吐出装置及び吐出方法
【課題】重量測定を行って吐出量を補正することにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくした、吐出装置及び吐出方法を提供する。
【解決手段】基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置４と、吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置２４と、を備えた吐出装置１である。機能液供給装置４には、機能液供給装置から吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられている。調整手段は、重量測定装置２４によって吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されている。
【解決手段】基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置４と、吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置２４と、を備えた吐出装置１である。機能液供給装置４には、機能液供給装置から吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられている。調整手段は、重量測定装置２４によって吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出装置及び吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にカラーフィルター等の機能性薄膜を形成する方法としては、スピンコート法やフレキソ印刷法が一般に用いられている。これに対して近年では、インク使用量削減や工程数削減に効果的であるとして、液滴吐出法が種々の薄膜形成に用いられるようになってきている。液滴吐出法を用いた薄膜の形成方法では、機能性材料（固形分）を溶媒（分散媒）に溶解又は分散させてなるインク（液状体）を液滴として基板上に吐出し、所望位置に配置した後、この配置したインクを乾燥してインク中の溶媒（分散媒）を除去することにより、機能性材料からなる薄膜を形成している。
【０００３】
ところで、工業的に形成するカラーフィルター等の機能性薄膜は、近年では益々精細化する傾向にあり、したがって液滴吐出法でこれら機能性薄膜を形成するにあたっては、より高い吐出精度が要求されるようになってきている。このような背景のもとに近年では、基板上に直接機能液を吐出するに先立ち、主に複数の吐出ヘッド間での吐出バラツキを補正するため、各吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定している（例えば、特許文献１参照）。そして、この重量測定結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量となるように駆動波形（駆動電圧）を補正し付与することにより、各吐出ヘッド間でバラツキを生じさせることなく、それぞれから基板上に液滴を吐出させ、描画するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のように重量測定を行う吐出装置では、予め重量測定を行い、その結果に基づいて吐出量を補正しているものの、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキが、依然として生じることがある。そして、特に機能性薄膜としてカラーフィルターを形成した場合には、吐出量のバラツキに起因してスジムラ（スジ状の濃淡ムラ）が生じてしまうことがある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、重量測定を行って吐出量を補正することにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくした、吐出装置及び吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するべく、吐出ヘッド間で吐出量がバラツく原因を調べた結果、以下の知見を得た。
前記の吐出装置において、吐出ヘッドから吐出される機能液は、吐出ヘッドに接続された機能液供給装置から供給される。この機能液供給装置は、通常は機能液を貯留するタンクと、該タンクと吐出ヘッドとの間を接続するフレキシブルチューブとを備えて構成されている。
【０００８】
しかしながら、このような機能液供給装置を備えた吐出装置にあっては、重量測定時には多量の吐出を行うことがなく、したがって各吐出ヘッド内の機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっている。よって、吐出される機能液は、その温度が吐出ヘッドの温度にほぼ一致した温度となる。ところが、複数の吐出ヘッドは、その配置などによって温度差があり、したがってこの吐出ヘッドの温度差が機能液の粘度差となり、そのまま吐出量のバラツキになってしまう。
【０００９】
一方、基板への描画時では、機能液の吐出量が多いため、各吐出ヘッド内の機能液はそれぞれの吐出ヘッド内に長時間留まることなく、短時間を経て吐出される。したがって、吐出される機能液の温度は、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、吐出ヘッドに供給される直前の温度にほぼ保持される。
よって、重量測定時には吐出ヘッドの温度の個体差が反映された吐出量となるのに対し、描画時には吐出ヘッドの温度の個体差がほとんど反映されない吐出量となることから、従来では重量測定の結果に基づいて吐出量を補正し、この補正した状態で描画（吐出）を行っても、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキを十分に無くすことができなかったのである。
このような知見に基づき、本発明者はさらに研究を重ねた結果、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明の吐出装置は、基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備え、
前記機能液供給装置には、該機能液供給装置から前記吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられ、
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴としている。
【００１１】
この吐出装置によれば、液滴の重量を測定する際に、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するように、調整手段が制御されているので、各吐出ヘッドに供給された機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっていても、元々吐出ヘッドより高い温度に調整されているため、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定がなされることで、この重量測定結果には吐出ヘッドの温度の個体差が反映されることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド間の個体差に起因するバラツキのみが反映されるようになる。したがって、この重量測定結果に基づき、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記吐出装置において、前記調整手段は、前記吐出ヘッドが前記ステージに載置された前記基板上に液滴を吐出する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されているのが好ましい。
このようにすれば、描画時においても、吐出ヘッドの温度の個体差が吐出量に反映することがなく、したがって、各吐出ヘッド間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００１３】
また、前記吐出装置において、前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記基板上に液滴を吐出する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じに調整するよう、制御されているのが好ましい。
このようにすれば、重量測定の結果が描画時の吐出性に直接反映されるようになり、したがって、各吐出ヘッド間でのバラツキがより良好に防止される。
【００１４】
本発明の吐出方法は、基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備えた吐出装置により、前記基板上に機能液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記重量測定装置により、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程と、
前記重量を測定した結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量で各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程と、を備え、
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴としている。
【００１５】
この吐出方法によれば、液滴の重量を測定する工程では、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するので、各吐出ヘッドに供給された機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっていても、元々吐出ヘッドより高い温度に調整されているため、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定を行うことにより、この重量測定結果に吐出ヘッドの温度の個体差を反映させることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド間の個体差に起因するバラツキのみを反映させることができる。したがって、この重量測定結果に基づき、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記吐出方法において、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するのが好ましい。
このようにすれば、描画時においても、吐出ヘッドの温度の個体差が吐出量に反映することがなく、したがって、各吐出ヘッド間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００１７】
また、前記吐出方法では、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じなるように調整するのが好ましい。
このようにすれば、重量測定の結果を描画時の吐出性に直接反映させることができ、したがって、各吐出ヘッド間でのバラツキがより良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】本発明に係る液滴吐出装置の正面図である。
【図３】本発明に係る液滴吐出装置の右側面図である。
【図４】本発明に係る液滴吐出装置の一部を省略した平面図である。
【図５】液滴吐出装置のヘッドユニットの平面図である。
【図６】（ａ）機能液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）同、要部の断面図である。
【図７】機能液供給手段を説明するための模式図である。
【図８】本発明に係る重量測定ユニットの外観斜視図である。
【図９】本発明に係る重量測定ユニットの平面図である。
【図１０】本発明に係る重量測定ユニットの正面図である。
【図１１】重量測定ユニットの受け容器廻りの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の吐出装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。図１〜図４は、本発明の吐出装置の一実施形態を示す概略構成図であって、これらの図において符号１は吐出装置である。なお、図１は吐出装置の外観斜視図、図２は吐出装置の正面図、図３は吐出装置の右側面図、図４は吐出装置の一部を省略した平面図である。
【００２０】
吐出装置１は、本実施形態では機能液としてカラーフィルターの形成材料を吐出し、基板上にカラーフィルターを形成するものである。この吐出装置１は、図１〜図４に示すように基板（ワーク）Ｗを載置するステージ（図示略）と、機能液（カラーフィルターの形成材料）を吐出するための吐出ヘッド（図示略）を複数備えた吐出手段２と、吐出手段２（吐出ヘッド）のメンテナンスを行うためのメンテナンス手段３と、吐出手段２の各吐出ヘッドに機能液を供給するための機能液供給手段（機能液供給装置）４と、前記の各手段（装置）を駆動・制御するための圧縮エアーを供給するエアー供給手段５と、を備えて構成されたものである。なお、このような各手段は、チャンバー（図示略）に収容されており、このチャンバー及びこのチャンバー内の温度を調整する空調装置（図示略）を含めて、本発明に係る吐出装置１が構成されている。
【００２１】
図１〜図４に示すように、吐出手段２およびメンテナンス手段３の後述するフラッシングユニット２５は、アングル材が方形に組まれてなる架台１１の上部に固定された、石定盤１２の上に配設されており、機能液供給装置４およびエアー供給手段５の大部分は、架台１１に添設されたキャビネット形式の機台１３に組み込まれている。機台１３には、大小２つの収容室１４、１５が形成されており、大きいほうの収容室１４には機能液供給装置４を構成する機能液貯留用のタンク類が収容され、小さいほうの収容室１５にはエアー供給手段５の主要部が収容されている。
【００２２】
また、機台１３上には、機台１３の長手方向（Ｘ軸方向）にスライド自在な移動テーブル１８が設けられている。そして、移動テーブル１８上には広い面積を持つ可動ベース１９が固定されており、この可動ベース１９には、メンテナンス手段３を構成する吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３、および機能液の重量測定装置である重量測定ユニット２４が載置されている。
【００２３】
メンテナンス手段３は、吐出手段２を構成する複数の吐出ヘッド３０を保守（メンテナンス）して、これら吐出ヘッド３０が適切に機能液を吐出できるようにするものであり、後述するθテーブル４３上に配設した一対のフラッシングボックス２６、２６を有するフラッシングユニット２５を備えるとともに、機台１３上（可動ベース１９上）に、吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２およびドット抜け検出ユニット２３を備えたものである。さらに、機台１３上（可動ベース１９上）には、吸引ユニット２１およびワイピングユニット２２と並ぶようにして、重量測定ユニット（重量測定装置）２４が配設されている。なお、図４中の符号２７は、予備のフラッシングボックスである。
【００２４】
一方、吐出装置１の主体となる吐出手段２は、機能液を吐出する吐出ヘッド３０を複数有するヘッドユニット３１と、ヘッドユニット３１を支持するメインキャリッジ３２と、基板Ｗを載置すると共に基板Ｗを吐出ヘッド３０に対して相対的に走査（移動）させるＸ・Ｙ移動機構３３と、を備えている。
【００２５】
Ｘ・Ｙ移動機構３３は、前記石定盤１２に固定され、基板Ｗを主走査（Ｘ軸方向に移動）させるとともに、メインキャリッジ３２を介してヘッドユニット３１を副走査（Ｙ軸方向に移動）させるものであり、かつ、ヘッドユニット３１を副走査の延長上に移動させて、機台１３上のメンテナンス手段３側に移動させるものである。また、Ｘ・Ｙ移動機構３３は、石定盤１２の長辺に沿う中心線に軸線が一致して固定されたＸ軸テーブル４１と、Ｘ軸テーブル４１を跨いで、石定盤１２の短辺に沿う中心線に軸線が一致したＹ軸テーブル５１と、を有したものである。
【００２６】
Ｘ軸テーブル４１は、本発明のステージを構成するもので、基板Ｗをエアー吸引により吸着セットする吸着テーブル４２と、吸着テーブル４２を支持するθテーブル４３と、θテーブル４３をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダー４４と、θテーブル４３を介して吸着テーブル４２上の基板ＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸リニアモーター（図示略）と、Ｘ軸エアースライダー４４に併設したＸ軸リニアスケール４５とによって構成されている。吐出ヘッド３０の主走査は、Ｘ軸リニアモーターの駆動により、基板Ｗを吸着した吸着テーブル４２およびθテーブル４３が、Ｘ軸エアースライダー４４を案内にしてＸ軸方向に往復移動することにより行われる。
【００２７】
Ｙ軸テーブル５１は、メインキャリッジ３２を吊設するブリッジプレート５２と、ブリッジプレート５２を両持ちし、かつＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸スライダー５３、５３と、Ｙ軸スライダー５３に併設したＹ軸リニアスケール５４と、一対のＹ軸スライダー５３、５３を案内してブリッジプレート５２をＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじ５５と、Ｙ軸ボールねじ５５を正逆回転させるＹ軸モーター（図示略）と、を備えている。Ｙ軸モーターはサーボモーターで構成されており、Ｙ軸モーターが正逆回転すると、Ｙ軸ボールねじ５５を介してこれに螺合しているブリッジプレート５２が、一対のＹ軸スライダー５３、５３をガイドにしてＹ軸方向に移動する。すなわち、ブリッジプレート５２の移動に伴い、メインキャリッジ３２（ヘッドユニット３１）がＹ軸方向の往復移動を行い、吐出ヘッド３０の副走査が行われる。
【００２８】
ここで、吐出手段２の一連の動作を簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、吸着テーブル４２にセットされた基板Ｗの位置補正およびヘッドユニット３１の位置補正が行われる。次に、基板ＷをＸ・Ｙ移動機構３３（Ｘ軸テーブル４１）により主走査（Ｘ軸）方向に往復動させると共に、複数の吐出ヘッド３０を駆動させて基板Ｗに対する機能液滴の選択的な吐出動作が行われる（描画動作）。
【００２９】
そして、基板Ｗを復動させた後、ヘッドユニット３１をＸ・Ｙ移動機構３３（Ｙ軸テーブル５１）により副走査（Ｙ軸）方向に移動させ、再度基板Ｗの主走査方向への往復移動と吐出ヘッド３０の駆動が行われる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット３１に対して、基板Ｗを主走査方向に移動させるようにしているが、ヘッドユニット３１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ヘッドユニット３１を固定とし、基板Ｗを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００３０】
メインキャリッジ３２は、前記のブリッジプレート５２に下側から固定される外観「Ｉ」形の吊設部材６１と、吊設部材６１の下面に取り付けたθテーブル６２と、θテーブル６２の下方に吊設するよう取り付けたキャリッジ本体６３と、で構成されている。キャリッジ本体６３には、ヘッドユニット３１を遊嵌するための方形の開口が形成されており、ヘッドユニット３１を位置決め固定するようになっている。
【００３１】
図５および図６（ａ）、（ｂ）に示すようにヘッドユニット３１は、複数（１２個）の吐出ヘッド３０と、複数の吐出ヘッド３０を搭載するサブキャリッジ７１と、各吐出ヘッド３０のノズル面（ノズル形成面）８８を下面に突出させてサブキャリッジ７１に取り付けるための、複数（１２個）のヘッド保持部材７２と、から構成されている。
【００３２】
１２個の吐出ヘッド３０は、６個ずつに二分されており、基板Ｗに対して機能液の十分な塗布密度を確保するため、それぞれ所定角度傾けてサブキャリッジ７１に配設されている。二分された６個の各吐出ヘッド３０は、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各吐出ヘッド３０のノズル９５ａが連続（一部重複）するようになっている。なお、吐出ヘッド３０を専用部品で構成するなどして、基板Ｗに対して機能液の十分な塗布密度を確保できる場合には、吐出ヘッド３０をあえて傾けてセットする必要はない。
【００３３】
図５に示すように、サブキャリッジ７１は、一部が切り欠かれた本体プレート７４と、本体プレート７４の長辺方向の中間位置に設けた左右一対の基準ピン７５、７５と、本体プレート７４の両長辺部分に取り付けたグリップ付きの左右一対の支持部材７６、７６と、を備えている。一対の基準ピン７５、７５は、画像認識を前提として、サブキャリッジ７１（ヘッドユニット３１）をＸ軸、Ｙ軸、およびθ軸方向に位置決め（位置認識）するための基準となるものである。
【００３４】
各支持部材７６は、ヘッドユニット３１をメインキャリッジ３２に固定する際の固定部位となる。また、サブキャリッジ７１には、各吐出ヘッド３０と中間タンク（図示略）とを配管接続するための配管ジョイント７７が設けられている。配管ジョイント７７は、一端側が各吐出ヘッド３０（の接続針３３）と接続した配管アダプタ７８からのヘッド側配管部材に接続し、他端側が前記の中間タンクからの装置側配管部材を接続するための１２個のソケット７９を有している。すなわち、機能液は、図３に示したように前記機能液供給手段４を構成するメインタンク６から中間タンク（図示略）に供給され、この中間タンクから分岐して各吐出ヘッド３０に供給されるようになっている。
【００３５】
ここで、機能液供給手段４は、図７に示すように機能液を貯留する複数のタンク２００と、これらタンク２００に接続する接続管２０１と、該接続管２０１に接続する前記中間タンク２０２と、該中間タンク２０２に接続し、かつ前記吐出ヘッド３０に接続するフレキシブルチューブ２０３とを備えて構成されている。そして、この機能液供給手段４には、前記吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液を加温してその温度を所望の温度、すなわち供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度に調整する調整手段２１０が設けられている。
【００３６】
この調整手段２１０は、前記のタンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３のそれぞれに設けられたヒーター２１１と、これらヒーター２１１を制御する制御装置２１２とからなるもので、制御装置２１２によって予め設定された温度にヒーター２１１を発熱させ、これによって吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液を所望の温度に加温するものである。ヒーター２１１で加温することによって到達させる機能液の所望の温度については、吐出ヘッド３０の温度より高い温度、例えば２〜５℃程度高い温度とする。ただし、吐出ヘッド３０間で温度にバラツキがある場合には、これら吐出ヘッド３０のうち最も高い温度より、さらに高い温度となるように、機能液を加温する。なお、吐出ヘッド３０の温度については、図示しない温度センサーによってそれぞれの温度を検出しておき、これらの検出値を前記制御装置２１２に入力し、入力した検出値のうちの最大値より機能液の温度が２〜５℃程度高くなるように、ヒーター２１１を発熱させる。
【００３７】
これにより、調整手段２１０は、後述するように各吐出ヘッド３０から吐出させて液滴を受け、その重量を測定する際に、これら吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液の温度を、供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するように制御されている。また、吐出ヘッド３０の全てに対し、供給する機能液が同じ温度になるようにもなっている。さらに、本実施形態では、前記吐出ヘッド３０が基板Ｗ上に液滴を吐出し描画する際にも、これら吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度に調整するように、制御されている。
【００３８】
なお、図７に示した機能液供給手段４では、タンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３の全てにヒーター２１１を設けているが、機能液を所望の温度に調整（加温）可能であれば、これらタンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３のうちの任意の一つ、あるいは複数のものだけに、ヒーター２１１を設けるようにしてもよい。
【００３９】
前記各吐出ヘッド３０は、図６（ａ）に示すようにいわゆる２連のもので、２連の接続針８１、８１を有する機能液導入部８２と、機能液導入部８２に連なる２連のヘッド基板８３と、機能液導入部８２の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体８４と、を備えている。
【００４０】
各接続針８１は、前記の配管アダプタ７８を介して前記機能液供給手段４のフレキシブルチューブ２０３に接続されており、機能液導入部８２は、各接続針８１から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド基板８３には、一対のコネクタ８６、８６が突設されており、これらコネクタ８６に、中間基板（図示略）を介して制御手段のヘッドドライバー（図示略）が接続されている。
【００４１】
ヘッド本体８４には、複数の圧電素子を収容したアクチュエータユニット９１と、これに連なる複数の圧力室９３を構成する流路ユニット９２とが組み込まれ、かつ流路ユニット９２の下面（図６（ａ）では上面）には、多数（１８０個）のノズル（ノズル開口）９５ａからなるノズル列９５を形成したステンレス製のヘッドプレート９４が貼設されている。すなわち、ヘッドプレート９４により、２列の吐出ノズル列９５、９５を形成した吐出ヘッド３０のノズル面８８が構成されている。
【００４２】
次に、メンテナンス手段の各構成ユニットについて説明する。前述したように、メンテナンス手段３は、θテーブル４３上のフラッシングユニット２５と、移動テーブル（可動ベース１９上）１８上の吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３および重量測定ユニット２４とを備えている。図１および図４に示すようにヘッドユニット（吐出ヘッド３０）３１は、その主走査時に、フラッシングユニット２５に臨むようになっている。一方、吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３および重量測定ユニット２４に対しては、ヘッドユニット（吐出ヘッド３０）３１は副走査範囲を越えて機台１３上に移動した状態で、移動テーブル１８によりこれらユニットを適宜、Ｘ軸方向に移動させることにより、これに臨むようになっている。
【００４３】
吸引ユニット２１は、吐出ヘッド３０から機能液を強制的に吸引するとともに、吐出ヘッド３０の全ノズルからの機能液の吐出を受けるフラッシングボックスの機能を有している。また、図４に示すようにこの吸引ユニット２１には、１２個の吐出ヘッド３０に対応する１２個のキャップ１０２を組み込んだキャップユニット１０１が、昇降自在に設けられている。
【００４４】
ヘッドユニット３１（の吐出ヘッド３０）に機能液の充填を行う場合や、吐出ヘッド３０内で増粘した機能液を除去する場合には、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０に密着させて、ポンプ吸引を行う。また、装置の非稼働時には、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０に密着させて、吐出ヘッド３０の保全（機能液の乾燥防止等）を行う。さらに、ワーク交換などの機能液の吐出を休止するときには、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０から僅かに離間させておいて、フラッシング（予備吐出）を行うようにしている。
【００４５】
ワイピングユニット２２は、吐出ヘッド３０の吸引（クリーニング）等により、機能液が付着して汚れた各吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取るものであり、巻取りユニット１０４と拭取りユニット１０５とで構成されている。巻取りユニット１０４から繰り出されたワイピングシート（図示略）は、拭取りユニット１０５に導かれて各吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取り、これを周回するようにして巻取りユニット１０４に巻き取られる。すなわち、ワイピングユニット２２は、ワイピングシートを送りながら、吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取るようになっている。
【００４６】
フラッシングユニット２５は、基板Ｗに対する液滴吐出時、すなわち描画時に、複数（１２個）の吐出ヘッド３０のフラッシング動作（予備吐出）により順に吐出される機能液を受けるためのものである。フラッシングユニット２５は、Ｘ軸テーブル４１の吸着テーブル４２を挟んで、θテーブル４３に固定された１対のフラッシングボックス２６、２６を備えており、描画動作において、相対的に移動してゆくフラッシングボックス２６に対して、その直上部に臨んだ吐出ヘッド３０から順次フラッシング動作を行うようになっている。
【００４７】
ドット抜け検出ユニット２３は、吐出ヘッド３０の全ノズルから機能液滴が確実に吐出されているか否か、すなわち各吐出ヘッド３０にノズル詰まり等が生じているか否かを検出するものである。ドット抜け検出ユニット２３は、６個ずつの二分した吐出ヘッド（群）３０に対応して、一対の検出ユニット１０７、１０７を有して構成されている。一対の検出ユニット１０７、１０７は、相互にＹ軸方向に位置ずれして配設されており、各検出ユニット１０７は発光素子（レーザ）１０８ａと受光素子１０８ｂとを対向させ、その光路を吐出した機能液的が遮断するか否かで、ドット抜け（吐出不良）を検出するようになっている。
【００４８】
重量測定ユニット（重量測定装置）２４は、機能液滴の吐出量（重量）を吐出ヘッド３０単位で測定し、各吐出ヘッド３０間での吐出バラツキを無くすべく、各吐出ヘッド３０に供給する駆動電圧（駆動波形）を補正し、適正化して付与するためのものである。また、付随的には、吐出ヘッド３０の吐出不良（ドット抜け）を検出するものである。図８ないし図１０（図１ないし図４に対して前後を反転して表している）に示すように、重量測定ユニット２４は、１２個の吐出ヘッド３０の機能液を受ける１２個の受け容器１１１と、これら受け容器１１１を載置した容器載置台１１２と、各受け容器１１１を介して機能液の重量を測定する電子天秤１１３と、各受け容器１１１を容器載置台１１２および電子天秤１１３との相互間で移載する移載機構１１４と、容器載置台１１２上の各受け容器１１１に対しその蓋部材１１５を搬送して閉蓋する蓋開閉機構１１６と、を備えている。
【００４９】
容器載置台１１２は上面が平坦なプレートで構成され、その上面には、ヘッドユニット３１における吐出ヘッド３０の並びに倣って、１２個の受け容器１１１が載置されている。また、容器載置台１１２には、光路が受け容器１１１の直上部を横断するように、４組の透過型センサー１１８が設けられており、各受け容器１１１上の蓋部材１１５の有無を検出できるようになっている。
【００５０】
電子天秤１１３は、測定台１２１を上面中央に没入するように設けられた箱状の天秤本体１２２と、天秤本体１２２の脇に配設されたディスプレイ１２３と、測定台１２１を上側から覆う覆装機構１２４とを有している。覆装機構１２４は、測定台１２１の没入部を閉蓋するように設けられた透明な覆装プレート１２６と、覆装プレート１２６を開閉移動させる覆装シリンダ１２７とからなり、測定台１２１上に受け容器１１１が移載されると、これを覆うことで重量測定の際の気流の影響を排除するように、構成されている。
【００５１】
移載機構１１４は、受け容器１１１を把持するチャック部１３１と、チャック部１３１を昇降（Ｚ軸移動）させる昇降テーブル１３２と、昇降テーブル１３２を介してチャック部１３１をＸ軸方向に移動させるＸ動テーブル１３３と、このＸ動テーブル１３３に直交すると共に容器載置台１１２をＹ軸方向に移動させるＹ動テーブル１３４とを有している。この場合、各テーブル１３２、１３３、１３４はモーターで駆動され、チャック部１３１はシリンダ（空圧シリンダ）で駆動される。
【００５２】
そして、移載動作では、Ｙ動テーブル１３４を駆動して、所望の受け容器１１１をチャッキング位置に移動させた後、Ｘ動テーブル１３３を駆動してチャック部１３１を受け容器１１１の直上部に移動させ、さらに昇降テーブル１３２によりチャック部１３１を下降させて受け容器１１１を把持する。チャック部１３１が受け容器１１１を把持すると、これをいったん上昇させた後、測定台１２１の直上部まで移動させる。ここで再度、チャック部１３１が下降し、受け容器１１１を測定台１２１上に載せ、その把持状態を解いて上昇する。また、電子天秤１１３から容器載置台１１２への受け容器１１１の移載は、逆の手順となる。
【００５３】
一方、蓋開閉機構１１６は、ホーム位置のある容器載置台１１２と横並びになるように配設されており、容器載置台１１２より幾分低い蓋載置台１４１と、蓋載置台１４１上の１２個の蓋部材１１５をこの蓋載置台１４１と容器載置台１１２との相互間で移載する蓋搬送部１４２とで構成されている。蓋載置台１４１上には、容器載置台１１２上の受け容器１１１の並びに倣って、１２個の蓋部材１１５が載置されている。
【００５４】
蓋搬送部１４２は、１２個の蓋部材１１５を個々に吸着保持する吸着ユニット１４４と、吸着ユニット１４４をＸ軸方向に進退させる進退動テーブル１４５と、進退動テーブル１４５を介して吸着ユニット１４４を上下動させる上下動テーブル１４６とで構成されている。これら各テーブル１４５、１４６は、シリンダ（空圧シリンダ）で駆動されるようになっている。
【００５５】
閉蓋動作では、上下動テーブル１４６を駆動し、ホーム位置にある吸着ユニット１４４を下動させて、蓋載置台１４１上に載置されている１２個の蓋部材１１５を吸着する。この状態で、吸着ユニット１４４を上昇させた後、進退動テーブル１４５を駆動し、吸着ユニット１４４を容器載置台１１２の直上部まで移動させる。ここで再度、上下動テーブル１４６を駆動して、１２個の蓋部材１１５を１２個の受け容器１１１に載せるようにしてこれを閉蓋し、吸着を解いて蓋部材１１５を置き去るようにして吸着ユニット１４４を上昇させる。また、受け容器１１１を開放すべく１２個の蓋部材１１５を取り去る場合には、前記と逆の手順で蓋搬送部１４２を駆動させ、最終的に１２個の蓋部材１１５を蓋載置台１４１上に載置する。
【００５６】
一方、図１１に示すように受け容器１１１は、ステンレス等で箱状に形成された蓋無しの耐食性容器である容器本体１５１と、容器本体１５１の内部に充填した機能液吸収材１５２とで構成されていている。機能液吸収材１５２は、耐食性（耐薬品性）および含浸性（吸収保持性）を考慮して、ポリビニルアルコールの連続多孔質体で構成されている。
【００５７】
ここで、重量測定ユニット２４による機能液の重量測定方法（機能液の液滴の重量を測定する工程）について、説明する。この重量測定では、まず、前記調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整する。すなわち、各吐出ヘッド３０のうちの最も高い温度の吐出ヘッド３０の温度より、さらに供給する機能液の温度が２〜５℃程度高くなるように、調整手段２１０によって前記機能液供給手段４を調整しておく。
【００５８】
また、これとは別に、受け容器（空あるいは前回までの機能液が貯留されている）１１１の重量測定を行う。すなわち、容器載置台１１２上の１２個の受け容器１１１には、それぞれ蓋部材１１５が予め載っており、まず、蓋開閉機構１１６を駆動して蓋部材１１５を取り去る。その際、蓋部材１１５をハンドリングミスは、透過型センサー１１８によって検出される。
【００５９】
次に、移載機構１１４を駆動し、容器載置台１１２上の受け容器１１１を１個ずつ電子天秤１１３に移載し、各受け容器１１１の重量を測定する。もちろん、各受け容器１１１には、対応する吐出ヘッド３０と共に番号が付されており、この番号にしたがって重量測定が行われる。また、各受け容器１１１の重量測定時には、覆装機構１２４により測定台１２１の部分が閉蓋される。全ての受け容器１１１の重量測定が完了したら、ヘッドユニット３１を容器載置台１１２の直上部に移動させて、全吐出ヘッド３０を駆動して機能液滴を受け容器１１１に向かって吐出する。
【００６０】
この場合、機能液の吐出は、全吐出ヘッド３０の全ノズルからなされ、例えば各レズル９５ａ毎に、予め決められた数（例えば数千発から数万発）の機能液滴の吐出を行う。各吐出ヘッド３０から機能液が吐出されると、吐出機能液は、各受け容器１１１の機能液吸収材１５２の表面に着弾し、これに吸収保持される。
【００６１】
機能液の吐出動作が完了しヘッドユニット３１が退避すると、前記と全く同じ動作で、こんどは機能液の吐出を受けた１２個の受け容器１１１の重量測定がそれぞれ行われる。このように全ての受け容器１１１の重量測定が完了したら、再度、蓋開閉機構１１６を駆動して蓋部材１１５を受け容器１１１に載せるようにしてこれを閉蓋する。一方、電子天秤１１３に備える演算処理部では、各２回の重量測定の値が減算され且つこの値をノズル数および前記の５万発で除算して、各吐出ヘッド３０における平均値としての機能液滴の重量あるいは量が算出される。
【００６２】
ここで、このような重量測定に際しては、前述したように調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整し、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度にしているので、各吐出ヘッド３０に供給された機能液は、待機などのためにそれぞれの吐出ヘッド３０内に長時間留まっていても、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定を行うことにより、この重量測定結果に吐出ヘッド３０の温度の個体差が反映されることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド３０間の個体差に起因するバラツキのみが反映される。
【００６３】
そして、この重量測定結果に基づき、各ノズルからの機能液滴の吐出量が適正な値となり、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをなくなるように、駆動電圧（駆動波形）を調整（補正）する。
また、測定結果の値が予想値と極端に異なる場合（少ない）には、機能液を吐出しないノズルがあることが検出されたことになる。そこで、いったんヘッドユニット３１を前記の吸引ユニット２１に臨ませて、吸引処理を行ってから再度、重量測定を行う。なお、前記の重量測定は、装置の稼動開始時（通常は１日１回）に行うことが好ましい。
【００６４】
また、このような重量測定ユニット２４による機能液の重量測定（機能液の液滴の重量を測定する工程）を終了したら、前記したメンテナンス手段３によるその他のメンテナンスを適宜行い、その後、前述した吐出手段２の一連の動作に基づき、Ｘ軸テーブル（ステージ）４１の吸着テーブル４２にセットされた基板Ｗに対して、各吐出ヘッド３０から機能液を吐出させ、描画する。すなわち、前記重量測定結果に基づき、各吐出ヘッド３０からそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、この決定した吐出量となるように補正した駆動電圧（駆動波形）を各吐出ヘッド３０にそれぞれ供給することにより、各吐出ヘッド３０に吐出動作を行わせる。
【００６５】
すると、前述したように前記の重量測定結果には吐出ヘッド３０の温度の個体差が反映されておらず、この温度差以外の、吐出ヘッド３０間の個体差に起因するバラツキのみが反映されていることから、このバラツキがなくなるように各吐出ヘッド３０に供給する駆動電圧（駆動波形）を調整（補正）していることにより、各吐出ヘッド３０から基板Ｗ上に吐出する機能液の吐出量にバラツキがほとんどなくなる。したがって、形成するカラーフィルター（薄膜）にスジムラが発生するのを防止することができる。
【００６６】
また、このように基板Ｗ上に液滴を吐出し描画する際にも、前述したように調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整し、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度にする。すると、この描画時においても、吐出ヘッド３０間の温度の個体差が吐出量に反映されることなく、各吐出ヘッド３０間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００６７】
さらに、この描画の際にも、各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を、前記の重量測定の際に各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度と同じになるように、前記調整手段２１０によって調整するのが好ましい。このように調整することにより、重量測定の結果を描画時の吐出性に直接反映させることができ、したがって、各吐出ヘッド３０間でのバラツキをより良好に防止し、スジムラの発生をより確実に防止することができる。
【００６８】
このように重量測定を行い、その結果に基づいて各吐出ヘッド３０に与える駆動電圧（駆動波形）を調整することにより、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では本発明の調整手段を、ヒーター２１１と制御装置２１２とによって構成したが、他に例えば、重量測定を行うエリアと描画を行うエリアとを分け、各エリアの温度をそれぞれ独立して制御できるようにすることにより、この制御装置等によって調整手段としてもよい。具体的には、チャンバー内に収容される各手段（装置）を、仕切りシャッター等によって重量測定エリアと描画エリアとに分け、各エリアに該エリア内の空調（温度調整）を行う空調装置をそれぞれ設け、これら空調装置をそれぞれ独立して動作させることにより、重量測定時における機能液の温度を、吐出ヘッド３０の温度より高くなるように、調整することができる。
【００７０】
また、各手段（装置）の構成や、吐出手段２の構成等についても、前記実施形態に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。
また、前記実施形態では、カラーフィルターの薄膜を製膜する場合について説明したが、本発明の吐出装置及び吐出方法は、カラーフィルター以外にも、有機ＥＬ装置における機能膜（発光層や正孔注入層など）や液晶装置における配向膜、さらには配線パターンなど、各種の薄膜の形成に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…吐出装置、２…吐出手段、３…メンテナンス手段、４…機能液供給手段（機能液供給装置）、２４…重量測定ユニット（重量測定装置）、３０…吐出ヘッド、４１…Ｘ軸テーブル（ステージ）、２１０…調整手段、２１１…ヒーター、２１２…制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出装置及び吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にカラーフィルター等の機能性薄膜を形成する方法としては、スピンコート法やフレキソ印刷法が一般に用いられている。これに対して近年では、インク使用量削減や工程数削減に効果的であるとして、液滴吐出法が種々の薄膜形成に用いられるようになってきている。液滴吐出法を用いた薄膜の形成方法では、機能性材料（固形分）を溶媒（分散媒）に溶解又は分散させてなるインク（液状体）を液滴として基板上に吐出し、所望位置に配置した後、この配置したインクを乾燥してインク中の溶媒（分散媒）を除去することにより、機能性材料からなる薄膜を形成している。
【０００３】
ところで、工業的に形成するカラーフィルター等の機能性薄膜は、近年では益々精細化する傾向にあり、したがって液滴吐出法でこれら機能性薄膜を形成するにあたっては、より高い吐出精度が要求されるようになってきている。このような背景のもとに近年では、基板上に直接機能液を吐出するに先立ち、主に複数の吐出ヘッド間での吐出バラツキを補正するため、各吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定している（例えば、特許文献１参照）。そして、この重量測定結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量となるように駆動波形（駆動電圧）を補正し付与することにより、各吐出ヘッド間でバラツキを生じさせることなく、それぞれから基板上に液滴を吐出させ、描画するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のように重量測定を行う吐出装置では、予め重量測定を行い、その結果に基づいて吐出量を補正しているものの、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキが、依然として生じることがある。そして、特に機能性薄膜としてカラーフィルターを形成した場合には、吐出量のバラツキに起因してスジムラ（スジ状の濃淡ムラ）が生じてしまうことがある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、重量測定を行って吐出量を補正することにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくした、吐出装置及び吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記課題を解決するべく、吐出ヘッド間で吐出量がバラツく原因を調べた結果、以下の知見を得た。
前記の吐出装置において、吐出ヘッドから吐出される機能液は、吐出ヘッドに接続された機能液供給装置から供給される。この機能液供給装置は、通常は機能液を貯留するタンクと、該タンクと吐出ヘッドとの間を接続するフレキシブルチューブとを備えて構成されている。
【０００８】
しかしながら、このような機能液供給装置を備えた吐出装置にあっては、重量測定時には多量の吐出を行うことがなく、したがって各吐出ヘッド内の機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっている。よって、吐出される機能液は、その温度が吐出ヘッドの温度にほぼ一致した温度となる。ところが、複数の吐出ヘッドは、その配置などによって温度差があり、したがってこの吐出ヘッドの温度差が機能液の粘度差となり、そのまま吐出量のバラツキになってしまう。
【０００９】
一方、基板への描画時では、機能液の吐出量が多いため、各吐出ヘッド内の機能液はそれぞれの吐出ヘッド内に長時間留まることなく、短時間を経て吐出される。したがって、吐出される機能液の温度は、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、吐出ヘッドに供給される直前の温度にほぼ保持される。
よって、重量測定時には吐出ヘッドの温度の個体差が反映された吐出量となるのに対し、描画時には吐出ヘッドの温度の個体差がほとんど反映されない吐出量となることから、従来では重量測定の結果に基づいて吐出量を補正し、この補正した状態で描画（吐出）を行っても、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキを十分に無くすことができなかったのである。
このような知見に基づき、本発明者はさらに研究を重ねた結果、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明の吐出装置は、基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備え、
前記機能液供給装置には、該機能液供給装置から前記吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられ、
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴としている。
【００１１】
この吐出装置によれば、液滴の重量を測定する際に、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するように、調整手段が制御されているので、各吐出ヘッドに供給された機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっていても、元々吐出ヘッドより高い温度に調整されているため、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定がなされることで、この重量測定結果には吐出ヘッドの温度の個体差が反映されることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド間の個体差に起因するバラツキのみが反映されるようになる。したがって、この重量測定結果に基づき、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記吐出装置において、前記調整手段は、前記吐出ヘッドが前記ステージに載置された前記基板上に液滴を吐出する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されているのが好ましい。
このようにすれば、描画時においても、吐出ヘッドの温度の個体差が吐出量に反映することがなく、したがって、各吐出ヘッド間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００１３】
また、前記吐出装置において、前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記基板上に液滴を吐出する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じに調整するよう、制御されているのが好ましい。
このようにすれば、重量測定の結果が描画時の吐出性に直接反映されるようになり、したがって、各吐出ヘッド間でのバラツキがより良好に防止される。
【００１４】
本発明の吐出方法は、基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備えた吐出装置により、前記基板上に機能液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記重量測定装置により、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程と、
前記重量を測定した結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量で各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程と、を備え、
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴としている。
【００１５】
この吐出方法によれば、液滴の重量を測定する工程では、吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するので、各吐出ヘッドに供給された機能液は、それぞれの吐出ヘッド内に長時間留まっていても、元々吐出ヘッドより高い温度に調整されているため、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定を行うことにより、この重量測定結果に吐出ヘッドの温度の個体差を反映させることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド間の個体差に起因するバラツキのみを反映させることができる。したがって、この重量測定結果に基づき、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００１６】
また、前記吐出方法において、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するのが好ましい。
このようにすれば、描画時においても、吐出ヘッドの温度の個体差が吐出量に反映することがなく、したがって、各吐出ヘッド間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００１７】
また、前記吐出方法では、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じなるように調整するのが好ましい。
このようにすれば、重量測定の結果を描画時の吐出性に直接反映させることができ、したがって、各吐出ヘッド間でのバラツキがより良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】本発明に係る液滴吐出装置の正面図である。
【図３】本発明に係る液滴吐出装置の右側面図である。
【図４】本発明に係る液滴吐出装置の一部を省略した平面図である。
【図５】液滴吐出装置のヘッドユニットの平面図である。
【図６】（ａ）機能液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）同、要部の断面図である。
【図７】機能液供給手段を説明するための模式図である。
【図８】本発明に係る重量測定ユニットの外観斜視図である。
【図９】本発明に係る重量測定ユニットの平面図である。
【図１０】本発明に係る重量測定ユニットの正面図である。
【図１１】重量測定ユニットの受け容器廻りの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の吐出装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。図１〜図４は、本発明の吐出装置の一実施形態を示す概略構成図であって、これらの図において符号１は吐出装置である。なお、図１は吐出装置の外観斜視図、図２は吐出装置の正面図、図３は吐出装置の右側面図、図４は吐出装置の一部を省略した平面図である。
【００２０】
吐出装置１は、本実施形態では機能液としてカラーフィルターの形成材料を吐出し、基板上にカラーフィルターを形成するものである。この吐出装置１は、図１〜図４に示すように基板（ワーク）Ｗを載置するステージ（図示略）と、機能液（カラーフィルターの形成材料）を吐出するための吐出ヘッド（図示略）を複数備えた吐出手段２と、吐出手段２（吐出ヘッド）のメンテナンスを行うためのメンテナンス手段３と、吐出手段２の各吐出ヘッドに機能液を供給するための機能液供給手段（機能液供給装置）４と、前記の各手段（装置）を駆動・制御するための圧縮エアーを供給するエアー供給手段５と、を備えて構成されたものである。なお、このような各手段は、チャンバー（図示略）に収容されており、このチャンバー及びこのチャンバー内の温度を調整する空調装置（図示略）を含めて、本発明に係る吐出装置１が構成されている。
【００２１】
図１〜図４に示すように、吐出手段２およびメンテナンス手段３の後述するフラッシングユニット２５は、アングル材が方形に組まれてなる架台１１の上部に固定された、石定盤１２の上に配設されており、機能液供給装置４およびエアー供給手段５の大部分は、架台１１に添設されたキャビネット形式の機台１３に組み込まれている。機台１３には、大小２つの収容室１４、１５が形成されており、大きいほうの収容室１４には機能液供給装置４を構成する機能液貯留用のタンク類が収容され、小さいほうの収容室１５にはエアー供給手段５の主要部が収容されている。
【００２２】
また、機台１３上には、機台１３の長手方向（Ｘ軸方向）にスライド自在な移動テーブル１８が設けられている。そして、移動テーブル１８上には広い面積を持つ可動ベース１９が固定されており、この可動ベース１９には、メンテナンス手段３を構成する吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３、および機能液の重量測定装置である重量測定ユニット２４が載置されている。
【００２３】
メンテナンス手段３は、吐出手段２を構成する複数の吐出ヘッド３０を保守（メンテナンス）して、これら吐出ヘッド３０が適切に機能液を吐出できるようにするものであり、後述するθテーブル４３上に配設した一対のフラッシングボックス２６、２６を有するフラッシングユニット２５を備えるとともに、機台１３上（可動ベース１９上）に、吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２およびドット抜け検出ユニット２３を備えたものである。さらに、機台１３上（可動ベース１９上）には、吸引ユニット２１およびワイピングユニット２２と並ぶようにして、重量測定ユニット（重量測定装置）２４が配設されている。なお、図４中の符号２７は、予備のフラッシングボックスである。
【００２４】
一方、吐出装置１の主体となる吐出手段２は、機能液を吐出する吐出ヘッド３０を複数有するヘッドユニット３１と、ヘッドユニット３１を支持するメインキャリッジ３２と、基板Ｗを載置すると共に基板Ｗを吐出ヘッド３０に対して相対的に走査（移動）させるＸ・Ｙ移動機構３３と、を備えている。
【００２５】
Ｘ・Ｙ移動機構３３は、前記石定盤１２に固定され、基板Ｗを主走査（Ｘ軸方向に移動）させるとともに、メインキャリッジ３２を介してヘッドユニット３１を副走査（Ｙ軸方向に移動）させるものであり、かつ、ヘッドユニット３１を副走査の延長上に移動させて、機台１３上のメンテナンス手段３側に移動させるものである。また、Ｘ・Ｙ移動機構３３は、石定盤１２の長辺に沿う中心線に軸線が一致して固定されたＸ軸テーブル４１と、Ｘ軸テーブル４１を跨いで、石定盤１２の短辺に沿う中心線に軸線が一致したＹ軸テーブル５１と、を有したものである。
【００２６】
Ｘ軸テーブル４１は、本発明のステージを構成するもので、基板Ｗをエアー吸引により吸着セットする吸着テーブル４２と、吸着テーブル４２を支持するθテーブル４３と、θテーブル４３をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダー４４と、θテーブル４３を介して吸着テーブル４２上の基板ＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸リニアモーター（図示略）と、Ｘ軸エアースライダー４４に併設したＸ軸リニアスケール４５とによって構成されている。吐出ヘッド３０の主走査は、Ｘ軸リニアモーターの駆動により、基板Ｗを吸着した吸着テーブル４２およびθテーブル４３が、Ｘ軸エアースライダー４４を案内にしてＸ軸方向に往復移動することにより行われる。
【００２７】
Ｙ軸テーブル５１は、メインキャリッジ３２を吊設するブリッジプレート５２と、ブリッジプレート５２を両持ちし、かつＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸スライダー５３、５３と、Ｙ軸スライダー５３に併設したＹ軸リニアスケール５４と、一対のＹ軸スライダー５３、５３を案内してブリッジプレート５２をＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじ５５と、Ｙ軸ボールねじ５５を正逆回転させるＹ軸モーター（図示略）と、を備えている。Ｙ軸モーターはサーボモーターで構成されており、Ｙ軸モーターが正逆回転すると、Ｙ軸ボールねじ５５を介してこれに螺合しているブリッジプレート５２が、一対のＹ軸スライダー５３、５３をガイドにしてＹ軸方向に移動する。すなわち、ブリッジプレート５２の移動に伴い、メインキャリッジ３２（ヘッドユニット３１）がＹ軸方向の往復移動を行い、吐出ヘッド３０の副走査が行われる。
【００２８】
ここで、吐出手段２の一連の動作を簡単に説明する。まず、機能液を吐出する前の準備として、吸着テーブル４２にセットされた基板Ｗの位置補正およびヘッドユニット３１の位置補正が行われる。次に、基板ＷをＸ・Ｙ移動機構３３（Ｘ軸テーブル４１）により主走査（Ｘ軸）方向に往復動させると共に、複数の吐出ヘッド３０を駆動させて基板Ｗに対する機能液滴の選択的な吐出動作が行われる（描画動作）。
【００２９】
そして、基板Ｗを復動させた後、ヘッドユニット３１をＸ・Ｙ移動機構３３（Ｙ軸テーブル５１）により副走査（Ｙ軸）方向に移動させ、再度基板Ｗの主走査方向への往復移動と吐出ヘッド３０の駆動が行われる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット３１に対して、基板Ｗを主走査方向に移動させるようにしているが、ヘッドユニット３１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ヘッドユニット３１を固定とし、基板Ｗを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００３０】
メインキャリッジ３２は、前記のブリッジプレート５２に下側から固定される外観「Ｉ」形の吊設部材６１と、吊設部材６１の下面に取り付けたθテーブル６２と、θテーブル６２の下方に吊設するよう取り付けたキャリッジ本体６３と、で構成されている。キャリッジ本体６３には、ヘッドユニット３１を遊嵌するための方形の開口が形成されており、ヘッドユニット３１を位置決め固定するようになっている。
【００３１】
図５および図６（ａ）、（ｂ）に示すようにヘッドユニット３１は、複数（１２個）の吐出ヘッド３０と、複数の吐出ヘッド３０を搭載するサブキャリッジ７１と、各吐出ヘッド３０のノズル面（ノズル形成面）８８を下面に突出させてサブキャリッジ７１に取り付けるための、複数（１２個）のヘッド保持部材７２と、から構成されている。
【００３２】
１２個の吐出ヘッド３０は、６個ずつに二分されており、基板Ｗに対して機能液の十分な塗布密度を確保するため、それぞれ所定角度傾けてサブキャリッジ７１に配設されている。二分された６個の各吐出ヘッド３０は、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各吐出ヘッド３０のノズル９５ａが連続（一部重複）するようになっている。なお、吐出ヘッド３０を専用部品で構成するなどして、基板Ｗに対して機能液の十分な塗布密度を確保できる場合には、吐出ヘッド３０をあえて傾けてセットする必要はない。
【００３３】
図５に示すように、サブキャリッジ７１は、一部が切り欠かれた本体プレート７４と、本体プレート７４の長辺方向の中間位置に設けた左右一対の基準ピン７５、７５と、本体プレート７４の両長辺部分に取り付けたグリップ付きの左右一対の支持部材７６、７６と、を備えている。一対の基準ピン７５、７５は、画像認識を前提として、サブキャリッジ７１（ヘッドユニット３１）をＸ軸、Ｙ軸、およびθ軸方向に位置決め（位置認識）するための基準となるものである。
【００３４】
各支持部材７６は、ヘッドユニット３１をメインキャリッジ３２に固定する際の固定部位となる。また、サブキャリッジ７１には、各吐出ヘッド３０と中間タンク（図示略）とを配管接続するための配管ジョイント７７が設けられている。配管ジョイント７７は、一端側が各吐出ヘッド３０（の接続針３３）と接続した配管アダプタ７８からのヘッド側配管部材に接続し、他端側が前記の中間タンクからの装置側配管部材を接続するための１２個のソケット７９を有している。すなわち、機能液は、図３に示したように前記機能液供給手段４を構成するメインタンク６から中間タンク（図示略）に供給され、この中間タンクから分岐して各吐出ヘッド３０に供給されるようになっている。
【００３５】
ここで、機能液供給手段４は、図７に示すように機能液を貯留する複数のタンク２００と、これらタンク２００に接続する接続管２０１と、該接続管２０１に接続する前記中間タンク２０２と、該中間タンク２０２に接続し、かつ前記吐出ヘッド３０に接続するフレキシブルチューブ２０３とを備えて構成されている。そして、この機能液供給手段４には、前記吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液を加温してその温度を所望の温度、すなわち供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度に調整する調整手段２１０が設けられている。
【００３６】
この調整手段２１０は、前記のタンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３のそれぞれに設けられたヒーター２１１と、これらヒーター２１１を制御する制御装置２１２とからなるもので、制御装置２１２によって予め設定された温度にヒーター２１１を発熱させ、これによって吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液を所望の温度に加温するものである。ヒーター２１１で加温することによって到達させる機能液の所望の温度については、吐出ヘッド３０の温度より高い温度、例えば２〜５℃程度高い温度とする。ただし、吐出ヘッド３０間で温度にバラツキがある場合には、これら吐出ヘッド３０のうち最も高い温度より、さらに高い温度となるように、機能液を加温する。なお、吐出ヘッド３０の温度については、図示しない温度センサーによってそれぞれの温度を検出しておき、これらの検出値を前記制御装置２１２に入力し、入力した検出値のうちの最大値より機能液の温度が２〜５℃程度高くなるように、ヒーター２１１を発熱させる。
【００３７】
これにより、調整手段２１０は、後述するように各吐出ヘッド３０から吐出させて液滴を受け、その重量を測定する際に、これら吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液の温度を、供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するように制御されている。また、吐出ヘッド３０の全てに対し、供給する機能液が同じ温度になるようにもなっている。さらに、本実施形態では、前記吐出ヘッド３０が基板Ｗ上に液滴を吐出し描画する際にも、これら吐出ヘッド３０のそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度に調整するように、制御されている。
【００３８】
なお、図７に示した機能液供給手段４では、タンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３の全てにヒーター２１１を設けているが、機能液を所望の温度に調整（加温）可能であれば、これらタンク２０２、接続管２０１、中間タンク２０２、フレキシブルチューブ２０３のうちの任意の一つ、あるいは複数のものだけに、ヒーター２１１を設けるようにしてもよい。
【００３９】
前記各吐出ヘッド３０は、図６（ａ）に示すようにいわゆる２連のもので、２連の接続針８１、８１を有する機能液導入部８２と、機能液導入部８２に連なる２連のヘッド基板８３と、機能液導入部８２の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体８４と、を備えている。
【００４０】
各接続針８１は、前記の配管アダプタ７８を介して前記機能液供給手段４のフレキシブルチューブ２０３に接続されており、機能液導入部８２は、各接続針８１から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド基板８３には、一対のコネクタ８６、８６が突設されており、これらコネクタ８６に、中間基板（図示略）を介して制御手段のヘッドドライバー（図示略）が接続されている。
【００４１】
ヘッド本体８４には、複数の圧電素子を収容したアクチュエータユニット９１と、これに連なる複数の圧力室９３を構成する流路ユニット９２とが組み込まれ、かつ流路ユニット９２の下面（図６（ａ）では上面）には、多数（１８０個）のノズル（ノズル開口）９５ａからなるノズル列９５を形成したステンレス製のヘッドプレート９４が貼設されている。すなわち、ヘッドプレート９４により、２列の吐出ノズル列９５、９５を形成した吐出ヘッド３０のノズル面８８が構成されている。
【００４２】
次に、メンテナンス手段の各構成ユニットについて説明する。前述したように、メンテナンス手段３は、θテーブル４３上のフラッシングユニット２５と、移動テーブル（可動ベース１９上）１８上の吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３および重量測定ユニット２４とを備えている。図１および図４に示すようにヘッドユニット（吐出ヘッド３０）３１は、その主走査時に、フラッシングユニット２５に臨むようになっている。一方、吸引ユニット２１、ワイピングユニット２２、ドット抜け検出ユニット２３および重量測定ユニット２４に対しては、ヘッドユニット（吐出ヘッド３０）３１は副走査範囲を越えて機台１３上に移動した状態で、移動テーブル１８によりこれらユニットを適宜、Ｘ軸方向に移動させることにより、これに臨むようになっている。
【００４３】
吸引ユニット２１は、吐出ヘッド３０から機能液を強制的に吸引するとともに、吐出ヘッド３０の全ノズルからの機能液の吐出を受けるフラッシングボックスの機能を有している。また、図４に示すようにこの吸引ユニット２１には、１２個の吐出ヘッド３０に対応する１２個のキャップ１０２を組み込んだキャップユニット１０１が、昇降自在に設けられている。
【００４４】
ヘッドユニット３１（の吐出ヘッド３０）に機能液の充填を行う場合や、吐出ヘッド３０内で増粘した機能液を除去する場合には、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０に密着させて、ポンプ吸引を行う。また、装置の非稼働時には、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０に密着させて、吐出ヘッド３０の保全（機能液の乾燥防止等）を行う。さらに、ワーク交換などの機能液の吐出を休止するときには、各キャップ１０２を各吐出ヘッド３０から僅かに離間させておいて、フラッシング（予備吐出）を行うようにしている。
【００４５】
ワイピングユニット２２は、吐出ヘッド３０の吸引（クリーニング）等により、機能液が付着して汚れた各吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取るものであり、巻取りユニット１０４と拭取りユニット１０５とで構成されている。巻取りユニット１０４から繰り出されたワイピングシート（図示略）は、拭取りユニット１０５に導かれて各吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取り、これを周回するようにして巻取りユニット１０４に巻き取られる。すなわち、ワイピングユニット２２は、ワイピングシートを送りながら、吐出ヘッド３０のノズル面８８を拭き取るようになっている。
【００４６】
フラッシングユニット２５は、基板Ｗに対する液滴吐出時、すなわち描画時に、複数（１２個）の吐出ヘッド３０のフラッシング動作（予備吐出）により順に吐出される機能液を受けるためのものである。フラッシングユニット２５は、Ｘ軸テーブル４１の吸着テーブル４２を挟んで、θテーブル４３に固定された１対のフラッシングボックス２６、２６を備えており、描画動作において、相対的に移動してゆくフラッシングボックス２６に対して、その直上部に臨んだ吐出ヘッド３０から順次フラッシング動作を行うようになっている。
【００４７】
ドット抜け検出ユニット２３は、吐出ヘッド３０の全ノズルから機能液滴が確実に吐出されているか否か、すなわち各吐出ヘッド３０にノズル詰まり等が生じているか否かを検出するものである。ドット抜け検出ユニット２３は、６個ずつの二分した吐出ヘッド（群）３０に対応して、一対の検出ユニット１０７、１０７を有して構成されている。一対の検出ユニット１０７、１０７は、相互にＹ軸方向に位置ずれして配設されており、各検出ユニット１０７は発光素子（レーザ）１０８ａと受光素子１０８ｂとを対向させ、その光路を吐出した機能液的が遮断するか否かで、ドット抜け（吐出不良）を検出するようになっている。
【００４８】
重量測定ユニット（重量測定装置）２４は、機能液滴の吐出量（重量）を吐出ヘッド３０単位で測定し、各吐出ヘッド３０間での吐出バラツキを無くすべく、各吐出ヘッド３０に供給する駆動電圧（駆動波形）を補正し、適正化して付与するためのものである。また、付随的には、吐出ヘッド３０の吐出不良（ドット抜け）を検出するものである。図８ないし図１０（図１ないし図４に対して前後を反転して表している）に示すように、重量測定ユニット２４は、１２個の吐出ヘッド３０の機能液を受ける１２個の受け容器１１１と、これら受け容器１１１を載置した容器載置台１１２と、各受け容器１１１を介して機能液の重量を測定する電子天秤１１３と、各受け容器１１１を容器載置台１１２および電子天秤１１３との相互間で移載する移載機構１１４と、容器載置台１１２上の各受け容器１１１に対しその蓋部材１１５を搬送して閉蓋する蓋開閉機構１１６と、を備えている。
【００４９】
容器載置台１１２は上面が平坦なプレートで構成され、その上面には、ヘッドユニット３１における吐出ヘッド３０の並びに倣って、１２個の受け容器１１１が載置されている。また、容器載置台１１２には、光路が受け容器１１１の直上部を横断するように、４組の透過型センサー１１８が設けられており、各受け容器１１１上の蓋部材１１５の有無を検出できるようになっている。
【００５０】
電子天秤１１３は、測定台１２１を上面中央に没入するように設けられた箱状の天秤本体１２２と、天秤本体１２２の脇に配設されたディスプレイ１２３と、測定台１２１を上側から覆う覆装機構１２４とを有している。覆装機構１２４は、測定台１２１の没入部を閉蓋するように設けられた透明な覆装プレート１２６と、覆装プレート１２６を開閉移動させる覆装シリンダ１２７とからなり、測定台１２１上に受け容器１１１が移載されると、これを覆うことで重量測定の際の気流の影響を排除するように、構成されている。
【００５１】
移載機構１１４は、受け容器１１１を把持するチャック部１３１と、チャック部１３１を昇降（Ｚ軸移動）させる昇降テーブル１３２と、昇降テーブル１３２を介してチャック部１３１をＸ軸方向に移動させるＸ動テーブル１３３と、このＸ動テーブル１３３に直交すると共に容器載置台１１２をＹ軸方向に移動させるＹ動テーブル１３４とを有している。この場合、各テーブル１３２、１３３、１３４はモーターで駆動され、チャック部１３１はシリンダ（空圧シリンダ）で駆動される。
【００５２】
そして、移載動作では、Ｙ動テーブル１３４を駆動して、所望の受け容器１１１をチャッキング位置に移動させた後、Ｘ動テーブル１３３を駆動してチャック部１３１を受け容器１１１の直上部に移動させ、さらに昇降テーブル１３２によりチャック部１３１を下降させて受け容器１１１を把持する。チャック部１３１が受け容器１１１を把持すると、これをいったん上昇させた後、測定台１２１の直上部まで移動させる。ここで再度、チャック部１３１が下降し、受け容器１１１を測定台１２１上に載せ、その把持状態を解いて上昇する。また、電子天秤１１３から容器載置台１１２への受け容器１１１の移載は、逆の手順となる。
【００５３】
一方、蓋開閉機構１１６は、ホーム位置のある容器載置台１１２と横並びになるように配設されており、容器載置台１１２より幾分低い蓋載置台１４１と、蓋載置台１４１上の１２個の蓋部材１１５をこの蓋載置台１４１と容器載置台１１２との相互間で移載する蓋搬送部１４２とで構成されている。蓋載置台１４１上には、容器載置台１１２上の受け容器１１１の並びに倣って、１２個の蓋部材１１５が載置されている。
【００５４】
蓋搬送部１４２は、１２個の蓋部材１１５を個々に吸着保持する吸着ユニット１４４と、吸着ユニット１４４をＸ軸方向に進退させる進退動テーブル１４５と、進退動テーブル１４５を介して吸着ユニット１４４を上下動させる上下動テーブル１４６とで構成されている。これら各テーブル１４５、１４６は、シリンダ（空圧シリンダ）で駆動されるようになっている。
【００５５】
閉蓋動作では、上下動テーブル１４６を駆動し、ホーム位置にある吸着ユニット１４４を下動させて、蓋載置台１４１上に載置されている１２個の蓋部材１１５を吸着する。この状態で、吸着ユニット１４４を上昇させた後、進退動テーブル１４５を駆動し、吸着ユニット１４４を容器載置台１１２の直上部まで移動させる。ここで再度、上下動テーブル１４６を駆動して、１２個の蓋部材１１５を１２個の受け容器１１１に載せるようにしてこれを閉蓋し、吸着を解いて蓋部材１１５を置き去るようにして吸着ユニット１４４を上昇させる。また、受け容器１１１を開放すべく１２個の蓋部材１１５を取り去る場合には、前記と逆の手順で蓋搬送部１４２を駆動させ、最終的に１２個の蓋部材１１５を蓋載置台１４１上に載置する。
【００５６】
一方、図１１に示すように受け容器１１１は、ステンレス等で箱状に形成された蓋無しの耐食性容器である容器本体１５１と、容器本体１５１の内部に充填した機能液吸収材１５２とで構成されていている。機能液吸収材１５２は、耐食性（耐薬品性）および含浸性（吸収保持性）を考慮して、ポリビニルアルコールの連続多孔質体で構成されている。
【００５７】
ここで、重量測定ユニット２４による機能液の重量測定方法（機能液の液滴の重量を測定する工程）について、説明する。この重量測定では、まず、前記調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整する。すなわち、各吐出ヘッド３０のうちの最も高い温度の吐出ヘッド３０の温度より、さらに供給する機能液の温度が２〜５℃程度高くなるように、調整手段２１０によって前記機能液供給手段４を調整しておく。
【００５８】
また、これとは別に、受け容器（空あるいは前回までの機能液が貯留されている）１１１の重量測定を行う。すなわち、容器載置台１１２上の１２個の受け容器１１１には、それぞれ蓋部材１１５が予め載っており、まず、蓋開閉機構１１６を駆動して蓋部材１１５を取り去る。その際、蓋部材１１５をハンドリングミスは、透過型センサー１１８によって検出される。
【００５９】
次に、移載機構１１４を駆動し、容器載置台１１２上の受け容器１１１を１個ずつ電子天秤１１３に移載し、各受け容器１１１の重量を測定する。もちろん、各受け容器１１１には、対応する吐出ヘッド３０と共に番号が付されており、この番号にしたがって重量測定が行われる。また、各受け容器１１１の重量測定時には、覆装機構１２４により測定台１２１の部分が閉蓋される。全ての受け容器１１１の重量測定が完了したら、ヘッドユニット３１を容器載置台１１２の直上部に移動させて、全吐出ヘッド３０を駆動して機能液滴を受け容器１１１に向かって吐出する。
【００６０】
この場合、機能液の吐出は、全吐出ヘッド３０の全ノズルからなされ、例えば各レズル９５ａ毎に、予め決められた数（例えば数千発から数万発）の機能液滴の吐出を行う。各吐出ヘッド３０から機能液が吐出されると、吐出機能液は、各受け容器１１１の機能液吸収材１５２の表面に着弾し、これに吸収保持される。
【００６１】
機能液の吐出動作が完了しヘッドユニット３１が退避すると、前記と全く同じ動作で、こんどは機能液の吐出を受けた１２個の受け容器１１１の重量測定がそれぞれ行われる。このように全ての受け容器１１１の重量測定が完了したら、再度、蓋開閉機構１１６を駆動して蓋部材１１５を受け容器１１１に載せるようにしてこれを閉蓋する。一方、電子天秤１１３に備える演算処理部では、各２回の重量測定の値が減算され且つこの値をノズル数および前記の５万発で除算して、各吐出ヘッド３０における平均値としての機能液滴の重量あるいは量が算出される。
【００６２】
ここで、このような重量測定に際しては、前述したように調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整し、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度にしているので、各吐出ヘッド３０に供給された機能液は、待機などのためにそれぞれの吐出ヘッド３０内に長時間留まっていても、吐出ヘッドの温度にほとんど影響されることなく、供給されたときの高い温度に保持される。したがって、このような状態のもとに重量測定を行うことにより、この重量測定結果に吐出ヘッド３０の温度の個体差が反映されることなく、この温度差以外の、吐出ヘッド３０間の個体差に起因するバラツキのみが反映される。
【００６３】
そして、この重量測定結果に基づき、各ノズルからの機能液滴の吐出量が適正な値となり、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをなくなるように、駆動電圧（駆動波形）を調整（補正）する。
また、測定結果の値が予想値と極端に異なる場合（少ない）には、機能液を吐出しないノズルがあることが検出されたことになる。そこで、いったんヘッドユニット３１を前記の吸引ユニット２１に臨ませて、吸引処理を行ってから再度、重量測定を行う。なお、前記の重量測定は、装置の稼動開始時（通常は１日１回）に行うことが好ましい。
【００６４】
また、このような重量測定ユニット２４による機能液の重量測定（機能液の液滴の重量を測定する工程）を終了したら、前記したメンテナンス手段３によるその他のメンテナンスを適宜行い、その後、前述した吐出手段２の一連の動作に基づき、Ｘ軸テーブル（ステージ）４１の吸着テーブル４２にセットされた基板Ｗに対して、各吐出ヘッド３０から機能液を吐出させ、描画する。すなわち、前記重量測定結果に基づき、各吐出ヘッド３０からそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、この決定した吐出量となるように補正した駆動電圧（駆動波形）を各吐出ヘッド３０にそれぞれ供給することにより、各吐出ヘッド３０に吐出動作を行わせる。
【００６５】
すると、前述したように前記の重量測定結果には吐出ヘッド３０の温度の個体差が反映されておらず、この温度差以外の、吐出ヘッド３０間の個体差に起因するバラツキのみが反映されていることから、このバラツキがなくなるように各吐出ヘッド３０に供給する駆動電圧（駆動波形）を調整（補正）していることにより、各吐出ヘッド３０から基板Ｗ上に吐出する機能液の吐出量にバラツキがほとんどなくなる。したがって、形成するカラーフィルター（薄膜）にスジムラが発生するのを防止することができる。
【００６６】
また、このように基板Ｗ上に液滴を吐出し描画する際にも、前述したように調整手段２１０によって各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を所望の温度に調整し、該機能液を供給する吐出ヘッド３０の温度より高い温度にする。すると、この描画時においても、吐出ヘッド３０間の温度の個体差が吐出量に反映されることなく、各吐出ヘッド３０間でバラツキなく良好に吐出が行えるようになる。
【００６７】
さらに、この描画の際にも、各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度を、前記の重量測定の際に各吐出ヘッド３０に供給する機能液の温度と同じになるように、前記調整手段２１０によって調整するのが好ましい。このように調整することにより、重量測定の結果を描画時の吐出性に直接反映させることができ、したがって、各吐出ヘッド３０間でのバラツキをより良好に防止し、スジムラの発生をより確実に防止することができる。
【００６８】
このように重量測定を行い、その結果に基づいて各吐出ヘッド３０に与える駆動電圧（駆動波形）を調整することにより、描画時において各吐出ヘッドから基板上に吐出させることにより、吐出ヘッド間での吐出量のバラツキをより少なくし、形成する薄膜に例えばスジムラが発生するのを防止することができる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では本発明の調整手段を、ヒーター２１１と制御装置２１２とによって構成したが、他に例えば、重量測定を行うエリアと描画を行うエリアとを分け、各エリアの温度をそれぞれ独立して制御できるようにすることにより、この制御装置等によって調整手段としてもよい。具体的には、チャンバー内に収容される各手段（装置）を、仕切りシャッター等によって重量測定エリアと描画エリアとに分け、各エリアに該エリア内の空調（温度調整）を行う空調装置をそれぞれ設け、これら空調装置をそれぞれ独立して動作させることにより、重量測定時における機能液の温度を、吐出ヘッド３０の温度より高くなるように、調整することができる。
【００７０】
また、各手段（装置）の構成や、吐出手段２の構成等についても、前記実施形態に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。
また、前記実施形態では、カラーフィルターの薄膜を製膜する場合について説明したが、本発明の吐出装置及び吐出方法は、カラーフィルター以外にも、有機ＥＬ装置における機能膜（発光層や正孔注入層など）や液晶装置における配向膜、さらには配線パターンなど、各種の薄膜の形成に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…吐出装置、２…吐出手段、３…メンテナンス手段、４…機能液供給手段（機能液供給装置）、２４…重量測定ユニット（重量測定装置）、３０…吐出ヘッド、４１…Ｘ軸テーブル（ステージ）、２１０…調整手段、２１１…ヒーター、２１２…制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備え、
前記機能液供給装置には、該機能液供給装置から前記吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられ、
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記吐出ヘッドが前記ステージに載置された前記基板上に液滴を吐出する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴とする請求項１記載の吐出装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記基板上に液滴を吐出する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じに調整するよう、制御されていることを特徴とする請求項２記載の吐出装置。
【請求項４】
基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備えた吐出装置により、前記基板上に機能液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記重量測定装置により、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程と、
前記重量を測定した結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量で各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程と、を備え、
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴とする吐出方法。
【請求項５】
前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴とする請求項４記載の吐出方法。
【請求項６】
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じなるように調整することを特徴とする請求項５記載の吐出方法。
【請求項１】
基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備え、
前記機能液供給装置には、該機能液供給装置から前記吐出ヘッドに供給する機能液の温度を調整する調整手段が設けられ、
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記吐出ヘッドが前記ステージに載置された前記基板上に液滴を吐出する際に、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整するよう、制御されていることを特徴とする請求項１記載の吐出装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記重量測定装置によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記基板上に液滴を吐出する際の、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じに調整するよう、制御されていることを特徴とする請求項２記載の吐出装置。
【請求項４】
基板を載置するステージと、機能液の液滴を吐出する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドにそれぞれ機能液を供給する機能液供給装置と、前記吐出ヘッドから吐出させた液滴を受けてその重量を測定する重量測定装置と、を備えた吐出装置により、前記基板上に機能液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記重量測定装置により、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程と、
前記重量を測定した結果に基づき、各吐出ヘッドからそれぞれ吐出する液滴の吐出量を決定し、決定した吐出量で各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程と、を備え、
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴とする吐出方法。
【請求項５】
前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程では、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度を同じにするとともに、該機能液を供給する吐出ヘッドの温度より高い温度に調整することを特徴とする請求項４記載の吐出方法。
【請求項６】
前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度と、前記各吐出ヘッドからそれぞれ前記基板上に液滴を吐出させる工程において、前記吐出ヘッドのそれぞれに供給する機能液の温度とを、同じなるように調整することを特徴とする請求項５記載の吐出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２５６７５２（Ｐ２０１０−２５６７５２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８８４６（Ｐ２００９−１０８８４６）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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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