインク出口流路１１９、を有している。方向Ｘは、ノズル１００が配列する方向であり、インクジェットヘッドの長手方向を示している。方向Ｙは、方向Ｘ及びノズル１００の軸に直交する方向であり、インクジェットヘッドの短手方向を示している。
【００４０】
図７（Ａ）は、図６のインクジェットヘッドを図６中のＡ−Ａ線で切断したときの切断面を示している。図７（Ｂ）は、図６のインクジェットヘッドを図６中のＢ−Ｂ線で切断したときの切断面を示している。図７（Ａ）に示すように、圧力室１１０は、ノズル１００を有するノズルプレート１０１と、ノズルプレート１０１から起立する隔壁１１１と、隔壁１１１の上面に接着するダイヤフラム１１２と、によって構成されている。ダイヤフラム１１２を介した圧力室１１０の上には、圧電素子１３１または１３２が配置され、ダイヤフラム１１２を介した隔壁１１１の上には、それぞれ圧電素子１４１、１４２または１４３が配置されている。圧電素子１３１、１３２は、圧力室に圧力を加える圧電素子Ａに相当する。圧電素子１４１、１４２、１４３は、隔壁を支える圧電素子Ｂに相当する。
【００４１】
図６および図７に示されるインクジェットヘッドにおいて、各ディメンションは特に制限されないが、例えば、ノズル１００の直径は２０〜５０μｍであり；ノズル１００間のピッチは１００〜５００μｍであり；ノズル１００の一列当たりの数は１００〜３００でありうる。さらに、ノズルプレート１０１の厚みは３０〜１００μｍであり；圧力室１１０の幅は５０〜２００μｍであり；隔壁１１１の幅は５０〜１００μｍであり；ダイヤフラム１１２の厚みは５〜２０μｍでありうる。圧電素子等の幅は５０〜１００μｍであり、圧電素子等の高さは５００〜１，０００μｍである。
【００４２】
図７（Ａ）に示されるように、圧電素子１３１、１３２のそれぞれには、共通電極１２０が接続されている。さらに、圧電素子１４１、１４２、１４３のそれぞれにも、共通電極１２０が接続されていてもよい。共通電極１２０のそれぞれは、方向制御回路１２３に接続されている。
【００４３】
圧電素子１３１、１３２のそれぞれには、個別電極１２１が接続されている。さらに、圧電素子１４１、１４２、１４３のそれぞれにも、個別電極１２１が接続されていてもよい。個別電極１２１のそれぞれは、駆動回路１２２に接続されている。
【００４４】
以下において、圧電素子１３１、１３２および圧電素子１４１、１４２、１４３を総称して「圧電素子等」とも言う。
【００４５】
図７（Ａ）に示されるように、ダイヤフラム１１２は、圧電素子の先端に接触する複数の凸部５１と、圧電素子の先端に接触する複数の凸部５２とを有している。ダイヤフラム１１２は、例えばニッケル−コバルト合金の薄板である。凸部５１、５２は、いずれも、めっきによって形成される。
【００４６】
凸部５１は、いずれも、圧電素子１３１、１３２の端面の方向Ｘにおける中央に接触している。凸部５２は、いずれも、圧電素子１４１、１４２、１４３の端面の方向Ｘにおける中央に接触している。方向Ｘにおける凸部５１の中心と凸部５２の中心との距離は、隣り合う圧電素子圧電素子の中心間の距離と同じである。
【００４７】
圧電素子１３１、１３２と接触する凸部５１の幅Ｌ１は、例えば４０〜５５μｍである。圧電素子１４１、１４２、１４３に接触する凸部５２の幅Ｌ２は、例えば５０〜６５μｍである。
【００４８】
隔壁１１１は、ダイヤフラム１１２の下面と接触する凸部５３を有している。隔壁１１１は、例えばステンレスの薄板の積層体である。凸部５３は、隔壁１１１の端面の方向Ｘにおける中央に配置されている。凸部５３の材料は、隔壁１１１に接合する金属（例えば隔壁１１１の材料）であり、凸部５３は、熱拡散接合によって形成される。ダイヤフラム１１２と接触する部分の凸部５３の幅Ｌ３は、例えば４０〜６０μｍである。
【００４９】
Ｘ方向における圧電素子等の幅Ｌ４は、いずれも同じであり、５０〜２００μmであってよく、例えば６０〜８０μｍである。圧電素子等は、圧電素子材料の板材に等間隔でダイシングによって切れ込みを入れることによって形成される。
【００５０】
本実施の形態１において、Ｌ１〜Ｌ４は、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１の関係を有し、さらにＬ２＞Ｌ３の関係を満たすことが更に好ましい。
【００５１】
Ｌ１とＬ２との差は１０〜２０μｍであることが好ましい。Ｌ１とＬ４との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。Ｌ２とＬ３との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。Ｌ２とＬ４との差は１０〜３０μｍであることが好ましい。
【００５２】
このように、圧電素子等の幅Ｌ４は、圧電素子１３１、１３２とダイヤフラム１１２との接触幅Ｌ１よりも大きい。よって、ダイヤフラム１１２と圧電素子等とが位置決め時に方向Ｘにおいてずれたとしても、圧電素子１３１、１３２が凸部５１に確実に接触する。よって、圧力室１１０の方向Ｘにおける中央でダイヤフラム１１２を圧電素子１３１、１３２によって確実に押圧することができる。
【００５３】
また、圧電素子等の幅Ｌ４は、圧電素子１４１、１４２、１４３とダイヤフラム１１２との接触幅Ｌ２と同じか、それよりも大きい。よって、ダイヤフラム１１２と圧電素子等とが位置決め時に方向Ｘへずれたとしても、圧電素子１４１、１４２、１４３が凸部５２に確実に接触する。よって、圧電素子１４１、１４２、１４３によって、凸部５３を介して隔壁１１１を押圧することができる。
【００５４】
さらに、Ｌ１はＬ２よりも小さい。このため、凸部５１は、凸部５２に比べて、方向Ｘにおいて圧電素子等からはみ出しにくい。
【００５５】
また凸部５２の幅Ｌ２は、凸部５３の幅Ｌ３よりも大きいことが好ましい。それにより、凸部５３は、方向Ｘにおいて凸部５２からはみ出しにくい。凸部５３が方向Ｘにおいて凸部５２から圧力室１１０側にはみ出していない場合では、ダイヤフラム１１２は、圧電素子１３１、１３２の伸長時に、凸部５２の端から変形する（図８参照）。したがって、凸部５３が方向Ｘにおいて凸部５２からはみ出さなければ、凸部５３は、ダイヤフラム１１２の変形時の形状に影響を及ぼさない。よって、圧力室１１０を一定に加圧することができる。
【００５６】
図７（Ｂ）に示されるように、ダイヤフラム１１２に対して圧電素子１３１側には、インク供給流路１１６とインク排出流路１１７が配置されている。ダイヤフラム１１２に対して圧力室１１０側には、インク入口流路１１８とインク出口流路１１９が配置されている。インク供給流路１１６とインク入口流路１１８は、ダイヤフラム１１２に開けられている穴５５を介して連通している。インク排出流路１１７とインク出口流路１１９は、ダイヤフラム１１２に開けられている穴５６を介して連通している。穴５５は貫通孔Ｘに相当し、穴５６は貫通孔Ｙに相当している。
【００５７】
圧電素子等の方向Ｙにおける幅Ｗ１は、いずれも同じであり、例えば４０〜８０μｍである。また、圧電素子等と接触する凸部５１の方向Ｙにおける幅Ｗ２は、いずれも同じであり、例えば５０〜２００μｍである。また、圧電素子等の方向Ｙにおける両端縁には、図７（Ｂ）に示されるように、テーパ面１３４が形成されている。テーパ面１３４の寸法は、例えばＣ０．１〜０．２μｍである。
【００５８】
本実施の形態１において、Ｗ１及びＷ２は、Ｗ２＞Ｗ１の関係を満たす。Ｗ１とＷ２との差は２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００５９】
このように、圧電素子等のＹ方向の幅Ｗ１は、凸部５１のＹ方向の幅Ｗ２よりも小さい。このため、圧電素子等は、方向Ｙにおいて凸部５１からはみ出しにくい。圧電素子等は、伸長時、図９に示すように、方向Ｙにおける中央部が最も突出するように変形する。このため、圧電素子等が方向Ｙにおいて凸部５１からはみ出さなければ、圧電素子等の伸長時における長さの最大の変位量がダイヤフラム１１２に確実に伝わる。よって、圧力室１１０上のダイヤフラム１１２や隔壁１１１を一定に押すことができる。
【００６０】
本実施の形態において、インク供給流路１１６のインクは、圧電素子１３１、１３２が、例えば伸長した状態から収縮する時に圧力室１１０に生じる負圧によって、穴５５及びインク入口流路１１８を介して圧力室１１０に供給される。圧力室１１０に供給されたインクの一部は、圧電素子１３１、１３２の伸長による圧力室１１０への加圧によってノズル１００から吐出され、残りはインク出口流路１１９及び穴５６を介してインク排出流路１１７に排出される。インク排出流路１１７のインクは、インク供給流路１１６へ供給され、再びインクとして利用される。
【００６１】
本実施の形態では、Ｗ１がＷ２よりも小さいことから、ダイヤフラム１１２に対して圧電素子等側にインク供給流路１１６とインク排出流路１１７とを配置することができる。ダイヤフラム１１２に対して圧電素子等側の体積は、ダイヤフラム１１２に対して圧力室側の体積よりも一般に大きいことから、インク供給流路１１６の容積及びインク排出流路１１７の容積をより大きくすることができる。このため、インクの循環量をより多くすることができる。
【００６２】
さらに、穴５５がメッシュ状であると、インク中の異物の圧力室１１０への侵入を防ぐことができる。メッシュ状の穴５５は、穴５５の開口部にメッシュを配置することによって形成することができる。或いは、複数のより細かい穴の集合によって穴５５を構成することによって、メッシュ状の穴５５を形成することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、図１０（Ａ）に示すように、ダイヤフラム１１２に代えてダイヤフラム１７２を用いてもよい。ダイヤフラム１７２は、方向Ｙにおける圧力室１１０のインク出口流路１１９側に、薄肉部１７３を有している。ノズル１００は、薄肉部１７３に対向する位置に形成されている。このような構成は、ノズル１００からのインクの吐出や、インク出口流路１１９へのインクの排出をより円滑に行うのに有効である。
【００６４】
また、本実施の形態では、ダイヤフラム１１２に凸部５１及び凸部５２を設けているが、ダイヤフラム１１２に凸部５１、５２を設けず、圧電素子１３１、１３２に凸部５１を設け、圧電素子１４１、１４２、１４３に凸部５２を設けてもよい。例えば図１０（Ｂ）に示すように、圧力素子等が方向Ｙにおいてダイヤフラム１１２と接触する凸部１３５をさらに有していてもよい。凸部１３５は、例えば、方向Ｙにおける圧力素子１３１の両端縁に矩形の切り欠き部１３６を設けることによって形成される。方向Ｙにおける切り欠き部１３６の幅Ｗ３は、例えば５０〜１００μｍである。図１０（Ｂ）における圧電素子１３１の奥行き（図７（Ａ）におけるＬ４）は、例えば１００〜２００μｍである。凸部１３５は、方向Ｙにおいて、凸部５１からより一層はみ出しにくい。よって、圧力室１１０上のダイヤフラム１１２や隔壁１１１を一定に押すのに有効である。凸部を有する圧電素子等は、ダイシングの幅と深さとを調整すること（例えば、狭い幅で深くダイシングした後に、広い幅で浅くダイシングすること）によって形成することができる。また、隔壁１１１に凸部５３を設けずに、ダイヤフラム１１２に凸部５３を設けてもよい。
【００６５】
次に、圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの吐出が、紙面右方向に飛行曲がりした場合の飛行曲がりの補正を、図１１を参照しながら説明する。図１１（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１１（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時のインクジェットヘッドを概略的に示している。以下の図１１〜図１４では、凸部５１〜５３を省略している。
【００６６】
飛行曲がりは、一般に、製品となるパネルにインクを吐出する前に、ダミーパネルなどにインクを吐出し、着弾したインクの液滴を画像処理して検出する。飛行曲がりは、ノズル１００の表面の撥液膜の劣化などが原因で発生する。
【００６７】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、本実施の形態のインクジェットヘッドは、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１を支える圧電素子１４２に方向制御回路１２３から電圧を印加し、圧電素子１４２を伸長させる。その結果、図１１（Ｂ）に示すように、圧電素子１４２によって支持される隔壁１１１が変形する。この変形によって、圧力室１１０の紙面右側の体積が減少する。
【００６８】
この状態で、駆動回路１２２から圧電素子１３１に電圧を印加し、圧電素子１３１を伸長させる。すると、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように圧力室１１０の体積が小さくなり、圧力室１１０の圧力が上がる。圧力室１１０の右側の体積が、その圧力室１１０の左側の体積に比べて小さいので、その圧力室１１０の右側の圧力の方が、その圧力室１１０の左側の圧力より高くなる。このため、圧電素子１３１の伸長によって、インクを左に吐出させようとする力が働く。その結果、右方向への飛行曲がりが補正されて、飛行曲がりのないインクの吐出が可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施の形態は、圧力室１１０の形状を変形させ、インクを吐出させる圧力の方向Ｘにおけるバランスを変える。このため、ノズル１００の先端の向きだけを制御する特許文献１のインクジェットヘッドなどに比べて、インクの吐出方向の制御範囲を広くすることができる。その結果、インクの吐出方向のバラツキを確実に補正することができる。
【００７０】
なお、上記説明においては、圧力室１１０の一方の隔壁１１１を支える圧電素子１４２を伸長させたが、圧電素子１４２の伸長と同時に、その圧力室１１０の他方の隔壁１１１を支える圧電素子１４１を縮小させると、右方向への飛行曲がりをより強く規制する観点から、より効果的である。圧電素子１４１、１４２への電圧の印加は連続的であることが望ましい。圧電素子１３１、１３２には、周期的に電圧を印加することがあるが、圧電素子１４１、１４２、１４３に周期的に電圧を印加すると、圧電素子等の発熱および圧電素子等の劣化の原因となることがある。また、圧電素子１４１、１４２、１４３に印加する電圧は、飛行曲がりに応じて変えることが望ましい。すなわち、飛行曲がりが大きい時は、圧電素子に印加する電圧を大きくし、飛行曲がりが小さい時は、圧電素子１４１、１４２、１４３に印加する電圧も小さくする。
【００７１】
また、インクジェット装置を電子デバイスの製造に用いたときの製品の歩留まりのさらなる向上のみを目的とする場合では、図４（Ａ）に示されるような、圧電素子１３１、１３２のみに共通電極１２０と個別電極１２１とが配置される構成；と、図７に示す、圧電素子等とダイヤフラム１１２との接触部における特定の接触幅、及びダイヤフラム１１２と隔壁１１１との接触部における特定の接触幅、を含む構成；とからなるインクジェットヘッドを構築する。これにより、ダイヤフラム１１２と圧電素子等、或いはダイヤフラム１１２と隔壁１１１との位置決め時における方向Ｘ又は方向Ｙへの多少のずれに関わらず、圧力室１１０に対してダイヤフラム１１２が一定に変形するインクジェット装置を得ることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２のインクジェットヘッドの図である。図１２（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１２（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１２において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７３】
本実施の形態のインクジェットヘッドは、実施の形態１のインクジェットヘッドに比べて、隔壁１１１の圧縮剛性（圧縮に対する剛性）を圧力室１１０の他の壁より低くしている。具体的には、隔壁１１１が空洞１１５を有する。
【００７４】
空洞１１５を有するステンレス製の隔壁１１１の作製方法を、図１３を用いて説明する。図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、隔壁１１１を構成する部材のそれぞれを、図１２のノズル１００の軸方向に沿って見た図である。各部材は、一般にＳＵＳなどの金属で作られている。図１３に示す３枚のステンレス鋼の薄板を、例えば上からＡ、Ｂ、Ｃの順で重ねて、重ねた薄板を熱拡散接合することによって、図１２に示す空洞１１５を有する隔壁１１１を作製することができる。
【００７５】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、実施の形態１と同様に、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１を支える圧電素子１４２を伸長させ、図１２（Ｂ）に示すように圧電素子１４２に対応する隔壁１１１を変形させ、インクの右方向への飛行曲がりを補正する。こうして、実施の形態１と同様に、インクの吐出方向のバラツキを補正する。
【００７６】
本実施の形態は、隔壁１１１の内部に空洞１１５を有するので、圧力室１１０の形状をより効率的に変形することができる。すなわち、一定の電圧を圧電素子１４２に印加した時に、本実施の形態における圧力室１１０の体積の変化は、実施の形態１における圧力室１１０の体積の変化よりも大きい。よって、インクの吐出方向のバラツキをより確実に補正することができる。
【００７７】
（実施の形態３）
図１４は、本発明の実施の形態３のインクジェットヘッドの図である。図１４において、図１１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図１４（Ａ）は、飛行曲がりの補正動作前における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。図１４（Ｂ）は、飛行曲がりの補正動作時における本実施の形態のインクジェットヘッドを概略的に示している。
【００７８】
本実施の形態のインクジェットヘッドは、隣り合う圧力室１１０、１１３の間に２つの隔壁１１１ａ、１１１ｂを有し、隔壁１１１ａを支える圧電素子１４２ａと、隔壁１１１ｂを支える圧電素子１４２ｂとを有する点で、実施の形態１のインクジェットヘッドと異なっている。
【００７９】
圧電素子１３１に対応するノズル１００からのインクの、紙面右方向への飛行曲がりを検出した場合、実施の形態１と同様に、そのノズル１００の紙面右側の隔壁１１１ａを支える圧電素子１４２ａを伸長させ、図１４（Ｂ）に示すように圧電素子１４２ａに対応する隔壁１１１ａを変形させ、インクの右方向への飛行曲がりを補正する。こうして、実施の形態１と同様に、インクの吐出方向のバラツキを補正する。
【００８０】
本実施の形態は、圧力室１１０、１１３間に二つの隔壁１１１ａ、１１１ｂを有する。このため、隔壁１１１ａの変形によって、隣りの圧力室１１３の形状が変形しない。よって、隣り合うノズル１００が同時にインクを吐出する場合でも、一方のノズル１００におけるインクの吐出方向のバラツキを、他方のノズル１００におけるインクの吐出に影響を及ぼさずに、確実に補正することができる。このため、この補正によるクロストークを抑制することができる。本実施の形態は、隣り合うノズル１００から同時にインクを吐出するインクジェットヘッドに好適である。なお、実施の形態１、２のは、本実施の形態に比べて、ノズル１００間のピッチをより小さくすることができる。このため、実施の形態１、２は、実施の形態３に比べて、インクを製品により高密度に着弾させることができる。実施の形態１、２は、インクを均一に塗布する用途のインクジェットヘッドに好適である。
【００８１】
本出願は、２０１１年４月２０日出願の特願２０１１−０９３７４８に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、有機ＥＬの発光層の塗布や、カラーフィルターの色材料の塗布に使用されるインクジェット装置に適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 基板
１３、１００ ノズル
１６ 薄板材
１８ 振動板
２１、２３ 電極
２２、１３０、１３１、１３２、１４０、１４１、１４２、１４２ａ、１４２ｂ、１４３ 圧電素子
３１ バンク（隔壁）
３２ 陰極
３３ 陽極
４１ 架台
４２ 基板搬送ステージ
４３ ガントリー
４４ 領域
５０ インクジェットヘッド
５１〜５３、１３５ 凸部
５５、５６ 穴
１０１ ノズルプレート
１１０、１１３ 圧力室
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 隔壁
１１２、１７２ ダイヤフラム
１１５ 空洞
１１６ インク供給流路
１１７ インク排出流路
１１８ インク入口流路
１１９ インク出口流路
１２０ 共通電極
１２１ 個別電極
１２２ 駆動回路
１２３ 方向制御回路
１３４ テーパ面
１３６ 切り欠き部
１７３ 薄肉部
３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂ 発光層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルと、前記各ノズルに連通する圧力室と、前記各圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、前記圧力室間に配置される隔壁と、前記隔壁を支える圧電素子Ｂと、前記隔壁と圧電素子Ｂとの間に介在し、かつ圧電素子Ａに接触するダイヤフラムと、を有するインクジェット装置において、
前記ノズルが配列される方向をＸ方向としたとき、圧電素子Ａと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ１と、圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ２と、圧電素子ＡにおけるＸ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＸ方向の幅Ｌ４とが、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１を満たし、
Ｘ方向及び前記ノズルの軸に直交する方向をＹ方向としたとき、圧電素子ＡにおけるＹ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＹ方向の幅Ｗ１と、圧電素子Ａ又は圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＹ方向の幅Ｗ２とが、Ｗ２＞Ｗ１を満たす、
インクジェット装置。
【請求項２】
前記ダイヤフラムに対して圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂ側に配置され、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路および前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｘを介して前記インク供給流路と前記圧力室のそれぞれとを連通するインク入口流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｙを介して前記圧力室のそれぞれと前記インク排出流路とを連通するインク出口流路と、
をさらに有する、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記隔壁と前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅をＬ３としたときに、Ｌ２＞Ｌ３をさらに満たす、請求項１又は２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
貫通孔Ｘは、メッシュ状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記隔壁の圧縮剛性が前記圧力室の他の壁の圧縮剛性よりも低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記圧力室の間に、少なくとも２つの前記隔壁と、前記隔壁を支える少なくとも２つの圧電素子Ｂとを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルと、前記各ノズルに連通する圧力室と、前記各圧力室に圧力を加える圧電素子Ａと、前記圧力室間に配置される隔壁と、前記隔壁を支える圧電素子Ｂと、前記隔壁と圧電素子Ｂとの間に介在し、かつ圧電素子Ａに接触するダイヤフラムと、を有するインクジェット装置において、
前記ノズルが配列される方向をＸ方向としたとき、圧電素子Ａと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ１と、圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅Ｌ２と、圧電素子ＡにおけるＸ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＸ方向の幅Ｌ４とが、Ｌ４≧Ｌ２＞Ｌ１を満たし、
Ｘ方向及び前記ノズルの軸に直交する方向をＹ方向としたとき、圧電素子ＡにおけるＹ方向の幅及び圧電素子ＢにおけるＹ方向の幅Ｗ１と、圧電素子Ａ又は圧電素子Ｂと前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＹ方向の幅Ｗ２とが、Ｗ２＞Ｗ１を満たす、
インクジェット装置。
【請求項２】
前記ダイヤフラムに対して圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂ側に配置され、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路および前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｘを介して前記インク供給流路と前記圧力室のそれぞれとを連通するインク入口流路と、
前記ダイヤフラムに対して前記隔壁側に配置され、前記ダイヤフラムに形成された貫通孔Ｙを介して前記圧力室のそれぞれと前記インク排出流路とを連通するインク出口流路と、
をさらに有する、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記隔壁と前記ダイヤフラムとが接触する部分におけるＸ方向の幅をＬ３としたときに、Ｌ２＞Ｌ３をさらに満たす、請求項１又は２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
貫通孔Ｘは、メッシュ状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記隔壁の圧縮剛性が前記圧力室の他の壁の圧縮剛性よりも低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記圧力室の間に、少なくとも２つの前記隔壁と、前記隔壁を支える少なくとも２つの圧電素子Ｂとを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２３２２９０（Ｐ２０１２−２３２２９０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１９９９（Ｐ２０１２−５１９９９）
【出願日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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