液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの配置方法
【課題】吐出対象物上にて液状体の重量均一性を向上させる液滴吐出ヘッドの配置方法、及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】第１吐出重量分布Ｌ１ａと、第１吐出重量分布Ｌ１ａを複数の異なるシフト量でシフトさせた第２吐出重量分布Ｌ２ａとを作成し、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとの重ね合わせにより、複数の合成重量分布Ｌａｖｅを作成する。そして、各合成重量分布Ｌａｖｅに基づいて、液滴の重量偏差が最小となるシフト量を最適シフト量として決定し、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間の副走査方向におけるずれを最適シフト量にした。
【解決手段】第１吐出重量分布Ｌ１ａと、第１吐出重量分布Ｌ１ａを複数の異なるシフト量でシフトさせた第２吐出重量分布Ｌ２ａとを作成し、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとの重ね合わせにより、複数の合成重量分布Ｌａｖｅを作成する。そして、各合成重量分布Ｌａｖｅに基づいて、液滴の重量偏差が最小となるシフト量を最適シフト量として決定し、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間の副走査方向におけるずれを最適シフト量にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を液滴として吐出する複数の液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置及びその液滴吐出ヘッドを対象物に対して配置する液滴吐出ヘッドの配置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット技術を用いた液滴吐出装置においては、複数の液滴吐出ヘッドが吐出対象物に対して相対的に走査され、各液滴吐出ヘッドから吐出される液滴が吐出対象物上の所望位置に着弾することにより、所望形状の膜パターンが吐出対象物上に形成される。この種の液滴吐出ヘッドにおいては、液状体を貯留する複数のキャビティの各々に圧電素子が設けられ、この圧電素子が収縮・伸張してキャビティ内の液状体を振動させることにより、該キャビティと連通するノズルから液状体が液滴として吐出される。
【０００３】
上記のキャビティ内に誘起される振動は、一般的に、キャビティの剛性やキャビティの容積等に応じてその振動特性を変化させる。こうしたキャビティごとの固有の振動特性は、ノズルから吐出する液滴の重量を大きく左右するため、１つの液滴吐出ヘッド内であっても、各ノズルからの液滴の重量に対し、各キャビティの剛性や容積等の個体差に応じたばらつきを発生させてしまう。上記液滴吐出ヘッド内における吐出重量のばらつきは、吐出対象物上の膜パターンに、走査方向に沿う筋状のむらを形成してしまう。例えば、ノズル列の端部で吐出重量が高くなる場合には、ノズル列端部の走査領域に厚い膜パターンが形成されてしまう。
【０００４】
そこで、上記液滴吐出装置では、従来から、こうした筋状のむらを抑制すべく各種の提案がなされている。特許文献１では、１つのノズル列の端部の走査位置に、他のノズル列の端部を走査しないようにする。すなわち、走査方向と交わる副走査方向において複数のノズル列の位置をずらし、各ノズル列が吐出対象物に対して走査されるときに、各ノズル列端部の走査位置がずれるようにする。これにより、ノズル列の端部の走査位置、すなわち吐出重量が高くなる位置を分散させて、膜パターンにおけるむらを抑制している。
【特許文献１】特許第３９８８６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記キャビティごとの固有の振動特性は、キャビティの剛性やキャビティの容量の他、圧電素子の吐出周波数や液状体の粘度等、各種の吐出条件に応じて変化する。そして、１つのノズル列における吐出重量の分布は、こうした吐出条件の違いにより、ノズル列の中央以外において大幅に低下したり、ノズル列端部以外において大幅に増加したりする。そのため、複数のノズル列からの液滴によりパターンを形成する方法では、ノズル列における吐出重量の分布に応じたノズル列の配置、すなわち液滴吐出ヘッドの配置が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するためになされたものであって、その目的は、吐出対象物上にて液状体の重量均一性を向上させる液滴吐出ヘッドの配置方法及び液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液滴吐出装置は、一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた複数の液滴吐出ヘッドを走査方向に並置した状態で搭載して対象物に対し前記走査方向に相対的に移動するキャリッジと、前記各ノズルから吐出した液滴の重量
を測定する重量測定装置とを備えた液滴吐出装置であって、前記重量測定装置からの測定結果に基づいて、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを作成すると共に、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成するプロファイル作成部と、前記プロファイル作成部が前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定するシフト量決定部と、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記液滴吐出ヘッドを前記一方向へシフトするシフト機構とを備えた。
【０００８】
本発明の液滴吐出装置によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッド間では、配列方向おけるノズル列のずれが最適シフト量に設定される。したがって、複数の液滴吐出ヘッドと対象物とを走査方向に沿って相対移動させるとき、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドからは、配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を向上させることができる。
【０００９】
この液滴吐出装置において、前記シフト量決定部は、前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとに前記合成プロファイルを作成する構成が好ましい。
【００１０】
この液滴吐出装置によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドが同走査方向から見て重なり得る全範囲において、最適シフト量を決定できる。したがって、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【００１１】
この液滴吐出装置において、前記シフト機構は、前記走査方向において隣接する一対の前記液滴吐出ヘッドの一方を固定して他方をシフトする構成が好ましい。
この液滴吐出装置によれば、一方の液滴吐出ヘッドを固定する分だけ、シフト機構の複雑化を抑制できる。
【００１２】
本発明である液滴吐出ヘッドの配置方法は、一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた液滴吐出ヘッドを用い、対象物に対して走査方向に相対的に移動するキャリッジに複数の前記液滴吐出ヘッドを配置する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定して、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを取得する工程と、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成する工程と、前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定する工程と、前記複数の液滴吐出ヘッドを前記走査方向へ並置すると共に、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記複数の液滴吐出ヘッドを配置する工程とを備えた。
【００１３】
本発明である液滴吐出ヘッドの配置方法によれば、走査方向において隣接する液滴吐出
ヘッド間では、配列方向おけるノズル列のずれが最適シフト量に設定される。したがって、複数の液滴吐出ヘッドと対象物とを走査方向に沿って相対移動させるとき、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドからは、配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を向上させることができる。
【００１４】
この液滴吐出ヘッドの配置方法において、前記シフト量を決定する工程は、前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させる構成が好ましい。
【００１５】
この液滴吐出ヘッドの配置方法によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドが同走査方向から見て重なり得る全範囲において、最適シフト量を決定できる。したがって、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、液滴吐出装置１０の全体斜視図である。
【００１７】
図１において、液滴吐出装置１０は、一つの方向に延びる基台１１の上に、基台１１の長手方向へ往復移動可能なステージ１２を搭載している。ステージ１２は、基板Ｓ１の一つの面（以下単に、吐出面ＳＡと言う。）を上に向けた状態で該基板Ｓ１を位置決め固定し、基台１１に設けられたＹ軸モータＭＹの正逆回転に伴って基台１１の長手方向に沿って基板Ｓ１を搬送する。基板Ｓ１としては、グリーンシート、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、樹脂フィルム、紙等の各種の基板を用いることができる。
【００１８】
本実施形態では、基板Ｓ１が搬送される方向であって、図１において左上方向に向かう方向（図１においてＹ方向）を、主走査方向という。また、主走査方向と直交する方向であって、図１において右上方向に向かう方向（図１においてＸ方向）を、副走査方向とし、基板Ｓ１の上方向の法線を、Ｚ方向という。
【００１９】
液滴吐出装置１０は、基台１１を跨ぐ門型のガイド部材１３と、ガイド部材１３上側に配設されるインクタンク１４とを有する。インクタンク１４は、インクＩｋを貯留するとともに、貯留するインクＩｋを所定の圧力で導出する。
【００２０】
ガイド部材１３は、副走査方向へ往復移動可能なキャリッジ１５を支持している。キャリッジ１５は、ガイド部材１３に設けられたＸ軸モータＭＸの正逆回転に伴って副走査方向へ往復移動される。キャリッジ１５の下側に設けられた支持プレート１７は、吐出面ＳＡと平行に配設されてヘッドユニット２０（図２参照）を搭載している。本実施形態では、基板Ｓ１を主走査方向に往復して搬送する動作を主走査とし、キャリッジ１５を副走査方向に往復して搬送する動作を副走査という。また、基板Ｓ１を主走査する速度を、主走査速度Ｖｓという。
【００２１】
また、液滴吐出装置１０は、ガイド部材１３の下方であってステージ１２の移動と干渉しない位置に液滴測定装置としての重量測定装置１９を有している。重量測定装置１９は、その上面にガイド部材１３を移動するキャリッジ１５の支持プレート１７が相対向されるようになっている。重量測定装置１９には、液滴の重量を測定する重量測定天秤の受液容器（図示せず）が設けられ、キャリッジ１５及び重量測定装置１９が適宜移動することにより、前記受液容器がキャリッジ１５の直下に配置されるようになっている。
【００２２】
次に、図２〜図４を参照して、上記ヘッドユニット２０について以下に説明する。図２は、ヘッドユニット２０をステージ１２側から見た斜視図である。図３は、ヘッドユニット２０をステージ１２から見た平面図であり、図４は、ヘッドユニット２０の吐出動作を示す側面図である。
【００２３】
図２において、ヘッドユニット２０は、前記支持プレート１７に設置されて副走査方向に延びるヘッド基板２１と、ヘッド基板２１の下面２１ｂ（図２において上側）に配置されて副走査方向に延びる一対の液滴吐出ヘッド（以下単に、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５）とを有する。また、ヘッドユニット２０は、そのヘッド基板２１の下面２１ｂに固定ヘッド２２と並行に設けられたレール２４と、該レール２４に案内されて固定ヘッド２２と並行に往復移動が可能な移動ヘッド２５とを有する。移動ヘッド２５は、ヘッド基板２１の下面２１ｂと対向する側の長手方向全幅にラックギアＲＧが設けられている。ラックギアＲＧは、ヘッド基板２１の上面２１ａ（図２において下側）に設けられたギアＧＢを介してヘッドモータＭＨに接続されている。すなわち、ヘッドモータＭＨの正逆回転に伴って、移動ヘッド２５がレール２４に案内されて固定ヘッド２２と並行に往復移動するようになっている。本実施形態においては、これらレール２４、ラックギアＲＧ、ギアＧＢ及びヘッドモータＭＨによってシフト機構が構成されている。
【００２４】
ヘッド基板２１は、その上面２１ａ（図２において下側）の一側端に入力端子２１ｃを有するとともに、入力端子２１ｃに入力される駆動波形信号を、ヘッド基板２１の下面２１ｂの固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５に出力する。
【００２５】
固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５には、基板Ｓ１と対向する側にノズルプレート２３がそれぞれ設けられ、各ノズルプレート２３には、基板Ｓ１と相対向する面にノズル形成面２３ａがそれぞれ形成されている。各ノズル形成面２３ａは、ヘッドユニット２０が基板Ｓ１と対向するときに、それぞれ吐出面ＳＡと略平行に配置される。このとき、ノズル形成面２３ａと吐出面ＳＡとの間の距離をプラテンギアップといい、このプラテンギアップは、例えば数百μｍであり、十分に短い距離に設定されることによって、以下で説明する液滴Ｄ（図４参照）の着弾位置の精度を向上させる。
【００２６】
各ノズル形成面２３ａは、その副走査方向の全幅にわたってｉ個（ｉは２以上の整数であって、例えば１８０個）のノズルＮを有する。各ノズルＮは、Ｚ方向に沿ってノズルプレート２３に貫通形成され、副走査方向に沿って所定のピッチで配列されている。すなわち固定ヘッド２２のノズルプレート２３は、これらｉ個のノズルＮからなる一列の第１ノズル列ＮＬ１を有し、移動ヘッド２５のノズルプレート２３は、これらｉ個のノズルＮからなる一列の第２ノズル列ＮＬ２を有する。なお、本実施形態では、各ノズルＮのピッチをノズルピッチＤｘといい、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の副走査方向における幅をノズル列幅Ｄｗという。
【００２７】
図３に示すように、支持プレート１７には、副走査方向に延びる第１の貫通溝１８ａと、同副走査方向において第１の貫通溝１８ａよりも長い第２の貫通溝１８ｂとが貫通形成されている。第１の貫通溝１８ａには、固定ヘッド２２を支持プレート１７のキャリッジ１５側から嵌合可能な大きさに形成されている。第２の貫通溝１８ｂは移動ヘッド２５を支持プレート１７のキャリッジ１５側から挿通可能、かつレール２４に案内されて副走査方向に移動可能な大きさに形成されている。なお、移動ヘッド２５は、少なくともその第２ノズル列ＮＬ２が固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１と走査方向において完全に（１００％）重畳するように並ぶ位置から、第２ノズル列ＮＬ２が第１ノズル列ＮＬ１と走査方向において半分だけ（５０％）重畳するように並ぶ位置までを往復移動可能に構成されている。すなわち、第２ノズル列ＮＬ２は、第１ノズル列ＮＬ１に対して１００％重畳す
る全重畳位置から、その全重畳位置に対して左右にノズル列幅Ｄｗの半分の長さだけシフトして、第１ノズル列ＮＬ１に対して５０％重畳する半重畳位置までの範囲を移動できる。
【００２８】
図４において、固定ヘッド２２は、各ノズルＮの上側にキャビティ２６、振動板２７及び圧電素子ＰＺを有している。各キャビティ２６は、共通するインクタンク１４に接続され、インクタンク１４から供給される液状体としてのインクＩｋを収容し、そのインクＩｋをノズルＮに供給する。振動板２７は、各キャビティ２６に対向する領域をＺ方向に振動することによって、該キャビティ２６の容積を拡大及び縮小させて、ノズルＮのメニスカスを振動させる。各圧電素子ＰＺは、入力端子２１ｃからの駆動波形信号を受けるとき、Ｚ方向に収縮して伸張し、振動板２７をＺ方向に振動させる。各キャビティ２６は、それぞれの振動板２７がＺ方向に振動するとき、収容するインクＩｋの一部を液滴ＤにしてノズルＮから吐出させる。吐出される液滴Ｄは、ノズルＮと対向する吐出面ＳＡ上の位置、すなわち第１目標点Ｔ１に向けて飛行し、第１目標点Ｔ１に着弾する。第１目標点Ｔ１に着弾した液滴Ｄは、基板Ｓ１の主走査によって基板Ｓ１とともに主走査方向に移動する。
【００２９】
固定ヘッド２２は、各キャビティ２６の剛性や容積、インクＩｋの種類や駆動周波数等、各種の吐出条件に応じて、各ノズルＮから吐出する液滴の吐出重量にばらつきを持つ。例えば、本実施形態では、液滴Ｄの目標重量は１ｎｇであり、第１ノズル列ＮＬ１の端部のノズルＮにおける吐出重量は目標重量よりも１％〜２％程度だけ高い１．０１ｎｇ〜１．０２ｎｇである。また、第１ノズル列ＮＬ１の中央のノズルＮにおける吐出重量は目標重量よりも１％〜２％程度だけ低い０．９９ｎｇ〜０．９８ｎｇである。
【００３０】
移動ヘッド２５は、固定ヘッド２２の場合と同様の内部構成からなり、インクＩｋの一部を液滴ＤにしてノズルＮから吐出させ、ノズルＮと対向する吐出面ＳＡ上の第２目標点Ｔ２に向けて飛行させ着弾させる。これにより、吐出面ＳＡにあって第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重ねて走査される範囲には、第１ノズル列ＮＬ１からの液滴Ｄと、第２ノズル列ＮＬ２からの液滴Ｄとの２つの液滴Ｄが着弾する。
【００３１】
また、本実施形態では、固定ヘッド２２と移動ヘッド２５とを同じロットで製作された部品を用いて構成するなどして、移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２における液滴Ｄの吐出重量の分布が、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１における吐出重量の分布と実質的に同じとなるようにされている。すなわち、移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２における吐出重量の偏差と、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１における吐出重量の偏差との差異は、基板Ｓ１にパターンを形成する設計ルール上において許容される誤差の範囲にあり、実質的に同じである。
【００３２】
図３に示すように、基板Ｓ１の吐出面ＳＡは、一点鎖線で示すようにドットパターン格子によって仮想分割されている。ドットパターン格子は、その主走査方向の格子間隔と副走査方向の格子間隔とがそれぞれ液滴Ｄの吐出間隔によって規定される。主走査方向の吐出間隔である吐出ピッチＤｙは、駆動波形信号に基づく液滴Ｄの吐出周波数と、基板Ｓ１の主走査速度Ｖｓとによって定められる。また、副走査方向の吐出間隔は、ノズルピッチＤｘによって定められる。そして、液滴Ｄを吐出するか否かの選択は、このドットパターン格子の格子点Ｔ毎に定められる。これにより、液滴の吐出処理を実行するとき、主走査方向に配列される一群の格子点Ｔは、キャリッジ１５の副走査と基板Ｓ１の主走査とによって、共通する一つのノズルＮの直下を通過する。
【００３３】
すなわち、本実施形態では、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２が走査方向で１００％重畳するように並んでいる場合には、各格子点Ｔには、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５のノズ
ルＮからそれぞれの液滴Ｄ（例えば略１ｎｇ）が吐出される。なお、図３においては、説明の便宜上、ノズルＮの数量を省略している。
【００３４】
次に、上記のように構成した液滴吐出装置１０の電気的構成を図５に従って説明する。
図５において、演算部としての制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを中心に構成されており、メモリに格納されている各種データ及び各種制御プログラムに基づき、ステージ１２及びキャリッジ１５を移動させるとともに、移動ヘッド２５及び各圧電素子ＰＺを駆動制御する。
【００３５】
制御装置４０には、起動スイッチ、停止スイッチなどの操作スイッチを有した入力装置４１が接続されている。入力装置４１は、吐出面ＳＡに対するパターン形成領域の位置座標に関する情報を既定形式の描画情報Ｉａとして制御装置４０に入力する。制御装置４０は、入力装置４１からの描画情報Ｉａを受け、第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とを生成する。第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて固定ヘッド２２の各圧電素子ＰＺと移動ヘッド２５の各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するデータである。第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、各第１目標点Ｔ１と各第２目標点Ｔ２とに、それぞれ液滴Ｄを吐出するか否かを規定したデータである。すなわち、第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、パターン形成領域に規定される各格子点Ｔに液滴Ｄを吐出させるためのものである。
【００３６】
制御装置４０には、重量測定装置１９が接続されており、制御装置４０からこの重量測定装置１９に対して測定指令が出力されることより、重量測定装置１９は、その測定指令に応答してノズルＮ毎の液滴Ｄの重量を測定する。また、重量測定装置１９は、測定したノズルＮ毎の液滴の重量を測定ノズルの位置に関する情報（以下単に、ノズル座標と言う。）とともに制御装置４０に出力する。すなわち、制御装置４０は、重量測定装置１９からのノズル毎の液滴Ｄの重量とノズル座標とに基づいて、第１ノズル列ＮＬ１のノズル座標における重量を示した第１プロファイルである第１吐出重量分布Ｌ１ａを算出する。そして、算出された第１吐出重量分布Ｌ１ａは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に第１ノズル列ＮＬ１の情報として保存される。
【００３７】
また、制御装置４０は、吐出プロファイルＰＦの領域から第１吐出重量分布Ｌ１ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおけるノズル座標をノズル列方向に所定のシフト量でシフトさせた第２プロファイルである第２吐出重量分布Ｌ２ａを算出する。そして、算出された第２吐出重量分布Ｌ２ａは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に第２ノズル列ＮＬ２の情報として保存される。さらに、制御装置４０は、吐出プロファイルＰＦの領域から第１吐出重量分布Ｌ１ａ及び第２吐出重量分布Ｌ２ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させた合成プロファイルとしての合成重量分布Ｌａｖｅを算出する。そして、算出された合成重量分布Ｌａｖｅは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に合成重量の情報として保存される。
【００３８】
制御装置４０には、Ｘ軸モータ駆動回路４２が接続されており、制御装置４０からこのＸ軸モータ駆動回路４２に対して駆動指令が出力されることにより、Ｘ軸モータ駆動回路４２は、その駆動指令に応答してキャリッジ１５を移動させるためのＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させる。また、このＸ軸モータＭＸの回転角度を検出するＸ軸エンコーダＸＥからの回転角度信号がＸ軸モータ駆動回路４２を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、Ｘ軸エンコーダＸＥからの回転角度信号に基づいて吐出面ＳＡに対するキャリッジ１５の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。
【００３９】
制御装置４０には、Ｙ軸モータ駆動回路４３が接続されており、制御装置４０からこの
Ｙ軸モータ駆動回路４３に対して駆動指令が出力されることにより、Ｙ軸モータ駆動回路４３は、その駆動指令に応答してステージ１２を移動させるためのＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。また、このＹ軸モータＭＹの回転角度を検出するＹ軸エンコーダＹＥからの回転角度信号がＹ軸モータ駆動回路４３を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、Ｙ軸エンコーダＹＥからの回転角度信号に基づいてステージ１２（吐出面ＳＡ）の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。また、制御装置４０は、Ｙ軸モータ駆動回路４３からの信号に基づいて、吐出面ＳＡに対する各第１目標点Ｔ１及び各第２目標点Ｔ２の相対位置を演算し、各第１目標点Ｔ１が格子点Ｔに位置するときに第１吐出タイミング信号ＬＰ１を生成する。また、制御装置４０は、各第２目標点Ｔ２が格子点Ｔに位置するときに第２吐出タイミング信号ＬＰ２を生成する。
【００４０】
制御装置４０には、ヘッドモータ駆動回路４４が接続されており、制御装置４０からこのヘッドモータ駆動回路４４に対して駆動指令が出力されることにより、ヘッドモータ駆動回路４４は、その駆動指令に応答して移動ヘッド２５を移動させるためのヘッドモータＭＨを正転又は逆転させる。また、このヘッドモータＭＨの回転角度を検出するヘッドエンコーダＨＥからの回転角度信号がヘッドモータ駆動回路４４を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、ヘッドエンコーダＨＥからの回転角度信号に基づいて固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１に対する移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。
【００４１】
制御装置４０には、吐出ヘッド駆動回路４５が接続されている。制御装置４０は、第１吐出タイミング信号ＬＰ１及び第２吐出タイミング信号ＬＰ２を生成するとき、吐出ヘッド駆動回路４５に対して圧電素子ＰＺを駆動するための圧電素子駆動電圧ＣＯＭを出力する。また、制御装置４０は、第１ドットマップデータＤＭ１を利用して、吐出周期毎における固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺに対するオンあるいはオフを規定した第１吐出制御信号ＳＩ１を生成し、この第１吐出制御信号ＳＩ１を所定の転送クロック信号で吐出ヘッド駆動回路４５にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路４５は、上記第１吐出制御信号ＳＩ１を固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換して、第１目標点Ｔ１に対応する上記第１吐出タイミング信号ＬＰ１を受けるときにシリアル／パラレル変換された前記第１吐出制御信号ＳＩ１をラッチする。そして、吐出ヘッド駆動回路４５は、そのラッチされた第１吐出制御信号ＳＩ１により選択される固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺにそれぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００４２】
さらに、制御装置４０は、第２ドットマップデータＤＭ２を利用して、吐出周期毎における移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺに対するオンあるいはオフを規定した第２吐出制御信号ＳＩ２を生成し、この第２吐出制御信号ＳＩ２を所定の転送クロック信号で吐出ヘッド駆動回路４５にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路４５は、上記第２吐出制御信号ＳＩ２を移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換して、第２目標点Ｔ２に対応する上記第２吐出タイミング信号ＬＰ２を受けるときにシリアル／パラレル変換された前記第２吐出制御信号ＳＩ２をラッチする。そして、吐出ヘッド駆動回路４５は、そのラッチされた第２吐出制御信号ＳＩ２により選択される移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺにそれぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００４３】
次に、液滴吐出装置１０における液滴吐出ヘッドの配置方法について説明する。なお、図６は液滴吐出ヘッドの配置方法を示す工程図である。
図６において、液滴吐出ヘッドの配置方法では、まず、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の第１吐出重量分布Ｌ１ａを取得する（吐出重量分布取得工程：ステップＳ１０）。次いで、第１吐出重量分布Ｌ１ａを用い、異なるシフト量で複数の第２吐出重量分布Ｌ２ａが作成され、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させた合成重量分布Ｌａｖｅがシフト量ごとに算出される（吐出重量分布合成工程：ステップＳ１
１）。また、この液滴吐出ヘッドの配置方法では、全ての合成重量分布Ｌａｖｅの中から吐出重量の偏差が最小となるときの前記シフト量が最適シフト量として決定される（重畳率選択工程：ステップＳ１２）。次いで、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間のノズル列方向におけるずれが前記最適シフト量となるように、移動ヘッド２５が移動する（ノズル列移動工程：ステップＳ１３）。
【００４４】
吐出重量分布取得工程では、制御装置４０が、固定ヘッド２２が重量測定装置１９の上面の直上へ移動される。すなわち、制御装置４０は、重量測定装置１９の重量測定天秤の受液容器に固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の各ノズルＮから吐出された液滴Ｄが着弾するようにする。そして、制御装置４０は、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の各ノズルＮから重量測定装置１９の受液容器へ液滴Ｄを吐出させて、受液容器に着弾した液滴Ｄの重量と当該液滴Ｄに関わるノズル座標とを重量測定装置１９から取得する。制御装置４０は、重量測定装置１９より取得した液滴Ｄの重量と、当該液滴Ｄに関わるノズル座標とに基づいて、図７（ｂ）に示すように、第１ノズル列ＮＬ１から吐出された各液滴Ｄの重量の分布を示す第１吐出重量分布Ｌ１ａを作成する。第１吐出重量分布Ｌ１ａは、第１ノズル列ＮＬ１の各液滴Ｄの目標重量（例えば１ｎｇ：目標値Ｂ０）に対する偏差を示すものである。第１吐出重量分布Ｌ１ａは、大きな傾向として、ノズル座標が第１ノズル列ＮＬ１の端部になるほど重量が高くなる、いわゆるＶ字形状であるものの、第１ノズル列ＮＬ１の中央部より右寄りで最低の重量を示し、左端からノズル列幅Ｄｗの１／５程度の位置において重量が急激に増加する。目標重量が１ｎｇのとき、第１吐出重量分布Ｌ１ａの最大値は１．０１ｎｇ〜１．０２ｎｇとなり目標重量より１％〜２％程度大きい値となり、第１吐出重量分布Ｌ１ａの最小値は０．９９ｎｇ〜０．９８ｎｇとなり目標重量より１％〜２％程度小さい値となる。
【００４５】
次に、吐出重量分布合成工程では、制御装置４０が、吐出プロファイルＰＦから前記第１吐出重量分布Ｌ１ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａのノズル座標をノズル列方向に所定のシフト量だけシフトさせた変換座標に変換して第２吐出重量分布Ｌ２ａを作成する。また、制御装置４０は、前記シフト量が前記ノズル列幅Ｄｗの半分になるまで前記シフト量を前記ノズルピッチＤｘだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとの第２吐出重量分布Ｌ２ａを作成する。そして、制御装置４０は、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させ、重畳する範囲において合成される合成重量分布Ｌａｖｅをシフト量ごとに算出する。
【００４６】
すなわち、制御装置４０は、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが完全に重畳する全重畳位置（シフト量＝０）から、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが半分だけ重畳する半重畳位置（シフト量＝Ｄｗ／２）までの範囲で、シフト量がノズルピッチＤｘだけ増加するごとに、合成重量分布Ｌａｖｅを算出する。そして、制御装置４０は、各合成重量分布Ｌａｖｅと、当該合成重量分布Ｌａｖｅを得るためのシフト量に関する情報をメモリの吐出プロファイルＰＦの領域に保存する。
【００４７】
なお、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させて得た合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが重ね合わされた座標領域ＬＮ２に対して求められ、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量は、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおける重量と第２吐出重量分布Ｌ２ａにおける重量との合成である。例えば、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおける重量が０．９８ｎｇ〜１．０２ｎｇである場合、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量は最大で１．９６ｎｇ〜２．０４ｎｇの範囲で変化する。図７（ｂ）においては、各吐出重量分布を説明する便宜上、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量を半分にして示す。なお、図７においても、説明の便宜上、ノズルＮの数量を省略している。
【００４８】
重畳率選択工程では、制御装置４０が、シフト量ごとの合成重量分布Ｌａｖｅに関する情報を読み出し、重量の偏差が最小となるシフト量、すなわち合成重量分布Ｌａｖｅの波形の変動振幅が最も小さくなるときのシフト量を最適シフト量として決定する。なお、本実施形態では、最適シフト量をＤｓｏとするとき、［（Ｄｗ−Ｄｓｏ）／Ｄｗ］×１００を最適重畳率と言う。
【００４９】
例えば、図７（ｂ）を参照して、シフト量がＤｗ／２の場合、合成重量分布Ｌａｖｅは、座標領域ＬＮ２の左端部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対するマイナス量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対するプラス量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が略「０」に近い値となる。また、座標領域ＬＮ２の中央部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対する略「０」の偏差量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対する少しのプラスの偏差量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量に若干の正偏差がある。また、座標領域ＬＮ２の右端部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対する大きなプラス量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対するマイナス量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量に若干の正偏差がある。制御装置４０は、上記シフト量を０〜Ｄｗ／２の範囲でノズルピッチＤｘごとに変化させ、上記合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が最小となるシフト量を最適シフト量として決定する。
【００５０】
ちなみに、合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａがノズル列方向で対称の単純なＶ字形状の分布である場合、シフト量がＤｗ／２（最適重畳率が５０％）になることで、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとの相殺により、その重量の偏差を最小の０にできる。また、合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａがノズル列方向で対称の単純なＷ字形状の分布である場合、シフト量がＤｗ／４（最適重畳率が７５％）になることで、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとの相殺により、その重量の偏差を最小の０にできる。そして、本実施形態における液滴吐出装置１０によれば、第１吐出重量分布Ｌ１ａが上記単純形状でない場合であっても、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が最小となるように、最適シフト量を決定できる。
【００５１】
ノズル移動工程では、制御装置４０が、ヘッドモータＭＨの駆動制御を介して第２ノズル列ＮＬ２を第１ノズル列ＮＬ１に対して副走査方向に移動させる。そして、制御装置４０は、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間の副走査方向におけるずれが前記最適シフト量となるように、すなわち第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが走査方向から見て前記最適重畳率で重なり合うように配置される。
【００５２】
上述のように第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが前記最適重畳率で配置されると、制御装置４０は、キャリッジ１５に対して基板Ｓ１の吐出面ＳＡを走査して、基板Ｓ１の吐出面ＳＡに各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２から液滴Ｄを吐出させる。
【００５３】
このとき、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重畳する座標領域ＬＮ２では、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との協働により、目標値Ｂ０の２倍に相当するインクＩｋが副走査方向で平均化されて吐出される。一方、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重畳しない各座標領域ＬＮ１，ＬＮ３では、それぞれ目標値Ｂ０に相当するインクが第１吐出重量分布Ｌ１ａ及び第２吐出重量分布Ｌ２ａで吐出されてしまう。
【００５４】
このような場合、図８に示すように、１回目の走査Ｐ１で第１ノズル列ＮＬ１のみから液滴Ｄが配置された座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置されるようにする。すなわち、１回目の走査Ｐ１の後に、キャリッジ１５の移動にしたがって第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とをノズル列幅Ｄｗだけ副走
査方向に移動させる。この副走査方向への移動により、２回目の走査Ｐ２で座標領域ＬＮ３〜ＬＮ５の範囲に第１ノズル列ＮＬ１からは第１吐出重量分布Ｌ１ａと同じ吐出重量分布Ｌ１ｂにて、第２ノズル列ＮＬ２からは第２吐出重量分布Ｌ２ａと同じ吐出重量分布Ｌ２ｂにて液滴Ｄが吐出される。これにより、１回目の走査Ｐ１で第２ノズル列ＮＬ２のみが液滴Ｄを配置した座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第１ノズル列ＮＬ１のみが液滴Ｄを配置するようにするようになることで、座標領域ＬＮ３には第１ノズル列ＮＬ１の左側と第２ノズル列ＮＬ２の右側とから２つの液滴Ｄが配置される。
【００５５】
このとき、第１ノズル列ＮＬ１の左側は第２ノズル列ＮＬ２の左側と同じ吐出重量の分布であり、第２ノズル列ＮＬ２の右側は第１ノズル列ＮＬ１の右側とこれも同じ吐出重量の分布であり、座標領域ＬＮ２において重畳する第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との関係と同様となる。このことから、座標領域ＬＮ３における第１ノズル列ＮＬ１の左側と第２ノズル列ＮＬ２の右側との合成重量分布Ｌａｖｅは、座標領域ＬＮ２の場合と同様となり、座標領域ＬＮ３にも座標領域ＬＮ２と同じ重量均一性で液滴Ｄが配置されることになる。また座標領域ＬＮ４は、上述した座標領域ＬＮ２と同じ均一性で液滴Ｄが配置される。このように第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２を副走査方向に移動させながら吐出面ＳＡを走査させることで、液滴吐出装置１０は吐出面ＳＡに高い重量均一性で液滴Ｄを配置することがきる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば以下のような効果が得られるようになる。
（１）本実施形態によれば、主走査方向において隣接する固定ヘッド２２と移動ヘッド２５の間では、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向おけるずれが最適シフト量に設定された。これにより、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５と基板Ｓ１とを主走査方向に沿って相対移動させるとき、主走査方向において固定ヘッド２２と移動ヘッド２５とが重畳する座標領域ＬＮ２においては、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向とで形成される基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を向上させることができる。
【００５７】
（２）本実施形態によれば、主走査方向において固定ヘッド２２と移動ヘッド２５が同主走査方向から見て重なるシフト量０〜Ｄｗ／２の範囲において、最適シフト量（最適重畳率）が決定された。これにより、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向とで形成される基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【００５８】
（３）本実施形態によれば、固定ヘッド２２を固定して、移動ヘッド２５のみが移動するようにした。これにより、固定ヘッド２２を固定する分だけ、シフト機構の複雑化を抑制できる。
【００５９】
（４）本実施形態によれば、１回目の走査Ｐ１で第１ノズル列ＮＬ１のみから液滴Ｄが配置された座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置されるようにした。これにより、複数の走査を要するものの、２つのノズル列ＮＬ１，ＮＬ２であれ、基板Ｓ１上の吐出面ＳＡの広い範囲に重量均一性が向上されたインクＩｋを配置することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図９に、本発明を具体化した第２の実施形態についてその概略図を示す。なお、この第２の実施形態は、第１の実施形態におけるキャリッジ１５に２つの移動ヘッド（第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂ）を搭載したものである。そのため、以下では主に、先の第１の実施形態との相違点を中心に、各移動ヘッド２５Ａ，２５Ｂの配置方
法について説明する。また、第１の実施形態と同様の部材には同じ符号を付しその説明を省略する。
【００６１】
第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂの各吐出重量分布は、前記固定ヘッド２２と同様である。固定ヘッド２２と第１の移動ヘッド２５Ａとの間、及び第１の移動ヘッド２５Ａと第２の移動ヘッド２５Ｂとの間では、副走査方向におけるずれを最適シフト量とすることで、すなわち各ノズル列を最適重畳率で重ね合わせることで、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差を最小にできる。本実施形態においては、最適シフト量がＤｗ／２であり、最適重畳率が５０％である。
【００６２】
そこでまず、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが最適重畳率である５０％で重なり合うように、第１ノズル列ＮＬ１の右側半分と第２ノズル列ＮＬ２の左側半分とが走査方向から見て重畳して配置される。次いで、第２ノズル列ＮＬ２とノズル列ＮＬ３とが最適重畳率である５０％で重なり合うように、第２ノズル列ＮＬ２の右側半分とノズル列ＮＬ３の左側半分とが走査方向から見て重畳して配置される。この配置により、副走査方向に連続する座標領域ＬＮ２と座標領域ＬＮ３とにおいて、重量の偏差が最小となる高い均一性で液滴Ｄが配置されるようになる。
【００６３】
以上説明したように、上記実施形態によっても先の第１の実施形態の前記（１）〜（４）の効果と同等もしくはそれに準じた効果が得られるとともに、次のような効果が得られるようになる。
【００６４】
（５）本実施形態によれば、キャリッジ１５に３つの液滴吐出ヘッド（固定ヘッド２２、第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂ）を搭載した。これにより、固定ヘッド２２と第１の移動ヘッド２５Ａとが重畳する座標領域ＬＮ２、及び、第１の移動ヘッド２５Ａと第２の移動ヘッド２５Ｂとが重畳する座標領域ＬＮ３において一回の走査Ｐ１ａで重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３の配列方向とで形成される広い範囲の基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を向上させることができる。
【００６５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第１吐出重量分布Ｌ１ａが目標値Ｂ０に対してプラス方向及びマイナス方向にそれぞれ１％〜２％の変化をする、すなわち２％〜４％程度の変動振幅を有するものとしたが、変動振幅の幅は２％〜４％よりも大きくても小さくてもよい。また、第１吐出重量分布Ｌ１ａは、目標値Ｂ０を中心に分布するものとしたが、目標値Ｂ０を中心として分布する場合には限られず、目標値Ｂ０に対して、全体的に重量が高い方向もくしは低い方向にシフトしているような分布でもよい。
【００６６】
・第１の実施形態において、最適重畳率が５０％より大きく１００％以下になる場合は、図１０に示すように、まず第１の走査Ｐ１で座標領域ＬＮ２１〜ＬＮ２３に液滴Ｄを配置する。このとき座標領域ＬＮ２２には第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とから液滴Ｄが配置され、座標領域ＬＮ２１には第１ノズル列ＮＬ１のみから、座標領域ＬＮ２３には第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置される。次に、第２の走査Ｐ２を行うために第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とを副走査方向に移動させる。このとき、第１の走査Ｐ１を行った第２ノズル列ＮＬ２と、第２の走査Ｐ２を行う第１ノズル列ＮＬ１とが最適重畳率で重なるように移動させる構成が好ましい。
【００６７】
このような配置により、第２の走査Ｐ２を行う第１ノズル列ＮＬ１と第１の走査Ｐ１を行った第２ノズル列ＮＬ２とが液滴を配置する座標領域ＬＮ２３においても高い重量均一性の下で液滴を配置できる。
【００６８】
なお、この場合、第２の走査Ｐ２をする第１ノズル列ＮＬ１の一部領域ＬＮ２３ａが座標領域ＬＮ２２と重複し、第２ノズル列ＮＬ２の一部領域ＬＮ２３ａが座標領域ＬＮ２３と重複する。そこで、第２の走査Ｐ２では第１ノズル列ＮＬ１の一部領域ＬＮ２３ａ及び第２ノズル列ＮＬ２の一部領域ＬＮ２３ａからはそれぞれ液滴Ｄを吐出させないようにする。これにより、第１の走査Ｐ１と第２の走査Ｐ２により座標領域ＬＮ２２から座標領域ＬＮ２４の間に高い重量均一性の下で液滴Ｄを配置できる。
【００６９】
・第２の実施形態では、最適重畳率が５０％である場合について説明したが、これに限らず、最適重畳率は５０％以外であってもよい。また、最適重畳率が５０％より大きく１００％以下の間である場合には、第１ノズル列ＮＬ１とノズル列ＮＬ３とが重畳する範囲に限り、ノズル列ＮＬ３からの液滴の吐出をさせない構成が好ましい。
【００７０】
・第１の実施形態では、各液滴吐出ヘッドはそれぞれ一列のノズル列ＮＬ１，ＮＬ２を有し、上記第２の実施形態では、各液滴吐出ヘッドはそれぞれ一列のノズル列ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３を有した。これに限らず、各液滴吐出ヘッドは複数のノズル列を有してもよい。この場合は、例えば、液滴吐出ヘッドごとに吐出重量分布を算出し、その吐出重量分布に基づいて合成重量分布を算出して最適重畳率を選択するようにしてもよい。
【００７１】
・第１の実施形態では、固定ヘッド２２に対して移動ヘッド２５を左右に移動可能にした。これに限らず、液滴吐出ヘッドをどちらか一方のみにずれるようにしてもよい。特に、各液滴吐出ヘッドの吐出重量分布が同様の特性である場合には、どちらか一方のみにずれるようにすれば必ず合成重量分布の均一性の高い重畳率とすることができる。
【００７２】
・上記実施形態では、移動しない固定ヘッド２２と移動する移動ヘッド２５（２５Ａ，２５Ｂ）を設けた。しかしこれに限らず、すべての液滴吐出ヘッドが移動可能であってもよい。
【００７３】
・第２の実施形態では、キャリッジ１５には３つの液滴吐出ヘッドを設けたが、キャリッジの有する液滴吐出ヘッドの数は３つより多くてもよい。
・上記実施形態では、固定ヘッド２２の第１吐出重量分布Ｌ１ａのみを測定した。しかしこれに限らず、各液滴吐出ヘッドの吐出重量の分布を測定するようにして、各液滴吐出ヘッドの各吐出重量の分布を合わせて形成した波形から均一性の最も高い重畳率を算出するようにしてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、固定ヘッド２２の第１吐出重量分布Ｌ１ａと移動ヘッド２５，２５Ａ，２５Ｂの各第２吐出重量分布Ｌ２ａ，Ｌ３ａは同様の分布としたが、各吐出重量分布はそれぞれ異なる分布の態様であってもよい。各吐出重量分布が相違する場合であれ、合成重量分布の変動振幅を小さくする重畳率が取得できればよい。
【００７５】
・上記実施形態では、ヘッドユニット２０を圧電素子駆動方式に具体化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに具体化してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、吐出重量分布を用いたが、対象物に吐出されたインクの均一性を判断できる指標となるものであれば、吐出重量分布を吐出液量などに基づいて算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】液滴吐出装置の一実施形態を示す全体斜視図。
【図２】吐出ヘッドを下側から見た底面図。
【図３】液滴吐出ヘッドの配置を示す底面図。
【図４】液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す側面図。
【図５】液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】液滴吐出ヘッドの配置方法の手順を示す工程図。
【図７】（ａ）は重畳した２つのノズル列を示す模式図、（ｂ）は各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図８】（ａ）は重畳した２つのノズル列の走査を示す模式図、（ｂ）は２つのノズル列の２回走査で得られる各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図９】（ａ）は重畳した３つのノズル列を示す模式図、（ｂ）は３つのノズル列における各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図１０】重畳させた２つのノズル列の走査方法の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…液滴吐出装置、１１…基台、１２…ステージ、１３…ガイド部材、１４…インクタンク、１５…キャリッジ、１７…支持プレート、１８ａ…第１の貫通溝、１８ｂ…第２の貫通溝、１９…重量測定装置、２０…ヘッドユニット、２１…ヘッド基板、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２１ｃ…入力端子、２２…固定ヘッド、２３…ノズルプレート、２３ａ…ノズル形成面、２４…レール、２５，２５Ａ，２５Ｂ…移動ヘッド、２６…キャビティ、２７…振動板、４０…プロファイル作成部及びシフト量決定部を構成する制御装置、Ｄ…液滴、Ｎ…ノズル、ＧＢ…ギア、ＭＨ…ヘッドモータ、ＭＸ…Ｘ軸モータ、ＭＹ…Ｙ軸モータ、ＰＺ…圧電素子、ＲＧ…ラックギア、Ｓ１…基板、ＳＡ…吐出面、ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３…ノズル列。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を液滴として吐出する複数の液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置及びその液滴吐出ヘッドを対象物に対して配置する液滴吐出ヘッドの配置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット技術を用いた液滴吐出装置においては、複数の液滴吐出ヘッドが吐出対象物に対して相対的に走査され、各液滴吐出ヘッドから吐出される液滴が吐出対象物上の所望位置に着弾することにより、所望形状の膜パターンが吐出対象物上に形成される。この種の液滴吐出ヘッドにおいては、液状体を貯留する複数のキャビティの各々に圧電素子が設けられ、この圧電素子が収縮・伸張してキャビティ内の液状体を振動させることにより、該キャビティと連通するノズルから液状体が液滴として吐出される。
【０００３】
上記のキャビティ内に誘起される振動は、一般的に、キャビティの剛性やキャビティの容積等に応じてその振動特性を変化させる。こうしたキャビティごとの固有の振動特性は、ノズルから吐出する液滴の重量を大きく左右するため、１つの液滴吐出ヘッド内であっても、各ノズルからの液滴の重量に対し、各キャビティの剛性や容積等の個体差に応じたばらつきを発生させてしまう。上記液滴吐出ヘッド内における吐出重量のばらつきは、吐出対象物上の膜パターンに、走査方向に沿う筋状のむらを形成してしまう。例えば、ノズル列の端部で吐出重量が高くなる場合には、ノズル列端部の走査領域に厚い膜パターンが形成されてしまう。
【０００４】
そこで、上記液滴吐出装置では、従来から、こうした筋状のむらを抑制すべく各種の提案がなされている。特許文献１では、１つのノズル列の端部の走査位置に、他のノズル列の端部を走査しないようにする。すなわち、走査方向と交わる副走査方向において複数のノズル列の位置をずらし、各ノズル列が吐出対象物に対して走査されるときに、各ノズル列端部の走査位置がずれるようにする。これにより、ノズル列の端部の走査位置、すなわち吐出重量が高くなる位置を分散させて、膜パターンにおけるむらを抑制している。
【特許文献１】特許第３９８８６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記キャビティごとの固有の振動特性は、キャビティの剛性やキャビティの容量の他、圧電素子の吐出周波数や液状体の粘度等、各種の吐出条件に応じて変化する。そして、１つのノズル列における吐出重量の分布は、こうした吐出条件の違いにより、ノズル列の中央以外において大幅に低下したり、ノズル列端部以外において大幅に増加したりする。そのため、複数のノズル列からの液滴によりパターンを形成する方法では、ノズル列における吐出重量の分布に応じたノズル列の配置、すなわち液滴吐出ヘッドの配置が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するためになされたものであって、その目的は、吐出対象物上にて液状体の重量均一性を向上させる液滴吐出ヘッドの配置方法及び液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液滴吐出装置は、一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた複数の液滴吐出ヘッドを走査方向に並置した状態で搭載して対象物に対し前記走査方向に相対的に移動するキャリッジと、前記各ノズルから吐出した液滴の重量
を測定する重量測定装置とを備えた液滴吐出装置であって、前記重量測定装置からの測定結果に基づいて、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを作成すると共に、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成するプロファイル作成部と、前記プロファイル作成部が前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定するシフト量決定部と、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記液滴吐出ヘッドを前記一方向へシフトするシフト機構とを備えた。
【０００８】
本発明の液滴吐出装置によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッド間では、配列方向おけるノズル列のずれが最適シフト量に設定される。したがって、複数の液滴吐出ヘッドと対象物とを走査方向に沿って相対移動させるとき、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドからは、配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を向上させることができる。
【０００９】
この液滴吐出装置において、前記シフト量決定部は、前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとに前記合成プロファイルを作成する構成が好ましい。
【００１０】
この液滴吐出装置によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドが同走査方向から見て重なり得る全範囲において、最適シフト量を決定できる。したがって、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【００１１】
この液滴吐出装置において、前記シフト機構は、前記走査方向において隣接する一対の前記液滴吐出ヘッドの一方を固定して他方をシフトする構成が好ましい。
この液滴吐出装置によれば、一方の液滴吐出ヘッドを固定する分だけ、シフト機構の複雑化を抑制できる。
【００１２】
本発明である液滴吐出ヘッドの配置方法は、一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた液滴吐出ヘッドを用い、対象物に対して走査方向に相対的に移動するキャリッジに複数の前記液滴吐出ヘッドを配置する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定して、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを取得する工程と、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成する工程と、前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定する工程と、前記複数の液滴吐出ヘッドを前記走査方向へ並置すると共に、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記複数の液滴吐出ヘッドを配置する工程とを備えた。
【００１３】
本発明である液滴吐出ヘッドの配置方法によれば、走査方向において隣接する液滴吐出
ヘッド間では、配列方向おけるノズル列のずれが最適シフト量に設定される。したがって、複数の液滴吐出ヘッドと対象物とを走査方向に沿って相対移動させるとき、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドからは、配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を向上させることができる。
【００１４】
この液滴吐出ヘッドの配置方法において、前記シフト量を決定する工程は、前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させる構成が好ましい。
【００１５】
この液滴吐出ヘッドの配置方法によれば、走査方向において隣接する液滴吐出ヘッドが同走査方向から見て重なり得る全範囲において、最適シフト量を決定できる。したがって、走査方向と配列方向とで形成される対象物上の平面において、液状体の重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、液滴吐出装置１０の全体斜視図である。
【００１７】
図１において、液滴吐出装置１０は、一つの方向に延びる基台１１の上に、基台１１の長手方向へ往復移動可能なステージ１２を搭載している。ステージ１２は、基板Ｓ１の一つの面（以下単に、吐出面ＳＡと言う。）を上に向けた状態で該基板Ｓ１を位置決め固定し、基台１１に設けられたＹ軸モータＭＹの正逆回転に伴って基台１１の長手方向に沿って基板Ｓ１を搬送する。基板Ｓ１としては、グリーンシート、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、樹脂フィルム、紙等の各種の基板を用いることができる。
【００１８】
本実施形態では、基板Ｓ１が搬送される方向であって、図１において左上方向に向かう方向（図１においてＹ方向）を、主走査方向という。また、主走査方向と直交する方向であって、図１において右上方向に向かう方向（図１においてＸ方向）を、副走査方向とし、基板Ｓ１の上方向の法線を、Ｚ方向という。
【００１９】
液滴吐出装置１０は、基台１１を跨ぐ門型のガイド部材１３と、ガイド部材１３上側に配設されるインクタンク１４とを有する。インクタンク１４は、インクＩｋを貯留するとともに、貯留するインクＩｋを所定の圧力で導出する。
【００２０】
ガイド部材１３は、副走査方向へ往復移動可能なキャリッジ１５を支持している。キャリッジ１５は、ガイド部材１３に設けられたＸ軸モータＭＸの正逆回転に伴って副走査方向へ往復移動される。キャリッジ１５の下側に設けられた支持プレート１７は、吐出面ＳＡと平行に配設されてヘッドユニット２０（図２参照）を搭載している。本実施形態では、基板Ｓ１を主走査方向に往復して搬送する動作を主走査とし、キャリッジ１５を副走査方向に往復して搬送する動作を副走査という。また、基板Ｓ１を主走査する速度を、主走査速度Ｖｓという。
【００２１】
また、液滴吐出装置１０は、ガイド部材１３の下方であってステージ１２の移動と干渉しない位置に液滴測定装置としての重量測定装置１９を有している。重量測定装置１９は、その上面にガイド部材１３を移動するキャリッジ１５の支持プレート１７が相対向されるようになっている。重量測定装置１９には、液滴の重量を測定する重量測定天秤の受液容器（図示せず）が設けられ、キャリッジ１５及び重量測定装置１９が適宜移動することにより、前記受液容器がキャリッジ１５の直下に配置されるようになっている。
【００２２】
次に、図２〜図４を参照して、上記ヘッドユニット２０について以下に説明する。図２は、ヘッドユニット２０をステージ１２側から見た斜視図である。図３は、ヘッドユニット２０をステージ１２から見た平面図であり、図４は、ヘッドユニット２０の吐出動作を示す側面図である。
【００２３】
図２において、ヘッドユニット２０は、前記支持プレート１７に設置されて副走査方向に延びるヘッド基板２１と、ヘッド基板２１の下面２１ｂ（図２において上側）に配置されて副走査方向に延びる一対の液滴吐出ヘッド（以下単に、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５）とを有する。また、ヘッドユニット２０は、そのヘッド基板２１の下面２１ｂに固定ヘッド２２と並行に設けられたレール２４と、該レール２４に案内されて固定ヘッド２２と並行に往復移動が可能な移動ヘッド２５とを有する。移動ヘッド２５は、ヘッド基板２１の下面２１ｂと対向する側の長手方向全幅にラックギアＲＧが設けられている。ラックギアＲＧは、ヘッド基板２１の上面２１ａ（図２において下側）に設けられたギアＧＢを介してヘッドモータＭＨに接続されている。すなわち、ヘッドモータＭＨの正逆回転に伴って、移動ヘッド２５がレール２４に案内されて固定ヘッド２２と並行に往復移動するようになっている。本実施形態においては、これらレール２４、ラックギアＲＧ、ギアＧＢ及びヘッドモータＭＨによってシフト機構が構成されている。
【００２４】
ヘッド基板２１は、その上面２１ａ（図２において下側）の一側端に入力端子２１ｃを有するとともに、入力端子２１ｃに入力される駆動波形信号を、ヘッド基板２１の下面２１ｂの固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５に出力する。
【００２５】
固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５には、基板Ｓ１と対向する側にノズルプレート２３がそれぞれ設けられ、各ノズルプレート２３には、基板Ｓ１と相対向する面にノズル形成面２３ａがそれぞれ形成されている。各ノズル形成面２３ａは、ヘッドユニット２０が基板Ｓ１と対向するときに、それぞれ吐出面ＳＡと略平行に配置される。このとき、ノズル形成面２３ａと吐出面ＳＡとの間の距離をプラテンギアップといい、このプラテンギアップは、例えば数百μｍであり、十分に短い距離に設定されることによって、以下で説明する液滴Ｄ（図４参照）の着弾位置の精度を向上させる。
【００２６】
各ノズル形成面２３ａは、その副走査方向の全幅にわたってｉ個（ｉは２以上の整数であって、例えば１８０個）のノズルＮを有する。各ノズルＮは、Ｚ方向に沿ってノズルプレート２３に貫通形成され、副走査方向に沿って所定のピッチで配列されている。すなわち固定ヘッド２２のノズルプレート２３は、これらｉ個のノズルＮからなる一列の第１ノズル列ＮＬ１を有し、移動ヘッド２５のノズルプレート２３は、これらｉ個のノズルＮからなる一列の第２ノズル列ＮＬ２を有する。なお、本実施形態では、各ノズルＮのピッチをノズルピッチＤｘといい、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の副走査方向における幅をノズル列幅Ｄｗという。
【００２７】
図３に示すように、支持プレート１７には、副走査方向に延びる第１の貫通溝１８ａと、同副走査方向において第１の貫通溝１８ａよりも長い第２の貫通溝１８ｂとが貫通形成されている。第１の貫通溝１８ａには、固定ヘッド２２を支持プレート１７のキャリッジ１５側から嵌合可能な大きさに形成されている。第２の貫通溝１８ｂは移動ヘッド２５を支持プレート１７のキャリッジ１５側から挿通可能、かつレール２４に案内されて副走査方向に移動可能な大きさに形成されている。なお、移動ヘッド２５は、少なくともその第２ノズル列ＮＬ２が固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１と走査方向において完全に（１００％）重畳するように並ぶ位置から、第２ノズル列ＮＬ２が第１ノズル列ＮＬ１と走査方向において半分だけ（５０％）重畳するように並ぶ位置までを往復移動可能に構成されている。すなわち、第２ノズル列ＮＬ２は、第１ノズル列ＮＬ１に対して１００％重畳す
る全重畳位置から、その全重畳位置に対して左右にノズル列幅Ｄｗの半分の長さだけシフトして、第１ノズル列ＮＬ１に対して５０％重畳する半重畳位置までの範囲を移動できる。
【００２８】
図４において、固定ヘッド２２は、各ノズルＮの上側にキャビティ２６、振動板２７及び圧電素子ＰＺを有している。各キャビティ２６は、共通するインクタンク１４に接続され、インクタンク１４から供給される液状体としてのインクＩｋを収容し、そのインクＩｋをノズルＮに供給する。振動板２７は、各キャビティ２６に対向する領域をＺ方向に振動することによって、該キャビティ２６の容積を拡大及び縮小させて、ノズルＮのメニスカスを振動させる。各圧電素子ＰＺは、入力端子２１ｃからの駆動波形信号を受けるとき、Ｚ方向に収縮して伸張し、振動板２７をＺ方向に振動させる。各キャビティ２６は、それぞれの振動板２７がＺ方向に振動するとき、収容するインクＩｋの一部を液滴ＤにしてノズルＮから吐出させる。吐出される液滴Ｄは、ノズルＮと対向する吐出面ＳＡ上の位置、すなわち第１目標点Ｔ１に向けて飛行し、第１目標点Ｔ１に着弾する。第１目標点Ｔ１に着弾した液滴Ｄは、基板Ｓ１の主走査によって基板Ｓ１とともに主走査方向に移動する。
【００２９】
固定ヘッド２２は、各キャビティ２６の剛性や容積、インクＩｋの種類や駆動周波数等、各種の吐出条件に応じて、各ノズルＮから吐出する液滴の吐出重量にばらつきを持つ。例えば、本実施形態では、液滴Ｄの目標重量は１ｎｇであり、第１ノズル列ＮＬ１の端部のノズルＮにおける吐出重量は目標重量よりも１％〜２％程度だけ高い１．０１ｎｇ〜１．０２ｎｇである。また、第１ノズル列ＮＬ１の中央のノズルＮにおける吐出重量は目標重量よりも１％〜２％程度だけ低い０．９９ｎｇ〜０．９８ｎｇである。
【００３０】
移動ヘッド２５は、固定ヘッド２２の場合と同様の内部構成からなり、インクＩｋの一部を液滴ＤにしてノズルＮから吐出させ、ノズルＮと対向する吐出面ＳＡ上の第２目標点Ｔ２に向けて飛行させ着弾させる。これにより、吐出面ＳＡにあって第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重ねて走査される範囲には、第１ノズル列ＮＬ１からの液滴Ｄと、第２ノズル列ＮＬ２からの液滴Ｄとの２つの液滴Ｄが着弾する。
【００３１】
また、本実施形態では、固定ヘッド２２と移動ヘッド２５とを同じロットで製作された部品を用いて構成するなどして、移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２における液滴Ｄの吐出重量の分布が、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１における吐出重量の分布と実質的に同じとなるようにされている。すなわち、移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２における吐出重量の偏差と、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１における吐出重量の偏差との差異は、基板Ｓ１にパターンを形成する設計ルール上において許容される誤差の範囲にあり、実質的に同じである。
【００３２】
図３に示すように、基板Ｓ１の吐出面ＳＡは、一点鎖線で示すようにドットパターン格子によって仮想分割されている。ドットパターン格子は、その主走査方向の格子間隔と副走査方向の格子間隔とがそれぞれ液滴Ｄの吐出間隔によって規定される。主走査方向の吐出間隔である吐出ピッチＤｙは、駆動波形信号に基づく液滴Ｄの吐出周波数と、基板Ｓ１の主走査速度Ｖｓとによって定められる。また、副走査方向の吐出間隔は、ノズルピッチＤｘによって定められる。そして、液滴Ｄを吐出するか否かの選択は、このドットパターン格子の格子点Ｔ毎に定められる。これにより、液滴の吐出処理を実行するとき、主走査方向に配列される一群の格子点Ｔは、キャリッジ１５の副走査と基板Ｓ１の主走査とによって、共通する一つのノズルＮの直下を通過する。
【００３３】
すなわち、本実施形態では、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２が走査方向で１００％重畳するように並んでいる場合には、各格子点Ｔには、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５のノズ
ルＮからそれぞれの液滴Ｄ（例えば略１ｎｇ）が吐出される。なお、図３においては、説明の便宜上、ノズルＮの数量を省略している。
【００３４】
次に、上記のように構成した液滴吐出装置１０の電気的構成を図５に従って説明する。
図５において、演算部としての制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータを中心に構成されており、メモリに格納されている各種データ及び各種制御プログラムに基づき、ステージ１２及びキャリッジ１５を移動させるとともに、移動ヘッド２５及び各圧電素子ＰＺを駆動制御する。
【００３５】
制御装置４０には、起動スイッチ、停止スイッチなどの操作スイッチを有した入力装置４１が接続されている。入力装置４１は、吐出面ＳＡに対するパターン形成領域の位置座標に関する情報を既定形式の描画情報Ｉａとして制御装置４０に入力する。制御装置４０は、入力装置４１からの描画情報Ｉａを受け、第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とを生成する。第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて固定ヘッド２２の各圧電素子ＰＺと移動ヘッド２５の各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するデータである。第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、各第１目標点Ｔ１と各第２目標点Ｔ２とに、それぞれ液滴Ｄを吐出するか否かを規定したデータである。すなわち、第１ドットマップデータＤＭ１と第２ドットマップデータＤＭ２とは、パターン形成領域に規定される各格子点Ｔに液滴Ｄを吐出させるためのものである。
【００３６】
制御装置４０には、重量測定装置１９が接続されており、制御装置４０からこの重量測定装置１９に対して測定指令が出力されることより、重量測定装置１９は、その測定指令に応答してノズルＮ毎の液滴Ｄの重量を測定する。また、重量測定装置１９は、測定したノズルＮ毎の液滴の重量を測定ノズルの位置に関する情報（以下単に、ノズル座標と言う。）とともに制御装置４０に出力する。すなわち、制御装置４０は、重量測定装置１９からのノズル毎の液滴Ｄの重量とノズル座標とに基づいて、第１ノズル列ＮＬ１のノズル座標における重量を示した第１プロファイルである第１吐出重量分布Ｌ１ａを算出する。そして、算出された第１吐出重量分布Ｌ１ａは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に第１ノズル列ＮＬ１の情報として保存される。
【００３７】
また、制御装置４０は、吐出プロファイルＰＦの領域から第１吐出重量分布Ｌ１ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおけるノズル座標をノズル列方向に所定のシフト量でシフトさせた第２プロファイルである第２吐出重量分布Ｌ２ａを算出する。そして、算出された第２吐出重量分布Ｌ２ａは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に第２ノズル列ＮＬ２の情報として保存される。さらに、制御装置４０は、吐出プロファイルＰＦの領域から第１吐出重量分布Ｌ１ａ及び第２吐出重量分布Ｌ２ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させた合成プロファイルとしての合成重量分布Ｌａｖｅを算出する。そして、算出された合成重量分布Ｌａｖｅは、メモリの吐出プロファイルＰＦの領域に合成重量の情報として保存される。
【００３８】
制御装置４０には、Ｘ軸モータ駆動回路４２が接続されており、制御装置４０からこのＸ軸モータ駆動回路４２に対して駆動指令が出力されることにより、Ｘ軸モータ駆動回路４２は、その駆動指令に応答してキャリッジ１５を移動させるためのＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させる。また、このＸ軸モータＭＸの回転角度を検出するＸ軸エンコーダＸＥからの回転角度信号がＸ軸モータ駆動回路４２を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、Ｘ軸エンコーダＸＥからの回転角度信号に基づいて吐出面ＳＡに対するキャリッジ１５の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。
【００３９】
制御装置４０には、Ｙ軸モータ駆動回路４３が接続されており、制御装置４０からこの
Ｙ軸モータ駆動回路４３に対して駆動指令が出力されることにより、Ｙ軸モータ駆動回路４３は、その駆動指令に応答してステージ１２を移動させるためのＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。また、このＹ軸モータＭＹの回転角度を検出するＹ軸エンコーダＹＥからの回転角度信号がＹ軸モータ駆動回路４３を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、Ｙ軸エンコーダＹＥからの回転角度信号に基づいてステージ１２（吐出面ＳＡ）の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。また、制御装置４０は、Ｙ軸モータ駆動回路４３からの信号に基づいて、吐出面ＳＡに対する各第１目標点Ｔ１及び各第２目標点Ｔ２の相対位置を演算し、各第１目標点Ｔ１が格子点Ｔに位置するときに第１吐出タイミング信号ＬＰ１を生成する。また、制御装置４０は、各第２目標点Ｔ２が格子点Ｔに位置するときに第２吐出タイミング信号ＬＰ２を生成する。
【００４０】
制御装置４０には、ヘッドモータ駆動回路４４が接続されており、制御装置４０からこのヘッドモータ駆動回路４４に対して駆動指令が出力されることにより、ヘッドモータ駆動回路４４は、その駆動指令に応答して移動ヘッド２５を移動させるためのヘッドモータＭＨを正転又は逆転させる。また、このヘッドモータＭＨの回転角度を検出するヘッドエンコーダＨＥからの回転角度信号がヘッドモータ駆動回路４４を介して制御装置４０に入力される。すなわち制御装置４０は、ヘッドエンコーダＨＥからの回転角度信号に基づいて固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１に対する移動ヘッド２５の第２ノズル列ＮＬ２の移動方向及び移動量を検出するとともにフィードバック制御する。
【００４１】
制御装置４０には、吐出ヘッド駆動回路４５が接続されている。制御装置４０は、第１吐出タイミング信号ＬＰ１及び第２吐出タイミング信号ＬＰ２を生成するとき、吐出ヘッド駆動回路４５に対して圧電素子ＰＺを駆動するための圧電素子駆動電圧ＣＯＭを出力する。また、制御装置４０は、第１ドットマップデータＤＭ１を利用して、吐出周期毎における固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺに対するオンあるいはオフを規定した第１吐出制御信号ＳＩ１を生成し、この第１吐出制御信号ＳＩ１を所定の転送クロック信号で吐出ヘッド駆動回路４５にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路４５は、上記第１吐出制御信号ＳＩ１を固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換して、第１目標点Ｔ１に対応する上記第１吐出タイミング信号ＬＰ１を受けるときにシリアル／パラレル変換された前記第１吐出制御信号ＳＩ１をラッチする。そして、吐出ヘッド駆動回路４５は、そのラッチされた第１吐出制御信号ＳＩ１により選択される固定ヘッド２２の全ての圧電素子ＰＺにそれぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００４２】
さらに、制御装置４０は、第２ドットマップデータＤＭ２を利用して、吐出周期毎における移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺに対するオンあるいはオフを規定した第２吐出制御信号ＳＩ２を生成し、この第２吐出制御信号ＳＩ２を所定の転送クロック信号で吐出ヘッド駆動回路４５にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路４５は、上記第２吐出制御信号ＳＩ２を移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換して、第２目標点Ｔ２に対応する上記第２吐出タイミング信号ＬＰ２を受けるときにシリアル／パラレル変換された前記第２吐出制御信号ＳＩ２をラッチする。そして、吐出ヘッド駆動回路４５は、そのラッチされた第２吐出制御信号ＳＩ２により選択される移動ヘッド２５の全ての圧電素子ＰＺにそれぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００４３】
次に、液滴吐出装置１０における液滴吐出ヘッドの配置方法について説明する。なお、図６は液滴吐出ヘッドの配置方法を示す工程図である。
図６において、液滴吐出ヘッドの配置方法では、まず、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の第１吐出重量分布Ｌ１ａを取得する（吐出重量分布取得工程：ステップＳ１０）。次いで、第１吐出重量分布Ｌ１ａを用い、異なるシフト量で複数の第２吐出重量分布Ｌ２ａが作成され、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させた合成重量分布Ｌａｖｅがシフト量ごとに算出される（吐出重量分布合成工程：ステップＳ１
１）。また、この液滴吐出ヘッドの配置方法では、全ての合成重量分布Ｌａｖｅの中から吐出重量の偏差が最小となるときの前記シフト量が最適シフト量として決定される（重畳率選択工程：ステップＳ１２）。次いで、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間のノズル列方向におけるずれが前記最適シフト量となるように、移動ヘッド２５が移動する（ノズル列移動工程：ステップＳ１３）。
【００４４】
吐出重量分布取得工程では、制御装置４０が、固定ヘッド２２が重量測定装置１９の上面の直上へ移動される。すなわち、制御装置４０は、重量測定装置１９の重量測定天秤の受液容器に固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の各ノズルＮから吐出された液滴Ｄが着弾するようにする。そして、制御装置４０は、固定ヘッド２２の第１ノズル列ＮＬ１の各ノズルＮから重量測定装置１９の受液容器へ液滴Ｄを吐出させて、受液容器に着弾した液滴Ｄの重量と当該液滴Ｄに関わるノズル座標とを重量測定装置１９から取得する。制御装置４０は、重量測定装置１９より取得した液滴Ｄの重量と、当該液滴Ｄに関わるノズル座標とに基づいて、図７（ｂ）に示すように、第１ノズル列ＮＬ１から吐出された各液滴Ｄの重量の分布を示す第１吐出重量分布Ｌ１ａを作成する。第１吐出重量分布Ｌ１ａは、第１ノズル列ＮＬ１の各液滴Ｄの目標重量（例えば１ｎｇ：目標値Ｂ０）に対する偏差を示すものである。第１吐出重量分布Ｌ１ａは、大きな傾向として、ノズル座標が第１ノズル列ＮＬ１の端部になるほど重量が高くなる、いわゆるＶ字形状であるものの、第１ノズル列ＮＬ１の中央部より右寄りで最低の重量を示し、左端からノズル列幅Ｄｗの１／５程度の位置において重量が急激に増加する。目標重量が１ｎｇのとき、第１吐出重量分布Ｌ１ａの最大値は１．０１ｎｇ〜１．０２ｎｇとなり目標重量より１％〜２％程度大きい値となり、第１吐出重量分布Ｌ１ａの最小値は０．９９ｎｇ〜０．９８ｎｇとなり目標重量より１％〜２％程度小さい値となる。
【００４５】
次に、吐出重量分布合成工程では、制御装置４０が、吐出プロファイルＰＦから前記第１吐出重量分布Ｌ１ａを読み出し、第１吐出重量分布Ｌ１ａのノズル座標をノズル列方向に所定のシフト量だけシフトさせた変換座標に変換して第２吐出重量分布Ｌ２ａを作成する。また、制御装置４０は、前記シフト量が前記ノズル列幅Ｄｗの半分になるまで前記シフト量を前記ノズルピッチＤｘだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとの第２吐出重量分布Ｌ２ａを作成する。そして、制御装置４０は、第１吐出重量分布Ｌ１ａと各第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させ、重畳する範囲において合成される合成重量分布Ｌａｖｅをシフト量ごとに算出する。
【００４６】
すなわち、制御装置４０は、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが完全に重畳する全重畳位置（シフト量＝０）から、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが半分だけ重畳する半重畳位置（シフト量＝Ｄｗ／２）までの範囲で、シフト量がノズルピッチＤｘだけ増加するごとに、合成重量分布Ｌａｖｅを算出する。そして、制御装置４０は、各合成重量分布Ｌａｖｅと、当該合成重量分布Ｌａｖｅを得るためのシフト量に関する情報をメモリの吐出プロファイルＰＦの領域に保存する。
【００４７】
なお、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとを重畳させて得た合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとが重ね合わされた座標領域ＬＮ２に対して求められ、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量は、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおける重量と第２吐出重量分布Ｌ２ａにおける重量との合成である。例えば、第１吐出重量分布Ｌ１ａにおける重量が０．９８ｎｇ〜１．０２ｎｇである場合、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量は最大で１．９６ｎｇ〜２．０４ｎｇの範囲で変化する。図７（ｂ）においては、各吐出重量分布を説明する便宜上、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量を半分にして示す。なお、図７においても、説明の便宜上、ノズルＮの数量を省略している。
【００４８】
重畳率選択工程では、制御装置４０が、シフト量ごとの合成重量分布Ｌａｖｅに関する情報を読み出し、重量の偏差が最小となるシフト量、すなわち合成重量分布Ｌａｖｅの波形の変動振幅が最も小さくなるときのシフト量を最適シフト量として決定する。なお、本実施形態では、最適シフト量をＤｓｏとするとき、［（Ｄｗ−Ｄｓｏ）／Ｄｗ］×１００を最適重畳率と言う。
【００４９】
例えば、図７（ｂ）を参照して、シフト量がＤｗ／２の場合、合成重量分布Ｌａｖｅは、座標領域ＬＮ２の左端部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対するマイナス量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対するプラス量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が略「０」に近い値となる。また、座標領域ＬＮ２の中央部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対する略「０」の偏差量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対する少しのプラスの偏差量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量に若干の正偏差がある。また、座標領域ＬＮ２の右端部では第１吐出重量分布Ｌ１ａの目標値Ｂ０に対する大きなプラス量と、第２吐出重量分布Ｌ２ａの目標値Ｂ０に対するマイナス量とが加算されて、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量に若干の正偏差がある。制御装置４０は、上記シフト量を０〜Ｄｗ／２の範囲でノズルピッチＤｘごとに変化させ、上記合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が最小となるシフト量を最適シフト量として決定する。
【００５０】
ちなみに、合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａがノズル列方向で対称の単純なＶ字形状の分布である場合、シフト量がＤｗ／２（最適重畳率が５０％）になることで、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとの相殺により、その重量の偏差を最小の０にできる。また、合成重量分布Ｌａｖｅは、第１吐出重量分布Ｌ１ａがノズル列方向で対称の単純なＷ字形状の分布である場合、シフト量がＤｗ／４（最適重畳率が７５％）になることで、第１吐出重量分布Ｌ１ａと第２吐出重量分布Ｌ２ａとの相殺により、その重量の偏差を最小の０にできる。そして、本実施形態における液滴吐出装置１０によれば、第１吐出重量分布Ｌ１ａが上記単純形状でない場合であっても、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差が最小となるように、最適シフト量を決定できる。
【００５１】
ノズル移動工程では、制御装置４０が、ヘッドモータＭＨの駆動制御を介して第２ノズル列ＮＬ２を第１ノズル列ＮＬ１に対して副走査方向に移動させる。そして、制御装置４０は、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との間の副走査方向におけるずれが前記最適シフト量となるように、すなわち第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが走査方向から見て前記最適重畳率で重なり合うように配置される。
【００５２】
上述のように第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが前記最適重畳率で配置されると、制御装置４０は、キャリッジ１５に対して基板Ｓ１の吐出面ＳＡを走査して、基板Ｓ１の吐出面ＳＡに各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２から液滴Ｄを吐出させる。
【００５３】
このとき、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重畳する座標領域ＬＮ２では、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との協働により、目標値Ｂ０の２倍に相当するインクＩｋが副走査方向で平均化されて吐出される。一方、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが重畳しない各座標領域ＬＮ１，ＬＮ３では、それぞれ目標値Ｂ０に相当するインクが第１吐出重量分布Ｌ１ａ及び第２吐出重量分布Ｌ２ａで吐出されてしまう。
【００５４】
このような場合、図８に示すように、１回目の走査Ｐ１で第１ノズル列ＮＬ１のみから液滴Ｄが配置された座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置されるようにする。すなわち、１回目の走査Ｐ１の後に、キャリッジ１５の移動にしたがって第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とをノズル列幅Ｄｗだけ副走
査方向に移動させる。この副走査方向への移動により、２回目の走査Ｐ２で座標領域ＬＮ３〜ＬＮ５の範囲に第１ノズル列ＮＬ１からは第１吐出重量分布Ｌ１ａと同じ吐出重量分布Ｌ１ｂにて、第２ノズル列ＮＬ２からは第２吐出重量分布Ｌ２ａと同じ吐出重量分布Ｌ２ｂにて液滴Ｄが吐出される。これにより、１回目の走査Ｐ１で第２ノズル列ＮＬ２のみが液滴Ｄを配置した座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第１ノズル列ＮＬ１のみが液滴Ｄを配置するようにするようになることで、座標領域ＬＮ３には第１ノズル列ＮＬ１の左側と第２ノズル列ＮＬ２の右側とから２つの液滴Ｄが配置される。
【００５５】
このとき、第１ノズル列ＮＬ１の左側は第２ノズル列ＮＬ２の左側と同じ吐出重量の分布であり、第２ノズル列ＮＬ２の右側は第１ノズル列ＮＬ１の右側とこれも同じ吐出重量の分布であり、座標領域ＬＮ２において重畳する第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２との関係と同様となる。このことから、座標領域ＬＮ３における第１ノズル列ＮＬ１の左側と第２ノズル列ＮＬ２の右側との合成重量分布Ｌａｖｅは、座標領域ＬＮ２の場合と同様となり、座標領域ＬＮ３にも座標領域ＬＮ２と同じ重量均一性で液滴Ｄが配置されることになる。また座標領域ＬＮ４は、上述した座標領域ＬＮ２と同じ均一性で液滴Ｄが配置される。このように第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２を副走査方向に移動させながら吐出面ＳＡを走査させることで、液滴吐出装置１０は吐出面ＳＡに高い重量均一性で液滴Ｄを配置することがきる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば以下のような効果が得られるようになる。
（１）本実施形態によれば、主走査方向において隣接する固定ヘッド２２と移動ヘッド２５の間では、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向おけるずれが最適シフト量に設定された。これにより、固定ヘッド２２及び移動ヘッド２５と基板Ｓ１とを主走査方向に沿って相対移動させるとき、主走査方向において固定ヘッド２２と移動ヘッド２５とが重畳する座標領域ＬＮ２においては、各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向における重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向とで形成される基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を向上させることができる。
【００５７】
（２）本実施形態によれば、主走査方向において固定ヘッド２２と移動ヘッド２５が同主走査方向から見て重なるシフト量０〜Ｄｗ／２の範囲において、最適シフト量（最適重畳率）が決定された。これにより、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２の配列方向とで形成される基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を、より一層に向上させることができる。
【００５８】
（３）本実施形態によれば、固定ヘッド２２を固定して、移動ヘッド２５のみが移動するようにした。これにより、固定ヘッド２２を固定する分だけ、シフト機構の複雑化を抑制できる。
【００５９】
（４）本実施形態によれば、１回目の走査Ｐ１で第１ノズル列ＮＬ１のみから液滴Ｄが配置された座標領域ＬＮ３に、２回目の走査Ｐ２で第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置されるようにした。これにより、複数の走査を要するものの、２つのノズル列ＮＬ１，ＮＬ２であれ、基板Ｓ１上の吐出面ＳＡの広い範囲に重量均一性が向上されたインクＩｋを配置することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
図９に、本発明を具体化した第２の実施形態についてその概略図を示す。なお、この第２の実施形態は、第１の実施形態におけるキャリッジ１５に２つの移動ヘッド（第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂ）を搭載したものである。そのため、以下では主に、先の第１の実施形態との相違点を中心に、各移動ヘッド２５Ａ，２５Ｂの配置方
法について説明する。また、第１の実施形態と同様の部材には同じ符号を付しその説明を省略する。
【００６１】
第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂの各吐出重量分布は、前記固定ヘッド２２と同様である。固定ヘッド２２と第１の移動ヘッド２５Ａとの間、及び第１の移動ヘッド２５Ａと第２の移動ヘッド２５Ｂとの間では、副走査方向におけるずれを最適シフト量とすることで、すなわち各ノズル列を最適重畳率で重ね合わせることで、合成重量分布Ｌａｖｅにおける重量の偏差を最小にできる。本実施形態においては、最適シフト量がＤｗ／２であり、最適重畳率が５０％である。
【００６２】
そこでまず、第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とが最適重畳率である５０％で重なり合うように、第１ノズル列ＮＬ１の右側半分と第２ノズル列ＮＬ２の左側半分とが走査方向から見て重畳して配置される。次いで、第２ノズル列ＮＬ２とノズル列ＮＬ３とが最適重畳率である５０％で重なり合うように、第２ノズル列ＮＬ２の右側半分とノズル列ＮＬ３の左側半分とが走査方向から見て重畳して配置される。この配置により、副走査方向に連続する座標領域ＬＮ２と座標領域ＬＮ３とにおいて、重量の偏差が最小となる高い均一性で液滴Ｄが配置されるようになる。
【００６３】
以上説明したように、上記実施形態によっても先の第１の実施形態の前記（１）〜（４）の効果と同等もしくはそれに準じた効果が得られるとともに、次のような効果が得られるようになる。
【００６４】
（５）本実施形態によれば、キャリッジ１５に３つの液滴吐出ヘッド（固定ヘッド２２、第１の移動ヘッド２５Ａ及び第２の移動ヘッド２５Ｂ）を搭載した。これにより、固定ヘッド２２と第１の移動ヘッド２５Ａとが重畳する座標領域ＬＮ２、及び、第１の移動ヘッド２５Ａと第２の移動ヘッド２５Ｂとが重畳する座標領域ＬＮ３において一回の走査Ｐ１ａで重量を均一化された液滴群が吐出される。この結果、主走査方向と各ノズル列ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３の配列方向とで形成される広い範囲の基板Ｓ１上の吐出面ＳＡにおいて、インクＩｋの重量均一性を向上させることができる。
【００６５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、第１吐出重量分布Ｌ１ａが目標値Ｂ０に対してプラス方向及びマイナス方向にそれぞれ１％〜２％の変化をする、すなわち２％〜４％程度の変動振幅を有するものとしたが、変動振幅の幅は２％〜４％よりも大きくても小さくてもよい。また、第１吐出重量分布Ｌ１ａは、目標値Ｂ０を中心に分布するものとしたが、目標値Ｂ０を中心として分布する場合には限られず、目標値Ｂ０に対して、全体的に重量が高い方向もくしは低い方向にシフトしているような分布でもよい。
【００６６】
・第１の実施形態において、最適重畳率が５０％より大きく１００％以下になる場合は、図１０に示すように、まず第１の走査Ｐ１で座標領域ＬＮ２１〜ＬＮ２３に液滴Ｄを配置する。このとき座標領域ＬＮ２２には第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とから液滴Ｄが配置され、座標領域ＬＮ２１には第１ノズル列ＮＬ１のみから、座標領域ＬＮ２３には第２ノズル列ＮＬ２のみから液滴Ｄが配置される。次に、第２の走査Ｐ２を行うために第１ノズル列ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とを副走査方向に移動させる。このとき、第１の走査Ｐ１を行った第２ノズル列ＮＬ２と、第２の走査Ｐ２を行う第１ノズル列ＮＬ１とが最適重畳率で重なるように移動させる構成が好ましい。
【００６７】
このような配置により、第２の走査Ｐ２を行う第１ノズル列ＮＬ１と第１の走査Ｐ１を行った第２ノズル列ＮＬ２とが液滴を配置する座標領域ＬＮ２３においても高い重量均一性の下で液滴を配置できる。
【００６８】
なお、この場合、第２の走査Ｐ２をする第１ノズル列ＮＬ１の一部領域ＬＮ２３ａが座標領域ＬＮ２２と重複し、第２ノズル列ＮＬ２の一部領域ＬＮ２３ａが座標領域ＬＮ２３と重複する。そこで、第２の走査Ｐ２では第１ノズル列ＮＬ１の一部領域ＬＮ２３ａ及び第２ノズル列ＮＬ２の一部領域ＬＮ２３ａからはそれぞれ液滴Ｄを吐出させないようにする。これにより、第１の走査Ｐ１と第２の走査Ｐ２により座標領域ＬＮ２２から座標領域ＬＮ２４の間に高い重量均一性の下で液滴Ｄを配置できる。
【００６９】
・第２の実施形態では、最適重畳率が５０％である場合について説明したが、これに限らず、最適重畳率は５０％以外であってもよい。また、最適重畳率が５０％より大きく１００％以下の間である場合には、第１ノズル列ＮＬ１とノズル列ＮＬ３とが重畳する範囲に限り、ノズル列ＮＬ３からの液滴の吐出をさせない構成が好ましい。
【００７０】
・第１の実施形態では、各液滴吐出ヘッドはそれぞれ一列のノズル列ＮＬ１，ＮＬ２を有し、上記第２の実施形態では、各液滴吐出ヘッドはそれぞれ一列のノズル列ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３を有した。これに限らず、各液滴吐出ヘッドは複数のノズル列を有してもよい。この場合は、例えば、液滴吐出ヘッドごとに吐出重量分布を算出し、その吐出重量分布に基づいて合成重量分布を算出して最適重畳率を選択するようにしてもよい。
【００７１】
・第１の実施形態では、固定ヘッド２２に対して移動ヘッド２５を左右に移動可能にした。これに限らず、液滴吐出ヘッドをどちらか一方のみにずれるようにしてもよい。特に、各液滴吐出ヘッドの吐出重量分布が同様の特性である場合には、どちらか一方のみにずれるようにすれば必ず合成重量分布の均一性の高い重畳率とすることができる。
【００７２】
・上記実施形態では、移動しない固定ヘッド２２と移動する移動ヘッド２５（２５Ａ，２５Ｂ）を設けた。しかしこれに限らず、すべての液滴吐出ヘッドが移動可能であってもよい。
【００７３】
・第２の実施形態では、キャリッジ１５には３つの液滴吐出ヘッドを設けたが、キャリッジの有する液滴吐出ヘッドの数は３つより多くてもよい。
・上記実施形態では、固定ヘッド２２の第１吐出重量分布Ｌ１ａのみを測定した。しかしこれに限らず、各液滴吐出ヘッドの吐出重量の分布を測定するようにして、各液滴吐出ヘッドの各吐出重量の分布を合わせて形成した波形から均一性の最も高い重畳率を算出するようにしてもよい。
【００７４】
・上記実施形態では、固定ヘッド２２の第１吐出重量分布Ｌ１ａと移動ヘッド２５，２５Ａ，２５Ｂの各第２吐出重量分布Ｌ２ａ，Ｌ３ａは同様の分布としたが、各吐出重量分布はそれぞれ異なる分布の態様であってもよい。各吐出重量分布が相違する場合であれ、合成重量分布の変動振幅を小さくする重畳率が取得できればよい。
【００７５】
・上記実施形態では、ヘッドユニット２０を圧電素子駆動方式に具体化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに具体化してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、吐出重量分布を用いたが、対象物に吐出されたインクの均一性を判断できる指標となるものであれば、吐出重量分布を吐出液量などに基づいて算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】液滴吐出装置の一実施形態を示す全体斜視図。
【図２】吐出ヘッドを下側から見た底面図。
【図３】液滴吐出ヘッドの配置を示す底面図。
【図４】液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す側面図。
【図５】液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】液滴吐出ヘッドの配置方法の手順を示す工程図。
【図７】（ａ）は重畳した２つのノズル列を示す模式図、（ｂ）は各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図８】（ａ）は重畳した２つのノズル列の走査を示す模式図、（ｂ）は２つのノズル列の２回走査で得られる各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図９】（ａ）は重畳した３つのノズル列を示す模式図、（ｂ）は３つのノズル列における各種吐出重量分布を示すグラフ。
【図１０】重畳させた２つのノズル列の走査方法の一例を示す模式図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…液滴吐出装置、１１…基台、１２…ステージ、１３…ガイド部材、１４…インクタンク、１５…キャリッジ、１７…支持プレート、１８ａ…第１の貫通溝、１８ｂ…第２の貫通溝、１９…重量測定装置、２０…ヘッドユニット、２１…ヘッド基板、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２１ｃ…入力端子、２２…固定ヘッド、２３…ノズルプレート、２３ａ…ノズル形成面、２４…レール、２５，２５Ａ，２５Ｂ…移動ヘッド、２６…キャビティ、２７…振動板、４０…プロファイル作成部及びシフト量決定部を構成する制御装置、Ｄ…液滴、Ｎ…ノズル、ＧＢ…ギア、ＭＨ…ヘッドモータ、ＭＸ…Ｘ軸モータ、ＭＹ…Ｙ軸モータ、ＰＺ…圧電素子、ＲＧ…ラックギア、Ｓ１…基板、ＳＡ…吐出面、ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬ３…ノズル列。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた複数の液滴吐出ヘッドを走査方向に並置した状態で搭載して対象物に対し前記走査方向に相対的に移動するキャリッジと、前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定する重量測定装置とを備えた液滴吐出装置であって、
前記重量測定装置からの測定結果に基づいて、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを作成すると共に、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成するプロファイル作成部と、
前記シフト量を変化させて前記プロファイル作成部に複数の異なる前記第２プロファイルを作成させ、前記複数の第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定するシフト量決定部と、
前記キャリッジに設けられて、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記液滴吐出ヘッドを前記一方向へシフトするシフト機構とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液滴吐出装置であって、
前記シフト量決定部は、
前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとに前記合成プロファイルを作成することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する液滴吐出装置であって、
前記シフト機構は、前記走査方向において隣接する一対の前記液滴吐出ヘッドの一方を固定して他方をシフトすることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた液滴吐出ヘッドを用い、対象物に対して走査方向に相対的に移動するキャリッジに複数の前記液滴吐出ヘッドを配置する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、
前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定して、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを取得する工程と、
前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成する工程と、
前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定する工程と、
前記複数の液滴吐出ヘッドを前記走査方向へ並置すると共に、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記複数の液滴吐出ヘッドを配置する工程とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの配置方法。
【請求項５】
請求項４に記載する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、
前記シフト量を決定する工程は、
前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を
前記ピッチだけ繰り返し変化させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの配置方法。
【請求項１】
一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた複数の液滴吐出ヘッドを走査方向に並置した状態で搭載して対象物に対し前記走査方向に相対的に移動するキャリッジと、前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定する重量測定装置とを備えた液滴吐出装置であって、
前記重量測定装置からの測定結果に基づいて、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを作成すると共に、前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成するプロファイル作成部と、
前記シフト量を変化させて前記プロファイル作成部に複数の異なる前記第２プロファイルを作成させ、前記複数の第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定するシフト量決定部と、
前記キャリッジに設けられて、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記液滴吐出ヘッドを前記一方向へシフトするシフト機構とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液滴吐出装置であって、
前記シフト量決定部は、
前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を前記ピッチだけ繰り返し変化させて前記シフト量ごとに前記合成プロファイルを作成することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する液滴吐出装置であって、
前記シフト機構は、前記走査方向において隣接する一対の前記液滴吐出ヘッドの一方を固定して他方をシフトすることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
一方向に同一ピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列が設けられた液滴吐出ヘッドを用い、対象物に対して走査方向に相対的に移動するキャリッジに複数の前記液滴吐出ヘッドを配置する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、
前記各ノズルから吐出した液滴の重量を測定して、前記ノズルの位置であるノズル座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第１プロファイルを取得する工程と、
前記ピッチで規格化したシフト量だけ前記一方向へ前記ノズル座標を移動させた変換座標を用い、前記ノズル座標の移動先である前記変換座標に対して当該ノズル座標における重量を示した第２プロファイルを作成する工程と、
前記シフト量を変化させて作成した複数の異なる前記第２プロファイルの各々と前記第１プロファイルとを重ね合わせることにより複数の合成プロファイルを作成し、前記各合成プロファイルにおける前記重量の偏差に基づいて、前記偏差が最小になるときの前記シフト量である最適シフト量を決定する工程と、
前記複数の液滴吐出ヘッドを前記走査方向へ並置すると共に、前記走査方向において隣接する前記液滴吐出ヘッド間の前記一方向におけるずれが前記最適シフト量になるように前記複数の液滴吐出ヘッドを配置する工程とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの配置方法。
【請求項５】
請求項４に記載する液滴吐出ヘッドの配置方法であって、
前記シフト量を決定する工程は、
前記シフト量が前記ノズル列の前記一方向における幅の半分になるまで前記シフト量を
前記ピッチだけ繰り返し変化させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの配置方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２４８４８０（Ｐ２００９−２４８４８０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１００３２６（Ｐ２００８−１００３２６）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【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２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【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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