(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量を各ノズルごとに測定することができる液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置および描画装置を提供すること。【解決手段】本発明は、液状材料をノズル２５から液滴として吐出する液滴吐出ヘッド２の液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定方法であって、液滴吐出ヘッド２から吐出された液状材料を貯留可能な溝３２の一端部３２１へノズル２５から液滴を繰り返し吐出して、溝３２の一端部３２１から他端部３２２へ向かって液状材料を溝３２内に充填する充填工程と、液状材料が溝３２内に充填された長さを計測する計測工程とを有し、充填された長さの計測値に基づいて、当該ノズル２５の液滴吐出量を推定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定方法であって、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填する充填工程と、
液状材料が前記溝内に充填された長さを計測する計測工程とを有し、
前記充填された長さの計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定することを特徴とする液滴吐出量測定方法。
【請求項２】
前記充填された長さの計測値と、前記溝の単位長さ当たりの容積に関する情報と、該溝へ吐出された液滴の数とに基づいて、当該ノズルから吐出された液滴の１滴当たりの量を算出する請求項１に記載の液滴吐出量測定方法。
【請求項３】
前記溝は、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルに対応して、複数、並設されており、
前記充填工程では、前記複数の溝の一端部へ、それぞれ、前記複数のノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記複数の溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を各々の溝内に充填し、
前記計測工程では、前記複数の溝の各々について、液状材料が充填された長さを計測し、
それらの計測値に基づいて、前記複数のノズルの各々の液滴吐出量を推定する請求項１または２に記載の液滴吐出量測定方法。
【請求項４】
前記充填工程では、前記複数の溝に対しそれぞれ同数の液滴を吐出し、
前記計測工程では、前記複数の溝について、液状材料が充填された長さの分布を把握することにより、前記複数のノズルの液滴吐出量の比率を推定する請求項３に記載の液滴吐出量測定方法。
【請求項５】
液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液状材料を貯留可能な溝が形成された液滴受容部を有する液滴吐出量測定用治具であって、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする液滴吐出量測定用治具。
【請求項６】
前記溝は、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルに対応して、複数、並設されている請求項５に記載の液滴吐出量測定用治具。
【請求項７】
前記溝の近傍に、液状材料が前記溝内に充填された長さを示す目盛りが設けられている請求項５または６に記載の液滴吐出量測定用治具。
【請求項８】
前記溝の内面は、前記液状材料に対する親液性を有し、前記液滴受容部の前記溝以外の部分は、前記液状材料に対する撥液性を有している請求項５ないし７のいずれかに記載の液滴吐出量測定用治具。
【請求項９】
液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を調整する液滴吐出量調整方法であって、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な、並設された複数の溝の一端部へ、それぞれ、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記複数の溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を各々の溝内に充填する充填工程と、
前記複数の溝の各々について、液状材料が該溝に充填された長さを計測する計測工程と、
前記複数の溝の各々についての前記充填された長さの計測値に基づいて、前記複数のノズルの各々に対応する駆動電圧を調整することにより、前記複数のノズルの液滴吐出量が可及的に等しくなるように調整する調整工程とを有することを特徴とする液滴吐出量調整方法。
【請求項１０】
液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定装置であって、
液状材料を貯留可能な溝が形成された液滴受容部を有し、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする液滴吐出量測定装置。
【請求項１１】
液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、ワークとを相対的に移動させ、前記ノズルから液滴を吐出して前記ワークに着弾させることにより描画を行う描画装置であって、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置および描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のカラーフィルタ基板や、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置のような色要素付き基板の色要素膜（フィルタ膜、発光膜等）を形成する方法として、インクジェット描画装置を用いる方法が知られている。この方法では、基板上に形成されたバンクによって囲まれてなる色要素領域（サブピクセル）の各々に対し、インクジェット描画装置によって色要素膜形成用の液状材料を付与する。すなわち、インクジェット描画装置によって、液状材料を液滴として吐出し、この液滴を各色要素領域に着弾させる。そして、各色要素領域に付与された液状材料を固化または硬化させて色要素膜を形成する。
この場合、形成される色要素膜の膜厚を正確に管理するためには、各色要素領域に付与される液状材料の量を正確に制御する必要があり、そのためには、液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）から吐出される液滴１滴当たりの量を知る必要がある。
【０００３】
従来、液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する方法としては、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出し、吐出された液滴を受け容器で受け、液滴を受けた前後での受け容器の重量を測定することにより、受け容器に吐出された液滴の総重量を測定し、これを液滴の数で除算することにより、１滴当たりの重量を測定している（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、上記の液滴吐出量測定方法では、液滴吐出ヘッドの全ノズルの平均値しか分からない。実際には、ノズルごとに吐出量のバラツキがあるので、各ノズルごとの１滴の吐出量を知ることができないという問題があった。
【０００４】
単純に考えると、受け容器に液滴を吐出する際に一つのノズルのみから液滴を吐出して、その前後で受け容器の重量を測定すれば、そのノズルからの１滴の吐出量が分かるようにも思えるが、同じノズルでも、全ノズルから液滴を吐出しているときと、そのノズルのみから液滴を吐出しているときとでは、１滴の吐出量が異なるので、この方法では、全ノズルから吐出している場合における各ノズルごとの吐出量を正確に知ることはできない。また、この方法の場合、全ノズルについてそれぞれ受け容器の重量測定を行わなければならないので、測定に多大な時間と手間がかかるという問題もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量を各ノズルごとに測定することができる液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置および描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出量測定方法は、液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定方法であって、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填する充填工程と、
液状材料が前記溝内に充填された長さを計測する計測工程とを有し、
前記充填された長さの計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定することを特徴とする。
【０００８】
これにより、液滴吐出ヘッドから吐出される１滴の液滴の量を、ノズルごとに測定することができる。すなわち、１滴当たりの吐出量を、全ノズルの平均値としてでなく、特定のノズルの測定値として正確に知ることができる。
特に、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出している場合におけるノズルごとの吐出量を測定することができる。一般に、同じノズルであっても、全ノズルから液滴を吐出している場合と、そのノズルのみから液滴を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワークに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッドのほぼ全部のノズルから液滴を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態でのそのノズルの液滴吐出量を測定することができ、極めて有用である。
【０００９】
本発明の液滴吐出量測定方法では、前記充填された長さの計測値と、前記溝の単位長さ当たりの容積に関する情報と、該溝へ吐出された液滴の数とに基づいて、当該ノズルから吐出された液滴の１滴当たりの量を算出することが好ましい。
これにより、そのノズルから吐出された液滴の１滴当たりの体積を簡単かつ正確に算出することができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出量測定方法では、前記溝は、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルに対応して、複数、並設されており、
前記充填工程では、前記複数の溝の一端部へ、それぞれ、前記複数のノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記複数の溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を各々の溝内に充填し、
前記計測工程では、前記複数の溝の各々について、液状材料が充填された長さを計測し、
それらの計測値に基づいて、前記複数のノズルの各々の液滴吐出量を推定することが好ましい。
これにより、複数のノズルについての測定を一度に行うことができ、測定に要する時間と手間を大幅に軽減することができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出量測定方法では、前記充填工程では、前記複数の溝に対しそれぞれ同数の液滴を吐出し、
前記計測工程では、前記複数の溝について、液状材料が充填された長さの分布を把握することにより、前記複数のノズルの液滴吐出量の比率を推定することが好ましい。
これにより、極めて簡単に、複数のノズルにおける各ノズルごとの１滴当たりの吐出量の比率を把握することができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出量測定用治具は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出された液状材料を貯留可能な溝が形成された液滴受容部を有する液滴吐出量測定用治具であって、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする。
【００１３】
これにより、液滴吐出ヘッドから吐出される１滴の液滴の量を、ノズルごとに測定することができる。すなわち、１滴当たりの吐出量を、全ノズルの平均値としてでなく、特定のノズルの測定値として正確に知ることができる。
特に、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出している場合におけるノズルごとの吐出量を測定することができる。一般に、同じノズルであっても、全ノズルから液滴を吐出している場合と、そのノズルのみから液滴を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワークに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッドのほぼ全部のノズルから液滴を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態でのそのノズルの液滴吐出量を測定することができ、極めて有用である。
【００１４】
本発明の液滴吐出量測定用治具では、前記溝は、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルに対応して、複数、並設されていることが好ましい。
これにより、複数のノズルについての測定を一度に行うことができ、測定に要する時間と手間を大幅に軽減することができる。
本発明の液滴吐出量測定用治具では、前記溝の近傍に、液状材料が前記溝内に充填された長さを示す目盛りが設けられていることが好ましい。
これにより、液状材料が溝内に充填された長さを目盛りから読み取るだけで計測することができるので、極めて簡単に計測することができる。
【００１５】
本発明の液滴吐出量測定用治具では、前記溝の内面は、前記液状材料に対する親液性を有し、前記液滴受容部の前記溝以外の部分は、前記液状材料に対する撥液性を有していることが好ましい。
これにより、液状材料が溝内に隙間を残さずに充填されていくとともに、液状材料が溝外へ溢れ出ることを確実に防止することができるので、液滴吐出量の測定をより高精度に行うことができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出量調整方法は、液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を調整する液滴吐出量調整方法であって、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を貯留可能な、並設された複数の溝の一端部へ、それぞれ、前記液滴吐出ヘッドの複数のノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記複数の溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を各々の溝内に充填する充填工程と、
前記複数の溝の各々について、液状材料が該溝に充填された長さを計測する計測工程と、
前記複数の溝の各々についての前記充填された長さの計測値に基づいて、前記複数のノズルの各々に対応する駆動電圧を調整することにより、前記複数のノズルの液滴吐出量が可及的に等しくなるように調整する調整工程とを有することを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドの各ノズルの１滴当たりの吐出量を均一化することができる。その結果、この液滴吐出ヘッドを用いて描画される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上が図れる。また、上記効果を極めて簡単な方法で達成することができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出量測定装置は、液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドの液滴吐出量を測定する液滴吐出量測定装置であって、
液状材料を貯留可能な溝が形成された液滴受容部を有し、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする。
【００１８】
これにより、液滴吐出ヘッドから吐出される１滴の液滴の量を、ノズルごとに測定することができる。すなわち、１滴当たりの吐出量を、全ノズルの平均値としてでなく、特定のノズルの測定値として正確に知ることができる。
特に、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出している場合におけるノズルごとの吐出量を測定することができる。一般に、同じノズルであっても、全ノズルから液滴を吐出している場合と、そのノズルのみから液滴を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワークに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッドのほぼ全部のノズルから液滴を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態でのそのノズルの液滴吐出量を測定することができ、極めて有用である。
【００１９】
本発明の描画装置は、液状材料をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、ワークとを相対的に移動させ、前記ノズルから液滴を吐出して前記ワークに着弾させることにより描画を行う描画装置であって、
前記溝の一端部へ前記ノズルから液滴を繰り返し吐出して、前記溝の一端部から他端部へ向かって液状材料を前記溝内に充填し、その充填された長さを計測し、該計測値に基づいて、当該ノズルの液滴吐出量を推定する液滴吐出量測定方法の実施に使用可能であることを特徴とする。
【００２０】
これにより、液滴吐出ヘッドから吐出される１滴の液滴の量を、ノズルごとに測定することができる。すなわち、１滴当たりの吐出量を、全ノズルの平均値としてでなく、特定のノズルの測定値として正確に知ることができる。
特に、液滴吐出ヘッドの全ノズルから液滴を吐出している場合におけるノズルごとの吐出量を測定することができる。一般に、同じノズルであっても、全ノズルから液滴を吐出している場合と、そのノズルのみから液滴を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワークに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッドのほぼ全部のノズルから液滴を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態でのそのノズルの液滴吐出量を測定することができ、極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置および描画装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の液滴吐出量測定装置を搭載した描画装置（インクジェット描画装置）の実施形態を示す斜視図である。
同図に示すように、描画装置１は、液滴吐出ヘッド２を１個または複数個搭載したキャリッジ１０３と、キャリッジ１０３を水平な一方向（以下、「Ｘ軸方向」と言う）に移動させるキャリッジ移動機構（移動手段）１０４と、ワーク１０Ａを保持するステージ１０６と、ステージ１０６をＸ軸方向に垂直であって水平な方向（以下、「Ｙ軸方向」と言う）に移動させるステージ移動機構（移動手段）１０８と、制御手段１１２とを備えている。
【００２２】
描画装置１の近傍には、液状材料１１１を貯留するタンク１０１が設置されている。タンク１０１と、キャリッジ１０３とは、液状材料１１１を送液する流路となるチューブ１１０を介して接続されている。各タンク１０１に貯留された液状材料１１１は、例えば圧縮空気の力によって、キャリッジ１０３の液滴吐出ヘッド２に送液（供給）される。
このような描画装置１は、ステージ移動機構１０８およびキャリッジ移動機構１０４を作動させ、ステージ１０６とキャリッジ１０３とを相対的に移動させることにより、液滴吐出ヘッド２をワーク１０Ａに沿って走査しつつ、液滴吐出ヘッド２のノズル２５から液状材料１１１の液滴を吐出して、ワーク１０Ａ上に所定のパターンを描画する装置である。
【００２３】
描画装置１は、各種の電気光学装置の製造装置として使用可能な装置であり、例えば液晶表示装置のカラーフィルタ基板や有機ＥＬ表示装置のような色要素付き基板、電子放出装置、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置、電気泳動表示装置等を製造したり、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を行うのに用いることができる。
【００２４】
また、本発明において、液状材料１１１は、例えば色要素付き基板の色要素膜のような目的物を形成するための材料を含み、かつ、液滴吐出ヘッド２のノズル２５から吐出可能な粘度を有するものである。この場合、材料が水性であると油性であるとを問わない。また、ノズル２５から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が分散していても全体として流動体であればよい。すなわち、液状材料は、色要素膜の構成材料が溶媒中に溶解した溶液でも、分散した分散液（サスペンションやエマルション）でもよい。
【００２５】
液状材料１１１に含有され得る材料としては、カラーフィルタのフィルタ材料、有機ＥＬ装置におけるＥＬ発光層を形成するための蛍光材料、ＰＤＰ装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。
【００２６】
描画装置１におけるキャリッジ移動機構１０４の作動は、制御手段１１２により制御される。なお、制御手段１１２の詳細な構成および機能は、後述する。本実施形態のキャリッジ移動機構１０４は、キャリッジ１０３をＺ軸方向（鉛直方向）に沿って移動させ、高さを調整する機能も有している。さらに、キャリッジ移動機構１０４は、Ｚ軸に平行な軸の回りでキャリッジ１０３を回転させる機能も有しており、これにより、キャリッジ１０３のＺ軸回りの角度を微調整することができる。
【００２７】
ステージ１０６は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との双方に平行な平面を有する。また、ステージ１０６は、ワーク１０Ａをその平面上に固定、または保持できるように構成されている。
ステージ移動機構１０８は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に直交するＹ軸方向に沿ってステージ１０６を移動させ、その作動は、制御手段１１２により制御される。さらに、本実施形態のステージ移動機構１０８は、Ｚ軸に平行な軸の回りでステージ１０６を回転させる機能も有しており、これにより、ステージ１０６に載置されたワーク１０ＡのＺ軸回りの傾斜を微調整して真っ直ぐになるように補正することができる。
【００２８】
上述のように、キャリッジ１０３は、キャリッジ移動機構１０４によってＸ軸方向に移動させられる。一方、ステージ１０６は、ステージ移動機構１０８によってＹ軸方向に移動させられる。つまり、キャリッジ移動機構１０４およびステージ移動機構１０８の作動によって、ステージ１０６上のワーク１０Ａと、キャリッジ１０３との相対位置を変わるので、ワーク１０Ａに対し液滴吐出ヘッド２を相対的に走査することができる。
【００２９】
描画装置１は、ステージ移動機構１０８の作動により、ステージ１０６上に保持されたワーク１０ＡをＹ軸方向に移動させ、キャリッジ１０３の下を通過させつつ、キャリッジ１０３の各液滴吐出ヘッド２のノズル２５から液状材料１１１の液滴を吐出するように作動する。この動作を「主走査」と言う。
キャリッジ１０３全体としてワーク１０Ａに対し液状材料１１１を吐出可能なＸ軸方向の幅（以下、「全吐出幅」と言う）よりも、ワーク１０ＡのＸ軸方向の幅が小さいものである場合には、キャリッジ１０３とワーク１０Ａとの主走査を１回行うことにより、ワーク１０Ａの全体に対して液状材料１１１の付与、すなわち描画を行うことができる。
【００３０】
これに対し、キャリッジ１０３の全吐出幅よりも、ワーク１０ＡのＸ軸方向の幅が大きいものである場合には、キャリッジ移動機構１０４を作動してキャリッジ１０３をＸ軸方向へ移動させることによって、キャリッジ１０３とワーク１０ＡとのＸ軸方向の相対位置関係を変えた後、主走査を再度行う。キャリッジ１０３とワーク１０ＡとのＸ軸方向の相対位置関係を変えることを「副走査」と呼ぶ。主走査および副走査を繰り返し行うことにより、キャリッジ１０３の全吐出幅よりも、ワーク１０ＡのＸ軸方向の幅が大きいものである場合であっても、ワーク１０Ａの全面に対して液状材料１１１の付与、すなわち描画を行うことができる。
【００３１】
図２は、図１に示す描画装置１における液滴吐出ヘッド２を示す図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が断面側面図である。以下、図２を参照して、液滴吐出ヘッド２の内部構成について説明する。
図２に示す液滴吐出ヘッド２は、液滴を吐出する多数のノズル２５が列をなして並んだノズル列を有するインクジェットヘッドである。この液滴吐出ヘッド２は、振動板１２６と、ノズル２５が形成されたノズルプレート１２８とを備えている。振動板１２６と、ノズルプレート１２８との間には、タンク１０１から孔１３１を介して供給される液状材料１１１が常に充填される液たまり１２９が位置している。
【００３２】
また、振動板１２６と、ノズルプレート１２８との間には、複数の隔壁１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、１対の隔壁１２２とによって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル２５に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル２５の数とは同じである。キャビティ１２０には、１対の隔壁１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から液状材料１１１が供給される。
【００３３】
振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、キャビティ１２０内に充填された液状材料１１１の圧力を変化させる駆動素子としての振動子１２４が位置する。振動子１２４は、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む１対の電極１２４Ａ、１２４Ｂと、を含む。この１対の電極１２４Ａ、１２４Ｂとの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル２５から液状材料１１１が吐出される。なお、ノズル２５からＺ軸方向に液状材料１１１が吐出されるように、ノズル２５の形状が調整されている。
【００３４】
制御手段１１２は、複数の振動子１２４のそれぞれに互いに独立に信号を与えるように構成されていてもよい。つまり、ノズル２５から吐出される液状材料１１１の体積が、制御手段１１２からの信号に応じてノズル２５毎に制御されてもよい。
なお、液滴吐出ヘッド２は、図示のような圧電アクチュエータを駆動素子とするものに限らず、静電アクチュエータを用いるものや、電気熱変換素子を用いて液状材料１１１の熱膨張を利用して液滴を吐出する構成のものであってもよい。
【００３５】
次に、制御手段１１２の構成を説明する。図３に示すように、制御手段１１２は、入力バッファメモリ２００と、記憶手段２０２と、処理部２０４と、走査駆動部２０６と、ヘッド駆動部２０８と、キャリッジ位置検出手段３０２と、ステージ位置検出手段３０３とを備えている。
バッファメモリ２００と処理部２０４とは相互に通信可能に接続されている。処理部２０４と記憶手段２０２とは、相互に通信可能に接続されている。処理部２０４と走査駆動部２０６とは相互に通信可能に接続されている。処理部２０４とヘッド駆動部２０８とは相互に通信可能に接続されている。また、走査駆動部２０６は、キャリッジ移動機構１０４およびステージ移動機構１０８と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部２０８は、液滴吐出ヘッド２と相互に通信可能に接続されている。
【００３６】
入力バッファメモリ２００は、外部情報処理装置から、液状材料１１１の液滴を吐出する位置に関するデータ、すなわち描画パターンデータを受け取る。入力バッファメモリ２００は、この描画パターンデータを処理部２０４に供給し、処理部２０４は、描画パターンデータを記憶手段２０２に格納する。記憶手段２０２は、ＲＡＭ、磁気記録媒体、光磁気記録媒体等で構成される。
【００３７】
キャリッジ位置検出手段３０２は、キャリッジ１０３のＸ軸方向の位置（移動距離）を検出し、その検出信号を処理部２０４へ入力する。
ステージ位置検出手段３０３は、ステージ１０６、すなわちワーク１０ＡのＹ軸方向の位置（移動距離）を検出し、その検出信号を処理部２０４へ入力する。
キャリッジ位置検出手段３０２、ステージ位置検出手段３０３は、例えばリニアエンコーダ、レーザー測長器等で構成される。
【００３８】
処理部２０４は、キャリッジ位置検出手段３０２およびステージ位置検出手段３０３の検出信号に基づき、走査駆動部２０６を介して、キャリッジ移動機構１０４およびステージ移動機構１０８の作動を制御（クローズドループ制御）し、キャリッジ１０３の位置と、ワーク１０Ａの位置とを制御する。
さらに、処理部２０４は、ステージ移動機構１０８の作動を制御することにより、ステージ１０６すなわちワーク１０Ａの移動速度を制御する。
【００３９】
また、処理部２０４は、前記描画パターンデータに基づいて、吐出タイミング毎のノズル２５のオン・オフを指定する選択信号ＳＣをヘッド駆動部２０８へ与える。ヘッド駆動部２０８は、選択信号ＳＣに基づいて、液状材料１１１の吐出に必要な吐出信号ＥＳを液滴吐出ヘッド２に与える。この結果、液滴吐出ヘッド２における対応するノズル２５から、液状材料１１１が液滴として吐出される。
制御手段１１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含んだコンピュータであってもよい。この場合には、制御手段１１２の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御手段１１２は、専用の回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。
【００４０】
次に制御手段１１２におけるヘッド駆動部２０８の構成と機能を説明する。
図４（ａ）に示すように、ヘッド駆動部２０８は、１つの駆動信号生成部２０３と、複数のアナログスイッチＡＳとを有する。図４（ｂ）に示すように、駆動信号生成部２０３は、駆動信号ＤＳを生成する。駆動信号ＤＳの電位は、基準電位Ｌに対して時間的に変化する。具体的には、駆動信号ＤＳは、吐出周期ＥＰで繰り返される複数の吐出波形Ｐを含む。ここで、吐出波形Ｐは、ノズル２５から１つの液滴を吐出するために、対応する振動子１２４の一対の電極間に印加されるべき駆動電圧波形に対応する。
駆動信号ＤＳは、アナログスイッチＡＳのそれぞれの入力端子に供給される。アナログスイッチＡＳのそれぞれは、ノズル２５のそれぞれに対応して設けられている。つまり、アナログスイッチＡＳの数とノズル２５の数とは同じである。
【００４１】
処理部２０４は、ノズル２５のオン・オフを表す選択信号ＳＣを、アナログスイッチＡＳのそれぞれに与える。ここで、選択信号ＳＣは、アナログスイッチＡＳ毎に独立にハイレベルおよびローレベルのどちらかの状態を取り得る。一方、アナログスイッチＡＳは、駆動信号ＤＳと選択信号ＳＣとに応じて、振動子１２４の電極１２４Ａに吐出信号ＥＳを供給する。具体的には、選択信号ＳＣがハイレベルの場合には、アナログスイッチＡＳは電極１２４Ａに吐出信号ＥＳとして駆動信号ＤＳを伝播する。一方、選択信号ＳＣがローレベルの場合には、アナログスイッチＡＳが出力する吐出信号ＥＳの電位は基準電位Ｌとなる。振動子１２４の電極１２４Ａに駆動信号ＤＳが与えられると、その振動子１２４に対応するノズル２５から液状材料１１１が吐出される。なお、それぞれの振動子１２４の電極１２４Ｂには基準電位Ｌが与えられている。
【００４２】
図４（ｂ）に示す例の場合には、２つの吐出信号ＥＳのそれぞれにおいて、吐出周期ＥＰの２倍の周期２ＥＰで吐出波形Ｐが現れるように、２つの選択信号ＳＣのそれぞれにおいてハイレベルの期間とローレベルの期間とが設定されている。これによって、対応する２つのノズル２５のそれぞれから、周期２ＥＰで液状材料１１１が吐出される。また、これら２つのノズル２５に対応する振動子１２４のそれぞれには、共通の駆動信号生成部２０３からの共通の駆動信号ＤＳが与えられている。このため、２つのノズル２５からほぼ同じタイミングで液状材料１１１が吐出される。
【００４３】
図５および図６は、それぞれ、本発明の液滴吐出量測定用治具の実施形態と、液滴吐出ヘッド２とを示す平面図および側面図である。
描画装置１は、図５および図６に示す液滴吐出量測定用治具３を備えている。本発明の液滴吐出量測定方法は、この液滴吐出量測定用治具３を用いて実施される。
図５および図６に示すように、液滴吐出量測定用治具３は、平板状の部材であり、その上面である液滴受容部３１には、液滴吐出ヘッド２のノズル２５から吐出された液状材料１１１を貯留可能な溝（流路）３２が形成されている。
図５に示すように、溝３２は、液滴吐出ヘッド２の複数のノズル２５に対応して、複数、並行して設けられている。すなわち、複数の溝３２は、等間隔に配置されており、その間隔は、液滴吐出ヘッド２のノズルピッチと同じになっている。
【００４４】
溝３２の横断面形状は、特に限定されず、例えば、コ字状、Ｕ字状、Ｖ字状、半円状等の形状とすることができる。
溝３２の近傍には、液状材料１１１が溝３２内に充填された長さを示す目盛り３３が設けられている。図示の構成では、図５中の左端の溝のみに目盛り３３が設けられているが、各溝３２ごとに目盛り３３を設けてもよい。
【００４５】
これらの溝３２の内面は、液状材料１１１に対する親液性を有しているのが好ましい。これに対し、液滴受容部３１の溝３２以外の部分は、液状材料１１１に対する撥液性を有しているのが好ましい。このようにすることにより、液状材料１１１が溝３２内に隙間を残さずに充填されていくとともに、溝３２外へ液状材料１１１が溢れ出ることを確実に防止することができるので、液滴吐出量の測定をより高精度に行うことができる。
なお、溝３２の内面を親液性とし、それ以外の部分を撥液性とする方法として、撥液化処理、あるいは親液化処理を施してもよい。撥液化処理としては、例えば、４フッ化メタンを用いたプラズマ処理が挙げられ、親液化処理としては、例えば、大気圧下の酸素プラズマ処理が挙げられる。
【００４６】
本発明の液滴吐出量測定方法を実施する際には、ステージ１０６上に、ワーク１０Ａに代えて、上記のような液滴吐出量測定用治具３を載置する。このとき、溝３２が液滴吐出ヘッド２のノズル２５の配列方向と垂直になるような向きで、液滴吐出量測定用治具３をセットする。
次いで、ステージ移動機構１０８およびキャリッジ移動機構１０４を作動し、図６に示すように、各ノズル２５が、各溝３２の一端部３２１の上空に位置するようにする。そして、各ノズル２５から液状材料１１１の液滴１１３を繰り返し吐出する。この際、各ノズル２５からは、同じ数の液滴１１３を吐出する。
【００４７】
溝３２の一端部３２１へ液状材料１１１の液滴１１３が付与されると、付与された液状材料１１１は、一端部３２１から他端部３２２へ向かって溝３２内に充填されていく。
図７は、液滴吐出量測定用治具３の溝３２内に液状材料１１１が充填された状態を示す平面図である。同図に示すように、液状材料１１１が溝３２内に充填された長さ（以下、「充填長さ」と言う）Ｌは、溝３２に付与された液状材料１１１の量に比例する。よって、各溝３２ごとに充填長さＬを計測することにより、その溝３２に液滴１１３を吐出したノズル２５の液滴吐出量を求めることができる。
【００４８】
充填長さＬを計測する方法は、いかなる方法であってもよいが、本実施形態では、目盛り３３を設けたことにより、目視にて容易に充填長さＬを計測することができる。充填長さＬを計測したら、その計測値と、溝３２の単位長さ当たりの容積に関する情報と、溝３２へ吐出された液滴の数とに基づいて、そのノズル２５から吐出された液滴１１３の１滴当たりの量を算出することができる。
【００４９】
すなわち、充填長さＬと溝３２の単位長さ当たりの容積とを乗算し、これを吐出液滴数で除算することにより、そのノズル２５から吐出された液滴１１３の１滴当たりの体積を算出することができる。
本発明によれば、この計算を溝３２ごとに行うことにより、液滴吐出ヘッド２の各ノズル２５ごとに、吐出される液滴１１３の１滴当たりの体積を求めることができる。
【００５０】
特に、本発明では、液滴吐出ヘッド２の全ノズル２５から液滴１１３を吐出している場合における各ノズル２５の吐出量を測定することができる。一般に、同じノズル２５であっても、全ノズル２５から液滴１１３を吐出している場合と、そのノズル２５のみから液滴１１３を吐出している場合とでは、吐出量が異なる。ワーク１０Ａに対し描画しているときは、液滴吐出ヘッド２のほぼ全部のノズル２５から液滴１１３を吐出するので、本発明では、実際の描画状態に近い状態での液滴吐出量を各ノズル２５ごとに測定することができ、極めて有用である。
【００５１】
本発明では、上述のような計算を行うことにより、液滴１１３の１滴当たりの体積を各ノズル２５ごとに算出することができるが、各ノズル２５ごとの１滴当たりの吐出量の比率を把握するだけならば、このような計算を行わず、複数の溝３２の充填長さＬの分布を把握するだけでもよい。すなわち、各々の溝３２の充填長さＬの比率は、そのまま、その溝３２に液滴１１３を吐出したノズル２５の吐出量の比率に対応しているので、各々の溝３２の充填長さＬを計測するだけで、各々のノズル２５の１滴の吐出量の比率を知ることができる。
【００５２】
さて、描画装置１を用いて電気光学装置を製造するに際し、高品質の製品を得るためには、液滴吐出ヘッド２の全ノズル２５の１滴当たりの吐出量をできるだけ均一にすることが重要となる。例えば、液晶表示装置のカラーフィルタ基板や有機ＥＬ表示装置のような色要素付き基板の色要素（画素）に、フィルタ膜や発光膜のような色要素膜を形成する場合、色ムラを防止すべく、色要素膜の膜厚を全色要素に渡って均一にするためには、全ノズル２５の１滴当たりの吐出量をできるだけ均一にしなければならない。
【００５３】
そこで、本発明の液滴吐出量調整方法では、複数の溝３２の各々の充填長さＬの計測値に基づき、複数のノズル２５の各々に対応する振動子１２４への駆動電圧を調整することにより、全ノズル２５の１滴当たりの吐出量が可及的に等しくなるように調整する。
例えば、ある溝３２の充填長さＬが、基準とする長さ（例えば、平均長さ）と比べて１０％短い場合には、その溝３２に対応するノズル２５の液滴吐出量が基準値と比べて１０％少ないことが推定されるので、これを補正するため、そのノズル２５に対応する振動子１２４への駆動電圧の大きさを１０％高くする。逆に、ある溝３２の充填長さＬが、基準とする長さと比べて１０％長い場合には、その溝３２に対応するノズル２５の液滴吐出量が基準値と比べて１０％多いことが推定されるので、これを補正するため、そのノズル２５に対応する振動子１２４への駆動電圧の大きさを１０％低くする。
このような調整を行うことにより、液滴吐出ヘッド２の全ノズル２５の１滴当たりの吐出量を均一化することができ、その結果、描画装置１を用いて形成される膜の膜厚を高精度に制御することができ、製品の品質向上が図れる。
【００５４】
本実施形態では、液滴吐出量測定方法を実施する際、液滴吐出量測定用治具３をステージ１０６上に載置して行うようにしているが、このような構成に限らず、本発明では、溝３２が形成された液滴受容部３１を描画装置１の描画領域外に固定的に設置しておき、液滴吐出量測定方法を実施する際には、液滴吐出ヘッド２を溝３２上へ移動させて、測定を行うようにしてもよい。
【００５５】
以上、本発明の液滴吐出量測定方法、液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量調整方法、液滴吐出量測定装置および描画装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明の液滴吐出量測定用治具、液滴吐出量測定装置および描画装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の液滴吐出量測定装置を搭載した描画装置の実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す描画装置における液滴吐出ヘッドを示す図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が断面側面図。
【図３】図１に示す描画装置における制御手段の構成を示すブロック図。
【図４】（ａ）はヘッド駆動部を示す模式図、（ｂ）はヘッド駆動部における駆動信号、選択信号および吐出信号を示すタイミングチャート。
【図５】本発明の液滴吐出量測定用治具の実施形態と液滴吐出ヘッドとを示す平面図。
【図６】本発明の液滴吐出量測定用治具の実施形態と液滴吐出ヘッドとを示す側面図。
【図７】図５および図６に示す液滴吐出量測定用治具の溝内に液状材料が充填された状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００５７】
１……描画装置  ２……液滴吐出ヘッド  ２５……ノズル  ３……液滴吐出量測定用治具  ３１……液滴受容部  ３２……溝  ３２１……一端部  ３２２……他端部  ３３……目盛り  １０１……タンク  １０３……キャリッジ  １０４……キャリッジ移動機構  １０６……ステージ  １０８……ステージ移動機構  １１０……チューブ  １１１……液状材料  １１２……制御手段  １１３……液滴  １２０……キャビティ  １２２……隔壁  １２４……振動子  １２４Ａ、１２４Ｂ……電極  １２４Ｃ……ピエゾ素子  １２６……振動板  １２８……ノズルプレート  １２９……液たまり  １３０……供給口  １３１……孔  ２００……バッファメモリ  ２０２……記憶手段  ２０３……駆動信号生成部  ２０４……処理部  ２０６……走査駆動部  ２０８……ヘッド駆動部  ３０２……キャリッジ位置検出手段  ３０３……ステージ位置検出手段  １０Ａ……ワーク  ＡＳ……アナログスイッチ  ＤＳ……駆動信号  ＳＣ……選択信号  ＥＳ……吐出信号
【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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