(57)【要約】【課題】被印刷媒体の変形によって着弾位置精度が損なわれることを抑制するためのヘッドギャップの測定に起因して、印刷速度が制限されることを抑制することができる印刷装置、及び印刷方法を提供する。【解決手段】印刷方法は、液状体を液滴として吐出する吐出ノズルを備える吐出ヘッドと被印刷媒体とを相対移動させると共に、吐出ノズルから液滴を吐出させることによって、被印刷媒体上に液状体を配置し、画像を形成する印刷方法であって、被印刷媒体の変形形状パターンを記憶するパターン形状記憶工程と、被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出する検出工程と、検出された位置情報を変形形状パターンと照合して、被印刷媒体の変形形状を算出し、変形形状から、ノズル面と被印刷面との距離を算出するヘッド距離算出工程と、ノズル面と被印刷面との距離に応じて液滴の着弾位置を制御して被印刷面に着弾させる液状体配置工程と、を有する。【選択図】図１１
2014004524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷媒体を保持する媒体保持手段と、
液滴を吐出する吐出ノズルが開口したノズル面を備え、前記ノズル面を前記媒体保持手段における前記被印刷媒体を保持する保持面に対向可能に配設された吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドと前記媒体保持手段とを、相対移動させる相対移動手段と、
前記被印刷媒体の変形形状パターンを記憶するパターン形状記憶手段と、
前記媒体保持手段に保持された前記被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出する検出手段と、
検出された前記少なくとも一点の位置情報を前記変形形状パターンと照合して、前記被印刷媒体の変形形状を算出し、前記変形形状から、前記ノズル面と前記被印刷媒体の被印刷面との距離を算出するヘッド距離算出手段と、
前記変形形状に応じて前記吐出ヘッド及び前記相対移動手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記ヘッド距離算出手段は、前記変形形状から、前記相対移動手段による相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係をさらに算出し、
前記制御手段は、相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係に基づいて、前記被印刷面における着弾位置の間の距離が所定の距離となる着弾位置に前記液滴を着弾させる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
少なくとも前記保持面に平行な方向に進行する光を射出する発光部と、
前記発光部から射出された光を検出する受光部と、
前記発光部から前記受光部に至る光路と、前記保持面との、前記保持面に垂直な方向における距離を変更する距離変更手段と、を備える、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記受光部と前記発光部との組みを複数備える、
ことを特徴とする、請求項３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記受光部及び前記発光部と、前記保持面との、前記保持面に平行な方向における相対位置を変更する位置変更手段をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記吐出ノズルから吐出された前記液滴の飛行速度を調整する吐出速度調整手段を備え、前記液滴の飛行速度を調整することによって着弾位置を制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記吐出ノズルからの吐出周期を調整する吐出周期調整手段を備え、前記液滴の吐出周期を調整することによって着弾位置を制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記相対移動手段による相対移動速度を調整する相対移動速度調整手段を備え、前記相対移動速度を調整することによって着弾位置を制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記吐出ヘッドと前記媒体保持手段とを、前記ノズル面に垂直な方向において離接させるヘッド離接手段を備え、前記ノズル面と前記被印刷面との距離を調整することによって着弾位置を制御する、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の印刷装置。
【請求項１０】
液状体を液滴として吐出する吐出ノズルが開口したノズル面を備える吐出ヘッドと、被印刷媒体とを、相対移動させると共に前記吐出ノズルから前記液滴を吐出させることによって、前記被印刷媒体上に前記液状体を配置し、画像を形成する印刷方法であって、
前記被印刷媒体の変形形状パターンを記憶するパターン形状記憶工程と、
前記被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出する検出工程と、
検出された前記少なくとも一点の位置情報を前記変形形状パターンと照合して、前記被印刷媒体の変形形状を算出し、前記変形形状から、前記ノズル面と前記被印刷媒体の被印刷面との距離を算出するヘッド距離算出工程と、
前記変形形状に応じて前記液滴の着弾位置を制御して前記被印刷面に着弾させる液状体配置工程と、を有する、
ことを特徴とする印刷方法。
【請求項１１】
前記ヘッド距離算出工程では、前記変形形状から、相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係をさらに算出し、
前記液状体配置工程では、前記相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係に基づいて、前記被印刷面における前記着弾位置間の距離が所定の距離となる着弾位置に前記液滴を着弾させる、
ことを特徴とする、請求項１０に記載の印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置、及び印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液状体の液滴を吐出ヘッドから吐出し、被印刷媒体上の任意の位置に着弾させることによって、液状体を用いて被印刷媒体上に画像を形成（印刷）する印刷装置が知られている。
吐出ヘッドは、被印刷媒体に対して相対移動しながら、着弾させる位置に対応する地点（タイミング）で、液滴を吐出する。吐出ヘッドから吐出された液滴は、被印刷媒体まで飛行し、被印刷媒体における着弾位置に着弾する。飛行時間は、吐出ヘッドの吐出孔からの液滴の吐出方向における吐出孔と被印刷媒体における着弾位置との距離（以降、「ヘッドギャップ」と表記する。）を液滴の飛行速度で除した時間である。吐出ヘッドと被印刷媒体との相対移動方向における、吐出孔と着弾位置との距離は、相対移動速度と飛行時間との積である。したがって、着弾位置の位置精度を高精度に維持するためには、相対移動速度と飛行時間とを一定に維持することが必要である。
しかし、自重や印刷の前処理工程における加熱などに起因して反りが発生するなど、被印刷媒体が変形する場合がある。被印刷媒体が変形してしまった場合には、ヘッドギャップが一定ではなくなるため、液滴の飛行時間が一定ではなくなる。これに起因して、着弾位置精度が損なわれる場合があった。
【０００３】
特許文献１には、印字ヘッドと被印刷体との距離を測定する距離測定手段と、測定された距離に応じて、印字ヘッドによるインク滴の噴射速度を変化させる制御手段とを備えるインクジェット式印刷記録装置が開示されている。特許文献１によれば、当該インクジェット式印刷記録装置によって、印字ヘッドと被印刷体との距離が変化した場合でも、印刷文字が歪むことなく精度が高い印刷を行うことを可能とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、着弾点ごとに印字ヘッドと被印刷体との距離（ヘッドギャップ）を測定するためには、印字ヘッドの吐出周期を距離測定手段の測定周期より短くすることができないため、印刷速度が制限されるという課題があった。印刷速度を維持するためには、ヘッドギャップを測定する位置を間引くことも可能であるが、その場合には、ヘッドギャップを測定しない位置において着弾精度が損なわれて、当該着弾位置のずれに起因して、印刷画像の品質が損なわれる可能性が高くなるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる印刷装置は、被印刷媒体を保持する媒体保持手段と、液滴を吐出する吐出ノズルが開口したノズル面を備え、前記ノズル面を前記媒体保持手段における前記被印刷媒体を保持する保持面に対向可能に配設された吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと前記媒体保持手段とを、相対移動させる相対移動手段と、前記被印刷媒体の変形形状パターンを記憶するパターン形状記憶手段と、前記媒体保持手段に保持された前記被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出する検出手段と、検出された前記少なくとも一点の位置情報を前記変形形状パターンと照合して、前記被印刷媒体の変形形状を算出し、前記変形形状から、前記ノズル面と前記被印刷媒体の被印刷面との距離を算出するヘッド距離算出手段と、前記変形形状に応じて前記吐出ヘッド及び前記相対移動手段の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本適用例にかかる印刷装置によれば、検出手段によって被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出し、ヘッド距離算出手段によって、当該位置情報とパターン形状記憶手段に記憶された変形形状パターンとを照合することによって、被印刷媒体の変形形状を算出することができる。被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出し、当該位置情報と変形形状パターンとを照合することによって、被印刷媒体の変形形状を算出するため、被印刷媒体の変形形状を迅速に求めることができる。
被印刷媒体の変形形状と、媒体保持手段と吐出ヘッドとの位置関係とから、ノズル面と被印刷面との距離を算出することができる。ノズル面と被印刷面との距離を直接計測する場合にくらべて、当該距離を迅速に求めることができる。また、ノズル面と被印刷面との距離の算出は、吐出ヘッドからの吐出に先立って予め実施できるため、距離の算出を実施することに起因して印刷速度が低下することを、実質的になくすることができる。
制御手段によって、変形形状に対応するノズル面と被印刷面との距離に応じて吐出ヘッド及び相対移動手段の少なくとも一方を制御することで、被印刷媒体が変形することによって生じたノズル面と被印刷面との距離の変化に対応して、液滴の着弾位置を補正することができる。これにより、当該距離の変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。すなわち、被印刷媒体が変形することに起因して印刷品質が損なわれることを抑制することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる印刷装置において、前記ヘッド距離算出手段は、前記変形形状から、前記相対移動手段による相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係をさらに算出し、前記制御手段は、相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係に基づいて、前記被印刷面における着弾位置の間の距離が所定の距離となる着弾位置に前記液滴を着弾させることが好ましい。
【００１０】
この印刷装置によれば、ヘッド距離算出手段によって、相対移動方向における距離と被印刷面に沿った距離との関係が算出される。これにより、吐出ヘッドからの吐出間隔（距離）と、当該吐出間隔に対応する被印刷面における着弾位置間の距離との関係が算出される。被印刷媒体が変形した場合、被印刷面が相対移動方向に対して傾くため、相対移動方向における吐出間隔（距離）に対して、被印刷面における着弾位置間の距離が長くなる。制御手段が、ヘッド距離算出手段によって算出された吐出間隔に対応する被印刷面における着弾位置間の距離との関係に基づいて、被印刷面における着弾位置間の距離が所定の距離となる着弾位置に液滴を着弾させることで、被印刷媒体が変形することに起因して被印刷面における着弾位置間が長くなることを抑制することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる印刷装置において、前記検出手段は、少なくとも前記保持面に平行な方向に進行する光を射出する発光部と、前記発光部から射出された光を検出する受光部と、前記発光部から前記受光部に至る光路と、前記保持面との、前記保持面に垂直な方向における距離を変更する距離変更手段と、を備えることが好ましい。
【００１２】
この印刷装置によれば、発光部から射出された光を受光部で検出することによって、発光部から受光部に至る光路に物体が存在することを検出することができる。距離変更手段によって、光路と保持面との距離を変えることができる。これにより、保持面上の被印刷媒体が光路を遮る際の光路と保持面との距離を検出して、保持面上の被印刷媒体の高さを測定することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかる印刷装置において、前記検出手段は、前記受光部と前記発光部との組みを複数備えることが好ましい。
【００１４】
この印刷装置によれば、複数組の受光部と発光部とによって、複数の位置の高さを測定することができる。また、例えば、２組の受光部と発光部との組みを、光路が互いに交差する位置に配置することで、保持面に平行な方向における高さ測定位置を、光路の交差部分に特定することができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかる印刷装置において、前記検出手段は、前記受光部及び前記発光部と、前記保持面との、前記保持面に平行な方向における相対位置を変更する位置変更手段をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
この印刷装置によれば、位置変更手段によって、受光部及び発光部と、保持面との、保持面に平行な方向における相対位置を変更することができる。これにより、受光部から発光部に至る光路と保持面との保持面に平行な方向における相対位置を、任意の相対位置に設定することができる。すなわち、高さ測定位置を、任意の位置に設定することができる。また、１組の受光部及び発光部で、複数の位置における高さを測定することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかる印刷装置において、前記制御手段は、前記吐出ノズルから吐出された前記液滴の飛行速度を調整する吐出速度調整手段を備え、前記液滴の飛行速度を調整することによって着弾位置を制御することが好ましい。
【００１８】
この印刷装置によれば、吐出速度調整手段によって、液滴の飛行速度を調整することができる。吐出ノズルから吐出された液滴が被印刷面に着弾するまでの飛行時間は、ノズル面と被印刷面との距離を液滴の飛行速度で除した時間である。当該飛行時間は、吐出された液滴が相対移動方向に移動する時間でもある。当該飛行時間によって、液滴が吐出された位置から着弾位置までの相対移動方向における距離が定まる。すなわち着弾位置が定まる。ノズル面と被印刷面との距離が変動しても、飛行速度を調整することで、飛行時間が変動することを抑制することができる。すなわち、着弾位置を適切な位置に維持することができる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例にかかる印刷装置において、前記制御手段は、前記吐出ノズルからの吐出周期を調整する吐出周期調整手段を備え、前記液滴の吐出周期を調整することによって着弾位置を制御することが好ましい。
【００２０】
この印刷装置によれば、吐出周期調整手段によって、吐出ノズルからの吐出周期を調整することができる。吐出ヘッドと被印刷媒体との相対移動速度が一定の場合、相対移動方向における液滴の着弾位置間の距離は、吐出周期に比例する。吐出周期を調整することで、着弾位置を調整することができる。すなわち、着弾位置を適切な位置に維持するように調整することができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例にかかる印刷装置において、前記制御手段は、前記相対移動手段による相対移動速度を調整する相対移動速度調整手段を備え、前記相対移動速度を調整することによって着弾位置を制御することが好ましい。
【００２２】
この印刷装置によれば、相対移動速度調整手段によって、相対移動手段による相対移動速度を調整することができる。吐出ヘッドからの吐出周期が一定の場合、相対移動方向における液滴の着弾位置間の距離は、相対移動速度に比例する。相対移動速度を調整することで、着弾位置を調整することができる。すなわち、着弾位置を適切な位置に維持するように調整することができる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例にかかる印刷装置において、前記制御手段は、前記吐出ヘッドと前記媒体保持手段とを、前記ノズル面に垂直な方向において離接させるヘッド離接手段を備え、前記ノズル面と前記被印刷面との距離を調整することによって着弾位置を制御することが好ましい。
【００２４】
この印刷装置によれば、ヘッド離接手段によって、吐出ヘッドと媒体保持手段とを、ノズル面に垂直な方向において離接させることができる。すなわち、媒体保持手段に保持された被印刷媒体とノズル面とを離接させることができる。これにより、被印刷媒体とノズル面との距離を調整して、被印刷媒体とノズル面との距離の変動に起因する着弾位置の変動を抑制するように着弾位置を制御することができる。
【００２５】
［適用例１０］本適用例にかかる印刷方法は、液状体を液滴として吐出する吐出ノズルが開口したノズル面を備える吐出ヘッドと、被印刷媒体とを、相対移動させると共に前記吐出ノズルから前記液滴を吐出させることによって、前記被印刷媒体上に前記液状体を配置し、画像を形成する印刷方法であって、前記被印刷媒体の変形形状パターンを記憶するパターン形状記憶工程と、前記被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出する検出工程と、検出された前記少なくとも一点の位置情報を前記変形形状パターンと照合して、前記被印刷媒体の変形形状を算出し、前記変形形状から、前記ノズル面と前記被印刷媒体の被印刷面との距離を算出するヘッド距離算出工程と、前記変形形状に応じて前記液滴の着弾位置を制御して前記被印刷面に着弾させる液状体配置工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
本適用例にかかる印刷方法によれば、検出工程において被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出し、ヘッド距離算出工程において、当該位置情報とパターン形状記憶工程において記憶された変形形状パターンとを照合することによって、被印刷媒体の変形形状を算出することができる。被印刷媒体の少なくとも一点の位置情報を検出し、当該位置情報と変形形状パターンとを照合することによって、被印刷媒体の変形形状を算出するため、被印刷媒体の変形形状を迅速に求めることができる。
被印刷媒体の変形形状と、媒体保持手段と吐出ヘッドとの位置関係とから、ノズル面と被印刷面との距離を算出することができる。ノズル面と被印刷面との距離を直接計測する場合にくらべて、当該距離を迅速に求めることができる。また、ノズル面と被印刷面との距離の算出は、吐出ヘッドからの吐出に先立って予め実施できるため、距離の算出を実施することに起因して印刷速度が低下することを、実質的になくすることができる。
液状体配置工程において、変形形状に対応するノズル面と被印刷面との距離に応じて液滴の着弾位置を制御することで、被印刷媒体が変形することによって生じたノズル面と被印刷面との距離の変化に対応して、液滴の着弾位置を補正することができる。これにより、当該距離の変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。すなわち、被印刷媒体が変形することに起因して印刷品質が損なわれることを抑制することができる。
【００２７】
［適用例１１］上記適用例にかかる印刷方法において、前記ヘッド距離算出工程では、前記変形形状から、相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係をさらに算出し、前記液状体配置工程では、前記相対移動方向における距離と前記被印刷面に沿った距離との関係に基づいて、前記被印刷面における前記着弾位置間の距離が所定の距離となる着弾位置に前記液滴を着弾させることが好ましい。
【００２８】
この印刷方法によれば、ヘッド距離算出工程において、相対移動方向における距離と被印刷面に沿った距離との関係が算出される。これにより、吐出ヘッドからの吐出間隔（距離）と、当該吐出間隔に対応する被印刷面における着弾位置間の距離との関係が算出される。被印刷媒体が変形した場合、被印刷面が相対移動方向に対して傾くため、相対移動方向における吐出間隔（距離）に対して、被印刷面における着弾位置間の距離が長くなる。液状体配置工程において、ヘッド距離算出工程において算出された吐出間隔に対応する被印刷面における着弾位置間の距離との関係に基づいて、被印刷面における着弾位置間の距離が所定の距離となる着弾位置に液滴を着弾させることで、被印刷媒体が変形することに起因して被印刷面における着弾位置間が長くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、マーキング画像が印刷された半導体パッケージを示す説明図。（ｂ）は、半導体パッケージが保持基板上に整列させられたパッケージ印刷体を示す説明図。（ｃ）は、半導体チップに印刷されたマーキング画像を示す説明図。（ｄ）は、半導体チップが保持基板上に整列させられた状態を示す説明図。
【図２】印刷システムの構成を示す説明図。
【図３】（ａ）は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図。（ｂ）は、液滴吐出装置の媒体機構部の構成を示す説明図。
【図４】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図。（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す斜視断面図。（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルの部分の構造を示す断面図。
【図５】液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図。
【図６】液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図。
【図７】（ａ）は、圧電素子に印加する駆動信号の駆動波形の基本波形を示す図。（ｂ）は、駆動波形に対応した圧電素子の動作による液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す模式断面図。
【図８】（ａ）は、吐出ノズルの配置位置を示す説明図。（ｂ）は、液滴をノズル列の延在方向に直線状に着弾させた状態を示す説明図。（ｃ）は、液滴を主走査方向に直線状に着弾させた状態を示す説明図。（ｄ）は、液滴を面状に着弾させた状態を示す説明図。
【図９】（ａ）は、被印刷面が通常状態の場合の着弾位置と、被印刷面が傾いた場合の着弾位置とを示す説明図。（ｂ）は、液滴の飛行速度を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図。
【図１０】（ｃ）は、液滴の吐出周期を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図。（ｄ）は、液滴吐出ヘッドと被印刷物との相対移動速度を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図。（ｅ）は、液滴吐出ヘッドと被印刷物との距離を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図。
【図１１】印刷工程における各工程を示すフローチャート。
【図１２】被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図。
【図１３】被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図。
【図１４】被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図。
【図１５】（ａ）は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図。（ｂ）は、高さ検出ユニットの構成を示す平面視の説明図。（ｃ）は、高さ検出ユニットの構成を示す側面視の説明図。
【図１６】被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る印刷装置、及び印刷方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態は、マーキング対象物にマーキング画像を印刷する印刷システムにおける液滴吐出装置を例にして説明する。液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを備え、液滴吐出ヘッドから機能液の液滴を吐出して画像を印刷する装置である。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００３１】
＜液滴吐出法＞
最初に、画像の印刷に用いられる液滴吐出法について説明する。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を精度よく配置できるという利点を有する。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。
このうち、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって液状の材料を貯留した空間に可撓性を有する材料で形成された部材を介して圧力を与え、この空間から液状材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。ピエゾ方式は、液状材料を加熱することがないため、材料の組成などへの影響が少ないという利点を有する。また、駆動電圧を調整することによって液滴の大きさを容易に調整することができたり、駆動波形の形状を調整することによって、液滴の飛行速度を調整することができたりするなどの利点を有する。本実施形態では、材料の組成などに影響を与えないため液状材料選択の自由度が高いこと、及び液滴の大きさや飛行速度を容易に調整することができるため液滴の制御性がよいことから、上記ピエゾ方式を用いる液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置を例にして説明する。
【００３２】
＜マーキング対象物＞
次に、被印刷媒体としてのマーキング対象物について、図１を参照して説明する。図１は、マーキング対象物と、マーキング対象物に印刷されたマーキング画像とを示す説明図である。図１（ａ）は、マーキング画像が印刷された半導体パッケージを示す説明図であり、図１（ｂ）は、半導体パッケージが保持基板上に整列させられたパッケージ印刷体を示す説明図であり、図１（ｃ）は、半導体チップに印刷されたマーキング画像を示す説明図であり、図１（ｄ）は、半導体チップが保持基板上に整列させられた状態を示す説明図である。
【００３３】
図１（ａ）に示した、半導体パッケージ１１は、フリップチップ接続で実装するパッケージである。バンプが形成された面の反対側の面にマーキング画像であるパッケージ画像１１０が印刷されている。パッケージ画像１１０は、例えば、ロゴマーク、製品名称、製品型番、ロット番号などの画像である。
図１（ｂ）に示したように、半導体パッケージ１１を保持基板１２の上に整列させて仮固定し、パッケージ印刷体１０を構成する。パッケージ印刷体１０に印刷する画像を、パッケージ印刷画像１１０Ａと表記する。パッケージ印刷体１０を、液滴吐出装置１（図３参照）の媒体載置台３０（図３参照）に載置して、パッケージ印刷体１０にパッケージ印刷画像１１０Ａを印刷することで、半導体パッケージ１１にパッケージ画像１１０を印刷する。パッケージ印刷体１０が、被印刷媒体に相当する。
【００３４】
図１（ｃ）に示した、半導体チップ１６は、ボンディングパットが形成された面の反対側の面にマーキング画像であるチップ画像１５０が印刷されている。チップ画像１５０は、例えば、ロゴマーク、製品名称、製品型番、ロット番号などの画像である。
図１（ｄ）に示したように、半導体チップ１６を保持基板１７の上に整列させて仮固定し、チップ印刷体１５を構成する。チップ印刷体１５に印刷する画像を、チップ印刷画像１５０Ａと表記する。チップ印刷体１５を、液滴吐出装置１の媒体載置台３０に載置して、チップ印刷体１５にチップ印刷画像１５０Ａを印刷することで、半導体チップ１６にチップ画像１５０を印刷する。チップ印刷体１５が、被印刷媒体に相当する。
【００３５】
＜印刷システム＞
次に、上述したチップ印刷体１５のような印刷対象物に、チップ印刷画像１５０Ａのような画像を印刷する印刷システムについて、図２を参照して説明する。図２は、印刷システムの構成を示す説明図である。
【００３６】
図２に示したように、印刷システム１００は、液滴吐出装置１と、搬送ロボット１０２と、前処理装置１０３と、温度調整装置１０４ａと、温度調整装置１０４ｂと、ロード装置１０５と、アンロード装置１０６と、印刷システム制御装置１０７と、入出力装置１０８と、表示装置１０９と、を備えている。
チップ印刷体１５などは、所定の格納棚（図示省略）に装着される。チップ印刷体１５などが装着された格納棚をロード装置１０５に装填することで、チップ印刷体１５などが、印刷システム１００に供給される。
印刷システム１００における印刷が終了したチップ印刷体１５などは、アンロード装置１０６の待機テーブル（図示省略）上に移動され、アンロード装置１０６に装填された格納棚に装着される。当該格納棚をアンロード装置１０６から取り出すことによって、印刷済みのチップ印刷体１５などが、印刷システム１００から除材される。
【００３７】
搬送ロボット１０２は、ロード装置１０５に装填された格納棚から取り出されて待機テーブル上に置かれたチップ印刷体１５などを、液滴吐出装置１や前処理装置１０３などにおける所定の位置に載置する。また、液滴吐出装置１や前処理装置１０３などで印刷などの処理が実施されたチップ印刷体１５などを、液滴吐出装置１や前処理装置１０３などから除材して、次の処理を実施する装置に供給する。
【００３８】
液滴吐出装置１は、チップ印刷体１５のような印刷対象物に、チップ印刷画像１５０Ａのような画像を印刷する。液滴吐出装置１は、搬送ロボット１０２によって、媒体載置台３０上に供給されたチップ印刷体１５のような印刷対象物を保持して、チップ印刷画像１５０Ａのような画像を印刷する。液滴吐出装置１が、印刷装置に相当する。
【００３９】
前処理装置１０３は、チップ印刷体１５などを、液滴吐出装置１によって印刷するために好適な状態にするための前処理を実施する。また、チップ印刷画像１５０Ａなどを構成する機能液を硬化させるための硬化光を照射する硬化装置として用いられる場合もある。前処理装置１０３は、搬送ロボット１０２によって、前処理テーブル７１上に供給されたチップ印刷体１５のような印刷対象物を保持して、前処理などを実施する。
【００４０】
温度調整装置１０４ａ及び温度調整装置１０４ｂは、チップ印刷体１５などの温度を、前処理装置１０３による処理や、液滴吐出装置１による印刷を実施するために好適な温度に調整する。また、チップ印刷画像１５０Ａなどを構成する機能液を硬化させるための加熱などの後処理を実施するために用いられる場合もある。
【００４１】
印刷システム制御装置１０７は、画像データにしたがって、上記した各装置などを制御して、チップ印刷体１５のような印刷対象物に、チップ印刷画像１５０Ａのような画像を印刷させる。
入出力装置１０８は、印刷システム制御装置１０７に接続されている。入出力装置１０８は、印刷システム制御装置１０７の記憶装置に記憶させるプログラムやデータなどを入力するための入力手段として機能する。印刷システム制御装置１０７は、記憶装置に記憶されたプログラムやデータなどにしたがって、上記した各装置などを制御する。また、入出力装置１０８は、各装置などの稼働にともなって取得されるデータの出力手段としても、機能する。
表示装置１０９は、各装置などの稼働状態などを表示する手段として機能する。
【００４２】
＜液滴吐出装置＞
次に、液滴吐出装置１の構成の全般について、図３を参照して説明する。図３は、液滴吐出装置の概略構成を示す図である。図３（ａ）は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図である。図３（ｂ）は、液滴吐出装置の媒体機構部の構成を示す説明図である。
【００４３】
図３に示すように、液滴吐出装置１は、ヘッド機構部２と、媒体機構部３と、機能液供給部４と、保守装置部５とを備えている。ヘッド機構部２は、機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド２０を有している。媒体機構部３は、液滴吐出ヘッド２０から吐出された液滴の吐出対象であるワークＷを載置する媒体載置台３０を有している。機能液供給部４は、貯留タンクと、中継タンクと、給液チューブとを有し、当該給液チューブが、液滴吐出ヘッド２０に接続されている。給液チューブを介して、機能液供給部４から液滴吐出ヘッド２０に、機能液が供給される。保守装置部５は、液滴吐出ヘッド２０の検査又は保守を実施する各装置を備えている。液滴吐出装置１は、また、これら各機構部などを総括的に制御する吐出装置制御部７を備えている。
【００４４】
さらに、液滴吐出装置１は、床上に設置された複数の支持脚８と、支持脚８の上側に設置された定盤９とを備えている。定盤９の上側には、媒体機構部３が定盤９の長手方向（Ｘ軸方向）に延在する状態で配設されている。媒体機構部３の上方には、定盤９に立設された２本の支持柱で支持されているヘッド機構部２が、媒体機構部３と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する状態で配設されている。また、定盤９の傍らには、ヘッド機構部２の液滴吐出ヘッド２０に連通する給液チューブを有する機能液供給部４の貯留タンクなどが配置されている。ヘッド機構部２の一方の支持柱の近傍には、保守装置部５が媒体機構部３と並んでＸ軸方向に配設されている。さらに、定盤９の下側に、吐出装置制御部７が収容されている。
【００４５】
ヘッド機構部２は、液滴吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１と、ヘッドユニット２１を有するヘッドキャリッジと、ヘッドキャリッジが吊設された移動枠２２と、移動枠２２をＹ軸方向に移動させるＹ軸走査機構２６とを、備えている。
移動枠２２を、Ｙ軸走査機構２６によってＹ軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド２０をＹ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
【００４６】
媒体機構部３は、媒体載置台３０と、Ｘ軸走査機構３１と、高さ検出ユニット３２とを備えている。Ｘ軸走査機構３１は、スライド台３０Ａと、スライドベース３１Ａとを備えている。スライドベース３１Ａは、定盤９の上側に固定されてＸ軸方向に延在している。スライド台３０Ａは、スライドベース３１Ａに、Ｘ軸方向に摺動自在に支持されている。スライド台３０Ａは、駆動モーター（図示省略）によって、スライドベース３１Ａに沿って、Ｘ軸方向に自在に移動させられる。また、移動した位置に保持される。媒体載置台３０は、回動機構（図示省略）を介してスライド台３０Ａに支持されている。媒体載置台３０は、回動機構によって鉛直軸（Ｚ軸）まわりに回動自在であって任意の位置で保持可能に、スライド台３０Ａに支持されている。
媒体機構部３は、媒体載置台３０を、Ｘ軸走査機構３１によって、Ｘ軸方向に移動させることで、媒体載置台３０に載置されたワークＷをＸ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。媒体載置台３０が、媒体保持手段に相当する。Ｘ軸走査機構３１が、相対移動手段に相当する。
【００４７】
液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸方向の吐出位置まで移動して停止し、下方にあるワークＷのＸ軸方向の移動に同調して、機能液を液滴として吐出する。Ｘ軸方向に移動するワークＷと、Ｙ軸方向に移動する液滴吐出ヘッド２０とを相対的に制御することにより、ワークＷ上の任意の位置に液滴を着弾させることで、所望する平面形状の描画を実施することが可能である。液滴吐出ヘッド２０が、吐出ヘッドに相当する。
【００４８】
媒体機構部３が備える高さ検出ユニット３２は、高さ検出センサー３３と、センサー昇降機構３４とを備えている。高さ検出センサー３３は、発光部３３ａと、受光部３３ｂとを備えている。発光部３３ａ及び受光部３３ｂはそれぞれセンサー昇降機構３４の先端に固定されている。発光部３３ａを支持するセンサー昇降機構３４をセンサー昇降機構３４ａと表記し、受光部３３ｂを支持するセンサー昇降機構３４をセンサー昇降機構３４ｂと表記する。発光部３３ａ及び受光部３３ｂは、センサー昇降機構３４によって、Ｚ軸方向に移動可能であって、任意の高さに保持可能である。センサー昇降機構３４ａとセンサー昇降機構３４ｂとは、Ｙ軸方向においてスライドベース３１Ａを間に挟む位置で、定盤９に立設されている。
発光部３３ａは、射出した光束３３０の光軸がＹ軸方向となる姿勢で、センサー昇降機構３４ａに保持されている。受光部３３ｂは、光検出面を発光部３３ａ側に向けて、センサー昇降機構３４ｂに保持されている。発光部３３ａと受光部３３ｂとのＺ軸方向の高さ関係は、光束３３０の光軸が受光部３３ｂの光検出面の中心に一致する状態を、発光部３３ａと受光部３３ｂとが同じ高さであると表記する。
【００４９】
発光部３３ａと受光部３３ｂとが同じ高さであり、発光部３３ａの発光量が一定である場合、受光部３３ｂによって検出される光量によって、光束３３０を遮る物体の有無を検出することができる。また、光束３３０が、境界線を境にして、光が遮られる領域と光が受光部３３ｂに到達する領域とに分かれる場合、受光部３３ｂによって検出される光量によって、境界線の位置を特定することができる。例えば、媒体載置台３０のワークＷなどを載置する面の位置を検出することができる。発光部３３ａ及び受光部３３ｂの高さを予め求めておくことによって、媒体載置台３０に載置されたチップ印刷体１５などの被印刷面の高さを検出することができる。媒体載置台３０に載置されたチップ印刷体１５などをＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向の位置が光束３３０の光軸の位置に合致した部分の高さを順次検出することで、チップ印刷体１５などの被印刷面の概略形状を検出することができる。高さ検出ユニット３２が、検出手段に相当する。
【００５０】
保守装置部５は、各種検査装置、各種保守装置、及び保守装置走査機構を備えている。検査装置は、液滴吐出ヘッド２０の吐出状態の検査を実施する吐出検査ユニットなどの、液滴吐出ヘッド２０の検査を実施する装置である。保守装置は、液滴吐出ヘッド２０の各種の保守を実施する装置である。保守装置走査機構は、これらの各装置をＸ軸方向に移動可能であって、任意の位置に保持可能に支持する装置である。
液滴吐出ヘッド２０の検査や保守を実施する際には、ヘッドユニット２１（液滴吐出ヘッド２０）が、Ｙ軸走査機構を用いて保守装置部５に臨む位置に移動させられる。また、実施する検査又は保守に対応する検査装置又は保守装置が、保守装置走査機構によって、ヘッドユニット２１（液滴吐出ヘッド２０）に臨む位置に移動させられる。
【００５１】
＜液滴吐出ヘッド＞
次に、液滴吐出ヘッド２０について、図４を参照して説明する。図４は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。図４（ａ）は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図であり、図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す斜視断面図であり、図４（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルの部分の構造を示す断面図である。図４に示したＹ軸方向、及びＺ軸方向は、液滴吐出ヘッド２０が液滴吐出装置１に装着された状態において、図３に示したＹ軸方向、又はＺ軸方向と一致している。
【００５２】
図４（ａ）に示したように、液滴吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５を備えている。ノズル基板２５には、多数の吐出ノズル２４が略一直線状に並んだノズル列２４Ａが２列形成されている。吐出ノズル２４から機能液を液滴として吐出し、対向する位置にある描画対象物などに着弾させることで、当該位置に機能液を配置する。ノズル列２４Ａは、液滴吐出ヘッド２０が液滴吐出装置１に装着された状態で、図３に示したＹ軸方向に延在している。ノズル列２４Ａにおいて吐出ノズル２４は等間隔のノズルピッチで並んでおり、２列のノズル列２４Ａ間で、吐出ノズル２４の位置がＹ軸方向に半ノズルピッチずれている。したがって、液滴吐出ヘッド２０としては、Ｙ軸方向に半ノズルピッチ間隔で機能液の液滴を配置することができる。ノズル基板２５の外側（圧力室５８の反対側）の面が、ノズル面に相当する。
【００５３】
図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５に圧力室プレート５１が積層されており、圧力室プレート５１に振動板５２が積層されている。
圧力室プレート５１には、液滴吐出ヘッド２０に供給される機能液が常に充填される液たまり５５が形成されている。液たまり５５は、振動板５２と、ノズル基板２５と、圧力室プレート５１の壁とに囲まれた空間である。機能液は、機能液供給部４から液滴吐出ヘッド２０に供給され、振動板５２の液供給孔５３を経由して液たまり５５に供給される。また、圧力室プレート５１には、複数のヘッド隔壁５７によって区切られた圧力室５８が形成されている。振動板５２と、ノズル基板２５と、２個のヘッド隔壁５７とによって囲まれた空間が圧力室５８である。
【００５４】
圧力室５８は吐出ノズル２４のそれぞれに対応して設けられており、圧力室５８の数と吐出ノズル２４の数とは同じである。圧力室５８には、２個のヘッド隔壁５７の間に位置する供給口５６を経由して、液たまり５５から機能液が供給される。ヘッド隔壁５７と圧力室５８と吐出ノズル２４と供給口５６との組は、液たまり５５に沿って１列に並んでおり、１列に並んだ吐出ノズル２４がノズル列２４Ａを形成している。図４（ｂ）では図示省略したが、図示した吐出ノズル２４を含むノズル列２４Ａに対して液たまり５５に関して略対称位置に、１列に並んで配設された吐出ノズル２４がもう１列のノズル列２４Ａを形成している。当該ノズル列２４Ａに対応するヘッド隔壁５７と圧力室５８と供給口５６との組が、１列に並んでいる。
【００５５】
振動板５２の圧力室５８を構成する部分には、それぞれ圧電素子５９の一端が固定されている。圧電素子５９の他端は、固定板５４（図７参照）を介して液滴吐出ヘッド２０全体を支持する基台（図示省略）に固定されている。
圧電素子５９は、電極層と圧電材料とを積層した活性部を有している。圧電素子５９は、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長手方向（図４（ｂ）又は（ｃ）における振動板５２の厚さ方向）に縮む。電極層に印加されていた駆動電圧が解除されることで、活性部が元の長さに戻る。
【００５６】
電極層に駆動電圧が印加されて、圧電素子５９の活性部が縮むことで、圧電素子５９の一端が固定された振動板５２が圧力室５８と反対側に引張られる力を受ける。振動板５２が圧力室５８と反対側に引張られることで、振動板５２が圧力室５８の反対側に撓む。これにより、圧力室５８の容積が増加することから、機能液が液たまり５５から供給口５６を経て圧力室５８に供給される。次に、電極層に印加されていた駆動電圧が解除されると、活性部が元の長さに戻ることで、圧電素子５９が振動板５２を押圧する。振動板５２が押圧されることで、圧力室５８側に戻る。これにより、圧力室５８の容積が急激に元に戻る。すなわち増加していた容積が減少することから、圧力室５８内に充填されていた機能液に圧力が加わり、当該圧力室５８に連通して形成された吐出ノズル２４から機能液が液滴となって吐出される。
【００５７】
＜液滴吐出装置の電気的構成＞
次に、上述したような構成を有する液滴吐出装置１を駆動するための電気的構成について、図５を参照して説明する。図５は、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図である。
液滴吐出装置１は、上述した印刷システム制御装置１０７を介してデータの入力や、稼働開始や停止などの制御指令の入力を行うことで、制御される。印刷システム制御装置１０７は、演算処理を行うホストコンピューター６６を有し、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６７を介して吐出装置制御部７と接続されている。
【００５８】
図２を参照して説明したように、入出力装置１０８及び表示装置１０９が、印刷システム制御装置１０７と接続されている。入出力装置１０８は、液滴吐出装置１を制御するためのプログラムやデータなどを入力するための入力手段として機能する。また、入出力装置１０８は、液滴吐出装置１の稼働にともなって取得されるデータの出力手段としても、機能する。表示装置１０９は、液滴吐出装置１の稼働状態などを表示する手段として機能する。入出力装置１０８は、例えば、情報を入力可能なキーボード、記録媒体を介して情報を入出力する外部入出力装置、外部入出力装置を介して入力された情報を保存しておく記録部、モニター装置などである。
【００５９】
液滴吐出装置１の吐出装置制御部７は、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４６と、ハードディスク４８と、を有している。また、ヘッドドライバー２０ｄと、駆動機構ドライバー４０ｄと、給液ドライバー４ｄと、保守検査ドライバー５ｄと、検出部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４３と、を有している。これらは、データバス４９を介して互いに電気的に接続されている。
【００６０】
入出力インターフェイス４７は、印刷システム制御装置１０７とデータの授受を行い、ＣＰＵ４４は、印刷システム制御装置１０７からの指令に基づいて各種演算処理を行い、液滴吐出装置１の各部の動作を制御する制御信号を出力する。ＲＡＭ４６は、ＣＰＵ４４からの指令に従って、印刷システム制御装置１０７から受け取った制御コマンドや印刷データを一時的に保存する。ＲＯＭ４５は、ＣＰＵ４４が各種演算処理を行うためのルーチン等を記憶している。ハードディスク４８は、印刷システム制御装置１０７から受け取った制御コマンドや印刷データを保存したり、ＣＰＵ４４が各種演算処理を行うためのルーチン等を記憶したりしている。
【００６１】
ヘッドドライバー２０ｄには、ヘッド機構部２を構成するヘッドユニット２１が有する液滴吐出ヘッド２０が接続されている。ヘッドドライバー２０ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って液滴吐出ヘッド２０を駆動して、機能液の液滴を吐出させる。
駆動機構ドライバー４０ｄには、Ｙ軸走査機構２６のヘッド移動モーターと、Ｘ軸走査機構３１のＸ軸駆動モーターと、センサー昇降機構３４の駆動源と、各種駆動源を有する各種駆動機構を含む駆動機構４１とが接続されている。各種駆動機構は、アライメントカメラを移動するためのカメラ移動モーターや、媒体載置台３０のθ駆動モーターなどである。駆動機構ドライバー４０ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って上記モーターなどを駆動して、液滴吐出ヘッド２０とチップ印刷体１５のような印刷対象物とを相対移動させて印刷対象物の任意の位置と液滴吐出ヘッド２０とを対向させ、ヘッドドライバー２０ｄと協働して、印刷対象物上の任意の位置に機能液の液滴を着弾させる。
【００６２】
保守検査ドライバー５ｄには、保守装置部５を構成する保守ユニット５Ａの吸引ユニットと、ワイピングユニットとが接続されている。保守検査ドライバー５ｄには、保守装置部５を構成する検査ユニット５Ｂが有する吐出検査ユニットや、重量測定ユニットなども接続されている。
保守検査ドライバー５ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って、吸引ユニット、又はワイピングユニットを駆動して、液滴吐出ヘッド２０の保守作業を実施させる。また、吐出検査ユニットを駆動して、吐出の有無や着弾位置精度などの、液滴吐出ヘッド２０の吐出状態の検査を実施させる。また、重量測定ユニットを駆動して、液滴吐出ヘッド２０から吐出される機能液の液滴の重量である吐出重量の測定を実施させる。
【００６３】
給液ドライバー４ｄには、機能液供給部４が接続されている。給液ドライバー４ｄは、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って機能液供給部４を駆動して、液滴吐出ヘッド２０に機能液を供給する。検出部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４３には、高さ検出センサー３３などの各種センサーを有する検出部４２が接続されている。検出部４２の各センサーによって検出された検出情報が検出部インターフェイス４３を介してＣＰＵ４４に伝達される。
【００６４】
＜液滴の吐出＞
次に、液滴吐出装置１における液滴吐出ヘッド２０からの液滴の吐出制御方法について、図６を参照して説明する。図６は、液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図である。
【００６５】
上述したように、液滴吐出装置１は、液滴吐出装置１の各部の動作を制御する吐出装置制御部７を備えている。吐出装置制御部７は、制御信号を出力するＣＰＵ４４と、液滴吐出ヘッド２０の電気的な駆動制御を行うヘッドドライバー２０ｄとを備えている。
図６に示すように、ヘッドドライバー２０ｄは、ＦＦＣケーブルを介して各液滴吐出ヘッド２０と電気的に接続されている。また、液滴吐出ヘッド２０は、吐出ノズル２４（図４参照）ごとに設けられた圧電素子５９に対応して、シフトレジスター（ＳＬ）８５と、ラッチ回路（ＬＡＴ）８６と、レベルシフター（ＬＳ）８７と、スイッチ（ＳＷ）８８とを備えている。
【００６６】
液滴吐出装置１における吐出制御は次のように行われる。最初に、ＣＰＵ４４がチップ印刷体１５のような印刷対象物における機能液の配置パターンをデータ化したドットパターンデータをヘッドドライバー２０ｄに伝送する。そして、ヘッドドライバー２０ｄは、ドットパターンデータをデコードして吐出ノズル２４ごとのＯＮ／ＯＦＦ（吐出／非吐出）情報であるノズルデータを生成する。ノズルデータは、シリアル信号（ＳＩ）化されて、クロック信号（ＣＫ）に同期して各シフトレジスター８５に伝送される。
【００６７】
シフトレジスター８５に伝送されたノズルデータは、ラッチ信号（ＬＡＴ）がラッチ回路８６に入力されるタイミングでラッチされ、さらにレベルシフター８７でスイッチ８８用のゲート信号に変換される。即ち、ノズルデータが「ＯＮ」の場合にはスイッチ８８が開いて、圧電素子５９に駆動信号（ＣＯＭ）が供給され、ノズルデータが「ＯＦＦ」の場合にはスイッチ８８が閉じられて、圧電素子５９に駆動信号（ＣＯＭ）は供給されない。そして、「ＯＮ」に対応する吐出ノズル２４からは機能液が液滴となって吐出され、吐出された機能液の液滴がチップ印刷体１５のような印刷対象物の上に着弾して、印刷対象物の上に機能液が配置される。
【００６８】
＜駆動波形＞
次に、圧電素子５９に印加する駆動信号（ＣＯＭ）の駆動波形、及び当該駆動波形の駆動信号を印加された圧電素子５９の動作による吐出動作について、図７を参照して説明する。図７は、駆動波形の基本波形及び駆動波形に対応した圧電素子の動作を示す図である。図７（ａ）は、圧電素子に印加する駆動信号の駆動波形の基本波形を示す図であり、図７（ｂ）は、駆動波形に対応した圧電素子の動作による液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す模式断面図である。
【００６９】
図７（ａ）に示すように、駆動信号を印加する前の待機状態では、圧電素子５９には一定の電圧が印加されている（図７（ａ）のＡ）。この電圧を中間電位と表記する。吐出を実施する際は、吐出開始前に、圧電素子５９に印加する電圧を中間電位に引き上げ、吐出終了後に、グランドレベルに戻す。
圧電素子５９を中間電位に維持した待機状態では、圧電素子５９がわずかに縮んでいる。上述したように、圧電素子５９は、一端が振動板５２に固定されており、もう一端が固定板５４に固定されている。図７（ｂ）に示すように、圧電素子５９がわずかに縮むことによって、振動板５２が圧電素子５９の側に引張られることで、振動板５２が圧力室５８の反対側に撓んでいる（図７（ｂ）のＡ）。
【００７０】
駆動周期の最初の工程は、圧電素子５９に印加する電圧を、中間電位から始まって、高電位に引き上げる（昇圧、図７（ａ）のＢ）。圧電素子５９に印加される電圧が高くなることで、圧電素子５９がさらに縮んで、振動板５２が圧力室５８と反対側に引張られる力を受ける。振動板５２が圧力室５８と反対側に引張られることで、可撓性を有する材料で形成された振動板５２が圧力室５８の反対側に撓む。これにより、圧力室５８の容積が増加することから、機能液が液たまり５５から供給口５６を経て圧力室５８に供給される（給液、図７（ｂ）のＢ）。この工程を、昇圧給液工程と表記する。昇圧給液工程では、吐出ノズル２４から空気が圧力室に入り込まないように、圧電素子５９をゆっくり変位させる。圧電素子５９に印加される高電位の電圧が、液滴吐出ヘッド２０を駆動するために印加される駆動電圧に相当する。
【００７１】
昇圧給液工程後、圧電素子５９に印加する電圧を高電位に保った状態を維持する。この状態を、吐出前待機状態と表記する（図７（ａ）のＣ）。圧電素子５９を構成する圧電材料は、電圧変化が終了した後でも機械的な振動が残留しているため、その機械振動が収まるまで待機する工程が、吐出前待機状態である。
【００７２】
機械振動が収まる時間だけ吐出前待機状態を維持した後、圧電素子５９に印加する電圧を、一気に降圧させる（図７（ａ）のＤ）。圧電素子５９に印加する電圧を、一気に降圧させることによって、圧電素子５９の変位が一気に零になり、圧力室５８は急激に狭くなる。これにより、圧力室５８内の圧力が急激に高くなり、圧力室５８の内部に充填されていた機能液が、吐出ノズル２４から吐出される（図７（ｂ）のＤ）。この工程を、降圧吐出工程と表記する。
【００７３】
圧電素子５９は、高電位の電圧値によって縮む量が異なる。圧電素子５９が縮む量が異なることで、圧力室５８の容積が増加する量も異なる。このため、当該高電位の電圧値を変えることによって、圧力室５８に充填されて吐出される機能液の量、すなわち液滴吐出ヘッド２０の吐出ノズル２４からの吐出量を調整することができる。
また、圧電素子５９は、高電位の電圧値によって圧電素子５９の変位が一気に零になる際の時間が異なる。このため、当該高電位の電圧値を変えることによって、吐出ノズル２４から吐出される液滴の吐出速度を調整することができる。すなわち、吐出された液滴の飛行速度を調整することができる。さらに、吐出前待機状態の時間や、高電位の電圧値や、電圧を降圧させる時間などを総合的に調整することによって、吐出量を一定に維持しながら液滴の吐出速度を調整することも可能である。
【００７４】
降圧吐出工程の次に、圧電素子５９に印加する電圧を低電位に保った状態を維持する。この状態を、吐出後待機状態と表記する（図７（ａ）のＥ）。圧電素子５９の機械振動が収まる時間だけ低電位状態を維持する工程が、吐出後待機状態である。
圧電素子５９の機械振動が収まる時間だけ吐出後待機状態を維持した後、圧電素子５９に印加する電圧を中間電位に引き上げて（図７（ａ）のＦ）、再び待機状態（中間電位）にする。
【００７５】
＜着弾位置＞
次に、液滴吐出ヘッド２０の吐出ノズル２４と、それぞれの吐出ノズル２４から吐出された液滴の着弾位置と、の関係について、図８を参照して説明する。図８は、吐出ノズルと、それぞれの吐出ノズルから吐出された液滴の着弾位置と、の関係を示す説明図である。図８（ａ）は、吐出ノズルの配置位置を示す説明図であり、図８（ｂ）は、液滴をノズル列の延在方向に直線状に着弾させた状態を示す説明図であり、図８（ｃ）は、液滴を主走査方向に直線状に着弾させた状態を示す説明図であり、図８（ｄ）は、液滴を面状に着弾させた状態を示す説明図である。図８に示したＸ軸方向及びＹ軸方向は、ヘッドユニット２１が液滴吐出装置１に取り付けられた状態において、図３に示したＸ軸方向又はＹ軸方向と一致している。Ｘ軸方向が主走査方向であって、図８に示した矢印ａの方向に吐出ノズル２４（液滴吐出ヘッド２０）を相対移動させながら、任意の位置において機能液の液滴を吐出することによって、Ｘ軸方向の任意の位置に液滴を着弾させることができる。
【００７６】
図８（ａ）に示すように、ノズル列２４Ａを構成する吐出ノズル２４は、Ｙ軸方向にノズルピッチＰの中心間距離で配列されている。上述したように、２列のノズル列２４Ａをそれぞれ構成する吐出ノズル２４同士は、Ｙ軸方向において、相互に、ノズルピッチＰの１／２ずつ位置がずれている。
【００７７】
図８（ｂ）に示すように、着弾位置を示す着弾点９１と、着弾した液滴の濡れ広がり状態を示す着弾円９１Ａとで、着弾した１滴の液滴の状態を示している。２列のノズル列２４Ａの全部の吐出ノズル２４から、図８（ｂ）に一点鎖線で示した仮想線Ｌ上に着弾させるタイミングで、それぞれ液滴を吐出させることによって、ノズルピッチＰの１／２の中心間間隔で着弾円９１Ａが連なる直線が形成される。
【００７８】
図８（ｃ）に示すように、一つの吐出ノズル２４から連続して液滴を吐出させることによって、Ｘ軸方向に着弾円９１Ａが連なる直線が形成される。Ｘ軸方向における着弾点９１間の中心間距離の最小値を、最小着弾距離ｄと表記する。最小着弾距離ｄは、主走査方向の相対移動速度と、吐出ノズル２４の最小吐出間隔との積である。
最小着弾距離ｄは、主走査方向の相対移動速度を調整することによって調整可能である。また、最小着弾距離ｄは、最小吐出間隔を調整することによって調整可能である。
【００７９】
図８（ｄ）に示すように、一点鎖線で示した仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３上に着弾させるタイミングで、それぞれ液滴を吐出させることによって、ノズルピッチＰの１／２の中心間間隔で着弾円９１Ａが連なる直線が、Ｘ軸方向に並列した着弾面が形成される。図８（ｄ）に示した仮想線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３間の距離が最小着弾距離ｄの場合のそれぞれの着弾点９１が、液滴吐出装置１によって機能液の液滴を配置可能な位置である。
【００８０】
画像の描画に際しては、画像の情報に従って、図８（ｄ）に示したそれぞれの着弾点９１の位置について、液滴を配置する位置を定める。例えば、当該配置位置、及び当該配置位置に液滴を吐出する吐出ノズル２４を指定した配置表を形成し、配置表に従って機能液を着弾させることによって、画像の情報によって規定される画像を描画する。なお、図８（ｄ）に示した例では、着弾円９１Ａの間に隙間が存在するが、ノズルピッチＰや最小着弾距離ｄに対して、吐出する液滴の１滴あたりの吐出重量を適切に定めることによって、隙間なく機能液を配置することが可能である。もちろん、他の液滴と重ねることなく、１滴を独立させて配置することも可能である。
【００８１】
＜着弾位置の制御＞
次に、着弾位置に影響を及ぼす各要素を調整することによって、着弾位置を制御する例を、図９及び図１０を参照して説明する。図９及び図１０は、液滴吐出ヘッドからの吐出位置と被印刷面における着弾位置との関係を、着弾位置に影響を及ぼす各要素とともに示す説明図である。図９（ａ）は、被印刷面が通常状態の場合の着弾位置と、被印刷面が傾いた場合の着弾位置とを示す説明図であり、図９（ｂ）は、液滴の飛行速度を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図であり、図１０（ｃ）は、液滴の吐出周期を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図である。図１０（ｄ）は、液滴吐出ヘッドと被印刷物との相対移動速度を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図であり、図１０（ｅ）は、液滴吐出ヘッドと被印刷物との距離を調整して着弾位置を制御する方法を示す説明図である。図９及び図１０に示したＸ軸方向、及びＺ軸方向は、図３に示したＸ軸方向、又はＺ軸方向と一致している。
【００８２】
図９（ａ）に示すように、ノズル基板２５の面と被印刷面Ｆ０との距離を、ヘッドギャップＧ０と表記する。被印刷面Ｆ１は、被印刷物が変形して、液滴吐出ヘッド２０の相対移動方向に対して、傾いた状態を示している。
液滴吐出ヘッド２０と、被印刷面Ｆ０との相対移動速度を相対速度Ｕ０と表記する。吐出ノズル２４から吐出された液滴のＺ軸方向の速度を、飛行速度Ｖ０と表記する。被印刷面Ｆ０に着弾させる場合、吐出位置Ｘ１で吐出された液滴は、飛行経路Ｓ０を、飛行時間ｔ０（秒）間飛行して、被印刷面Ｆ０における着弾位置Ｘ０に着弾する。吐出位置Ｘ１と着弾位置Ｘ０とのＸ軸方向の距離を距離Ｄ０と表記する。Ｘ１及びＸ０は、吐出位置Ｘ１又は着弾位置Ｘ０のＸ軸方向の座標値を示している。相対速度Ｕ０と、飛行速度Ｖ０と、吐出位置Ｘ１と、着弾位置Ｘ０と、飛行時間ｔ０との関係は、以下のように表せる。
Ｄ０＝Ｘ０−Ｘ１
Ｄ０＝ｔ０×Ｕ０
Ｇ０＝ｔ０×Ｖ０
ｔ０＝Ｄ０／Ｕ０＝Ｇ０／Ｖ０
【００８３】
被印刷面Ｆ１に着弾させる場合、吐出位置Ｘ１で吐出された液滴は、飛行経路Ｓ１を、飛行時間ｔ１（秒）間飛行して、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ２に着弾する。吐出位置Ｘ１と着弾位置Ｘ２とのＸ軸方向の距離をＤ２と表記する。Ｘ１及びＸ２は、吐出位置Ｘ１又は着弾位置Ｘ２のＸ軸方向の座標値を示しており、Ｄ２＝Ｘ２−Ｘ１である。距離（Ｄ２−Ｄ０）を距離Ｄ０２と表記する。着弾位置Ｘ２におけるノズル基板２５の面と被印刷面Ｆ１との距離を、ヘッドギャップＧ２１と表記する。着弾位置Ｘ０におけるノズル基板２５の面と被印刷面Ｆ１との距離を、ヘッドギャップＧ０１と表記する。着弾位置Ｘ２における被印刷面Ｆ０と被印刷面Ｆ１とのＺ軸方向の距離を、ヘッドギャップＧ２０と表記する。着弾位置Ｘ０における被印刷面Ｆ０と被印刷面Ｆ１とのＺ軸方向の距離を、ヘッドギャップＧ１０と表記する。ヘッドギャップＧ１０及びヘッドギャップＧ２０は以下のように表される。
Ｇ１０＝Ｇ０１−Ｇ０
Ｇ２０＝Ｇ２１−Ｇ０
【００８４】
被印刷面Ｆ１に着弾させる場合、液滴が飛行時間ｔ０（秒）飛行した時点では、Ｚ軸方向にはヘッドギャップＧ０だけ飛行しており、被印刷面Ｆ１との距離がギャップＧ１０であり、着弾に至らない。液滴が、さらにＺ軸方向にギャップＧ２０だけ飛行した位置、すなわち、飛行時間ｔ１（秒）飛行した時点で着弾する。液滴が、Ｚ軸方向にギャップＧ２０だけ飛行する間に、Ｘ軸方向には、Ｄ０２＝Ｄ２−Ｄ０だけ飛行する。被印刷面Ｆ０が被印刷面Ｆ１のように傾くことによって、ずれ量が距離Ｄ０２の着弾位置のずれが発生している。
【００８５】
図９（ｂ）に示すように、液滴のＺ軸方向の速度を、飛行速度Ｖ１にすることによって、着弾位置Ｘ０において、被印刷面Ｆ１に着弾させることができる。飛行速度Ｖ１は、以下のように求められる。
Ｖ１＝Ｖ０×（Ｇ０１／Ｇ０）
飛行速度Ｖ１でＧ０１の距離を飛行する飛行時間ｔ２は、以下のように求められる。
ｔ２＝Ｇ０１／Ｖ１＝Ｇ０１／（Ｖ０×（Ｇ０１／Ｇ０））＝Ｇ０／Ｖ０＝ｔ０
したがって、ｔ２＝ｔ０であり、この間の相対移動方向（Ｘ軸方向）における移動量は、ｔ０×Ｕ０＝Ｄ０である。このように、吐出位置Ｘ１において飛行速度Ｖ１で吐出された液滴は、飛行経路Ｓ２を、飛行時間ｔ０（秒）間飛行して、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ０に着弾する。
このように、液滴のＺ軸方向の飛行速度を調整することによって、着弾位置を制御して、ヘッドギャップの変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。
【００８６】
図１０（ｃ）に示すように、液滴を吐出する位置を吐出位置Ｘ３にすることによって、着弾位置Ｘ０において、被印刷面Ｆ１に着弾させることができる。吐出位置Ｘ３にするためには、吐出周期を短くすることによって、液滴を吐出する時点を早くする。吐出周期を変えることによって、液滴を吐出する時点を変えることができるため、液滴を吐出する位置を変えることができる。
吐出ノズル２４が吐出位置Ｘ１に位置する時点を時点Ｔ１と表記し、吐出位置Ｘ３に位置する時点を時点Ｔ３と表記する。吐出位置Ｘ３から吐出位置Ｘ１まで相対移動する時間を、移動時間ｔ３１と表記する。ｔ３１＝Ｔ１−Ｔ３である。
吐出位置Ｘ３から吐出位置Ｘ１までの相対移動距離を移動距離Ｄ３１と表記する。
Ｄ３１＝ｔ３１×Ｕ０である。
吐出位置Ｘ３から着弾位置Ｘ０までの相対移動距離を移動距離Ｄ３と表記する。
Ｄ３＝Ｄ３１＋Ｄ０である。
移動時間ｔ３１は、飛行速度Ｖ０でＧ１０の距離を飛行する時間である。
ｔ３１＝Ｇ１０／Ｖ０で求められる。
飛行速度Ｖ０でＧ０１の距離を飛行する時間を飛行時間ｔ３と表記する。
ｔ３＝ｔ３１＋ｔ０である。
飛行時間ｔ３の間の相対移動距離は、Ｕ０×ｔ３である。
Ｕ０×ｔ３＝Ｕ０×（ｔ３１＋ｔ０）＝Ｕ０×ｔ３１＋Ｕ０×ｔ０＝Ｄ３１＋Ｄ０＝Ｄ３である。
飛行時間ｔ３の間のＺ軸方向の移動距離は、Ｖ０×ｔ３である。
Ｖ０×ｔ３＝Ｖ０×（ｔ３１＋ｔ０）＝Ｖ０×ｔ３１＋Ｖ０×ｔ０＝Ｇ１０＋Ｇ０＝Ｇ０１である。
【００８７】
このように、吐出位置Ｘ３において飛行速度Ｖ０で吐出された液滴は、飛行時間ｔ３（秒）間に、Ｚ軸方向にＧ０１飛行し、相対移動方向（Ｘ軸方向）にＤ３飛行する。すなわち、吐出位置Ｘ３において飛行速度Ｖ０で吐出された液滴は、飛行経路Ｓ３を、飛行時間ｔ３（秒）間飛行して、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ０に着弾する。
液滴の吐出周期を調整することで液滴を吐出する位置を調整することによって、着弾位置を制御して、ヘッドギャップの変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。
【００８８】
図１０（ｄ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０と被印刷面Ｆ１との相対移動速度を、相対移動速度Ｕ１にすることによって、着弾位置Ｘ０において、被印刷面Ｆ１に着弾させることができる。相対移動速度Ｕ１は、以下のように求められる。
Ｕ１＝Ｕ０×（Ｇ０／Ｇ０１）
相対移動速度Ｕ１で相対移動方向（Ｘ軸方向）に距離Ｄ０飛行する時間を飛行時間ｔ４と表記する。
Ｕ１×ｔ４＝Ｄ０
飛行時間ｔ４の間のＺ軸方向の飛行距離は、Ｖ０×ｔ４である。
上述したように、次の関係がある。
Ｄ０＝ｔ０×Ｕ０
Ｇ０＝ｔ０×Ｖ０
この関係から、Ｖ０×ｔ４を求める。
Ｖ０×ｔ４＝Ｖ０×（Ｄ０／Ｕ１）＝Ｖ０×（Ｄ０／（Ｕ０×（Ｇ０／Ｇ０１）））＝Ｖ０×（ｔ０×Ｕ０）×Ｇ０１／（Ｕ０×ｔ０×Ｖ０）＝Ｇ０１
【００８９】
このように、吐出位置Ｘ１においてＺ軸方向の飛行速度Ｖ０で吐出されて、相対移動方向の相対移動速度Ｕ１で飛行する液滴は、飛行時間ｔ４（秒）間に、Ｚ軸方向にＧ０１飛行し、相対移動方向（Ｘ軸方向）にＤ０飛行する。すなわち、吐出位置Ｘ１においてＺ軸方向の飛行速度Ｖ０、Ｘ軸方向の飛行速度（相対移動速度）Ｕ１で吐出された液滴は、飛行経路Ｓ４を、飛行時間ｔ４（秒）間飛行して、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ０に着弾する。
液滴吐出ヘッド２０と被印刷面Ｆ１との相対移動速度を調整することで液滴を吐出する位置を調整することによって、着弾位置を制御して、ヘッドギャップの変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。
【００９０】
図１０（ｅ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０のノズル基板２５と被印刷面Ｆ１とのＺ軸方向の距離を調整することによって、着弾位置Ｘ０において、被印刷面Ｆ１に着弾させることができる。図１０（ｅ）に示した移動量は、ギャップＧ１０相当の量である。被印刷面Ｆ１とノズル基板２５との距離を、ギャップＧ１０相当の量だけ近づけることで、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ０のＺ軸方向における位置（ノズル基板２５との距離）が、被印刷面Ｆ０と同じになる。これにより、被印刷面Ｆ０に着弾させる場合と同様に、吐出位置Ｘ１においてＺ軸方向の飛行速度Ｖ０で吐出されて、相対移動方向の相対移動速度Ｕ０で飛行する液滴は、被印刷面Ｆ１における着弾位置Ｘ０に着弾する。
ヘッドギャップの変化に対応して液滴吐出ヘッド２０と被印刷面Ｆ１とのヘッドギャップを調整することによって、着弾位置を制御して、ヘッドギャップの変化に起因する着弾位置のずれを抑制することができる。
【００９１】
＜印刷工程＞
次に、液滴吐出装置１を用いて、チップ印刷体１５などの被印刷媒体に印刷する印刷工程について、図１１乃至図１４を参照して説明する。ここで説明する印刷工程は、変形した被印刷媒体に対応する印刷工程である。図１１は、印刷工程における各工程を示すフローチャートである。図１２乃至図１４は、被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図である。図１２乃至図１４に示したＸ軸方向及びＺ軸方向は、図３に示したＸ軸方向、又はＺ軸方向と一致している。
【００９２】
最初に、図１１のステップＳ１では、被印刷媒体に関わる情報を取得する。被印刷媒体に関わる情報は、被印刷媒体の厚さや平面形状の各寸法などである。
【００９３】
次に、ステップＳ２では、被印刷媒体の変形形状をパターン化した変形形状パターンを取得し、ＲＯＭ４５などに記憶する。変形形状パターンは、被印刷媒体の典型的な変形形状の特徴を示すものである。ステップＳ２が、パターン形状記憶工程に相当する。ＲＯＭ４５などが、パターン形状記憶手段に相当する。
図１２に示した変形形状パターン２０１は、被印刷媒体が円弧状に反った変形形状パターンである。円弧状に反って、両端が媒体載置台３０に当接し、中央が高くなったパターンである。
図１３に示した変形形状パターン２１１は、被印刷媒体が中央付近で折れ曲がった変形形状パターンである。両端が媒体載置台３０に当接し、中央が高い三角形状の山形になったパターンである。例えば、図１（ａ）を参照して説明したパッケージ印刷体１０は、保持基板１２に溝穴が形成されており、強度が小さい溝穴の部分が主に変形し易いため、変形形状パターン２１１のように変形する可能性がある。
図１４に示した変形形状パターン２０２は、被印刷媒体が円弧状に反った変形形状パターンである。円弧状に反って、中央部分が媒体載置台３０に当接し、両端が高くなったパターンである。
【００９４】
次に、図１１のステップＳ３では、媒体載置台３０に載置された被印刷媒体の印刷面の高さを、高さ検出ユニット３２を用いて計測する。Ｘ軸走査機構３１によって、媒体載置台３０をＸ軸方向に移動し、被印刷媒体の高さを計測する位置を、高さ検出センサー３３の位置にあわせる。その状態でセンサー昇降機構３４よって高さ検出センサー３３を昇降させて、発光部３３ａから受光部３３ｂに至る光束３３０が遮られる高さを検出することによって、当該位置における被印刷面の高さを求める。
ステップＳ３が、検出工程に相当する。高さ検出ユニット３２が、検出手段に相当する。センサー昇降機構３４が、距離変更手段に相当する。被印刷媒体の高さを計測する位置を、高さ検出センサー３３の位置にあわせるために用いる場合のＸ軸走査機構３１が、位置変更手段に相当する。
【００９５】
高さを測定する位置（部分）は、ステップＳ２でＲＯＭ４５などに記憶した変形形状パターンの中から、測定している被印刷媒体の変形形状に該当する変形形状パターンを特定することができる位置（部分）を選択する。また、高さを既知にすることによって変形形状パターンから形状を特定することができる位置（部分）を選択する。例えば、記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１や変形形状パターン２１１である場合には、被印刷面の中央の高さを計測する。例えば、記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１及び変形形状パターン２１１である場合には、被印刷面の中央の高さ及び中央と端との間の位置の高さを計測する。例えば、記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１及び変形形状パターン２０２である場合には、被印刷面の中央の高さ及び両端の高さを計測する。
【００９６】
次に、ステップＳ４では、ステップＳ３で計測した被印刷面の高さから、被印刷媒体の変形の有無を判定する。例えば、ステップＳ２でＲＯＭ４５などに記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１や変形形状パターン２１１である場合には、被印刷面の中央の高さが被印刷媒体の厚さ相当であれば、変形していないと判定できる。例えば、ステップＳ２で記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１又は変形形状パターン２０２である場合には、被印刷面の中央の高さ及び両端の高さが被印刷媒体の厚さ相当であれば、変形していないと判定できる。
被印刷媒体が変形していない（ステップＳ４でＮＯ）場合には、ステップＳ５に進む。被印刷媒体が変形していた（ステップＳ４でＹＥＳ）場合には、ステップＳ６に進む。
【００９７】
ステップＳ４の次に、ステップＳ５では、液滴吐出ヘッド２０からの吐出速度が一定の速度で、印刷を実施する。すなわち、液滴吐出ヘッド２０から吐出される液滴の飛行速度を調整することなく、印刷を実施する。
【００９８】
ステップＳ４の次に、ステップＳ６では、ステップＳ３で計測した被印刷面の高さに依って、ステップＳ２でＲＯＭ４５などに記憶した変形形状パターンの中から、媒体載置台３０に載置された被印刷媒体の変形形状が該当する変形形状パターンを選択する。
例えば、記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１及び変形形状パターン２１１である場合には、被印刷面の中央の高さ及び中央と端との間の位置の高さから、被印刷面が直線状であるか円弧状であるかを判定して、変形形状パターン２０１又は変形形状パターン２１１を該当する変形形状パターンとして選択する。例えば、記憶した変形形状パターンが変形形状パターン２０１及び変形形状パターン２０２である場合には、被印刷面の中央の高さ及び両端の高さから、中央又は両端が高くなっていることが判定でき、変形形状パターン２０１又は変形形状パターン２０２を該当する変形形状パターンとして選択する。
【００９９】
次に、ステップＳ７では、ステップＳ３で計測した被印刷面の高さと、選択した変形形状パターンとから、変形形状を算出する。変形形状を算出することによって、Ｘ軸方向の位置によって、ヘッドギャップＧ０１を求めることができる。変形形状の算出は、予め入力されているプログラムに従って、ＣＰＵ４４が実施する。この場合のＣＰＵ４４が、ヘッド距離算出手段に相当する。ステップＳ７が、ヘッド距離算出工程に相当する。
【０１００】
図１２に示したように、変形形状パターン２０１の中央からのＸ軸方向の位置座標をｘで表し、座標ｘに対応する変形形状パターン２０１の媒体載置台３０からの高さをｚ（媒体高さｚ）で表す。変形形状パターン２０１の最高点の高さを最高点高さｈ１と表記し、変形形状パターン２０１の幅の１／２を幅Ｗ１と表記する。最高点高さｈ１及び幅Ｗ１は、ステップＳ３の計測工程で実測することができる。変形形状パターン２０１の曲率半径を半径ｒと表記する。
変形形状パターン２０１において、最高点高さｈ１と幅Ｗ１とは半径ｒとは、以下の式の関係を有する。
【０１０１】
【数１】
2014004524.tif 000003
【０１０２】
この式から、半径ｒは以下のように求められる。最高点高さｈ１及び幅Ｗ１は実測することができるため、最高点高さｈ１及び幅Ｗ１の実測値から半径ｒの値を算出することができる。
【０１０３】
【数２】
2014004524.tif 000004
【０１０４】
座標ｘに対応する媒体高さｚは、次の式で求められる。
【０１０５】
【数３】
2014004524.tif 000005
【０１０６】
液滴吐出ヘッド２０のノズル基板２５と媒体載置台３０との距離をプラテンギャップＧＰと表記する。ヘッドギャップＧ０１は、以下の式で求められる。
Ｇ０１＝ＧＰ−ｚ
【０１０７】
図１３に示したように、変形形状パターン２０１と同様に、変形形状パターン２１１の中央からのＸ軸方向の位置座標をｘで表し、座標ｘに対応する変形形状パターン２１１の媒体載置台３０からの高さをｚ（媒体高さｚ）で表す。変形形状パターン２１１の最高点の高さを最高点高さｈ２と表記し、被印刷面の幅の１／２を幅Ｗ０と表記する。幅Ｗ０は、ステップＳ１で取得される被印刷媒体に関わる情報に含まれる値である。最高点高さｈ２は、ステップＳ３の計測工程で実測することができる。座標ｘは、変形形状パターン２１１のＸ軸方向の中央が原点であり、変形形状パターン２１１のＸ軸方向の中央において、ｘ＝０である。
【０１０８】
座標ｘに対応する媒体高さｚは、次の式で求められる。
ｘ＜０の場合。
【０１０９】
【数４】
2014004524.tif 000006
【０１１０】
ｘ≧０の場合。
【０１１１】
【数５】
2014004524.tif 000007
【０１１２】
変形形状パターン２０１と同様に、ヘッドギャップＧ０１は、以下の式で求められる。
Ｇ０１＝ＧＰ−ｚ
【０１１３】
図１４に示したように、変形形状パターン２０１と同様に、変形形状パターン２０２の端の高さは最高点高さｈ１である。変形形状パターン２０２においても、変形形状パターン２０１と同様にして、最高点高さｈ１及び幅Ｗ１の実測値から半径ｒの値を算出することができる。
座標ｘに対応する媒体高さｚは、次の式で求められる。
【０１１４】
【数６】
2014004524.tif 000008
【０１１５】
変形形状パターン２０１や変形形状パターン２１１と同様に、ヘッドギャップＧ０１は、以下の式で求められる。
Ｇ０１＝ＧＰ−ｚ
【０１１６】
次に、図１１のステップＳ８では、液滴の吐出速度すなわち液滴の飛行速度の調整を伴う印刷を実施する。図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明したように、被印刷面Ｆ０が被印刷面Ｆ１に変位してヘッドギャップＧ０が変化した場合でも、液滴のＺ軸方向の速度を、飛行速度Ｖ１にすることによって、着弾位置Ｘ０において、被印刷面Ｆ１に着弾させることができる。ステップＳ８が、液状体配置工程に相当する。
液滴の飛行速度の調整は、予め入力されているプログラムに従って、ＣＰＵ４４が実施する。この場合のＣＰＵ４４が、制御手段に相当し、吐出速度調整手段にも相当する。
ステップＳ８又はステップＳ５を実施して、液滴吐出装置１を用いて、チップ印刷体１５などの被印刷媒体に印刷する印刷工程を終了する。
【０１１７】
図９及び図１０を参照して説明したように、液滴吐出ヘッド２０からの吐出周期の調整（図１０（ｃ）参照）や、液滴吐出ヘッド２０と被印刷面Ｆ１との相対移動速度の調整（図１０（ｄ）参照）や、ヘッドギャップの変化に対応するヘッドギャップの調整（図１０（ｅ）参照）によって、着弾位置を制御することができる。図１１のステップＳ８では、吐出周期の調整、相対移動速度の調整、又はヘッドギャップの変化に対応するヘッドギャップの調整によって、着弾位置を制御して、印刷を実施してもよい。
【０１１８】
吐出周期の調整や相対移動速度の調整は、予め入力されているプログラムに従って、ＣＰＵ４４が実施する。吐出周期の調整を実施する場合のＣＰＵ４４が、吐出周期調整手段に相当する。相対移動速度の調整を実施する場合のＣＰＵ４４が、相対移動速度調整手段に相当する。
【０１１９】
ヘッドギャップを調整するためには、ヘッドユニット２１をＺ軸方向に移動させるヘッド昇降機構を用いて、被印刷媒体に対して液滴吐出ヘッド２０を離接させる。あるいは、媒体載置台３０をＺ軸方向に移動させる載置台昇降機構を用いて、液滴吐出ヘッド２０に対して媒体載置台３０に載置された被印刷媒体を離接させる。ヘッド昇降機構が、ヘッド離接手段に相当する。載置台昇降機構が、ヘッド離接手段に相当する。ヘッド昇降機構又は載置台昇降機構と、予め入力されているプログラムに従って、ヘッド昇降機構又は載置台昇降機構を制御するＣＰＵ４４とが、制御手段に相当する。
【０１２０】
＜他の液滴吐出装置例＞
次に、液滴吐出装置１と構成の一部が異なる液滴吐出装置１０１の構成の全般について、図１５を参照して説明する。図１５は、液滴吐出装置の概略構成を示す図である。図１５（ａ）は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図であり、図１５（ｂ）は、高さ検出ユニットの構成を示す平面視の説明図であり、図１５（ｃ）は、高さ検出ユニットの構成を示す側面視の説明図である。
【０１２１】
図１５（ａ）に示すように、液滴吐出装置１０１は、ヘッド機構部２と、媒体機構部２３１と、機能液供給部４と、保守装置部５と、吐出装置制御部７とを備えている。液滴吐出装置１０１は、媒体機構部２３１の構成の一部が、液滴吐出装置１の媒体機構部３の構成と異なる以外は、液滴吐出装置１と同様の構成である。液滴吐出装置１０１が、印刷装置に相当する。
【０１２２】
媒体機構部２３１は、媒体機構部３の構成に加えて、高さ検出ユニット２３２を備えている。高さ検出ユニット２３２は、高さ検出センサー３３と、センサー保持機構２３４とを備えている。高さ検出センサー３３は、高さ検出ユニット３２が備える高さ検出センサー３３と同様であり、発光部３３ａと、受光部３３ｂとを備えている。発光部３３ａ及び受光部３３ｂはそれぞれセンサー保持機構２３４の先端に固定されている。発光部３３ａを支持するセンサー保持機構２３４をセンサー保持機構２３４ａと表記し、受光部３３ｂを支持するセンサー保持機構２３４をセンサー保持機構２３４ｂと表記する。センサー保持機構２３４ａと、センサー保持機構２３４ｂとは、Ｘ軸方向において媒体載置台３０の両側に配設されており、媒体載置台３０の側面に固定されている。発光部３３ａ及び受光部３３ｂは、センサー保持機構２３４を介して、媒体載置台３０に固定されている。発光部３３ａ及び受光部３３ｂは、センサー保持機構２３４によって、Ｚ軸方向に移動可能であって、任意の高さに保持可能である。印刷を実施する際には、発光部３３ａ及び受光部３３ｂは、媒体載置台３０の媒体を載置する上面の高さより突出しない高さに保持される。
発光部３３ａは、射出した光束３３０の光軸がＸ軸方向となる姿勢で、センサー保持機構２３４ａに保持されている。受光部３３ｂは、光検出面を発光部３３ａ側に向けて、センサー保持機構２３４ｂに保持されている。発光部３３ａと受光部３３ｂとのＺ軸方向の高さ関係は、光束３３０の光軸が受光部３３ｂの光検出面の中心に一致する状態を、発光部３３ａと受光部３３ｂとが同じ高さであると表記する。
【０１２３】
高さ検出ユニット２３２は、高さ検出ユニット３２と同様にして、媒体載置台３０に載置されたチップ印刷体１５などの被印刷面の高さを検出することができる。
高さ検出ユニット２３２と、高さ検出ユニット３２とを用いることによって、被印刷媒体の形状を、高さ検出ユニット３２のみを用いる場合にくらべて、より詳細に検出することができる。図１６は、被印刷媒体の変形形状パターンを示す説明図である。図１６に示した変形形状パターン２０３は、Ｘ軸方向における断面の断面形状及びＹ軸方向の断面における断面形状が湾曲している形状を有している。高さ検出ユニット３２とともに高さ検出ユニット２３２を用いることによって、被印刷媒体が、変形形状パターン２０１のように、Ｙ軸方向において形状が一様であるような形状であるか、変形形状パターン２０３のように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において形状が変化している形状であるかを、識別することができる。
【０１２４】
＜着弾位置間距離の制御＞
次に、被印刷媒体上における着弾位置間距離の制御について説明する。図９及び図１０を参照して説明したように、液滴吐出装置１における走査方向（Ｘ軸方向）において、被印刷媒体の変形に起因する着弾位置のずれを、補正することができる。しかし、Ｘ軸方向の距離に対応する被印刷面Ｆ１に沿った距離は、Ｘ軸方向の距離より長くなる。したがって、印刷を実施する際に正確な位置に着弾させた液滴の着弾位置間隔は、被印刷媒体上では、僅かに正確な着弾位置間隔より広くなる。言い換えると、印刷結果としては、着弾位置間隔が僅かに正確な着弾位置間隔より広くなる。
【０１２５】
図１１のステップＳ７では、ステップＳ３で計測した被印刷面の高さと変形形状パターンとから、変形形状を算出している。当該変形形状から、Ｘ軸方向の距離と被印刷面に沿った距離との関係を求めることができる。着弾させるＸ軸方向の位置を、Ｘ軸方向の距離と被印刷面に沿った距離との関係を加味して決定することで、被印刷媒体上の着弾位置をより正確に制御することができる。
【０１２６】
例えば、画像の情報に従って、液滴を配置する配置位置、及び当該配置位置に液滴を吐出する吐出ノズル２４を指定した配置表を形成する際に、配置位置として、被印刷面上の距離をＸ軸方向の距離に変換した位置を採用する。
あるいは、図８（ｃ）を参照して説明したように、Ｘ軸方向における最小着弾距離ｄは、Ｘ軸方向（主走査方向）の相対移動速度と、吐出ノズル２４の最小吐出間隔との積である。例えば、印刷を実施する際の相対移動速度を、被印刷面に沿った距離に対応するＸ軸方向の距離に対応させた相対移動速度にする。これにより、最小着弾距離ｄを、Ｘ軸方向の距離と被印刷面に沿った距離との差を補正するような最小着弾距離にすることができる。
例えば、印刷を実施する際の最小吐出間隔（吐出周期）を、被印刷面に沿った距離に対応するＸ軸方向の距離に対応させた最小吐出間隔にする。これにより、最小着弾距離ｄを、Ｘ軸方向の距離と被印刷面に沿った距離との差を補正するような最小着弾距離にすることができる。
【０１２７】
以下、実施形態による効果を記載する。本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）液滴吐出装置１は、高さ検出ユニット３２を備えている。高さ検出ユニット３２によって、媒体載置台３０に載置された被印刷媒体の高さを計測することができる。
【０１２８】
（２）印刷工程は、計測した被印刷面の高さから、被印刷媒体の変形の有無を判定する工程を有している。被印刷媒体の変形が無い場合には、着弾位置を調整する工程の実施を省略して印刷工程を実施することができる。これにより、不要な工程を実施することを抑制することができる。
【０１２９】
（３）印刷工程において、計測した被印刷面の高さと変形形状パターンとから、変形形状を算出する。これにより、形状を詳細に計測することを必要とせず、少ない計測点について高さを計測するだけで、被印刷面の詳細な変形形状を求めることができる。
【０１３０】
（４）印刷工程において、計測した被印刷面の高さと変形形状パターンとから、変形形状を算出する。変形形状を既知にすることにより、Ｚ軸方向のずれに加えて、Ｘ軸方向の距離に対する被印刷面に沿う方向の印刷面上の距離を既知にすることができる。液滴を着弾させる位置を、Ｘ軸方向の距離と被印刷面に沿う方向の印刷面上の距離との関係を加味した位置に設定することで、被印刷媒体の変形に起因して印刷面において着弾点間距離が変化することを抑制することができる。
【０１３１】
（５）液滴吐出装置１０１は、高さ検出ユニット３２及び高さ検出ユニット２３２を備えている。高さ検出ユニット３２と高さ検出ユニット２３２とは、それぞれにおける高さを計測可能な領域が、媒体載置台３０の載置面に平行な方向において、互いに交差する位置に配設されている。この高さ検出ユニット３２及び高さ検出ユニット２３２を用いて、２方向から被印刷媒体の高さを計測することができる。これにより、高さを計測する装置が１個の場合にくらべて、高さを計測することによって、被印刷媒体の形状を詳細に計測することができる。
【０１３２】
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【０１３３】
（変形例１）前記実施形態においては、検出手段としての高さ検出ユニット３２が備える高さ検出センサー３３は、発光部３３ａと受光部３３ｂとを備える構成であった。しかし、検出手段が発光部と受光部とを備える構成であることは必須ではない。検出手段は、例えば、距離検出装置であって、媒体保持手段の保持面に臨んで配置されており、保持面上の被印刷媒体との距離を計測することによって、被印刷媒体の形状を検出するような装置であってもよい。あるいは、被印刷媒体の側面からの画像を取得し、当該画像から被印刷媒体の高さを検出するような装置であってもよい。
【０１３４】
（変形例２）前記実施形態においては、高さ検出ユニット２３２が備える高さ検出センサー３３は、センサー保持機構２３４によって、Ｚ軸方向に移動可能に保持されていた。しかし、高さ検出センサー３３を保持する装置は、媒体載置台３０に対して高さ検出センサー３３をＹ軸方向に移動させることができる移動装置を備える構成であってもよい。すなわち、検出手段を保持する装置は、媒体保持手段の保持面に平行な方向において、媒体保持手段に対して検出手段を、移動させることができる移動装置を備える構成であってもよい。この場合の移動装置が、位置変更手段に相当する。
【０１３５】
（変形例３）前記実施形態においては、印刷装置としての液滴吐出装置１は、検出手段としての高さ検出ユニット３２を１個備えていた。しかし、印刷装置は、複数の検出手段を備える構成であってもよい。複数の検出手段を並行して稼働させることで、迅速に、形状を検出することができる。また、位置変更手段を必要とせずに、被印刷媒体における複数の位置の形状を検出することができる。
【０１３６】
（変形例４）前記実施形態においては、高さ検出ユニット３２は、１個の高さ検出センサー３３を備えていた。しかし、検出手段が備える発光部と受光部との組みが１組であることは必須ではない。検出手段は、発光部と受光部との組みを複数組備え、１個の距離変更手段によって、複数の発光部と受光部との組みを同時に移動させる構成であってもよい。
【０１３７】
（変形例５）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は、チップ印刷体１５のような印刷対象物に、チップ印刷画像１５０Ａのような画像を印刷する装置であり、被印刷媒体は、チップ印刷体１５やパッケージ印刷体１０であった。しかし、前記実施形態に記載した液滴吐出装置１のような印刷装置が印刷を実施する対象の被印刷媒体は、他の媒体であってもよい。例えば、布帛が載置された基板を被印刷媒体としてもよい。
【０１３８】
（変形例６）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は、液滴吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１をＹ軸方向に移動させるＹ軸走査機構２６を備えていた。しかし、液滴吐出ヘッドを改行方向（上記実施形態でのＹ軸方向）に移動させることは必須ではない。液滴吐出装置は、被印刷媒体の全幅に向けて吐出可能な吐出ノズル列を備える構成であってもよい。
【０１３９】
（変形例７）前記実施形態においては、液滴吐出装置１は、被印刷媒体を載置した媒体載置台３０をＸ軸方向に移動させると共に、液滴吐出ヘッド２０から機能液を吐出させることによって機能液を配置していた。また、ヘッドユニット２１をＹ軸方向に移動することによって、被印刷媒体などに対する液滴吐出ヘッド２０（吐出ノズル２４）の位置を合わせこんでいた。しかし、液滴吐出ヘッドと被印刷媒体との、吐出走査方向（上記実施形態でのＸ軸方向）の相対移動を被印刷媒体を移動させることで実施することも、改行方向（上記実施形態でのＹ軸方向）の相対移動を吐出ヘッドを移動させることで実施することも、必須ではない。
吐出ヘッドと被印刷媒体との吐出走査方向の相対移動を、吐出ヘッドを吐出走査方向に移動させることで実施してもよい。吐出ヘッドと被印刷媒体との改行方向の相対移動を、被印刷媒体を改行方向に移動させることで実施してもよい。あるいは、吐出ヘッドと被印刷媒体との、吐出走査方向及び改行方向の相対移動を、吐出ヘッド、又は被印刷媒体のどちらか一方を、吐出走査方向及び改行方向に移動させることで実施してもよいし、吐出ヘッド、及び被印刷媒体の両方を、吐出走査方向及び改行方向に移動させることで実施してもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１…液滴吐出装置、２…ヘッド機構部、３…媒体機構部、７…吐出装置制御部、１５…チップ印刷体、２０…液滴吐出ヘッド、２０ｄ…ヘッドドライバー、２４…吐出ノズル、２５…ノズル基板、２６…Ｙ軸走査機構、３０…媒体載置台、３２…高さ検出ユニット、３３…高さ検出センサー、３３ａ…発光部、３３ｂ…受光部、３４…センサー昇降機構、４４…ＣＰＵ、４５…ＲＯＭ、８５…シフトレジスター、８６…ラッチ回路、８７…レベルシフター、８８…スイッチ、１００…印刷システム、１０１…液滴吐出装置、１０７…印刷システム制御装置、１０８…入出力装置、１０９…表示装置、１５０…チップ画像、１５０Ａ…チップ印刷画像、２０１，２０２，２０３，２１１…変形形状パターン、２３１…媒体機構部、２３２…高さ検出ユニット、２３４…センサー保持機構、３３０…光束。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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