圧力調整弁の検査方法

【課題】圧力調整弁の不具合を、簡単な構成で且つ精度良く検査することができる圧力調整弁の検査方法を提供することを課題としている。
【解決手段】複数のノズル列９９を有する機能液滴吐出ヘッド１７に連通し、機能液滴吐出ヘッド１７への機能液の供給圧力を調整する圧力調整弁１５０の不具合を、機能液滴吐出ヘッド１７からノズル列９９毎に機能液を吐出させて検査する圧力調整弁１５０の検査方法であって、ノズル列９９毎に機能液を検査吐出させ、ノズル列９９毎の検査吐出重量を測定する吐出重量測定工程と、測定したノズル列毎の検査吐出重量と、検査の正常基準となる基準吐出重量範囲とを比較し、全ノズル列９９における検査吐出重量が基準吐出重量範囲から外れた場合にのみ、圧力調整弁１５０を不具合ありと判定する重量基準判定工程と、を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドに連通し、液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を調整する圧力調整弁の不具合を、液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させて検査する圧力調整弁の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスの供給圧力を調整する圧力調整弁の検査方法として、圧力調整弁の上流側に接続してガスの流れを検出するフローセンサーと、ガス消費量を計測する流量センサーと、減圧されたガス圧力を計測する圧力センサーと、を用い、これらの検出結果を組み合わせて、圧力調整弁の不具合を検査するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、機能液の圧力調整を行う圧力調整弁に、上記検査方法を適用して、ガスを用いて検査することが考えられるが、かかる場合、気体と液体との相違から、機能液を通液した際に生じる不具合を検出することができないという問題があった。また、描画に使用する機能液を用い、且つ描画時と同条件で検査する方法も考えられるが、かかる場合、液滴吐出ヘッドによる機能液の消費量や供給圧力が微小であると支障が出てしまうという問題がある。すなわち、これら微小な消費量や圧力を検出することは煩雑であり、精度良く検査を実施するためには、上記各センサーとして高精度なものを用いる必要があるという問題があった。特に、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成する液滴吐出ヘッドでは、微小量の液滴吐出が求められており、結果、機能液の消費量および供給圧力が微小となる傾向がある。さらに、機能液の供給流路に各種センサーを接続する構成では、供給流路が複雑化し、結果、気泡の滞留等の問題が生じてしまう。
【０００５】
本発明は、圧力調整弁の不具合を、簡単な構成で且つ精度良く検査することができる圧力調整弁の検査方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧力調整弁の検査方法は、複数のノズル列を有する液滴吐出ヘッドに連通し、液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を調整する圧力調整弁の不具合を、液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて検査する圧力調整弁の検査方法であって、ノズル列毎に機能液を検査吐出させ、ノズル列毎の検査吐出重量を測定する吐出重量測定工程と、測定したノズル列毎の検査吐出重量と、検査の正常基準となる基準吐出重量範囲とを比較し、全ノズル列における検査吐出重量が基準吐出重量範囲から外れた場合にのみ、圧力調整弁を不具合ありと判定する重量基準判定工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合、重量基準判定工程に代えて、測定したノズル列毎の検査吐出重量からノズル列毎の検査適正電圧を求める電圧算定工程と、求めたノズル列毎の検査適正電圧と、検査の正常基準となる基準適正電圧範囲とを比較し、全ノズル列における検査適正電圧が基準適正電圧範囲から外れた場合にのみ、圧力調整弁を不具合ありと判定する電圧基準判定工程と、を備えることが好ましい。
【０００８】
これらの構成によれば、液滴吐出ヘッドの吐出重量に基づいて圧力調整弁の不具合を検査する。吐出重量測定であれば、複数ショット吐出した合計吐出重量を検出することもでき、機能液の消費量や供給圧力が微小な場合にも、簡単な構成で精度良く測定することができる。ひいては、圧力調整弁の不具合を簡単な構成で且つ精度良く検査することができる。また、単に吐出重量に基づいて不具合を検査すると、液滴吐出ヘッド側に不具合があった際にも、圧力調整弁に不具合ありと判定されてしまうが、全ノズル列における検査吐出重量（検査適正電圧）が基準吐出重量範囲（基準適正電圧範囲）から外れた場合にのみ、不具合ありと判定することで、液滴吐出ヘッド側の不具合が原因である吐出重量（適正電圧）異常の場合を排除することができる。
【０００９】
上記の圧力調整弁の検査方法において、基準吐出重量範囲は、不具合の無い圧力調整弁を用い、液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて求めたものであることが好ましい。
【００１０】
上記の圧力調整弁の検査方法において、基準適正電圧範囲は、不具合の無い圧力調整弁を用い、液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて求めたものであることが好ましい。
【００１１】
これらの構成によれば、不具合のない圧力調整弁を用いた場合の吐出重量（適正電圧）を基準として、不具合の有無を判定することにより、圧力調整弁の不具合を、より精度良く検査することができる。
【００１２】
上記の圧力調整弁の検査方法において、複数の液滴吐出ヘッドにそれぞれ連通する複数の圧力調整弁を検査対象とし、基準吐出重量範囲は、複数の液滴吐出ヘッドにおける、任意の液滴吐出ヘッドのノズル列毎の検査吐出重量と、不具合の無い圧力調整弁を用いて任意の液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて測定した基準吐出重量と、を標本とした検査吐出重量と基準吐出重量との相関関係を示す回帰式を基準として求めたものであることが好ましい。
【００１３】
上記の圧力調整弁の検査方法において、複数の液滴吐出ヘッドにそれぞれ連通する複数の圧力調整弁を検査対象とし、基準適正電圧範囲は、複数の液滴吐出ヘッドにおける、任意の液滴吐出ヘッドのノズル列毎の検査適正電圧と、不具合の無い圧力調整弁を用いて任意の液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて求めた基準適正電圧と、を標本とした検査適正電圧と基準適正電圧との相関関係を示す回帰式を基準として求めたものであることが好ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、複数の液滴吐出ヘッドによる検査吐出重量（検査適正電圧）と基準吐出重量（基準適正電圧）との回帰式を基準として、基準吐出重量範囲（基準適正電圧範囲）を設定することにより、検査時の環境や状態に合わせた基準吐出重量範囲（基準適正電圧範囲）を設定することができる。また、複数の液滴吐出ヘッドによる検査吐出重量（検査適正電圧）の測定結果を利用して、基準吐出重量範囲（基準適正電圧範囲）を設定するため、基準吐出重量範囲（基準適正電圧範囲）の設定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】液滴吐出装置の平面図である。
【図３】液滴吐出装置の側面図である。
【図４】機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図である。
【図５】機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。
【図６】機能液供給装置の配管系統図である。
【図７】圧力調整弁の背面図（ａ）、および正面図（ｂ）である。
【図８】圧力調整弁を流入ポートの軸線方向に切断した縦断面図である。
【図９】圧力調整弁を流出ポートの軸線方向に切断した縦断面図である。
【図１０】液滴吐出装置の制御ブロック図である。
【図１１】配管系を主に示したヘッド検査装置の概念図である。
【図１２】圧力調整弁の検査動作を示したフローチャートである。
【図１３】基準適正電圧と検査適正電圧との相関関係を示した分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の圧力調整弁の検査方法を適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。特に、この液滴吐出装置は、機能液滴吐出ヘッドへの供給圧力を調整する圧力調整弁を有し、機能液滴吐出ヘッドの吐出重量に基づいて、この圧力調整弁を、簡単な構成で且つ精度良く検査するものである。
【００１７】
図１、図２および図３に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース２上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在して、ワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル１１と、複数本の支柱４を介してＸ軸テーブル１１を跨ぐように架け渡された１対（２つ）のＹ軸支持ベース３上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル１２と、複数の機能液滴吐出ヘッド１７が搭載された１０個のキャリッジユニット５１と、から成り、１０個のキャリッジユニット５１は、Ｙ軸テーブル１２に移動自在に吊設されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ６と、チャンバ６を貫通して、チャンバ６の外部から内部の機能液滴吐出ヘッド１７に機能液を供給する３組の機能液供給装置１０１を有した機能液供給ユニット７と、各ユニットを制御する制御装置８（図１０参照）と、を備えている。Ｘ軸テーブル１１およびＹ軸テーブル１２の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド１７を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット７から供給されたＲ・Ｇ・Ｂ３色の機能液滴を吐出させ、ワークＷに所定の描画パターンが描画される。
【００１８】
また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット１４、吸引ユニット１５、ワイピングユニット１６、重量測定ユニット１９および吐出性能検査ユニット１８から成るメンテナンス装置５を備えており、これらユニットによって、機能液滴吐出ヘッド１７の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド１７の機能維持・機能回復を図るようになっている。なお、メンテナンス装置５を構成する各ユニットのうち、フラッシングユニット１４、重量測定ユニット１９および吐出性能検査ユニット１８は、Ｘ軸テーブル１１に搭載され、吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６は、Ｘ軸テーブル１１から直角に延び、かつＹ軸テーブル１２によりキャリッジユニット５１が移動可能である位置に配設された架台上に配設されている（厳密には、吐出性能検査ユニット１８は、後述するステージユニット７７がＸ軸テーブル１１に搭載され、カメラユニット７８がＹ軸支持ベース３に支持されている。）。
【００１９】
次に、液滴吐出装置１の構成要素について簡単に説明する。図２または図３に示すように、Ｘ軸テーブル１１は、ワークＷをセットするセットテーブル２１と、セットテーブル２１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第１スライダー２２と、上記のフラッシングユニット１４およびステージユニット７７をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第２スライダー２３と、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸第１スライダー２２を介してセットテーブル２１（ワークＷ）をＸ軸方向に移動させると共に、Ｘ軸第２スライダー２３を介してフラッシングユニット１４、重量測定ユニット１９および後述するステージユニット７７をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモーター（図示省略）と、Ｘ軸リニアモーターに並設され、Ｘ軸第１スライダー２２およびＸ軸第２スライダー２３の移動を案内する一対（２本）のＸ軸共通支持ベース２４と、を備えている。
【００２０】
Ｙ軸テーブル１２は、１０個の各キャリッジユニット５１をそれぞれ吊設した１０個のブリッジプレート５２と、１０個のブリッジプレート５２を両持ちで支持する１０組のＹ軸スライダー（図示省略）と、上記した一対のＹ軸支持ベース３上に設置され、１０組のＹ軸スライダーを介してブリッジプレート５２をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモーター（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸テーブル１２は、各キャリッジユニット５１を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド１７を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド１７をメンテナンス装置５（吸引ユニット１５およびワイピングユニット１６）に臨ませる。
【００２１】
一対のＹ軸リニアモーターを（同期して）駆動すると、各Ｙ軸スライダーが一対のＹ軸支持ベース３を案内にして同時にＹ軸方向を平行移動する。これにより、ブリッジプレート５２がＹ軸方向を移動し、これと共にキャリッジユニット５１がＹ軸方向に移動する。なお、この場合、Ｙ軸リニアモーターの駆動を制御することにより、各キャリッジユニット５１を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１０個のキャリッジユニット５１を一体として移動させることも可能である。
【００２２】
各キャリッジユニット５１は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１７と、１２個の機能液滴吐出ヘッド１７を６個ずつのヘッド群５４に分けて支持するヘッドプレート５３と、から成るヘッドユニット１３を備えている（図４参照）。また、各キャリッジユニット５１は、ヘッドユニット１３をθ補正（θ回転）可能に支持するθ回転機構６１と、θ回転機構６１を介して、ヘッドユニット１３をＹ軸テーブル１２（各ブリッジプレート５２）に支持させる吊設部材６２と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット５１は、その上部に後述するサブタンク１２１が配設されており（実際には、ブリッジプレート５２上のタンクケース５５内に配設）、このサブタンク１２１から自然水頭を利用して各機能液滴吐出ヘッド１７に機能液が供給されるようになっている。
【００２３】
図５に示すように、機能液滴吐出ヘッド１７は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針９２を有する機能液導入部９１と、機能液導入部９１に連なる２連のヘッド基板９３と、機能液導入部９１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９４と、を備えている。接続針９２は、機能液供給ユニット７（機能液供給装置１０１）に接続され、機能液導入部９１に機能液を供給する。ヘッド本体９４は、キャビティ９５（ピエゾ圧電素子）と、多数の吐出ノズル９８が開口したノズル面９７を有するノズルプレート９６と、で構成されている。機能液滴吐出ヘッド１７を吐出駆動すると（ピエゾ圧電素子に電圧が印加され）、キャビティ９５のポンプ作用により、吐出ノズル９８から機能液滴が吐出される。
【００２４】
ノズル面９７には、多数の吐出ノズル９８からなる２つのノズル列９９が相互に平行に形成されている。そして、２つのノズル列９９同士は、相互に半ノズルピッチ分位置ずれしている。以下、２つのノズル列９９を、第１ノズル列９９ａおよび第２ノズル列９９ｂと記載する。
【００２５】
液滴吐出装置１の描画動作は、まず、ワークＷをＸ軸テーブル１１により、Ｘ軸方向で移動させながら（図２中左側へ）、第１描画動作（往動パス）を行う。その後、ヘッドユニット１３を２ヘッド分Ｙ軸方向に移動（副走査）させて、改めて、ワークＷをＸ軸方向で移動させながら（図２中右側へ）、第２描画動作（復動パス）を行う。そして、再度ヘッドユニット１３を２ヘッド分副走査し、もう一度、ワークＷをＸ軸方向で移動させながら（図２中左側へ）、第３描画動作（往動パス）を行う。このような描画動作により、Ｒ・Ｇ・Ｂ３色の描画処理を効率良く行っている。
【００２６】
図１に示すように、チャンバ６は、内部温度及び湿度を一定に保つように構成されている。すなわち、液滴吐出装置１によるワークＷへの描画は、温度および湿度が一定値に管理された雰囲気中で行われる。そして、チャンバ６の側壁の一部には、後述するタンクユニット１２２を収納するためのタンクキャビネット８４が設けられている。なお、有機ＥＬ装置等を製造する場合には、チャンバ６内を、不活性ガス（窒素ガス）の雰囲気で構成することが好ましい。
【００２７】
フラッシングユニット１４は、一対の描画前フラッシングユニット７１,７１と、定期フラッシングユニット７２とを有し、機能液滴吐出ヘッド１７の吐出直前や、ワークＷの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド１７の捨て吐出（フラッシング）を受ける。吸引ユニット１５は、複数の分割吸引ユニット７４を有し、各機能液滴吐出ヘッド１７の吐出ノズル９８から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット１６は、ワイピングシート７５を有し、吸引後の機能液滴吐出ヘッド１７のノズル面９７を拭取る。吐出性能検査ユニット１８は、機能液滴吐出ヘッド１７から吐出された機能液滴を受ける検査シート８３を搭載したステージユニット７７と、ステージユニット７７上の機能液滴を画像認識により検査するカメラユニット７８を有し、機能液滴吐出ヘッド１７の吐出性能（吐出の有無および飛行曲り）を検査する。
【００２８】
図２および図３に示すように、重量測定ユニット１９は、複数（本実施形態では２０個）の吐出重量測定装置６６を備えている。各吐出重量測定装置６６は、各ヘッド群５４を構成する６個の機能液滴吐出ヘッド１７のうち、任意の１の機能液滴吐出ヘッド１７から吐出した機能液を受ける受液容器６７と、受液容器６７を介して機能液の重量を測定する電子天秤６８と、を有している。
【００２９】
電子天秤６８は、受液容器６７に吐出された機能液の重量を測定し、測定結果を制御装置８に出力する。詳細は後述するが、制御装置８は、電子天秤６８から入力した測定結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッド１７に印加する駆動電力（電圧値）を制御する。
【００３０】
次に、図１および図６を参照して機能液供給ユニット７について説明する。機能液供給ユニット７は、Ｒ・Ｇ・Ｂ３色の機能液を供給する３組の機能液供給装置１０１を備えている。３組の機能液供給装置１０１は、それぞれＲ・Ｇ・Ｂ３色に対応した機能液滴吐出ヘッド１７に接続されており、これにより、各色の機能液滴吐出ヘッド１７には対応する色の機能液が供給される。
【００３１】
図６に示すように、各色の機能液供給装置１０１は、機能液の供給源を構成する２つのメインタンク１１１,１１１を有するタンクユニット１２２と、各キャリッジユニット５１に対応して設けた１０個のサブタンク１２１と、タンクユニット１２２と１０個のサブタンク１２１を接続する上流側機能液流路１２６と、各サブタンク１２１と各機能液滴吐出ヘッド１７とを接続する１０組の下流側機能液流路１２７と、を備えている。
【００３２】
各メインタンク１１１,１１１内の機能液は、これに接続した窒素ガス供給設備８５からの圧縮窒素ガスにより加圧され、上流側機能液流路１２６を介して１０個のサブタンク１２１に選択的に供給される。その際、各種開閉弁に接続した圧縮エアー供給設備８６の圧縮エアーにより、各種開閉弁が開閉制御される。また同時に、各サブタンク１２１は、これに接続したガス排気設備８７を介して大気開放され、必要量の機能液を受容する。各サブタンク１２１の機能液は、これに連なる機能液滴吐出ヘッド１７の駆動により、下流側機能液流路１２７を介して機能液滴吐出ヘッド１７に供給される。
【００３３】
タンクユニット１２２は、機能液の供給源となる一対のメインタンク１１１,１１１と、一対のメインタンク１１１,１１１の重量をそれぞれ測定する一対の重量測定装置１１２,１１２と、一対のメインタンク１１１,１１１に接続されると共に、上流側機能液流路１２６に接続した切換え機構１１３と、を備えている。各メインタンク１１１には、窒素ガス供給設備８５に接続されており、機能液を圧送する際に加圧制御可能に構成されている。
【００３４】
上流側機能液流路１２６は、上流側から、上流側をタンクユニット１２２に接続したタンク側主流路１３１と、分岐部１３２を介してタンク側主流路１３１から１０方に分流し、下流側をサブタンク１２１に接続した１０本の枝流路１３３と、を備えている。タンクユニット１２２から供給された機能液は、分岐部１３２により１０方に分流して各サブタンク１２１に供給される。
【００３５】
また、タンク側主流路１３１には、上流側から気泡除去ユニット１３５、第１開閉弁１３６、エアー抜きユニット１３７、第２開閉弁１３８がそれぞれ介設されている。さらに、各枝流路１３３には、各サブタンク１２１の近傍に位置して第３開閉弁１３９がそれぞれ介設されている。
【００３６】
各下流側機能液流路１２７は、上流側から、上流側を各サブタンク１２１に接続したヘッド側主流路１４６と、上流側をヘッド側主流路１４６に接続した４分岐流路１４７と、上流側を４分岐流路１４７に接続した複数のヘッド側枝流路１４８と、により構成されている。これにより、機能液が各サブタンク１２１から４方に分岐して、それぞれの機能液滴吐出ヘッド１７に接続されている。すなわち、上流側機能液流路１２６の１０分岐と、下流側機能液流路１２７の４分岐により、１０×４個の機能液滴吐出ヘッド１７に機能液が供給される。加えて、機能液供給ユニット７は、Ｒ・Ｇ・Ｂで３組の機能液供給装置１０１を有しているため、１０×１２個の機能液滴吐出ヘッド１７に機能液が供給される。更に、ヘッド側主流路１４６には、第４開閉弁１４９が介設されており、各ヘッド側枝流路１４８には、各機能液滴吐出ヘッド１７への供給圧力を調整する圧力調整弁１５０と、がそれぞれ介設されている。
【００３７】
次に、図７ないし図９を参照して、圧力調整弁１５０廻りについて説明する。図７に示すように、圧力調整弁１５０は、ヘッド側枝流路１４８に介設されており、流入側の継手を構成すると共に、流入ポート１７５に連なる流入コネクタ１６１（ユニオン継手）と、流出側の継手を構成すると共に、流出ポート１９０に連なる流出コネクタ１６２（ユニオン継手）と、を有している。
【００３８】
図７および図８に示すように、圧力調整弁１５０は、本体ケーシング１６６と、本体ケーシング１６６と共に内部に１次室１６７を形成する蓋ケーシング１６８と、本体ケーシング１６６と共に内部に２次室１６９を形成し本体ケーシング１６６にダイヤフラム１７１を固定するリングプレート１７０との３部材でバルブケーシングが構成されており、いずれもステンレス等の耐食性材料で形成されている。また、本体ケーシング１６６には、その中心位置に１次室１６７および２次室１６９を連通する連通流路１７３が形成されている。
【００３９】
蓋ケーシング１６８およびリングプレート１７０は、本体ケーシング１６６に対し、前後からリングプレート１７０および蓋ケーシング１６８を重ね、複数本の段付平行ピン（図示省略）でそれぞれ位置決めした後、ねじ止めして組み立てられており、いずれも円形のダイヤフラム１７１の中心を通る軸線と同心円となる円形あるいは多角形（８角形）の外観を有している。そして、蓋ケーシング１６８および本体ケーシング１６６は、パッキン１７２を介して相互に気密に突合せ接合され、本体ケーシング１６６およびリングプレート１７０は、ダイヤフラム１７１の縁部およびパッキン１７２を挟込み込んで相互に気密に突合せ接合されている。
【００４０】
本体ケーシング１６６と蓋ケーシング１６８とで形成された１次室１６７は、ダイヤフラム１７１と同心となる略円柱形状に形成されており、その開放端を蓋ケーシング１６８により閉蓋されている。また、本体ケーシング１６６の１次室１６７側背面上部に形成した上部ボス部の左部には１次室１６７から径方向斜めに延びる流入ポート１７５が形成されている。流入ポート１７５には上記の流入コネクタ１６１が接続されている。
【００４１】
図８に示すように、流入ポート１７５は、本体ケーシング１６６の外周面に開口した流入口１７６と、フィルタ１８１を収容するフィルタ収容部１７７と、フィルタ収容部１７７と１次室１６７の内周面とを連通する流入経路１７８とから成り、流入口１７６に対し流入経路１７８は、１次室１６７側に偏心して形成されている。流入口１７６には、流入コネクタ１６１が螺合（テーパネジ）される。なお、フィルタ１８１と、螺合した流入コネクタ１６１との間にはフィルタ１８１の押えばね１８２が収容される。
【００４２】
図８および図９に示すように、２次室１６９は、ダイヤフラム１７１と、本体ケーシング１６６に形成した内面壁１８５とによって、全体としてダイヤフラム１７１を底面とする円錐台形状に形成されている。ダイヤフラム１７１は、鉛直姿勢を為して配設され、２次室１６９の１つの面を構成している。また、内面壁１８５は、２次室１６９のダイヤフラム１７１の面（１つの面）を除いた各面で構成されている。
【００４３】
また、内面壁１８５のうち円錐台形状の頂面となる端壁１８５ａには、ダイヤフラム１７１と同心となる２次室側開口部１８６が開口し、内面壁１８５のうち円錐台形状のテーパ面となる周壁１８５ｂの下側斜面における上下中間部には、後述する流出流路１９３の流出開口部１８７が形成されている。この場合、２次室側開口部１８６は、後述する受圧板付勢ばね２１８を収容するばね室を兼ねており、連通流路１７３の主流路２０１より太径に形成されている。
【００４４】
図９に示すように流出ポート１９０は、本体ケーシング１６６の下部に位置する傾斜ボス部１９１に形成されており、傾斜ボス部１９１の下部に開口した流出口１９２と、２次室１６９の流出開口部１８７と、これらを連通する流出流路１９３とで構成されている。流出流路１９３は、内面壁１８５の周壁１８５ｂから斜めに延びて下向きの流出口１９２に連通している。流出口１９２には、流出流路１９３の軸線方向から流出コネクタ１６２が螺合している。２次室１６９から流出する機能液は、流出開口部１８７から流出流路１９３の勾配に従って斜めに流下し、機能液滴吐出ヘッド１７側に流出する。
【００４５】
図８および図９に示すように、本体ケーシング１６６には、１次室１６７と２次室１６９とを連通する連通流路１７３が形成されている。連通流路１７３は、主流路２０１と、これに連なる２次室側開口部１８６とで構成されている。これら１次室１６７、２次室１６９および連通流路１７３は、いずれもダイヤフラム１７１と同心の円形断面を有している。ただし、主流路２０１は、後述する弁体２１１の軸部２１３がスライド自在に収容される円形断面の軸遊挿部２０２と、軸遊挿部２０２から径方向四方に延びる十字状断面の流路部２０３とで構成されている（図７（ｂ）参照）。
【００４６】
ダイヤフラム１７１は、樹脂フィルムで構成したダイヤフラム本体２０６と、ダイヤフラム本体２０６の内側に貼着した樹脂製の受圧板２０７とで構成されている。受圧板２０７は、ダイヤフラム本体２０６と同心の円板状に、且つダイヤフラム本体２０６に対し十分に小さい径に形成されており、その中央に後述する弁体２１１の軸部２１３が当接する。ダイヤフラム本体２０６は、耐熱ＰＰ（ポリプロピレン）と特殊ＰＰとシリカを蒸着したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とを積層して構成されており、本体ケーシング１６６の前面と同径の円形に形成されている。
【００４７】
弁体２１１は、円板状の弁体本体２１２と、弁体本体２１２の中心から断面横「Ｔ」字状を為すように一方向に延びる軸部２１３と、軸部２１３の基端部側（弁体本体２１２側）に設けた（取り付けた）環状のＯリング２１４とで構成されている。弁体本体２１２および軸部２１３は、ステンレス等の耐食材料で一体に形成されている。Ｏリング２１４は、例えば軟質のシリコンゴムで環状に形成されている。このため、弁体２１１の閉弁時には、弁座となる連通流路１７３の開口縁にＯリング２１４が強く当接して、連通流路１７３が１次室１６７側から液密に閉塞される。
【００４８】
軸部２１３は、連通流路１７３（の主流路２０１）にスライド自在に遊嵌され、閉弁状態でその先端（前端）が中立位置にあるダイヤフラム１７１の受圧板２０７に当接する。すなわち、ダイヤフラム１７１が外部に向かって膨出するプラス変形の状態では、軸部２１３の前端と受圧板２０７との間には所定の間隙が生じており、この状態からダイヤフラム１７１がマイナス側に変形してゆくと、中立状態で軸部２１３の前端と受圧板２０７が当接し、さらにダイヤフラム１７１のマイナス変形がすすむと、受圧板２０７が軸部２１３を介して弁体本体２１２を押し開弁させることになる。したがって、２次室１６９の容積のうち、ダイヤフラム１７１がプラス変形から中立状態となる容積分は、１次室１６７側の圧力を一切受けることなく、機能液の供給が為される。
【００４９】
弁体２１１の背面と１次室１６７の壁体２１６との間には、弁体２１１を２次室１６９側、すなわち閉弁方向に付勢する弁体付勢ばね２１７が介設されている。同様に、受圧板２０７と内面壁１８５の間には、受圧板２０７を介してダイヤフラム本体２０６を外部に向かって付勢する受圧板付勢ばね２１８が介設されている。この場合、弁体付勢ばね２１７は、弁体２１１の背面に加わるサブタンク１２１の水頭を補完するものであり、サブタンク１２１の水頭とこの弁体付勢ばね２１７のばね力により、弁体２１１が閉塞方向に押圧される。一方、受圧板付勢ばね２１８は、ダイヤフラム１７１のプラス変形を補完するものであり、大気圧に対し２次室１６９が負圧になるように作用する。
【００５０】
圧力調整弁１５０は、大気圧と機能液滴吐出ヘッド１７に連なる２次室１６９との圧力バランスによりダイヤフラム１７１（およびこれが当接する弁体２１１）が変形（進退）することで開閉し、２次室１６９側を所定の圧力まで減圧するようにしている。その際、弁体付勢ばね２１７および受圧板付勢ばね２１８に力が分散して作用し、且つ軟質シリコンゴムのＯリング２１４（の弾性力）により、弁体２１１は極めてゆっくり開閉動作する。このため、弁体２１１の開閉による圧力変動（キャビテーション）が抑制され、機能液滴吐出ヘッド１７の吐出駆動に影響を与えないようになっている。もちろん、サブタンク１２１側（１次室１６７側）で発生する脈動等も、弁体２１１で縁切りされるため、これを吸収する（ダンパー機能）ことができる。
【００５１】
次に、図１０の制御ブロック図を参照して、制御装置８について説明する。図１０に示すように、制御装置８は、インターフェース３０１を介して、各部に接続し、各部を制御するものであり、構成要素として、ＲＡＭ３０２と、ＲＯＭ３０３と、ハードディスク３０４と、ＣＰＵ３０５と、これらを互いに接続するバス３０６と、を備えている。ＲＡＭ３０２は、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用される。ＲＯＭ３０３は、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶する。ハードディスク３０４は、ワークＷに所定の描画パターンを描画するための描画データや、各部からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶する。ＣＰＵ３０５は、ＲＯＭ３０３やハードディスク３０４に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理する。
【００５２】
制御装置８は、各部からの各種データを入力すると共に、ハードディスク３０４に記憶された（または、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等により順次読み出される）プログラムに従ってＣＰＵ３０５に演算処理させ、その処理結果を各部に出力する。これにより、装置全体が制御され、液滴吐出装置１の各種処理が行われる。
【００５３】
ここで図１１ないし図１３を参照して、圧力調整弁１５０の検査方法について説明する。この検査方法では、後述する検査動作にて測定する現時点でのノズル列９９毎の適正電圧（検査適正電圧）と、予めヘッド検査装置４０１にて測定したノズル列９９毎の適正電圧（基準適正電圧）とに基づいて、各圧力調整弁１５０の不具合を検査するものである。適正電圧とは、目標吐出重量を吐出するための機能液滴吐出ヘッド１７の駆動電圧（電圧値）である。そこで、ヘッド検査装置４０１およびヘッド検査装置４０１による基準適正電圧の測定動作について説明する。
【００５４】
図１１に示すように、ヘッド検査装置４０１は、液滴吐出装置１に搭載する前の機能液滴吐出ヘッド１７にヘッド単体検査を実施する装置である。ヘッド検査装置４０１は、検査対象となる機能液滴吐出ヘッド１７と、機能液滴吐出ヘッド１７に機能液を供給する機能液供給系４０２と、機能液滴吐出ヘッド１７からの検査吐出を受ける吐出重量測定機構４０３と、を備えている。なお、図示省略したが、ヘッド検査装置４０１は、吐出重量測定機構４０３以外の各種測定・検査機構やメンテナンス機構、および機能液滴吐出ヘッド１７を移動する移動機構を備え、移動機構により機能液滴吐出ヘッド１７を各機構に臨ませて、機能液滴吐出ヘッド１７をメンテナンスしつつ、各種測定・検査を行う。
【００５５】
機能液供給系４０２は、機能液滴吐出ヘッド１７が接続される共に、機能液を貯留する機能液タンク４１１と、機能液タンク４１１と機能液滴吐出ヘッド１７との間に介設された基準圧力調整弁４１２と、を備えている。基準圧力調整弁４１２は、液滴吐出装置１に搭載された圧力調整弁１５０と同一の構成を有しており、また、圧力調整弁検査の基準となるため、不具合の無いものを用いる。吐出重量測定機構４０３は、実際に捨て吐出を受ける試料受容部４１３を有した電子天秤で構成されている。
【００５６】
ノズル列９９毎の基準適正電圧の測定動作では、機能液滴吐出ヘッド１７をノズル列９９毎に検査吐出させ、吐出重量測定機構４０３によって、ノズル列９９毎の吐出重量を測定する。その後、ノズル列９９毎に、測定した吐出重量に基づいて、適正電圧（以下、基準適正電圧と記載）を算出（決定）する。具体的には、目標吐出重量を吐出するための、およその電圧値があり、ノズル列９９毎に、その電圧値に前後する２つの電圧値で、吐出重量測定を実施する。その後、当該測定結果（２つの電圧値での各吐出重量）に基づいて、電圧値と吐出重量との一次関数を求め、目標吐出重量をその一次関数に代入することで、目標吐出重量に対する電圧値を算出する。ここで求めた電圧値を基準適正電圧とする。液滴吐出装置１に搭載する各機能液滴吐出ヘッド１７に対し、このようなノズル列９９毎の基準適正電圧の測定動作を実施することで、各機能液滴吐出ヘッド１７におけるノズル列９９毎の基準適正電圧を測定する。ここで測定した基準適正電圧のデータは、各機能液滴吐出ヘッド１７を搭載する際、液滴吐出装置１の制御装置８（具体的には、ハードディスク３０４）に記憶される。
【００５７】
次に、図１２を参照して、液滴吐出装置１における圧力調整弁１５０の検査動作について説明する。この検査動作は、描画動作の直前に実施されることが好ましい。図１２に示すように、まず、制御装置８は、機能液滴吐出ヘッド１７からノズル列９９毎に検査吐出を実施して、各機能液滴吐出ヘッド１７におけるノズル列９９毎の吐出重量（以下、検査吐出重量と記載）を測定する（Ｓ１）（吐出重量測定工程）。具体的には、Ｘ軸第２スライダー２３を駆動し、各機能液滴吐出ヘッド１７に、対応する吐出重量測定装置６６を臨ませつつ、ノズル列９９毎に検査吐出を実施し、加えて、検査吐出を受けた各吐出重量測定装置６６によって、ノズル列９９毎の吐出重量を測定する。なお、検査吐出では、基準適正電圧で吐出駆動し、且つ複数ショット（数万発）吐出駆動する。また、吐出重量測定では、当該複数ショットの合計吐出重量を測定する。
【００５８】
次に、測定した各機能液滴吐出ヘッド１７におけるノズル列９９毎の検査吐出重量に基づいて、ノズル列９９毎の適正電圧（以下、検査適正電圧と記載）を算定する（Ｓ２）（電圧算定工程）。当該検査適正電圧の測定では、測定した検査吐出重量と目標吐出重量との差分に対応した補正値を算出し、基準適正電圧をその補正値分だけ補正して、検査適正電圧を算出する。なお、ヘッド検査装置４０１における基準適正電圧の算出と同様の方法で、検査適正電圧を算出してもよい。
【００５９】
その後、各機能液滴吐出ヘッド１７におけるノズル列９９毎の基準適正電圧および検査適正電圧に基づいて、検査の正常基準となる基準適正電圧範囲Ｒ（図１３参照）を求める（設定する）（Ｓ３）。具体的には、まず、色ごとで且つ第１ノズル列９９ａ、第２ノズル列９９ｂごとに、基準適正電圧（Ｘ）および検査適正電圧（Ｙ）を標本とした基準適正電圧と検査適正電圧との相関関係を示す回帰式（Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ）を算出する。色ごとで且つ第１ノズル列９９ａ、第２ノズル列９９ｂごとに回帰式を算出するため、３（３色）×２（２列）で、６個の回帰式を算出する。色ごとで且つ第１ノズル列９９ａ、第２ノズル列９９ｂごとの回帰式を算出したら、当該各回帰式に基づいて、色ごとで且つ第１ノズル列９９ａ、第２ノズル列９９ｂごとの基準適正電圧範囲Ｒを設定する。具体的には、各回帰式に対し、残差０、プラス残差、もしくは０．９Ｖ以下のマイナス残差である範囲を基準適正電圧範囲Ｒとする。すなわち、基準適正電圧に対する検査適正電圧が、回帰式に対し、０．９Ｖを超えるマイナス残差を有している場合には、基準適正電圧範囲Ｒから外れているものとする。
【００６０】
なお、本実施形態では、圧力調整弁１５０が閉弁した際のリーク不良による不具合を想定している。すなわち、圧力調整弁１５０の不具合に起因して、回帰式に対しプラス残差となることがないものと想定しているため、マイナス残差で範囲を限定して基準適正電圧範囲Ｒを設定している。しかしながら、圧力調整弁１５０の不具合によって、回帰式に対し所定値以上のプラス残差となることが想定される場合には、プラス残差、もしくはプラスマイナス残差で範囲を限定しても良い。
【００６１】
基準適正電圧範囲Ｒを設定したら、各ノズル列９９の基準適正電圧および検査適正電圧と、対応する基準適正電圧範囲Ｒとを比較して、各機能液滴吐出ヘッド１７の各ノズル列９９における、基準適正電圧に対する検査適正電圧の値が、基準適正電圧範囲Ｒに外れているか否かを判定する（Ｓ４）（電圧基準判定工程）。
【００６２】
任意の機能液滴吐出ヘッド１７の両ノズル列９９（全ノズル列９９）の検査適正電圧が、各基準適正電圧範囲Ｒから外れていない場合（Ｓ５：Ａ）には、当該機能液滴吐出ヘッド１７に対応する圧力調整弁１５０を不具合なしと判定する（Ｓ６）。そして、この旨をユーザーに報知する（Ｓ７）（例えば、表示機構を備え、その旨を表示する。）。
【００６３】
また、任意の機能液滴吐出ヘッド１７の両ノズル列９９（全ノズル列９９）のうちのいずれかの検査適正電圧が、基準適正電圧範囲Ｒから外れている場合（Ｓ５：Ｂ）には、当該機能液滴吐出ヘッド１７に対応する圧力調整弁１５０を不具合なしと判定すると共に、「重量測定エラー、検査対象の機能液滴吐出ヘッド１７（ノズル列９９）に不具合あり、もしくは検査対象の圧力調整弁１５０の下流側の流路に異常がある」と判定する（Ｓ８）。そして、この旨をユーザーに報知する（Ｓ９）。
【００６４】
一方、任意の機能液滴吐出ヘッド１７の両ノズル列９９（全ノズル列９９）の検査適正電圧が、各基準適正電圧範囲Ｒから外れている場合（Ｓ５：Ｃ）には、当該機能液滴吐出ヘッド１７に対応する圧力調整弁１５０を不具合ありと判定する（Ｓ１０）。そして、この旨をユーザーに報知する（Ｓ１１）。
【００６５】
以上のような構成によれば、機能液滴吐出ヘッド１７の吐出重量に基づいて圧力調整弁１５０の不具合を検査するため、複数ショット吐出した合計吐出重量を検出することもでき、機能液の消費量や供給圧力が微小な場合にも、簡単な構成で精度良く測定することができる。ひいては、圧力調整弁１５０の不具合を簡単な構成で且つ精度良く検査することができる。また、単に吐出重量に基づいて不具合を検査すると、機能液滴吐出ヘッド１７側に不具合があった際にも、圧力調整弁１５０に不具合ありと判定されてしまうが、全ノズル列９９における検査適正電圧が基準適正電圧範囲Ｒから外れた場合にのみ、不具合ありと判定することで、機能液滴吐出ヘッド１７側の不具合が原因である適正電圧異常の場合を排除することができる。
【００６６】
また、複数の機能液滴吐出ヘッド１７による検査適正電圧と、基準適正電圧との回帰式を基準として、基準適正電圧範囲Ｒを設定することにより、検査時の環境や状態に合わせた基準適正電圧範囲Ｒを設定することができる。特に、ヘッド検査装置４０１と液滴吐出装置１とを環境の違う場所に設置している場合（例えば、環境温度により機能液の特性が変化し、吐出重量に影響する）にも、精度良く検査することができる。また、複数の機能液滴吐出ヘッド１７による検査適正電圧の測定結果を利用して、基準適正電圧範囲Ｒを設定するため、基準適正電圧範囲Ｒの設定を容易に行うことができる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、適正電圧に基づいて、圧力調整弁１５０の不具合判定を実施している。これは、機能液滴吐出ヘッド１７が劣化し、適正電圧が経時的に変化した際に行われる適正電圧の補正動作で得られた補正後の適正電圧を利用して、圧力調整弁１５０の検査動作を実施することを考慮したものである。当該作用効果を考慮しないのであれば、吐出重量に基づいて、圧力調整弁１５０の不具合判定を実施しても良い。すなわち、かかる場合には、ヘッド検査装置４０１からノズル列９９毎の吐出重量（以下、基準吐出重量と記載）を取得し、ノズル列９９毎の基準吐出重量と検査吐出重量とから基準吐出重量範囲を求めると共に、検査吐出重量と基準吐出重量範囲を比較して、圧力調整弁１５０を判定する（重量基準判定工程）。
【００６８】
また、本実施形態においては、基準適正電圧（基準吐出重量）と検査適正電圧（検査吐出重量）との回帰式を基準として、基準適正電圧範囲Ｒ（基準吐出重量範囲）を設定したが、基準適正電圧（基準吐出重量）のみに基づいて、基準適正電圧範囲Ｒ（基準吐出重量範囲）を設定するものであっても良い。例えば、ノズル列９９毎に、その基準適正電圧（基準吐出重量）の近傍範囲を基準適正電圧範囲Ｒ（基準吐出重量範囲）とする。
【００６９】
なお、本実施形態においては、液滴吐出装置１における圧力調整弁１５０の検査方法に本発明の検査方法を適用したが、キャリッジユニット５１を個別に検査するキャリッジ検査装置に、当該検査方法を適用しても良い。
【００７０】
また、本実施形態においては、ノズル列９９毎に検査適正電圧を測定し、全ノズル列９９の検査適正電圧が基準適正電圧範囲Ｒから外れている場合のみ、対応する圧力調整弁１５０を不具合ありと判定しているが、機能液滴吐出ヘッド１７毎に検査適正電圧を測定し、当該検査適正電圧が基準適正電圧範囲Ｒから外れている場合のみ、対応する圧力調整弁１５０を不具合ありと判定しても良い。
【００７１】
さらに、本実施形態では、２列のノズル列９９を有する機能液滴吐出ヘッド１７を用いたが、２列以上であれば、その数は任意である。
【符号の説明】
【００７２】
１７：機能液滴吐出ヘッド、９９：ノズル列、１５０：圧力調整弁、４１２：基準圧力調整弁、Ｒ：基準適正電圧範囲

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル列を有する液滴吐出ヘッドに連通し、前記液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を調整する圧力調整弁の不具合を、前記液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて検査する圧力調整弁の検査方法であって、
前記ノズル列毎に機能液を検査吐出させ、前記ノズル列毎の検査吐出重量を測定する吐出重量測定工程と、
測定した前記ノズル列毎の前記検査吐出重量と、検査の正常基準となる基準吐出重量範囲とを比較し、全ノズル列における前記検査吐出重量が前記基準吐出重量範囲から外れた場合にのみ、前記圧力調整弁を不具合ありと判定する重量基準判定工程と、を備えたことを特徴とする圧力調整弁の検査方法。
【請求項２】
前記基準吐出重量範囲は、不具合の無い前記圧力調整弁を用い、前記液滴吐出ヘッドから前記ノズル列毎に機能液を吐出させて求めたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁の検査方法。
【請求項３】
複数の前記液滴吐出ヘッドにそれぞれ連通する複数の前記圧力調整弁を検査対象とし、
前記基準吐出重量範囲は、
前記複数の液滴吐出ヘッドにおける、任意の液滴吐出ヘッドのノズル列毎の検査吐出重量と、不具合の無い前記圧力調整弁を用いて任意の液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて測定した基準吐出重量と、を標本とした前記検査吐出重量と前記基準吐出重量との相関関係を示す回帰式を基準として求めたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁の検査方法。
【請求項４】
前記重量基準判定工程に代えて、
測定した前記ノズル列毎の前記検査吐出重量から前記ノズル列毎の検査適正電圧を求める電圧算定工程と、
求めた前記ノズル列毎の前記検査適正電圧と、検査の正常基準となる基準適正電圧範囲とを比較し、全ノズル列における前記検査適正電圧が前記基準適正電圧範囲から外れた場合にのみ、前記圧力調整弁を不具合ありと判定する電圧基準判定工程と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整弁の検査方法。
【請求項５】
前記基準適正電圧範囲は、不具合の無い前記圧力調整弁を用い、前記液滴吐出ヘッドから前記ノズル列毎に機能液を吐出させて求めたものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力調整弁の検査方法。
【請求項６】
複数の前記液滴吐出ヘッドにそれぞれ連通する複数の前記圧力調整弁を検査対象とし、
前記基準適正電圧範囲は、
前記複数の液滴吐出ヘッドにおける、任意の液滴吐出ヘッドのノズル列毎の検査適正電圧と、不具合の無い前記圧力調整弁を用いて任意の液滴吐出ヘッドからノズル列毎に機能液を吐出させて求めた基準適正電圧と、を標本とした前記検査適正電圧と前記基準適正電圧との相関関係を示す回帰式を基準として求めたものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力調整弁の検査方法。

【図１】