(57)【要約】【課題】静電吸引力を利用して液体を吐出する液体吐出装置において、液体の吐出検査の精度を高めることを可能とする。【解決手段】液体吐出装置１に、複数のノズル７を有し静電力を利用して液体を吐出させる液体吐出ヘッド２と、ノズル７から液体の吐出を受ける描画用基材Ｋと、液体吐出検査時においてノズル７から液体の吐出を受ける検査用基材Ｌと、検査用基材Ｌを支持する対向電極３と、検査用基材Ｋを液体吐出ヘッド２に対し相対的に移動させる基材移動制御手段としての搬送ローラ１３ａ〜１３ｄと、ノズル７から検査用基材Ｌに向けて吐出された液体の液滴を撮像して画像データを取得する撮像手段１８と、画像データの解析により液滴径を検出する画像解析手段２１と、画像解析手段２１の解析結果に基づき、前記液滴径のばらつきを抑制するようにノズル７の各々からの液体吐出量を調整する調整手段２２とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有し静電力を利用して前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、
前記ノズルから液体の吐出を受ける描画用基材と、
液体吐出検査時において前記ノズルから液体の吐出を受ける検査用基材と、
前記検査用基材を支持する対向電極と、
前記検査用基材に液体が吐出される際に前記検査用基材を前記液体吐出ヘッドに対し相対的に移動させる基材移動制御手段と、
前記ノズルから前記検査用基材に向けて吐出された液体の液滴を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記撮像手段により取得した前記画像データの解析により前記液滴の径を検出する画像解析手段と、
前記画像解析手段の解析結果に基づき、前記液滴の径のばらつきを抑制するように前記ノズルの各々からの液体吐出量を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記検査用基材は前記描画用基材と同様の材質及び厚さ寸法により構成され、前記液体吐出ヘッドとの距離が前記描画用基材と同様となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記液体吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルの各々に連通し前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティと、前記ノズル及び前記キャビティ内部の液体と前記描画用基材又は前記検査用基材との間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧印加手段と、前記キャビティ内部の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、前記静電電圧印加手段及び前記圧力発生手段の制御により前記ノズルから液体を電界集中吐出させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記撮像手段による撮像時に液滴を照射する照射手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記ノズルから前記検査用基材に液体が吐出される際に、前記液体吐出ヘッドに液体の吐出を行わせる駆動パルス生成タイミング信号と、前記撮像手段に撮像を行わせる撮像タイミング信号と、前記照射手段に照射を行わせる照射タイミング信号とを一定時間間隔でかつ相互に同期させて出力する同期タイミング信号生成手段を備えることを特徴とする請求項５記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
複数のノズルを有し静電力を利用して前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、前記ノズルから液体の吐出を受ける描画用基材と、液体吐出検査時において前記ノズルから液体の吐出を受ける検査用基材と、前記検査用基材を支持する対向電極とを使用して、
前記検査用基材を前記液体吐出ヘッドに対し相対的に移動させながら前記検査用基材に液体を吐出させる液体吐出工程と、
前記ノズルから前記検査用基材に向けて吐出された液体の液滴を撮像して画像データを取得する撮像工程と、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
【請求項９】
前記撮像工程で取得した前記画像データの解析により前記液滴の径を検出する画像解析工程と、
前記画像解析工程における解析結果に基づき、前記液滴の径のばらつきを抑制するように前記ノズルの各々からの液体吐出量を調整する調整工程と、
を有することを特徴とする請求項８記載の液体吐出方法。
【請求項１０】
前記検査用基材は前記描画用基材と同様の材質及び厚さ寸法により構成し、前記液体吐出ヘッドとの距離が前記描画用基材と同様となるように配置することを特徴とする請求項８又は請求項９記載の液体吐出方法。
【請求項１１】
前記液体吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルの各々に連通し前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティと、前記ノズル及び前記キャビティ内部の液体と前記描画用基材又は前記検査用基材との間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧印加手段と、前記キャビティ内部の液体に圧力を発生させる圧力発生手段とを備え、前記静電電圧印加手段及び前記圧力発生手段の制御により前記ノズルから液体を電界集中吐出することを特徴とする請求項８〜請求項１０いずれか一項に記載の液体吐出方法。
【請求項１２】
前記撮像手段による撮像時に液滴を照射する照射工程を有することを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれか一項に記載の液体吐出方法。
【請求項１３】
前記ノズルから前記検査用基材に液体が吐出される際に、前記液体吐出ヘッドに液体の吐出を行わせる駆動パルス生成タイミング信号と、前記撮像手段に撮像を行わせる撮像タイミング信号と、前記照射手段に照射を行わせる照射タイミング信号とを一定時間間隔でかつ相互に同期させて出力する同期タイミング信号生成手段を備えることを特徴とする請求項１２記載の液体吐出方法。
【請求項１４】
前記検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄工程を有することを特徴とする請求項８〜請求項１３いずれか一項に記載の液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置及び液体吐出方法に係り、特に液体の吐出検査を行う液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ノズルから液体を吐出させる液体吐出装置では、液体の吐出検査の結果に基づき、液滴量のばらつきを補正する技術が提案されている。例えば、基板上に着弾したインクのドット径や、ノズルから吐出された液滴の重量又はインクが乾燥した固形分重量を測定し、その測定結果に基づき、各ノズルからの吐出量を均一に補正する技術が知られている。また、各ノズルから一定間隔で吐出した液滴を画像として取り込み、画像解析により液滴の位置から液滴の飛翔特性を算出して、各ノズルの吐出量を均一に補正する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、ノズルから液体を吐出させる技術としては、ノズル内の液体を帯電させ、ノズルと液体の液滴の着弾を受ける各種基材との間に形成される電界から受ける静電吸引力によって液体を吐出させる静電吸引方式の液体吐出技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、この液体吐出技術と、ピエゾ素子の変形や液体内部での気泡の発生による圧力を利用して液体を吐出する技術とを組み合わせた電界アシスト方式を用いた液体吐出装置の開発が進んでいる（例えば、特許文献３〜６参照）。この電界アシスト法は、メニスカス形成手段と静電吸引力を用いてノズルの吐出口に液体のメニスカスを隆起させることにより、メニスカスに対する静電吸引力を高め、液表面張力に打ち勝ってメニスカスを液滴化し吐出する方法である。
【０００５】
これらの静電吸引力を利用する液体吐出装置では、ノズルを備えた液体吐出ヘッドに対向する位置に対向電極に支持された基材が設置される。この基材の状態は、液滴の吐出状態（液滴径、飛翔速度、飛翔角度）に大きな影響を及ぼすことから、液体の吐出検査においても実際の吐出動作と同様の状態で基材を設置する必要がある。
【０００６】
一方、特許文献７には、液体の吐出検査において対向電極に付着した液滴を拭うクリーニング機構を備えた液体吐出装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３４７２２４号公報
【特許文献２】国際公開第０３／０７０３８１号パンフレット
【特許文献３】特開平５−１０４７２５号公報
【特許文献４】特開平５−２７８２１２号公報
【特許文献５】特開平６−１３４９９２号公報
【特許文献６】特開２００３−５３９７７号公報
【特許文献７】特開２００５−２５４５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の液体の吐出検査を、特許文献２〜特許文献６に記載の静電吸引力を利用して液体を吐出させる液体吐出装置で行うと、基板上の所定位置に液滴が付着し続けることにより基板表面付近の電界の状態が変化して、正確な吐出検査を行うことができなくなるという問題があった。特に、ラインヘッドのように液体吐出ヘッドのノズル数が多い場合や、高速吐出など多くの液滴を吐出させる場合は、基材に付着した液滴の影響が顕著となっていた。
【０００８】
また、特許文献７に記載の発明では、対向電極のクリーニングのたびに時間と手間がかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、静電吸引力を利用して液体を吐出する液体吐出装置において、液体の吐出検査の精度を高めることを可能とする液体吐出装置及び液体吐出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、液体吐出装置であって、複数のノズルを有し静電力を利用して前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、前記ノズルから液体の吐出を受ける描画用基材と、液体吐出検査時において前記ノズルから液体の吐出を受ける検査用基材と、前記検査用基材を支持する対向電極と、前記検査用基材に液体が吐出される際に前記検査用基材を前記液体吐出ヘッドに対し相対的に移動させる基材移動制御手段と、前記ノズルから前記検査用基材に向けて吐出された液体の液滴を撮像して画像データを取得する撮像手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、描画用基材と別に検査用基材を設け、検査用基材を液体吐出ヘッドに対して相対的に移動させながら液体を吐出させることにより、液体吐出検査時に検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることが可能となる。これにより、検査用基材に着弾した液滴の影響で基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ、液滴を撮像することが可能となる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液体吐出装置であって、前記撮像手段により取得した前記画像データの解析により前記液滴の径を検出する画像解析手段と、前記画像解析手段の解析結果に基づき、前記液滴の径のばらつきを抑制するように前記ノズルの各々からの液体吐出量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ撮影した画像データに基づいて液滴の径を検出し、液体吐出量を調整することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
請求項３載の発明は、請求項１又は請求項２記載の液体吐出装置であって、前記検査用基材は前記描画用基材と同様の材質及び厚さ寸法により構成され、前記液体吐出ヘッドとの距離が前記描画用基材と同様となるように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、実際の液体吐出時と同様の条件で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の液体吐出装置であって、前記液体吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルの各々に連通し前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティと、前記ノズル及び前記キャビティ内部の液体と前記描画用基材又は前記検査用基材との間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧印加手段と、前記キャビティ内部の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、前記静電電圧印加手段及び前記圧力発生手段の制御により前記ノズルから液体を電界集中吐出させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、液体吐出ヘッドから液体が電界集中吐出される液体吐出装置では、基板の状態が電界の変化に特に大きな影響を及ぼすが、検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることにより、基板表面付近における電界の状態の変化が回避されるという作用を特に顕著に得ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４いずれか一項に記載の液体吐出装置であって、前記撮像手段による撮像時に液滴を照射する照射手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、撮像時に液滴を照射することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の液体吐出装置であって、前記ノズルから前記検査用基材に液体が吐出される際に、前記液体吐出ヘッドに液体の吐出を行わせる駆動パルス生成タイミング信号と、前記撮像手段に撮像を行わせる撮像タイミング信号と、前記照射手段に照射を行わせる照射タイミング信号とを一定時間間隔でかつ相互に同期させて出力する同期タイミング信号生成手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、液体吐出検査時にノズルから吐出される液滴を照射して撮像することが可能となる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜請求項６いずれか一項に記載の液体吐出装置であって、前記検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄手段が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄手段を設けることにより、検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。これにより、液だまりなどにより基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避して、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、液体吐出方法であって、複数のノズルを有し静電力を利用して前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドと、前記ノズルから液体の吐出を受ける描画用基材と、液体吐出検査時において前記ノズルから液体の吐出を受ける検査用基材と、前記検査用基材を支持する対向電極とを使用して、前記検査用基材を前記液体吐出ヘッドに対し相対的に移動させながら前記検査用基材に液体を吐出させる液体吐出工程と、前記ノズルから前記検査用基材に向けて吐出された液体の液滴を撮像して画像データを取得する撮像工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、描画用基材と別に検査用基材を設け、検査用基材を液体吐出ヘッドに対して相対的に移動させながら液体を吐出させることにより、液体吐出検査時に検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることが可能となる。これにより、検査用基材に着弾した液滴の影響で基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ、液滴を撮像することが可能となる。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の液体吐出方法であって、前記撮像工程で取得した前記画像データの解析により前記液滴の径を検出する画像解析工程と、前記画像解析工程における解析結果に基づき、前記液滴の径のばらつきを抑制するように前記ノズルの各々からの液体吐出量を調整する調整工程と、を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ撮影した画像データに基づいて液滴の径を検出し、液体吐出量を調整することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は請求項９記載の液体吐出方法であって、前記検査用基材は前記描画用基材と同様の材質及び厚さ寸法により構成し、前記液体吐出ヘッドとの距離が前記描画用基材と同様となるように配置することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、実際の液体吐出時と同様の条件で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項８〜請求項１０いずれか一項に記載の液体吐出方法であって、前記液体吐出ヘッドは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルの各々に連通し前記ノズルから吐出される液体を貯蔵するキャビティと、前記ノズル及び前記キャビティ内部の液体と前記描画用基材又は前記検査用基材との間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧印加手段と、前記キャビティ内部の液体に圧力を発生させる圧力発生手段とを備え、前記静電電圧印加手段及び前記圧力発生手段の制御により前記ノズルから液体を電界集中吐出することを特徴とする。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、液体吐出ヘッドから液体が電界集中吐出される液体吐出装置では、基板の状態が電界の変化に特に大きな影響を及ぼすが、検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることにより、基板表面付近における電界の状態の変化が回避されるという作用を特に顕著に得ることができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項８〜請求項１１いずれか一項に記載の液体吐出方法であって、前記撮像手段による撮像時に液滴を照射する照射工程を有することを特徴とする。
【００３３】
請求項１２記載の発明によれば、撮像時に液滴を照射することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、請求項１２に記載の液体吐出方法であって、前記ノズルから前記検査用基材に液体が吐出される際に、前記液体吐出ヘッドに液体の吐出を行わせる駆動パルス生成タイミング信号と、前記撮像手段に撮像を行わせる撮像タイミング信号と、前記照射手段に照射を行わせる照射タイミング信号とを一定時間間隔でかつ相互に同期させて出力する同期タイミング信号生成手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
請求項１３記載の発明によれば、液体吐出検査時にノズルから吐出される液滴を照射して撮像することが可能となる。
【００３６】
請求項１４記載の発明は、請求項８〜請求項１３いずれか一項に記載の液体吐出方法であって、前記検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄工程を有することを特徴とする。
【００３７】
請求項１４記載の発明によれば、検査用基材に着弾した液滴を掃拭する洗浄手段を設けることにより、検査用基材のうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。これにより、液だまりなどにより基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避して、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１又は請求項８記載の発明によれば、検査用基材に着弾した液滴の影響で基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ、液滴を撮像することが可能となる。
【００３９】
請求項２又は請求項９記載の発明によれば、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００４０】
請求項３又は請求項１０記載の発明によれば、実際の液体吐出時と同様の条件で液体吐出検査を行うことにより、液体吐出検査の精度を高め、各ノズルからの液体吐出量を正確に調整することが可能となる。
【００４１】
請求項４又は請求項１１記載の発明によれば、液体吐出ヘッドから液体が電界集中吐出される液体吐出装置において、本発明の効果を特に顕著に得ることが可能となる。
【００４２】
請求項５又は請求項１２記載の発明によれば、液体吐出検査の精度を高め、各ノズルからの液体吐出量を正確に調整することが可能となる。
【００４３】
請求項６又は請求項１３記載の発明によれば、液体吐出検査時にノズルから吐出される液滴を照射し、撮像することが可能となる。
【００４４】
請求項７又は請求項１４記載の発明によれば、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００４６】
本実施形態の液体吐出装置１は、液体の吐出により所望の描画を行う装置であり、インクなどの帯電可能な液体の液滴を吐出するライン方式の液体吐出ヘッド２を備えている。
【００４７】
液体吐出ヘッド２は、図１に示すように、ヘッド駆動機構１６（図２参照）により、描画用基材Ｋに対向する位置と検査用基材Ｌに対向する位置との間で、描画用基材Ｋの搬送方向と直交する方向に往復移動することが可能となっている。
【００４８】
また、検査用基材Ｌは、描画用基材Ｋと同様の素材により構成され、描画用基材Ｋと同様の厚さ寸法を有している。本実施形態では、描画用基材Ｋ及び検査用基材Ｌは樹脂材料によって構成されている。
【００４９】
図２は、液体吐出検査時における液体吐出装置１の全体構成を示す断面模式図である。
【００５０】
図２に示すように、液体吐出装置１は、インクなどの帯電可能な液体の液滴を吐出するライン方式の液体吐出ヘッド２と、液体吐出検査時に液滴の着弾を受ける検査用基材Ｌを支持する対向電極３と、液体吐出ヘッド２から吐出された液滴を検査して吐出量を調整する液滴検査装置４とを備えて構成されている。
【００５１】
液体吐出ヘッド２には、図１に示すように、ノズルプレート５及びボディ層６が層状となるように設けられている。
【００５２】
ノズルプレート５は石英ガラスによって構成されており、対向電極３に対向する側に位置している。なお、ノズルプレート５に使用する材料は石英ガラスに限らず、体積抵抗率が１０１５Ωｍ以上である高抵抗の樹脂材料などを用いてもよい。例えば、ポリイミド（PI）、ポリエチレンテレフタラート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリプロピレン（PP）などを用いてもよい。
【００５３】
また、ノズルプレート５には、複数のノズル７が穿孔されることによりライン状に形成されている。ノズル７は、ノズルプレート５の対向電極３に対向する面から突出せず、或いは３０μｍ程度しか突出しないように形成されており、液体吐出ヘッド２はフラットな吐出面を有するヘッドとして構成されている。
【００５４】
ボディ層６はシリコンプレートによって構成されている。また、ボディ層６の各ノズル７に対応する位置には、キャビティ８が各々形成されており、ノズル７から吐出される液体を一時貯蔵するようになっている。
【００５５】
また、ボディ層６の上面には、可撓性を有する金属薄板やシリコンなどからなる図示しない可撓層が設けられており、この可撓層によって液体吐出ヘッド２が外界と画されている。なお、ボディ層６と図示しない可撓層との境界には、キャビティ８に液体を供給するための図示しない流路が形成されている。
【００５６】
また、各キャビティ８には、静電吸引力を生じさせる静電電圧を印加する静電電圧印加手段としての静電電圧電源９が電気的に接続されている。これにより、静電電圧電源９から各キャビティ８に静電電圧が印加されると、ノズル７及びキャビティ８の内部の液体が同時に帯電され、液体吐出ヘッド２と対向電極３との間、特に液体と検査用基材Ｌとの間に静電吸引力が発生するようになっている。
【００５７】
また、図示しない可撓層の上面であってキャビティ８に対応する位置には、圧力発生手段として、圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子１０が設けられている。なお、圧力発生手段は、本実施形態のような圧電素子アクチュエータのほか、静電アクチュエータやサーマル方式などを採用することも可能である。
【００５８】
また、各ピエゾ素子１０には、ピエゾ素子１０に駆動電圧を印加してピエゾ素子１０を変形させるための駆動電圧電源１１が各々接続されている。
【００５９】
また、静電電圧電源９及び駆動電圧電源１１には、制御手段１２が電気的に接続されている。
【００６０】
対向電極３は、図３に示すように、検査用基材Ｌと一体となって検査用基材Ｌを支持している。また、検査用基材Ｌ及び対向電極３は、４つの搬送ローラ１３ａ〜１３ｄの回転に伴って回転駆動されることにより、検査用基材Ｌが液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動するエンドレスベルト状となっている。これにより、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させ、液だまりなどにより基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避できるようになっている。また、対向電極３は接地されており、常時接地電位に維持されている。
【００６１】
また、対向電極３は、検査用基材Ｌ及び液体吐出ヘッド２の距離（ギャップ）が、描画用基材Ｋ及び液体吐出ヘッド２の距離とほぼ等しくなるように設置されている。これにより、実際の液体吐出時と同様の条件で液体吐出検査を行うことが可能となっている。
【００６２】
また、搬送ローラ１３ａ〜１３ｄの下方には、検査用基材Ｌの搬送に伴い、検査用基材Ｌのうち液滴の着弾を受ける面を掃拭する洗浄手段としての洗浄ローラ１４が設けられている。また、洗浄ローラ１４の近傍には、洗浄ローラ１４の回転に伴い洗浄ローラ１４に洗浄液を含ませる洗浄器１５が設けられている。これにより、検査用基材Ｌが一周搬送されるごとに、検査用基材Ｌのうち液滴の着弾を受ける面が洗浄液を含んだ洗浄ローラ１４で掃拭され、液滴が除去されることから、常に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。
【００６３】
なお、検査用基材Ｌを掃拭する洗浄手段としては、ドクターブレード、不織布、エアーノズルなどを使用してもよい。
【００６４】
液滴検査装置４は、ヘッド駆動機構１６、基材移動制御手段１７、撮像手段１８、照射手段１９、同期タイミング信号生成手段２０、画像解析手段２１及び調整手段２２を備えて構成されている。
【００６５】
このうち撮像手段１８は、ＣＣＤカメラなどにより構成されている。また、図２に示すように、撮像手段１８は液体吐出ヘッド２と検査用基材Ｌとの間に配置され、ノズル７から吐出された液滴を撮像するようになっている。
【００６６】
また、照射手段１９は、瞬発的に光を照射するものであることが好ましく、本実施形態ではストロボにより構成されている。また、図２に示すように、照射手段１９は照射光の光路上に撮像手段１８が位置するように設置され、撮像手段１８による撮像時に液滴を照射するようになっている。
【００６７】
なお、撮像手段１８及び照射手段１９共に特に制限はないが、画像解析処理の負担の観点から、同期タイミング信号に合わせて瞬発的に液滴を撮像できるものであることが好ましい。
【００６８】
次に、本実施形態の液体吐出装置１の制御構成について説明する。
【００６９】
本実施形態の液体吐出ヘッド２は、ノズル７から液滴を電界集中吐出させるようになっている。ここで、「電界集中吐出」とは、液滴が形成されない程度のメニスカスに強い集中電界強度による静電力を作用させ、メニスカスを引きちぎって液滴化し飛翔させる方式をいう。
【００７０】
なお、本発明が適用される液体吐出装置１の液体吐出方式は、静電力を利用して液体を吐出させる方式であればよく、電界集中吐出に限られるものではない。例えば、液体に圧力を発生させることにより液体を一部分離して液滴を形成し、その液滴に静電力を作用させて飛翔させる静電アシスト吐出などであってもよい。
【００７１】
静電電圧電源９は、液体の吐出時にキャビティ８に静電電圧を印加して、キャビティ８及びノズル７の内部の液体を帯電させ、液体と検査用基材Ｌとの間に静電吸引力を発生させるようになっている。これにより、静電電圧電源９は、ノズル７の吐出口に形成されたメニスカスを液体から分離して液滴とし、更に、静電力により液滴を加速させて検査用基材Ｌに着弾させるようになっている。
【００７２】
また、駆動電圧電源１１は、駆動パルス生成タイミング信号に従って、液体の吐出時にピエゾ素子１０に駆動電圧を印加することにより、ピエゾ素子１０を変形させてノズル７に連通するキャビティ８の内部の液体に圧力を発生させ、ノズル７の吐出口にメニスカスを形成するようになっている。
【００７３】
また、制御手段１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えて構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、静電電圧電源９及び駆動電圧電源１１を駆動させて、液体の吐出を制御するようになっている。
【００７４】
対向電極３は、常時接地電位に維持されており、静電電圧電源９から各キャビティ８に静電電圧が印加されると、各キャビティ８の内部の液体と対向電極３に支持された検査用基材Ｌとの間に電界を生じさせるようになっている。
【００７５】
液滴検査装置４は、検査用基材Ｌに吐出される液滴を撮像して画像解析し、その画像解析結果に基づいて液滴の吐出量のばらつきを調整するようになっている。
【００７６】
このうちヘッド駆動機構１６は、液滴吐出検査時に、液体吐出ヘッド２を描画用基材Ｋに対向する位置から検査用基材Ｌに対向する位置に移動させるようになっている。
【００７７】
また、基材移動制御手段１７は、搬送ローラ１３ａ〜１３ｄの回転を制御することにより、対向電極３に支持された検査用基材Ｌを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させるようになっている。
【００７８】
また、撮像手段１８は、撮像タイミング信号に従ってノズル７から吐出された液滴を撮像し、画像データを画像解析手段２１に出力するようになっている。
【００７９】
また、照射手段１９は、照射タイミング信号に従い、撮像手段１８による撮像時に液滴を照射するようになっている。
【００８０】
また、同期タイミング信号生成手段２０は、静電電圧を印加しない状態で、駆動パルス生成タイミング信号、撮像タイミング信号及び照射タイミング信号を一定時間間隔でかつ相互に同期させて、駆動電圧電源１１、撮像手段１８及び照射手段１９に出力するようになっている。
【００８１】
また、画像解析手段２１は、撮像手段１８から入力された画像データの解析により、ノズル７から吐出された液滴径を検出するようになっている。
【００８２】
また、調整手段２２は、画像解析手段２１の画像解析結果に基づき、駆動電圧電源１１からピエゾ素子１０に印加される駆動電圧値を調整するようになっている。すなわち、調整手段２２は、吐出された液滴径が所定の基準値より小さいノズル７についてはピエゾ素子１０に印加する駆動電圧を高く、吐出された液滴径が所定の基準値より大きいノズル７についてはピエゾ素子１０に印加する駆動電圧値を低くするように調整することにより、各ノズル７から吐出される液滴量を均一とするようになっている。なお、この際、液滴径に対応する駆動電圧値を予め測定により求めて設定しておいてもよい。
【００８３】
次に、液体吐出装置１を使用した本発明の液体吐出方法について説明する。
【００８４】
液滴吐出検査が開始されると、ヘッド駆動機構１６の駆動により、液体吐出ヘッド２は描画用基材Ｋに対向する位置から検査用基材Ｌに対向する位置に移動する。
【００８５】
次に、制御手段１２は、静電電圧電源９の制御により静電電圧を印加して、液体と検査用基材Ｌとの間に静電吸引力を発生させる。また、駆動電圧電源１１の制御により、駆動パルス生成タイミング信号に従ってピエゾ素子１０を駆動し、ノズル７の吐出口にメニスカスを形成させる。これにより、電界の静電力によりメニスカスが引きちぎられて液滴となる。更に、液滴は静電力により加速され、対向電極３に支持された検査用基材Ｌに引き寄せられて着弾する。
【００８６】
この際、検査用基材Ｌは対向電極３と一体として、４つの搬送ローラ１３ａ〜１３ｄの回転に伴って回転駆動されることから、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体が順次吐出され、液だまりなどによって基板表面付近の電界の状態が変化することが回避される。
【００８７】
また、検査用基材Ｌが一周搬送されるごとに検査用基材Ｌに着弾した液滴が洗浄ローラ１４で除去され、洗浄ローラ１４は回転に伴い洗浄器１５で洗浄されることから、常に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体が吐出される。
【００８８】
一方、撮像手段１８は、撮像タイミング信号に従ってノズル７から吐出された液滴を撮像し、画像データを画像解析手段２１に出力する。また、照射手段１９は、照射タイミング信号に従って、撮像手段１８による撮像時に液滴を照射する。
【００８９】
次に、画像解析手段２１は、撮像手段１８から入力された画像データの解析により、ノズル７から吐出された液滴径を検出する。
【００９０】
続いて、調整手段２２は、画像解析手段２１の画像解析結果に基づき、駆動電圧電源１１からピエゾ素子１０に印加される駆動電圧値を調整する。すなわち、調整手段２２は、吐出された液滴径が所定の基準値より小さいノズル７についてはピエゾ素子１０に印加する駆動電圧が高く、吐出された液滴径が所定の基準値より大きいノズル７についてはピエゾ素子１０に印加する駆動電圧値が低くなるように調整することにより、各ノズル７から吐出される液滴量を均一とする。
【００９１】
このように本実施形態に係る液体吐出装置１及び液体吐出方法によれば、描画用基材Ｋと別に検査用基材Ｌを設け、検査用基材Ｌを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させながら液体を吐出させることにより、液体吐出検査時に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることが可能となる。これにより、検査用基材Ｌに着弾した液滴の影響で検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避しつつ、液滴を撮像することが可能となる。
【００９２】
また、基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避しつつ撮影した画像データに基づいて液滴の径を検出し、液体吐出量を調整することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００９３】
また、検査用基材Ｌを描画用基材Ｋと同様の材質及び厚さ寸法により構成し、液体吐出ヘッド２との距離が描画用基材Ｋと同様となるように配置することにより、実際の液体吐出時と同様の条件で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【００９４】
また、液体吐出ヘッド２から液体が電界集中吐出される液体吐出装置１では、検査用基材Ｌの状態が電界の変化に特に大きな影響を及ぼすが、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させることにより、検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態の変化が回避されるという作用を特に顕著に得ることができる。
【００９５】
また、撮像時に液滴を照射することにより、液体吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【００９６】
また、液体吐出検査時にノズルから吐出される液滴を照射して撮像することが可能となる。
【００９７】
また、検査用基材Ｌに着弾した液滴を掃拭する洗浄手段としての洗浄ローラ１４及び洗浄器１５を設けることにより、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。これにより、液だまりなどにより検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避して、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【００９８】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図４を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９９】
本実施形態の検査用基材Ｌ及び対向電極３は円板状に形成されており、層状に重ねられることにより一体とされている。また、図４に示すように、液体吐出ヘッド２は、ヘッド駆動機構１６により、描画用基材Ｋに対向する位置と円板状の検査用基材Ｌに対向する位置との間で、検査用基板Ｌの半径方向に往復移動することが可能となっている。
【０１００】
また、円板状の検査用基材Ｌ及び対向電極３は、液体吐出検査時に、基材移動制御手段１７が図示しない回転機構を駆動制御することにより回転し、検査用基材Ｌが液体吐出ヘッド２に対して相対的に水平移動するようになっている。これにより、液体吐出検査時に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させ、液だまりなどによって基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避するようになっている。
【０１０１】
また、検査用基材Ｌの表面近傍には、検査用基材Ｌの回転に伴い、検査用基材Ｌのうち液滴の着弾を受ける面を掃拭する洗浄手段としてのブレード２３が設けられている。これにより、検査用基材Ｌが回転する際に検査用基材Ｌに着弾した液滴がブレード２３で除去されることから、常に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。
【０１０２】
また、円板状の検査用基材Ｌ及び対向電極３の中心には、照射手段１９が設置されており、照射手段１９の照射光の光路上には撮像手段１８が設置されている。
【０１０３】
液体吐出装置１の制御構成は上記実施形態と同様である。
【０１０４】
次に、液体吐出装置１を使用した本発明の液体吐出方法のうち、上記実施形態と相違する部分について説明する。
【０１０５】
液滴吐出検査が開始されると、ヘッド駆動機構１６の駆動により、液体吐出ヘッド２は描画用基材Ｋに対向する位置から円板状の検査用基材Ｌに対向する位置に移動する。
【０１０６】
次に、液体吐出ヘッド２は、ノズル７から検査用基材Ｌに液滴を電界集中吐出する。この際、検査用基材Ｌは図示しない回転機構により回転駆動されることから、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体が順次吐出される。また、検査用基材Ｌの回転に伴い、検査用基材Ｌに着弾した液滴はブレード２３で除去される。
【０１０７】
このように本実施形態に係る液体吐出装置１及び液体吐出方法によれば、検査用基材Ｌの回転に伴い、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させて、検査用基材Ｌに着弾した液滴の影響で検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避することが可能となる。
【０１０８】
また、検査用基材Ｌに着弾した液滴をブレード２３で除去することにより、液だまりなどにより検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避して、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【０１０９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
本実施形態の検査用基材Ｌ及び対向電極３は平板状に形成されており、層状に重ねられることにより一体とされている。また、図５に示すように、液体吐出ヘッド２は、ヘッド駆動機構１６により、描画用基材Ｋに対向する位置と平板状の検査用基材Ｌに対向する位置との間で往復移動することが可能となっている。
【０１１１】
また、図５に矢印で示すように、液体吐出検査時に、基材移動制御手段１７が図示しない駆動機構を駆動制御することにより、検査用基材Ｌは検査時に液体を吐出する液体吐出ヘッド２に対してジグザグな方向に水平移動するようになっている。これにより、液体吐出検査時に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させ、液だまりなどによって基板表面付近の電界の状態が変化するのを回避するようになっている。
【０１１２】
また、検査用基材Ｌを支持する対向電極３は、液体吐出検査終了時に、図示しない駆動機構の駆動により、直線状に水平移動して元の位置に戻るようになっている。
【０１１３】
また、検査用基材Ｌの近傍には、検査用基材Ｌが直線状に水平移動する際に、検査用基材Ｌのうち液滴の着弾を受ける面を掃拭する洗浄手段としての不織布２４が設けられている。これにより、液体吐出検査終了時に検査用基材Ｌに着弾した液滴を掃拭して、次回の液体吐出検査時に検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を吐出させることが可能となる。
【０１１４】
また、平板状の検査用基材Ｌ及び対向電極３の側方には、照射手段１９が設置されており、照射手段１９の照射光の光路上には撮像手段１８が設置されている。
【０１１５】
液体吐出装置１の制御構成は上記実施形態と同様である。
【０１１６】
次に、液体吐出装置１を使用した本発明の液体吐出方法のうち、上記実施形態と相違する部分について説明する。
【０１１７】
液滴吐出検査が開始されると、ヘッド駆動機構１６の駆動により、液体吐出ヘッド２は描画用基材Ｋに対向する位置から平板状の検査用基材Ｌに対向する位置に移動する。
【０１１８】
次に、液体吐出ヘッド２は、ノズル７から検査用基材Ｌに液滴を電界集中吐出する。この際、検査用基材Ｌは、図示しない駆動機構の駆動により、液体吐出ヘッド２に対してジグザグな方向に水平移動する。これにより、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体が順次吐出される。また、液体吐出検査終了時は、検査用基材Ｌ及び対向電極３が元の位置に戻る際に、検査用基材Ｌに着弾した液滴が不織布２４で除去される。
【０１１９】
このように本実施形態に係る液体吐出装置１及び液体吐出方法によれば、検査用基材Ｌの水平移動に伴い、検査用基材Ｌのうち液体が吐出されていない新しい面に液体を順次吐出させて、検査用基材Ｌに着弾した液滴の影響で検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避することが可能となる。
【０１２０】
また、検査用基材Ｌに着弾した液滴を不織布２４で除去することにより、液だまりなどにより検査用基材Ｌの表面付近における電界の状態が変化するのを回避して、実際の吐出動作と同様の状態で液体吐出検査を行うことが可能となる。
【０１２１】
以上詳細に説明したように、本発明の液体吐出装置及び液体吐出方法によれば、静電吸引力を利用して液体を吐出する液体吐出装置において、液体の吐出検査の精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの移動状態を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る基板及び対向電極の構成を示す平面図である。
【図４】第２の実施形態に係る基板及び対向電極の構成を示す平面図である。
【図５】第３の実施形態に係る基板及び対向電極の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１  液体吐出装置
２  液体吐出ヘッド
３  対向電極
４  液滴検査装置
５  ノズルプレート
６  ボディ層
７  ノズル
８  キャビティ
９  静電電圧電源
１０  ピエゾ素子
１１  駆動電圧電源
１２  制御手段
１３ａ〜１３ｄ  搬送ローラ
１４  洗浄ローラ
１５  洗浄器
１６  ヘッド駆動機構
１７  基材移動制御手段
１８  撮像手段
１９  照射手段
２０  同期タイミング信号生成手段
２１  画像解析手段
２２  調整手段
２３  ブレード
２４  不織布
Ｋ  描画用基材
Ｌ  検査用基材
【図１】
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【図２】
2007276390.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007276390.tif 000006
【図５】
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