吐出方法及び液滴吐出装置
【課題】基板の反りやうねりが大きいときにも、生産性良く基板に液滴を吐出する吐出方法を提供する。
【解決手段】ノズルと基板とを主走査方向に相対移動しながら、ノズルから液滴を基板の被塗布面に吐出する吐出方法にかかわる。複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する反り測定工程と、凹凸形状の情報を用いて主走査方向に対する基板の向きを決定する配置方向判断工程と、決定した基板の向きに基板を移動する配置方向変更工程と、ノズルと基板とを相対移動しながら液滴を基板の被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、配置方向判断工程では、測定した複数の方向のうち被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に決定する。
【解決手段】ノズルと基板とを主走査方向に相対移動しながら、ノズルから液滴を基板の被塗布面に吐出する吐出方法にかかわる。複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する反り測定工程と、凹凸形状の情報を用いて主走査方向に対する基板の向きを決定する配置方向判断工程と、決定した基板の向きに基板を移動する配置方向変更工程と、ノズルと基板とを相対移動しながら液滴を基板の被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、配置方向判断工程では、測定した複数の方向のうち被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに液滴を吐出する吐出方法及び液滴吐出装置にかかわり、特に、ワークの反りやうねりに対応して吐出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対して液滴を吐出する装置として、インクジェット式の液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置において、テーブルの移動方向と直交する方向に配置されるガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジにはインクジェットヘッド（以下、液滴吐出ヘッドと称す）が配置され、液滴吐出ヘッドからワークに対して液滴を吐出して、塗布していた。
【０００３】
基板に反りやうねりがある場合には、液滴吐出ヘッドと基板との間隔が変動する。そして、液滴吐出ヘッドと基板との間隔が大きいときには、吐出された液滴が飛行中に曲がるときの影響が大きくなる。そして、液滴の着弾位置の変動が大きくなるので、着弾位置精度が悪くなる。さらに、基板に反りやうねりが大きい場合には、液滴吐出ヘッドと基板とが擦れてしまう。そして、基板や液滴吐出ヘッドが損傷する場合がある。
【０００４】
液滴吐出ヘッドと基板との間隔を所定の間隔に維持しながら液滴を吐出する方法が特許文献１に開示されている。それによると、液滴吐出装置は距離計測用のセンサーを備えている。さらに液滴吐出装置は液滴吐出ヘッドと基板との間隔を変更するアクチュエーターを備えている。そして、センサーは液滴吐出ヘッドと供に移動し、液滴吐出ヘッドと基板との間隔を測定する。そして、液滴吐出装置はセンサーの検出結果を用いてアクチュエーターを駆動することにより、液滴吐出ヘッドと基板との間隔を所定の間隔に維持していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の反りやうねりが大きいときには、液滴吐出ヘッドを基板の方向に移動させる距離が大きくなる。このとき、テーブルの移動速度を低くしないと液滴吐出ヘッドと基板とが干渉する可能性がある。そこで、基板の反りやうねりが大きいときにも、生産性良く液滴吐出ヘッドから液滴を吐出可能な吐出方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる吐出方法は、ノズルとワークとを主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから液滴を前記ワークの被塗布面に吐出する吐出方法であって、複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する測定工程と、前記凹凸形状の情報を用いて前記主走査方向に対する前記ワークの向きを決定する配置方向判断工程と、決定した前記ワークの向きに前記ワークを移動する配置方向変更工程と、前記ノズルと前記ワークとを相対移動しながら前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、前記配置方向判断工程では、前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向に決定することを特徴とする。
【０００９】
この吐出方法によれば、測定工程にて複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する。そして、配置方向判断工程にて凹凸形状の情報を用いて主走査方向に対するワークの向きを決定する。このとき、被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に決定する。次に、配置方向変更工程では決定したワークの向きにワークを移動する。つまり、被塗布面の凹凸の差の少ない方向が主走査方向になるようにワークを移動する。次に、吐出工程にてノズルとワークとを相対移動しながら液滴をワークの被塗布面に吐出する。
【００１０】
吐出工程においてノズルを主走査方向に移動するとき、被塗布面の凹凸の差が小さいときには、凹凸の差が大きいときに比べてノズルと被塗布面との間隔の変化が小さくなる。そして、制御する距離が短い方が長い場合に比べて制御にかかる時間が短くなる。従って、被塗布面の凹凸の差が小さいときには、凹凸の差が大きいときに比べてノズルと被塗布面との間隔を制御する時間を短くできる。
【００１１】
本適用例では、配置方向判断工程及び配置方向変更工程にて被塗布面の凹凸の差が小さい方向を主走査方向にしている。従って、吐出工程においてノズルと被塗布面との間隔を短い時間で調整することができる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記吐出工程は前記ノズルと前記ワークとを前記主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する主走査工程と、前記主走査方向と交差する副走査方向へ前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる副走査工程と、を有し、前記副走査工程において、前記ノズルと前記ワークとの間隔とを調整し、前記主走査工程では前記ノズルと前記ワークとの間隔とを制御せずに走査することを特徴とする。
【００１３】
この吐出方法によれば、副走査工程において、ノズルとワークとの間隔とを調整する。そして、ノズルとワークとを相対移動するときにノズルとワークとの間隔が所定の範囲内になるように調整する。主走査工程ではノズルとワークとの間隔とを制御せずに走査するので、ノズルを主走査方向に移動する速度をさらに早くすることができる。その結果、さらに生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記測定工程では、前記被塗布面と平行な方向から光を前記ワークに照射し、前記被塗布面に遮光される場所を検出しながら、前記ワークと前記光とを相対移動することにより前記被塗布面の凹凸形状を測定することを特徴とする。
【００１５】
この吐出方法によれば、被塗布面と平行な方向から光をワークに照射している。ワークに光があたるとき光が遮光される。そして、遮光される場所を検出することにより、ワークの被塗布面の場所を検出できる。次に、ワークに照射する光を移動しながら遮光される場所を検出している。そして、ワークの被塗布面の場所を複数検出することによりワークの凹凸形状を測定することができる。
【００１６】
ワークに光を照射して影となる場所を検出することによりワークの凹凸形状を測定している。従って、簡便な方法にてワークの凹凸形状を測定することができる。
【００１７】
［適用例４］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記測定工程にて測定した前記被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較して、前記ワークへの吐出を行うか否かを判断する塗布判断工程をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
この吐出方法によれば、被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較している。ノズルと被塗布面の距離が長くなると液滴の着弾位置精度が低くなる。本適用例では被塗布面の凹凸の差が判定値より大きいときには、ワークへの吐出を行わない判断をすることにより、着弾位置精度が低くなることを防止することができる。
【００１９】
［適用例５］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する吐出部と、前記ノズルと前記ワークとの間隔を所定の間隔にする間隔制御部と、前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる移動部と、複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する凹凸測定部と、前記凹凸形状の情報を用いて前記ワークを回転させるか否かを判断する回転判断部と、前記液滴の吐出方向を中心に前記ワークを回転させる回転部と、を有し、前記液滴を吐出するときに前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる方向を主走査方向とするとき、前記回転判断部及び前記回転部は前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向にすることを特徴とする。
【００２０】
この液滴吐出装置によれば、凹凸測定部が複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する。そして、回転判断部が被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に合わせる判断をする。次に、回転部が液滴の吐出方向を中心にワークを回転させて、被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に合わせる。続いて、間隔制御部がノズルとワークとの間隔を所定の間隔にする。そして、移動部がノズルとワークとを相対移動させながら、吐出部がノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する。
【００２１】
本適用例では、回転判断部及び回転部が被塗布面の凹凸の差が小さい方向を主走査方向にしている。従って、間隔制御部が制御する量が小さくなるので、制御にかかる時間を短くできる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態にかかわる液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】（ａ）は、キャリッジを示す模式側面図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式平面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図。
【図３】（ａ）は、反り測定装置を示す模式側断面図、（ｂ）は、反り測定装置を示す模式平断面図、（ｃ）は受光センサーの出力電圧の推移を示すタイムチャート。
【図４】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図５】描画作業を示すフローチャート。
【図６】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図７】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図８】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図９】第２の実施形態にかかわる吐出方法を説明するための模式図。
【図１０】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、液滴吐出装置を示す模式平面図、（ｂ）は、液滴吐出装置を示す模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２４】
（第１の実施形態）
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出する方法との特徴的な例について図１〜図８に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。尚、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２５】
（液滴吐出装置）
図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置１により、膜を構成する材料を含む機能液が吐出されて塗布される。図１に示すように液滴吐出装置１は直方体形状に形成される基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面内にてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２６】
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３ａ，３ｂが同Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えた移動部としてのステージ４が取付けられている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、サーボモーターとボールネジとを組み合わせて構成することができる。他にも、リニアモーターを採用しても良い。このステージ４が移動するＹ方向を副走査方向４ａとする。
【００２７】
さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に副走査位置検出装置５が配置され、ステージ４のＹ方向の位置が計測できるようになっている。そのステージ４の上面には、回転部としての回転テーブル６が設置されている。回転テーブル６はモーター、角度検出装置、減速装置等からなる回転機構を備えている。回転テーブル６の上面には載置面７が形成され、その載置面７には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。操作者が載置面７にワークとしての基板８を載置して所定の位置に位置決めする。その後、基板チャック機構により基板８は載置面７に固定される。
【００２８】
基板８の形状、材質は特に限定されない。例えば、基板８の形状が長方形に形成された板の場合について説明する。基板８の長手方向を第１方向８ａとし、基板８の平面方向で第１方向８ａと直交する方向を第２方向８ｂとする。基板８において載置面７の側と反対側の面が機能液を塗布される面であり、この面を被塗布面８ｃとする。
【００２９】
基台２のＸ方向両側には、一対の支持台９ａ，９ｂが立設されている。その一対の支持台９ａ，９ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材１０が架設されている。案内部材１０は、その長手方向の幅がステージ４のＸ方向よりも長く形成され、その一端が支持台９ａ側に張り出すように配置されている。案内部材１０の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール１１がＸ方向全幅にわたり凸設されている。そして、案内レール１１に沿って略角柱状に形成された移動部としてのキャリッジ１２が配置されている。キャリッジ１２は直動機構を備え、Ｘ方向に走査可能となっている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、例えば、リニアモーターを採用することができる。キャリッジ１２が走査するＸ方向を主走査方向１２ａとする。案内部材１０とキャリッジ１２との間には、主走査位置検出装置１３が配置され、キャリッジ１２の位置が計測可能になっている。
【００３０】
キャリッジ１２の基板８側にはヘッドユニット１４と一対の硬化ユニット１５が配置されている。ヘッドユニット１４の基板８側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが凸設されている。硬化ユニット１５には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する装置が配置されている。硬化ユニット１５は主走査方向１２ａにおいてヘッドユニット１４を挟んだ位置に配置されている。
【００３１】
キャリッジ１２の図中上側には収容タンク１６が配置されている。収容タンク１６には機能液が収容されている。ヘッドユニット１４の液滴吐出ヘッドと収容タンク１６とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク１６内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッドに供給される。
【００３２】
機能液は樹脂材料、光重合開始剤、溶媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタールを用いることができる。溶媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができる。
【００３３】
基台２の図中左側の側面であって案内部材１０と対向する場所には保守装置１７が配置されている。この保守装置１７には液滴吐出ヘッドをクリーニングする機構が配置されている。そして、保守装置１７が液滴吐出ヘッドをクリーニングすることにより、液滴吐出ヘッドから液滴を正常に吐出可能な状態に保つことが可能になっている。
【００３４】
支持台９ａ，９ｂのＹ方向側には反り測定装置１８が配置されている。反り測定装置１８は被塗布面８ｃの凹凸を測定する装置である。反り測定装置１８は光照射部１８ａと受光部１８ｂと備えている。光照射部１８ａは受光部１８ｂに向けて帯状の光を照射し、受光部１８ｂが受光する。ステージ４がＹ方向に移動するとき、基板８が光の一部を遮蔽する。反り測定装置１８は遮蔽された光の場所を検出することにより被塗布面８ｃの凹凸を検出する。
【００３５】
図２（ａ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図２（ａ）に示すようにヘッドユニット１４の基板８側の面１４ａには３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド１９が配置されている。液滴吐出ヘッド１９の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。ヘッドユニット１４と硬化ユニット１５との間には一対のヘッド昇降装置２０が配置されている。ヘッド昇降装置２０はキャリッジ１２に対してヘッドユニット１４を昇降させる装置である。液滴吐出ヘッド１９と基板８との隙間をワークヘッド間距離１９ａとする。ヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４を昇降させることによりワークヘッド間距離１９ａを制御することができる。
【００３６】
ヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４の移動方向を限定するガイドレールと直動機構とを備えている。直動機構は特に限定されないが、例えば、本実施形態ではボールねじとステップモーター等から構成されている。そして、ステップモーターに駆動パルス信号が入力されるとき、ステップモーターはボールねじを回転してヘッドユニット１４をＺ方向に昇降させる。
【００３７】
図２（ｂ）は、キャリッジを示す模式平面図である。図２（ｂ）に示すようにキャリッジ１２に配置されたヘッドユニット１４には３個の液滴吐出ヘッド１９が配置され、液滴吐出ヘッド１９の下面には、それぞれノズルプレート２３が備えられている。そのノズルプレート２３には、それぞれ複数のノズル２４がＹ方向に所定の間隔で配列されている。
【００３８】
硬化ユニット１５の基板８と対向する面には吹出口２５と照射窓２６とが配置されている。硬化ユニット１５の内部には送風装置と紫外光照射装置とが配置されている。送風装置は気流を形成する装置である。送風装置と吹出口２５とが流路によって接続され、送風装置によって形成された気流は吹出口２５に流動する。そして、吹出口２５から基板８に着弾した液滴に向けて気流が吹出される。そして、着弾した液滴の表面が乾燥される。紫外光照射装置は紫外光を照射する装置である。紫外光は照射窓２６を通過して基板８に着弾した液滴に向けて照射される。そして、着弾した液滴が硬化される。
【００３９】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、ノズルプレート２３の上側であってノズル２４と相対する位置には、キャビティ２７が形成されている。そして、キャビティ２７には収容タンク１６に貯留されている液状体としての機能液２８が供給される。キャビティ２７の上側には、上下方向に振動して、キャビティ２７内の容積を拡大縮小する振動板２９と、上下方向に伸縮して振動板２９を振動させる圧電素子３０が配設されている。
【００４０】
液滴吐出ヘッド１９が圧電素子３０を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子３０が上下方向に伸縮する。そして、圧電素子３０は振動板２９を振動させるので、振動板２９と隣接するキャビティ２７の容積が拡大縮小する。それにより、キャビティ２７内に供給された機能液２８のうち縮小した容積分の機能液２８がノズル２４を通り、液滴３１となって吐出される。液滴３１が吐出される方向を吐出方向３１ａとする。液滴吐出装置１はステージ４とキャリッジ１２とを走査する。そして、ノズル２４が所定の場所に位置するときに液滴３１を吐出することにより、所望のパターンを描画することができる。
【００４１】
図３（ａ）は、反り測定装置を示す模式側断面図である。図３（ｂ）は、反り測定装置を示す模式平断面図であり、図３（ａ）においてＡ−Ａ’方向から見た図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、光照射部１８ａはケース３３を備えている。そして、ケース３３の内部には支持台３４を介してレーザー光源３５が配置されている。レーザー光源３５は内部に半導体レーザーを備え、半導体レーザーに電圧を印加することにより光としてのレーザー光３６を発光する。
【００４２】
レーザー光源３５が発光するレーザー光３６の光軸方向には回転ミラー３７が配置されている。回転ミラー３７はミラー回転部３８の回転軸に固定されている。そして、ミラー回転部３８はケース３３に配置されている。回転ミラー３７は三角柱状に形成され、三角形の各辺に相当する場所が鏡になっている。そして、回転ミラー３７のＸＺ平面における断面は正三角形に形成されている。その正三角形の重心を通って、Ｙ方向にミラー回転部３８の回転軸が配置されている。従って、回転ミラー３７はＺ方向を軸に図中反時計回りに回転する。回転ミラー３７が回転するとき、回転ミラー３７を照射するレーザー光３６はＸＺ平面方向に反射される。
【００４３】
レーザー光源３５及び回転ミラー３７のＺ方向には凹面鏡３９が配置されている。そして、回転ミラー３７にて反射したレーザー光３６は凹面鏡３９を照射する。凹面鏡３９を照射するレーザー光３６がＸ方向に進行するように凹面鏡３９が形成されている。回転ミラー３７が回転することにより凹面鏡３９にはＸＺ平面上で放射状に広がるレーザー光３６が照射される。そして、凹面鏡３９で反射したレーザー光３６は帯状となって図中右の方向に進行する。
【００４４】
凹面鏡３９の図中右側にはマスク４０及びフィルター４１が配置されている。そして、レーザー光３６はマスク４０を通過する。マスク４０にはレーザー光３６の一部を遮光してスリットの機能を有する図形が形成され、マスク４０を通過したレーザー光３６はマスク４０に形成された図形に対応する光度分布となる。
【００４５】
マスク４０を通過したレーザー光３６はフィルター４１を通過する。フィルター４１はレーザー光３６に対して光の波長の分布を変更したり、光の偏光特性を変更する光学素子である。フィルター４１は、受光部１８ｂが受光し易い光にするために配置する。従って、受光部１８ｂの特性に合わせて設定するのが望ましい。そして、フィルター４１を通過したレーザー光３６は光照射部１８ａの外に出射し、Ｚ方向に走査しながら基板８及び回転テーブル６に向かって進行する。このとき、レーザー光３６は回転テーブル６から離れた場所から回転テーブル６に近づく方向に走査する。そして、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６の一部は基板８により遮光される。載置面７と被塗布面８ｃとの距離を反り含み厚み８ｄとする。反り含み厚み８ｄは基板８の厚みと基板８の反りやうねりによる変形とを加えた量である。従って、反り含み厚み８ｄは測定する基板８の場所によって変わる量である。
【００４６】
光照射部１８ａのＸ方向には受光部１８ｂが配置されている。受光部１８ｂはケース４２を備え、光照射部１８ａと対向する場所にフィルター４３が配置されている。そして、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６のうち基板８により遮光されなかったレーザー光３６はフィルター４３を照射する。次に、フィルター４３と対向する光軸方向（Ｘ方向）の場所にはマスク４４が配置されている。マスク４４にはレーザー光３６の一部を遮光してスリットの機能を有する図形が形成されている。そして、フィルター４３及びマスク４４は光照射部１８ａ以外の方向から照射される外乱光の影響を減少させる。
【００４７】
フィルター４３及びマスク４４に入射する光の光軸方向（Ｘ方向）には凹面鏡４５が配置されている。図３（ａ）において凹面鏡４５の図中左下には受光センサー４６が配置されている。この受光センサー４６は支持台４７を介してケース４２に設置されている。そして、Ｘ方向に進行するレーザー光３６が凹面鏡４５にて反射した後受光センサー４６を照射するように凹面鏡４５が形成されている。従って、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６は総て受光センサー４６を照射する。受光センサー４６にはフォトトランジスターが内蔵され、フォトトランジスターは受光する光量に応じた電圧を出力する。
【００４８】
図３（ｃ）は受光センサーの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。図３（ｃ）において、縦軸は受光センサーが出力する出力電圧を示し、図中上側が下側より高い電圧を示している。横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。上段の第１出力推移線４８は載置面７上に基板８が載置されていないときの状態をしめしている。第１出力推移線４８において第１高電圧部４８ａはレーザー光３６が遮光されずに光照射部１８ａと受光部１８ｂとの間を通過する状態を示している。第１低電圧部４８ｂはレーザー光３６が回転テーブル６によって遮光されている状態を示している。
【００４９】
下段の第２出力推移線４９は載置面７上に基板８が載置されているときの状態をしめしている。第２出力推移線４９において第２高電圧部４９ａはレーザー光３６が遮光されずに光照射部１８ａと受光部１８ｂとの間を通過する状態を示している。このとき、レーザー光３６は被塗布面８ｃのＺ方向を通過する。第２低電圧部４９ｂはレーザー光３６が基板８によって遮光されている状態を示している。第１高電圧部４８ａが占める時間と第２高電圧部４９ａが占める時間の差を遮光時間５０とする。このとき、遮光時間５０は反り含み厚み８ｄと比例する。従って、反り含み厚み８ｄは遮光時間５０を測定し所定の係数を乗算することにより算出することができる。
【００５０】
図４は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図４において、液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置５２を備えている。そして、制御装置５２はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）５３と、各種情報を記憶するメモリー５４とを備えている。
【００５１】
主走査駆動装置５５、主走査位置検出装置１３、副走査駆動装置５６、副走査位置検出装置５、回転駆動装置５７、角度検出装置５８は、入出力インターフェイス５９及びデータバス６０を介してＣＰＵ５３に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド１９を駆動するヘッド駆動回路６１、ヘッド昇降装置２０、反り測定装置１８、入力装置６２、表示装置６３、保守装置１７も入出力インターフェイス５９及びデータバス６０を介してＣＰＵ５３に接続されている。
【００５２】
主走査駆動装置５５はキャリッジ１２を駆動する装置であり、副走査駆動装置５６はステージ４を駆動する装置である。主走査位置検出装置１３がキャリッジ１２の位置を検出し、主走査駆動装置５５がキャリッジ１２を駆動することにより、キャリッジ１２を所望の速度にて走査することが可能となっている。同じく、副走査位置検出装置５がステージ４の位置を検出し、副走査駆動装置５６がステージ４を駆動することにより、ステージ４を所望の速度にて走査することが可能になっている。回転駆動装置５７は回転テーブル６を駆動する装置である。角度検出装置５８は回転テーブル６の角度を検出する装置である。角度検出装置５８が回転テーブル６の角度を検出し、回転駆動装置５７が回転テーブル６を駆動することにより、回転テーブル６を所望の角度まで回転して停止することができる。
【００５３】
ヘッド駆動回路６１は液滴吐出ヘッド１９を駆動する回路である。そして、ＣＰＵ５３が指示する駆動電圧、吐出数、吐出間隔等の吐出条件に従って、ヘッド駆動回路６１は液滴吐出ヘッド１９を駆動する。ヘッド昇降装置２０はキャリッジ１２に対してヘッドユニット１４を昇降させる装置である。ヘッド昇降装置２０はＣＰＵ５３の指示信号を受信し、指示信号に従って基板８とノズルプレート２３との距離を制御する。反り測定装置１８はＣＰＵ５３の指示信号を受信し、指示信号に従って反り含み厚み８ｄを検出する。そして、反り測定装置１８は検出した反り含み厚み８ｄのデータをメモリー５４に出力する。
【００５４】
入力装置６２は液滴３１を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板８に液滴３１を吐出する座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。表示装置６３は加工条件や作業状況を表示する装置であり、表示装置６３に表示される情報を基に、操作者は入力装置６２を用いて操作を行う。保守装置１７はＣＰＵ５３の指示信号に従って液滴吐出ヘッド１９の保守を行う装置である。保守装置１７は液滴吐出ヘッド１９内の機能液２８を吸引したり、ノズルプレート２３を拭き取る機能を備えている。ＣＰＵ５３はキャリッジ１２を保守装置１７と対向する場所に移動させた後、保守装置１７に保守作業を行う指示信号を出力する。保守装置１７は指示信号を入力し、指示信号に従って液滴吐出ヘッド１９の保守を行う。
【００５５】
メモリー５４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト６４を記憶する記憶領域や、基板８上に吐出する液滴３１の着弾位置の座標データである吐出位置データ６５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、液滴吐出ヘッド１９を駆動するときの駆動信号である駆動信号データ６６を記憶するための記憶領域や、反り測定装置１８が測定した反り含み厚み８ｄのデータである反り測定データ６７の記憶領域が設定される。他にも、ワークヘッド間距離１９ａの許容範囲と設定データであるヘッド間隔データ６８を記憶するための記憶領域や、基板８の反り状況から塗布可能か否かを判断するためのデータである塗布判断データ６９の記憶領域が設定される。他にも、基板８の反りやうねりの分布から基板８を配置する方向を判断するためのデータである回転判断データ７０を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ５３のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００５６】
ＣＰＵ５３は、メモリー５４内に記憶されたプログラムソフト６４に従って、基板８の表面の所定位置に液滴３１を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として液滴吐出ヘッド１９から液滴３１を吐出するための演算を行う吐出演算部７２を有する。
【００５７】
吐出演算部７２を詳しく分割すれば、キャリッジ１２を主走査方向１２ａへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御部７３と、基板８を副走査方向４ａへ所定の副走査量で移動させるための制御を演算する副走査制御部７４を有する。さらに、吐出演算部７２は液滴吐出ヘッド１９内の複数あるノズル２４から液滴３１を吐出させるノズル２４を選択する吐出制御部７５等を有する。吐出制御部７５は選択したノズル２４に対応する圧電素子３０を作動させて液滴３１を吐出させる。
【００５８】
他にも、ＣＰＵ５３はビットマップ演算部７６を有する。ビットマップは基板８上に着弾する液滴３１の位置データを示す。そして、ビットマップ演算部７６は載置面７における基板８の位置とステージ４及びキャリッジ１２の移動速度のデータを用いてビットマップの演算を行う。他にも、ＣＰＵ５３は反り測定制御部７７を有する。反り測定制御部７７は反り測定装置１８、副走査駆動装置５６及び回転駆動装置５７を駆動して基板８の反りやうねりを複数の方向から測定する制御を行う。反り測定制御部７７及び反り測定装置１８等により凹凸測定部が構成されている。他にも、ＣＰＵ５３は塗布判断部７８を有する。塗布判断部７８は基板８の反りやうねりの測定データから液滴３１の着弾位置精度の推定を行う。そして、塗布判断部７８は基板８に機能液２８を塗布するか否かを判断する演算を行う。
【００５９】
他にも、ＣＰＵ５３は回転判断部７９及び回転制御部８０を有する。回転判断部７９は基板８の反りやうねりの測定データを参照し第１方向８ａと第２方向８ｂとのうちどちらを主走査方向１２ａにするかを判断する演算を行う。そして、回転判断部７９の演算結果に基づき回転制御部８０は回転駆動装置５７を駆動して回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第１方向８ａと第２方向８ｂとを所定の方向に回転させる。他にも、ＣＰＵ５３はヘッド間隔制御部８１を有する。ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動してワークヘッド間距離１９ａを所定の距離に設定する。ヘッド間隔制御部８１及びヘッド昇降装置２０等により間隔制御部が構成されている。他にも、ＣＰＵ５３は保守装置１７を制御する保守装置制御部８２を有する。
【００６０】
尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ５３を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００６１】
（液滴の吐出方法）
次に、上述した液滴吐出装置１を用いて、描画作業における液滴の吐出方法について図５〜図８にて説明する。図５は、描画作業を示すフローチャートである。図６〜図８は、描画作業における吐出方法を説明するための模式図である。
【００６２】
図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１は、給材工程に相当する。この工程は、載置面に基板を載置して固定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は反り測定工程に相当する。反り測定装置を用いて基板の凹凸形状を検出する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、塗布判断工程に相当する。この工程は、基板の反りやうねりの量を検出した結果を用いて、基板への塗布を行うか否かを判断する工程である。基板の反りやうねりの量が判定値より大きく、基板への塗布をしない判断をするとき、ステップＳ１０に移行する。基板の反りやうねりの量が判定値より小さく、基板への塗布を行う判断をするとき、ステップＳ４に移行する。
【００６３】
ステップＳ４は、配置方向判断工程に相当する。この工程は、基板の凹凸形状の凹凸の量を検出した結果を用いて、主走査方向に対して基板を配置する方向を決定する工程である。基板の凹凸の変化量が小さい方向を主走査方向にする。そして、判断した結果、基板を回転するとき、ステップＳ５に移行する。基板を回転しないとき、ステップＳ６に移行する。ステップＳ５は、配置方向変更工程に相当する。この工程は、回転テーブルを駆動して基板を回転させて、基板の配置方向を変更する工程である。次にステップＳ６に移行する。
【００６４】
ステップＳ６はヘッド準備工程に相当する。基板への塗布を開始する場所へ液滴吐出ヘッドを移動し、ワークヘッド間距離を調整する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、主走査工程に相当する。この工程は、液滴吐出ヘッドと基板とを主走査方向に相対移動させながらノズルから液滴を吐出する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、塗布終了判断工程に相当する。この工程は、塗布作業を終了するかの判断をする工程である。塗布する予定の範囲内に塗布していない場所があるときステップＳ９に移行する。予定した総ての場所を塗布したときステップＳ１０に移行する。ステップＳ９は、副走査工程に相当する。この工程は、液滴吐出ヘッドと基板とを副走査方向に相対移動させて改行する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ６〜ステップＳ９がステップＳ１１の吐出工程であり、基板に機能液を塗布する工程である。ステップＳ１０は、除材工程に相当する。この工程は、載置面から基板を除去する工程である。ステップＳ１０が終了するとき、描画作業を終了する。
【００６５】
次に、図６〜図８を用いて、図５に示したステップと対応させて、描画作業における液滴の吐出方法を詳細に説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ステップＳ１の給材工程及びステップＳ２の反り測定工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ１において載置面７上に基板８を載置する。そして、基板チャック機構を作動させることにより、基板８を載置面７上に固定させる。
【００６６】
次にステップＳ２において被塗布面８ｃの凹凸形状を測定する。まず、基板８の第１方向８ａをステージ４の移動方向である副走査方向４ａと合わせる。続いて、反り測定制御部７７は反り測定装置１８を駆動して、光照射部１８ａから被塗布面８ｃと平行な方向にレーザー光３６を照射させる。そして、受光部１８ｂはレーザー光３６を受光して基板８により遮光される場所を検出する。このように、反り測定制御部７７は反り測定装置１８に基板８の凹凸形状を検出させながら、副走査駆動装置５６を駆動することによりステージ４を移動させる。そして、反り測定制御部７７は被塗布面８ｃにおいて第１方向８ａの総ての範囲で凹凸を測定する。
【００６７】
次に、図６（ｂ）に示すように、反り測定制御部７７は回転駆動装置５７を駆動させることにより回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第２方向８ｂをステージ４の移動方向である副走査方向４ａと合わせる。続いて、反り測定制御部７７は反り測定装置１８に基板８の凹凸形状を検出させながら、副走査駆動装置５６を駆動することによりステージ４を移動させる。そして、反り測定制御部７７は被塗布面８ｃにおいて第２方向８ｂの総ての範囲で凹凸を測定する。反り測定制御部７７は測定した反り測定データ６７をメモリー５４に出力して記憶させる。
【００６８】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）はステップＳ３の塗布判断工程に対応する図である。図６（ｃ）はヘッド間隔上限値と着弾位置精度の関係を示している。ヘッド間隔上限値は被塗布面８ｃとノズルプレート２３との間隔の上限の設定値を示している。縦軸はヘッド間隔上限値を示し、上側が下側より長くなっている。横軸は液滴３１の着弾位置精度を示し、右側が左側より着弾位置精度が高くなっている。着弾位置精度が高いとき、目標とする着弾位置に対する変動が小さくなる。そして、ヘッド間隔精度相関線８３は着弾位置精度とヘッド間隔上限値との相関関係を示している。
【００６９】
ヘッド間隔精度相関線８３が示すように、ヘッド間隔上限値が長くなる程、着弾位置精度が低くなる。ヘッド間隔上限値が長くなるとき、液滴３１が飛行する距離が長くなる。そして、液滴３１が曲がって飛行するときには着弾位置がノズル２４と対向する場所から離れる。その結果、ヘッド間隔上限値が長くなると着弾位置が目標とする場所から離れる確率が高くなる為、着弾位置精度が低くなる。
【００７０】
着弾位置精度が予め設定されているときには、ヘッド間隔精度相関線８３を用いてヘッド間隔上限値が算出される。被塗布面８ｃとノズルプレート２３との間隔の下限の設定値をヘッド間隔下限値とする。ヘッド間隔下限値は、被塗布面８ｃに着弾した液滴３１がノズルプレート２３に接触しない間隔に設定される。このように、ヘッド間隔上限値とヘッド間隔下限値とが設定される。
【００７１】
図６（ｄ）はステップＳ２にて測定した基板８の凹凸形状の例を示す。縦軸は反り含み厚み８ｄを示し、上側が下側より厚くなっている。基板８に反りやうねりが大きいとき、反り含み厚み８ｄが厚くなる。横軸は基板８の第１方向８ａにおける位置を示し、右側が第１方向８ａとなっている。第１形状線８４は反りやうねりが大きい基板８における測定結果の例を示し、第１凹凸差８４ａは第１形状線８４における凹凸の差を示している。第２形状線８５は反りやうねりが小さい基板８における測定結果の例を示し、第２凹凸差８５ａは第２形状線８５における凹凸の差を示している。判定範囲８６はヘッド間隔上限値とヘッド間隔下限値との間の範囲を示す。
【００７２】
ステップＳ３において、まず、塗布判断部７８は基板８の第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの測定値を用いて、基板８に機能液２８を塗布するか否かの判断を行う。反り含み厚み８ｄの凹凸差が判定範囲８６に入っているときには、塗布判断部７８は基板８に機能液２８を塗布する判断をし、ステップＳ４に移行する。反り含み厚み８ｄの凹凸差が判定範囲８６に入っていないときには、塗布判断部７８は第１方向８ａでは基板８に機能液２８を塗布しない判断をする。第１形状線８４の第１凹凸差８４ａは判定範囲８６に入らないので、塗布判断部７８は第１形状線８４の基板８に機能液２８を塗布しない判断をする。第２形状線８５の第２凹凸差８５ａは判定範囲８６に入るので、塗布判断部７８は第２形状線８５の基板８に機能液２８を塗布する判断をする。
【００７３】
塗布判断部７８が第１方向８ａでは基板８に機能液２８を塗布しない判断をしたとき、次に、塗布判断部７８は基板８の第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの測定値を用いて、基板８に機能液２８を塗布するか否かの判断を行う。この方法は、基板８の第１方向８ａにおける判断方法と同様の方法であり、説明を省略する。そして、塗布判断部７８が第１方向８ａ及び第２方向８ｂにおいて基板８に機能液２８を塗布しない判断をしたときステップＳ１０に移行する。
【００７４】
図７（ａ）はステップＳ４の配置方向判断工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ４において、載置面７に基板８が載置されている。そして、回転判断部７９は第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの変化の差と第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの変化の差とを比較する。そして、回転判断部７９は反り含み厚み８ｄの変化の差が小さい方を主走査方向１２ａに合わせる判断をする。図に示す基板８の例では、第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの変化の差が第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの変化の差より小さいので、第２方向８ｂを主走査方向１２ａに設定する。図中基板８は中央が凸状に反っている例を示したが、中央が凹状に反っている場合にも同様の方法にて基板８を配置する方向を判断する。
【００７５】
図７（ｂ）はステップＳ５の配置方向変更工程に対応する図である。図７（ｂ）に示すように、ステップＳ５において、回転制御部８０は回転駆動装置５７を駆動することにより、回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第２方向８ｂを主走査方向１２ａに合わせる。回転制御部８０が回転テーブル６を回転させる前に、第２方向８ｂが主走査方向１２ａに合っている場合には回転テーブル６を回転しなくとも良い。
【００７６】
図７（ｃ）及び図８（ａ）はステップＳ６のヘッド準備工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ６において、基板８に機能液２８を塗布する領域を塗布領域８ｅとするとき、吐出演算部７２はノズル２４を塗布領域８ｅと対向する場所の外に移動させる。そして、液滴３１を最初に着弾させる予定の場所の主走査方向１２ａの場所と対向する場所へノズル２４を移動させる。次に、図８（ａ）に示すようにヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ヘッドユニット１４を昇降させる。そして、ワークヘッド間距離１９ａが適正な距離となる場所にヘッドユニット１４を移動させる。この適正な距離は、キャリッジ１２が主走査方向１２ａに移動するとき液滴吐出ヘッド１９が基板８と接触しない距離を示す。
【００７７】
図８（ｂ）はステップＳ７の主走査工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ７において、主走査制御部７３は主走査駆動装置５５を駆動することにより液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させる。そして、吐出制御部７５はヘッド駆動回路６１を駆動することにより、ノズル２４から液滴３１を吐出させる。ビットマップ演算部７６が算出した吐出位置データ６５に従って、吐出制御部７５が液滴吐出ヘッド１９に液滴３１を吐出させることにより所望のパターンに描画することができる。液滴３１の吐出と並行して、硬化ユニット１５が吹出口２５から気流８７を着弾した液滴３１に吹きつける。さらに、硬化ユニット１５は照射窓２６から紫外光８８を着弾した液滴３１に照射する。
【００７８】
この工程ではヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４を昇降させずに保持した状態にて走査する。ステップＳ６においてワークヘッド間距離１９ａが調整されているので、走査中に液滴吐出ヘッド１９は基板８と接触しない。
【００７９】
着弾した液滴３１は気流８７が吹き付けられることにより、液滴３１に含まれる溶媒が揮発するので乾燥して硬化し易くなる。さらに、着弾した液滴３１は紫外光８８が照射されることにより、液滴３１に含まれる樹脂が硬化する。従って、着弾した液滴３１は濡れ広がることなく定着される。
【００８０】
ステップＳ８の塗布終了判断工程において機能液２８を塗布する予定の場所と既に塗布した場所とを比較する。そして、塗布していない場所があるとき、ステップＳ９に移行する。
【００８１】
図８（ｃ）はステップＳ９の副走査工程に対応する図である。図８（ｃ）に示すように、ステップＳ９において、ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ヘッドユニット１４を昇降させる。そして、ステップＳ６と同様にワークヘッド間距離１９ａが適正な距離となる場所にヘッドユニット１４を移動させる。次に、副走査制御部７４は副走査駆動装置５６を駆動することにより、液滴３１を着弾させる予定の場所の主走査方向１２ａの場所と対向する場所へノズル２４を移動させる。
【００８２】
図８（ｄ）はステップＳ７の主走査工程に対応する図である。図８（ｄ）に示すように、ステップＳ７において、吐出演算部７２は、液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させながら、ノズル２４から液滴３１を吐出させる。そして、液滴３１の吐出と並行して、着弾した液滴３１に気流８７の吹きつけと紫外光８８の照射を行う。
【００８３】
ステップＳ８の塗布終了判断工程にて予定した総ての場所を塗布したとき、ステップＳ１０の除材工程に移行する。そして、ステップＳ１０において基板８を載置面７から移動して、描画作業を終了する。
【００８４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステップＳ４の配置方向判断工程及びステップＳ５の配置方向変更工程にて被塗布面８ｃの凹凸の差が小さい方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ステップＳ６のヘッド準備工程及びステップＳ９の副走査工程にてヘッド昇降装置２０を駆動してワークヘッド間距離１９ａを調整している。ステップＳ７の主走査工程においてヘッド昇降装置２０を駆動せずに液滴３１を基板８に吐出している為、ノズルを主走査方向１２ａに移動する速度を早くすることができる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００８５】
（２）本実施形態によれば、基板８にレーザー光３６を照射して影となる場所を検出することにより基板８の凹凸形状を測定している。従って、簡便な方法にて基板８の凹凸形状を測定することができる。
【００８６】
（３）本実施形態によれば、ステップＳ３の塗布判断工程にて、基板８の反り含み厚み８ｄの差と判定範囲８６とを比較している。反り含み厚み８ｄの差が判定範囲８６より大きいときには、基板８への吐出を行わない判断をすることにより、着弾位置精度を維持することができる。
【００８７】
（４）本実施形態によれば、被塗布面８ｃの凹凸の差の少ない方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ノズル２４から吐出された液滴３１が被塗布面８ｃに着弾するまでの距離を短く設定している。従って、液滴３１がノズル２４から曲がって飛行する場合にも、着弾位置精度を良くすることができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、吐出方法の一実施形態について図９の吐出方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、ノズルプレート２３と被塗布面８ｃとの距離を制御しながら液滴３１を吐出する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８９】
すなわち、本実施形態では、図９に示したように液滴吐出装置９１はヘッドユニット９２を備えている。そして、ヘッドユニット９２は被塗布面８ｃと対向する場所に近接センサー９３を備えている。近接センサー９３は被塗布面８ｃとの距離であるワークセンサー間距離９３ａを測定できれば良く、センサーの形態には限定されない。近接センサー９３には静電容量式、光学式、磁場式等の各種センサーを用いることができる。静電容量式は、センサーと被測定物との間に静電気を蓄電し、蓄電した静電気の容量から距離を測定する。磁場式は、センサーと被測定物との間に磁場を形成し、磁気が漏洩する量から距離を測定する。光学式はセンサーから被測定物に光を照射して反射光を受光し、三角測量を用いて距離を測定する。本実施形態では、例えば、光学式のセンサーを採用している。
【００９０】
ステップＳ７の主走査工程において、吐出演算部７２は液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させながらノズル２４から液滴３１を吐出させる。そして、液滴３１の吐出と並行して、着弾した液滴３１に気流８７の吹きつけと紫外光８８の照射とを行う。このとき、ヘッド間隔制御部８１は近接センサー９３が出力するワークセンサー間距離９３ａの検出値を入力する。そして、ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ワークヘッド間距離１９ａを所定の距離となるように維持する。従って、ワークヘッド間距離１９ａが所定の距離に維持された状態でノズル２４から液滴３１を吐出させる。
【００９１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、被塗布面８ｃの凹凸の差の少ない方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ノズル２４と基板８とを相対移動しながら液滴３１を被塗布面８ｃに吐出する。ステップＳ７の主走査工程においてノズル２４を主走査方向１２ａに移動するとき、被塗布面８ｃの凹凸の差が大きいときには、凹凸の差が小さいときに比べてノズル２４と被塗布面８ｃとの間隔を制御する距離が長くなる。そして、制御する距離が長い方が短い場合に比べて制御する時間が長くなる。従って、被塗布面８ｃの凹凸の差が大きいときには、凹凸の差が小さいときに比べてノズル２４を主走査方向１２ａに移動する速度を遅くする必要がある。
【００９２】
本実施形態では、被塗布面８ｃの凹凸の差が小さい方向を主走査方向１２ａにしている。従って、ステップＳ７の主走査工程においてノズル２４を主走査方向１２ａに移動する速度を早くすることができる。その結果、生産性良く基板８に液滴３１を吐出することができる。
【００９３】
（２）本実施形態によれば、ヘッド間隔制御部８１がワークヘッド間距離１９ａを所定の間隔に制御しながら吐出演算部７２がノズル２４から液滴３１を吐出させている。従って、位置精度良く液滴３１を着弾させることができる。
【００９４】
（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１０（ａ）の液滴吐出装置を示す模式平面図及び図１０（ｂ）の液滴吐出装置を示す模式側断面図を用いて説明する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ’から見た図を示している。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、基板８の反り含み厚み８ｄを測定するのに近接センサーを用いる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示したように液滴吐出装置９６は支持台９ａと支持台９ｂとの間に架橋部９７を備えている。架橋部９７には主走査方向１２ａに延在する案内レール９８と案内レール９８に沿って移動する移動テーブル９９とが配置されている。移動テーブル９９はキャリッジ１２と同様な直動機構と位置検出装置と備えている。そして、移動テーブル９９は主走査方向１２ａに走査し、位置情報をＣＰＵ５３に出力することが可能になっている。移動テーブル９９には近接センサー１００が配置され、近接センサー１００はワークセンサー間距離１００ａを測定することができる。近接センサー１００は第２の実施形態における近接センサー９３と同様なセンサーであり、説明を省略する。そして、反り測定制御部７７はステージ４と移動テーブル９９とを移動させながら、ワークセンサー間距離１００ａを測定することにより被塗布面８ｃの凹凸形状を測定することが可能になっている。
【００９６】
ステップＳ２の反り測定工程では、基板８に対して近接センサー１００を主走査方向１２ａと副走査方向４ａとに走査して、被塗布面８ｃの凹凸形状を測定する。そして、被塗布面８ｃの各場所における凹凸形状を検出することが可能になっている。
【００９７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、基板８の各場所における凹凸形状を検出することができる。従って、ステップＳ３の塗布判断工程及びステップＳ４の配置方向判断工程では精度良く判断することができる。
【００９８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１〜第３の実施形態では、ステージ４が基板８を副走査方向４ａに移動し、キャリッジ１２が液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動した。基板８と液滴吐出ヘッド１９とを相対移動させる手段はこれに限定されない。ステージ４が基板８を主走査方向に移動し、キャリッジ１２が液滴吐出ヘッド１９を副走査方向に移動しても良い。他にも、液滴吐出装置にＸＹステージを配置して、ＸＹステージが基板８を主走査方向及び副走査方向に移動させても良い。また、基板８を固定してＸＹステージが液滴吐出ヘッド１９を主走査方向及び副走査方向に移動させても良い。
【００９９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の副走査工程にて毎回ワークヘッド間距離１９ａを調整した。ワークヘッド間距離１９ａの調整を行う頻度は毎回に限定されない。反り含み厚み８ｄの副走査方向４ａにおける変化と対応して設定しても良い。従って、副走査工程におけるワークヘッド間距離１９ａの調整の割合は２回以上に１回でも良い。調整頻度が少ない方が生産性良く基板８に描画することができる。
【０１００】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の副走査工程にて毎回ワークヘッド間距離１９ａを調整した。そして、ステップＳ７の主走査工程では、ワークヘッド間距離１９ａを調整しなかったが、ステップＳ７の途中においてワークヘッド間距離１９ａを調整しても良い。特定の場所において凹凸の差が大きい場合には、ワークヘッド間距離１９ａを調整することにより、液滴３１の着弾精度を上げることができる。
【０１０１】
（変形例４）
前記第１〜第３の実施形態では基板８に描画したが、基板８以外のワークに描画しても良い。例えば、基板に半導体のパッケージが実装されている実装基板のパッケージ上に描画しても良い。このときパッケージ上の面を被塗布面に設定する。この場合にも、前記実施形態の方法にて描画することにより生産性良く描画することができる。
【０１０２】
（変形例５）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、キャビティ２７を加圧する加圧手段に、圧電素子３０を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２９を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ２７内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２８を気化させたり、機能液２８に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２９を変形させて、加圧しても良い。液滴吐出ヘッド１９には各種の駆動方式を採用することができる。
【０１０３】
（変形例６）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、基板８の反りやうねりによる凹凸のある基板８に描画をした。反りやうねり以外にも、本来、凹凸のある基板８に対して、前記の方法にて描画しても良い。この場合にも、前記の実施形態の方法にて描画することにより生産性良く描画することができる。
【０１０４】
（変形例７）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、ステップＳ７の主走査工程において液滴３１の吐出と硬化とを並行して実施したが、吐出と硬化とを別の工程にて行っても良い。別の工程にすることにより製造し易い場合にはその方法を採用しても良い。
【０１０５】
（変形例８）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、機能液２８は光重合開始剤を含み、光硬化性の液状体とした。機能液２８は光重合開始剤を含まずに他の方法にて硬化させても良い。加熱により重合させても良く。乾燥により硬化または固化させても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
４…移動部としてのステージ、４ａ…副走査方向、６…回転部としての回転テーブル、８…ワークとしての基板、８ｃ…被塗布面、１２…移動部としてのキャリッジ、１２ａ…主走査方向、１８…凹凸測定部としての反り測定装置、１９…吐出部としての液滴吐出ヘッド、２０…間隔制御部としてのヘッド昇降装置、２４…ノズル、３１…液滴、３１ａ…吐出方向、３６…光としてのレーザー光、７７…凹凸測定部としての反り測定制御部、７９…回転判断部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに液滴を吐出する吐出方法及び液滴吐出装置にかかわり、特に、ワークの反りやうねりに対応して吐出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対して液滴を吐出する装置として、インクジェット式の液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるテーブルと、テーブルの上方位置において、テーブルの移動方向と直交する方向に配置されるガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジにはインクジェットヘッド（以下、液滴吐出ヘッドと称す）が配置され、液滴吐出ヘッドからワークに対して液滴を吐出して、塗布していた。
【０００３】
基板に反りやうねりがある場合には、液滴吐出ヘッドと基板との間隔が変動する。そして、液滴吐出ヘッドと基板との間隔が大きいときには、吐出された液滴が飛行中に曲がるときの影響が大きくなる。そして、液滴の着弾位置の変動が大きくなるので、着弾位置精度が悪くなる。さらに、基板に反りやうねりが大きい場合には、液滴吐出ヘッドと基板とが擦れてしまう。そして、基板や液滴吐出ヘッドが損傷する場合がある。
【０００４】
液滴吐出ヘッドと基板との間隔を所定の間隔に維持しながら液滴を吐出する方法が特許文献１に開示されている。それによると、液滴吐出装置は距離計測用のセンサーを備えている。さらに液滴吐出装置は液滴吐出ヘッドと基板との間隔を変更するアクチュエーターを備えている。そして、センサーは液滴吐出ヘッドと供に移動し、液滴吐出ヘッドと基板との間隔を測定する。そして、液滴吐出装置はセンサーの検出結果を用いてアクチュエーターを駆動することにより、液滴吐出ヘッドと基板との間隔を所定の間隔に維持していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板の反りやうねりが大きいときには、液滴吐出ヘッドを基板の方向に移動させる距離が大きくなる。このとき、テーブルの移動速度を低くしないと液滴吐出ヘッドと基板とが干渉する可能性がある。そこで、基板の反りやうねりが大きいときにも、生産性良く液滴吐出ヘッドから液滴を吐出可能な吐出方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる吐出方法は、ノズルとワークとを主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから液滴を前記ワークの被塗布面に吐出する吐出方法であって、複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する測定工程と、前記凹凸形状の情報を用いて前記主走査方向に対する前記ワークの向きを決定する配置方向判断工程と、決定した前記ワークの向きに前記ワークを移動する配置方向変更工程と、前記ノズルと前記ワークとを相対移動しながら前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、前記配置方向判断工程では、前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向に決定することを特徴とする。
【０００９】
この吐出方法によれば、測定工程にて複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する。そして、配置方向判断工程にて凹凸形状の情報を用いて主走査方向に対するワークの向きを決定する。このとき、被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に決定する。次に、配置方向変更工程では決定したワークの向きにワークを移動する。つまり、被塗布面の凹凸の差の少ない方向が主走査方向になるようにワークを移動する。次に、吐出工程にてノズルとワークとを相対移動しながら液滴をワークの被塗布面に吐出する。
【００１０】
吐出工程においてノズルを主走査方向に移動するとき、被塗布面の凹凸の差が小さいときには、凹凸の差が大きいときに比べてノズルと被塗布面との間隔の変化が小さくなる。そして、制御する距離が短い方が長い場合に比べて制御にかかる時間が短くなる。従って、被塗布面の凹凸の差が小さいときには、凹凸の差が大きいときに比べてノズルと被塗布面との間隔を制御する時間を短くできる。
【００１１】
本適用例では、配置方向判断工程及び配置方向変更工程にて被塗布面の凹凸の差が小さい方向を主走査方向にしている。従って、吐出工程においてノズルと被塗布面との間隔を短い時間で調整することができる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記吐出工程は前記ノズルと前記ワークとを前記主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する主走査工程と、前記主走査方向と交差する副走査方向へ前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる副走査工程と、を有し、前記副走査工程において、前記ノズルと前記ワークとの間隔とを調整し、前記主走査工程では前記ノズルと前記ワークとの間隔とを制御せずに走査することを特徴とする。
【００１３】
この吐出方法によれば、副走査工程において、ノズルとワークとの間隔とを調整する。そして、ノズルとワークとを相対移動するときにノズルとワークとの間隔が所定の範囲内になるように調整する。主走査工程ではノズルとワークとの間隔とを制御せずに走査するので、ノズルを主走査方向に移動する速度をさらに早くすることができる。その結果、さらに生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記測定工程では、前記被塗布面と平行な方向から光を前記ワークに照射し、前記被塗布面に遮光される場所を検出しながら、前記ワークと前記光とを相対移動することにより前記被塗布面の凹凸形状を測定することを特徴とする。
【００１５】
この吐出方法によれば、被塗布面と平行な方向から光をワークに照射している。ワークに光があたるとき光が遮光される。そして、遮光される場所を検出することにより、ワークの被塗布面の場所を検出できる。次に、ワークに照射する光を移動しながら遮光される場所を検出している。そして、ワークの被塗布面の場所を複数検出することによりワークの凹凸形状を測定することができる。
【００１６】
ワークに光を照射して影となる場所を検出することによりワークの凹凸形状を測定している。従って、簡便な方法にてワークの凹凸形状を測定することができる。
【００１７】
［適用例４］
上記適用例にかかる吐出方法において、前記測定工程にて測定した前記被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較して、前記ワークへの吐出を行うか否かを判断する塗布判断工程をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
この吐出方法によれば、被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較している。ノズルと被塗布面の距離が長くなると液滴の着弾位置精度が低くなる。本適用例では被塗布面の凹凸の差が判定値より大きいときには、ワークへの吐出を行わない判断をすることにより、着弾位置精度が低くなることを防止することができる。
【００１９】
［適用例５］
本適用例にかかる液滴吐出装置であって、ノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する吐出部と、前記ノズルと前記ワークとの間隔を所定の間隔にする間隔制御部と、前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる移動部と、複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する凹凸測定部と、前記凹凸形状の情報を用いて前記ワークを回転させるか否かを判断する回転判断部と、前記液滴の吐出方向を中心に前記ワークを回転させる回転部と、を有し、前記液滴を吐出するときに前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる方向を主走査方向とするとき、前記回転判断部及び前記回転部は前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向にすることを特徴とする。
【００２０】
この液滴吐出装置によれば、凹凸測定部が複数の方向における被塗布面の凹凸形状を測定する。そして、回転判断部が被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に合わせる判断をする。次に、回転部が液滴の吐出方向を中心にワークを回転させて、被塗布面の凹凸の差の少ない方向を主走査方向に合わせる。続いて、間隔制御部がノズルとワークとの間隔を所定の間隔にする。そして、移動部がノズルとワークとを相対移動させながら、吐出部がノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する。
【００２１】
本適用例では、回転判断部及び回転部が被塗布面の凹凸の差が小さい方向を主走査方向にしている。従って、間隔制御部が制御する量が小さくなるので、制御にかかる時間を短くできる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態にかかわる液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】（ａ）は、キャリッジを示す模式側面図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式平面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図。
【図３】（ａ）は、反り測定装置を示す模式側断面図、（ｂ）は、反り測定装置を示す模式平断面図、（ｃ）は受光センサーの出力電圧の推移を示すタイムチャート。
【図４】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図５】描画作業を示すフローチャート。
【図６】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図７】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図８】描画作業における吐出方法を説明するための模式図。
【図９】第２の実施形態にかかわる吐出方法を説明するための模式図。
【図１０】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、液滴吐出装置を示す模式平面図、（ｂ）は、液滴吐出装置を示す模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２４】
（第１の実施形態）
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出する方法との特徴的な例について図１〜図８に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。尚、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００２５】
（液滴吐出装置）
図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置１により、膜を構成する材料を含む機能液が吐出されて塗布される。図１に示すように液滴吐出装置１は直方体形状に形成される基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面内にてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２６】
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３ａ，３ｂが同Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えた移動部としてのステージ４が取付けられている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、サーボモーターとボールネジとを組み合わせて構成することができる。他にも、リニアモーターを採用しても良い。このステージ４が移動するＹ方向を副走査方向４ａとする。
【００２７】
さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に副走査位置検出装置５が配置され、ステージ４のＹ方向の位置が計測できるようになっている。そのステージ４の上面には、回転部としての回転テーブル６が設置されている。回転テーブル６はモーター、角度検出装置、減速装置等からなる回転機構を備えている。回転テーブル６の上面には載置面７が形成され、その載置面７には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。操作者が載置面７にワークとしての基板８を載置して所定の位置に位置決めする。その後、基板チャック機構により基板８は載置面７に固定される。
【００２８】
基板８の形状、材質は特に限定されない。例えば、基板８の形状が長方形に形成された板の場合について説明する。基板８の長手方向を第１方向８ａとし、基板８の平面方向で第１方向８ａと直交する方向を第２方向８ｂとする。基板８において載置面７の側と反対側の面が機能液を塗布される面であり、この面を被塗布面８ｃとする。
【００２９】
基台２のＸ方向両側には、一対の支持台９ａ，９ｂが立設されている。その一対の支持台９ａ，９ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材１０が架設されている。案内部材１０は、その長手方向の幅がステージ４のＸ方向よりも長く形成され、その一端が支持台９ａ側に張り出すように配置されている。案内部材１０の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール１１がＸ方向全幅にわたり凸設されている。そして、案内レール１１に沿って略角柱状に形成された移動部としてのキャリッジ１２が配置されている。キャリッジ１２は直動機構を備え、Ｘ方向に走査可能となっている。この直動機構の種類は、特に限定されないが、例えば、リニアモーターを採用することができる。キャリッジ１２が走査するＸ方向を主走査方向１２ａとする。案内部材１０とキャリッジ１２との間には、主走査位置検出装置１３が配置され、キャリッジ１２の位置が計測可能になっている。
【００３０】
キャリッジ１２の基板８側にはヘッドユニット１４と一対の硬化ユニット１５が配置されている。ヘッドユニット１４の基板８側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが凸設されている。硬化ユニット１５には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する装置が配置されている。硬化ユニット１５は主走査方向１２ａにおいてヘッドユニット１４を挟んだ位置に配置されている。
【００３１】
キャリッジ１２の図中上側には収容タンク１６が配置されている。収容タンク１６には機能液が収容されている。ヘッドユニット１４の液滴吐出ヘッドと収容タンク１６とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク１６内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッドに供給される。
【００３２】
機能液は樹脂材料、光重合開始剤、溶媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタールを用いることができる。溶媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができる。
【００３３】
基台２の図中左側の側面であって案内部材１０と対向する場所には保守装置１７が配置されている。この保守装置１７には液滴吐出ヘッドをクリーニングする機構が配置されている。そして、保守装置１７が液滴吐出ヘッドをクリーニングすることにより、液滴吐出ヘッドから液滴を正常に吐出可能な状態に保つことが可能になっている。
【００３４】
支持台９ａ，９ｂのＹ方向側には反り測定装置１８が配置されている。反り測定装置１８は被塗布面８ｃの凹凸を測定する装置である。反り測定装置１８は光照射部１８ａと受光部１８ｂと備えている。光照射部１８ａは受光部１８ｂに向けて帯状の光を照射し、受光部１８ｂが受光する。ステージ４がＹ方向に移動するとき、基板８が光の一部を遮蔽する。反り測定装置１８は遮蔽された光の場所を検出することにより被塗布面８ｃの凹凸を検出する。
【００３５】
図２（ａ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図２（ａ）に示すようにヘッドユニット１４の基板８側の面１４ａには３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド１９が配置されている。液滴吐出ヘッド１９の個数は特に限定されず、吐出する機能液の種類に合わせて設定できる。ヘッドユニット１４と硬化ユニット１５との間には一対のヘッド昇降装置２０が配置されている。ヘッド昇降装置２０はキャリッジ１２に対してヘッドユニット１４を昇降させる装置である。液滴吐出ヘッド１９と基板８との隙間をワークヘッド間距離１９ａとする。ヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４を昇降させることによりワークヘッド間距離１９ａを制御することができる。
【００３６】
ヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４の移動方向を限定するガイドレールと直動機構とを備えている。直動機構は特に限定されないが、例えば、本実施形態ではボールねじとステップモーター等から構成されている。そして、ステップモーターに駆動パルス信号が入力されるとき、ステップモーターはボールねじを回転してヘッドユニット１４をＺ方向に昇降させる。
【００３７】
図２（ｂ）は、キャリッジを示す模式平面図である。図２（ｂ）に示すようにキャリッジ１２に配置されたヘッドユニット１４には３個の液滴吐出ヘッド１９が配置され、液滴吐出ヘッド１９の下面には、それぞれノズルプレート２３が備えられている。そのノズルプレート２３には、それぞれ複数のノズル２４がＹ方向に所定の間隔で配列されている。
【００３８】
硬化ユニット１５の基板８と対向する面には吹出口２５と照射窓２６とが配置されている。硬化ユニット１５の内部には送風装置と紫外光照射装置とが配置されている。送風装置は気流を形成する装置である。送風装置と吹出口２５とが流路によって接続され、送風装置によって形成された気流は吹出口２５に流動する。そして、吹出口２５から基板８に着弾した液滴に向けて気流が吹出される。そして、着弾した液滴の表面が乾燥される。紫外光照射装置は紫外光を照射する装置である。紫外光は照射窓２６を通過して基板８に着弾した液滴に向けて照射される。そして、着弾した液滴が硬化される。
【００３９】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、ノズルプレート２３の上側であってノズル２４と相対する位置には、キャビティ２７が形成されている。そして、キャビティ２７には収容タンク１６に貯留されている液状体としての機能液２８が供給される。キャビティ２７の上側には、上下方向に振動して、キャビティ２７内の容積を拡大縮小する振動板２９と、上下方向に伸縮して振動板２９を振動させる圧電素子３０が配設されている。
【００４０】
液滴吐出ヘッド１９が圧電素子３０を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子３０が上下方向に伸縮する。そして、圧電素子３０は振動板２９を振動させるので、振動板２９と隣接するキャビティ２７の容積が拡大縮小する。それにより、キャビティ２７内に供給された機能液２８のうち縮小した容積分の機能液２８がノズル２４を通り、液滴３１となって吐出される。液滴３１が吐出される方向を吐出方向３１ａとする。液滴吐出装置１はステージ４とキャリッジ１２とを走査する。そして、ノズル２４が所定の場所に位置するときに液滴３１を吐出することにより、所望のパターンを描画することができる。
【００４１】
図３（ａ）は、反り測定装置を示す模式側断面図である。図３（ｂ）は、反り測定装置を示す模式平断面図であり、図３（ａ）においてＡ−Ａ’方向から見た図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、光照射部１８ａはケース３３を備えている。そして、ケース３３の内部には支持台３４を介してレーザー光源３５が配置されている。レーザー光源３５は内部に半導体レーザーを備え、半導体レーザーに電圧を印加することにより光としてのレーザー光３６を発光する。
【００４２】
レーザー光源３５が発光するレーザー光３６の光軸方向には回転ミラー３７が配置されている。回転ミラー３７はミラー回転部３８の回転軸に固定されている。そして、ミラー回転部３８はケース３３に配置されている。回転ミラー３７は三角柱状に形成され、三角形の各辺に相当する場所が鏡になっている。そして、回転ミラー３７のＸＺ平面における断面は正三角形に形成されている。その正三角形の重心を通って、Ｙ方向にミラー回転部３８の回転軸が配置されている。従って、回転ミラー３７はＺ方向を軸に図中反時計回りに回転する。回転ミラー３７が回転するとき、回転ミラー３７を照射するレーザー光３６はＸＺ平面方向に反射される。
【００４３】
レーザー光源３５及び回転ミラー３７のＺ方向には凹面鏡３９が配置されている。そして、回転ミラー３７にて反射したレーザー光３６は凹面鏡３９を照射する。凹面鏡３９を照射するレーザー光３６がＸ方向に進行するように凹面鏡３９が形成されている。回転ミラー３７が回転することにより凹面鏡３９にはＸＺ平面上で放射状に広がるレーザー光３６が照射される。そして、凹面鏡３９で反射したレーザー光３６は帯状となって図中右の方向に進行する。
【００４４】
凹面鏡３９の図中右側にはマスク４０及びフィルター４１が配置されている。そして、レーザー光３６はマスク４０を通過する。マスク４０にはレーザー光３６の一部を遮光してスリットの機能を有する図形が形成され、マスク４０を通過したレーザー光３６はマスク４０に形成された図形に対応する光度分布となる。
【００４５】
マスク４０を通過したレーザー光３６はフィルター４１を通過する。フィルター４１はレーザー光３６に対して光の波長の分布を変更したり、光の偏光特性を変更する光学素子である。フィルター４１は、受光部１８ｂが受光し易い光にするために配置する。従って、受光部１８ｂの特性に合わせて設定するのが望ましい。そして、フィルター４１を通過したレーザー光３６は光照射部１８ａの外に出射し、Ｚ方向に走査しながら基板８及び回転テーブル６に向かって進行する。このとき、レーザー光３６は回転テーブル６から離れた場所から回転テーブル６に近づく方向に走査する。そして、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６の一部は基板８により遮光される。載置面７と被塗布面８ｃとの距離を反り含み厚み８ｄとする。反り含み厚み８ｄは基板８の厚みと基板８の反りやうねりによる変形とを加えた量である。従って、反り含み厚み８ｄは測定する基板８の場所によって変わる量である。
【００４６】
光照射部１８ａのＸ方向には受光部１８ｂが配置されている。受光部１８ｂはケース４２を備え、光照射部１８ａと対向する場所にフィルター４３が配置されている。そして、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６のうち基板８により遮光されなかったレーザー光３６はフィルター４３を照射する。次に、フィルター４３と対向する光軸方向（Ｘ方向）の場所にはマスク４４が配置されている。マスク４４にはレーザー光３６の一部を遮光してスリットの機能を有する図形が形成されている。そして、フィルター４３及びマスク４４は光照射部１８ａ以外の方向から照射される外乱光の影響を減少させる。
【００４７】
フィルター４３及びマスク４４に入射する光の光軸方向（Ｘ方向）には凹面鏡４５が配置されている。図３（ａ）において凹面鏡４５の図中左下には受光センサー４６が配置されている。この受光センサー４６は支持台４７を介してケース４２に設置されている。そして、Ｘ方向に進行するレーザー光３６が凹面鏡４５にて反射した後受光センサー４６を照射するように凹面鏡４５が形成されている。従って、光照射部１８ａが照射するレーザー光３６は総て受光センサー４６を照射する。受光センサー４６にはフォトトランジスターが内蔵され、フォトトランジスターは受光する光量に応じた電圧を出力する。
【００４８】
図３（ｃ）は受光センサーの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。図３（ｃ）において、縦軸は受光センサーが出力する出力電圧を示し、図中上側が下側より高い電圧を示している。横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。上段の第１出力推移線４８は載置面７上に基板８が載置されていないときの状態をしめしている。第１出力推移線４８において第１高電圧部４８ａはレーザー光３６が遮光されずに光照射部１８ａと受光部１８ｂとの間を通過する状態を示している。第１低電圧部４８ｂはレーザー光３６が回転テーブル６によって遮光されている状態を示している。
【００４９】
下段の第２出力推移線４９は載置面７上に基板８が載置されているときの状態をしめしている。第２出力推移線４９において第２高電圧部４９ａはレーザー光３６が遮光されずに光照射部１８ａと受光部１８ｂとの間を通過する状態を示している。このとき、レーザー光３６は被塗布面８ｃのＺ方向を通過する。第２低電圧部４９ｂはレーザー光３６が基板８によって遮光されている状態を示している。第１高電圧部４８ａが占める時間と第２高電圧部４９ａが占める時間の差を遮光時間５０とする。このとき、遮光時間５０は反り含み厚み８ｄと比例する。従って、反り含み厚み８ｄは遮光時間５０を測定し所定の係数を乗算することにより算出することができる。
【００５０】
図４は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図４において、液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置５２を備えている。そして、制御装置５２はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）５３と、各種情報を記憶するメモリー５４とを備えている。
【００５１】
主走査駆動装置５５、主走査位置検出装置１３、副走査駆動装置５６、副走査位置検出装置５、回転駆動装置５７、角度検出装置５８は、入出力インターフェイス５９及びデータバス６０を介してＣＰＵ５３に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド１９を駆動するヘッド駆動回路６１、ヘッド昇降装置２０、反り測定装置１８、入力装置６２、表示装置６３、保守装置１７も入出力インターフェイス５９及びデータバス６０を介してＣＰＵ５３に接続されている。
【００５２】
主走査駆動装置５５はキャリッジ１２を駆動する装置であり、副走査駆動装置５６はステージ４を駆動する装置である。主走査位置検出装置１３がキャリッジ１２の位置を検出し、主走査駆動装置５５がキャリッジ１２を駆動することにより、キャリッジ１２を所望の速度にて走査することが可能となっている。同じく、副走査位置検出装置５がステージ４の位置を検出し、副走査駆動装置５６がステージ４を駆動することにより、ステージ４を所望の速度にて走査することが可能になっている。回転駆動装置５７は回転テーブル６を駆動する装置である。角度検出装置５８は回転テーブル６の角度を検出する装置である。角度検出装置５８が回転テーブル６の角度を検出し、回転駆動装置５７が回転テーブル６を駆動することにより、回転テーブル６を所望の角度まで回転して停止することができる。
【００５３】
ヘッド駆動回路６１は液滴吐出ヘッド１９を駆動する回路である。そして、ＣＰＵ５３が指示する駆動電圧、吐出数、吐出間隔等の吐出条件に従って、ヘッド駆動回路６１は液滴吐出ヘッド１９を駆動する。ヘッド昇降装置２０はキャリッジ１２に対してヘッドユニット１４を昇降させる装置である。ヘッド昇降装置２０はＣＰＵ５３の指示信号を受信し、指示信号に従って基板８とノズルプレート２３との距離を制御する。反り測定装置１８はＣＰＵ５３の指示信号を受信し、指示信号に従って反り含み厚み８ｄを検出する。そして、反り測定装置１８は検出した反り含み厚み８ｄのデータをメモリー５４に出力する。
【００５４】
入力装置６２は液滴３１を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板８に液滴３１を吐出する座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。表示装置６３は加工条件や作業状況を表示する装置であり、表示装置６３に表示される情報を基に、操作者は入力装置６２を用いて操作を行う。保守装置１７はＣＰＵ５３の指示信号に従って液滴吐出ヘッド１９の保守を行う装置である。保守装置１７は液滴吐出ヘッド１９内の機能液２８を吸引したり、ノズルプレート２３を拭き取る機能を備えている。ＣＰＵ５３はキャリッジ１２を保守装置１７と対向する場所に移動させた後、保守装置１７に保守作業を行う指示信号を出力する。保守装置１７は指示信号を入力し、指示信号に従って液滴吐出ヘッド１９の保守を行う。
【００５５】
メモリー５４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト６４を記憶する記憶領域や、基板８上に吐出する液滴３１の着弾位置の座標データである吐出位置データ６５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、液滴吐出ヘッド１９を駆動するときの駆動信号である駆動信号データ６６を記憶するための記憶領域や、反り測定装置１８が測定した反り含み厚み８ｄのデータである反り測定データ６７の記憶領域が設定される。他にも、ワークヘッド間距離１９ａの許容範囲と設定データであるヘッド間隔データ６８を記憶するための記憶領域や、基板８の反り状況から塗布可能か否かを判断するためのデータである塗布判断データ６９の記憶領域が設定される。他にも、基板８の反りやうねりの分布から基板８を配置する方向を判断するためのデータである回転判断データ７０を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ５３のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００５６】
ＣＰＵ５３は、メモリー５４内に記憶されたプログラムソフト６４に従って、基板８の表面の所定位置に液滴３１を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として液滴吐出ヘッド１９から液滴３１を吐出するための演算を行う吐出演算部７２を有する。
【００５７】
吐出演算部７２を詳しく分割すれば、キャリッジ１２を主走査方向１２ａへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御部７３と、基板８を副走査方向４ａへ所定の副走査量で移動させるための制御を演算する副走査制御部７４を有する。さらに、吐出演算部７２は液滴吐出ヘッド１９内の複数あるノズル２４から液滴３１を吐出させるノズル２４を選択する吐出制御部７５等を有する。吐出制御部７５は選択したノズル２４に対応する圧電素子３０を作動させて液滴３１を吐出させる。
【００５８】
他にも、ＣＰＵ５３はビットマップ演算部７６を有する。ビットマップは基板８上に着弾する液滴３１の位置データを示す。そして、ビットマップ演算部７６は載置面７における基板８の位置とステージ４及びキャリッジ１２の移動速度のデータを用いてビットマップの演算を行う。他にも、ＣＰＵ５３は反り測定制御部７７を有する。反り測定制御部７７は反り測定装置１８、副走査駆動装置５６及び回転駆動装置５７を駆動して基板８の反りやうねりを複数の方向から測定する制御を行う。反り測定制御部７７及び反り測定装置１８等により凹凸測定部が構成されている。他にも、ＣＰＵ５３は塗布判断部７８を有する。塗布判断部７８は基板８の反りやうねりの測定データから液滴３１の着弾位置精度の推定を行う。そして、塗布判断部７８は基板８に機能液２８を塗布するか否かを判断する演算を行う。
【００５９】
他にも、ＣＰＵ５３は回転判断部７９及び回転制御部８０を有する。回転判断部７９は基板８の反りやうねりの測定データを参照し第１方向８ａと第２方向８ｂとのうちどちらを主走査方向１２ａにするかを判断する演算を行う。そして、回転判断部７９の演算結果に基づき回転制御部８０は回転駆動装置５７を駆動して回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第１方向８ａと第２方向８ｂとを所定の方向に回転させる。他にも、ＣＰＵ５３はヘッド間隔制御部８１を有する。ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動してワークヘッド間距離１９ａを所定の距離に設定する。ヘッド間隔制御部８１及びヘッド昇降装置２０等により間隔制御部が構成されている。他にも、ＣＰＵ５３は保守装置１７を制御する保守装置制御部８２を有する。
【００６０】
尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ５３を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００６１】
（液滴の吐出方法）
次に、上述した液滴吐出装置１を用いて、描画作業における液滴の吐出方法について図５〜図８にて説明する。図５は、描画作業を示すフローチャートである。図６〜図８は、描画作業における吐出方法を説明するための模式図である。
【００６２】
図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１は、給材工程に相当する。この工程は、載置面に基板を載置して固定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は反り測定工程に相当する。反り測定装置を用いて基板の凹凸形状を検出する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、塗布判断工程に相当する。この工程は、基板の反りやうねりの量を検出した結果を用いて、基板への塗布を行うか否かを判断する工程である。基板の反りやうねりの量が判定値より大きく、基板への塗布をしない判断をするとき、ステップＳ１０に移行する。基板の反りやうねりの量が判定値より小さく、基板への塗布を行う判断をするとき、ステップＳ４に移行する。
【００６３】
ステップＳ４は、配置方向判断工程に相当する。この工程は、基板の凹凸形状の凹凸の量を検出した結果を用いて、主走査方向に対して基板を配置する方向を決定する工程である。基板の凹凸の変化量が小さい方向を主走査方向にする。そして、判断した結果、基板を回転するとき、ステップＳ５に移行する。基板を回転しないとき、ステップＳ６に移行する。ステップＳ５は、配置方向変更工程に相当する。この工程は、回転テーブルを駆動して基板を回転させて、基板の配置方向を変更する工程である。次にステップＳ６に移行する。
【００６４】
ステップＳ６はヘッド準備工程に相当する。基板への塗布を開始する場所へ液滴吐出ヘッドを移動し、ワークヘッド間距離を調整する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は、主走査工程に相当する。この工程は、液滴吐出ヘッドと基板とを主走査方向に相対移動させながらノズルから液滴を吐出する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は、塗布終了判断工程に相当する。この工程は、塗布作業を終了するかの判断をする工程である。塗布する予定の範囲内に塗布していない場所があるときステップＳ９に移行する。予定した総ての場所を塗布したときステップＳ１０に移行する。ステップＳ９は、副走査工程に相当する。この工程は、液滴吐出ヘッドと基板とを副走査方向に相対移動させて改行する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ６〜ステップＳ９がステップＳ１１の吐出工程であり、基板に機能液を塗布する工程である。ステップＳ１０は、除材工程に相当する。この工程は、載置面から基板を除去する工程である。ステップＳ１０が終了するとき、描画作業を終了する。
【００６５】
次に、図６〜図８を用いて、図５に示したステップと対応させて、描画作業における液滴の吐出方法を詳細に説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ステップＳ１の給材工程及びステップＳ２の反り測定工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ１において載置面７上に基板８を載置する。そして、基板チャック機構を作動させることにより、基板８を載置面７上に固定させる。
【００６６】
次にステップＳ２において被塗布面８ｃの凹凸形状を測定する。まず、基板８の第１方向８ａをステージ４の移動方向である副走査方向４ａと合わせる。続いて、反り測定制御部７７は反り測定装置１８を駆動して、光照射部１８ａから被塗布面８ｃと平行な方向にレーザー光３６を照射させる。そして、受光部１８ｂはレーザー光３６を受光して基板８により遮光される場所を検出する。このように、反り測定制御部７７は反り測定装置１８に基板８の凹凸形状を検出させながら、副走査駆動装置５６を駆動することによりステージ４を移動させる。そして、反り測定制御部７７は被塗布面８ｃにおいて第１方向８ａの総ての範囲で凹凸を測定する。
【００６７】
次に、図６（ｂ）に示すように、反り測定制御部７７は回転駆動装置５７を駆動させることにより回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第２方向８ｂをステージ４の移動方向である副走査方向４ａと合わせる。続いて、反り測定制御部７７は反り測定装置１８に基板８の凹凸形状を検出させながら、副走査駆動装置５６を駆動することによりステージ４を移動させる。そして、反り測定制御部７７は被塗布面８ｃにおいて第２方向８ｂの総ての範囲で凹凸を測定する。反り測定制御部７７は測定した反り測定データ６７をメモリー５４に出力して記憶させる。
【００６８】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）はステップＳ３の塗布判断工程に対応する図である。図６（ｃ）はヘッド間隔上限値と着弾位置精度の関係を示している。ヘッド間隔上限値は被塗布面８ｃとノズルプレート２３との間隔の上限の設定値を示している。縦軸はヘッド間隔上限値を示し、上側が下側より長くなっている。横軸は液滴３１の着弾位置精度を示し、右側が左側より着弾位置精度が高くなっている。着弾位置精度が高いとき、目標とする着弾位置に対する変動が小さくなる。そして、ヘッド間隔精度相関線８３は着弾位置精度とヘッド間隔上限値との相関関係を示している。
【００６９】
ヘッド間隔精度相関線８３が示すように、ヘッド間隔上限値が長くなる程、着弾位置精度が低くなる。ヘッド間隔上限値が長くなるとき、液滴３１が飛行する距離が長くなる。そして、液滴３１が曲がって飛行するときには着弾位置がノズル２４と対向する場所から離れる。その結果、ヘッド間隔上限値が長くなると着弾位置が目標とする場所から離れる確率が高くなる為、着弾位置精度が低くなる。
【００７０】
着弾位置精度が予め設定されているときには、ヘッド間隔精度相関線８３を用いてヘッド間隔上限値が算出される。被塗布面８ｃとノズルプレート２３との間隔の下限の設定値をヘッド間隔下限値とする。ヘッド間隔下限値は、被塗布面８ｃに着弾した液滴３１がノズルプレート２３に接触しない間隔に設定される。このように、ヘッド間隔上限値とヘッド間隔下限値とが設定される。
【００７１】
図６（ｄ）はステップＳ２にて測定した基板８の凹凸形状の例を示す。縦軸は反り含み厚み８ｄを示し、上側が下側より厚くなっている。基板８に反りやうねりが大きいとき、反り含み厚み８ｄが厚くなる。横軸は基板８の第１方向８ａにおける位置を示し、右側が第１方向８ａとなっている。第１形状線８４は反りやうねりが大きい基板８における測定結果の例を示し、第１凹凸差８４ａは第１形状線８４における凹凸の差を示している。第２形状線８５は反りやうねりが小さい基板８における測定結果の例を示し、第２凹凸差８５ａは第２形状線８５における凹凸の差を示している。判定範囲８６はヘッド間隔上限値とヘッド間隔下限値との間の範囲を示す。
【００７２】
ステップＳ３において、まず、塗布判断部７８は基板８の第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの測定値を用いて、基板８に機能液２８を塗布するか否かの判断を行う。反り含み厚み８ｄの凹凸差が判定範囲８６に入っているときには、塗布判断部７８は基板８に機能液２８を塗布する判断をし、ステップＳ４に移行する。反り含み厚み８ｄの凹凸差が判定範囲８６に入っていないときには、塗布判断部７８は第１方向８ａでは基板８に機能液２８を塗布しない判断をする。第１形状線８４の第１凹凸差８４ａは判定範囲８６に入らないので、塗布判断部７８は第１形状線８４の基板８に機能液２８を塗布しない判断をする。第２形状線８５の第２凹凸差８５ａは判定範囲８６に入るので、塗布判断部７８は第２形状線８５の基板８に機能液２８を塗布する判断をする。
【００７３】
塗布判断部７８が第１方向８ａでは基板８に機能液２８を塗布しない判断をしたとき、次に、塗布判断部７８は基板８の第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの測定値を用いて、基板８に機能液２８を塗布するか否かの判断を行う。この方法は、基板８の第１方向８ａにおける判断方法と同様の方法であり、説明を省略する。そして、塗布判断部７８が第１方向８ａ及び第２方向８ｂにおいて基板８に機能液２８を塗布しない判断をしたときステップＳ１０に移行する。
【００７４】
図７（ａ）はステップＳ４の配置方向判断工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ４において、載置面７に基板８が載置されている。そして、回転判断部７９は第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの変化の差と第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの変化の差とを比較する。そして、回転判断部７９は反り含み厚み８ｄの変化の差が小さい方を主走査方向１２ａに合わせる判断をする。図に示す基板８の例では、第２方向８ｂにおける反り含み厚み８ｄの変化の差が第１方向８ａにおける反り含み厚み８ｄの変化の差より小さいので、第２方向８ｂを主走査方向１２ａに設定する。図中基板８は中央が凸状に反っている例を示したが、中央が凹状に反っている場合にも同様の方法にて基板８を配置する方向を判断する。
【００７５】
図７（ｂ）はステップＳ５の配置方向変更工程に対応する図である。図７（ｂ）に示すように、ステップＳ５において、回転制御部８０は回転駆動装置５７を駆動することにより、回転テーブル６を回転させる。そして、基板８の第２方向８ｂを主走査方向１２ａに合わせる。回転制御部８０が回転テーブル６を回転させる前に、第２方向８ｂが主走査方向１２ａに合っている場合には回転テーブル６を回転しなくとも良い。
【００７６】
図７（ｃ）及び図８（ａ）はステップＳ６のヘッド準備工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ６において、基板８に機能液２８を塗布する領域を塗布領域８ｅとするとき、吐出演算部７２はノズル２４を塗布領域８ｅと対向する場所の外に移動させる。そして、液滴３１を最初に着弾させる予定の場所の主走査方向１２ａの場所と対向する場所へノズル２４を移動させる。次に、図８（ａ）に示すようにヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ヘッドユニット１４を昇降させる。そして、ワークヘッド間距離１９ａが適正な距離となる場所にヘッドユニット１４を移動させる。この適正な距離は、キャリッジ１２が主走査方向１２ａに移動するとき液滴吐出ヘッド１９が基板８と接触しない距離を示す。
【００７７】
図８（ｂ）はステップＳ７の主走査工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ７において、主走査制御部７３は主走査駆動装置５５を駆動することにより液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させる。そして、吐出制御部７５はヘッド駆動回路６１を駆動することにより、ノズル２４から液滴３１を吐出させる。ビットマップ演算部７６が算出した吐出位置データ６５に従って、吐出制御部７５が液滴吐出ヘッド１９に液滴３１を吐出させることにより所望のパターンに描画することができる。液滴３１の吐出と並行して、硬化ユニット１５が吹出口２５から気流８７を着弾した液滴３１に吹きつける。さらに、硬化ユニット１５は照射窓２６から紫外光８８を着弾した液滴３１に照射する。
【００７８】
この工程ではヘッド昇降装置２０はヘッドユニット１４を昇降させずに保持した状態にて走査する。ステップＳ６においてワークヘッド間距離１９ａが調整されているので、走査中に液滴吐出ヘッド１９は基板８と接触しない。
【００７９】
着弾した液滴３１は気流８７が吹き付けられることにより、液滴３１に含まれる溶媒が揮発するので乾燥して硬化し易くなる。さらに、着弾した液滴３１は紫外光８８が照射されることにより、液滴３１に含まれる樹脂が硬化する。従って、着弾した液滴３１は濡れ広がることなく定着される。
【００８０】
ステップＳ８の塗布終了判断工程において機能液２８を塗布する予定の場所と既に塗布した場所とを比較する。そして、塗布していない場所があるとき、ステップＳ９に移行する。
【００８１】
図８（ｃ）はステップＳ９の副走査工程に対応する図である。図８（ｃ）に示すように、ステップＳ９において、ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ヘッドユニット１４を昇降させる。そして、ステップＳ６と同様にワークヘッド間距離１９ａが適正な距離となる場所にヘッドユニット１４を移動させる。次に、副走査制御部７４は副走査駆動装置５６を駆動することにより、液滴３１を着弾させる予定の場所の主走査方向１２ａの場所と対向する場所へノズル２４を移動させる。
【００８２】
図８（ｄ）はステップＳ７の主走査工程に対応する図である。図８（ｄ）に示すように、ステップＳ７において、吐出演算部７２は、液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させながら、ノズル２４から液滴３１を吐出させる。そして、液滴３１の吐出と並行して、着弾した液滴３１に気流８７の吹きつけと紫外光８８の照射を行う。
【００８３】
ステップＳ８の塗布終了判断工程にて予定した総ての場所を塗布したとき、ステップＳ１０の除材工程に移行する。そして、ステップＳ１０において基板８を載置面７から移動して、描画作業を終了する。
【００８４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステップＳ４の配置方向判断工程及びステップＳ５の配置方向変更工程にて被塗布面８ｃの凹凸の差が小さい方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ステップＳ６のヘッド準備工程及びステップＳ９の副走査工程にてヘッド昇降装置２０を駆動してワークヘッド間距離１９ａを調整している。ステップＳ７の主走査工程においてヘッド昇降装置２０を駆動せずに液滴３１を基板８に吐出している為、ノズルを主走査方向１２ａに移動する速度を早くすることができる。その結果、生産性良くワークに液滴を吐出することができる。
【００８５】
（２）本実施形態によれば、基板８にレーザー光３６を照射して影となる場所を検出することにより基板８の凹凸形状を測定している。従って、簡便な方法にて基板８の凹凸形状を測定することができる。
【００８６】
（３）本実施形態によれば、ステップＳ３の塗布判断工程にて、基板８の反り含み厚み８ｄの差と判定範囲８６とを比較している。反り含み厚み８ｄの差が判定範囲８６より大きいときには、基板８への吐出を行わない判断をすることにより、着弾位置精度を維持することができる。
【００８７】
（４）本実施形態によれば、被塗布面８ｃの凹凸の差の少ない方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ノズル２４から吐出された液滴３１が被塗布面８ｃに着弾するまでの距離を短く設定している。従って、液滴３１がノズル２４から曲がって飛行する場合にも、着弾位置精度を良くすることができる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、吐出方法の一実施形態について図９の吐出方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、ノズルプレート２３と被塗布面８ｃとの距離を制御しながら液滴３１を吐出する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００８９】
すなわち、本実施形態では、図９に示したように液滴吐出装置９１はヘッドユニット９２を備えている。そして、ヘッドユニット９２は被塗布面８ｃと対向する場所に近接センサー９３を備えている。近接センサー９３は被塗布面８ｃとの距離であるワークセンサー間距離９３ａを測定できれば良く、センサーの形態には限定されない。近接センサー９３には静電容量式、光学式、磁場式等の各種センサーを用いることができる。静電容量式は、センサーと被測定物との間に静電気を蓄電し、蓄電した静電気の容量から距離を測定する。磁場式は、センサーと被測定物との間に磁場を形成し、磁気が漏洩する量から距離を測定する。光学式はセンサーから被測定物に光を照射して反射光を受光し、三角測量を用いて距離を測定する。本実施形態では、例えば、光学式のセンサーを採用している。
【００９０】
ステップＳ７の主走査工程において、吐出演算部７２は液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動させながらノズル２４から液滴３１を吐出させる。そして、液滴３１の吐出と並行して、着弾した液滴３１に気流８７の吹きつけと紫外光８８の照射とを行う。このとき、ヘッド間隔制御部８１は近接センサー９３が出力するワークセンサー間距離９３ａの検出値を入力する。そして、ヘッド間隔制御部８１はヘッド昇降装置２０を駆動することにより、ワークヘッド間距離１９ａを所定の距離となるように維持する。従って、ワークヘッド間距離１９ａが所定の距離に維持された状態でノズル２４から液滴３１を吐出させる。
【００９１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、被塗布面８ｃの凹凸の差の少ない方向を主走査方向１２ａにしている。そして、ノズル２４と基板８とを相対移動しながら液滴３１を被塗布面８ｃに吐出する。ステップＳ７の主走査工程においてノズル２４を主走査方向１２ａに移動するとき、被塗布面８ｃの凹凸の差が大きいときには、凹凸の差が小さいときに比べてノズル２４と被塗布面８ｃとの間隔を制御する距離が長くなる。そして、制御する距離が長い方が短い場合に比べて制御する時間が長くなる。従って、被塗布面８ｃの凹凸の差が大きいときには、凹凸の差が小さいときに比べてノズル２４を主走査方向１２ａに移動する速度を遅くする必要がある。
【００９２】
本実施形態では、被塗布面８ｃの凹凸の差が小さい方向を主走査方向１２ａにしている。従って、ステップＳ７の主走査工程においてノズル２４を主走査方向１２ａに移動する速度を早くすることができる。その結果、生産性良く基板８に液滴３１を吐出することができる。
【００９３】
（２）本実施形態によれば、ヘッド間隔制御部８１がワークヘッド間距離１９ａを所定の間隔に制御しながら吐出演算部７２がノズル２４から液滴３１を吐出させている。従って、位置精度良く液滴３１を着弾させることができる。
【００９４】
（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１０（ａ）の液滴吐出装置を示す模式平面図及び図１０（ｂ）の液滴吐出装置を示す模式側断面図を用いて説明する。図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ’から見た図を示している。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、基板８の反り含み厚み８ｄを測定するのに近接センサーを用いる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示したように液滴吐出装置９６は支持台９ａと支持台９ｂとの間に架橋部９７を備えている。架橋部９７には主走査方向１２ａに延在する案内レール９８と案内レール９８に沿って移動する移動テーブル９９とが配置されている。移動テーブル９９はキャリッジ１２と同様な直動機構と位置検出装置と備えている。そして、移動テーブル９９は主走査方向１２ａに走査し、位置情報をＣＰＵ５３に出力することが可能になっている。移動テーブル９９には近接センサー１００が配置され、近接センサー１００はワークセンサー間距離１００ａを測定することができる。近接センサー１００は第２の実施形態における近接センサー９３と同様なセンサーであり、説明を省略する。そして、反り測定制御部７７はステージ４と移動テーブル９９とを移動させながら、ワークセンサー間距離１００ａを測定することにより被塗布面８ｃの凹凸形状を測定することが可能になっている。
【００９６】
ステップＳ２の反り測定工程では、基板８に対して近接センサー１００を主走査方向１２ａと副走査方向４ａとに走査して、被塗布面８ｃの凹凸形状を測定する。そして、被塗布面８ｃの各場所における凹凸形状を検出することが可能になっている。
【００９７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、基板８の各場所における凹凸形状を検出することができる。従って、ステップＳ３の塗布判断工程及びステップＳ４の配置方向判断工程では精度良く判断することができる。
【００９８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１〜第３の実施形態では、ステージ４が基板８を副走査方向４ａに移動し、キャリッジ１２が液滴吐出ヘッド１９を主走査方向１２ａに移動した。基板８と液滴吐出ヘッド１９とを相対移動させる手段はこれに限定されない。ステージ４が基板８を主走査方向に移動し、キャリッジ１２が液滴吐出ヘッド１９を副走査方向に移動しても良い。他にも、液滴吐出装置にＸＹステージを配置して、ＸＹステージが基板８を主走査方向及び副走査方向に移動させても良い。また、基板８を固定してＸＹステージが液滴吐出ヘッド１９を主走査方向及び副走査方向に移動させても良い。
【００９９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の副走査工程にて毎回ワークヘッド間距離１９ａを調整した。ワークヘッド間距離１９ａの調整を行う頻度は毎回に限定されない。反り含み厚み８ｄの副走査方向４ａにおける変化と対応して設定しても良い。従って、副走査工程におけるワークヘッド間距離１９ａの調整の割合は２回以上に１回でも良い。調整頻度が少ない方が生産性良く基板８に描画することができる。
【０１００】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、ステップＳ９の副走査工程にて毎回ワークヘッド間距離１９ａを調整した。そして、ステップＳ７の主走査工程では、ワークヘッド間距離１９ａを調整しなかったが、ステップＳ７の途中においてワークヘッド間距離１９ａを調整しても良い。特定の場所において凹凸の差が大きい場合には、ワークヘッド間距離１９ａを調整することにより、液滴３１の着弾精度を上げることができる。
【０１０１】
（変形例４）
前記第１〜第３の実施形態では基板８に描画したが、基板８以外のワークに描画しても良い。例えば、基板に半導体のパッケージが実装されている実装基板のパッケージ上に描画しても良い。このときパッケージ上の面を被塗布面に設定する。この場合にも、前記実施形態の方法にて描画することにより生産性良く描画することができる。
【０１０２】
（変形例５）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、キャビティ２７を加圧する加圧手段に、圧電素子３０を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２９を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ２７内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２８を気化させたり、機能液２８に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２９を変形させて、加圧しても良い。液滴吐出ヘッド１９には各種の駆動方式を採用することができる。
【０１０３】
（変形例６）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、基板８の反りやうねりによる凹凸のある基板８に描画をした。反りやうねり以外にも、本来、凹凸のある基板８に対して、前記の方法にて描画しても良い。この場合にも、前記の実施形態の方法にて描画することにより生産性良く描画することができる。
【０１０４】
（変形例７）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、ステップＳ７の主走査工程において液滴３１の吐出と硬化とを並行して実施したが、吐出と硬化とを別の工程にて行っても良い。別の工程にすることにより製造し易い場合にはその方法を採用しても良い。
【０１０５】
（変形例８）
前記第１の実施形態〜前記第３の実施形態では、機能液２８は光重合開始剤を含み、光硬化性の液状体とした。機能液２８は光重合開始剤を含まずに他の方法にて硬化させても良い。加熱により重合させても良く。乾燥により硬化または固化させても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
４…移動部としてのステージ、４ａ…副走査方向、６…回転部としての回転テーブル、８…ワークとしての基板、８ｃ…被塗布面、１２…移動部としてのキャリッジ、１２ａ…主走査方向、１８…凹凸測定部としての反り測定装置、１９…吐出部としての液滴吐出ヘッド、２０…間隔制御部としてのヘッド昇降装置、２４…ノズル、３１…液滴、３１ａ…吐出方向、３６…光としてのレーザー光、７７…凹凸測定部としての反り測定制御部、７９…回転判断部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルとワークとを主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから液滴を前記ワークの被塗布面に吐出する吐出方法であって、
複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する測定工程と、
前記凹凸形状の情報を用いて前記主走査方向に対する前記ワークの向きを決定する配置方向判断工程と、
決定した前記ワークの向きに前記ワークを移動する配置方向変更工程と、
前記ノズルと前記ワークとを相対移動しながら前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、
前記配置方向判断工程では、前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向に決定することを特徴とする吐出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の吐出方法であって、
前記吐出工程は前記ノズルと前記ワークとを前記主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する主走査工程と、
前記主走査方向と交差する副走査方向へ前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる副走査工程と、を有し、
前記副走査工程において、前記ノズルと前記ワークとの間隔とを調整し、
前記主走査工程では前記ノズルと前記ワークとの間隔とを制御せずに走査することを特徴とする吐出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の吐出方法であって、
前記測定工程では、前記被塗布面と平行な方向から光を前記ワークに照射し、前記被塗布面に遮光される場所を検出しながら、前記ワークと前記光とを相対移動することにより前記被塗布面の凹凸形状を測定することを特徴とする吐出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の吐出方法であって、
前記測定工程にて測定した前記被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較して、前記ワークへの吐出を行うか否かを判断する塗布判断工程をさらに有することを特徴とする吐出方法。
【請求項５】
ノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する吐出部と、
前記ノズルと前記ワークとの間隔を所定の間隔にする間隔制御部と、
前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる移動部と、
複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する凹凸測定部と、
前記凹凸形状の情報を用いて前記ワークを回転させるか否かを判断する回転判断部と、
前記液滴の吐出方向を中心に前記ワークを回転させる回転部と、を有し、
前記液滴を吐出するときに前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる方向を主走査方向とするとき、
前記回転判断部及び前記回転部は前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向にすることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
ノズルとワークとを主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから液滴を前記ワークの被塗布面に吐出する吐出方法であって、
複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する測定工程と、
前記凹凸形状の情報を用いて前記主走査方向に対する前記ワークの向きを決定する配置方向判断工程と、
決定した前記ワークの向きに前記ワークを移動する配置方向変更工程と、
前記ノズルと前記ワークとを相対移動しながら前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する吐出工程と、を有し、
前記配置方向判断工程では、前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向に決定することを特徴とする吐出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の吐出方法であって、
前記吐出工程は前記ノズルと前記ワークとを前記主走査方向に相対移動しながら、前記ノズルから前記液滴を前記ワークの前記被塗布面に吐出する主走査工程と、
前記主走査方向と交差する副走査方向へ前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる副走査工程と、を有し、
前記副走査工程において、前記ノズルと前記ワークとの間隔とを調整し、
前記主走査工程では前記ノズルと前記ワークとの間隔とを制御せずに走査することを特徴とする吐出方法。
【請求項３】
請求項２に記載の吐出方法であって、
前記測定工程では、前記被塗布面と平行な方向から光を前記ワークに照射し、前記被塗布面に遮光される場所を検出しながら、前記ワークと前記光とを相対移動することにより前記被塗布面の凹凸形状を測定することを特徴とする吐出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の吐出方法であって、
前記測定工程にて測定した前記被塗布面の凹凸の差と判定値とを比較して、前記ワークへの吐出を行うか否かを判断する塗布判断工程をさらに有することを特徴とする吐出方法。
【請求項５】
ノズルからワークの被塗布面に液滴を吐出する吐出部と、
前記ノズルと前記ワークとの間隔を所定の間隔にする間隔制御部と、
前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる移動部と、
複数の方向における前記被塗布面の凹凸形状を測定する凹凸測定部と、
前記凹凸形状の情報を用いて前記ワークを回転させるか否かを判断する回転判断部と、
前記液滴の吐出方向を中心に前記ワークを回転させる回転部と、を有し、
前記液滴を吐出するときに前記ノズルと前記ワークとを相対移動させる方向を主走査方向とするとき、
前記回転判断部及び前記回転部は前記被塗布面の凹凸の差の少ない方向を前記主走査方向にすることを特徴とする液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−６２５９０（Ｐ２０１１−６２５９０Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３００４（Ｐ２００９−２１３００４）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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