(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化インクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド底面のノズル孔列２１Ｎ に沿って設けられた２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによって、基板ステージの複数領域にて変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離を測定する。ノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度を演算する。回転軸２４に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッド２１の最適なヘッド取付け角度を算出する。インクジェットヘッド取付け角度を回動調整する。【選択図】図１
2010162800.tif 000002
【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孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け位置調整方法において、
インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、
上記２つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、
上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、
上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を、前記基板ステージ表面平行平面内の前記相対移動可能範囲内の複数領域でそれぞれ求める距離演算工程と、
上記相対移動可能範囲内の複数領域において、上記ノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含むことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドのインクを吐出する前には、前記算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッドを各領域にて相対移動させる垂直方向相対移動工程を含むことを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記ヘッド取付け角度調整工程の後、
前記２つ以上の変位センサによって、該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、
上記２つ以上の変位センサによる該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、
上記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線とのなす角度の演算結果から、該メンテナンス機構の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、
上記メンテナンス機構の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含むことを特徴とする請求項１，２又は３記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項５】
前記基準面距離測定工程の後、前記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線の該直線上における第２の点との間の距離を演算するメンテナンス機構距離演算工程と、
インクジェットヘッドのメンテナンス時に要求される上記ノズル孔列直線とメンテナンス機構との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含むことを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項６】
前記メンテナンス機構設置角度調整工程及びメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程の後、インクジェットヘッドのメンテナンス時には前記垂直方向に相対移動させるべき距離に基づいてインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド取付け位置調整方法。
【請求項７】
インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のヘッド位置制御方法において、
上記インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、
上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、
上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、
上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含むことを特徴とするインクジェット装置のヘッド位置制御方法。
【請求項８】
前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、インクジェットヘッドのメンテナンス前に、
インクジェットヘッドをメンテナンス機構の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、
上記インクジェットヘッドにおけるメンテナンス機構の上方位置での、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、
上記基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、
上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含むことを特徴とする請求項７記載のインクジェット装置のヘッド位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法に関するものであり、特に、インクジェットヘッドのノズル孔列と被吐出面である基板との距離、及びノズル孔列とメンテナンスユニットとの距離を最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式により液体材料を吐出するインクジェット装置において、高い着弾精度で液体材料を吐出するためには、液体材料を吐出するノズル孔と被吐出面である基板との距離を一定に保つ必要がある。
【０００３】
この要求に対処するため、例えば、特許文献１に開示された塗布描画装置１００では、図７に示すように、発光部１０１ａ及び受光部１０１ｂを有する光学式変位計測装置１０１を設け、この光学式変位計測装置１０１にて、ノズル１０２から吐出されるペーストが落下する基板１０３上のペースト塗布点１０３ａから見て、基板１０３及びノズル１０２の相対的に移動可能な平面内の直交する２方向に対して斜め方向の点を測定点１０３ｂとして、ノズル１０２の先端と基板１０３との間の間隔を計測するようにしている。これにより、基板１０３上のペーストが塗布される面でのうねり（平坦度）を検出し、検出されるうねりに基づいて、例えばノズル１０２を上下方向に変位させることにより、常にノズル１０２と基板１０３との間隔を所定の設定値になるようにしている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２に開示された塗布描画装置２００では、図８に示すように、ワーク２０１の表面を複数の液体塗布領域に区画し、各液体塗布領域への液体の塗布に先立って、その液体塗布領域内の２個所で、高さセンサ２０３ａ・２０３ｂにて液体塗布ノズル２０２ａ・２０２ｂにおけるワーク２０１の表面からの高さを計測すると共に、その計測結果に応じて液体塗布ノズル２０２ａ・２０２ｂの高さを補正し、この補正後の液体塗布ノズル高さを維持したまま、その液体塗布領域内での液体塗布を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４１７９号公報（１９９３年２月２日公開）
【特許文献２】特開平９−９９２６８号公報（１９９７年４月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１又は特許文献２のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法では、以下の問題点を有している。
【０００７】
すなわち、上述したように、インクジェットヘッドと描画面との距離を予め測定器により測定し、インクジェットヘッドと描画面との距離を一定値に調整するという技術は広く知られている。
【０００８】
ここで、ディスペンサに代表される単一のノズルを持つ塗付装置であればその先端は細く、描画面との距離測定は１箇所のみで足りる。しかし、インクジェットヘッドは複数のノズル孔を有するものが一般的である上に近年インクジェットヘッドの長尺化が進んでいるため、ノズル孔と被吐出面である基板との距離は一意に決まらず、ノズル孔列と被吐出面とのなす角度の影響が大きくなっている。この場合、２点以上でノズル孔と被吐出面との距離を測定し、ノズル孔列と被吐出面との角度ずれを測定する必要がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の塗布描画装置１００は、単一のノズル１０２を持つ塗付装置であるので、描画面との距離測定は１箇所のみとなっており、複数のノズルを持つ塗付装置については開示がない。
【００１０】
また、特許文献２に開示された塗布描画装置２００では、ノズル孔と被吐出面との距離を２点以上で測定するようになっているが、例えば２個の高さセンサ２０３ａ・２０３ｂによる２個所の測定値における平均値に基づいて液体塗布ノズル２０２ａ・２０２ｂの高さをＺ軸アクチュエータ２０４ａ・２０４ｂにて２個所の測定値における平均値となるようにそれぞれ独立に補正しているだけであり、ノズル孔列線と被吐出面との角度ずれまでは求めていない。この結果、被吐出面が角度ずれを起こしている場合には、液体塗布ノズル２０２ａ・２０２ｂの高さを平均高さとなるように位置調整することによって、誤差をプラスマイナスで相殺することにはなるが、両方の液体塗布ノズル２０２ａ・２０２ｂの高さのいずれもが真の高さとは異なったものとなってしまう。したがって、２点以上でのノズル孔と被吐出面との距離がいずれも略同じであるとはいえない。
【００１１】
近年では、インクジェット装置で塗布する基板も大型化が進み、インクジェットヘッドを搬送する駆動系の移動精度や、基板を搭載するステージの平面度もノズル孔と被吐出面との距離に影響してしまう。また、大型基板を対象としたインクジェット装置にてヘッド搬送の移動精度やステージ平面度を高い精度で要求すると、インクジェット装置の高コスト化の原因となる。さらに、ノズル孔列と被吐出面との角度ずれを把握するために単一の測定器で２点以上での距離を測定するとインクジェットヘッド搬送の誤差を含むために吐出時の角度ずれを正確に測定できない。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、上記課題を解決するために、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け位置調整方法において、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、上記２つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含むことを特徴としている。
【００１４】
上記の発明によれば、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する。
【００１５】
したがって、被吐出面である基板を保持する基板ステージの全域をある一定の大きさに設定した領域に区切り、少なくとも２つの変位センサにより各領域での変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定することになる。
【００１６】
次いで、上記の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する。この結果、各領域でのノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度が求まる。
【００１７】
次いで、ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出し、この最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整する。
【００１８】
これにより、ノズル孔列直線と基板ステージ表面とが平行になるようにインクジェットヘッドの角度調整を行うことができる。
【００１９】
具体的には、例えば、全ての領域におけるノズル孔列直線と基板ステージとの角度ずれの平均値を算出することができるので、この平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッドの取付け角度を調整し、基板ステージの平均傾きに対してヘッド取付け角度を最適化する。
【００２０】
この調整方法は、インクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサを用いて行っているため、インクジェットヘッドを搬送する駆動系の位置決め誤差も補正していることになる。このため、高い位置決め精度で装置を構成することが困難な大型のインクジェット装置に対して特に有用であると言える。
【００２１】
この結果、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法を提供することができる。
【００２２】
また、これにより、一定の着弾精度を実現するために求められる基板ステージの平行度及び平面度、ヘッド搬送精度の条件を緩めることができる。つまり、大型基板を対象とした高精度のインクジェット装置を安価に製造することができると言える。
【００２３】
尚、複数のノズル孔が直線上に並んでいるだけでなく、平面に複数列に分布している場合には、ノズル孔が存在する面と被吐出面との角度ずれを小さくする必要があるため、２点ではなく３点の距離を測定して平面の傾きを算出することになる。しかし、平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッドの取付け角度を調整する手法は同様である。
【００２４】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記少なくとも２つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を、前記基板ステージ表面平行平面内の前記相対移動可能範囲内の複数領域でそれぞれ求める距離演算工程と、上記相対移動可能範囲内の複数領域において、上記ノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含むことが好ましい。尚、直線上の第１の点は、例えば、ノズル孔列直線における両端のノズル孔の中心を選択することができる。
【００２５】
これにより、被吐出面である基板を保持する基板ステージの全域をある一定の大きさに設定した各領域において、ノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を演算により求める。次いで、上記各領域においてノズル孔列直線における該直線上の第１の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する。
【００２６】
この結果、基板ステージ表面がノズル孔列直線に対して傾斜している場合に、インクジェットヘッドを基板ステージ表面のある領域に水平移動したときに、その領域において、ノズル孔列直線上の第１の点が垂直方向において基準位置つまり一定の値よりもどれ位異なっているかを把握することができる。
【００２７】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記インクジェットヘッドのインクを吐出する前には、前記算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッドを各領域にて相対移動させる垂直方向相対移動工程を含むことが好ましい。
【００２８】
これにより、インクジェットヘッドのインクを吐出する前には、前記算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッドを各領域にて相対移動させる。
【００２９】
この結果、実際にインクジェット装置にインクを吐出するときには、各領域においてその距離が一定値になるようにヘッド高さを制御することによって、インクジェットヘッドと基板ステージとの距離を最適化することができる。
【００３０】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記ヘッド取付け角度調整工程の後、前記２つ以上の変位センサによって、該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、上記２つ以上の変位センサによる該変位センサとメンテナンス機構の基準面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、上記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線とのなす角度の演算結果から、該メンテナンス機構の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、上記メンテナンス機構の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含むことが好ましい。
【００３１】
これにより、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記同様に、変位センサを用いて、インクジェットヘッドのメンテナンス機構の基準面とノズル孔列直線とのなす角度を求めることによって、メンテナンス機構の角度の最適値を算出することができ、角度補正を行うことができる。
【００３２】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記基準面距離測定工程の後、前記メンテナンス機構の基準面と前記ノズル孔列直線の該直線上における第２の点との間の距離を演算するメンテナンス機構距離演算工程と、インクジェットヘッドのメンテナンス時に要求される上記ノズル孔列直線とメンテナンス機構との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含むことが好ましい。尚、上記第２の点は、前記第１の点と一致していてもよい。
【００３３】
これにより、メンテナンス機構とノズル孔列直線との垂直方向の距離も求めることができる。
【００３４】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、前記メンテナンス機構設置角度調整工程及びメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程の後、インクジェットヘッドのメンテナンス時には前記垂直方向に相対移動させるべき距離に基づいてインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させることが好ましい。
【００３５】
これにより、メンテナンス機構とノズル孔列直線との垂直方向の算出距離に基づいて、メンテナンスに最適な距離とする位置にインクジェットヘッド又はメンテナンス機構を垂直移動するように制御することができ、メンテナンス性も向上する。
【００３６】
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法は、上記課題を解決するために、インクを吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ及びインクジェットヘッドを基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のヘッド位置制御方法において、上記インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含むことを特徴としている。
【００３７】
上記の発明によれば、上記インクの吐出前に、インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、ノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定し、ノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する。
【００３８】
これにより、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供することができる。
【００３９】
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法では、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、インクジェットヘッドのメンテナンス前に、インクジェットヘッドをメンテナンス機構の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおけるメンテナンス機構の上方位置での、前記ノズル孔列直線とメンテナンス機構の基準面とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、上記基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含むことが好ましい。
【００４０】
これにより、前記インクジェットヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構を有する場合には、前記同様に、変位センサを用いて、インクジェットヘッドのメンテナンス機構の基準面とノズル孔列直線とのなす角度及び垂直方向の距離を求めることによって、メンテナンス機構の角度及び距離の最適値を算出することができ、インクジェットヘッドの角度補正及び距離補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、以上のように、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔の配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッドに一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサによって、上記基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、上記２つ以上の変位センサによる該変位センサと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、上記ノズル孔列直線と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッドの最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含む方法である。
【００４２】
本発明のインクジェット装置のヘッド位置制御方法は、以上のように、インクの吐出前に、上記インクジェットヘッドを上記基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、上記インクジェットヘッドにおける基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔を互いに結んでできるノズル孔列直線と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果からノズル孔列直線の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、上記算出工程でのノズル孔列直線の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列直線の角度補正、及びインクジェットヘッドの垂直方向相対移動を行う補正工程とを含む方法である。
【００４３】
それゆえ、インクジェットヘッドに複数のノズル孔が少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列の両端と被吐出面との距離をノズル孔列と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッドのヘッド搬送誤差、基板ステージの平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージの全領域でのノズル孔と被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法、及びインクジェット装置のヘッド位置制御方法を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は本発明におけるインクジェットヘッド取付け位置調整方法の実施の一形態を示すものであって、インクジェットユニットの構成を示す正面図であり、（ｂ）は上記インクジェットユニットの構成を示す側面図である。
【図２】上記インクジェットユニットを備えたインクジェット装置の全体構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は上記インクジェットユニットの全体構成を示す斜視図であり、（ｂ）は上記インクジェットユニットにおけるインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図４】上記インクジェット装置におけるメンテナンスユニットの構成を示す斜視図である。
【図５】上記メンテナンスユニットにおけるメンテナンスユニット上部の高さ調整機構の構成を示す斜視図である。
【図６】上記メンテナンスユニットの変形例の構成を示す斜視図である。
【図７】従来のインクジェットヘッド取付け位置調整方法を示す正面図である。
【図８】従来の他のインクジェットヘッド取付け位置調整方法を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４６】
本実施の形態のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法を説明するために、図２に示すような大型のインクジェット装置を例に挙げて説明する。
【００４７】
本実施の形態で使用するインクジェット装置１０は、図２に示すように、固定の大型の基板ステージ１と、インクジェットユニット２０と、このインクジェットユニット２０を水平面内で搬送する２軸の平面方向駆動装置２と、後述するインクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンスユニット３とを備えている。尚、２軸とは互いに直交するＸ軸及びＹ軸をいう。
【００４８】
上記インクジェットユニット２０の内部には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ノズル孔Ｎが一直線状に並んだノズル孔列直線としてのノズル孔列２１Ｎ を有するインクジェットヘッド２１と、このインクジェットヘッド２１を搭載し、該インクジェットヘッド２１を鉛直方向、つまり上記直交するＸ軸及びＹ軸にて形成される平面に直交するＺ軸方向に平行に設けられたヘッド鉛直方向駆動軸２２に沿って駆動される搬送機構としての鉛直方向駆動部材２３とが設けられている。
【００４９】
本実施の形態では、この鉛直方向駆動部材２３には、支持部材としての回転軸２４に回転自在に軸支されかつ任意の回転位置で固定できるヘッド取付け姿勢調整板２５が設けられており、このヘッド取付け姿勢調整板２５に上記のインクジェットヘッド２１が固定されている。
【００５０】
本実施の形態では、このヘッド取付け姿勢調整板２５におけるインクジェットヘッド２１の両端側に２つの変位センサ２６ａ・２６ｂが搭載されている。すなわち、変位センサ２６ａ・２６ｂは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド２１の近傍でノズル孔列２１Ｎ に平行な方向に距離Ｗの間隔で並べてヘッド取付け姿勢調整板２５に取り付けられている。このように、２つの変位センサ２６ａ・２６ｂは、ノズル孔列２１Ｎ の被吐出面に対する位置を測定するので、ノズル孔列２１Ｎ における両端のノズル孔Ｎの近傍に設置されていることが好ましい。
【００５１】
上記変位センサ２６ａ・２６ｂは、それぞれ、例えば、発光素子及び受光素子を有する光検知センサからなっており、発光素子からレーザーを出射し、上記基板ステージ１での反射光を受光素子にて受光することによって、各変位センサ２６ａ・２６ｂと大型基板ステージ１との距離が測定できるようになっている。
【００５２】
本実施の形態では、図２に示すように、基板ステージ１の内、４０００ｍｍ×４０００ｍｍの領域を吐出対象領域として決定し、その領域を縦横５０ずつの領域に分割している。この結果、一つの領域の寸法は８０ｍｍ四方となり、合計２５００の領域に分割されている。一つの領域の寸法は上記ノズル孔列２１Ｎ の長さを基準に決定している。
【００５３】
上記構成のインクジェット装置１０のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法について以下に説明する。尚、説明においては、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値の一般表示系をそれぞれ測定値ＬＡ ・ＬＢ とする。
【００５４】
第一に、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢ の基準出しを行う。基準出しの作業を行う場合には、図１（ａ）（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド２１の吐出面つまりノズル孔列２１Ｎ に平行でありかつその吐出面からの距離が既知（ＬＨ とする）である基準冶具１１を取付け、各変位センサ２６ａ・２６ｂによるその基準冶具１１までの距離の測定値を測定値ＬＡ０・ＬＢ０とする。この基準冶具１１は、基準出しの作業のときにのみ取り付ければよく、他の作業の際には取り外すものとする。
【００５５】
例えば、ある領域上にインクジェットヘッド２１を移動させ、そのときの２つの変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢの差が測定値ＬＡ０と測定値ＬＢ０との差に等しくなれば（ＬＡ −ＬＢ ＝ＬＡ０−ＬＢ０）、その領域は現状のノズル孔列２１Ｎ と平行であることになる。また、その領域とノズル孔列２１Ｎ との角度ずれθは（式１）で算出される。
【００５６】
θ＝ａｒｃｔａｎ（（（ＬＡ −ＬＢ）−（ＬＡ０−ＬＢ０））／Ｗ）  …（式１）
第二に、基板ステージ１における合計２５００個のそれぞれの領域上にインクジェットヘッド２１を移動させ、両変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢを記録する。その結果、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢの組が（ＬＡ１，ＬＢ１）から（ＬＡ２５００，ＬＢ２５００）まで２５００組得られる。ここで、この測定を行ったときの、ヘッド鉛直方向駆動軸２２での座標値は（ＬＺ０）であったとする。
【００５７】
（式１）によって現状のヘッド取付け姿勢におけるノズル孔列２１Ｎ と各領域とのなす角度（θ１〜θ２５００）が算出できる。これらの平均値（θＡｖｅ）が基板ステージ１とノズル孔列２１Ｎ との平均角度ずれとなる。
【００５８】
この角度ずれの平均値（θＡｖｅ）を相殺する方向にヘッド取付け姿勢調整板２５を回転軸２４の回りに回転させてヘッド取付け姿勢を補正することにより、基板ステージ１の平均傾斜に合った姿勢にインクジェットヘッド２１を取り付けられたことになる。すなわち、ヘッド取付け姿勢を最適化するためには、現状の取付け姿勢から−平均値（θＡｖｅ）だけヘッド姿勢を調整すればよいということになる。
【００５９】
この算出された角度の分だけ姿勢を変化させる作業も、変位センサ２６ａ・２６ｂを用いることによって、簡便に行うことができる。具体的には、ある平坦平面の上方に変位センサ２６ａ・２６ｂ及びインクジェットヘッド２１を移動させて、その状態での変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢの差を記録する。その２つの変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢの差が、前述の−平均値（θＡｖｅ）に相当する分だけ変化するようにインクジェットヘッド２１の取付け姿勢を調整すればよく、そのときに利用する平面の傾きは問われない。
【００６０】
今回使用したインクジェットヘッド２１では、ノズル孔列２１Ｎ の長さが７０ｍｍであり、測定された平均角度ずれの値は０．１５ｄｅｇ程であった。この場合、ノズル孔列２１Ｎ の中央のノズル孔Ｎを被吐出面から０．５ｍｍの位置まで近づけたとすると、一端のノズル孔Ｎと被吐出面との距離は０．５９ｍｍ、他端のノズル孔Ｎと被吐出面との距離では０．４１ｍｍとなってばらつきが発生してしまう。
【００６１】
ノズル孔Ｎから被吐出面までの距離は着弾精度に大きく影響するので、一定であることが好ましい。また、ノズル孔列２１Ｎ の長さが長くなれば、角度ずれが吐出面距離ばらつきに与える影響が大きくなるので、長尺のインクジェットヘッド２１では被吐出面とノズル孔列２１Ｎ との角度は最適化する必要性が大きい。
【００６２】
また、全ての領域での角度ずれを測定した場合に、最大値がある一定値以上であれば、ノズル孔列２１Ｎ の中央のノズル孔Ｎを被吐出面に０．５ｍｍまで近づけたときに、一端のノズル孔Ｎは被吐出面に接触してしまうという判断が可能である。本実施の形態では、角度ずれが０．８ｄｅｇ以上となる領域があれば、その領域ではインクジェットヘッド２１を降下させることができないと判断できる。
【００６３】
この結果、基板ステージ１の平均傾斜にノズル孔列２１Ｎ の角度を合わせることにより、インク吐出時のノズル孔Ｎ間の被吐出面までの距離のばらつきを抑えることができ、着弾精度の向上を実現することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法は、インクを吐出する複数のノズル孔Ｎを有するインクジェットヘッド２１と、被吐出面である基板を保持する基板ステージ１と、基板ステージ１及びインクジェットヘッド２１を基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる平面方向駆動装置２、ヘッド鉛直方向駆動軸２２及び鉛直方向駆動部材２３からなる搬送機構とを有するインクジェット装置１０のインクジェットヘッド取付け位置調整方法である。
【００６５】
このインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔Ｎの配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッド２１に一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する表面距離測定工程と、２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによる該変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Ｎを互いに結んでできるノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度を演算する角度演算工程と、ノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、支持部材であるか回転軸２４に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッド２１の最適なヘッド取付け角度を算出する最適角度算出工程と、上記最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整するヘッド取付け角度調整工程とを含む。
【００６６】
上記の構成によれば、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Ｎの配列方向に沿って設けられ、かつインクジェットヘッド２１に一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによって、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域にて該変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定する。
【００６７】
したがって、被吐出面である基板を保持する基板ステージ１の全域をある一定の大きさに設定した領域に区切り、少なくとも２つの変位センサ２６ａ・２６ｂにより各領域での変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離をそれぞれ測定することになる。
【００６８】
次いで、上記の測定結果から、インクジェットヘッド底面に直線上に配された複数のノズル孔Ｎを互いに結んでできるノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度を演算する。この結果、各領域でのノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度が求まる。
【００６９】
次いで、ノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とのなす角度の演算結果から、回転軸２４に回動自在に取り付けられたインクジェットヘッド２１の最適なヘッド取付け角度を算出し、この最適なヘッド取付け角度の算出値に基づいて、インクジェットヘッド取付け角度を回動調整する。
【００７０】
これにより、ノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ表面とが平行になるようにインクジェットヘッド２１の角度調整を行うことができる。
【００７１】
具体的には、例えば、全ての領域におけるノズル孔列２１Ｎ と基板ステージ１との角度ずれの平均値を算出することができるので、この平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッド２１の取付け角度を調整し、基板ステージ１の平均傾きに対してヘッド取付け角度を最適化する。
【００７２】
この調整方法は、インクジェットヘッド２１に一体的に取り付けられた少なくとも２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂを用いて行っているため、インクジェットヘッド２１を搬送する駆動系の位置決め誤差も補正していることになる。このため、高い位置決め精度で装置を構成することが困難な大型のインクジェット装置に対して特に有用であると言える。
【００７３】
この結果、インクジェットヘッド２１に複数のノズル孔Ｎが少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列２１Ｎ の両端と被吐出面との距離をノズル孔列２１Ｎ と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッド２１のヘッド搬送誤差、基板ステージ１の平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージ１の全領域でのノズル孔Ｎと被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド取付け位置調整方法を提供することができる。
【００７４】
また、これにより、一定の着弾精度を実現するために求められる基板ステージ１の平行度及び平面度、ヘッド搬送精度の条件を緩めることができる。つまり、大型基板を対象とした高精度のインクジェット装置を安価に製造することができると言える。
【００７５】
尚、複数のノズル孔Ｎが直線上に並んでいるだけでなく、平面に複数列に分布している場合には、ノズル孔が存在する面と被吐出面との角度ずれを小さくする必要があるため、２点ではなく３点の距離を測定して平面の傾きを算出することになる。しかし、平均角度ずれを相殺するように、インクジェットヘッド２１の取付け角度を調整する手法は同様である。
【００７６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
前記実施の形態１では、インクジェットヘッド２１の取付け姿勢つまり取付け角度の最適化について説明したが、本実施の形態では、被吐出面とノズル孔Ｎとの距離を最適化する方法について説明する。本実施の形態で使用したインクジェット装置１０は、前記実施の形態１で使用したインクジェット装置１０と同一であるため説明は省略する。
【００７８】
まず、被吐出面とノズル孔Ｎとの距離は、インクジェットの着弾精度に大きく影響し、大き過ぎる場合には着弾精度は悪化し、小さい場合には平面度誤差等の要因でインクジェットヘッド２１が基板ステージ１に干渉したり、インクジェットヘッド２１に付着した液体材料で被吐出面を汚したりしてしまう可能性が増す。
【００７９】
インクジェットユニット２を水平面内に搬送する２軸の平面方向駆動装置２がなす搬送平面の平面度、及び基板ステージ１のステージ平面の平面度がいずれも高く、両者の平行度も高いインクジェット装置１０であれば、実施の形態１のように、インクジェットヘッド２１の取付け姿勢が最適化されてさえいれば、インクジェットユニット２０が吐出対象領域のどこにある場合であっても、鉛直方向にインクジェットヘッド２１を一定距離だけ移動させることによって、インクジェットヘッド吐出面つまりノズル孔列２１Ｎと被吐出面との距離を一定とすることが可能である。
【００８０】
しかしながら、大型基板を処理するインクジェット装置１０では広い領域で高い位置決め精度のインクジェット搬送系を実現することは困難であり、実現するとすればコストも増加してしまう。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、実施の形態１で得られた変位センサ２６ａ・２６ｂの測定データから、ノズル孔列２１Ｎと被吐出面との距離をある一定の目標値となるように制御するようにしている。これにより、インクジェット搬送系が広い領域で高い位置決め精度を有していなくても、被吐出面とノズル孔Ｎとの距離を最適化することが可能となる。この方法について以下に説明する。
【００８２】
まず、実施の形態１において、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢの組が（ＬＡ１，ＬＢ１）から（ＬＡ２５００，ＬＢ２５００）まで２５００組得られたとし、測定時のヘッド鉛直方向駆動軸２２の座標値は（ＬＺ０）であったとする。
【００８３】
図１（ａ）に示すように、第一の領域にて変位センサ２６ａ・２６ｂの測定を行ったときの、ノズル孔列２１Ｎの中央のノズル孔Ｎと被吐出面との距離Ｌｇ１は、実施の形態１に記載した変位センサ２６ａ・２６ｂから基準冶具１１までの測定値（ＬＡ０，ＬＢ０）と、既知であるその基準冶具１１の測定面とノズル孔列２１Ｎとの距離（ＬＨ ）とを用いて下記（式２）にて表すことができる。
【００８４】
Ｌｇ１＝（ＬＡ１＋ＬＢ１）／２＋ＬＨ−（ＬＡ０＋ＬＢ０）／２    …（式２）
上記（式２）から分かるように、実施の形態１で得られた変位センサ２６ａ・２６ｂによる測定データから、測定時のインクジェットヘッド２１の鉛直方向位置におけるノズル孔列２１Ｎの中央のノズル孔Ｎと被吐出面との距離が算出できることになる。さらにそのときのヘッド鉛直方向駆動軸２２の座標値は（ＬＺ０）であることから、この領域でノズル孔列２１Ｎと被吐出面との距離が所望の値Ｌｇ となるためのヘッド鉛直方向駆動軸２２の座標値ＬＺ１は下記（式３）で求められる。
【００８５】
ＬＺ１＝ＬＺ０＋Ｌｇ１−Ｌｇ    …（式３）
このように、（式２）及び（式３）を用いれば、角度ずれを測定したときの変位センサ２６ａ・２６ｂによる測定データから、ある領域でノズル孔列２１Ｎ と被吐出面との距離が所望の値となるためのヘッド鉛直方向駆動軸２２の座標値におけるデータテーブルが得られることになる。
【００８６】
吐出時にインクジェットユニット２０が基板ステージ１内のどの領域に存在するかをヘッド鉛直方向駆動軸２２の座標値から判断し、データテーブルを参照することによってその領域に応じた鉛直方向の座標値を取得し、その座標値を基にインクジェットヘッド２１を鉛直方向に駆動させることによって、吐出可能領域の任意の領域においてノズル孔列２１Ｎと被吐出面との距離を一定値とすることが可能になる。
【００８７】
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、少なくとも２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによる該変位センサ２６ａ・２６ｂと基板ステージ表面との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、ノズル孔列２１Ｎ における該直線上の第１の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を、基板ステージ表面平行平面内の相対移動可能範囲内の複数領域でそれぞれ求める距離演算工程と、相対移動可能範囲内の複数領域においてノズル孔列２１Ｎ の該直線上の第１の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する垂直方向移動距離算出工程とを含む。
【００８８】
これにより、被吐出面である基板を保持する基板ステージ１の全域をある一定の大きさに設定した各領域において、ノズル孔列２１Ｎ における該直線上の第１の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を演算により求める。次いで、各領域においてノズル孔列２１Ｎ における該直線上の第１の点としての例えば中央の点と基板ステージ表面との間の距離を一定の値とするために必要な各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離を算出する。
【００８９】
この結果、基板ステージ表面がノズル孔列２１Ｎ に対して傾斜している場合に、インクジェットヘッド２１を基板ステージ表面のある領域に水平移動したときに、その領域において、ノズル孔列２１Ｎ 上の第１の点としての例えば中央の点が垂直方向において基準位置つまり一定の値よりもどれ位異なっているかを把握することができる。
【００９０】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド２１のインクを吐出する前には、算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッド２１を各領域にて相対移動させる垂直方向相対移動工程を含む。
【００９１】
これにより、インクジェットヘッド２１のインクを吐出する前には、算出された各領域でのインクジェットヘッド垂直方向相対移動距離に基づいてインクジェットヘッド２１を各領域にて相対移動させる。
【００９２】
この結果、実際にインクジェット装置１０にインクを吐出するときには、各領域においてその距離が一定値になるようにヘッド高さを制御することによって、インクジェットヘッド２１と基板ステージ１との距離を最適化することができる。
【００９３】
また、本実施の形態のインクジェット装置１０のヘッド位置制御方法は、インクを吐出する複数のノズル孔Ｎを有するインクジェットヘッド２１と、被吐出面である基板を保持する基板ステージ１と、基板ステージ１及びインクジェットヘッド２１を基板ステージ表面平行平面内、及び該基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる平面方向駆動装置２、ヘッド鉛直方向駆動軸２２及び鉛直方向駆動部材２３からなる搬送機構とを有するインクジェット装置１０のヘッド位置制御方法である。
【００９４】
このヘッド位置制御方法では、インクの吐出前に、インクジェットヘッド２１を基板の上方に相対的に移動させるヘッド吐出位置移動工程と、インクジェットヘッド２１における基板の上方のヘッド吐出位置での、インクジェットヘッド底面に少なくとも直線上に配された複数のノズル孔Ｎを互いに結んでできるノズル孔列２１Ｎ と基板とのなす角度及び距離を測定する測定工程と、測定工程での測定結果からノズル孔列２１Ｎ の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する角度距離算出工程と、算出工程でのノズル孔列２１Ｎ の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列２１Ｎ の角度補正、及びインクジェットヘッド２１の垂直方向相対移動を行う補正工程とを含む。
【００９５】
この構成によれば、インクの吐出前に、インクジェットヘッド２１における基板の上方のヘッド吐出位置での、ノズル孔列２１Ｎ と基板とのなす角度及び距離を測定し、ノズル孔列２１Ｎ の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する。
【００９６】
これにより、インクジェットヘッド２１に複数のノズル孔Ｎが少なくとも１列に配されている場合に、ノズル孔列２１Ｎ の両端と被吐出面との距離をノズル孔列２１Ｎ と被吐出面との間の角度を踏まえて最適化し、インクジェットヘッド２１のヘッド搬送誤差、基板ステージ１の平面度及び平行度誤差による影響を抑えて、基板ステージ１の全領域でのノズル孔Ｎと被吐出面との距離のばらつきを低減し、延いては大型基板に対してであっても着弾精度ばらつきを抑制することができるインクジェット装置１０のヘッド位置制御方法を提供することができる。
【００９７】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図４ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９８】
本実施の形態では、インクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との角度ずれの低減について説明する。
【００９９】
図２に示すインクジェット装置１０において、前記インクジェットヘッド２１は吐出する液体材料やその他の塵等がノズル孔付近に付着していたり、インクジェットヘッド２１の内部における流路の液体材料に気泡が含まれていたりすると、正常に吐出することができなくなってしまう。そのために、インクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンスユニット３が必要となる。
【０１００】
メンテナンスユニット３は、ノズル孔付近を払拭するためのワイプ機構や、気泡や塵等を吸引除去するためのキャップ機構等によりインクジェットヘッド２１をメンテナンスする。ワイプ機構であればそのワイプ部材の当接圧力がノズル穴列に対して均一であることが必要である一方、キャップ機構であれば吸引するための密閉性を確保するためにインクジェットヘッド２１はキャップ機構に対して平行に接触する必要がある。
【０１０１】
上記理由から、高いメンテナンス性能を実現するためには、インクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との角度ずれも低減させることが必要になる。
【０１０２】
ここで、このインクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との角度ずれに関しても、インクジェットヘッド２１が多ノズル化及び長尺化すれば、同じ角度ずれであってもインクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との距離のばらつきに与える影響は大きくなる。このため、本実施の形態では、長尺ヘッドにおいてメンテナンスユニット３の傾きの調整ができるように、メンテナンスユニット３には、メンテナンスユニット角度調整機構が設けられている。
【０１０３】
実施の形態１及び実施の形態２から分かるように、大型のインクジェット装置１０において、インクジェットヘッド２１と大型の基板ステージ１との角度ずれの大小はインクジェット装置１０の基本的な性能に影響するので、インクジェットヘッド２１の取付け姿勢は、インクジェット装置１０の基板ステージ１の平面及びインクジェットユニット搬送系平面に合わせる必要があり、インクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との角度ずれを補正するためには、メンテナンスユニット３上にインクジェットヘッド２１が位置しているときのインクジェットヘッド２１の角度にメンテナンスユニット３の角度を合わせるという作業が必要になる。
【０１０４】
そのためには、メンテナンスユニット３の上部に平坦な基準面を設ける。メンテナンスユニット３に搭載されるメンテナンス機構のうち、メンテナンス時にインクジェットヘッド２１に平行であるべき機構はこの基準面に平行になるように設計、構成されている必要がある。
【０１０５】
具体的には、メンテナンスユニット３の上部に一体の基準プレートを設け、その上に他のメンテナンス機構を搭載する構成とし、基準プレート上面をメンテナンスユニット３の基準面とすることによって実現できる。
【０１０６】
すなわち、本実施の形態のメンテナンスユニット３は、図４に示すように、メンテナンスユニット下部３ａとメンテナンスユニット上部３ｂとを備えている。上記メンテナンスユニット上部３ｂの表面には、両端側には基準面としての基準プレート３１・３１が設けられていると共に、上記２つの基準プレート３１・３１の間には、例えばキャップ機構及びワイプ機構等の各種のメンテナンス機構３２が設けられている。
【０１０７】
また、本実施の形態では、メンテナンスユニット３の姿勢を最適化されたインクジェットヘッド２１の姿勢に合わせるため、メンテナンスユニット３にも姿勢調整機構が必要である。このメンテナンスユニット３の姿勢調整機構は、メンテナンスユニット３全体の姿勢を調整できる必要はなく、上記メンテナンスユニット上部３ｂとそれに搭載されたメンテナンス機構３２及び基準プレート３１・３１のみを一括して姿勢調整できればよく、その他構成物は姿勢調整機構外部に配置されていて構わない。
【０１０８】
そこで、本実施の形態では、図５に示すように、メンテナンスユニット下部３ａとメンテナンスユニット上部３ｂとの間に設けた３箇所の高さ調整機構３３にて、メンテナンスユニット上部３ｂの平面の傾きを調整できるようになっている。この高さ調整機構３３は、例えば、ネジ等の締めによって高さが変化するものとなっている。
【０１０９】
すなわち、高さ調整機構３３は、メンテナンスユニット上部３ｂの平面における３点の高さを調節することによって、メンテナンスユニット上部３ｂの平面の傾きを調整するようになっている。なお、本発明においては、高さ調整機構３３は、必ずしもこれに限らず、他の昇降手段を用いることが可能であると共に、３箇所に限らず４箇所等とすることができる。
【０１１０】
上記構成のメンテナンスユニット３におけるメンテナンスユニット上部３ｂの平面の傾き調整方法を以下に説明する。
【０１１１】
本実施の形態では、インクジェットヘッド２１におけるノズル孔列２１Ｎ は、Ｙ軸に平行な方向に設けられているので、まず、メンテナンスユニット３がＹ軸方向に関してインクジェットヘッド２１に対して平行になるように調整する。
【０１１２】
調整手順として、最初に、インクジェットユニット２０に搭載した２つの変位センサ２６ａ・２６ｂがメンテナンスユニット３における一つの基準プレート３１のある一箇所を測定できる位置にインクジェットユニット２０を移動させる。
【０１１３】
このときに、変位センサ２６ａ・２６ｂはインクジェットヘッド２１の近傍に設置され、かつ基準プレート３１は各種のメンテナンス機構３２の近傍に設置されていると共に、変位センサ２６ａ・２６ｂにて基準プレート３１・３１を測定しているときのインクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との位置関係が、実際にインクジェットヘッド２１のメンテナンスを行うときの位置関係に近いことが好ましい。そのときの、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡｍ１・ＬＢｍ１を取得する。
【０１１４】
この測定値の差ＬＡｍ１ −ＬＢｍ１ が実施の形態１で述べた基準値ＬＡ０ −ＬＢ０ に等しくなる状態がノズル孔列２１Ｎ とメンテナンスユニット３の基準プレート３１とが平行である状態であるから、ＬＡｍ１ −ＬＢｍ１ ＝ＬＡ０ −ＬＢ０ となるようにメンテナンスユニット３におけるノズル孔列２１Ｎ の列方向の傾きを調整する。調整後のこの位置での変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値をＬＡｍ１’、ＬＢｍ１’とする。
【０１１５】
次に、インクジェットユニット２０に搭載した２つの変位センサ２６ａ・２６ｂがメンテナンスユニット３の基準プレート３１の前記測定位置と異なる箇所を測定できる位置にインクジェットユニット２０を移動させる。
【０１１６】
具体的には、インクジェットヘッド２１をＸ軸方向に移動させ、他の基準プレート３１にて再度測定し、Ｘ軸方向に関してメンテナンスユニット３をインクジェットヘッド２１に対して平行に調整する。
【０１１７】
このときの測定位置は、前記測定位置と比較して変位センサ２６ａ・２６ｂが並んでいる方向（ノズル孔列２１Ｎ と平行な方向）と直交する方向にずれている必要がある。そのときの変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡｍ２ ・ＬＢｍ２ を取得する。このときのインクジェットヘッド２１における鉛直方向の位置（鉛直方向駆動軸の座標値）は最初の測定時と等しくする。
【０１１８】
次いで、メンテナンスユニット３のノズル孔列２１Ｎ の列方向の傾き調整は前段階で完了しているため、この２つの測定値の差ＬＡｍ２ −ＬＢｍ２ は基準値ＬＡ０ −ＬＢ０ に十分近い値となっているはずである。
【０１１９】
測定時におけるインクジェットヘッド２１の鉛直方向の位置は等しいので、最初の測定位置及び現在の測定位置におけるインクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との距離の差は、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値の平均値の差Ｌｄ として（式４）で与えられる。
【０１２０】
Ｌｄ ＝（ＬＡｍ１’＋ＬＢｍ１’）／２−（ＬＡｍ２＋ＬＢｍ２）／２    …（式４）
次いで、最初の測定位置及び現在の測定位置におけるインクジェットヘッド２１とメンテナンスユニット３との距離が等しく（Ｌｄ ＝０）なるように、メンテナンスユニット３のノズル孔列２１Ｎ と直交する方向の傾きを調整する。
【０１２１】
これらの一連の作業によって、メンテナンスユニット３の姿勢はインクジェットヘッド２１のノズル孔列２１Ｎ の列方向及びノズル孔列２１Ｎ に直交する方向の２方向でインクジェットヘッド２１のノズル孔列２１Ｎ の平面に沿うように最適化されたことになる。
【０１２２】
さらに、変位センサ２６ａ・２６ｂの測定値ＬＡ ・ＬＢを取得した状態でのノズル孔列２１Ｎ と基準プレート３１・３１との距離Ｌｇｍは下記（式５）で与えられる。
【０１２３】
Ｌｇｍ＝（ＬＡｍ１’＋ＬＢｍ１’）／２＋ＬＨ −（ＬＡ０＋ＬＢ０）／２    …（式５）
基準プレート３１・３１から例えばワイプ機構の先端までの鉛直方向の距離や、基準プレート３１・３１からキャップ機構の上面までの鉛直方向の距離が、設計値等から既知であれば、例えば前記状態でのキャップ機構の上面とノズル孔列２１Ｎ の平面との距離も算出できる。このため、キャップ機構の上面とノズル孔列２１Ｎ の平面とを当接させるために移動させるべき相対移動量が得られることになる。
【０１２４】
このように、インクジェットヘッド２１の近傍に設けた変位センサ２６ａ・２６ｂを用いることによって、メンテナンスユニット３の傾きの最適化だけでなく、メンテナンス実行時にインクジェットヘッド２１を降ろすべき距離の値をも得ることができる。したがって、インクジェット装置１０の立上げ時の調整とパラメータ最適化との所要時間を短縮することができる。
【０１２５】
尚、本実施の形態においては、メンテナンスユニット上部３ｂのＸ軸方向の傾斜を２つの変位センサ２６ａ・２６ｂを用いて測定していたが、必ずしもこれに限定されず、例えば、３つの変位センサを用いて測定することも可能である。
【０１２６】
例えば３つの変位センサ２６ａ・２６ｂ・２６ｃを用いる場合には、図６示すように、インクジェットヘッド２１の両側に設けられた変位センサ２６ａ・２６ｂの位置に対して、平面形状三角形となる位置に変位センサ２６ｃを設ける。そして、メンテナンスユニット上部３ｂには、３つの変位センサ２６ａ・２６ｂ・２６ｃにて同時に測定ができる広さの基準面としての基準プレート４１を設ける。
【０１２７】
これにより、直ちに、メンテナンスユニット上部３ｂのＸ軸方向の傾き及びＹ軸方向の傾きを算出することが可能となる。
【０１２８】
このように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、インクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンス機構３２を有する場合には、ヘッド取付け角度調整工程の後、２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによって、該変位センサ２６ａ・２６ｂとメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１との距離をそれぞれ測定する基準面距離測定工程と、２つ以上の変位センサ２６ａ・２６ｂによる該変位センサ２６ａ・２６ｂとメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１との距離の少なくとも２箇所の測定結果から、ノズル孔列２１Ｎ とメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とのなす角度を演算する基準面角度演算工程と、メンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とノズル孔列２１Ｎ とのなす角度の演算結果から、メンテナンス機構３２の最適な設置角度を算出するメンテナンス機構最適角度算出工程と、メンテナンス機構３２の最適な設置角度に基づいて、メンテナンス機構３２の設置角度を調整するメンテナンス機構設置角度調整工程とを含む。
【０１２９】
これにより、インクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンス機構３２を有する場合には、前記同様に、変位センサ２６ａ・２６ｂを用いて、インクジェットヘッド２１のメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とノズル孔列２１Ｎ とのなす角度を求めることによって、メンテナンス機構３２の角度の最適値を算出することができ、角度補正を行うことができる。
【０１３０】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、基準面距離測定工程の後、メンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とノズル孔列２１Ｎ の該直線上における第２の点としての例えば中央の点との間の距離を演算するメンテナンス機構距離演算工程と、インクジェットヘッド２１のメンテナンス時に要求されるノズル孔列２１Ｎ とメンテナンス機構３２との垂直方向の相対距離から、メンテナンス時にインクジェットヘッド２１を垂直方向に相対移動させるべき距離を算出するメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程とを含む。
【０１３１】
これにより、メンテナンス機構３２とノズル孔列２１Ｎ との垂直方向の距離も求めることができる。
【０１３２】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付け位置調整方法では、メンテナンス機構設置角度調整工程及びメンテナンス機構垂直方向移動距離算出工程の後、インクジェットヘッド２１のメンテナンス時には垂直方向に相対移動させるべき距離に基づいてインクジェットヘッドを垂直方向に相対移動させる。
【０１３３】
これにより、メンテナンス機構３２とノズル孔列２１Ｎ との垂直方向の算出距離に基づいて、メンテナンスに最適な距離とする位置にインクジェットヘッド２１又はメンテナンス機構３２を垂直移動するように制御することができ、メンテナンス性も向上する。
【０１３４】
また、本実施の形態のインクジェット装置１０のヘッド位置制御方法では、インクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンス機構３２を有する場合には、インクジェットヘッド２１のメンテナンス前に、インクジェットヘッド２１をメンテナンス機構３２の上方に相対的に移動させるメンテナンス位置移動工程と、インクジェットヘッド２１におけるメンテナンス機構３２の上方位置での、ノズル孔列２１Ｎ とメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とのなす角度及び距離を測定する基準面角度距離測定工程と、基準面角度距離測定工程での測定結果からノズル孔列２１Ｎ の角度補正値、及び垂直方向相対移動距離を算出する基準面角度距離算出工程と、算出工程でのノズル孔列２１Ｎ の角度補正値及び垂直方向相対移動距離に基づいて、ノズル孔列２１Ｎ の角度補正、及びインクジェットヘッド２１の垂直方向相対移動を行う基準面補正工程とを含む。
【０１３５】
これにより、インクジェットヘッド２１をメンテナンスするメンテナンス機構３２を有する場合には、前記同様に、変位センサ２６ａ・２６ｂを用いて、インクジェットヘッド２１のメンテナンス機構３２の基準プレート３１・３１とノズル孔列２１Ｎ のなす角度及び垂直方向の距離を求めることによって、メンテナンス機構３２の角度及び距離の最適値を算出することができ、インクジェットヘッド２１の角度補正及び距離補正を行うことができる。
【０１３６】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、液体材料を吐出する複数のノズル孔を有するインクジェットヘッドと、被吐出面である基板を保持する基板ステージと、基板ステージ表面平行平面内及び基板ステージ表面平行平面の垂直方向に相対的に移動させる搬送機構とを有するインクジェット装置のインクジェットヘッド取付け姿勢調整方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１      基板ステージ
２      平面方向駆動装置（搬送機構）
３      メンテナンスユニット
３ａ    メンテナンスユニット下部
３ｂ    メンテナンスユニット上部
１０      インクジェット装置
１１      基準冶具
２０      インクジェットユニット
２１      インクジェットヘッド
２１Ｎ     ノズル孔列（ノズル孔列直線）
２２      ヘッド鉛直方向駆動軸（搬送機構）
２３      鉛直方向駆動部材（搬送機構）
２４      回転軸（支持部材）
２５      ヘッド取付け姿勢調整板
２６ａ    変位センサ
２６ｂ    変位センサ
２６ｃ    変位センサ
３１      基準プレート（基準面）
３２      メンテナンス機構
３３      高さ調整機構
４１      基準プレート（基準面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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