(57)【要約】【課題】液滴吐出検査の工数を低減する。【解決手段】ノズルから機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、記録媒体に向けて前記機能液を前記液滴として吐出し、前記記録媒体に液状塊を形成する吐出工程と、形成された前記液状塊を評価する評価工程と、を含み、前記吐出工程では、前記ノズルから吐出される総吐出量が設定され、設定された前記総吐出量に基づいて前記液滴を吐出し、前記評価工程では、設定された前記総吐出量に基づいて形成された前記液状塊を評価する。【選択図】図３
2014094533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、
記録媒体に向けて前記機能液を前記液滴として吐出し、前記記録媒体に液状塊を形成する吐出工程と、
形成された前記液状塊を評価する評価工程と、を含み、
前記吐出工程では、
前記ノズルから吐出される総吐出量が設定され、設定された前記総吐出量に基づいて前記液滴を吐出し、
前記評価工程では、
設定された前記総吐出量に基づいて形成された前記液状塊を評価することを特徴とする液滴吐出検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出検査方法において、
前記吐出工程では、
前記ノズルから吐出される１ショットあたりの吐出量を調整することを特徴とする液滴吐出検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐出ヘッドの各ノズルから吐出される液滴の吐出量ばらつきを補正するために、吐出ヘッドのノズルの吐出量特性を取得する必要があった。そこで、例えば、各ノズルの液滴吐出量を検査する方法として、試験片に向けて液滴を吐出し、試験片の受理層に広がった液状体について画像処理を行い、吐出ヘッドの各ノズルに対応する吐出量を算出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１９９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記吐出量特性を算出するため、描画バターンに基づき、描画時において実際にノズルから吐出される吐出数毎に吐出量を検査する場合には、吐出数が変わる毎（描画パターン毎）に、撮像部や照射部等の検査関連装置の条件設定及び調整を切り替える必要があり、検査に多くの時間を費やしてしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出検査方法は、ノズルから機能液を液滴として吐出する吐出ヘッドの液滴吐出検査方法であって、記録媒体に向けて前記機能液を前記液滴として吐出し、前記記録媒体に液状塊を形成する吐出工程と、形成された前記液状塊を評価する評価工程と、を含み、前記吐出工程では、前記ノズルから吐出される総吐出量が設定され、設定された前記総吐出量に基づいて前記液滴を吐出し、前記評価工程では、設定された前記総吐出量に基づいて形成された前記液状塊を評価することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、記録媒体に対してノズルから総吐出量に基づいて機能液が塗布され、総吐出量に基づいて形成された液状塊について評価される。すなわち、何れの描画パターンにおいも同じ総吐出量に基づいて液状塊の評価、例えば、ノズルに対応する吐出量や着弾位置等の各検査が行われる。従って、描画パターンに依存せず、同一の総吐出量による液状塊について評価されるので、撮像部や照射部等の検査装置の条件設定及び調整を切り替える必要が無く、評価（検査）工数を低減することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出検査方法の前記吐出工程では、前記ノズルから吐出される１ショットあたりの吐出量を調整することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、１ショットあたりの吐出量を調整することにより、容易に総吐出量を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液滴吐出検査装置の構成を示す概略図。
【図２】吐出ヘッドの構成を示す概略図。
【図３】液滴吐出検査方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００１２】
まず、液滴吐出検査装置の構成について説明する。液滴吐出検査装置は、記録媒体に形成された液状塊の状態を検査する装置である。図１は、液滴吐出検査装置の構成を示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、液滴吐出検査装置１０は、ヘッドユニット３０と、記録媒体１を載置するステージ４０と、ステージ４０に載置された記録媒体１に向けて光を照射する照射部１００と、記録媒体１に塗布された機能液（液状塊）を撮像する撮像部１１０を備えている。さらに、上記部材等を制御する制御機能や演算処理機能等を有する制御部（図示せず）等を備えている。
【００１４】
ヘッドユニット３０には、吐出ヘッド２０が搭載されている。そして、ヘッドユニット３０には、ヘッドユニット３０をＸ軸方向に往復移動させる移動手段（図示せず）が接続されている。移動手段としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、ヘッドユニット３０をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源として、各種モーターを採用することができる。
【００１５】
ステージ４０は、記録媒体１を載置する載置面４１を有している。当該載置面４１は平坦である。また、ステージ４０は記録媒体１を吸着固定する吸着機構を備えている。例えば、載置面４１には複数の吸引孔が設けられ、当該吸引孔はポンプに接続されている。そして、ポンプを駆動させることにより吸引孔から空気が吸引されるように構成されている。これにより、記録媒体１を載置面４１に載置して、ポンプを駆動させ負圧により記録媒体１を載置面４１に吸着させることができる。さらに、ステージ４０には、ステージ４０をＹ軸方向に沿って往復運動可能に移動手段（図示せず）が設けられている。移動手段としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、ステージ４０をＹ軸方向に沿って移動させるための動力源として、各種モーターを採用することができる。
【００１６】
照射部１００は、ステージ４０の載置面と対向するように設置され、照射部１００を駆動させることによりステージ４０の方向に向けて光が照射されるように構成されている。本実施形態では、撮像部１１０を環状に囲んだリング照明が設置されている。
【００１７】
撮像部１１０は、例えば、ＣＣＤカメラであり、ステージ４０上に載置された記録媒体１を撮像可能に設置されている。撮像部１１０は光学機構を含み、当該光学機構により撮像する対象物を拡大または縮小させて撮像することができる。
【００１８】
次に、吐出ヘッド２０の構成について説明する。図２は、吐出ヘッドの構成を示す概略図であり、図２（ａ）は、吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図であり、図２（ｂ）は、吐出ヘッドの構造を示す斜視断面図であり、図２（ｃ）は、吐出ヘッドのノズルの部分の構造を示す断面図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、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、複数のノズル２４が形成されている。本実施形態のノズル基板２５には、略一直線状に並んだノズル列２４Ａが２列形成されている。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記録媒体１等に着弾させることで、当該位置に機能液を配置することができる。ノズル列２４Ａにおいてノズル２４は等間隔で並んでおり、２列のノズル列２４Ａ間で、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、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。
【００２０】
図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、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、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、図示しない機能液供給部から吐出ヘッド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、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。
【００２１】
圧力室５８はノズル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列に並んだノズル２４がノズル列２４Ａを形成している。図２（ｂ）では図示省略したが、図示したノズル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。
【００２２】
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（図示省略）を介して吐出ヘッド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２（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。
【００２３】
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ノズル２４から機能液が液滴となって吐出される。
【００２４】
次に、液滴吐出検査方法について説明する。なお、本実施形態にかかる液滴吐出検査方法では、前述した液滴吐出検査装置１０を使用した場合について説明する。図３は、液滴吐出検査方法を示す工程図である。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、まず、記録媒体１をステージ４０の載置面４１に載置する。そして、ステージ４０に設けられた吸着機構を駆動させ、記録媒体１を載置面４１に吸着固定させる。ここで、記録媒体１の構成は、特に限定されない。紙類やガラス基板等を適宜適用することができる。なお、本実施形態における記録媒体１は、図３に示すように、基材２と基材２上に形成された浸透層４とを備えたものを適用している。基材２は、例えば、ＰＥＴ等のプラスチックフィルムやシートの他、紙、布等を適用することができる。また、基材２の厚みや大きさについては、特に限定されず、取り扱いや製造工数等に応じて適宜設定することができる。浸透層４は、塗布された機能液を浸透させるものであり、本実施形態では、例えば、シリカやアルミナ等の無機粒子が敷き詰められた空隙層であり、透明性を有する層である。そして、所望する浸透層４の平坦度に応じて、適宜無機粒子の粒径を設定することができる。浸透層４は、例えば、塗工により基材２上に形成することができる。
【００２６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、吐出工程では、記録媒体１に向けて機能液を液滴Ｄとして吐出し、記録媒体１に液状塊Ｉを形成する。具体的には、吐出ヘッド２０を記録媒体１に対向する所定位置に移動させるとともに、吐出ヘッド２０のノズル２４から機能液を液滴Ｄとして吐出させる。これにより、吐出された液滴Ｄがドット形状で記録媒体１の浸透層４に付着する。浸透層４に付着された機能液（液状塊Ｉ）は浸透層４の内部に浸透する。なお、本実施形態にかかる機能液は特に限定されない。例えば、カラーインクであってもよいし、透明インクであってもよい。また、配向膜形成インクや導電性膜形成インク等についても適用することができる。
【００２７】
さらに、吐出工程では、ノズル２４から吐出される総吐出量が設定され、設定された総吐出量に基づいて液滴Ｄを吐出する。そして、ノズル２４から吐出される１ショットあたりの吐出量を調整する。
【００２８】
ここで、描画パターン毎に総吐出量に基づく吐出方法について説明する。なお、本実施形態では、ノズル２４から連続２ショットが吐出される第１描画パターンと、ノズル２４から連続３ショットが吐出される第２描画パターンと、ノズル２４から連続４ショットが吐出される第３描画パターンに関して説明する。
【００２９】
まず、第１〜第３描画パターンに対して同一の総吐出量が設定される。具体的には、総吐出量は、次工程における評価工程において評価可能な程度の吐出量が設定される。例えば、総吐出量を１００ｎｇと設定することができる。そして、設定された総吐出量（１００ｎｇ）に対して、第１描画パターンの場合には、連続２ショットを５回繰り返して吐出する。すなわち、１０ショットの液滴Ｄを吐出する。そして、１ショットあたり液滴Ｄの吐出量を１０ｎｇに調整して吐出する。これにより、総吐出量が１００ｎｇの液状塊Ｉが形成される。
【００３０】
また、第２描画パターンの場合には、連続３ショットを３回繰り返して吐出する。すなわち、９ショットの液滴Ｄを吐出する。そして、１ショットあたりの液滴Ｄの吐出量を１１．１ｎｇに調整して吐出する。これにより、総吐出量が９９．９ｎｇとなり、１００ｎｇ同等の液状塊Ｉが形成される。
【００３１】
また、第３描画パターンの場合には、連続４ショットを２回繰り返して吐出する。すなわち、８ショットの液滴Ｄを吐出する。そして、１ショットあたりの液滴Ｄの吐出量を１２．５ｎｇに調整して吐出する。これにより、総吐出量が１００ｎｇの液状塊Ｉが形成される。
【００３２】
上記の通り、１ショットあたりの吐出量と吐出数（ショット数）を調整することで、総吐出量が設定されるので、描画パターン毎に吐出量が異なることが無く、各種描画パターンに対しても設定された総吐出量に基づく液状塊Ｉが形成される。
【００３３】
次いで、図３（ｃ）に示すように、評価工程では、形成された液状塊Ｉを評価する。具体的には、ステージ４０を照射部１００及び撮像部１１０と対向する位置まで移動させる。そして、照射部１００を駆動させ、記録媒体１に向けて光を照射させる。そして、撮像部１１０によって液状塊Ｉを撮像する。そして、例えば、撮像された液状塊Ｉのデータから面積を算出し、吐出量を取得することができる。また、撮像された液状塊Ｉのデータから液滴Ｄの着弾位置精度等を検査することもできる。
【００３４】
ここで、先の吐出工程では、描画パターン毎に依存せず、ノズル２４から吐出される吐出量は設定された総吐出量によって変動されず一定であるため、評価工程において、例えば、照射部１００の照射条件や撮像部１１０の撮像条件等を変更せずに評価することが可能となる。
【００３５】
そして、取得されたノズル２４の吐出量に基づいて、吐出ヘッド２０のノズル２４間における吐出量特性を算出することができる。そして、算出された吐出量特性に基づいて、各ノズル２４から吐出される吐出量が均一となるように、吐出ヘッド２０のノズル２４に対応する圧電素子５９の駆動を適宜補正することができる。
【００３６】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３７】
何れの描画パターンに依存せず、記録媒体１に対してノズル２４から総吐出量に基づいて液滴Ｄを吐出され、総吐出量に基づいて形成された液状塊Ｉについて評価される。従って、描画パターン毎に評価対象となる液状塊Ｉの吐出量が変わらないため、照射部１００や撮像部１１０等の検査装置の条件設定及び調整を切り替える必要が無くなり、評価（検査）工数を低減することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３９】
（変形例１）上記実施形態では、吐出工程における総吐出量をノズル２４毎に設定したが、これに限定されない。例えば、複数のノズル２４を群としたノズル群として総吐出量を設定してもよい。この構成によれば、記録媒体１における吐出エリア（塗布エリア）としての吐出量特性が取得できる。これにより、ため、例えば、表示装置の画素エリアを想定した補正を容易に行うことができる。
【００４０】
（変形例２）上記実施形態では、液滴吐出検査装置１０は、吐出ヘッド２０を備えたが、これに限定されない。例えば、液滴吐出検査装置１０と吐出ヘッド２０とが別体であってもよい。このようにも、上記同様の検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…記録媒体、１０…液滴吐出検査装置、２０…吐出ヘッド、２４…ノズル、２４Ａ…ノズル列、２５…ノズル基板、３０…ヘッドユニット、４１…載置面、５９…圧電素子、１００…照射部、１１０…撮像部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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