塗布装置および吐出状態検査方法
【課題】隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出する吐出状態検査モードを有する塗布装置および吐出状態検査方法を提供する。
【解決手段】複数のノズル１１を有し、一部もしくは全部の隣接するノズル１１同士は、その間に駆動隔壁１４を共有し、駆動隔壁１４を伸縮させることによりノズル１１から液滴を吐出する吐出ユニット１３を備え、各ノズル１１から検査面３１へ液滴を吐出し、液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードを有する塗布装置１であって、吐出状態検査モードでは、吐出ユニット１３の各ノズル１１を、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面３１への着弾パターンの形成を行い、次に、着弾パターンから液滴の位置を確認し、不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴とする。
【解決手段】複数のノズル１１を有し、一部もしくは全部の隣接するノズル１１同士は、その間に駆動隔壁１４を共有し、駆動隔壁１４を伸縮させることによりノズル１１から液滴を吐出する吐出ユニット１３を備え、各ノズル１１から検査面３１へ液滴を吐出し、液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードを有する塗布装置１であって、吐出状態検査モードでは、吐出ユニット１３の各ノズル１１を、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面３１への着弾パターンの形成を行い、次に、着弾パターンから液滴の位置を確認し、不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により基板に塗布を行う塗布装置および吐出状態の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の画素が多数並べられて形成されている。
【０００３】
このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッドから吐出して塗布し、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成するインクジェット装置が近年用いられるようになってきている。
【０００４】
インクジェットヘッドにはインクを吐出するノズルが多数配列されており、これらのノズルから複数の画素部へ同時にインクを吐出することにより複数の色画素を同時に形成することができるが、これらノズルからインクが正常に吐出されていないと、色抜けや混色のあるカラーフィルタとなってしまう。つまり、ノズルからのインクの吐出が不安定であったり、何らかの原因でノズルが吐出不能であったりすると、当該ノズルを機能させる指令が出されても、ガラス基板に対してインクを正常に吐出することができず、製造されるカラーフィルタの品質を低下させてしまう。したがって、このような吐出に異常をきたすノズルは事前に検知し、基板へのインクの塗布には使用しないようにすることが必要である。
【０００５】
ここで、下記特許文献１では、図８に示すように透明体に液滴を各ノズルから吐出して液滴パターン８１を形成し、この液滴パターンの画像とあらかじめ記憶していた正常時の液滴パターンとの比較を行って、ノズルが正常か異常かを検査している。具体的には、図８のＡのように液滴が所定位置にないときはノズル詰まりによる異常と判断し、図８のＢのように着弾位置が所定位置よりずれているときは飛行曲がりによる異常と判断し、また、図８のＣのように液滴パターンの大きさが異常であるときはノズルの吐出量の異常と判断している。そうすることで吐出異常のノズルを検出し、そのノズルは塗布には使用しないようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１５９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載された吐出状態検査方法では、完全に吐出異常を検出することができないという問題があった。具体的には、インクジェット塗布装置には図９（ａ）に示すように、液滴を吐出する際に動作する吐出駆動部９２が、隣接するノズル９１同士で共有されているものがあり、この場合、あるノズル９１にて吐出駆動部９２が動作して液滴の吐出が行われると、そのノズル９１に隣接するノズル９１でも一部の吐出駆動部９２が動作することになる。この動作によって、図９（ｂ）に矢印で示したように、本来吐出を行わない隣接のノズル９１からも液滴が誤吐出するおそれがあった。このような誤吐出が生じた場合には、特許文献１に示された検査方法では検出が不可能であり、吐出異常であるのを見逃してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することのできる吐出状態検査モードを有する塗布装置および吐出状態検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、液滴を着弾させるターゲットである検査面と、を備え、各ノズルから基板へ液滴を吐出することにより基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、各ノズルからの液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードとを有する塗布装置であって、前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行い、次に、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴としている。
【００１０】
上記塗布装置によれば、吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと駆動隔壁を共有して隣接する吐出ノズルを、誤吐出を引き起こすノズルであるとし、検出することができる。
【００１１】
また、前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであるようにすると良い。
【００１２】
こうすることにより、不吐出ノズルに駆動隔壁を共有して隣接する吐出ノズルは１個のみであることによって、液滴が誤吐出されてしまった場合にどのノズルが原因で誤吐出が発生したのかを明確にすることができる。
【００１３】
また、前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていると良い。
【００１４】
隔壁を共有するノズルが略直線状に配列されている場合、このように吐出ノズルを設定して検査することによって、吐出ノズルを１個ずつずらして３回検査を行うことで全てのノズルの検査が可能であり、検査効率を高めることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明の吐出状態検査方法は、複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、液滴を着弾させるターゲットである検査面と、を備える塗布装置の吐出状態検査方法であって、前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行う、パターン形成工程と、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出する検査工程と、を有することを特徴としている。
【００１６】
上記吐出状態検査方法によれば、先述の通り、吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと前記隔壁を共有して隣接する吐出ノズルを、誤吐出を引き起こすノズルであるとし、検出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記の塗布装置および吐出状態検査方法によれば、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することができ、このノズルを塗布に使用しないようにすることにより、品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図であり、側面図である。
【図２】検査面および画像取得部の概略図であり、斜視図である。
【図３】本実施形態における吐出ユニットのノズル配列を示す模式図である。
【図４】ノズルから液滴を吐出する過程を示す模式図である。
【図５】隣接する不吐出ノズルから誤って液滴が吐出される過程を示す模式図である。
【図６】本実施形態における吐出状態検査を示す模式図である。
【図７】本実施形態における塗布装置の動作フローである。
【図８】従来の吐出状態検査を示す模式図である。
【図９】インクジェット塗布装置の一形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を示す模式図である。塗布装置１は、塗布部２、塗布ステージ３、測定装置４、および制御部５を備えており、塗布部２が塗布ステージ３上の基板Ｗの上方を移動しながら塗布部２内のノズルから塗布液の液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布動作が行われる。また、塗布部２が測定装置４へ液滴を吐出し、その測定装置４によって取得された液滴の吐出状態を制御部５が検査し、その結果にもとづいて、使用可能なノズルの選別が行われる。
【００２０】
なお、以下の説明では、基板Ｗへの液滴吐出時に塗布部２が移動する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。
【００２１】
塗布部２は、塗布ヘッド１０、および塗布ヘッド移動装置１２を有している。塗布ヘッド１０は塗布ヘッド移動装置１２によって塗布ステージ３上の基板Ｗおよび後述する測定装置４の検査面３１といった吐出対象までの移動が可能であり、各吐出対象まで移動した後、塗布ヘッド１０はノズル１１から各吐出対象に対して液滴の吐出を行う。
【００２２】
塗布ヘッド１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体の形状を有し、複数の吐出ユニット１３が組み込まれている。吐出ユニット１３には、複数のノズル１１が設けられており、吐出ユニット１３が塗布ヘッド１０に組み込まれることにより、ノズル１１が塗布ヘッド１０の下面に配列される形態をとる。また、塗布ヘッド１０は配管を通じてサブタンク１５とつながっている。サブタンク１５は、塗布ヘッド１０の近傍に設けられており、離間して設けられたメインタンク１６から配管を通じて供給された塗布液を一旦貯蔵し、その塗布液を塗布ヘッド１０へ高精度で供給する役割を有する。サブタンク１５から塗布ヘッド１０へ供給された塗布液は、塗布ヘッド１０内で分岐され、各吐出ユニット１３の全てのノズル１１へ供給される。
【００２３】
ここで、各ノズル１１からの液滴の吐出を安定させるために、塗布待機時には塗布液が各ノズル１１内で所定の形状の界面（メニスカス）を維持してとどまる必要があり、そのため、サブタンク１５内には真空源１７によって所定の大きさの負圧が付与されている。なお、この負圧は、サブタンク１６と真空源１７との間に設けられた真空調圧弁１８によって調圧されている。
【００２４】
そして、これらのノズル１１から塗布液の液滴が吐出されることで、塗布ヘッド１０から基板Ｗおよび検査面３１への液滴の吐出が行われる。また、各ノズル１１はそれぞれ駆動隔壁１４を有し、制御部５から各ノズル１１において吐出のオン、オフの制御を行うことにより、任意のノズル１１の駆動隔壁１４が伸縮動作し、液滴を吐出する。なお、本実施形態では、駆動隔壁１４としてピエゾアクチュエータを用いている。
【００２５】
移動装置１２はリニアステージなどで構成される直動機構であり、これに組み付けられている塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させることが可能である。制御部５にて塗布ヘッド移動装置１２の駆動を制御することにより、塗布ヘッド１０は基板Ｗおよび後述する検査面３１に対して相対的に移動することができ、基板Ｗの上方および検査面３１の上方へ移動することが可能である。また、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させ、基板Ｗの上で塗布ヘッド１０を走査させながらノズル１１から液滴を吐出することにより、連続的に基板Ｗへの塗布を行うことが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、塗布ヘッド１０はＸ軸方向だけでなく、図示しない移動装置によりＹ軸方向にも移動可能としている。これにより、塗布ヘッド１０内で吐出ユニット１３同士が間隔を設けて設置されている場合に、一度塗布を行った後に塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、その間隔を補完するように塗布することで、基板Ｗの全面へ塗布を行うことができる。また、基板ＷのＹ軸方向の幅が塗布ヘッド１０の長さよりも長い場合であっても、１回の塗布動作が完了するごとに塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、複数回に分けて塗布を行うことにより、基板Ｗの全面へ塗布を行うことが可能となっている。
【００２７】
塗布ステージ３は、基板Ｗを固定する機構を有し、基板Ｗへの塗布動作はこの塗布ステージ３の上に基板Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、塗布ステージ３は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基板Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基板Ｗを吸着固定している。
【００２８】
測定装置４は、検査面３１、および画像取得部４０を有している。測定装置４による吐出状態の測定は、先述の塗布動作を開始する前、もしくは塗布動作中に行われ、まず塗布ヘッド１０が検査面３１の上方へ移動した後、ノズル１１から検査面３１へ向けて液滴を吐出し、その液滴が検査面３１に着弾して液滴パターン２１を形成する。この液滴パターン２１が形成された検査面３１の画像データを画像取得部４０が取得する。取得した画像データは、後述の解析装置５１に転送され、そのデータをもとに各ノズル１１から吐出された液滴の着弾位置の解析が行われる。
【００２９】
検査面３１および画像取得部４０の構成の詳細を図２に示す。本実施形態では、検査面３１は帯状フィルム３２であり、その両端は図示しない巻きだしローラおよび巻き取りローラにつながっている。ここで制御部５からの制御により巻き取りローラが回転することで、帯状フィルム３２が巻き取られ、同時に供給ローラから帯状フィルムが巻き出される。帯状フィルム３２の巻き取りおよび巻きだし動作を吐出状態測定を行う前に行うことにより、液滴や異物の無い面に液滴パターン２１を形成し、吐出状態測定を行うことができる。
【００３０】
また、この巻き取りおよび巻きだし動作は、吐出状態測定を行う度に行う必要はなく、前回の吐出状態測定を行った後、まだ帯状フィルム３２上に吐出状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域が残存するならば、次回の吐出状態測定では塗布ヘッド１０の位置を変えてその領域を用いても良い。この場合、複数回の吐出状態測定を行った結果、帯状フィルム３２上に吐出状態測定を行うことができる程度の領域が無くなったときに、巻き取りおよび巻きだし動作が実施され、液滴や異物の無い面が準備される。本実施形態では、Ｘ軸方向に１００ｍｍの幅を有する帯状フィルム３２に対し、Ｘ軸方向に吐出位置をずらしながら８回程度の吐出状態測定を行った後、巻き取りおよび巻きだし動作を行っている。こうすることにより、帯状フィルム３２を効率的に使用し、かつ、他の吐出状態測定で形成された液滴パターン２１の影響を受けることの無い吐出状態測定を行っている。
【００３１】
また、巻きだしローラと巻き取りローラの間には複数のガイドローラ３３が帯状フィルム３２に当接しており、図上に鎖線で示す帯状フィルム３２上の液滴が着弾する着弾領域３４が水平になるよう、帯状フィルム３２はガイドローラ３３によりガイドされている。また、着弾領域３４の下方には、帯状フィルム３２を吸着するための吸着テーブル３５が備えられている。吸着テーブル３５は、帯状フィルム３２と当接する面がほぼ平坦である。また、帯状フィルム３２と当接する面は吸引口を有し、図示しない真空ポンプなどを駆動させることにより吸引力を持つことが可能である。吐出状態測定中はこの吸着テーブル３５が着弾領域３４を含む領域分の帯状フィルム３２を吸着固定することにより、吐出状態測定中に着弾領域３４にかかる部分で液滴パターン２１の位置がずれてしまうことを防いでいる。
【００３２】
画像取得部４０は、画像認識カメラ４１、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３を有している。画像認識カメラ４１は長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３に組み付けられており、これらの移動装置を駆動させることにより、画像認識カメラ４１はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能である。
【００３３】
画像認識カメラ４１は、本実施形態ではモノクロのＣＣＤカメラであり、画像取得のタイミングについて外部からの制御が可能である。制御部５により指示を与えることで、この画像認識カメラ４１は連続して画像データを取得し、この取得した画像データはケーブルを介して後述の解析装置５１へ転送される。
【００３４】
長手方向移動装置４２は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１を塗布ヘッド１０の長手方向（Ｙ軸方向）に移動させることが可能である。また、走査方向移動装置４３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１および長手方向移動装置４２を塗布ヘッド１０が塗布時に走査する方向（Ｘ軸方向）に移動させることが可能である。
【００３５】
ここで、制御部５により長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３の駆動を制御することにより、画像認識カメラ４１は検査面３１に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動することが可能である。吐出状態測定中にこれらの移動機構を駆動させて画像認識カメラ４１が移動しながら検査面３１の画像データを連続して取得することにより、着弾領域３４に形成された全ての液滴パターン２１を撮像し、測定を行うことが可能である。
【００３６】
また、液滴を検査面３１に着弾させる時には塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する必要があるため、走査方向移動装置４３を駆動させることにより、塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する間、画像認識カメラ４１をＸ軸方向に移動させて退避させることも可能である。
【００３７】
また、画像取得部４０のその他の構成として、複数台の画像認識カメラ４１がＹ軸方向に並べて設けられ、画像取得時に画像認識カメラ４１は移動せずに全ての液滴パターン２１の画像を取得する構成であっても良い。
【００３８】
制御部５は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布ヘッド１０への送液、ノズル１１からの液滴の吐出および吐出量の調節、画像認識カメラ４１による画像取得、各移動機構の駆動などの動作の制御を行う。また、制御部５は、解析装置５１を有し、画像認識カメラ４１によって得られた液滴パターン２１の画像をもとに各ノズル１１の吐出の良否を判定する。
【００３９】
解析装置５１は、ＣＰＵおよびＲＡＭやＲＯＭを有するコンピュータであり、画像認識カメラ４１によって得られた画像より各液滴パターン２１の着弾位置を算出して、各ノズル１１の吐出状態を確認する。解析装置５１には、画像データの各構成画素の輝度情報をもとに画像データから液滴パターン２１の外形データを抽出する画像処理部、画像処理部により抽出した各液滴パターン２１の外形データから重心位置データを算出し、この重心位置データから各ノズル１１の吐出の良否を判定する解析部など、各機能を実行するためのプログラムが記憶されている。また、解析装置５１は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、画像データや、解析部により算出された各液滴パターン２１の重心位置データ、各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データ、使用可能なノズル１１の情報などがこの記憶装置に記憶される。ここで、各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データは、各ノズル１１の配置に関する設計寸法をもとに作成され、記憶装置に保存されている。
【００４０】
また、解析装置５１は、画像認識カメラ４１とケーブルを介して連結されており、画像認識カメラ４１で取得された画像データを自身に取り込み、記憶装置に記憶することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の吐出ユニット１３におけるノズル１１の配列ついて、図３に示す。図３（ａ）は、ノズル１１の配列を、図３（ｂ）は、吐出ユニット１３から吐出された液滴の配列を示している。
【００４２】
本実施形態の吐出ユニット１３では、ノズル１１は、図３（ａ）に示すように、長手方向（Ｙ軸方向）に略直線状に配列されており、これらのノズル１１を、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、・・・と、３個周期でＡ相、Ｂ相、およびＣ相と呼んでいる。また、隣接するノズル１１同士では、駆動隔壁１４を共有している。この駆動隔壁１４が変形動作し、広がった状態から狭まった状態に移行することでノズル１１の容積が減少し、ノズル１１内の液滴が押し出され、外部へ吐出される。
【００４３】
また、１つの吐出ユニット１３には、このようにＹ軸方向に略直線状に配列されたノズル１１の群がＸ軸方向に２組並べて設けられており、これらをＲ列、Ｌ列と呼んでいる。なお、Ｒ列のノズル１１と、Ｌ列のノズル１１との間では、駆動隔壁１４は共有していない。
【００４４】
吐出ユニット１３の全てのノズル１１から液滴の吐出を行った場合、着弾した液滴の液滴パターン２１は、図３（ｂ）に示すように、ノズル１１の配列にならった配列となる。
【００４５】
次に、駆動隔壁１４の動作によりノズル１１から液滴が吐出される過程を、図４に示す。図４（ａ）は、駆動隔壁１４へ印加される電圧の推移を示す線図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の印加電圧の推移による駆動隔壁１４の形状の変化を示す模式図である。
【００４６】
時刻ｔ１までは、駆動隔壁１４には電圧はかけられておらず、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）である。
【００４７】
時刻ｔ１からｔ２の間は、正の電圧（Ｖ１）がかけられ、ノズル１１を挟む両側の駆動隔壁１４が広がる方向に変形し（（２）の状態）、ノズル１１の容積が大きくなり、塗布液をノズル１１内に引き込む。
【００４８】
時刻ｔ２からｔ３の間は、逆に負の電圧（−Ｖ２）がかけられ、両側の駆動隔壁１４が狭まる方向に変形し（（３）の状態）、ノズル１１の容積が小さくなる。このとき、（２）の状態において引き込まれていた塗布液は、先述の真空源１７による負圧を打ち破ってノズル１１の外部へ押し出される。これが、液滴の吐出となる。
【００４９】
時刻ｔ３以降は、電圧はかけられていない状態となり、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）に戻る。これらの一連の動作を任意のタイミングで行うことにより、任意のタイミングでノズル１１から液滴を吐出する。
【００５０】
ここで、隣接するノズル１１同士が駆動隔壁１４を共有しているため、隣接するノズル１１同士は同時に図４に示したような液滴吐出の動作を行うことができないが、Ａ相のノズル１１同士（もしくはＢ相のノズル１１同士、もしくはＣ相のノズル１１同士）では、互いに隣接していないため、同時に液滴の吐出を行うことが可能である。そこで、基板Ｗもしくは検査面３１などに液滴の吐出を行う際は、Ａ相から吐出するタイミング、Ｂ相から吐出するタイミング、およびＣ相から吐出するタイミングをそれぞれずらして設けており、あらかじめ設けられた吐出および不吐出の設定に従い、同一の相かつ吐出設定であるノズル１１から一斉に吐出を行う。
【００５１】
一方、上記のように、隣接するノズル１１同士が駆動隔壁１４を共有する形態を吐出ユニット１３が有している場合、隣接するノズル１１の吐出動作に影響され、誤って液滴を吐出してしまうおそれがある。その過程を図５に示す。
【００５２】
図５（ａ）に四角枠で囲ったＡ相のノズル１１からのみ液滴を吐出する場合を例に挙げる。図３で示した通り、このＡ相のノズル１１を挟む両側の駆動隔壁１４がまず開いた形状をとり、次に閉じた形状をとることによって、ノズル１１から液滴が吐出され、検査面３１などの塗布対象に１個の液滴パターン２１を形成する。
【００５３】
このとき、このＡ相のノズル１１に隣接するＢ相およびＣ相のノズル１１でも、片側だけではあるが駆動隔壁１４の伸縮動作が起こっていることになる。具体的には図５（ａ）で示したようにＡ相のノズル１１が狭まった状態になったときにＢ相およびＣ相のノズル１１は片側の駆動隔壁１４のみ広がった状態となって容積が増加し、図５（ｂ）で示したようにＡ相のノズル１１が基本状態になったときにＢ相およびＣ相のノズル１１も基本状態となって容積が元に戻る。
【００５４】
通常は、片側の駆動隔壁１４のみが広がった状態から基本状態に戻るだけの容積変化では真空源１７による負圧の効果により液滴がノズル１１から吐出されることはないように、駆動隔壁１４の駆動電圧や負圧の圧力値などが設定されているが、ノズル１１内の何らかの要因により、この容積変化だけでも液滴が誤吐出されてしまう場合が生じうる。
【００５５】
図５（ｂ）は、Ａ相のノズル１１の吐出動作によって、不吐出であるはずのＢ相のノズル１１から液滴が誤吐出された場合を示している。このように、Ａ相のノズル１１より吐出を行うことでＢ相のノズル１１からも誤吐出されてしまうと、安定した塗布ができない。したがって、安定した塗布を行うためには、検査によってこのＡ相のノズル１１を検出し、誤吐出したＢ相のノズル１１とともに塗布に使用しないよう設定する必要がある。
【００５６】
次に、本実施形態における吐出状態検査の過程を模式的に図６に示す。
【００５７】
本実施形態では、先述の通りＡ相、Ｂ相、およびＣ相と呼ぶノズル１１が順番に繰り返して略直線状に配列された状態において、１回の吐出状態検査では、Ａ相のみ、もしくはＢ相のみ、もしくはＣ相のみといったように、同一の相のノズル１１のみが、吐出を行う吐出ノズルと設定されており、その他のノズル１１は、吐出を行わない不吐出ノズルと設定されている。すなわち、略直線状に配列されたノズル１１に対して、吐出ノズルが２個飛びに設定されている。そして、吐出ノズルと設定したノズル１１から液滴が検査面３１に吐出され、そこで形成された液滴パターン２１をもとに検査が行われている。
【００５８】
図６（ａ）は、Ａ相のノズル１１のみが吐出ノズルと設定され、液滴の吐出が行われた例であり、この吐出で得られた液滴パターン２１をもとに、各液滴パターン２１の重心位置データが算出され、誤吐出ノズルの有無の検査が行われる。
【００５９】
ここで、解析装置５１が行う、各液滴パターン２１の重心位置データの算出方法について、以下に説明する。
【００６０】
まず、解析装置５１自身に取り込んだ画像データに対して、画像処理部がその画像データの各構成画素ごとの輝度値を計測する。そして、輝度値の計測により得られた、隣接画素間の輝度値の変化の度合いの情報をもとに、画像処理部が画像データから各液滴パターン２１の外形データを抽出する。ここで、本実施形態では、液滴パターン２１の外形データを抽出するにあたって、液滴パターン２１の外形をより明確に確認し、抽出を容易とするために、画像処理部は、まず画像データを構成する各画素の輝度に対して所定の輝度値をしきい値として二値化し、例えば液滴部分が黒く、その他の部分が白くなるような白黒データに置き換え、この白黒データに対して液滴パターン２１の外形データの抽出を行っている。
【００６１】
そして、解析部が各外形データに対して個々に外接する矩形を求め、その矩形の重心を算出する方法などにより、液滴パターン２１の重心位置を算出する。
【００６２】
ここで、先述の通り、解析装置５１の記憶装置には各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データがあらかじめ計算され、保存されており、上記の通り算出された各液滴の重心位置データと、この着弾位置データとを比較することによって、各液滴がどのノズルから吐出されたものかが決定される。その結果、不吐出ノズルであるはずのノズル１１から液滴が吐出されたときに着弾するであろう位置に液滴パターン２１が確認された場合、この不吐出ノズルを検出するとともに、この不吐出ノズルに隣接する吐出ノズルがこの誤吐出を引き起こしたものであると検出される。
【００６３】
図６（ｂ）の例では、Ａ相のノズル１１から液滴を吐出して吐出状態検査を行っているので、解析装置５１の解析部は、画像データから抽出した液滴パターン２１の外形データの中で、Ｂ相およびＣ相のノズル１１から液滴を吐出した場合の着弾位置（四角枠の位置）に存在するものがあるか否かを確認する。その結果、不吐出ノズルであるＢ相のノズル１１における着弾位置に液滴が１個、Ｃ相のノズル１１における着弾位置に液滴が１個確認されたので、これらのノズル１１に隣接する吐出ノズルであるＡ相の吐出ノズル１１が誤吐出の原因であると検出される。
【００６４】
そして、このように解析装置５１の解析部によって誤吐出を起こしたノズル１１および誤吐出の原因となったノズル１１が検出された場合、これらのノズル１１は使用不可であると解析部によって判定され、記憶装置に保存されている使用可能なノズル１１の情報が検出結果にもとづいて更新され、この吐出状態検査以降の塗布条件に反映される。
【００６５】
そして、上記と同様の検査が、Ｂ相のみ、およびＣ相のみから液滴が吐出された場合にも行われ、これらの検査結果を総合することにより、全てのノズル１１に対して誤吐出の有無の検査が行われる。
【００６６】
このように、吐出状態検査の際に吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルが原因であるとし、誤吐出するノズル１１、およびそれに隣接する、誤吐出を引き起こすノズル１１を検出することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、図６（ａ）に例示したように、不吐出ノズルであるＢ相のノズル１１、およびＣ相のノズル１１には、吐出ノズル（Ａ相のノズル１１）が１個のみ駆動隔壁１４を共有して隣接する形態となっている。また、Ｒ列のノズル群とＬ列のノズル群との間には、駆動隔壁１４は存在しないため、どの不吐出ノズルにおいても、駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルは、１個のみとなっている。そうすることにより、図６（ｂ）にて不吐出ノズルであるＢ相およびＣ相のノズル１１で液滴の誤吐出が発生した場合、そのノズル１１に隣接するＡ相のノズル１１が原因と特定できるように、どのノズルが原因で誤吐出が発生したのかをその検査だけで明確にすることができる。
【００６８】
仮に、ある不吐出ノズルが、駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルを２つ以上有していた場合、この不吐出ノズルにて液滴の誤吐出が発生した場合にはどの吐出ノズルが原因であるかを明確にすることができず、あらためて検査が必要となるため、どの不吐出ノズルにおいても駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルは１個のみとすると良いことが分かる。
【００６９】
また、本実施形態のように、ノズル１１と駆動隔壁１４とが略直線状に配列されている場合、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることによって、最初はＡ相のみ吐出して検査し、次にＢ相のみ吐出して検査し、最後にＣ相のみ吐出して検査する、というように吐出ノズルを１個ずつずらして３回検査を行うことで、全てのノズル１１に対して誤吐出の有無の検査を完了させることが可能であり、検査効率を高めることができる。
【００７０】
次に、塗布装置１による各ノズル１１の吐出状態検査の動作フローを図７に示す。
【００７１】
まず、検査面３１において、吐出状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域を確保する。具体的には、吸着テーブル３５の吸着固定が解除され（ステップＳ１）、巻き取りローラが回転することで検査面３１が所定の長さだけ巻き取られ（ステップＳ２）、あらためて吸着テーブル３５の吸着固定が行われる（ステップＳ３）。ここで、このステップを行う前に、検査面３１に吐出状態測定を行うことができる程度の領域が残存しているならば、このステップはスキップしても良い。
【００７２】
次に、検査面３１上で塗布ヘッド１０と干渉することが無いよう、走査方向移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が退避する（ステップＳ４）。画像認識カメラ４１の退避が完了すると、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ５）。
【００７３】
次に、吐出ノズル、および不吐出ノズルが設定された状態で、各ノズル１１から液滴が検査面３１へ吐出される。先述の通り、本実施形態では同一の相のノズル１１からのみ吐出を行うようにしており、本説明では、まずＡ相のノズル１１より液滴が吐出される（ステップＳ６）。
【００７４】
Ａ相のノズル１１からの液滴の吐出が完了したら、次に液滴パターン２１の画像取得が行えるように、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が退避し（ステップＳ７）、退避が完了した後、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ８）。そして、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３によって画像認識カメラ４１が移動しながら連続して画像を取得することにより、全ての液滴パターン２１の着弾状態の画像データが取得される（ステップＳ９）。そしてその画像データが解析装置５１へ転送され、記憶装置へ記憶される（ステップＳ１０）。
【００７５】
次に、解析装置４２の画像処理部によって、解析装置５１に記憶された画像データから液滴パターン２１の外形データが抽出され（ステップＳ１１）、そして、解析装置５１の解析部によって、液滴パターン２１の外形データから各液滴パターン２１の重心位置データが算出される（ステップＳ１２）。
【００７６】
次に、得られた各液滴パターン２１の重心位置データをもとに、液滴の誤吐出の有無の検査が行われる。具体的には、以下の通りである。
【００７７】
ステップＳ６では、Ａ相のノズル１１から液滴を吐出しているため、誤吐出の有無の検査は、不吐出ノズルであるＢ相およびＣ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置に液滴パターンが存在するか否かを確認する。
【００７８】
まず、Ｂ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置データに対し、この近傍に重心位置データを有する液滴パターン２１の有無を検査する（ステップＳ１３）。もし、そのような液滴パターン２１が存在していた場合、それはＢ相のノズル１１から誤吐出されたものであると判断してそのノズル１１は使用不可とし、また、このノズル１１と駆動隔壁１４を共有して隣接するＡ相のノズル１１（図６（ｂ）で示す、Ｂ相のノズル１１の左隣のＡ相のノズル１１）も、誤吐出を引き起こす不良ノズルとして、使用不可とする（ステップＳ１４）。
【００７９】
次に、Ｃ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置データに対し、この近傍に重心位置データを有する液滴パターン２１の有無を検査する（ステップＳ１５）。もし、そのような液滴パターン２１が存在していた場合、それはＣ相のノズル１１から誤吐出されたものであると判断してそのノズル１１は使用不可とし、また、このノズル１１と駆動隔壁１４を共有して隣接するＡ相のノズル１１（図６（ｂ）で示す、Ｃ相のノズル１１の右隣のＡ相のノズル１１）も、誤吐出を引き起こす不良ノズルとして、使用不可とする（ステップＳ１６）。
【００８０】
次に、Ｂ相のノズル１１より液滴を吐出し、検査を行うため、上記ステップＳ４からステップＳ１６と同様のステップが実施される（ステップＳ４’〜ステップＳ１６’）。ここで、上記ステップＳ６にあたるステップＳ６’では、Ｂ相のノズル１１より液滴を吐出する。また、上記ステップＳ１３にあたるステップＳ１３’ではＣ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１４にあたるステップＳ１４’では当該Ｃ相のノズル１１とそれに隣接するＢ相のノズル１１とをＮＧと判定する。また、上記ステップＳ１５にあたるステップＳ１５’ではＡ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１６にあたるステップＳ１６’では当該Ａ相のノズル１１とそれに隣接するＢ相のノズル１１とをＮＧと判定する。
【００８１】
次に、Ｃ相のノズル１１より液滴を吐出し、検査を行うため、上記ステップＳ４からステップＳ１６と同様のステップが実施される（ステップＳ４’’〜ステップＳ１６’’）。ここで、上記ステップＳ６にあたるステップＳ６’’では、Ｃ相のノズル１１より液滴を吐出する。また、上記ステップＳ１３にあたるステップＳ１３’’ではＡ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１４にあたるステップＳ１４’’では当該Ａ相のノズル１１とそれに隣接するＣ相のノズル１１とをＮＧと判定する。また、上記ステップＳ１５にあたるステップＳ１５’’ではＢ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１６にあたるステップＳ１６’’では当該Ｂ相のノズル１１とそれに隣接するＣ相のノズル１１とをＮＧと判定する。
【００８２】
以上のステップを経ることによって、全てのノズル１１に対して誤吐出を引き起こしているか否かの検査が完了する。最後に、この検査結果を反映し、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新されると（ステップＳ１７）、一連の吐出状態検査動作が完了する。
【００８３】
以上説明した通りの吐出状態検査動作を有する塗布装置および吐出状態検査方法により、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することが可能である。そして、この吐出状態検査と、特許文献１に示すようなノズル詰まり、飛行曲がり、および吐出量異常の検査とを組み合わせて実施することにより、あらゆる吐出異常を検出することができ、より品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【００８４】
また、ここまでの説明では、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１が塗布ステージ３および検査面３１に対して相対移動する構成について、本実施形態では、走査方向移動装置４３および塗布ヘッド移動装置１２を備え、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１がそれぞれ独立してＸ軸方向に移動しているが、塗布ヘッド１０と画像認識カメラ４１を一つの架台にまとめて固定し、それをＸ軸方向に移動させるようにすることにより、上記の二つの移動機構を一つにまとめた構成としても良い。
【００８５】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に移動機構を設けるのではなく、検査面３１および塗布ステージ３に移動機構を設け、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に対して検査面３１および塗布ステージ３が相対移動する構成としても良い。
【００８６】
また、画像認識カメラ４１および解析装置５１を設けず、検査面３１に吐出した液滴の液滴パターン２１を目視で確認し、誤吐出の有無の検査を行っても良い。
【００８７】
また、検査面３１は、本実施形態のようなフィルム状だけでなく、ガラス板など板状であっても良い。ただし、この場合は、液滴を吐出させる領域が無くなる毎に検査面３１を交換する必要がある。また、検査面３１を基板Ｗに対して別個に設けず、基板Ｗに液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、この着弾パターン２１に対して吐出状態検査を実施しても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１ 塗布装置
２ 塗布部
３ 塗布ステージ
４ 測定装置
５ 制御部
１０ 塗布ヘッド
１１ ノズル
１２ 塗布ヘッド移動装置
１３ 吐出ユニット
１４ 駆動隔壁
１５ サブタンク
１６ メインタンク
１７ 真空源
１８ 真空調圧弁
２１ 液滴パターン
３１ 検査面
３２ 帯状フィルム
３３ ガイドローラ
３４ 着弾領域
３５ 吸着テーブル
４０ 画像取得部
４１ 画像認識カメラ
４２ 長手方向移動装置
４３ 走査方向移動装置
５１ 解析装置
８１ 液滴パターン
９１ ノズル
９２ 吐出駆動部
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により基板に塗布を行う塗布装置および吐出状態の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の画素が多数並べられて形成されている。
【０００３】
このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッドから吐出して塗布し、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成するインクジェット装置が近年用いられるようになってきている。
【０００４】
インクジェットヘッドにはインクを吐出するノズルが多数配列されており、これらのノズルから複数の画素部へ同時にインクを吐出することにより複数の色画素を同時に形成することができるが、これらノズルからインクが正常に吐出されていないと、色抜けや混色のあるカラーフィルタとなってしまう。つまり、ノズルからのインクの吐出が不安定であったり、何らかの原因でノズルが吐出不能であったりすると、当該ノズルを機能させる指令が出されても、ガラス基板に対してインクを正常に吐出することができず、製造されるカラーフィルタの品質を低下させてしまう。したがって、このような吐出に異常をきたすノズルは事前に検知し、基板へのインクの塗布には使用しないようにすることが必要である。
【０００５】
ここで、下記特許文献１では、図８に示すように透明体に液滴を各ノズルから吐出して液滴パターン８１を形成し、この液滴パターンの画像とあらかじめ記憶していた正常時の液滴パターンとの比較を行って、ノズルが正常か異常かを検査している。具体的には、図８のＡのように液滴が所定位置にないときはノズル詰まりによる異常と判断し、図８のＢのように着弾位置が所定位置よりずれているときは飛行曲がりによる異常と判断し、また、図８のＣのように液滴パターンの大きさが異常であるときはノズルの吐出量の異常と判断している。そうすることで吐出異常のノズルを検出し、そのノズルは塗布には使用しないようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１５９５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載された吐出状態検査方法では、完全に吐出異常を検出することができないという問題があった。具体的には、インクジェット塗布装置には図９（ａ）に示すように、液滴を吐出する際に動作する吐出駆動部９２が、隣接するノズル９１同士で共有されているものがあり、この場合、あるノズル９１にて吐出駆動部９２が動作して液滴の吐出が行われると、そのノズル９１に隣接するノズル９１でも一部の吐出駆動部９２が動作することになる。この動作によって、図９（ｂ）に矢印で示したように、本来吐出を行わない隣接のノズル９１からも液滴が誤吐出するおそれがあった。このような誤吐出が生じた場合には、特許文献１に示された検査方法では検出が不可能であり、吐出異常であるのを見逃してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することのできる吐出状態検査モードを有する塗布装置および吐出状態検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、液滴を着弾させるターゲットである検査面と、を備え、各ノズルから基板へ液滴を吐出することにより基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、各ノズルからの液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードとを有する塗布装置であって、前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行い、次に、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴としている。
【００１０】
上記塗布装置によれば、吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと駆動隔壁を共有して隣接する吐出ノズルを、誤吐出を引き起こすノズルであるとし、検出することができる。
【００１１】
また、前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであるようにすると良い。
【００１２】
こうすることにより、不吐出ノズルに駆動隔壁を共有して隣接する吐出ノズルは１個のみであることによって、液滴が誤吐出されてしまった場合にどのノズルが原因で誤吐出が発生したのかを明確にすることができる。
【００１３】
また、前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていると良い。
【００１４】
隔壁を共有するノズルが略直線状に配列されている場合、このように吐出ノズルを設定して検査することによって、吐出ノズルを１個ずつずらして３回検査を行うことで全てのノズルの検査が可能であり、検査効率を高めることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明の吐出状態検査方法は、複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、液滴を着弾させるターゲットである検査面と、を備える塗布装置の吐出状態検査方法であって、前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行う、パターン形成工程と、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出する検査工程と、を有することを特徴としている。
【００１６】
上記吐出状態検査方法によれば、先述の通り、吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと前記隔壁を共有して隣接する吐出ノズルを、誤吐出を引き起こすノズルであるとし、検出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記の塗布装置および吐出状態検査方法によれば、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することができ、このノズルを塗布に使用しないようにすることにより、品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示す模式図であり、側面図である。
【図２】検査面および画像取得部の概略図であり、斜視図である。
【図３】本実施形態における吐出ユニットのノズル配列を示す模式図である。
【図４】ノズルから液滴を吐出する過程を示す模式図である。
【図５】隣接する不吐出ノズルから誤って液滴が吐出される過程を示す模式図である。
【図６】本実施形態における吐出状態検査を示す模式図である。
【図７】本実施形態における塗布装置の動作フローである。
【図８】従来の吐出状態検査を示す模式図である。
【図９】インクジェット塗布装置の一形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を示す模式図である。塗布装置１は、塗布部２、塗布ステージ３、測定装置４、および制御部５を備えており、塗布部２が塗布ステージ３上の基板Ｗの上方を移動しながら塗布部２内のノズルから塗布液の液滴を吐出することにより、基板Ｗへの塗布動作が行われる。また、塗布部２が測定装置４へ液滴を吐出し、その測定装置４によって取得された液滴の吐出状態を制御部５が検査し、その結果にもとづいて、使用可能なノズルの選別が行われる。
【００２０】
なお、以下の説明では、基板Ｗへの液滴吐出時に塗布部２が移動する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。
【００２１】
塗布部２は、塗布ヘッド１０、および塗布ヘッド移動装置１２を有している。塗布ヘッド１０は塗布ヘッド移動装置１２によって塗布ステージ３上の基板Ｗおよび後述する測定装置４の検査面３１といった吐出対象までの移動が可能であり、各吐出対象まで移動した後、塗布ヘッド１０はノズル１１から各吐出対象に対して液滴の吐出を行う。
【００２２】
塗布ヘッド１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体の形状を有し、複数の吐出ユニット１３が組み込まれている。吐出ユニット１３には、複数のノズル１１が設けられており、吐出ユニット１３が塗布ヘッド１０に組み込まれることにより、ノズル１１が塗布ヘッド１０の下面に配列される形態をとる。また、塗布ヘッド１０は配管を通じてサブタンク１５とつながっている。サブタンク１５は、塗布ヘッド１０の近傍に設けられており、離間して設けられたメインタンク１６から配管を通じて供給された塗布液を一旦貯蔵し、その塗布液を塗布ヘッド１０へ高精度で供給する役割を有する。サブタンク１５から塗布ヘッド１０へ供給された塗布液は、塗布ヘッド１０内で分岐され、各吐出ユニット１３の全てのノズル１１へ供給される。
【００２３】
ここで、各ノズル１１からの液滴の吐出を安定させるために、塗布待機時には塗布液が各ノズル１１内で所定の形状の界面（メニスカス）を維持してとどまる必要があり、そのため、サブタンク１５内には真空源１７によって所定の大きさの負圧が付与されている。なお、この負圧は、サブタンク１６と真空源１７との間に設けられた真空調圧弁１８によって調圧されている。
【００２４】
そして、これらのノズル１１から塗布液の液滴が吐出されることで、塗布ヘッド１０から基板Ｗおよび検査面３１への液滴の吐出が行われる。また、各ノズル１１はそれぞれ駆動隔壁１４を有し、制御部５から各ノズル１１において吐出のオン、オフの制御を行うことにより、任意のノズル１１の駆動隔壁１４が伸縮動作し、液滴を吐出する。なお、本実施形態では、駆動隔壁１４としてピエゾアクチュエータを用いている。
【００２５】
移動装置１２はリニアステージなどで構成される直動機構であり、これに組み付けられている塗布ヘッド１０をＸ軸方向に移動させることが可能である。制御部５にて塗布ヘッド移動装置１２の駆動を制御することにより、塗布ヘッド１０は基板Ｗおよび後述する検査面３１に対して相対的に移動することができ、基板Ｗの上方および検査面３１の上方へ移動することが可能である。また、塗布ヘッド移動装置１２を駆動させ、基板Ｗの上で塗布ヘッド１０を走査させながらノズル１１から液滴を吐出することにより、連続的に基板Ｗへの塗布を行うことが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、塗布ヘッド１０はＸ軸方向だけでなく、図示しない移動装置によりＹ軸方向にも移動可能としている。これにより、塗布ヘッド１０内で吐出ユニット１３同士が間隔を設けて設置されている場合に、一度塗布を行った後に塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、その間隔を補完するように塗布することで、基板Ｗの全面へ塗布を行うことができる。また、基板ＷのＹ軸方向の幅が塗布ヘッド１０の長さよりも長い場合であっても、１回の塗布動作が完了するごとに塗布ヘッド１０をＹ軸方向にずらし、複数回に分けて塗布を行うことにより、基板Ｗの全面へ塗布を行うことが可能となっている。
【００２７】
塗布ステージ３は、基板Ｗを固定する機構を有し、基板Ｗへの塗布動作はこの塗布ステージ３の上に基板Ｗを載置し、固定した状態で行われる。本実施形態では、塗布ステージ３は吸着機構を有しており、図示しない真空ポンプなどを動作させることにより、基板Ｗと当接する面に吸引力を発生させ、基板Ｗを吸着固定している。
【００２８】
測定装置４は、検査面３１、および画像取得部４０を有している。測定装置４による吐出状態の測定は、先述の塗布動作を開始する前、もしくは塗布動作中に行われ、まず塗布ヘッド１０が検査面３１の上方へ移動した後、ノズル１１から検査面３１へ向けて液滴を吐出し、その液滴が検査面３１に着弾して液滴パターン２１を形成する。この液滴パターン２１が形成された検査面３１の画像データを画像取得部４０が取得する。取得した画像データは、後述の解析装置５１に転送され、そのデータをもとに各ノズル１１から吐出された液滴の着弾位置の解析が行われる。
【００２９】
検査面３１および画像取得部４０の構成の詳細を図２に示す。本実施形態では、検査面３１は帯状フィルム３２であり、その両端は図示しない巻きだしローラおよび巻き取りローラにつながっている。ここで制御部５からの制御により巻き取りローラが回転することで、帯状フィルム３２が巻き取られ、同時に供給ローラから帯状フィルムが巻き出される。帯状フィルム３２の巻き取りおよび巻きだし動作を吐出状態測定を行う前に行うことにより、液滴や異物の無い面に液滴パターン２１を形成し、吐出状態測定を行うことができる。
【００３０】
また、この巻き取りおよび巻きだし動作は、吐出状態測定を行う度に行う必要はなく、前回の吐出状態測定を行った後、まだ帯状フィルム３２上に吐出状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域が残存するならば、次回の吐出状態測定では塗布ヘッド１０の位置を変えてその領域を用いても良い。この場合、複数回の吐出状態測定を行った結果、帯状フィルム３２上に吐出状態測定を行うことができる程度の領域が無くなったときに、巻き取りおよび巻きだし動作が実施され、液滴や異物の無い面が準備される。本実施形態では、Ｘ軸方向に１００ｍｍの幅を有する帯状フィルム３２に対し、Ｘ軸方向に吐出位置をずらしながら８回程度の吐出状態測定を行った後、巻き取りおよび巻きだし動作を行っている。こうすることにより、帯状フィルム３２を効率的に使用し、かつ、他の吐出状態測定で形成された液滴パターン２１の影響を受けることの無い吐出状態測定を行っている。
【００３１】
また、巻きだしローラと巻き取りローラの間には複数のガイドローラ３３が帯状フィルム３２に当接しており、図上に鎖線で示す帯状フィルム３２上の液滴が着弾する着弾領域３４が水平になるよう、帯状フィルム３２はガイドローラ３３によりガイドされている。また、着弾領域３４の下方には、帯状フィルム３２を吸着するための吸着テーブル３５が備えられている。吸着テーブル３５は、帯状フィルム３２と当接する面がほぼ平坦である。また、帯状フィルム３２と当接する面は吸引口を有し、図示しない真空ポンプなどを駆動させることにより吸引力を持つことが可能である。吐出状態測定中はこの吸着テーブル３５が着弾領域３４を含む領域分の帯状フィルム３２を吸着固定することにより、吐出状態測定中に着弾領域３４にかかる部分で液滴パターン２１の位置がずれてしまうことを防いでいる。
【００３２】
画像取得部４０は、画像認識カメラ４１、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３を有している。画像認識カメラ４１は長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３に組み付けられており、これらの移動装置を駆動させることにより、画像認識カメラ４１はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動することが可能である。
【００３３】
画像認識カメラ４１は、本実施形態ではモノクロのＣＣＤカメラであり、画像取得のタイミングについて外部からの制御が可能である。制御部５により指示を与えることで、この画像認識カメラ４１は連続して画像データを取得し、この取得した画像データはケーブルを介して後述の解析装置５１へ転送される。
【００３４】
長手方向移動装置４２は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１を塗布ヘッド１０の長手方向（Ｙ軸方向）に移動させることが可能である。また、走査方向移動装置４３は、リニアステージなどで構成される直動機構であり、画像認識カメラ４１および長手方向移動装置４２を塗布ヘッド１０が塗布時に走査する方向（Ｘ軸方向）に移動させることが可能である。
【００３５】
ここで、制御部５により長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３の駆動を制御することにより、画像認識カメラ４１は検査面３１に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に相対的に移動することが可能である。吐出状態測定中にこれらの移動機構を駆動させて画像認識カメラ４１が移動しながら検査面３１の画像データを連続して取得することにより、着弾領域３４に形成された全ての液滴パターン２１を撮像し、測定を行うことが可能である。
【００３６】
また、液滴を検査面３１に着弾させる時には塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する必要があるため、走査方向移動装置４３を駆動させることにより、塗布ヘッド１０が検査面３１の真上に位置する間、画像認識カメラ４１をＸ軸方向に移動させて退避させることも可能である。
【００３７】
また、画像取得部４０のその他の構成として、複数台の画像認識カメラ４１がＹ軸方向に並べて設けられ、画像取得時に画像認識カメラ４１は移動せずに全ての液滴パターン２１の画像を取得する構成であっても良い。
【００３８】
制御部５は、コンピュータ、シーケンサなどを有し、塗布ヘッド１０への送液、ノズル１１からの液滴の吐出および吐出量の調節、画像認識カメラ４１による画像取得、各移動機構の駆動などの動作の制御を行う。また、制御部５は、解析装置５１を有し、画像認識カメラ４１によって得られた液滴パターン２１の画像をもとに各ノズル１１の吐出の良否を判定する。
【００３９】
解析装置５１は、ＣＰＵおよびＲＡＭやＲＯＭを有するコンピュータであり、画像認識カメラ４１によって得られた画像より各液滴パターン２１の着弾位置を算出して、各ノズル１１の吐出状態を確認する。解析装置５１には、画像データの各構成画素の輝度情報をもとに画像データから液滴パターン２１の外形データを抽出する画像処理部、画像処理部により抽出した各液滴パターン２１の外形データから重心位置データを算出し、この重心位置データから各ノズル１１の吐出の良否を判定する解析部など、各機能を実行するためのプログラムが記憶されている。また、解析装置５１は、ハードディスクや、ＲＡＭまたはＲＯＭなどのメモリからなる、各種情報を記憶する記憶装置を有しており、画像データや、解析部により算出された各液滴パターン２１の重心位置データ、各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データ、使用可能なノズル１１の情報などがこの記憶装置に記憶される。ここで、各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データは、各ノズル１１の配置に関する設計寸法をもとに作成され、記憶装置に保存されている。
【００４０】
また、解析装置５１は、画像認識カメラ４１とケーブルを介して連結されており、画像認識カメラ４１で取得された画像データを自身に取り込み、記憶装置に記憶することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の吐出ユニット１３におけるノズル１１の配列ついて、図３に示す。図３（ａ）は、ノズル１１の配列を、図３（ｂ）は、吐出ユニット１３から吐出された液滴の配列を示している。
【００４２】
本実施形態の吐出ユニット１３では、ノズル１１は、図３（ａ）に示すように、長手方向（Ｙ軸方向）に略直線状に配列されており、これらのノズル１１を、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ａ相、Ｂ相、・・・と、３個周期でＡ相、Ｂ相、およびＣ相と呼んでいる。また、隣接するノズル１１同士では、駆動隔壁１４を共有している。この駆動隔壁１４が変形動作し、広がった状態から狭まった状態に移行することでノズル１１の容積が減少し、ノズル１１内の液滴が押し出され、外部へ吐出される。
【００４３】
また、１つの吐出ユニット１３には、このようにＹ軸方向に略直線状に配列されたノズル１１の群がＸ軸方向に２組並べて設けられており、これらをＲ列、Ｌ列と呼んでいる。なお、Ｒ列のノズル１１と、Ｌ列のノズル１１との間では、駆動隔壁１４は共有していない。
【００４４】
吐出ユニット１３の全てのノズル１１から液滴の吐出を行った場合、着弾した液滴の液滴パターン２１は、図３（ｂ）に示すように、ノズル１１の配列にならった配列となる。
【００４５】
次に、駆動隔壁１４の動作によりノズル１１から液滴が吐出される過程を、図４に示す。図４（ａ）は、駆動隔壁１４へ印加される電圧の推移を示す線図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の印加電圧の推移による駆動隔壁１４の形状の変化を示す模式図である。
【００４６】
時刻ｔ１までは、駆動隔壁１４には電圧はかけられておらず、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）である。
【００４７】
時刻ｔ１からｔ２の間は、正の電圧（Ｖ１）がかけられ、ノズル１１を挟む両側の駆動隔壁１４が広がる方向に変形し（（２）の状態）、ノズル１１の容積が大きくなり、塗布液をノズル１１内に引き込む。
【００４８】
時刻ｔ２からｔ３の間は、逆に負の電圧（−Ｖ２）がかけられ、両側の駆動隔壁１４が狭まる方向に変形し（（３）の状態）、ノズル１１の容積が小さくなる。このとき、（２）の状態において引き込まれていた塗布液は、先述の真空源１７による負圧を打ち破ってノズル１１の外部へ押し出される。これが、液滴の吐出となる。
【００４９】
時刻ｔ３以降は、電圧はかけられていない状態となり、駆動隔壁１４は基本状態（（１）の状態）に戻る。これらの一連の動作を任意のタイミングで行うことにより、任意のタイミングでノズル１１から液滴を吐出する。
【００５０】
ここで、隣接するノズル１１同士が駆動隔壁１４を共有しているため、隣接するノズル１１同士は同時に図４に示したような液滴吐出の動作を行うことができないが、Ａ相のノズル１１同士（もしくはＢ相のノズル１１同士、もしくはＣ相のノズル１１同士）では、互いに隣接していないため、同時に液滴の吐出を行うことが可能である。そこで、基板Ｗもしくは検査面３１などに液滴の吐出を行う際は、Ａ相から吐出するタイミング、Ｂ相から吐出するタイミング、およびＣ相から吐出するタイミングをそれぞれずらして設けており、あらかじめ設けられた吐出および不吐出の設定に従い、同一の相かつ吐出設定であるノズル１１から一斉に吐出を行う。
【００５１】
一方、上記のように、隣接するノズル１１同士が駆動隔壁１４を共有する形態を吐出ユニット１３が有している場合、隣接するノズル１１の吐出動作に影響され、誤って液滴を吐出してしまうおそれがある。その過程を図５に示す。
【００５２】
図５（ａ）に四角枠で囲ったＡ相のノズル１１からのみ液滴を吐出する場合を例に挙げる。図３で示した通り、このＡ相のノズル１１を挟む両側の駆動隔壁１４がまず開いた形状をとり、次に閉じた形状をとることによって、ノズル１１から液滴が吐出され、検査面３１などの塗布対象に１個の液滴パターン２１を形成する。
【００５３】
このとき、このＡ相のノズル１１に隣接するＢ相およびＣ相のノズル１１でも、片側だけではあるが駆動隔壁１４の伸縮動作が起こっていることになる。具体的には図５（ａ）で示したようにＡ相のノズル１１が狭まった状態になったときにＢ相およびＣ相のノズル１１は片側の駆動隔壁１４のみ広がった状態となって容積が増加し、図５（ｂ）で示したようにＡ相のノズル１１が基本状態になったときにＢ相およびＣ相のノズル１１も基本状態となって容積が元に戻る。
【００５４】
通常は、片側の駆動隔壁１４のみが広がった状態から基本状態に戻るだけの容積変化では真空源１７による負圧の効果により液滴がノズル１１から吐出されることはないように、駆動隔壁１４の駆動電圧や負圧の圧力値などが設定されているが、ノズル１１内の何らかの要因により、この容積変化だけでも液滴が誤吐出されてしまう場合が生じうる。
【００５５】
図５（ｂ）は、Ａ相のノズル１１の吐出動作によって、不吐出であるはずのＢ相のノズル１１から液滴が誤吐出された場合を示している。このように、Ａ相のノズル１１より吐出を行うことでＢ相のノズル１１からも誤吐出されてしまうと、安定した塗布ができない。したがって、安定した塗布を行うためには、検査によってこのＡ相のノズル１１を検出し、誤吐出したＢ相のノズル１１とともに塗布に使用しないよう設定する必要がある。
【００５６】
次に、本実施形態における吐出状態検査の過程を模式的に図６に示す。
【００５７】
本実施形態では、先述の通りＡ相、Ｂ相、およびＣ相と呼ぶノズル１１が順番に繰り返して略直線状に配列された状態において、１回の吐出状態検査では、Ａ相のみ、もしくはＢ相のみ、もしくはＣ相のみといったように、同一の相のノズル１１のみが、吐出を行う吐出ノズルと設定されており、その他のノズル１１は、吐出を行わない不吐出ノズルと設定されている。すなわち、略直線状に配列されたノズル１１に対して、吐出ノズルが２個飛びに設定されている。そして、吐出ノズルと設定したノズル１１から液滴が検査面３１に吐出され、そこで形成された液滴パターン２１をもとに検査が行われている。
【００５８】
図６（ａ）は、Ａ相のノズル１１のみが吐出ノズルと設定され、液滴の吐出が行われた例であり、この吐出で得られた液滴パターン２１をもとに、各液滴パターン２１の重心位置データが算出され、誤吐出ノズルの有無の検査が行われる。
【００５９】
ここで、解析装置５１が行う、各液滴パターン２１の重心位置データの算出方法について、以下に説明する。
【００６０】
まず、解析装置５１自身に取り込んだ画像データに対して、画像処理部がその画像データの各構成画素ごとの輝度値を計測する。そして、輝度値の計測により得られた、隣接画素間の輝度値の変化の度合いの情報をもとに、画像処理部が画像データから各液滴パターン２１の外形データを抽出する。ここで、本実施形態では、液滴パターン２１の外形データを抽出するにあたって、液滴パターン２１の外形をより明確に確認し、抽出を容易とするために、画像処理部は、まず画像データを構成する各画素の輝度に対して所定の輝度値をしきい値として二値化し、例えば液滴部分が黒く、その他の部分が白くなるような白黒データに置き換え、この白黒データに対して液滴パターン２１の外形データの抽出を行っている。
【００６１】
そして、解析部が各外形データに対して個々に外接する矩形を求め、その矩形の重心を算出する方法などにより、液滴パターン２１の重心位置を算出する。
【００６２】
ここで、先述の通り、解析装置５１の記憶装置には各ノズル１１において正常に液滴が吐出された場合の着弾位置データがあらかじめ計算され、保存されており、上記の通り算出された各液滴の重心位置データと、この着弾位置データとを比較することによって、各液滴がどのノズルから吐出されたものかが決定される。その結果、不吐出ノズルであるはずのノズル１１から液滴が吐出されたときに着弾するであろう位置に液滴パターン２１が確認された場合、この不吐出ノズルを検出するとともに、この不吐出ノズルに隣接する吐出ノズルがこの誤吐出を引き起こしたものであると検出される。
【００６３】
図６（ｂ）の例では、Ａ相のノズル１１から液滴を吐出して吐出状態検査を行っているので、解析装置５１の解析部は、画像データから抽出した液滴パターン２１の外形データの中で、Ｂ相およびＣ相のノズル１１から液滴を吐出した場合の着弾位置（四角枠の位置）に存在するものがあるか否かを確認する。その結果、不吐出ノズルであるＢ相のノズル１１における着弾位置に液滴が１個、Ｃ相のノズル１１における着弾位置に液滴が１個確認されたので、これらのノズル１１に隣接する吐出ノズルであるＡ相の吐出ノズル１１が誤吐出の原因であると検出される。
【００６４】
そして、このように解析装置５１の解析部によって誤吐出を起こしたノズル１１および誤吐出の原因となったノズル１１が検出された場合、これらのノズル１１は使用不可であると解析部によって判定され、記憶装置に保存されている使用可能なノズル１１の情報が検出結果にもとづいて更新され、この吐出状態検査以降の塗布条件に反映される。
【００６５】
そして、上記と同様の検査が、Ｂ相のみ、およびＣ相のみから液滴が吐出された場合にも行われ、これらの検査結果を総合することにより、全てのノズル１１に対して誤吐出の有無の検査が行われる。
【００６６】
このように、吐出状態検査の際に吐出ノズルと不吐出ノズルとに分けて設定し、吐出ノズルから液滴を吐出して検査面への着弾パターンの形成を行うことにより、不吐出ノズルから液滴が誤吐出されてしまった場合、その不吐出ノズルと駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルが原因であるとし、誤吐出するノズル１１、およびそれに隣接する、誤吐出を引き起こすノズル１１を検出することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、図６（ａ）に例示したように、不吐出ノズルであるＢ相のノズル１１、およびＣ相のノズル１１には、吐出ノズル（Ａ相のノズル１１）が１個のみ駆動隔壁１４を共有して隣接する形態となっている。また、Ｒ列のノズル群とＬ列のノズル群との間には、駆動隔壁１４は存在しないため、どの不吐出ノズルにおいても、駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルは、１個のみとなっている。そうすることにより、図６（ｂ）にて不吐出ノズルであるＢ相およびＣ相のノズル１１で液滴の誤吐出が発生した場合、そのノズル１１に隣接するＡ相のノズル１１が原因と特定できるように、どのノズルが原因で誤吐出が発生したのかをその検査だけで明確にすることができる。
【００６８】
仮に、ある不吐出ノズルが、駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルを２つ以上有していた場合、この不吐出ノズルにて液滴の誤吐出が発生した場合にはどの吐出ノズルが原因であるかを明確にすることができず、あらためて検査が必要となるため、どの不吐出ノズルにおいても駆動隔壁１４を共有して隣接する吐出ノズルは１個のみとすると良いことが分かる。
【００６９】
また、本実施形態のように、ノズル１１と駆動隔壁１４とが略直線状に配列されている場合、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることによって、最初はＡ相のみ吐出して検査し、次にＢ相のみ吐出して検査し、最後にＣ相のみ吐出して検査する、というように吐出ノズルを１個ずつずらして３回検査を行うことで、全てのノズル１１に対して誤吐出の有無の検査を完了させることが可能であり、検査効率を高めることができる。
【００７０】
次に、塗布装置１による各ノズル１１の吐出状態検査の動作フローを図７に示す。
【００７１】
まず、検査面３１において、吐出状態測定を行うことができる程度の（液滴や異物の無い）領域を確保する。具体的には、吸着テーブル３５の吸着固定が解除され（ステップＳ１）、巻き取りローラが回転することで検査面３１が所定の長さだけ巻き取られ（ステップＳ２）、あらためて吸着テーブル３５の吸着固定が行われる（ステップＳ３）。ここで、このステップを行う前に、検査面３１に吐出状態測定を行うことができる程度の領域が残存しているならば、このステップはスキップしても良い。
【００７２】
次に、検査面３１上で塗布ヘッド１０と干渉することが無いよう、走査方向移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が退避する（ステップＳ４）。画像認識カメラ４１の退避が完了すると、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ５）。
【００７３】
次に、吐出ノズル、および不吐出ノズルが設定された状態で、各ノズル１１から液滴が検査面３１へ吐出される。先述の通り、本実施形態では同一の相のノズル１１からのみ吐出を行うようにしており、本説明では、まずＡ相のノズル１１より液滴が吐出される（ステップＳ６）。
【００７４】
Ａ相のノズル１１からの液滴の吐出が完了したら、次に液滴パターン２１の画像取得が行えるように、塗布ヘッド移動装置１２が駆動することによって塗布ヘッド１０が退避し（ステップＳ７）、退避が完了した後、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３が駆動することによって画像認識カメラ４１が検査面３１の真上まで移動する（ステップＳ８）。そして、長手方向移動装置４２および走査方向移動装置４３によって画像認識カメラ４１が移動しながら連続して画像を取得することにより、全ての液滴パターン２１の着弾状態の画像データが取得される（ステップＳ９）。そしてその画像データが解析装置５１へ転送され、記憶装置へ記憶される（ステップＳ１０）。
【００７５】
次に、解析装置４２の画像処理部によって、解析装置５１に記憶された画像データから液滴パターン２１の外形データが抽出され（ステップＳ１１）、そして、解析装置５１の解析部によって、液滴パターン２１の外形データから各液滴パターン２１の重心位置データが算出される（ステップＳ１２）。
【００７６】
次に、得られた各液滴パターン２１の重心位置データをもとに、液滴の誤吐出の有無の検査が行われる。具体的には、以下の通りである。
【００７７】
ステップＳ６では、Ａ相のノズル１１から液滴を吐出しているため、誤吐出の有無の検査は、不吐出ノズルであるＢ相およびＣ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置に液滴パターンが存在するか否かを確認する。
【００７８】
まず、Ｂ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置データに対し、この近傍に重心位置データを有する液滴パターン２１の有無を検査する（ステップＳ１３）。もし、そのような液滴パターン２１が存在していた場合、それはＢ相のノズル１１から誤吐出されたものであると判断してそのノズル１１は使用不可とし、また、このノズル１１と駆動隔壁１４を共有して隣接するＡ相のノズル１１（図６（ｂ）で示す、Ｂ相のノズル１１の左隣のＡ相のノズル１１）も、誤吐出を引き起こす不良ノズルとして、使用不可とする（ステップＳ１４）。
【００７９】
次に、Ｃ相のノズル１１から液滴が吐出された場合の着弾位置データに対し、この近傍に重心位置データを有する液滴パターン２１の有無を検査する（ステップＳ１５）。もし、そのような液滴パターン２１が存在していた場合、それはＣ相のノズル１１から誤吐出されたものであると判断してそのノズル１１は使用不可とし、また、このノズル１１と駆動隔壁１４を共有して隣接するＡ相のノズル１１（図６（ｂ）で示す、Ｃ相のノズル１１の右隣のＡ相のノズル１１）も、誤吐出を引き起こす不良ノズルとして、使用不可とする（ステップＳ１６）。
【００８０】
次に、Ｂ相のノズル１１より液滴を吐出し、検査を行うため、上記ステップＳ４からステップＳ１６と同様のステップが実施される（ステップＳ４’〜ステップＳ１６’）。ここで、上記ステップＳ６にあたるステップＳ６’では、Ｂ相のノズル１１より液滴を吐出する。また、上記ステップＳ１３にあたるステップＳ１３’ではＣ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１４にあたるステップＳ１４’では当該Ｃ相のノズル１１とそれに隣接するＢ相のノズル１１とをＮＧと判定する。また、上記ステップＳ１５にあたるステップＳ１５’ではＡ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１６にあたるステップＳ１６’では当該Ａ相のノズル１１とそれに隣接するＢ相のノズル１１とをＮＧと判定する。
【００８１】
次に、Ｃ相のノズル１１より液滴を吐出し、検査を行うため、上記ステップＳ４からステップＳ１６と同様のステップが実施される（ステップＳ４’’〜ステップＳ１６’’）。ここで、上記ステップＳ６にあたるステップＳ６’’では、Ｃ相のノズル１１より液滴を吐出する。また、上記ステップＳ１３にあたるステップＳ１３’’ではＡ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１４にあたるステップＳ１４’’では当該Ａ相のノズル１１とそれに隣接するＣ相のノズル１１とをＮＧと判定する。また、上記ステップＳ１５にあたるステップＳ１５’’ではＢ相の着弾位置近傍に重心データを有する液滴パターン２１の有無を検査し、上記ステップＳ１６にあたるステップＳ１６’’では当該Ｂ相のノズル１１とそれに隣接するＣ相のノズル１１とをＮＧと判定する。
【００８２】
以上のステップを経ることによって、全てのノズル１１に対して誤吐出を引き起こしているか否かの検査が完了する。最後に、この検査結果を反映し、解析装置５１の記憶装置に保存されている使用可能ノズル情報が更新されると（ステップＳ１７）、一連の吐出状態検査動作が完了する。
【００８３】
以上説明した通りの吐出状態検査動作を有する塗布装置および吐出状態検査方法により、隣接するノズルを誤吐出させてしまうノズルを検出することが可能である。そして、この吐出状態検査と、特許文献１に示すようなノズル詰まり、飛行曲がり、および吐出量異常の検査とを組み合わせて実施することにより、あらゆる吐出異常を検出することができ、より品質の安定した塗布を行うことが可能である。
【００８４】
また、ここまでの説明では、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１が塗布ステージ３および検査面３１に対して相対移動する構成について、本実施形態では、走査方向移動装置４３および塗布ヘッド移動装置１２を備え、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１がそれぞれ独立してＸ軸方向に移動しているが、塗布ヘッド１０と画像認識カメラ４１を一つの架台にまとめて固定し、それをＸ軸方向に移動させるようにすることにより、上記の二つの移動機構を一つにまとめた構成としても良い。
【００８５】
また、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に移動機構を設けるのではなく、検査面３１および塗布ステージ３に移動機構を設け、塗布ヘッド１０および画像認識カメラ４１に対して検査面３１および塗布ステージ３が相対移動する構成としても良い。
【００８６】
また、画像認識カメラ４１および解析装置５１を設けず、検査面３１に吐出した液滴の液滴パターン２１を目視で確認し、誤吐出の有無の検査を行っても良い。
【００８７】
また、検査面３１は、本実施形態のようなフィルム状だけでなく、ガラス板など板状であっても良い。ただし、この場合は、液滴を吐出させる領域が無くなる毎に検査面３１を交換する必要がある。また、検査面３１を基板Ｗに対して別個に設けず、基板Ｗに液滴を吐出して着弾パターン２１を形成し、この着弾パターン２１に対して吐出状態検査を実施しても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１ 塗布装置
２ 塗布部
３ 塗布ステージ
４ 測定装置
５ 制御部
１０ 塗布ヘッド
１１ ノズル
１２ 塗布ヘッド移動装置
１３ 吐出ユニット
１４ 駆動隔壁
１５ サブタンク
１６ メインタンク
１７ 真空源
１８ 真空調圧弁
２１ 液滴パターン
３１ 検査面
３２ 帯状フィルム
３３ ガイドローラ
３４ 着弾領域
３５ 吸着テーブル
４０ 画像取得部
４１ 画像認識カメラ
４２ 長手方向移動装置
４３ 走査方向移動装置
５１ 解析装置
８１ 液滴パターン
９１ ノズル
９２ 吐出駆動部
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、
液滴を着弾させるターゲットである検査面と、
を備え、
各ノズルから基板へ液滴を吐出することにより基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、各ノズルからの液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードとを有する塗布装置であって、
前記吐出状態検査モードでは、
前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行い、
次に、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴とする、塗布装置。
【請求項２】
前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、
液滴を着弾させるターゲットである検査面と、
を備える塗布装置の吐出状態検査方法であって、
前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行う、パターン形成工程と、
前記着弾パターンのから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出する検査工程と、
を有することを特徴とする、吐出状態検査方法。
【請求項５】
前記パターン形成工程では、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであることを特徴とする、請求項４に記載の吐出状態検査方法。
【請求項６】
前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の吐出状態検査方法。
【請求項１】
複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、
液滴を着弾させるターゲットである検査面と、
を備え、
各ノズルから基板へ液滴を吐出することにより基板に塗布膜を形成する塗布モードと、各ノズルから前記検査面へ液滴を吐出し、各ノズルからの液滴の吐出状態を検査する吐出状態検査モードとを有する塗布装置であって、
前記吐出状態検査モードでは、
前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行い、
次に、前記着弾パターンから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出することを特徴とする、塗布装置。
【請求項２】
前記吐出状態検査モードでは、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
複数のノズルを有し、一部もしくは全部の隣接するノズル同士は、その間に駆動隔壁を共有し、前記駆動隔壁を伸縮させることによりノズルから液滴を吐出する吐出ユニットと、
液滴を着弾させるターゲットである検査面と、
を備える塗布装置の吐出状態検査方法であって、
前記吐出ユニットの各ノズルを、液滴の吐出を行う吐出ノズルと、液滴の吐出を行わない不吐出ノズルとに分けて設定し、前記吐出ノズルから液滴を吐出して前記検査面への着弾パターンの形成を行う、パターン形成工程と、
前記着弾パターンのから液滴の位置を確認し、前記不吐出ノズルから誤って吐出された液滴が存在するか否かを検出する検査工程と、
を有することを特徴とする、吐出状態検査方法。
【請求項５】
前記パターン形成工程では、前記吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記不吐出ノズルにおいて、その不吐出ノズルに前記駆動隔壁を共有して隣接する前記吐出ノズルは１個のみであることを特徴とする、請求項４に記載の吐出状態検査方法。
【請求項６】
前記吐出ユニットにおいて、ノズルと前記駆動隔壁とが略直線状に配列されており、前記吐出状態検査モードにおいて、吐出ノズルが２個飛びに設定されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の吐出状態検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４３１０３（Ｐ２０１３−４３１０３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０３７０（Ｐ２０１１−１８０３７０）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]