(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子により複数のノズルからそれぞれ液滴を噴射する液滴噴射ヘッドから、前記複数の圧電素子の各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路と、
前記複数の入力回路から一つの入力回路を順次選択する選択回路と、
選択した前記入力回路に入力された前記電圧値に基づいて、選択した前記入力回路に対応する前記圧電素子により前記液滴が噴射する前記ノズルの噴射良否を判定する判定部と、
前記ノズルの噴射良否判定結果を出力する出力回路と、
前記噴射良否判定結果に基づいて、前記液滴噴射ヘッドが塗布する塗布パターンにおける前記ノズルの噴射異常が発生した異常塗布位置を求める手段と、
求めた前記異常塗布位置を記憶する第１記憶部と、
を備え、
前記判定部は、ノズル単位で、前記電圧値とその閾値との比較及び前記電圧値をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値とその閾値との比較を行って、前記ノズルの噴射良否を判定し、
前記異常塗布位置を求める手段は、ノズル単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報を前記第１記憶部に記憶する
ことを特徴とする噴射異常検出装置。
【請求項２】
前記複数のノズル毎に前記噴射良否判定結果を順次記憶する第２記憶部を備え、
前記出力回路は、記憶した複数の前記噴射良否判定結果をまとめて出力することを特徴とする請求項１記載の噴射異常検出装置。
【請求項３】
複数の圧電素子により複数のノズルからそれぞれ液滴を噴射する液滴噴射ヘッドと、
前記複数の圧電素子の各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路、前記複数の入力回路から一つの入力回路を順次選択する選択回路、選択した前記入力回路に入力された前記電圧値に基づいて、選択した前記入力回路に対応する前記圧電素子により前記液滴が噴射する前記ノズルの噴射良否を判定する判定部及び前記ノズルの噴射良否判定結果を出力する出力回路を具備する噴射異常検出装置と、
を備え、
前記噴射異常検出装置は、
前記噴射良否判定結果に基づいて、前記液滴噴射ヘッドが塗布する塗布パターンにおける前記ノズルの噴射異常が発生した異常塗布位置を求める手段と、
求めた前記異常塗布位置を記憶する第１記憶部とを具備し、
前記判定部は、前記電圧値と閾値との比較及び前記電圧値をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値と閾値との比較を行い、前記ノズルの噴射良否を判定し、
前記異常塗布位置を求める手段は、ノズル単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報を前記第１記憶部に記憶することを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項４】
前記噴射異常検出装置は、前記複数のノズル毎に前記噴射良否判定結果を順次記憶する第２記憶部を具備しており、
前記出力回路は、記憶した複数の前記噴射良否判定結果をまとめて出力することを特徴とする請求項３記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の液滴噴射装置を用いて、塗布対象物に向けて液滴を噴射して塗布することを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射異常検出装置、液滴噴射装置及び表示装置の製造方法に関し、特に、液滴を噴射する液滴噴射ヘッドの噴射異常を検出する噴射異常検出装置、その噴射異常検出装置を備える液滴噴射装置及びその液滴噴射装置を用いる表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴噴射装置は、通常、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、電子放出表示装置、プラズマ表示装置及び電気泳動表示装置等の様々な表示装置を製造するために用いられている。この液滴噴射装置は、塗布対象物に向けて複数のノズルから液滴をそれぞれ噴射する液滴噴射ヘッドを備えており、その液滴噴射ヘッドにより塗布対象物に複数の液滴を着弾させ、所定パターンのドット列を形成し、様々な塗布体（例えば、カラーフィルタ等）を製造する。
【０００３】
このような液滴噴射装置では、通常、不噴射の確認は塗布動作前に行われている。この不噴射の要因としては、気泡やゴミ等が挙げられる。気泡検出に関しては、気泡の有無を判断検出する技術や圧電素子に対する気泡付着の有無を判別する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。塗布動作前に不噴射が確認されなかった場合でも、気泡やゴミ等の混入程度によっては、塗布パターンデータに基づいて塗布を行う塗布動作の途中で不噴射や噴射量不足等の噴射異常が発生することがある。特に、塗布動作中の外乱振動や気泡成長等が要因となり、噴射異常が発生する場合がある。
【特許文献１】特開平４−２９８５１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３４１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、前述の塗布動作中の噴射異常を検出することはできないため、噴射異常が発生しても、別工程での検査により噴射異常の発生が分かるまで塗布不良品を出し続けてしまう。このため、液滴噴射ヘッドによる塗布工程の歩留まりが低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる噴射異常検出装置、液滴噴射装置及び表示装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、噴射異常検出装置において、複数の圧電素子により複数のノズルからそれぞれ液滴を噴射する液滴噴射ヘッドから、複数の圧電素子の各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路と、複数の入力回路から一つの入力回路を順次選択する選択回路と、選択した入力回路に入力された電圧値に基づいて、選択した入力回路に対応する圧電素子により液滴が噴射するノズルの噴射良否を判定する判定部と、ノズルの噴射良否判定結果を出力する出力回路と、噴射良否判定結果に基づいて、液滴噴射ヘッドが塗布する塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を求める手段と、求めた異常塗布位置を記憶する第１記憶部と、を備え、判定部は、ノズル単位で、電圧値とその閾値との比較及び電圧値をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値とその閾値との比較を行って、ノズルの噴射良否を判定し、異常塗布位置を求める手段は、ノズル単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報を前記第１記憶部に記憶することである。
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、液滴噴射装置において、複数の圧電素子により複数のノズルからそれぞれ液滴を噴射する液滴噴射ヘッドと、複数の圧電素子の各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路、複数の入力回路から一つの入力回路を順次選択する選択回路、選択した入力回路に入力された電圧値に基づいて、選択した入力回路に対応する圧電素子により液滴が噴射するノズルの噴射良否を判定する判定部及びノズルの噴射良否判定結果を出力する出力回路を具備する噴射異常検出装置とを備え、噴射異常検出装置は、噴射良否判定結果に基づいて、液滴噴射ヘッドが塗布する塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を求める手段と、求めた異常塗布位置を記憶する第１記憶部とを具備し、判定部は、電圧値と閾値との比較及び電圧値をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値と閾値との比較を行い、ノズルの噴射良否を判定し、異常塗布位置を求める手段は、ノズル単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報を第１記憶部に記憶することである。
【０００８】
本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、表示装置の製造方法において、前述の第２の特徴に係る液滴噴射装置を用いて、塗布対象物に向けて液滴を噴射して塗布することである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる噴射異常検出装置、液滴噴射装置及び表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る液滴噴射装置１は、液体であるインクを液滴として塗布対象物の基板２に塗布するためのインク塗布ボックス３と、インク塗布ボックス３にインクを供給するインク供給ボックス４とを備えている。これらのインク塗布ボックス３及びインク供給ボックス４は、互いに隣接させて架台５の上面に設けられている。
【００１２】
インク塗布ボックス３の内部には、基板２を保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる移動させる基板移動機構６と、液滴を噴射する液滴噴射ヘッド７をそれぞれ有する複数のインクジェットヘッドユニット８と、それらのインクジェットヘッドユニット８を一体にＸ軸方向に移動させるユニット移動機構９と、各液滴噴射ヘッド７を清掃するヘッドメンテナンスユニット１０と、インクを収容する複数のインクバッファタンク１１とが設けられている。
【００１３】
基板移動機構６は、Ｙ軸方向ガイド板１２、Ｙ軸方向移動テーブル１３、Ｘ軸方向移動テーブル１４及び基板保持テーブル１５により構成されている。これらのＹ軸方向ガイド板１２、Ｙ軸方向移動テーブル１３、Ｘ軸方向移動テーブル１４及び基板保持テーブル１５は平板状に形成されており、架台５の上面に積層されて設けられている。
【００１４】
Ｙ軸方向ガイド板１２は、架台５の上面に固定されて設けられている。このＹ軸方向ガイド板１２の上面には、複数のガイド溝１２ａがＹ軸方向に沿って設けられている。これらのガイド溝１２ａが、Ｙ軸方向にＹ軸方向移動テーブル１３を案内する。
【００１５】
Ｙ軸方向移動テーブル１３は、各ガイド溝１２ａにそれぞれ係合する複数の突起部（図示せず）を下面に有しており、Ｙ軸方向ガイド板１２の上面にＹ軸方向に移動可能に設けられている。このＹ軸方向移動テーブル１３の上面には、複数のガイド溝１３ａがＸ軸方向に沿って設けられている。これらのガイド溝１３ａが、Ｘ軸方向にＸ軸方向移動テーブル１４を案内する。このようなＹ軸方向移動テーブル１３は、送りネジや駆動モータ等を用いた移動機構（図示せず）により各ガイド溝１２ａに沿ってＹ軸方向に移動する。
【００１６】
Ｘ軸方向移動テーブル１４は、各ガイド溝１３ａにそれぞれ係合する複数の突起部（図示せず）を下面に有しており、Ｙ軸方向移動テーブル１３の上面にＸ軸方向に移動可能に設けられている。このＸ軸方向移動テーブル１４は、送りネジや駆動モータ等を用いた移動機構（図示せず）により各ガイド溝１３ａに沿ってＸ軸方向に移動する。
【００１７】
基板保持テーブル１５は、Ｘ軸方向移動テーブル１４の上面に固定されて設けられている。この基板保持テーブル１５は、基板２を吸着する吸着機構（図示せず）を備えており、その吸着機構により上面に基板２を固定して保持する。なお、吸着機構としては、例えばエアー吸着機構等を用いる。
【００１８】
ユニット移動機構９は、架台５の上面に立設された一対の支柱１６と、それらの支柱１６の上端部間に連結されてＸ軸方向に延出するＸ軸方向ガイド板１７と、そのＸ軸方向ガイド板１７にＸ軸方向に移動可能に設けられ各インクジェットヘッドユニット８を支持するベース板１８とを具備している。
【００１９】
一対の支柱１６は、Ｘ軸方向においてＹ軸方向ガイド板１２を挟むように設けられている。また、Ｘ軸方向ガイド板１７の前面には、ガイド溝１７ａがＸ軸方向に沿って設けられている。このガイド溝１７ａが、Ｘ軸方向にベース板１８を案内する。ベース板１８は、ガイド溝１７ａに係合する突起部（図示せず）を背面に有しており、Ｘ軸方向ガイド板１７にＸ軸方向に移動可能に設けられている。このベース板１８は、送りネジや駆動モータ等を用いた移動機構（図示せず）によりガイド溝１７ａに沿ってＸ軸方向に移動する。このようなベース板１８の前面には、三つのインクジェットヘッドユニット８が取り付けられている。
【００２０】
各インクジェットヘッドユニット８は、複数の液滴を噴射する液滴噴射ヘッド７と、ベース板１８に設けられ液滴噴射ヘッド７を移動可能に支持する支持機構１９とをそれぞれ備えている。
【００２１】
液滴噴射ヘッド７は、図２に示すように、インクバッファタンク１１から供給されたインクを収容する複数のインク室７ａと、各インク室７ａの壁の一部を形成するダイヤフラム７ｂと、各インク室７ａにそれぞれ対応させて設けられた複数の圧電素子（アクチュエータ）Ｄ１〜Ｄｎ（ｎ：正の整数）と、各インク室７ａにそれぞれ連通する複数のノズル（貫通孔）７ｃを有し各インク室７ａの壁の一部を形成するノズルプレート７ｄとを備えている。
【００２２】
各ノズル７ｃは、一定のピッチ間隔で直列にノズルプレート７ｄに形成されている。また、ダイヤフラム７ｂは板状に形成されている。このダイヤフラム７ｂには、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎがそれぞれ接着固定されている。ダイヤフラム７ｂは、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの駆動により変形するので、ダイヤフラム７ｂの変形に応じてインク室７ａの容積が増減する。これに応じて、インク室７ａ内のインクがノズル７ｃから液滴として吐出される。
【００２３】
詳しくは、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎは、電圧が印加されると縮み、ダイヤフラム７ｂを上方に移動させ、ダイヤフラム７ｂの形状を変化させる。このとき、インク室７ａ内の圧力は負となり、インクがインクバッファタンク１１からインク室７ａ内に補充される。その後、圧電素子Ｄ１〜Ｄｎに対する印加電圧がゼロになると、ダイヤフラム７ｂが元の状態に戻る。このとき、インク室７ａ内が圧迫され、インクがノズル７ｃから液滴として吐出される。
【００２４】
図１に戻り、支持機構１９は、ベース板１８に固定して設けられている。この支持機構１９は、液滴噴射ヘッド７をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動機構と、液滴噴射ヘッド７をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構と、液滴噴射ヘッド７をθ方向に回転させるθ方向回転機構とを具備している。これにより、液滴噴射ヘッド７は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であり、θ軸方向に回転可能である。
【００２５】
ヘッドメンテナンスユニット１０は、各インクジェットヘッドユニット８の移動方向の延長線上であってＹ軸方向ガイド板１２から離反させ、架台５の上面に設けられている。このヘッドメンテナンスユニット１０は、各インクジェットヘッドユニット８の液滴噴射ヘッド７を清掃する。なお、ヘッドメンテナンスユニット１０は、各インクジェットヘッドユニット８の液滴噴射ヘッド７がヘッドメンテナンスユニット１０に対向する待機位置に停止した状態で、各液滴噴射ヘッド７を自動的に清掃する。
【００２６】
インクバッファタンク１１は、架台５の上面に設けられており、その内部に貯留したインクの液面と液滴噴射ヘッド７のノズル面との水頭差（水頭圧）を利用し、ノズル先端のインクの液面（メニスカス）を調整する。これにより、インクの漏れ出しや吐出不良が防止されている。
【００２７】
インク供給ボックス４の内部には、インクをそれぞれ収容する複数のインクタンク２０が着脱可能に設けられている。これらのインクタンク２０は、供給パイプ２１によりインクバッファタンク１１を介してそれぞれ液滴噴射ヘッド７に接続されている。すなわち、液滴噴射ヘッド７は、インクタンク２０からインクバッファタンク１１を介してインクの供給を受ける。ここで、インクとしては、各種のインクを用いることが可能である。
【００２８】
架台５の内部には、液滴噴射装置１の各部を制御するための制御ユニット（制御装置）２２と、液滴噴射ヘッド７の噴射異常を検出する噴射異常検出ユニット（噴射異常検出装置）２３とが設けられている。
【００２９】
制御ユニット２２は、図３に示すように、各部を集中的に制御するＣＰＵ等の制御部２２ａと、液滴を噴射するための塗布情報及び各種のプログラム等を記憶するメモリ２２ｂと、各液滴噴射ヘッド７を制御するヘッドコントローラ２２ｃと、外部接続用のＤＩＯ（デジタルＩ／Ｏ）ポートＰ１とを備えている。また、噴射異常検出ユニット２３は、外部接続用のＤＩＯ（デジタルＩ／Ｏ）ポートＰ２を備えている。この噴射異常検出ユニット２３には、操作者により入力操作される入力部（図示せず）が接続されている。なお、制御ユニット２２と噴射異常検出ユニット２３はＣＰＣＩバス等のバスにより接続されており、さらに、各ＤＩＯポートＰ１、Ｐ２はノズル数（例えば６４本）分の信号線により接続されている。
【００３０】
制御部２２ａは、塗布情報及び各種のプログラムに基づいて、Ｙ軸方向移動テーブル１３の移動、Ｘ軸方向移動テーブル１４の移動、ベース板１８の移動等を制御し、さらに、ヘッドコントローラ２２ｃも制御する。ここで、塗布情報は、各液滴噴射ヘッド７の液滴噴射動作による塗布に関する情報である。この塗布情報は、塗布パターンデータ（塗布パターン情報）や各液滴噴射ヘッド７毎の駆動波形データ（駆動電圧波形情報）、各液滴噴射ヘッド７の噴射位置（Ｚ軸方向の停止位置、Ｙ軸方向の停止位置及びθ方向の停止位置）の設定値等を含んでいる。なお、制御部２２ａは、ヘッドコントローラ２２ｃ及び噴射異常検出ユニット２３に塗布開始タイミングを知らせる塗布開始信号を送信する。
【００３１】
ヘッドコントローラ２２ｃは、制御部２２ａにより送信される塗布パターンデータに基づいて各液滴噴射ヘッド７を制御する。ここで、Ｙ軸方向移動テーブル１３を移動させる移動機構やＸ軸方向移動テーブル１４を移動させる移動機構等には、それぞれエンコーダ２４が接続されている。これらのエンコーダ２４は制御ユニット２２に接続されており、そのパルス信号（位置信号）はヘッドコントローラ２２ｃに入力される。したがって、基板保持テーブル１５のＹ軸方向への移動量は、Ｙ軸方向移動テーブル１３を移動させる移動機構に接続されたエンコーダ２４のパルス信号（位置信号）に基づいて検出され、同様に、基板保持テーブル１５のＸ軸方向への移動量は、Ｘ軸方向移動テーブル１４を移動させる移動機構に接続されたエンコーダ２４のパルス信号（位置信号）に基づいて検出される。これらのパルス信号に基づいてヘッドコントローラ２２ｃは各液滴噴射ヘッド７の液滴噴射動作を制御する。
【００３２】
噴射異常検出ユニット２３は、図４に示すように、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎ（ｃｈ１〜ｃｈＮ）の各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路２３ａ、それらの入力回路２３ａを切り替えるチャンネルセレクタ等の選択回路２３ｂ、増幅用のゲインアンプ２３ｃ、Ａ／Ｄ変換用のＡＤＣ（Analog Digital Converter）２３ｄ、噴射良否判定を行う判定部２３ｅ、出力回路２３ｆ、トリガ回路２３ｇ、メモリ２３ｈ等を備えている。このメモリ２３ｈは記憶部として機能する。なお、入力回路２３ａとトリガ回路２３ｇとの間やＡＤＣ２３ｄの前段等には、必要に応じて、ＬＰＦ（Low Pass Filter）が設けられる。
【００３３】
この噴射異常検出ユニット２３は、ヘッドコントローラ２２ｃから噴射中の各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧波形（例えば、ノズル数である６４個の電圧波形）を順次取得する。噴射異常検出ユニット２３は、選択回路２３ｂにより各入力回路２３ａを切り替えて一つの入力回路２３ａを順次選択し、選択した入力回路２３ａにより電圧波形である電圧信号を取り込み、ゲインアンプ２３ｃによりその電圧信号を増幅し、ＡＤＣ２３ｄによりデジタル化し、判定部２３ｅにより窓関数、ＦＦＴ（フーリエ変換）演算及び噴射良否判定（ＯＫ／ＮＧ判定）等の処理を行う。次いで、噴射良否判定後、噴射異常検出ユニット２３は、出力回路２３ｆによりＤＩＯポートＰ２を介して、噴射良否判定結果（ＯＫ／ＮＧ判定結果）として良否判定信号を制御ユニット２２に出力する。なお、噴射異常検出ユニット２３は、トリガ回路２３ｇによるトリガ機能を有しており、電圧の立ち上がりからのデータ取り込み開始時間を任意に設定することができる。
【００３４】
ここで、良否判定信号は、噴射異常の発生の有無を示すＯＫ／ＮＧ判定信号である。この良否判定信号は、噴射異常発生時に即座に制御ユニット２２に送信する必要があり、高速処理が要求され、本発明の実施の形態の噴射異常検出ユニット２３では、電圧立ち上がりから約２３０μｓ後に良否判定信号がＤＩＯポートＰ２を介して出力される。これは、表示装置の製造において想定されている最大塗布周波数２ｋＨｚ（噴射間隔５００μｓ）に対して十分な処理速度である。
【００３５】
詳述すると、前述の噴射異常検出ユニット２３は、図５に示すように、電圧信号の立ち上がりＡを検出し、その立ち上がりＡからデータ取り込み開始時間Ｔｃの経過後、情報取得時間Ｔｄだけ電圧信号（すなわち図５中の領域Ｂ内の電圧信号）を取得する。この電圧信号を示す拡大図が図６である。その後、噴射異常検出ユニット２３は、取得した電圧信号に対して判定部２３ｅにより各種の処理（アルゴリズム）を実行する。例えば、判定部２３ｅは複数のアルゴリズムで噴射異常の判定（第１判定及び第２判定）を行い、その結果を論理演算して最終的な良否判定を行う。
【００３６】
第１判定では、判定部２３ｅは、取得した電圧信号において、図６に示すように、適切な所定時間ｔ１における電圧値と閾値ａ１とを比較し、電圧値が閾値ａ１より大きい場合、噴射異常が発生していないと判定し（ＯＫ判定）、一方、電圧値が閾値ａ１以下の場合、噴射異常が発生したと判定する（ＮＧ判定）。ここで、図６中の点線波形が正常噴射（ＯＫ）時の波形であり、図６中の実線波形が異常噴射（ＮＧ）時の波形である。図６に示すように、適切な所定時間ｔ１において電圧レベルに閾値ａ１を設けることにより、正常噴射と異常噴射との判定が可能になる。この閾値ａ１は予め設定されており、メモリ２３ｈに記憶されている。なお、実際の電圧波形には電源ノイズや、隣接ノズルが吐出する際に発生するクロストークが重畳されるので、ノイズを除去するためのフィルタ処理や特定区間のマスキング処理等が判定部２３ｅにより行われる。ここで、圧電素子Ｄ１〜Ｄｎとダイヤフラム７ｂとの接着状態のばらつきや圧電材のばらつき、振動抑制のために必要に応じて付加するダンピング材の塗布状態のばらつきがあるため、ノズル７ｃ毎に閾値ａ１を設定する必要がある。
【００３７】
第２判定では、判定部２３ｅは、取得した電圧信号において、図７に示すように、その電圧信号である電圧波形をフーリエ変換し、パワースペクトル密度を求め（例えばハニング窓使用）、振動系の固有振動付近である周波数ｆ１におけるパワースペクトル密度値と閾値ａ２とを比較し、パワースペクトル密度値が閾値ａ２より大きい場合、噴射異常が発生していないと判定し（ＯＫ判定）、一方、電圧値が閾値ａ１以下の場合、噴射異常が発生したと判定する（ＮＧ判定）。ここで、図７中の点線波形が正常噴射（ＯＫ）時の波形であり、図７中の実線波形が異常噴射（ＮＧ）時の波形である。図７に示すように、適切な周波数ｆ１においてパワースペクトル密度レベルに閾値ａ２を設けることにより、正常噴射と異常噴射との判定が可能になる。この閾値ａ２は予め設定されており、メモリ２３ｈに記憶されている。
【００３８】
加えて、判定部２３ｅは、制御部２２ａから送信される塗布開始信号の受信後、ノズル７ｃ単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置（ＮＧ判定のアドレス（ドット番号））を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報をメモリ２３ｈに保存する。例えば、異常塗布位置は、不噴射が発生したノズル７ｃの番号と発生タイミングとから特定される。メモリ２３ｈに保存されたアドレス情報は、制御ユニット２２の制御部２２ａからの送信要求に応じて制御ユニット２２に送信される。なお、判定部２３ｅは、必要に応じて、電圧波形をメモリ２３ｈに保存する。このような判定部２３ｅは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアにより構成されている。
【００３９】
次に、前述の液滴噴射装置１が行う液滴塗布動作（液滴塗布処理）について説明する。液滴噴射装置１の制御部２２ａは各種のプログラムに基づいて液滴塗布処理を実行する。この液滴塗布処理は、噴射異常検出処理も含んでおり、塗布動作中に発生した噴射異常がノズル７ｃ毎に検出される。なお、噴射異常の要因としては、気泡やゴミ等、圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの断線、及び圧電素子Ｄ１〜Ｄｎとダイヤフラム７ｂとの接着不良等が挙げられる。
【００４０】
制御部２２ａは、塗布情報に基づいて、ヘッドコントローラ２２ｃにより各液滴噴射ヘッド７を制御し、基板保持テーブル１５上の基板２に対して液滴を噴射して塗布する。詳述すると、制御部２２ａは、塗布情報（噴射位置の設定値等）に基づいて、各移動機構を制御し、Ｙ軸方向移動テーブル１３、Ｘ軸方向移動テーブル１４及びベース板１８を移動させ、各液滴噴射ヘッド７を待機位置から基板２に対向する位置まで移動させ、加えて、塗布情報に基づいて支持機構１９を制御し、各液滴噴射ヘッド７を所定位置で停止させる。この停止位置でのθ方向の角度により液滴の着弾ピッチが調整される。その後、制御部２２ａは、塗布情報（塗布パターンデータや駆動波形データ等）に基づいて、移動機構を制御し、Ｙ軸方向移動テーブル１３を移動させ、加えて、ヘッドコントローラ２２ｃにより各液滴噴射ヘッド７を制御し、各液滴噴射ヘッド７により基板２に向かって液滴を噴射する噴射動作を行う。各液滴噴射ヘッド７は、インクを液滴として各ノズル７ｃからそれぞれ噴射し、移動する基板２にそれらの液滴を着弾させ、ドット列を順次形成し、所定の塗布パターンを塗布する。
【００４１】
このとき、噴射異常検出ユニット２３は、選択回路２３ｂにより各入力回路２３ａを切り替え、制御ユニット２２のヘッドコントローラ２２ｃから噴射動作中の各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧波形（例えば、ノズル数である６４個の電圧波形）を各入力回路２３ａにより順次取得し、取得した電圧波形である電圧信号をゲインアンプ２３ｃにより増幅し、ＡＤＣ２３ｄによりでデジタル化し、判定部２３ｅにより窓関数、ＦＦＴ（フーリエ変換）演算及び噴射良否判定（ＯＫ／ＮＧ判定）等の処理を行う。なお、噴射良否判定では、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧波形毎において、電圧レベルによる良否判定によりＮＧ判定がなされ、パワースペクトル密度による良否判定によりＮＧ判定がなされた場合に（論理演算）、噴射異常が発生したことを示すＮＧ判定信号を生成し、生成したＮＧ判定信号を出力回路２３ｆによりＤＩＯポートＰ２を介して制御ユニット２２に出力する。一方、それ以外の場合には（論理演算）、噴射異常が発生していないことを示すＯＫ判定信号を生成し、生成したＯＫ判定信号を出力回路２３ｆによりＤＩＯポートＰ２を介して制御ユニット２２に出力する。
【００４２】
加えて、噴射異常検出ユニット２３は、制御部２２ａから送信される塗布開始信号の受信後、ノズル７ｃ単位で電圧波形の数を数えながら、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置（ＮＧ判定のアドレス（ドット番号））を特定し、その位置を示すアドレス情報を生成し、そのアドレス情報をメモリ２３ｈに保存する。
【００４３】
次いで、制御部２２ａは、噴射異常検出ユニット２３からＤＩＯポートＰ１を介して良否判定信号（ＯＫ判定信号又はＮＧ判定信号）を順次受信し、ＮＧ判定信号を受信した場合（ＮＧの場合）に液滴塗布動作を停止する。その後、制御部２２ａは、回復動作又はリカバリ動作を行う。回復動作は、ヘッドメンテナンスユニット１０による清掃動作（パージやワイプ等）あるいは別に待機している液滴噴射ヘッド７との交代動作である。リカバリ動作は、不噴射が発生した箇所（ドット箇所）に再度、液滴を噴射して塗布する動作である。このリカバリ動作を行う場合には、制御部２２ａは、噴射異常検出ユニット２３にアドレス情報の送信を要求する。これに応じて、噴射異常検出ユニット２３はメモリ２３ｈに記憶されたアドレス情報を制御部２２ａに送信する。なお、リカバリ動作は、ＮＧ判定信号を受信する度に実行されても、塗布パターンの塗布が完了した後に行われてもよい。ここで、リカバリ動作では、各液滴噴射ヘッド７と別に用意した小ノズル（例えば１〜５ノズル程度）の液滴噴射ヘッドにより、不噴射が発生した箇所である抜け箇所を塗布するようにしてもよい。
【００４４】
このようにして、液滴噴射ヘッド７から各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧値（電圧信号）が順次取得され、それらの電圧値に基づいて各ノズル７ｃ毎に噴射異常が順次判定され、噴射良否判定結果（ＯＫ／ＮＧ判定結果）が得られる。これにより、塗布パターンデータに基づいて塗布を行う塗布動作中に、不噴射や噴射量不足等の噴射異常を検出することが可能になる。したがって、噴射異常が発生した時点で製造を一時中断することが可能になるので、噴射異常の発生後、別工程での検査により噴射異常の発生が分かるまで塗布不良品を出し続けてしまうことを防止することができる。その結果、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる。
【００４５】
さらに、塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置（ＮＧ判定のアドレス（ドット番号））がアドレス情報としてメモリ２３ｈに保存されている。これにより、液滴噴射装置１はそのアドレス情報に基づいてリカバリ動作を行うことが可能になり、不噴射が発生した基板２を塗布不良品として扱うことがなくなる。したがって、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる。加えて、噴射異常検出ユニット２３が噴射異常を検出する場合には、複数のアルゴリズム（例えば、電圧信号と閾値ａ１との比較及び電圧信号をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値と閾値ａ２との比較）で判定が行われ、その結果が論理演算されて最終的な噴射良否判定が行われる。これにより、噴射異常を正確に検出することが可能になるので、精度が高い噴射異常検出を行うことができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、液滴噴射ヘッド７から複数の圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧値がそれぞれ入力される複数の入力回路２３ａと、それらの入力回路２３ａから一つの入力回路２３ａを順次選択する選択回路２３ｂと、選択した入力回路２３ａに入力された電圧値に基づいて、選択した入力回路２３ａに対応する圧電素子Ｄ１〜Ｄｎにより液滴が噴射するノズル７ｃの噴射良否を判定する判定部２３ｅと、ノズル７ｃの噴射良否判定結果を出力する出力回路２３ｆとを設けることによって、各圧電素子Ｄ１〜Ｄｎの各々の電圧値が順次取得され、取得された各電圧値に基づいて各ノズル７ｃ毎に噴射異常が順次判定されて噴射良否判定結果が得られるので、塗布パターンデータに基づいて塗布を行う塗布動作中に噴射異常を検出することが可能になり、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる。
【００４７】
さらに、噴射良否判定結果に基づいて、液滴噴射ヘッド７が塗布する塗布パターンにおける噴射異常が発生した異常塗布位置（ＮＧ判定のアドレス（ドット番号））を求め、求めた異常塗布位置をアドレス情報としてメモリ２３ｈに保存することによって、このアドレス情報に基づいてリカバリ動作を行うことが可能になり、不噴射が発生した基板２を塗布不良品として扱うことがなくなるので、噴射異常に起因する歩留まりの低下を防止することができる。なお、求めた異常塗布位置をマッピング（マップ化）し、マッピングしたデータをＣＩＭ（Computer Integrated Manufacturing）に取り込み、不良要因を解析することもできる。
【００４８】
加えて、電圧値（電圧信号）と閾値ａ１との比較及びその電圧値（電圧信号）をフーリエ変換して求めたパワースペクトル密度値と閾値ａ２との比較を行い、噴射良否を判定することによって、噴射異常を正確に検出することが可能になるので、精度が高い噴射異常検出を行うことができる。特に、気泡が要因となる噴射異常を正確に検出することが可能となる。
【００４９】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【００５０】
例えば、前述の実施の形態においては、噴射異常の判定用のアルゴリズムとして、電圧レベルによる噴射良否判定及びパワースペクトル密度による噴射良否判定を用いているが、これに限るものではなく、他の噴射良否判定方法を用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、前述の実施の形態においては、高速処理が要求されている場合にＤＩＯポートＰ１、Ｐ２を用いているが、これに限るものではない。高速処理（リアルタイム性）がそれほど要求されていない場合には、メモリ２３ｈに噴射良否判定結果（ＯＫ／ＮＧ判定結果）を記憶しておき、記憶した噴射良否判定結果をある程度まとめて随時（例えば、制御部２２ａからの要求に応じて）送信するようにしてもよい。例えば、記憶した噴射良否判定結果をパケット通信によりイーサネット（登録商標）等のネットワークを介して送信するようにしてもよい。このように、メモリ２３ｈに対して複数のノズル７ｃ毎に噴射良否判定結果を順次記憶し、記憶した複数の噴射良否判定結果をまとめて出力することによって、それほど高速処理が要求されていない場合等、ノズル数分のＤＩＯポートＰ１、Ｐ２を設ける必要がなくなり、装置構成を簡略化することができ、さらに、Ｉ／Ｏの変化をウォッチするための制御プログラム等も不必要となり、負荷を軽減することができる。
【００５２】
最後に、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の一形態に係る液滴噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液滴噴射装置が備える液滴噴射ヘッドの概略構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す液滴噴射装置が備える制御ユニット及び噴射異常検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す噴射異常検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】噴射異常の検出を説明するための説明図である。
【図６】電圧による噴射異常の検出を説明するための説明図である。
【図７】パワースペクトル密度による噴射異常の検出を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…液滴噴射装置、７…液滴噴射ヘッド、７ｃ…ノズル、２３…噴射異常検出装置、２３ａ…入力回路、２３ｂ…選択回路、２３ｅ…判定部、２３ｆ…出力回路、２３ｈ…第１記憶部（メモリ）、２３ｈ…第２記憶部（メモリ）、ａ１…閾値、ａ２…閾値、Ｄ１〜Ｄｎ…圧電素子
【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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