(57)【要約】【課題】揮発性を有する液体の重量を高精度に測定する液体重量測定方法及び液体重量測定装置を提供する。【解決手段】液体重量測定装置１の補助液体供給部１１は、容器９に補助液体１７を供給する。電子天秤３は、容器９内の補助液体１７の重量（Ａ）を計測する。被測定液体供給部１３は、容器９に被測定液体１９を供給する。被測定液体１９の比重は補助液体１７の比重より大きいので、被測定液体１９及び補助液体１７は２層に分離し、被測定液体１９は補助液体１７の下側に滞留する。電子天秤３は、容器９内の補助液体１７及び被測定液体１９の総重量（Ｂ）を計測する。制御部１５は、補助液体１７への被測定液体１９を入れる前後の重量差（Ｂ−Ａ）を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定液体の重量を測定する液体重量測定方法であって、
前記被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の補助液体を容器に入れ、前記容器内の補助液体に前記被測定液体を入れ、前記被測定液体を入れる前後の重量差を計測し、前記重量差に基づいて前記被測定液体の重量を測定することを特徴とする液体重量測定方法。
【請求項２】
前記容器内に入れた前記被測定液体の液滴数を計数し、前記被測定液体を入れる前後の重量差と前記液滴数とに基づいて１滴当たりの前記被測定液体の重量を測定することを特徴とする請求項１に記載の液体重量測定方法。
【請求項３】
前記被測定液体を供給する複数のノズルのうち測定対象のノズルから順次前記被測定液体を吐出して測定した重量に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体重量測定方法。
【請求項４】
前記被測定液体を供給する複数のノズルの全てから前記被測定液体を吐出して測定した重量と、測定対象のノズルから前記被測定液体の吐出を行わず前記測定対象のノズル以外の全てのノズルから前記被測定液体を吐出して測定した重量と、の重量差に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体重量測定方法。
【請求項５】
被測定液体の重量を測定する液体重量測定装置であって、
液体を収容する容器と、
前記容器に収容した液体の重量を計測する重量計測手段と、
前記容器に前記被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の補助液体を入れる補助液体供給手段と、
前記容器内の補助液体に前記被測定液体を入れる被測定液体供給手段と、
前記重量計測手段により計測した前記被測定液体を入れる前後の重量差に基づいて、前記被測定液体の重量を測定する被測定液体重量測定手段と、
を具備することを特徴とする液体重量測定装置。
【請求項６】
前記被測定液体重量測定手段は、前記容器内に入れた前記被測定液体の液滴数を計数し、前記被測定液体を入れる前後の重量差と前記液滴数とに基づいて１滴当たりの前記被測定液体の重量を測定することを特徴とする請求項５に記載の液体重量測定装置。
【請求項７】
前記被測定液体重量測定手段は、前記被測定液体供給手段が有する複数のノズルのうち測定対象のノズルから順次前記被測定液体を吐出して測定した重量に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体重量測定装置。
【請求項８】
前記被測定液体重量測定手段は、前記被測定液体供給手段が有する複数のノズルの全てから前記被測定液体を吐出して測定した重量と、測定対象のノズルから前記被測定液体の吐出を行わず前記測定対象のノズル以外の全てのノズルから前記被測定液体を吐出して測定した重量と、の重量差に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性を有する液体の重量を測定する液体重量測定方法及び液体重量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に液晶ディスプレイやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃ  ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示装置に用いるカラーフィルタ製造方法としてインクジェット方式がある。インクジェット方式ではＲ（赤）及びＧ（緑）及びＢ（青）の３色のインクを基板上に吐出して着色層を形成することによりカラーフィルタが製造される。
【０００３】
カラーフィルタに色むら等が生じるのを防止するためには、インク吐出量を適正に管理する必要がある。そこで、電子天秤によりインク滴の重量を直接測定することによりインク吐出量を管理するインク重量測定方法が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。また、塗布したインクの面積をカメラにより測定してインクの体積を算出することによりインク吐出量が算出される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２４８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のインク重量測定方法では、インクが含有する溶剤等の揮発性成分が揮発して重量が減少するので正確な重量測定が困難であるという問題点がある。
また、カメラによる測定方法では、２次元画像からインクの体積を算出するので精度が低下するという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、揮発性を有する液体の重量を高精度に測定する液体重量測定方法及び液体重量測定装置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】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、被測定液体の重量を測定する液体重量測定方法であって、前記被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の補助液体を容器に入れ、前記容器内の補助液体に前記被測定液体を入れ、前記被測定液体を入れる前後の重量差を計測し、前記重量差に基づいて前記被測定液体の重量を測定することを特徴とする液体重量測定方法である。
【０００８】
第１の発明では、被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の補助液体を容器に入れ、容器内の補助液体に被測定液体を入れ、被測定液体を入れる前後の重量差を計測し、この重量差に基づいて被測定液体の重量を測定する。
【０００９】
被測定液体は、測定対象の液体であり、例えば、インクジェットヘッドやディスペンサから吐出される粒状の液体や、パイプなどで連続的に供給される液体である。
補助液体は、被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の液体である。補助液体は、特定の液体に限定されず、被測定液体の揮発を抑制するものであればよい。被測定液体に応じて、比重、粘度、沸点、揮発性等の観点から適切な補助液体を選択することが望ましい。
重量計測手段としては、電子天秤を用いることが望ましい。
【００１０】
第１の発明によれば、被測定液体の表面は補助液体に覆われて揮発が抑制されるので、揮発による測定誤差を軽減し、揮発性を有する被測定液体の重量測定を高精度に行うことができる。
【００１１】
また、電子天秤の分解能に満たない液滴量を測定するためには、複数の液滴（例えば、１０００００滴）を入れ、被測定液体の液滴数を計数して１滴当たりの被測定液体の重量を測定することもできる。
また、インクジェットヘッド等が有する複数のノズルのうち測定対象のノズルから順次前記被測定液体を吐出して測定した重量に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することもできる。
また、インクジェットヘッド等が有する複数のノズルの全てから被測定液体を吐出して測定した重量（Ｄ）と、測定対象のノズルから被測定液体の吐出を行わず測定対象のノズル以外の全てのノズルから前記被測定液体を吐出して測定した重量（Ｃ）と、の重量差（Ｄ−Ｃ）に基づいて、各ノズル毎に吐出量を測定することもできる。これにより、インクジェットヘッドに発生するクロストーク等による隣接ノズルの吐出の影響を抑制し、全ノズル同時に吐出した時における各ノズルからの吐出量を正確に測定することができる。
【００１２】
第２の発明は、被測定液体の重量を測定する液体重量測定装置であって、液体を収容する容器と、前記容器に収容した液体の重量を計測する重量計測手段と、前記容器に前記被測定液体と比較して低比重かつ低揮発性の補助液体を入れる補助液体供給手段と、前記容器内の補助液体に前記被測定液体を入れる被測定液体供給手段と、前記重量計測手段により計測した前記被測定液体を入れる前後の重量差に基づいて、前記被測定液体の重量を測定する被測定液体重量測定手段と、を具備することを特徴とする液体重量測定装置である。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明の液体重量測定方法を用いて測定を行う液体重量測定装置に関する発明である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、揮発性を有する液体の重量を高精度に測定する液体重量測定方法及び液体重量測定装置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】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る液体重量測定装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１６】
最初に、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る液体重量測定装置１の構成について説明する。
図１は、液体重量測定装置１の構成図である。
【００１７】
液体重量測定装置１は、重量計測部５及び表示部７を備える電子天秤３、液体を収容する容器９、補助液体１７を容器９に供給する補助液体供給部１１、被測定液体１９を容器９に供給する被測定液体供給部１３から構成される。
【００１８】
制御部１５は、液体重量測定装置１を構成する各装置の動作制御や演算処理を行う装置であり、例えば、ＣＰＵやメモリを備える電子計算機やコンピュータ等を用いることができる。
被測定液体１９は、測定対象の液体であり、例えば、インクジェットヘッド２１から吐出されるインクである。
補助液体１７は、被測定液体１９と比較して低比重かつ低揮発性の液体であり、例えば、シリコーンオイルを用いることができる。
補助液体供給部１１は、補助液体の供給元である。
被測定液体供給部１３は、測定対象の液体の供給元であり、例えば、インクジェットヘッド２１、ディスペンサなど液体を供給し供給量を制御可能なものであり、液体流量制御装置なども含まれる。
【００１９】
次に、図２を参照しながら、液体重量測定装置１の動作について説明する。
図２は、液体重量測定装置１の動作を示すフローチャートである。
【００２０】
液体重量測定装置１の補助液体供給部１１は、容器９に補助液体１７を供給する（ステップ１０１）。電子天秤３は、容器９内の補助液体１７の重量（Ａ）を計測する（ステップ１０２）。被測定液体供給部１３は、容器９に被測定液体１９を供給する（ステップ１０３）。被測定液体１９の比重は補助液体１７の比重より大きいので、被測定液体１９及び補助液体１７は２層に分離し、被測定液体１９は補助液体１７の下側に滞留する。すわなち、被測定液体１９は、容器の内面及び補助液体１７により内包されて外気に直接触れることがない。電子天秤３は、容器９内の補助液体１７及び被測定液体１９の総重量（Ｂ）を計測する（ステップ１０４）。
【００２１】
制御部１５は、ステップ１０２の処理で計測した重量（Ａ）とステップ１０４の処理で計測した重量（Ｂ）との重量差（Ｂ−Ａ）を測定する（ステップ１０５）。また、測定可能な液滴量を確保すべく容器９に複数の液滴（例えば、１０００００滴）を供給して測定を行う場合には、容器９に供給した被測定液体１９の液滴数を計数し、１滴当たりの被測定液体１９の重量（（Ｂ−Ａ）／（液滴数））を測定するようにしてもよい。表示部７は、測定結果を表示する（ステップ１０６）。
【００２２】
以上の過程を経て、液体重量測定装置１は、補助液体１７に被測定液体１９を注ぎ込み、被測定液体１９を外気に触れないようにして、被測定液体１９の重量測定を行う。
このように、被測定液体１９の表面は補助液体１７に覆われて揮発が抑制されるので、揮発による測定誤差を軽減し、揮発性を有する被測定液体１９の重量測定を高精度に行うことができる。
【００２３】
尚、補助液体１７の揮発等により、測定時間経過による測定誤差が見込まれる場合には当該測定誤差を補正するようにしてもよい。この測定誤差は、補助液体１７を用いずに被測定液体１９の重量を直接計測する場合と比較して非常に小さい。従って、誤差補正処理を行う場合であっても高精度の液体重量測定を行うことができる。
【００２４】
次に、図３及び図４を参照しながら、インクジェットヘッド２１の各ノズル２３からのインク吐出量の測定について説明する。
図３及び図４は、複数のノズル２３を有するインクジェットヘッド２１を示す図である。図３は、測定対象ノズル２３−１からの液滴吐出を示し、図４は、測定対象ノズル２３−１以外からの液滴吐出を示す。
【００２５】
図３に示すように、液体重量測定装置１は、ノズル２３−２〜ノズル２３−５からは液滴を吐出させず、測定対象の１つのノズル２３−１から液滴２５を吐出して重量測定を行い、ノズル２３−１のインク吐出量を測定することができる。
【００２６】
また、図４に示すように、液体重量測定装置１は、測定対象の１つのノズル２３−１から液滴を吐出させず、その他のノズル２３−２〜ノズル２３−５から液滴２５を吐出して重量（Ｃ＝ノズル２３−２の液滴重量〜ノズル２３−５の液滴重量の総和）を測定する。また、液体重量測定装置１は、全てのノズル２３−１〜ノズル２３−５から液滴２５を吐出して重量（Ｄ＝ノズル２３−１の液滴重量〜ノズル２３−５の液滴重量の総和）を測定する。そしてこれらの重量差（Ｄ−Ｃ）を測定することにより、ノズル２３−１のインク吐出量を測定することができる。
【００２７】
このように、図４に示す測定方法によれば、全ノズル同時に吐出した時の状態に近似させて重量測定を行うので、測定精度を向上させることができる。図４に示す測定方法は、インクジェットヘッドに発生するクロストークと呼ばれる隣接ノズルの吐出の影響により、全ノズル同時に吐出した時の各ノズルからの吐出量を正確に測定できない場合に使用することが望ましい。
【００２８】
尚、図３及び図４に示す液体重量測定において、図１及び図２を用いて先述したように補助液体１７に液滴２５を注ぎ込み重量測定を行うことにより、揮発による測定誤差を軽減して測定精度を向上させることができる。
【００２９】
次に、図５及び図６を参照しながら、液体重量測定装置１による測定結果に基づいて塗布処理を行う塗布装置２７について説明する。
図５は、塗布装置２７の構成図である。
図６は、塗布装置２７の動作を示すフローチャートである。
【００３０】
塗布装置２７は、制御部２９、複数のノズル２３を有するインクジェットヘッド２１、塗布対象の基板３３を支持する基板支持部３１から構成される。
塗布装置２７は、基板３３に対して液滴２５を吐出して塗布を行う装置である。塗布装置２７は、例えば、基板にＲ、Ｇ、Ｂの３色のインクを塗布して着色層パターンを形成するカラーフィルタ製造装置である。
【００３１】
制御部２９は、塗布装置２７を構成する各装置の動作制御や演算処理を行う装置であり、例えば、ＣＰＵやメモリを備える電子計算機やコンピュータ等を用いることができる。
インクジェットヘッド２１及び基板支持部３１は、制御部２９からの制御信号に基づいて互いに相対的に位置決めされ、基板３３における液滴２５の着弾位置が定められる。
【００３２】
液体重量測定装置１の制御部１５は、インクジェットヘッド２１の各ノズル２３毎に液滴２５の１滴当たりの重量測定を行い、測定結果情報３５を塗布装置２７の制御部２９に入力する（ステップ２０１）。
【００３３】
塗布装置２７の制御部２９は、インクジェットヘッド２１及び基板支持部３１の移動を行う（ステップ２０２及びステップ２０３）。尚、移動機構としては、汎用のものを用いることができ、例えば、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータを用い、ガイド機構として、ＬＭガイド（ＴＨＫ株式会社製）、エアースライド等を用いることができる。また、移動量の計測に関しては、レーザ干渉計、スケール、エンコーダ等を用いることができる。
【００３４】
制御部２９は、測定結果情報３５に基づいて、各ノズル２３毎に液滴２５の吐出量を調整する（ステップ２０４）。尚、吐出量の調整に関しては、各ノズル２３に設けられる圧電素子（ピエゾ素子）への印加電圧制御や液滴数制御を行うことが望ましい。制御部２９は、各ノズル２３から基板３３に液滴２５を吐出して塗布処理を行う（ステップ２０５）。
【００３５】
以上の過程を経て、塗布装置２７は、液体重量測定装置１から入力される測定結果情報３５に基づいて、各ノズル２３毎に吐出量を調整して塗布処理を行う。
このように、液体重量測定装置１から取得した高精度の測定結果情報を塗布装置２７における塗布処理にフィードバックすることにより、塗布処理の精度を向上させることができる。
【００３６】
尚、上述の実施の形態では、液体重量測定装置１は、主としてインクジェットヘッドからのインク吐出量を測定するものとして説明したが、液体重量を測定するものであれば用途は限られない。また、補助液体１７中に被測定液体１９を入れた後に重量測定を行うものとして説明したが、重量測定を行うタイミングはこれに限られない。
例えば、液体重量測定装置１を用いて流量計の校正を行うことができる。被測定液体供給部１３として流量計を適用し、流量計出口から補助液体１７中に被測定液体１９として基準流量の流体を注ぎ込み重量測定することにより流量計の校正を行うことができる。また、流量計出口からの流体を補助液体１７中に連続的に注ぎ込みつつ逐次、重量推移を測定することにより流量計の校正を行うこともできる。また、液体重量測定装置１により流体の基準流量を測定して、当該基準流量の流体を校正対象の流量計に流入させるようにしてもよい。
【００３７】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る液体重量測定装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】液体重量測定装置１の構成図
【図２】液体重量測定装置１の動作を示すフローチャート
【図３】複数のノズル２３を有するインクジェットヘッド２１を示す図（測定対象ノズル２３−１からの液滴吐出）
【図４】複数のノズル２３を有するインクジェットヘッド２１を示す図（測定対象ノズル２３−１以外からの液滴吐出）
【図５】塗布装置２７の構成図
【図６】塗布装置２７の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３９】
１………液体重量測定装置
３………電子天秤
５………重量計測部
７………表示部
９………容器
１１………補助液体供給部
１３………被測定液体供給部
１５………制御部
１７………補助液体
１９………被測定液体
２１………インクジェットヘッド
２３………ノズル
２５………液滴（インク）
２７………塗布装置
２９………制御部
３１………基板支持部
３３………基板
３５………測定結果情報
【図１】
2007192760.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007192760.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007192760.tif 000007
【図６】
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