液滴吐出装置及び液滴吐出方法
【課題】インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供する。
【解決手段】光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッド５と、複数のノズルから吐出された光硬化型インクを着弾させる被記録体１５を載置するワークステージ１６と、複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段３４と、温度測定手段３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、ワークステージ１６に載置された被記録体１５に対して複数のノズルから吐出された光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段３２と、複数のノズルにおける着弾径のばらつきを調整するように複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段３１と、を有する。
【解決手段】光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッド５と、複数のノズルから吐出された光硬化型インクを着弾させる被記録体１５を載置するワークステージ１６と、複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段３４と、温度測定手段３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、ワークステージ１６に載置された被記録体１５に対して複数のノズルから吐出された光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段３２と、複数のノズルにおける着弾径のばらつきを調整するように複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段３１と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のＩＣチップを単一パッケージに搭載してシステムを構成するＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）等のＩＣパッケージが普及している。このようなＩＣパッケージへのマーキング技術としては、ＩＣパッケージの薄型化、小型化に伴いレーザーマーキング技術が用いられている。一方、ＩＣパッケージへのダメージレス、マーキングの視認性、生産効率等の観点から、レーザーマーキング技術に替えて、紫外線照射によって硬化する光硬化型（紫外線硬化型）インクを用いた液滴吐出法によるマーキング技術が注目されている。
【０００３】
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なるところは、ＩＣパッケージ（被記録体）に配した後、適量の紫外線を照射することによって速やかに硬化できる点である。このような特性によって、紫外線硬化型インクは、インク浸透性等の被記録体の物性に左右されることなく、例えば非受容層メディアにインクを配した場合においても、安定した印刷品質が得られる。
【０００４】
ところで、紫外線硬化型インクを用いたＩＣパッケージへのマーキング技術においては、一般に発熱源としてＵＶランプを搭載している。これに伴い、装置内の温度変化が大きくなり、液滴吐出ヘッドの複数のノズルから紫外線硬化型インクが吐出される際にインク吐出量にばらつきが生じる。そして、インク吐出量にばらつきを有した状態で描画した場合には、所望の印刷品質が得られない場合がある。一方、ＵＶランプとともにサーマルチャンバーを搭載することにより、装置内の温度変化を一定に管理する技術がある。しかしながら、サーマルチャンバーを用いると高コストとなってしまう。
【０００５】
このような問題点を解決するための技術が検討されており、例えば特許文献1及び２では、インクが高粘度となる低温度域においては、液滴吐出ヘッドの発熱量を増加させ、かつインクの吐出速度を大きくする第１の駆動波形を用いて駆動している。一方、インクが低粘度となる高温度域においては、液滴吐出ヘッドの発熱量を低下させ、かつインクの吐出速度を小さくする第２の駆動波形を用いて駆動している。これにより、インクの吐出速度、液滴吐出ヘッドの温度及び吐出されるインクの温度を安定した値に保ちながらインクの吐出を行い、印刷品質の低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１７４８３１号公報
【特許文献２】特開平９−２０１９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２の技術にあっては、印刷品質の低下を抑えることができると考えられるが、以下のように問題点もある。
特許文献１及び２では、液滴吐出ヘッドの複数のノズルからインクが吐出される前に、インクの粘度に対応する温度を検出し、インクの低温度域及びインクの高温度域において所定の駆動波形を用いて駆動している。このため、インク吐出前における精度の高い温度の検出が必要となり、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、印刷品質の低下を抑えようとするにも限界がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、紫外線硬化型インクを使用した場合であっても、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクを着弾させる被記録体を載置するワークステージと、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記ワークステージに載置された前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段と、前記複数のノズルにおける前記着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、温度測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、光硬化型インクの温度変化に基づいて、着弾径測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。すると、制御手段により駆動素子へ印加する駆動波形が調整され、複数のノズルにおける着弾径のばらつきが調整される。つまり、制御手段により複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出装置は、特許文献１及び２のようにインク吐出前における精度の高い温度の検出を必要としない。すなわち、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。また、サーマルチャンバーを搭載していないので、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出方法は、光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出法であって、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第１温度測定工程と、前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を一定にして前記光硬化型インクを被記録体に着弾する第１着弾工程と、前記第１着弾工程の後に、前記第１温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第１着弾径を測定する第１着弾径測定工程と、前記第１着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第１着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第２着弾工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この製造方法によれば、第１温度測定工程によって複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、第１着弾工程の後の第１着弾径測定工程により、光硬化型インクの温度変化に基づいて、着弾径測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。そして、第２着弾工程により複数のノズルにおける第１着弾径のばらつきが調整されるように各ノズルに対応する駆動素子に印加する駆動波形が調整されて、光硬化型インクが被記録体に着弾される。つまり、第２着弾工程により複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出方法は、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００１３】
また、上記液滴吐出方法においては、前記第２着弾工程の後に、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、前記第２温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、前記第２着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第２着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第３着弾工程と、を少なくとも１回有することが望ましい。
この製造方法によれば、第２着弾工程の後に、温度測定工程と着弾径測定工程と着弾工程とを複数回繰り返して行うことにより、複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが確実に調整される。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから格段に均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正を確実にし、所望の印刷品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の液滴吐出装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成を示す模式図である。
【図３】ＩＣパッケージ上にマーキングを形成する方法の説明図である。
【図４】液滴吐出方法の工程を示すフローチャートである。
【図５】駆動素子に印加する駆動波形を示す図である。
【図６】着弾径のばらつきの補正前後の光硬化型インクの配置状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１６】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がワークステージ１６に対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がワークステージ１６に対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る液滴吐出装置１の概略構成を示す模式図である。液滴吐出装置１は、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡ（図３参照）に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、ＩＣパッケージＣＡ上に文字・数字や各種の模様等のマーキングを描画するものである。
【００１８】
この液滴吐出装置１は、ワークステージ１６、液滴吐出ヘッド５、チューブ４５、タンク３３、着弾径計測用カメラ１４、制御ユニット（制御手段）３１、解析ユニット（着弾径測定手段）３２、温度計測ユニット（温度測定手段）３４、熱電対４６、第１配線４１、第２配線４２、第３配線４３、第４配線４４を備えている。
【００１９】
ワークステージ１６は、ステージ移動装置（図示略）によってＸ軸方向に移動可能に設置されている。また、ワークステージ１６は、搬送装置（図示略）から搬送されるマガジンＰを、真空吸着機構（図示略）によりＸＹ平面上に保持する。
【００２０】
液滴吐出ヘッド５は、第１配線４１を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。液滴吐出ヘッド５は、複数のノズルＮ（図２参照）を有し、制御ユニット３１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、光硬化型インクの液滴を吐出するものである。また、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）に対応した光硬化型インクをそれぞれ吐出するもので、チューブ４５を介してタンク３３と連結されている。
【００２１】
液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対してポールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構（図示略）を備えている。そして、液滴吐出ヘッド５は、制御ユニット３１から入力されるＹ座標及びＺ座標を示す位置制御信号に基づいて、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能になっている。
【００２２】
チューブ４５は、タンク３３と液滴吐出ヘッド５とを連結する光硬化型インクの供給用チューブである。タンク３３は、Ｙ（イエロー）用の光硬化型インク、Ｃ（シアン）用の光硬化型インク、Ｍ（マゼンタ）用の光硬化型インク、Ｋ（黒）用の光硬化型インクの４色の光硬化型インクを貯蔵している。タンク３３は、４色の光硬化型インクを貯蔵するとともに、チューブ４５を介して４色に対応する液滴吐出ヘッド５に光硬化型インクを供給する。
【００２３】
ここで、光硬化型インクは、例えば紫外線硬化型のインクなど、所定波長の光を受けて硬化するタイプのもので、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものである。なお、このような光硬化型インクは、通常はその成分（配合）等によって吸収する光（紫外線）の波長域等が異なることから、硬化する波長の最適値、すなわち最適硬化波長も、インク毎に異なっている。
【００２４】
例えば、紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。
【００２５】
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。
【００２６】
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２−（１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。
【００２７】
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、液滴吐出装置１における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。
【００２８】
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。
【００２９】
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。
【００３０】
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。
【００３１】
ワークステージ１６上のマガジンＰに隣り合う位置には、被記録体１５が配置されている。被記録体１５は、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの着弾径が記録可能な記録媒体である。この被記録体１５としては、例えばガラスや金属からなる基板、ＰＥＴフィルムや写真用光沢紙等の記録紙を用いることができる。
【００３２】
また、被記録体１５は、生産前、つまりワークステージ１６上のマガジンＰへの描画前に、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮの吐出状態（ノズル抜け、曲がり）を確認するために用いられるものでもある。
【００３３】
温度計測ユニット３４は、熱電対４６を介して液滴吐出ヘッド５に接続されている。温度計測ユニット３４は、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する機能を有するものである。温度計測ユニット３４は、第４配線４４を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。温度計測ユニット３４は、測定した光硬化型インクの温度データを制御ユニット３１に出力する。
【００３４】
着弾径計測用カメラ１４は、ワークステージ１６上の被記録体１５の記録面（上面）に対向する位置に配置されている。着弾径計測用カメラ１４は、温度計測ユニット３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、複数のノズルＮから被記録体１５に吐出された光硬化型インクの着弾径を撮影するカメラである。着弾径計測用カメラ１４は、第２配線４２を介して解析ユニット３２に電気的に接続されている。着弾径計測用カメラ１４は、撮影した光硬化型インクの着弾径の画像データを解析ユニット３２に出力する。
【００３５】
解析ユニット３２は、着弾径計測用カメラ１４によって撮影された光硬化型インクの着弾径の画像データを画像処置して着弾径を測定する機能を有するものである。解析ユニット３２は、第３配線４３を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。解析ユニット３２は、測定した複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径の測定データを制御ユニット３１に出力する。
【００３６】
制御ユニット３１は、解析ユニット３２から入力される着弾径の測定データに基づいて、駆動素子ＰＺ（図２参照）を有する液滴吐出ヘッド５に印加する駆動波形を調整する。そして、駆動素子ＰＺにより複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが調整される。つまり、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正される。
【００３７】
駆動素子ＰＺにより複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正された後、ワークステージ１６がステージ移動装置によって移動される。そして、液滴吐出ヘッド５のノズル面（下面）とマガジンＰ上面とが対向する位置に配置される。その後、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮからマガジンＰ上の所定の位置に光硬化型インクが吐出される。
【００３８】
また、液滴吐出ヘッド５の全てに対して、該液滴吐出ヘッド５の近傍にそれぞれ光照射装置（図示略）が配置されている。光照射装置は、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡに吐出された光硬化型インクを硬化させるためのもので、本実施形態では多数のＬＥＤ（発光ダイオード）からなっている。ただし、本発明では、ＬＥＤに限定されることなく、これ以外にも例えばレーザーダイオード（ＬＤ）や、さらには水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を光照射装置として用いることができる。
【００３９】
本実施形態のＬＥＤからなる光照射装置は、それぞれ照射する光が、対応する液滴吐出ヘッド５が吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有している。つまり、前述したように各光硬化型インクは、その成分（配合）等によって最適硬化波長が異なっており、これに対して光照射装置は、対応する光硬化型インクの最適硬化波長を有した光を照射するようになっている。
【００４０】
図２は液滴吐出ヘッド５の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は液滴吐出ヘッド５をワークステージ１６（光硬化型インクが吐出される側）から見た平面図、図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッド５の１ノズルの部分断面図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向に配列された複数（例えば１８０個）のノズルＮ１〜Ｎ１８０を備えている。ノズルＮ１〜Ｎ１８０によってノズル列ＮＡが形成されている。図２（ａ）では１列分のノズルを示しているが、液滴吐出ヘッド５に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、Ｙ軸方向に配列した１列分ノズルをＸ軸方向に複数列設けても良い。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、チューブ４５と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられた液溜まり２２と、複数の隔壁２３と、複数の収容室２４とを備えている。振動板２０上には、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応して駆動素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０が配置されている。駆動素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、例えばピエゾ素子である。
【００４３】
液溜まり２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。収容室２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されている。また、収容室２４は、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に１対１に対応して設けられている。また、各収容室２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、液溜まり２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。
【００４４】
図２（ｃ）に示すように、駆動素子ＰＺ１は、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持されたものである。この駆動素子ＰＺ１は、一対の電極２６に駆動信号を印加すると圧電材料２５が収縮するよう構成されている。そして、このような駆動素子ＰＺ１が配置されている振動板２０は、一対の電極２６に駆動信号を印加すると駆動素子ＰＺ１と一体になって同時に外側（収容室２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによって収容室２４の容積が増大するようになっている。
【００４５】
収容室２４の容積が増大すると、収容室２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から駆動素子ＰＺ１への駆動信号の印加を停止すると、駆動素子ＰＺ１と振動板２０はともに元の形状に戻り、収容室２４も元の容積に戻る。これにより、収容室２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮからマガジンＰに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。
【００４６】
図３は、液滴吐出ヘッド５を用いてマガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡにマーキングを形成する方法の説明図である。図３（ａ）は、光硬化型インクの吐出対象物であるマガジンＰの概略平面図である。図３（ｂ）は、マガジンＰの部分拡大平面図である。
【００４７】
図３（ａ）において、ガラス、プラスチック等によって形成された大面積のマガジンＰの表面には複数のＩＣパッケージＣＡが配置されている。各ＩＣパッケージＣＡには、図３（ｂ）に示すように、ドット状に配列された複数のマーキングエリアＰＸが設けられている。マーキングエリアＰＸは各ＩＣパッケージＣＡ上にマトリクス状に配列されており、それぞれのマーキングエリアＰＸ毎に光硬化型インクが吐出されて所定のマーキングが形成される。
【００４８】
図３（ｂ）の図示上下方向（矢印Ａ１及び矢印Ａ２で示す方向）を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向（図示左右方向）を副走査方向として、液滴吐出ヘッド５をマガジンＰ上に配置する。そして、マガジンＰを液滴吐出ヘッド５に対して主走査方向及び副走査方向に相対的に移動（走査）させながら、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから光硬化型インクを吐出させ、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡにおける各マーキングエリアＰＸに光硬化型インクを配置してマーキングを形成する。
【００４９】
液滴吐出ヘッド５の走査は、１つのＩＣパッケージＣＡに関して複数回行う。例えば、主走査方向に液滴吐出ヘッド５を走査した後、副走査方向に液滴吐出ヘッド５を移動（走査）し、再度主走査方向に走査を行う。１つのＩＣパッケージＣＡの左端から右端まで移動（副走査）したら、再びＩＣパッケージＣＡの左端に戻り、既に吐出を行った位置とは若干異なる位置で主走査方向に走査を行う。そして、このような走査を複数回行うことによって、ＩＣパッケージＣＡ内の所定のマーキングエリアＰＸに選択的に光硬化型インクを吐出させ、所望のマーキングを形成する。
【００５０】
なお、図３（ｂ）において液滴吐出ヘッド５が副走査方向に対して斜めに傾いているのは、液滴吐出ヘッド５のノズルＮのピッチをマーキングエリアＰＸのピッチに合わせるためである。ノズルＮのピッチとマーキングエリアＰＸのピッチとが所定の対応関係を満たして設定されていれば、液滴吐出ヘッド５を斜めに傾ける必要はない。
【００５１】
マーキングは、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）の各色をいわゆるストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等といった適宜の配列形態で配列することによって形成される。したがって、図３（ｂ）に示すインクの吐出工程においては、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド５を、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４色分だけ予め用意する。そして、これらの液滴吐出ヘッド５を順次に用いて１つのマガジンＰ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４色のマーキングの配列を形成する。
【００５２】
ところで、光硬化型（紫外線光硬化型）インクを用いたＩＣパッケージへのマーキング技術においては、一般に発熱源としてＵＶランプを用いている。これに伴い、装置内の温度変化が大きくなり、液滴吐出ヘッドの複数のノズルから紫外線硬化型インクが吐出される際にインク吐出量にばらつきが生じる。そして、インク吐出量にばらつきを有した状態で描画した場合には、ＩＣパッケージへの光硬化型インクの配置量（着弾径）がばらついてしまい、所望の印刷品質が得られない場合がある。
【００５３】
図６は、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきの補正前後の被記録体１５上における光硬化型インクの配置状態を示す図である。図６（ａ）は着弾径のばらつきの補正前における光硬化型インクの配置状態を示している。また、図６（ｂ）は着弾径のばらつきの補正後における光硬化型インクの配置状態を示している。図６において、Ｍ（Ｍ１〜Ｍ５）は、上述したＹ軸方向に配列された複数のノズルＮに対応する光硬化型インクの配置状態を示している。また、ＭＡ（ＭＡ１〜ＭＡ５）は、上述したＹ軸方向に配列した１列分ノズルがＸ軸方向に複数列設けられた複数のノズル列ＮＡに対応する光硬化型インクの配置列を示している。図６（ａ）に示すように、複数のノズルＮ及び複数のノズル列ＮＡに対応する光硬化型インクの配置状態を見ると、全体的に着弾径のばらつきが存在することが確認される。
【００５４】
そこで、本発明の液滴吐出方法では、補正前（生産前）となるマガジンＰ上への描画前に、液滴吐出ヘッド５の駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して複数のノズルＮにおける光硬化型インクの吐出特性を調整し、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径を調整する工程を設けている。以下、本発明の液滴吐出方法について一例を挙げて説明する。
【００５５】
（液滴吐出方法）
図４は、本発明の液滴吐出方法の工程を示すフローチャートである。本発明の液滴吐出方法は、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する「第１温度測定工程」（ステップＳ１）と、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を一定にして光硬化型インクを被記録体１５に着弾する「第１着弾工程」（ステップＳ２）と、第１着弾工程の後に、第１温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に着弾された光硬化型インクの第１着弾径を測定する「第１着弾径測定工程」（ステップＳ３）と、第１着弾径のばらつきを調整するように駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾する「第２着弾工程」（ステップＳ４）と、を有する。
【００５６】
先ず、装置を所定の位置に配置して装置の位置合わせを行う。具体的には、ワークステージ１６をＸ軸方向に移動させ、液滴吐出ヘッド５の直下に配置する。これにより、ワークステージ１６上の被記録体１５が液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮに対向するように配置される。
【００５７】
次に、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する（図４のステップＳ１）。具体的には、複数のノズルＮから吐出される前の液滴吐出ヘッド５の収容室２４内に収容された光硬化型インクの温度を測定する。光硬化型インクの温度測定は、例えば液滴吐出ヘッド５のノズルプレート２１に熱電対４６を接続させて行う。なお、光硬化型インクの温度測定は常時行われ、光硬化型インクの温度変化が検出されるようになっている。
【００５８】
次に、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を一定にして、光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる（図４のステップ２）。光硬化型インクは、マーキングエリアＰＸにならって、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等といった適宜の配列形態で着弾するのがよい。これにより、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮの補正前（被記録体１５への吐出時）の吐出状態と、補正後（マガジンＰへの吐出時）の吐出状態と、が確実に整合するようになる。
【００５９】
また、光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる際は、複数回に分けて着弾させるのがよい。具体的には、先ず、第１のインクを被記録体１５上の所定の領域に着弾させる。次に、第２のインクを第１のインクの着弾されていない領域に着弾させる。これにより、インクを被記録体１５へ複数回繰り返して着弾できるので、被記録体１５を無駄なく有効に利用することができる。
【００６０】
次に、第１温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に着弾された光硬化型インクの着弾径を測定する（図４のステップ３）。具体的には、被記録体１５の上面に対向する位置に配置された着弾径計測用カメラ１４により、複数のノズルＮから被記録体１５に吐出された光硬化型インクの着弾径を撮影する。
【００６１】
着弾径計測用カメラ１４によって撮影された光硬化型インクの着弾径の画像データは、解析ユニット３２に出力される。光硬化型インクの着弾径の測定は、マガジンＰ毎、ＩＣパッケージＣＡ毎、スキャン（描画）毎など任意のタイミングで行う。そして、解析ユニット３２よって測定された複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径の測定データは制御ユニット３１に出力される。
【００６２】
本実施形態では、特許文献１及び２に示す、インク吐出前にインクの粘度に対応する温度を検出し、インクの低温度域及びインクの高温度域において所定の駆動波形を用いて駆動する方法に対して、インク吐出後に着弾径に基づいて吐出量を測定する方法を用いている。これにより、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をすることが可能となる。
【００６３】
次に、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる（図４のステップ４）。具体的には、制御ユニット３１によって複数のノズルＮ毎に備えられた駆動素子ＰＺに印加する駆動波形が調整される。
【００６４】
図５は、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を示す図である。図５（ａ）は、液滴吐出ヘッド５の発熱量を抑え、収容室２４内の収容された光硬化型インクの温度上昇を抑える第１駆動波形Ｗａを示す図である。図５（ｂ）は、液滴吐出ヘッド５の発熱量を増加し、収容室２４内の収容された光硬化型インクの温度を上昇させる第２駆動波形Ｗｂを示す図である。
【００６５】
なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は電圧である。また、図５（ａ）において、符号Ｖａは第１駆動波形Ｗａのパルス信号の波高値（電圧値）である。また、図５（ｂ）において、符号Ｗｂ１は第２駆動波形Ｗｂにおける第１パルス信号、符号Ｗｂ２は第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号、符号Ｗｂ３は第２駆動波形Ｗｂにおける第３パルス信号である。また、符号Ｖｂ１は第２駆動波形Ｗｂにおける第１パルス信号Ｗｂ１の波高値（電圧値）、符号Ｖｂ２は第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号Ｗｂ２の波高値（電圧値）、符号Ｖｂ３は第２駆動波形Ｗｂにおける第３パルス信号Ｗｂ３の波高値（電圧値）である。
【００６６】
図５（ａ）に示すように、第１駆動波形ＷａはノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させる１つのパルス信号からなっている。パルス信号は、電圧上昇部と、定電圧部と、電圧下降部とにより形成され、台形波となっている。そして、第１駆動波形Ｗａのパルス信号の定電圧部の電圧Ｖａの値は、液滴吐出ヘッド５毎に異なる値となっている。
【００６７】
図５（ｂ）に示すように、第２駆動波形ＷｂはノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させる第２パルス信号Ｗｂ２と、ノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させない第１パルス信号Ｗｂ１と、第３パルス信号Ｗｂ３と、の３つのパルス信号からなっている。各パルス信号は、電圧上昇部と、定電圧部と、電圧下降部とにより形成され、台形波となっている。
【００６８】
第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２は、第１駆動波形Ｗａにおけるパルス信号の定電圧部の電圧Ｖａと略同じ値になっている（Ｖｂ２＝Ｖａ）。第２駆動波形Ｗｂにおいて、第１パルス信号Ｗｂ１の定電圧部の電圧Ｖｂ１は、第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２よりも小さい値になっている（Ｖｂ１＜Ｖｂ２）。また、第３パルス信号Ｗｂ３の定電圧部の電圧Ｖｂ３は、第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２よりも小さい値になっている（Ｖｂ３＜Ｖｂ２）。そして、第２駆動波形Ｗｂの各パルス信号の定電圧部の電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の値は、液滴吐出ヘッド５毎に異なる値となっている。
【００６９】
複数のノズルＮ毎に備えられた駆動素子ＰＺに印加する駆動波形の調整は、複数のノズルＮにおける第１着弾径のばらつきを調整するように行われる。例えば、初期状態（図６中の補正前の光硬化型インクの配置状態）における光硬化型インクの着弾径が相対的に大きい領域のノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに対して第１駆動波形Ｗａを印加する。一方、初期状態における光硬化型インクの着弾径が相対的に小さい領域のノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに対して第２駆動波形Ｗｂを印加する。このようにして、駆動素子ＰＺによって複数のノズルＮ間で生じている光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正される。
【００７０】
以上の工程により、複数のノズルＮ間で生じている光硬化型インクの吐出量のばらつきが調整される。これにより、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの吐出量のばらつきが補正される。つまり、図６（ａ）の初期状態（補正前）において複数のノズルＮ間で生じていた光硬化型インクの着弾径のばらつきを、図６（ｂ）の補正後に示すように略平均化することができる。
【００７１】
本実施形態の液滴吐出装置１によれば、温度計測ユニット３４により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、光硬化型インクの温度変化に基づいて、解析ユニット３２により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。すると、制御ユニット３１により駆動素子ＰＺへ印加する駆動波形が調整され、複数のノズルＮにおける着弾径のばらつきが調整される。つまり、制御ユニット３１により複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出装置１は、特許文献１及び２のようにインク吐出前における精度の高い温度の検出を必要としない。すなわち、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。また、サーマルチャンバーを搭載していないので、低コスト化を図ることができる。
【００７２】
本実施形態の液滴吐出方法によれば、第１温度測定工程によって複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、第１着弾工程の後の第１着弾径測定工程により、光硬化型インクの温度変化に基づいて、解析ユニット３２により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。そして、第２着弾工程により複数のノズルＮにおける第１着弾径のばらつきが調整されるように各ノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに印加する駆動波形が調整されて、光硬化型インクが被記録体１５に着弾される。つまり、第２着弾工程により複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出方法は、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００７３】
なお、上記液滴吐出方法においては、第２着弾工程の後に、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、第２温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に対して複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、第２着弾径のばらつきを調整するように複数の駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾する第３着弾工程と、を少なくとも１回有していてもよい。
【００７４】
この製造方法によれば、第２着弾工程の後に、温度測定工程と着弾径測定工程と着弾工程とを複数回繰り返して行うことにより、複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが確実に調整される。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから格段に均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正を確実にし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施形態の液滴吐出装置１においては、解析ユニット３２は、温度計測ユニット３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、ワークステージ１６に載置された被記録体１５に対して複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの着弾径を測定する機能を有しているが、これに限らない。例えば、解析ユニット３２は、光硬化型インクの着弾径に替えて光硬化型インクの着弾面積を測定する機能を有していてもよい。
【００７６】
なお、本実施形態の液滴吐出方法においては、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整する工程において、駆動波形のパルス信号が台形波となっているが、これに限らない。例えば、駆動波形のパルス信号が台形波に替えて矩形波となっていてもよい。また、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形の波高値（電圧値）は、液滴吐出ヘッド５毎に適宜調整することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…液滴吐出装置、５…液滴吐出ヘッド、１５…被記録体、１６…ワークステージ、３１…制御ユニット(制御手段)、３２…解析ユニット（着弾径測定手段）、３４…温度計測ユニット（温度測定手段）、ＰＺ…駆動素子、Ｎ…ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のＩＣチップを単一パッケージに搭載してシステムを構成するＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）等のＩＣパッケージが普及している。このようなＩＣパッケージへのマーキング技術としては、ＩＣパッケージの薄型化、小型化に伴いレーザーマーキング技術が用いられている。一方、ＩＣパッケージへのダメージレス、マーキングの視認性、生産効率等の観点から、レーザーマーキング技術に替えて、紫外線照射によって硬化する光硬化型（紫外線硬化型）インクを用いた液滴吐出法によるマーキング技術が注目されている。
【０００３】
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なるところは、ＩＣパッケージ（被記録体）に配した後、適量の紫外線を照射することによって速やかに硬化できる点である。このような特性によって、紫外線硬化型インクは、インク浸透性等の被記録体の物性に左右されることなく、例えば非受容層メディアにインクを配した場合においても、安定した印刷品質が得られる。
【０００４】
ところで、紫外線硬化型インクを用いたＩＣパッケージへのマーキング技術においては、一般に発熱源としてＵＶランプを搭載している。これに伴い、装置内の温度変化が大きくなり、液滴吐出ヘッドの複数のノズルから紫外線硬化型インクが吐出される際にインク吐出量にばらつきが生じる。そして、インク吐出量にばらつきを有した状態で描画した場合には、所望の印刷品質が得られない場合がある。一方、ＵＶランプとともにサーマルチャンバーを搭載することにより、装置内の温度変化を一定に管理する技術がある。しかしながら、サーマルチャンバーを用いると高コストとなってしまう。
【０００５】
このような問題点を解決するための技術が検討されており、例えば特許文献1及び２では、インクが高粘度となる低温度域においては、液滴吐出ヘッドの発熱量を増加させ、かつインクの吐出速度を大きくする第１の駆動波形を用いて駆動している。一方、インクが低粘度となる高温度域においては、液滴吐出ヘッドの発熱量を低下させ、かつインクの吐出速度を小さくする第２の駆動波形を用いて駆動している。これにより、インクの吐出速度、液滴吐出ヘッドの温度及び吐出されるインクの温度を安定した値に保ちながらインクの吐出を行い、印刷品質の低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１７４８３１号公報
【特許文献２】特開平９−２０１９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２の技術にあっては、印刷品質の低下を抑えることができると考えられるが、以下のように問題点もある。
特許文献１及び２では、液滴吐出ヘッドの複数のノズルからインクが吐出される前に、インクの粘度に対応する温度を検出し、インクの低温度域及びインクの高温度域において所定の駆動波形を用いて駆動している。このため、インク吐出前における精度の高い温度の検出が必要となり、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、印刷品質の低下を抑えようとするにも限界がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、紫外線硬化型インクを使用した場合であっても、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクを着弾させる被記録体を載置するワークステージと、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記ワークステージに載置された前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段と、前記複数のノズルにおける前記着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、温度測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、光硬化型インクの温度変化に基づいて、着弾径測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。すると、制御手段により駆動素子へ印加する駆動波形が調整され、複数のノズルにおける着弾径のばらつきが調整される。つまり、制御手段により複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出装置は、特許文献１及び２のようにインク吐出前における精度の高い温度の検出を必要としない。すなわち、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。また、サーマルチャンバーを搭載していないので、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出方法は、光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出法であって、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第１温度測定工程と、前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を一定にして前記光硬化型インクを被記録体に着弾する第１着弾工程と、前記第１着弾工程の後に、前記第１温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第１着弾径を測定する第１着弾径測定工程と、前記第１着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第１着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第２着弾工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この製造方法によれば、第１温度測定工程によって複数のノズルから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、第１着弾工程の後の第１着弾径測定工程により、光硬化型インクの温度変化に基づいて、着弾径測定手段により複数のノズルから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。そして、第２着弾工程により複数のノズルにおける第１着弾径のばらつきが調整されるように各ノズルに対応する駆動素子に印加する駆動波形が調整されて、光硬化型インクが被記録体に着弾される。つまり、第２着弾工程により複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出方法は、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００１３】
また、上記液滴吐出方法においては、前記第２着弾工程の後に、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、前記第２温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、前記第２着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第２着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第３着弾工程と、を少なくとも１回有することが望ましい。
この製造方法によれば、第２着弾工程の後に、温度測定工程と着弾径測定工程と着弾工程とを複数回繰り返して行うことにより、複数のノズルにおけるインク吐出量のばらつきが確実に調整される。このため、液滴吐出ヘッドの各ノズルから格段に均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正を確実にし、所望の印刷品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の液滴吐出装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成を示す模式図である。
【図３】ＩＣパッケージ上にマーキングを形成する方法の説明図である。
【図４】液滴吐出方法の工程を示すフローチャートである。
【図５】駆動素子に印加する駆動波形を示す図である。
【図６】着弾径のばらつきの補正前後の光硬化型インクの配置状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１６】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がワークステージ１６に対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がワークステージ１６に対して直交する方向に設定されている。図１中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る液滴吐出装置１の概略構成を示す模式図である。液滴吐出装置１は、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡ（図３参照）に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、ＩＣパッケージＣＡ上に文字・数字や各種の模様等のマーキングを描画するものである。
【００１８】
この液滴吐出装置１は、ワークステージ１６、液滴吐出ヘッド５、チューブ４５、タンク３３、着弾径計測用カメラ１４、制御ユニット（制御手段）３１、解析ユニット（着弾径測定手段）３２、温度計測ユニット（温度測定手段）３４、熱電対４６、第１配線４１、第２配線４２、第３配線４３、第４配線４４を備えている。
【００１９】
ワークステージ１６は、ステージ移動装置（図示略）によってＸ軸方向に移動可能に設置されている。また、ワークステージ１６は、搬送装置（図示略）から搬送されるマガジンＰを、真空吸着機構（図示略）によりＸＹ平面上に保持する。
【００２０】
液滴吐出ヘッド５は、第１配線４１を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。液滴吐出ヘッド５は、複数のノズルＮ（図２参照）を有し、制御ユニット３１から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、光硬化型インクの液滴を吐出するものである。また、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）に対応した光硬化型インクをそれぞれ吐出するもので、チューブ４５を介してタンク３３と連結されている。
【００２１】
液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対してポールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構（図示略）を備えている。そして、液滴吐出ヘッド５は、制御ユニット３１から入力されるＹ座標及びＺ座標を示す位置制御信号に基づいて、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能になっている。
【００２２】
チューブ４５は、タンク３３と液滴吐出ヘッド５とを連結する光硬化型インクの供給用チューブである。タンク３３は、Ｙ（イエロー）用の光硬化型インク、Ｃ（シアン）用の光硬化型インク、Ｍ（マゼンタ）用の光硬化型インク、Ｋ（黒）用の光硬化型インクの４色の光硬化型インクを貯蔵している。タンク３３は、４色の光硬化型インクを貯蔵するとともに、チューブ４５を介して４色に対応する液滴吐出ヘッド５に光硬化型インクを供給する。
【００２３】
ここで、光硬化型インクは、例えば紫外線硬化型のインクなど、所定波長の光を受けて硬化するタイプのもので、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものである。なお、このような光硬化型インクは、通常はその成分（配合）等によって吸収する光（紫外線）の波長域等が異なることから、硬化する波長の最適値、すなわち最適硬化波長も、インク毎に異なっている。
【００２４】
例えば、紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。
【００２５】
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。
【００２６】
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２−（１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。
【００２７】
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、液滴吐出装置１における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。
【００２８】
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。
【００２９】
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。
【００３０】
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。
【００３１】
ワークステージ１６上のマガジンＰに隣り合う位置には、被記録体１５が配置されている。被記録体１５は、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの着弾径が記録可能な記録媒体である。この被記録体１５としては、例えばガラスや金属からなる基板、ＰＥＴフィルムや写真用光沢紙等の記録紙を用いることができる。
【００３２】
また、被記録体１５は、生産前、つまりワークステージ１６上のマガジンＰへの描画前に、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮの吐出状態（ノズル抜け、曲がり）を確認するために用いられるものでもある。
【００３３】
温度計測ユニット３４は、熱電対４６を介して液滴吐出ヘッド５に接続されている。温度計測ユニット３４は、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する機能を有するものである。温度計測ユニット３４は、第４配線４４を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。温度計測ユニット３４は、測定した光硬化型インクの温度データを制御ユニット３１に出力する。
【００３４】
着弾径計測用カメラ１４は、ワークステージ１６上の被記録体１５の記録面（上面）に対向する位置に配置されている。着弾径計測用カメラ１４は、温度計測ユニット３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、複数のノズルＮから被記録体１５に吐出された光硬化型インクの着弾径を撮影するカメラである。着弾径計測用カメラ１４は、第２配線４２を介して解析ユニット３２に電気的に接続されている。着弾径計測用カメラ１４は、撮影した光硬化型インクの着弾径の画像データを解析ユニット３２に出力する。
【００３５】
解析ユニット３２は、着弾径計測用カメラ１４によって撮影された光硬化型インクの着弾径の画像データを画像処置して着弾径を測定する機能を有するものである。解析ユニット３２は、第３配線４３を介して制御ユニット３１に電気的に接続されている。解析ユニット３２は、測定した複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径の測定データを制御ユニット３１に出力する。
【００３６】
制御ユニット３１は、解析ユニット３２から入力される着弾径の測定データに基づいて、駆動素子ＰＺ（図２参照）を有する液滴吐出ヘッド５に印加する駆動波形を調整する。そして、駆動素子ＰＺにより複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが調整される。つまり、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正される。
【００３７】
駆動素子ＰＺにより複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正された後、ワークステージ１６がステージ移動装置によって移動される。そして、液滴吐出ヘッド５のノズル面（下面）とマガジンＰ上面とが対向する位置に配置される。その後、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮからマガジンＰ上の所定の位置に光硬化型インクが吐出される。
【００３８】
また、液滴吐出ヘッド５の全てに対して、該液滴吐出ヘッド５の近傍にそれぞれ光照射装置（図示略）が配置されている。光照射装置は、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡに吐出された光硬化型インクを硬化させるためのもので、本実施形態では多数のＬＥＤ（発光ダイオード）からなっている。ただし、本発明では、ＬＥＤに限定されることなく、これ以外にも例えばレーザーダイオード（ＬＤ）や、さらには水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を光照射装置として用いることができる。
【００３９】
本実施形態のＬＥＤからなる光照射装置は、それぞれ照射する光が、対応する液滴吐出ヘッド５が吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長に対応した波長を有している。つまり、前述したように各光硬化型インクは、その成分（配合）等によって最適硬化波長が異なっており、これに対して光照射装置は、対応する光硬化型インクの最適硬化波長を有した光を照射するようになっている。
【００４０】
図２は液滴吐出ヘッド５の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は液滴吐出ヘッド５をワークステージ１６（光硬化型インクが吐出される側）から見た平面図、図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッド５の部分斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッド５の１ノズルの部分断面図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、Ｙ軸方向に配列された複数（例えば１８０個）のノズルＮ１〜Ｎ１８０を備えている。ノズルＮ１〜Ｎ１８０によってノズル列ＮＡが形成されている。図２（ａ）では１列分のノズルを示しているが、液滴吐出ヘッド５に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、Ｙ軸方向に配列した１列分ノズルをＸ軸方向に複数列設けても良い。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５は、チューブ４５と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられた液溜まり２２と、複数の隔壁２３と、複数の収容室２４とを備えている。振動板２０上には、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応して駆動素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０が配置されている。駆動素子ＰＺ１〜ＰＺ１８０は、例えばピエゾ素子である。
【００４３】
液溜まり２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。収容室２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されている。また、収容室２４は、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に１対１に対応して設けられている。また、各収容室２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、液溜まり２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。
【００４４】
図２（ｃ）に示すように、駆動素子ＰＺ１は、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持されたものである。この駆動素子ＰＺ１は、一対の電極２６に駆動信号を印加すると圧電材料２５が収縮するよう構成されている。そして、このような駆動素子ＰＺ１が配置されている振動板２０は、一対の電極２６に駆動信号を印加すると駆動素子ＰＺ１と一体になって同時に外側（収容室２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによって収容室２４の容積が増大するようになっている。
【００４５】
収容室２４の容積が増大すると、収容室２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から駆動素子ＰＺ１への駆動信号の印加を停止すると、駆動素子ＰＺ１と振動板２０はともに元の形状に戻り、収容室２４も元の容積に戻る。これにより、収容室２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮからマガジンＰに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。
【００４６】
図３は、液滴吐出ヘッド５を用いてマガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡにマーキングを形成する方法の説明図である。図３（ａ）は、光硬化型インクの吐出対象物であるマガジンＰの概略平面図である。図３（ｂ）は、マガジンＰの部分拡大平面図である。
【００４７】
図３（ａ）において、ガラス、プラスチック等によって形成された大面積のマガジンＰの表面には複数のＩＣパッケージＣＡが配置されている。各ＩＣパッケージＣＡには、図３（ｂ）に示すように、ドット状に配列された複数のマーキングエリアＰＸが設けられている。マーキングエリアＰＸは各ＩＣパッケージＣＡ上にマトリクス状に配列されており、それぞれのマーキングエリアＰＸ毎に光硬化型インクが吐出されて所定のマーキングが形成される。
【００４８】
図３（ｂ）の図示上下方向（矢印Ａ１及び矢印Ａ２で示す方向）を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向（図示左右方向）を副走査方向として、液滴吐出ヘッド５をマガジンＰ上に配置する。そして、マガジンＰを液滴吐出ヘッド５に対して主走査方向及び副走査方向に相対的に移動（走査）させながら、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮから光硬化型インクを吐出させ、マガジンＰ上のＩＣパッケージＣＡにおける各マーキングエリアＰＸに光硬化型インクを配置してマーキングを形成する。
【００４９】
液滴吐出ヘッド５の走査は、１つのＩＣパッケージＣＡに関して複数回行う。例えば、主走査方向に液滴吐出ヘッド５を走査した後、副走査方向に液滴吐出ヘッド５を移動（走査）し、再度主走査方向に走査を行う。１つのＩＣパッケージＣＡの左端から右端まで移動（副走査）したら、再びＩＣパッケージＣＡの左端に戻り、既に吐出を行った位置とは若干異なる位置で主走査方向に走査を行う。そして、このような走査を複数回行うことによって、ＩＣパッケージＣＡ内の所定のマーキングエリアＰＸに選択的に光硬化型インクを吐出させ、所望のマーキングを形成する。
【００５０】
なお、図３（ｂ）において液滴吐出ヘッド５が副走査方向に対して斜めに傾いているのは、液滴吐出ヘッド５のノズルＮのピッチをマーキングエリアＰＸのピッチに合わせるためである。ノズルＮのピッチとマーキングエリアＰＸのピッチとが所定の対応関係を満たして設定されていれば、液滴吐出ヘッド５を斜めに傾ける必要はない。
【００５１】
マーキングは、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）の各色をいわゆるストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等といった適宜の配列形態で配列することによって形成される。したがって、図３（ｂ）に示すインクの吐出工程においては、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド５を、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４色分だけ予め用意する。そして、これらの液滴吐出ヘッド５を順次に用いて１つのマガジンＰ上にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの４色のマーキングの配列を形成する。
【００５２】
ところで、光硬化型（紫外線光硬化型）インクを用いたＩＣパッケージへのマーキング技術においては、一般に発熱源としてＵＶランプを用いている。これに伴い、装置内の温度変化が大きくなり、液滴吐出ヘッドの複数のノズルから紫外線硬化型インクが吐出される際にインク吐出量にばらつきが生じる。そして、インク吐出量にばらつきを有した状態で描画した場合には、ＩＣパッケージへの光硬化型インクの配置量（着弾径）がばらついてしまい、所望の印刷品質が得られない場合がある。
【００５３】
図６は、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径のばらつきの補正前後の被記録体１５上における光硬化型インクの配置状態を示す図である。図６（ａ）は着弾径のばらつきの補正前における光硬化型インクの配置状態を示している。また、図６（ｂ）は着弾径のばらつきの補正後における光硬化型インクの配置状態を示している。図６において、Ｍ（Ｍ１〜Ｍ５）は、上述したＹ軸方向に配列された複数のノズルＮに対応する光硬化型インクの配置状態を示している。また、ＭＡ（ＭＡ１〜ＭＡ５）は、上述したＹ軸方向に配列した１列分ノズルがＸ軸方向に複数列設けられた複数のノズル列ＮＡに対応する光硬化型インクの配置列を示している。図６（ａ）に示すように、複数のノズルＮ及び複数のノズル列ＮＡに対応する光硬化型インクの配置状態を見ると、全体的に着弾径のばらつきが存在することが確認される。
【００５４】
そこで、本発明の液滴吐出方法では、補正前（生産前）となるマガジンＰ上への描画前に、液滴吐出ヘッド５の駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して複数のノズルＮにおける光硬化型インクの吐出特性を調整し、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径を調整する工程を設けている。以下、本発明の液滴吐出方法について一例を挙げて説明する。
【００５５】
（液滴吐出方法）
図４は、本発明の液滴吐出方法の工程を示すフローチャートである。本発明の液滴吐出方法は、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する「第１温度測定工程」（ステップＳ１）と、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を一定にして光硬化型インクを被記録体１５に着弾する「第１着弾工程」（ステップＳ２）と、第１着弾工程の後に、第１温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に着弾された光硬化型インクの第１着弾径を測定する「第１着弾径測定工程」（ステップＳ３）と、第１着弾径のばらつきを調整するように駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾する「第２着弾工程」（ステップＳ４）と、を有する。
【００５６】
先ず、装置を所定の位置に配置して装置の位置合わせを行う。具体的には、ワークステージ１６をＸ軸方向に移動させ、液滴吐出ヘッド５の直下に配置する。これにより、ワークステージ１６上の被記録体１５が液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮに対向するように配置される。
【００５７】
次に、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する（図４のステップＳ１）。具体的には、複数のノズルＮから吐出される前の液滴吐出ヘッド５の収容室２４内に収容された光硬化型インクの温度を測定する。光硬化型インクの温度測定は、例えば液滴吐出ヘッド５のノズルプレート２１に熱電対４６を接続させて行う。なお、光硬化型インクの温度測定は常時行われ、光硬化型インクの温度変化が検出されるようになっている。
【００５８】
次に、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を一定にして、光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる（図４のステップ２）。光硬化型インクは、マーキングエリアＰＸにならって、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等といった適宜の配列形態で着弾するのがよい。これにより、液滴吐出ヘッド５の複数のノズルＮの補正前（被記録体１５への吐出時）の吐出状態と、補正後（マガジンＰへの吐出時）の吐出状態と、が確実に整合するようになる。
【００５９】
また、光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる際は、複数回に分けて着弾させるのがよい。具体的には、先ず、第１のインクを被記録体１５上の所定の領域に着弾させる。次に、第２のインクを第１のインクの着弾されていない領域に着弾させる。これにより、インクを被記録体１５へ複数回繰り返して着弾できるので、被記録体１５を無駄なく有効に利用することができる。
【００６０】
次に、第１温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に着弾された光硬化型インクの着弾径を測定する（図４のステップ３）。具体的には、被記録体１５の上面に対向する位置に配置された着弾径計測用カメラ１４により、複数のノズルＮから被記録体１５に吐出された光硬化型インクの着弾径を撮影する。
【００６１】
着弾径計測用カメラ１４によって撮影された光硬化型インクの着弾径の画像データは、解析ユニット３２に出力される。光硬化型インクの着弾径の測定は、マガジンＰ毎、ＩＣパッケージＣＡ毎、スキャン（描画）毎など任意のタイミングで行う。そして、解析ユニット３２よって測定された複数のノズルＮにおける光硬化型インクの着弾径の測定データは制御ユニット３１に出力される。
【００６２】
本実施形態では、特許文献１及び２に示す、インク吐出前にインクの粘度に対応する温度を検出し、インクの低温度域及びインクの高温度域において所定の駆動波形を用いて駆動する方法に対して、インク吐出後に着弾径に基づいて吐出量を測定する方法を用いている。これにより、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をすることが可能となる。
【００６３】
次に、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾させる（図４のステップ４）。具体的には、制御ユニット３１によって複数のノズルＮ毎に備えられた駆動素子ＰＺに印加する駆動波形が調整される。
【００６４】
図５は、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を示す図である。図５（ａ）は、液滴吐出ヘッド５の発熱量を抑え、収容室２４内の収容された光硬化型インクの温度上昇を抑える第１駆動波形Ｗａを示す図である。図５（ｂ）は、液滴吐出ヘッド５の発熱量を増加し、収容室２４内の収容された光硬化型インクの温度を上昇させる第２駆動波形Ｗｂを示す図である。
【００６５】
なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、横軸は時間、縦軸は電圧である。また、図５（ａ）において、符号Ｖａは第１駆動波形Ｗａのパルス信号の波高値（電圧値）である。また、図５（ｂ）において、符号Ｗｂ１は第２駆動波形Ｗｂにおける第１パルス信号、符号Ｗｂ２は第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号、符号Ｗｂ３は第２駆動波形Ｗｂにおける第３パルス信号である。また、符号Ｖｂ１は第２駆動波形Ｗｂにおける第１パルス信号Ｗｂ１の波高値（電圧値）、符号Ｖｂ２は第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号Ｗｂ２の波高値（電圧値）、符号Ｖｂ３は第２駆動波形Ｗｂにおける第３パルス信号Ｗｂ３の波高値（電圧値）である。
【００６６】
図５（ａ）に示すように、第１駆動波形ＷａはノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させる１つのパルス信号からなっている。パルス信号は、電圧上昇部と、定電圧部と、電圧下降部とにより形成され、台形波となっている。そして、第１駆動波形Ｗａのパルス信号の定電圧部の電圧Ｖａの値は、液滴吐出ヘッド５毎に異なる値となっている。
【００６７】
図５（ｂ）に示すように、第２駆動波形ＷｂはノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させる第２パルス信号Ｗｂ２と、ノズルＮから光硬化型インクの液滴Ｌを吐出させない第１パルス信号Ｗｂ１と、第３パルス信号Ｗｂ３と、の３つのパルス信号からなっている。各パルス信号は、電圧上昇部と、定電圧部と、電圧下降部とにより形成され、台形波となっている。
【００６８】
第２駆動波形Ｗｂにおける第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２は、第１駆動波形Ｗａにおけるパルス信号の定電圧部の電圧Ｖａと略同じ値になっている（Ｖｂ２＝Ｖａ）。第２駆動波形Ｗｂにおいて、第１パルス信号Ｗｂ１の定電圧部の電圧Ｖｂ１は、第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２よりも小さい値になっている（Ｖｂ１＜Ｖｂ２）。また、第３パルス信号Ｗｂ３の定電圧部の電圧Ｖｂ３は、第２パルス信号Ｗｂ２の定電圧部の電圧Ｖｂ２よりも小さい値になっている（Ｖｂ３＜Ｖｂ２）。そして、第２駆動波形Ｗｂの各パルス信号の定電圧部の電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３の値は、液滴吐出ヘッド５毎に異なる値となっている。
【００６９】
複数のノズルＮ毎に備えられた駆動素子ＰＺに印加する駆動波形の調整は、複数のノズルＮにおける第１着弾径のばらつきを調整するように行われる。例えば、初期状態（図６中の補正前の光硬化型インクの配置状態）における光硬化型インクの着弾径が相対的に大きい領域のノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに対して第１駆動波形Ｗａを印加する。一方、初期状態における光硬化型インクの着弾径が相対的に小さい領域のノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに対して第２駆動波形Ｗｂを印加する。このようにして、駆動素子ＰＺによって複数のノズルＮ間で生じている光硬化型インクの着弾径のばらつきが補正される。
【００７０】
以上の工程により、複数のノズルＮ間で生じている光硬化型インクの吐出量のばらつきが調整される。これにより、複数のノズルＮにおける光硬化型インクの吐出量のばらつきが補正される。つまり、図６（ａ）の初期状態（補正前）において複数のノズルＮ間で生じていた光硬化型インクの着弾径のばらつきを、図６（ｂ）の補正後に示すように略平均化することができる。
【００７１】
本実施形態の液滴吐出装置１によれば、温度計測ユニット３４により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、光硬化型インクの温度変化に基づいて、解析ユニット３２により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。すると、制御ユニット３１により駆動素子ＰＺへ印加する駆動波形が調整され、複数のノズルＮにおける着弾径のばらつきが調整される。つまり、制御ユニット３１により複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出装置１は、特許文献１及び２のようにインク吐出前における精度の高い温度の検出を必要としない。すなわち、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。また、サーマルチャンバーを搭載していないので、低コスト化を図ることができる。
【００７２】
本実施形態の液滴吐出方法によれば、第１温度測定工程によって複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度が測定される。そして、第１着弾工程の後の第１着弾径測定工程により、光硬化型インクの温度変化に基づいて、解析ユニット３２により複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの着弾径が測定される。そして、第２着弾工程により複数のノズルＮにおける第１着弾径のばらつきが調整されるように各ノズルＮに対応する駆動素子ＰＺに印加する駆動波形が調整されて、光硬化型インクが被記録体１５に着弾される。つまり、第２着弾工程により複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが補正されることになる。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。本発明の液滴吐出方法は、印刷品位に直接寄与するインク吐出後の光硬化型インクの着弾径を測定し、着弾径のばらつきを補正している。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正をし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００７３】
なお、上記液滴吐出方法においては、第２着弾工程の後に、複数のノズルＮから吐出される光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、第２温度測定工程により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、被記録体１５に対して複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、第２着弾径のばらつきを調整するように複数の駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整して光硬化型インクを被記録体１５に着弾する第３着弾工程と、を少なくとも１回有していてもよい。
【００７４】
この製造方法によれば、第２着弾工程の後に、温度測定工程と着弾径測定工程と着弾工程とを複数回繰り返して行うことにより、複数のノズルＮにおけるインク吐出量のばらつきが確実に調整される。このため、液滴吐出ヘッド５の各ノズルＮから格段に均一な量の光硬化型インクを吐出することが可能となる。したがって、インク吐出後のインク着弾時における精度の高い補正を確実にし、所望の印刷品質を得ることができる。
【００７５】
なお、本実施形態の液滴吐出装置１においては、解析ユニット３２は、温度計測ユニット３４により測定された光硬化型インクの温度変化に基づいて、ワークステージ１６に載置された被記録体１５に対して複数のノズルＮから吐出された光硬化型インクの着弾径を測定する機能を有しているが、これに限らない。例えば、解析ユニット３２は、光硬化型インクの着弾径に替えて光硬化型インクの着弾面積を測定する機能を有していてもよい。
【００７６】
なお、本実施形態の液滴吐出方法においては、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形を調整する工程において、駆動波形のパルス信号が台形波となっているが、これに限らない。例えば、駆動波形のパルス信号が台形波に替えて矩形波となっていてもよい。また、駆動素子ＰＺに印加する駆動波形の波高値（電圧値）は、液滴吐出ヘッド５毎に適宜調整することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…液滴吐出装置、５…液滴吐出ヘッド、１５…被記録体、１６…ワークステージ、３１…制御ユニット(制御手段)、３２…解析ユニット（着弾径測定手段）、３４…温度計測ユニット（温度測定手段）、ＰＺ…駆動素子、Ｎ…ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、
前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクを着弾させる被記録体を載置するワークステージと、
前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記ワークステージに載置された前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段と、
前記複数のノズルにおける前記着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段と、
を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出法であって、
前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第１温度測定工程と、
前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を一定にして前記光硬化型インクを被記録体に着弾する第１着弾工程と、
前記第１着弾工程の後に、前記第１温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第１着弾径を測定する第１着弾径測定工程と、
前記第１着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第１着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第２着弾工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項３】
前記第２着弾工程の後に、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、
前記第２温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、
前記第２着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第２着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第３着弾工程と、
を少なくとも１回有することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出方法。
【請求項１】
光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、
前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクを着弾させる被記録体を載置するワークステージと、
前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記ワークステージに載置された前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの着弾径を測定する着弾径測定手段と、
前記複数のノズルにおける前記着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整する制御手段と、
を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
光硬化型インクを吐出させる複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数の駆動素子と、を有する液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出法であって、
前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第１温度測定工程と、
前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を一定にして前記光硬化型インクを被記録体に着弾する第１着弾工程と、
前記第１着弾工程の後に、前記第１温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第１着弾径を測定する第１着弾径測定工程と、
前記第１着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第１着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第２着弾工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項３】
前記第２着弾工程の後に、前記複数のノズルから吐出される前記光硬化型インクの温度を測定する第２温度測定工程と、
前記第２温度測定工程により測定された前記光硬化型インクの温度変化に基づいて、前記被記録体に対して前記複数のノズルから吐出された前記光硬化型インクの第２着弾径を測定する第２着弾径測定工程と、
前記第２着弾径測定工程の後に、前記複数のノズルにおける前記第２着弾径のばらつきを調整するように前記複数の駆動素子に印加する駆動波形を調整して前記光硬化型インクを前記被記録体に着弾する第３着弾工程と、
を少なくとも１回有することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２６０２９４（Ｐ２０１０−２６０２９４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４２１３（Ｐ２００９−１１４２１３）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【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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