液滴吐出装置
【課題】チャンバー内の温度のバラツキの影響を低減させるための温度測定方法および温度補正方法を有する高精度の液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】ワークＷに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッド３０を相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバールーム４およびチャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整部５を有するチャンバー装置３と、描画装置２の相互に離間した複数箇所の温度を検出する複数の温度センサー５１と、複数の温度センサー５１の検出温度を平均化して平均検出温度を求め、平均検出温度に基づいて雰囲気調整手段を制御する制御装置１０と、を備えている。
【解決手段】ワークＷに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッド３０を相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバールーム４およびチャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整部５を有するチャンバー装置３と、描画装置２の相互に離間した複数箇所の温度を検出する複数の温度センサー５１と、複数の温度センサー５１の検出温度を平均化して平均検出温度を求め、平均検出温度に基づいて雰囲気調整手段を制御する制御装置１０と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバー装置と、を備えた液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機能液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置には、機能材料を導入した機能液滴吐出ヘッドをワークに対し相対的に走査しながら機能材料を吐出する吐出工程を、所定の温度に維持された不活性ガスの雰囲気中で行うものが知られている（特許文献１）。
この液滴吐出装置は、液滴吐出部を不活性ガスの雰囲気中に収容すると共に、雰囲気を所定の温度に維持するチャンバーを有しており、チャンバー内に設けられた温度調節計（温度センサー）の検出結果に基づいて、チャンバー内の温度を所定の温度によるように制御している。この構成により、雰囲気が一定の温度に維持されるため、温度変化によるワークの伸縮や液滴吐出部を構成する各軸の伸縮を抑えることができ、描画精度を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような液滴吐出装置のチャンバー内に設置する温度調節計は、装置の邪魔にならよいように、一般的にはチャンバーの天井部分に配設される。このため、装置が大型化すると、チャンバー内の温度は場所によってバラツキが生じ、機能液滴吐出ヘッドを移動させる移動系の温度やワークの温度を反映させることができず、結果として描画精度に影響を及ぼす虞があった。
【０００５】
上記の問題点に鑑み、本発明は、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響を軽減することができる液滴吐出装置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】
【０００６】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバールームおよびチャンバールーム内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整手段を有するチャンバー装置と、描画装置の相互に離間した複数箇所の温度を測定する複数の温度測定手段と、複数の温度測定手段の測定温度を平均化して平均測定温度を求め、平均測定温度に基づいて雰囲気調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、温度測定手段が描画装置の複数箇所において温度測定を行い、その平均測定温度で雰囲気調整手段を制御するようにしているため、チャンバールーム内の温度が偏ることがない。また、描画装置の複数箇所で測定した温度を平均化するため、描画装置の温度を雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響を軽減することができ、結果として描画装置の描画精度を向上させることができる。
【０００８】
この場合、雰囲気調整手段は、チャンバールーム内の吸気と排気とを連続して行いながら雰囲気温度を調整することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、雰囲気調整手段は、制御手段の制御にしたがって連続的にチャンバールーム内の雰囲気温度を調整することができるため、描画装置周囲の温度を常に安定させることができる。また、機能液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の気化溶媒を適切に排気することができる。
【００１０】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、複数の温度測定手段の測定温度である複数の仮目標温度を記憶すると共に、複数の仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と雰囲気温度の目標温度との差分に基づいて、雰囲気調整手段をフィードバック制御することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、制御手段は、記憶した仮目標温度の平均温度と雰囲気温度の目標温度の差分に基づいて温度調整を行うため、チャンバールーム内を目標温度にする制御を簡単且つ精度良く行うことができる。
【００１２】
この場合、複数の温度測定手段は、ワークの周囲温度を測定するワーク測定手段と、機能液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動系の温度を測定するヘッド移動系測定手段と、ワークを移動させるワーク移動系の温度を測定するワーク移動系測定手段と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、描画装置において描画精度（描画品質）に大きな影響を与えるワークの周囲温度、ヘッド移動系の温度およびワーク移動系の温度を、雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響をより一層、軽減することができる。
【００１４】
同様に、描画装置は、ワークがセットされるワークテーブルと、機能液滴吐出ヘッドを描画エリアとメンテナンスエリアとの間で移動させるヘッド移動機構と、描画エリアにおいて、機能液滴吐出ヘッドに対しワークを主走査方向に移動させる主走査移動機構と、描画エリアにおいて、機能液滴吐出ヘッドに対しワークを副走査方向に移動させる副走査移動機構と、を有し、複数の温度測定手段は、ワークテーブルの温度であるテーブル温度を測定するテーブル測定手段と、ヘッド移動機構におけるエンコーダースケールの温度であるヘッドスケール温度を測定するヘッドスケール測定手段と、主走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である主走査スケール温度を測定する主走査スケール測定手段と、副走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である副走査スケール温度を測定する副走査スケール測定手段と、を有していることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、描画装置において描画精度（描画品質）に大きな影響を与えるテーブル温度、ヘッドスケール温度、主走査スケール温度および副走査スケール温度を、雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響、特に描画精度（描画品質）への影響をより一層、軽減することができる。
【００１６】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、テーブル温度を標準テーブル温度として記憶すると共に、標準テーブル温度における描画データを標準化し、その後において測定したテーブル温度である実テーブル温度と、標準テーブル温度との差分に基づいて、標準化した描画データを補正することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、標準テーブル温度からの温度変化によるワークテーブル上のワークの伸縮量を考慮して、描画データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定されるテーブル温度を、描画データの補正用に活用することができる。
【００１８】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、ヘッドスケール温度を標準ヘッドスケール温度として記憶すると共に、標準ヘッドスケール温度における機能液滴吐出ヘッドの描画開始位置データを標準化し、その後において測定したヘッドスケール温度である実ヘッドスケール温度と、標準ヘッドスケール温度との差分に基づいて、標準化した描画開始位置データを補正することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、標準ヘッドスケール温度からの温度変化によるヘッドスケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して、描画開始位置データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定されるヘッドスケール温度を、描画開始位置データの補正用に活用することができる。
【００２０】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、主走査スケール温度を標準主走査スケール温度として記憶すると共に、標準主走査スケール温度における描画データを標準化し、その後において測定した主走査スケール温度である実主走査スケール温度と、標準主走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した描画データを補正することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、標準主走査スケール温度からの温度変化による主走査スケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して、描画データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定される主走査スケール温度を、描画データの補正用に活用することができる。
【００２２】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、副走査スケール温度を標準副走査スケール温度として記憶すると共に、標準副走査スケール温度における副走査開始位置データおよび副走査移動量データを標準化し、その後において測定した副走査スケール温度である実副走査スケール温度と、標準副走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した副走査開始位置データおよび副走査移動量データを補正することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、標準化副走査スケールの温度からの温度変化による副走査スケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して副捜査開始位置データおよび副走査移動量データを補正することが可能となるため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定される副走査スケール温度を、副捜査開始位置データおよび副走査移動量データの補正用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液滴吐出装置の平面図である。
【図２】液滴吐出装置のＹ軸方向側面図である。
【図３】液滴吐出装置のＸ軸方向側面図である。
【図４】ヘッド群を構成する機能液滴吐出ヘッドの図である。
【図５】機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。
【図６】液滴吐出装置の制御ブロック図である。
【図７】描画処理工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。
【００２６】
図１ないし図３は、本発明の液滴吐出装置１の概略図である。これらの図に示すように、液滴吐出装置１は、導入したワークＷに所定の描画を実施する描画装置２と、描画装置２を収容するチャンバー装置３と、描画装置２およびチャンバー装置３を統括制御する制御装置１０（図６参照）と、を備えている。また、チャンバー装置３は、描画装置２を収容するチャンバールーム４と、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整部（雰囲気調整手段）５と、を有している。
【００２７】
描画装置２は、Ｘ軸支持ベース１１と、Ｘ軸支持ベース１１上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在して、セットテーブル（ワークテーブル）１２上にセットされたワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル１３と、Ｘ軸テーブル１３とセットテーブル１２との間に介設され、ワークＷをＹ軸方向（副走査方向）に移動させる改行軸テーブル（副走査方向移動機構）２２と、Ｘ軸テーブル１３を跨ぐように架け渡されたＹ軸支持ベース１４と、Ｙ軸支持ベース１４上に配設され、Ｙ軸方向に延在するＹ軸テーブル１５と、Ｙ軸テーブル１５により描画エリアおよびメンテナンスエリア間で移動する複数の機能液滴吐出ヘッド３０が搭載された複数のキャリッジユニット１６と、を有している。
【００２８】
また、描画装置２は、メンテナンス装置１７を備えており、メンテナンス装置１７は、機能液滴吐出ヘッド３０が定期的なフラッシング（吐出ノズル４７から機能液滴の捨て吐出を行う）際に機能液を受けるフラッシングユニット２５と、機能液滴吐出ヘッド３０の吐出性能を検査する検査ユニット２６と、を有すると共に、機能液滴吐出ヘッド３０を吸引して、機能液滴吐出ヘッド３０の吐出ノズル４７から機能液を強制的に排出させる吸引ユニット２７と、ワイピングシートで機能液滴吐出ヘッド３０のノズル面を拭き取るワイピングユニット２８と、を有している。この場合、メンテナンス装置１７を構成する各ユニットのうち、フラッシングユニット２５および検査ユニット２６は、Ｘ軸テーブル１３に搭載され、吸引ユニット２７およびワイピングユニット２８は、Ｘ軸テーブル１３から直角に延び、かつＹ軸テーブル１５によりキャリッジユニット１６が移動可能である位置、すなわちメンテナンスエリアに配設された架台上に配設されている。
【００２９】
Ｘ軸テーブル１３は、ワークＷをセットするセットテーブル１２と、セットテーブル１２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸スライダー１８と、Ｘ軸方向に延在し、セットテーブル１２をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸モーター（リニアモーター）（図示省略）とを備えている。一対のＸ軸モーターを駆動することで、Ｘ軸スライダー１８上のセットテーブル１２をＸ軸方向に移動し、ワークＷを主走査する。また、Ｘ軸テーブル１３には、Ｘ軸リニアスケール７３（主走査スケール）が併設されており、セットテーブル１２（ワークＷ）の主走査方向への移動量は、このＸ軸リニアスケール７３により制御されるようになっている。
【００３０】
改行軸テーブル２２は、上記のＸ軸スライダー１８とセットテーブル１２との間に介設されており、特に図示しないが、Ｙ軸方向に延在する改行軸リニアガイドと、改行軸スライダーと、改行軸モーター（リニアモーター）とを備えている。改行軸モーターを駆動することで、改行軸スライダー上のセットテーブル１２をＹ軸方向に移動し、ワークＷを副走査する。また、改行軸テーブル２２には、改行軸リニアスケール７２（副走査スケール）が併設されており、セットテーブル１２（ワークＷ）の副走査方向への移動量（改行量）は、この改行軸リニアスケール７２により制御されるようになっている。
【００３１】
Ｙ軸テーブル１５は、一対のＹ軸支持ベース１４に支持されると共に、各キャリッジユニット１６をＹ軸方向に移動自在に吊設する複数のＹ軸スライダー２４と、一対のＹ軸支持ベース１４上に設置され、キャリッジユニット１６をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モーター（リニアモーター）（図示省略）と、を備えている。一対のＹ軸モーターを駆動することで、各Ｙ軸スライダー２４上の各キャリッジユニット１６はＹ軸方向に個々に移動する。これによって、Ｙ軸テーブル１５は、各キャリッジユニット１６を介して、描画時に機能液滴吐出ヘッド３０を所定の描画開始位置に移動させるほか、メンテナンス時に機能液滴吐出ヘッド３０をメンテナンス装置１７に臨ませる。また、Ｙ軸テーブル１５には、Ｙ軸リニアスケール７５（ヘッドスケール）が併設されており、各キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）のＹ軸方向への移動量は、このＹ軸リニアスケール７５により制御されるようになっている。
【００３２】
セットテーブル１２は、ワークＷを吸着してセットする吸着テーブル２０と、吸着テーブル２０を支持し、吸着テーブル２０にセットしたワークＷの位置をθ軸方向に補正するためのθテーブル１９等を有している。また、図示はしないが、除給材エリアにおける吸着テーブル２０の直上部には、ワークＷの除給材位置に臨むように、一対のワーク認識カメラが配設されており、このワーク認識カメラの認識結果に基づいて、ワークＷのアライメントが実施されると共に、ワークＷの設計値からの微小な収縮量が把握される。
【００３３】
各キャリッジユニット１６は、上記のＹ軸スライダー２４に支持された垂設部材３３と、垂設部材３３の下端に取り付けられたヘッドユニット３２と、を備えている。ヘッドユニット３２は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３０と、機能液滴吐出ヘッド３０を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート３１と、から成り、１２個の機能液滴吐出ヘッド３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色の機能液を吐出する各４個の機能液滴吐出ヘッド３０で構成されている。
【００３４】
図５に示すように、各機能液滴吐出ヘッド３０は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針４１を有する機能液導入部４２と、機能液導入部４２に連なる２連のヘッド基板４３と、ヘッド基板４３に連なり機能液を吐出するヘッド本体４４と、を備えている。ヘッド本体４４は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部４５と、複数の吐出ノズル４７が形成されたノズル面を有するノズルプレート４６と、を有している。ノズルプレート４６のノズル面に形成された多数の吐出ノズル４７は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列４８を構成している。
【００３５】
図１ないし図３に示すように、チャンバー装置３は、上述のようにプレハブ形式のクリーンブースで構成されたチャンバールーム４と、チャンバールーム４内の雰囲気温度を一定に調整するための雰囲気調整部５と、を備えている。雰囲気調整部５は、エアー流路で接続された冷却コイル５５、ヒーター５６および送風機５７を有している。送風機５７により取れ入れた外気（実際には、クリーンルーム内のエアー）は、冷却コイル５５およびヒーター５６を通過し、チャンバールーム４の天井空間に導かれる。一方、チャンバールーム４の天井には、全面にＨＥＰＡフィルター（図示省略）が設けられており、チャンバールーム４の天井空間に導かれたエアーは、ＨＥＰＡフィルターを通過しダウンフローとなって、描画装置２に達する（描画装置２の周囲雰囲気を構成する。また、チャンバールーム４内の雰囲気は、チャンバールーム４の下部に設けた排気口から外部の排気設備（真空吸引）に排気される（いずれも図示省略）。
【００３６】
この場合の送風機５７によるチャンバールーム４内へのエアーの送気と、排気設備によるチャンバールーム４内へのエアーの排気と、は常時行われるようになっている。一方、チャンバールーム４内には、各部の温度を測定（検出）する複数の温度センサー（温度測定手段）５１が設けられており、詳細は後述するが、これら複数の温度センサー５１の測定結果（検出結果）に基づいて、上記の冷却コイル５５およびヒーター５６が選択的に制御される。すなわち、雰囲気調整部５により、所定の温度に温度調整されたエアーにより、チャンバールーム４内が常時換気され、内部雰囲気が所定の温度に維持されるようになっている。また、詳細は後述するが、複数の温度センサーの測定結果（検出結果）は、描画精度を維持すべく、各部のデータ補正等に用いられる。
【００３７】
次に、図６のブロック図を用いて、本発明の液滴吐出装置１の制御装置１０および制御方法について説明する。
図６に示すように、制御装置１０は、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整するための雰囲気調整部５を制御するための、チャンバー用制御部５３と、描画装置２が描画処理を行なう際に描画データを制御する描画制御部６２、ヘッドユニット３２の駆動を制御するヘッド駆動制御部６３、セットテーブル１２の移動制御を行うワーク移動制御部６４に大別される。これらの各制御部は温度センサー５１が検出した温度に応じて制御内容を変更する。
【００３８】
温度センサー５１は、チャンバールーム４内に収納されている描画装置２の複数箇所に設置され温度を検出する。本実施形態では、描画装置２のセットテーブル１２の温度（テーブル温度）を測定するセットテーブルセンサー（テーブル測定手段）５１ａ、Ｙ軸リニアスケール７５の温度（ヘッドスケール温度）を測定するＹ軸テーブルセンサー（ヘッドスケール測定手段）５１ｂ、Ｘ軸リニアスケール７３の温度（主走査スケール温度）を測定するＸ軸テーブルセンサー（主走査スケール測定手段）５１ｃおよび改行軸２１の温度（副走査スケール温度）を測定する改行軸センサー（副走査スケール測定手段）５１ｄによって構成される。
温度センサー５１が測定した各温度の情報は、チャンバー用制御部５３および描画制御部６２に通知される。
【００３９】
チャンバー用制御部５３は、温度センサー５１が測定した温度情報を受信すると、チャンバー装置３が稼働を開始した直後から一定時間経過後の温度情報を仮目標温度として記憶し、チャンバー用制御部５３が有しているチャンバー用演算部５２によって、仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と、予めチャンバー用制御部５３に設定されている雰囲気温度の目標温度との差分の演算を行う。チャンバー用演算部５２が行った演算結果に応じてチャンバー用制御部５３は、雰囲気調整部５の制御内容を決定し、雰囲気調整部５に制御指令を通知する。
【００４０】
雰囲気調整部５は、チャンバー用制御部５３からの制御指令に従って、冷却コイル５５、ヒーター５６および送風機５７を駆動させ、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する。
このようにして、温度センサー５１の測定した温度をフィードバックしながら、チャンバールーム４内の温度調整を行うことで、チャンバールーム４内の雰囲気温度を目標温度に調整する。
【００４１】
一方、描画制御部６２は、温度センサー５１が測定した温度情報を受信すると、チャンバー装置３が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、測定温度を記憶してから標準化し、描画制御部６２が有する描画装置用演算部６１が、標準化した温度（標準化温度）と標準化した後に測定した温度の差分を演算する。
【００４２】
また、描画制御部６２は、標準化したテーブル温度からの温度変化によるワークテーブル上のワークＷの伸縮量を考慮した描画データの補正値、標準化したＹ軸リニアスケール７５の温度からの温度変化によるＹ軸リニアスケール７５の伸縮量を考慮した描画開始位置データの補正値、標準化したＸ軸リニアスケール７３の温度からの温度変化によるＸ軸リニアスケール７３の伸縮量を考慮した描画データの補正値および、標準化した改行軸２１の温度からの温度変化による改行軸リニアスケール７２の伸縮量を考慮した副捜査開始位置データおよび副走査移動量データの補正値を記憶した温度補正テーブル６７を有している。
なお、温度補正テーブル６７は、標準化した温度とのプラスマイナスの温度差ごとの補正値を一定の刻み幅（例えば０．５度間隔）で持っており、描画制御部６２は、描画装置用演算部６１の演算結果にしたがって各補正値を引き当て、描画データの補正を行い、描画位置補正データをヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４に通知する。
【００４３】
ヘッド駆動制御部６３は、キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）の駆動に係る統括制御を行い、描画制御部６２からの指令に従って機能液滴吐出ヘッド３０を駆動させる。また、ワークＷが液滴吐出装置１に給材されたときに、補正データを描画制御部６２から受信して、キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）の軸位置の補正を行う。
【００４４】
ワーク移動制御部６４は、ワークＷの移動に係る統括制御を行い、描画制御部６２からの指令に従ってワークＷを移動させる。また、ワークＷが液滴吐出装置１に給材されたときに、補正データを描画制御部６２から受信して、セットテーブル１２（ワークＷ）の位置の補正を行う。
【００４５】
駆動部６５は、ヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４からの駆動指令にしたがって機能液滴吐出ヘッド３０およびワークＷを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動してワークＷに対して描画処理を行う。
【００４６】
次に、図７のフローチャートを用いて、本発明の液滴吐出装置１の描画処理工程を説明する。
液滴吐出装置１を起動させ、キャリブレーションが終了すると、チャンバー装置３の温度センサー５１が描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５、改行軸２１に温度測定を行う（Ｓ０１）。チャンバー用演算部５２は、温度センサー５１が最初に検出した描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５および改行軸２１の各温度を仮目標温度として記憶してから平均化し、目標温度との差分を算出することで制御温度の演算を行う（Ｓ０２）。また、雰囲気調整部５は、この演算結果にしたがって、チャンバールーム４内の温度制御を行う（Ｓ０３）。なお、温度測定（Ｓ０１）からチャンバールーム４内の温度制御（Ｓ０３）までの工程は、チャンバー装置３を駆動させている間は周期的に行われる。
【００４７】
描画装置２では、チャンバー装置３が稼動すると、描画装置用演算部６１は、温度センサー５１が検出した、描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５および改行軸２１の各温度から、ワークＷ、Ｘ軸エンコーダースケール、Ｙ軸エンコーダースケールおよび改行軸エンコーダースケールそれぞれの標準化した温度と標準化した後に測定した温度の差分演算を行い（Ｓ０４）、描画制御部６２は、演算結果にしたがって温度補正テーブル６７から温度補正量を引き当て、補正量を決定する（Ｓ０５）。
【００４８】
次に、描画制御部６２は、温度補正テーブル６７から引き当てた補正量を描画データに反映させて補正を行い（Ｓ０６）、描画位置補正データをヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４に通知する。描画位置補正データを受信したヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４は描画位置補正データにしたがってキャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）およびセットテーブル１２（ワークＷ）の軸位置の補正を行う（Ｓ０７）。ここでの補正は装置の稼動開始時にのみ行われる。
【００４９】
ここで、液滴吐出装置１の吸着テーブル２０にワークＷが給材されると（Ｓ０８）、最初の給材時のみＸ軸テーブル１３およびＹ軸テーブル１５の初期調整を行われ、初期調整を行う場合には、吸着テーブル２０上にアライメントマスクを導入し、基板認識カメラにより初期調整を行う（Ｓ０９）。この後、描画制御部６２からの指令により、ヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４が駆動部６５を駆動させることで、ワークＷに対して描画を行う（Ｓ１０）。描画処理が終了すると吸着テーブル２０からワークＷが除材される（Ｓ１１）。
なお、続けて描画処理を行うときには、初期調整（Ｓ０９）を除いた、温度の差分演算（Ｓ０４）以降の工程が再度行われる。
【００５０】
以上のチャンバールーム４内に収納した描画装置２の温度をフィードバックしてチャンバールーム４内の温度を一定に制御することができるチャンバー装置３と、描画位置の温度補正を行い機能液滴吐出ヘッド３０とワークＷを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動して描画を行なう描画装置２によって、高精度の描画制度を有する液滴吐出装置１を構成することができる。
【００５１】
なお、本発明の液滴吐出装置１を用いて有機ＥＬ装置等を製造する場合には、チャンバールーム４内を、不活性ガス（窒素ガス）の雰囲気で満たすことが可能な構成とすることが好ましい。
【００５２】
また、本発明の液滴吐出装置１に用いる描画装置２の駆動箇所を必要に応じて追加する場合、駆動箇所の増加に伴って温度センサー５１を増加させることが好ましく、さらに、追加した駆動箇所に温度センサー５１を設けることが好ましい。
この構成によれば、描画装置の駆動箇所が増加しても新たに追加した駆動箇所の温度補正を行えるため、高い描画精度を有する液滴吐出装置１が実現可能である。
【００５３】
なお、描画制御部６２が行う温度補正は、温度補正テーブル６７を用いず、ワークＷの伸縮量、Ｙ軸リニアスケール７５の伸縮量、Ｘ軸リニアスケール７３の伸縮量および改行軸リニアスケール７２の伸縮量を描画装置用演算部６１の演算によって算出し、描画装置用演算部６１の演算結果に応じて補正を行う構成を用いても良い。
ただし、温度補正テーブル６７を用いた補正処理の方が、描画装置２の描画装置用演算部６１による演算処理が簡素化されるため、温度補正処理が容易に行えると共に、演算時間を必要としないため、補正処理を高速化することが可能となる。
【００５４】
また、温度補正テーブル６７にワークＷの補正量をワークＷの素材ごとに記憶し、液滴吐出装置１の外部からの操作で選択可能とすることで、複数種類のワークＷに対応することが可能な液滴吐出装置１を実現することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：液滴吐出装置、 ２：描画装置、 ３：チャンバー装置、 ４：チャンバールーム、 ５：雰囲気調整部、 １０：制御装置、 ２１：改行軸、 ３０：機能液滴吐出ヘッド、 ５１：温度センサー、 ５３：チャンバー用制御部、 Ｗ：ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバー装置と、を備えた液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、機能液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置には、機能材料を導入した機能液滴吐出ヘッドをワークに対し相対的に走査しながら機能材料を吐出する吐出工程を、所定の温度に維持された不活性ガスの雰囲気中で行うものが知られている（特許文献１）。
この液滴吐出装置は、液滴吐出部を不活性ガスの雰囲気中に収容すると共に、雰囲気を所定の温度に維持するチャンバーを有しており、チャンバー内に設けられた温度調節計（温度センサー）の検出結果に基づいて、チャンバー内の温度を所定の温度によるように制御している。この構成により、雰囲気が一定の温度に維持されるため、温度変化によるワークの伸縮や液滴吐出部を構成する各軸の伸縮を抑えることができ、描画精度を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような液滴吐出装置のチャンバー内に設置する温度調節計は、装置の邪魔にならよいように、一般的にはチャンバーの天井部分に配設される。このため、装置が大型化すると、チャンバー内の温度は場所によってバラツキが生じ、機能液滴吐出ヘッドを移動させる移動系の温度やワークの温度を反映させることができず、結果として描画精度に影響を及ぼす虞があった。
【０００５】
上記の問題点に鑑み、本発明は、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響を軽減することができる液滴吐出装置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】
【０００６】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、描画装置を収容するチャンバールームおよびチャンバールーム内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整手段を有するチャンバー装置と、描画装置の相互に離間した複数箇所の温度を測定する複数の温度測定手段と、複数の温度測定手段の測定温度を平均化して平均測定温度を求め、平均測定温度に基づいて雰囲気調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、温度測定手段が描画装置の複数箇所において温度測定を行い、その平均測定温度で雰囲気調整手段を制御するようにしているため、チャンバールーム内の温度が偏ることがない。また、描画装置の複数箇所で測定した温度を平均化するため、描画装置の温度を雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響を軽減することができ、結果として描画装置の描画精度を向上させることができる。
【０００８】
この場合、雰囲気調整手段は、チャンバールーム内の吸気と排気とを連続して行いながら雰囲気温度を調整することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、雰囲気調整手段は、制御手段の制御にしたがって連続的にチャンバールーム内の雰囲気温度を調整することができるため、描画装置周囲の温度を常に安定させることができる。また、機能液滴吐出ヘッドから吐出される機能液の気化溶媒を適切に排気することができる。
【００１０】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、複数の温度測定手段の測定温度である複数の仮目標温度を記憶すると共に、複数の仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と雰囲気温度の目標温度との差分に基づいて、雰囲気調整手段をフィードバック制御することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、制御手段は、記憶した仮目標温度の平均温度と雰囲気温度の目標温度の差分に基づいて温度調整を行うため、チャンバールーム内を目標温度にする制御を簡単且つ精度良く行うことができる。
【００１２】
この場合、複数の温度測定手段は、ワークの周囲温度を測定するワーク測定手段と、機能液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動系の温度を測定するヘッド移動系測定手段と、ワークを移動させるワーク移動系の温度を測定するワーク移動系測定手段と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、描画装置において描画精度（描画品質）に大きな影響を与えるワークの周囲温度、ヘッド移動系の温度およびワーク移動系の温度を、雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響をより一層、軽減することができる。
【００１４】
同様に、描画装置は、ワークがセットされるワークテーブルと、機能液滴吐出ヘッドを描画エリアとメンテナンスエリアとの間で移動させるヘッド移動機構と、描画エリアにおいて、機能液滴吐出ヘッドに対しワークを主走査方向に移動させる主走査移動機構と、描画エリアにおいて、機能液滴吐出ヘッドに対しワークを副走査方向に移動させる副走査移動機構と、を有し、複数の温度測定手段は、ワークテーブルの温度であるテーブル温度を測定するテーブル測定手段と、ヘッド移動機構におけるエンコーダースケールの温度であるヘッドスケール温度を測定するヘッドスケール測定手段と、主走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である主走査スケール温度を測定する主走査スケール測定手段と、副走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である副走査スケール温度を測定する副走査スケール測定手段と、を有していることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、描画装置において描画精度（描画品質）に大きな影響を与えるテーブル温度、ヘッドスケール温度、主走査スケール温度および副走査スケール温度を、雰囲気温度の調整に反映させることができる。したがって、チャンバー内の温度のバラツキによって生じる描画装置への影響、特に描画精度（描画品質）への影響をより一層、軽減することができる。
【００１６】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、テーブル温度を標準テーブル温度として記憶すると共に、標準テーブル温度における描画データを標準化し、その後において測定したテーブル温度である実テーブル温度と、標準テーブル温度との差分に基づいて、標準化した描画データを補正することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、標準テーブル温度からの温度変化によるワークテーブル上のワークの伸縮量を考慮して、描画データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定されるテーブル温度を、描画データの補正用に活用することができる。
【００１８】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、ヘッドスケール温度を標準ヘッドスケール温度として記憶すると共に、標準ヘッドスケール温度における機能液滴吐出ヘッドの描画開始位置データを標準化し、その後において測定したヘッドスケール温度である実ヘッドスケール温度と、標準ヘッドスケール温度との差分に基づいて、標準化した描画開始位置データを補正することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、標準ヘッドスケール温度からの温度変化によるヘッドスケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して、描画開始位置データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定されるヘッドスケール温度を、描画開始位置データの補正用に活用することができる。
【００２０】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、主走査スケール温度を標準主走査スケール温度として記憶すると共に、標準主走査スケール温度における描画データを標準化し、その後において測定した主走査スケール温度である実主走査スケール温度と、標準主走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した描画データを補正することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、標準主走査スケール温度からの温度変化による主走査スケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して、描画データを補正することが可能なため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定される主走査スケール温度を、描画データの補正用に活用することができる。
【００２２】
この場合、制御手段は、チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、副走査スケール温度を標準副走査スケール温度として記憶すると共に、標準副走査スケール温度における副走査開始位置データおよび副走査移動量データを標準化し、その後において測定した副走査スケール温度である実副走査スケール温度と、標準副走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した副走査開始位置データおよび副走査移動量データを補正することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、標準化副走査スケールの温度からの温度変化による副走査スケール（エンコーダースケール）の伸縮量を考慮して副捜査開始位置データおよび副走査移動量データを補正することが可能となるため、描画精度をより向上させることができる。また、雰囲気温度の調整用に測定される副走査スケール温度を、副捜査開始位置データおよび副走査移動量データの補正用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液滴吐出装置の平面図である。
【図２】液滴吐出装置のＹ軸方向側面図である。
【図３】液滴吐出装置のＸ軸方向側面図である。
【図４】ヘッド群を構成する機能液滴吐出ヘッドの図である。
【図５】機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。
【図６】液滴吐出装置の制御ブロック図である。
【図７】描画処理工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。
【００２６】
図１ないし図３は、本発明の液滴吐出装置１の概略図である。これらの図に示すように、液滴吐出装置１は、導入したワークＷに所定の描画を実施する描画装置２と、描画装置２を収容するチャンバー装置３と、描画装置２およびチャンバー装置３を統括制御する制御装置１０（図６参照）と、を備えている。また、チャンバー装置３は、描画装置２を収容するチャンバールーム４と、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整部（雰囲気調整手段）５と、を有している。
【００２７】
描画装置２は、Ｘ軸支持ベース１１と、Ｘ軸支持ベース１１上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在して、セットテーブル（ワークテーブル）１２上にセットされたワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル１３と、Ｘ軸テーブル１３とセットテーブル１２との間に介設され、ワークＷをＹ軸方向（副走査方向）に移動させる改行軸テーブル（副走査方向移動機構）２２と、Ｘ軸テーブル１３を跨ぐように架け渡されたＹ軸支持ベース１４と、Ｙ軸支持ベース１４上に配設され、Ｙ軸方向に延在するＹ軸テーブル１５と、Ｙ軸テーブル１５により描画エリアおよびメンテナンスエリア間で移動する複数の機能液滴吐出ヘッド３０が搭載された複数のキャリッジユニット１６と、を有している。
【００２８】
また、描画装置２は、メンテナンス装置１７を備えており、メンテナンス装置１７は、機能液滴吐出ヘッド３０が定期的なフラッシング（吐出ノズル４７から機能液滴の捨て吐出を行う）際に機能液を受けるフラッシングユニット２５と、機能液滴吐出ヘッド３０の吐出性能を検査する検査ユニット２６と、を有すると共に、機能液滴吐出ヘッド３０を吸引して、機能液滴吐出ヘッド３０の吐出ノズル４７から機能液を強制的に排出させる吸引ユニット２７と、ワイピングシートで機能液滴吐出ヘッド３０のノズル面を拭き取るワイピングユニット２８と、を有している。この場合、メンテナンス装置１７を構成する各ユニットのうち、フラッシングユニット２５および検査ユニット２６は、Ｘ軸テーブル１３に搭載され、吸引ユニット２７およびワイピングユニット２８は、Ｘ軸テーブル１３から直角に延び、かつＹ軸テーブル１５によりキャリッジユニット１６が移動可能である位置、すなわちメンテナンスエリアに配設された架台上に配設されている。
【００２９】
Ｘ軸テーブル１３は、ワークＷをセットするセットテーブル１２と、セットテーブル１２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸スライダー１８と、Ｘ軸方向に延在し、セットテーブル１２をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸モーター（リニアモーター）（図示省略）とを備えている。一対のＸ軸モーターを駆動することで、Ｘ軸スライダー１８上のセットテーブル１２をＸ軸方向に移動し、ワークＷを主走査する。また、Ｘ軸テーブル１３には、Ｘ軸リニアスケール７３（主走査スケール）が併設されており、セットテーブル１２（ワークＷ）の主走査方向への移動量は、このＸ軸リニアスケール７３により制御されるようになっている。
【００３０】
改行軸テーブル２２は、上記のＸ軸スライダー１８とセットテーブル１２との間に介設されており、特に図示しないが、Ｙ軸方向に延在する改行軸リニアガイドと、改行軸スライダーと、改行軸モーター（リニアモーター）とを備えている。改行軸モーターを駆動することで、改行軸スライダー上のセットテーブル１２をＹ軸方向に移動し、ワークＷを副走査する。また、改行軸テーブル２２には、改行軸リニアスケール７２（副走査スケール）が併設されており、セットテーブル１２（ワークＷ）の副走査方向への移動量（改行量）は、この改行軸リニアスケール７２により制御されるようになっている。
【００３１】
Ｙ軸テーブル１５は、一対のＹ軸支持ベース１４に支持されると共に、各キャリッジユニット１６をＹ軸方向に移動自在に吊設する複数のＹ軸スライダー２４と、一対のＹ軸支持ベース１４上に設置され、キャリッジユニット１６をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モーター（リニアモーター）（図示省略）と、を備えている。一対のＹ軸モーターを駆動することで、各Ｙ軸スライダー２４上の各キャリッジユニット１６はＹ軸方向に個々に移動する。これによって、Ｙ軸テーブル１５は、各キャリッジユニット１６を介して、描画時に機能液滴吐出ヘッド３０を所定の描画開始位置に移動させるほか、メンテナンス時に機能液滴吐出ヘッド３０をメンテナンス装置１７に臨ませる。また、Ｙ軸テーブル１５には、Ｙ軸リニアスケール７５（ヘッドスケール）が併設されており、各キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）のＹ軸方向への移動量は、このＹ軸リニアスケール７５により制御されるようになっている。
【００３２】
セットテーブル１２は、ワークＷを吸着してセットする吸着テーブル２０と、吸着テーブル２０を支持し、吸着テーブル２０にセットしたワークＷの位置をθ軸方向に補正するためのθテーブル１９等を有している。また、図示はしないが、除給材エリアにおける吸着テーブル２０の直上部には、ワークＷの除給材位置に臨むように、一対のワーク認識カメラが配設されており、このワーク認識カメラの認識結果に基づいて、ワークＷのアライメントが実施されると共に、ワークＷの設計値からの微小な収縮量が把握される。
【００３３】
各キャリッジユニット１６は、上記のＹ軸スライダー２４に支持された垂設部材３３と、垂設部材３３の下端に取り付けられたヘッドユニット３２と、を備えている。ヘッドユニット３２は、１２個の機能液滴吐出ヘッド３０と、機能液滴吐出ヘッド３０を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート３１と、から成り、１２個の機能液滴吐出ヘッド３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色の機能液を吐出する各４個の機能液滴吐出ヘッド３０で構成されている。
【００３４】
図５に示すように、各機能液滴吐出ヘッド３０は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針４１を有する機能液導入部４２と、機能液導入部４２に連なる２連のヘッド基板４３と、ヘッド基板４３に連なり機能液を吐出するヘッド本体４４と、を備えている。ヘッド本体４４は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部４５と、複数の吐出ノズル４７が形成されたノズル面を有するノズルプレート４６と、を有している。ノズルプレート４６のノズル面に形成された多数の吐出ノズル４７は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列４８を構成している。
【００３５】
図１ないし図３に示すように、チャンバー装置３は、上述のようにプレハブ形式のクリーンブースで構成されたチャンバールーム４と、チャンバールーム４内の雰囲気温度を一定に調整するための雰囲気調整部５と、を備えている。雰囲気調整部５は、エアー流路で接続された冷却コイル５５、ヒーター５６および送風機５７を有している。送風機５７により取れ入れた外気（実際には、クリーンルーム内のエアー）は、冷却コイル５５およびヒーター５６を通過し、チャンバールーム４の天井空間に導かれる。一方、チャンバールーム４の天井には、全面にＨＥＰＡフィルター（図示省略）が設けられており、チャンバールーム４の天井空間に導かれたエアーは、ＨＥＰＡフィルターを通過しダウンフローとなって、描画装置２に達する（描画装置２の周囲雰囲気を構成する。また、チャンバールーム４内の雰囲気は、チャンバールーム４の下部に設けた排気口から外部の排気設備（真空吸引）に排気される（いずれも図示省略）。
【００３６】
この場合の送風機５７によるチャンバールーム４内へのエアーの送気と、排気設備によるチャンバールーム４内へのエアーの排気と、は常時行われるようになっている。一方、チャンバールーム４内には、各部の温度を測定（検出）する複数の温度センサー（温度測定手段）５１が設けられており、詳細は後述するが、これら複数の温度センサー５１の測定結果（検出結果）に基づいて、上記の冷却コイル５５およびヒーター５６が選択的に制御される。すなわち、雰囲気調整部５により、所定の温度に温度調整されたエアーにより、チャンバールーム４内が常時換気され、内部雰囲気が所定の温度に維持されるようになっている。また、詳細は後述するが、複数の温度センサーの測定結果（検出結果）は、描画精度を維持すべく、各部のデータ補正等に用いられる。
【００３７】
次に、図６のブロック図を用いて、本発明の液滴吐出装置１の制御装置１０および制御方法について説明する。
図６に示すように、制御装置１０は、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整するための雰囲気調整部５を制御するための、チャンバー用制御部５３と、描画装置２が描画処理を行なう際に描画データを制御する描画制御部６２、ヘッドユニット３２の駆動を制御するヘッド駆動制御部６３、セットテーブル１２の移動制御を行うワーク移動制御部６４に大別される。これらの各制御部は温度センサー５１が検出した温度に応じて制御内容を変更する。
【００３８】
温度センサー５１は、チャンバールーム４内に収納されている描画装置２の複数箇所に設置され温度を検出する。本実施形態では、描画装置２のセットテーブル１２の温度（テーブル温度）を測定するセットテーブルセンサー（テーブル測定手段）５１ａ、Ｙ軸リニアスケール７５の温度（ヘッドスケール温度）を測定するＹ軸テーブルセンサー（ヘッドスケール測定手段）５１ｂ、Ｘ軸リニアスケール７３の温度（主走査スケール温度）を測定するＸ軸テーブルセンサー（主走査スケール測定手段）５１ｃおよび改行軸２１の温度（副走査スケール温度）を測定する改行軸センサー（副走査スケール測定手段）５１ｄによって構成される。
温度センサー５１が測定した各温度の情報は、チャンバー用制御部５３および描画制御部６２に通知される。
【００３９】
チャンバー用制御部５３は、温度センサー５１が測定した温度情報を受信すると、チャンバー装置３が稼働を開始した直後から一定時間経過後の温度情報を仮目標温度として記憶し、チャンバー用制御部５３が有しているチャンバー用演算部５２によって、仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と、予めチャンバー用制御部５３に設定されている雰囲気温度の目標温度との差分の演算を行う。チャンバー用演算部５２が行った演算結果に応じてチャンバー用制御部５３は、雰囲気調整部５の制御内容を決定し、雰囲気調整部５に制御指令を通知する。
【００４０】
雰囲気調整部５は、チャンバー用制御部５３からの制御指令に従って、冷却コイル５５、ヒーター５６および送風機５７を駆動させ、チャンバールーム４内の雰囲気温度を調整する。
このようにして、温度センサー５１の測定した温度をフィードバックしながら、チャンバールーム４内の温度調整を行うことで、チャンバールーム４内の雰囲気温度を目標温度に調整する。
【００４１】
一方、描画制御部６２は、温度センサー５１が測定した温度情報を受信すると、チャンバー装置３が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、測定温度を記憶してから標準化し、描画制御部６２が有する描画装置用演算部６１が、標準化した温度（標準化温度）と標準化した後に測定した温度の差分を演算する。
【００４２】
また、描画制御部６２は、標準化したテーブル温度からの温度変化によるワークテーブル上のワークＷの伸縮量を考慮した描画データの補正値、標準化したＹ軸リニアスケール７５の温度からの温度変化によるＹ軸リニアスケール７５の伸縮量を考慮した描画開始位置データの補正値、標準化したＸ軸リニアスケール７３の温度からの温度変化によるＸ軸リニアスケール７３の伸縮量を考慮した描画データの補正値および、標準化した改行軸２１の温度からの温度変化による改行軸リニアスケール７２の伸縮量を考慮した副捜査開始位置データおよび副走査移動量データの補正値を記憶した温度補正テーブル６７を有している。
なお、温度補正テーブル６７は、標準化した温度とのプラスマイナスの温度差ごとの補正値を一定の刻み幅（例えば０．５度間隔）で持っており、描画制御部６２は、描画装置用演算部６１の演算結果にしたがって各補正値を引き当て、描画データの補正を行い、描画位置補正データをヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４に通知する。
【００４３】
ヘッド駆動制御部６３は、キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）の駆動に係る統括制御を行い、描画制御部６２からの指令に従って機能液滴吐出ヘッド３０を駆動させる。また、ワークＷが液滴吐出装置１に給材されたときに、補正データを描画制御部６２から受信して、キャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）の軸位置の補正を行う。
【００４４】
ワーク移動制御部６４は、ワークＷの移動に係る統括制御を行い、描画制御部６２からの指令に従ってワークＷを移動させる。また、ワークＷが液滴吐出装置１に給材されたときに、補正データを描画制御部６２から受信して、セットテーブル１２（ワークＷ）の位置の補正を行う。
【００４５】
駆動部６５は、ヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４からの駆動指令にしたがって機能液滴吐出ヘッド３０およびワークＷを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動してワークＷに対して描画処理を行う。
【００４６】
次に、図７のフローチャートを用いて、本発明の液滴吐出装置１の描画処理工程を説明する。
液滴吐出装置１を起動させ、キャリブレーションが終了すると、チャンバー装置３の温度センサー５１が描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５、改行軸２１に温度測定を行う（Ｓ０１）。チャンバー用演算部５２は、温度センサー５１が最初に検出した描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５および改行軸２１の各温度を仮目標温度として記憶してから平均化し、目標温度との差分を算出することで制御温度の演算を行う（Ｓ０２）。また、雰囲気調整部５は、この演算結果にしたがって、チャンバールーム４内の温度制御を行う（Ｓ０３）。なお、温度測定（Ｓ０１）からチャンバールーム４内の温度制御（Ｓ０３）までの工程は、チャンバー装置３を駆動させている間は周期的に行われる。
【００４７】
描画装置２では、チャンバー装置３が稼動すると、描画装置用演算部６１は、温度センサー５１が検出した、描画装置２のセットテーブル１２、Ｘ軸テーブル１３、Ｙ軸テーブル１５および改行軸２１の各温度から、ワークＷ、Ｘ軸エンコーダースケール、Ｙ軸エンコーダースケールおよび改行軸エンコーダースケールそれぞれの標準化した温度と標準化した後に測定した温度の差分演算を行い（Ｓ０４）、描画制御部６２は、演算結果にしたがって温度補正テーブル６７から温度補正量を引き当て、補正量を決定する（Ｓ０５）。
【００４８】
次に、描画制御部６２は、温度補正テーブル６７から引き当てた補正量を描画データに反映させて補正を行い（Ｓ０６）、描画位置補正データをヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４に通知する。描画位置補正データを受信したヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４は描画位置補正データにしたがってキャリッジユニット１６（機能液滴吐出ヘッド３０）およびセットテーブル１２（ワークＷ）の軸位置の補正を行う（Ｓ０７）。ここでの補正は装置の稼動開始時にのみ行われる。
【００４９】
ここで、液滴吐出装置１の吸着テーブル２０にワークＷが給材されると（Ｓ０８）、最初の給材時のみＸ軸テーブル１３およびＹ軸テーブル１５の初期調整を行われ、初期調整を行う場合には、吸着テーブル２０上にアライメントマスクを導入し、基板認識カメラにより初期調整を行う（Ｓ０９）。この後、描画制御部６２からの指令により、ヘッド駆動制御部６３およびワーク移動制御部６４が駆動部６５を駆動させることで、ワークＷに対して描画を行う（Ｓ１０）。描画処理が終了すると吸着テーブル２０からワークＷが除材される（Ｓ１１）。
なお、続けて描画処理を行うときには、初期調整（Ｓ０９）を除いた、温度の差分演算（Ｓ０４）以降の工程が再度行われる。
【００５０】
以上のチャンバールーム４内に収納した描画装置２の温度をフィードバックしてチャンバールーム４内の温度を一定に制御することができるチャンバー装置３と、描画位置の温度補正を行い機能液滴吐出ヘッド３０とワークＷを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３０を駆動して描画を行なう描画装置２によって、高精度の描画制度を有する液滴吐出装置１を構成することができる。
【００５１】
なお、本発明の液滴吐出装置１を用いて有機ＥＬ装置等を製造する場合には、チャンバールーム４内を、不活性ガス（窒素ガス）の雰囲気で満たすことが可能な構成とすることが好ましい。
【００５２】
また、本発明の液滴吐出装置１に用いる描画装置２の駆動箇所を必要に応じて追加する場合、駆動箇所の増加に伴って温度センサー５１を増加させることが好ましく、さらに、追加した駆動箇所に温度センサー５１を設けることが好ましい。
この構成によれば、描画装置の駆動箇所が増加しても新たに追加した駆動箇所の温度補正を行えるため、高い描画精度を有する液滴吐出装置１が実現可能である。
【００５３】
なお、描画制御部６２が行う温度補正は、温度補正テーブル６７を用いず、ワークＷの伸縮量、Ｙ軸リニアスケール７５の伸縮量、Ｘ軸リニアスケール７３の伸縮量および改行軸リニアスケール７２の伸縮量を描画装置用演算部６１の演算によって算出し、描画装置用演算部６１の演算結果に応じて補正を行う構成を用いても良い。
ただし、温度補正テーブル６７を用いた補正処理の方が、描画装置２の描画装置用演算部６１による演算処理が簡素化されるため、温度補正処理が容易に行えると共に、演算時間を必要としないため、補正処理を高速化することが可能となる。
【００５４】
また、温度補正テーブル６７にワークＷの補正量をワークＷの素材ごとに記憶し、液滴吐出装置１の外部からの操作で選択可能とすることで、複数種類のワークＷに対応することが可能な液滴吐出装置１を実現することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１：液滴吐出装置、 ２：描画装置、 ３：チャンバー装置、 ４：チャンバールーム、 ５：雰囲気調整部、 １０：制御装置、 ２１：改行軸、 ３０：機能液滴吐出ヘッド、 ５１：温度センサー、 ５３：チャンバー用制御部、 Ｗ：ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、
前記描画装置を収容するチャンバールームおよび前記チャンバールーム内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整手段を有するチャンバー装置と、
前記描画装置の相互に離間した複数箇所の温度を測定する複数の温度測定手段と、
前記複数の温度測定手段の測定温度を平均化して平均測定温度を求め、前記平均測定温度に基づいて前記雰囲気調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記雰囲気調整手段は、前記チャンバールーム内の吸気と排気とを連続して行いながら前記雰囲気温度を調整することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記複数の温度測定手段の測定温度である複数の仮目標温度を記憶すると共に、
前記複数の仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と前記雰囲気温度の目標温度との差分に基づいて、前記雰囲気調整手段をフィードバック制御することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記複数の温度測定手段は、
前記ワークの周囲温度を測定するワーク測定手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動系の温度を測定するヘッド移動系測定手段と、
前記ワークを移動させるワーク移動系の温度を測定するワーク移動系測定手段と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記描画装置は、前記ワークがセットされるワークテーブルと、前記機能液滴吐出ヘッドを描画エリアとメンテナンスエリアとの間で移動させるヘッド移動機構と、前記描画エリアにおいて、前記機能液滴吐出ヘッドに対し前記ワークを主走査方向に移動させる主走査移動機構と、前記描画エリアにおいて、前記機能液滴吐出ヘッドに対し前記ワークを副走査方向に移動させる副走査移動機構と、を有し、
前記複数の温度測定手段は、前記ワークテーブルの温度であるテーブル温度を測定するテーブル測定手段と、前記ヘッド移動機構におけるエンコーダースケールの温度であるヘッドスケール温度を測定するヘッドスケール測定手段と、前記主走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である主走査スケール温度を測定する主走査スケール測定手段と、前記副走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である副走査スケール温度を測定する副走査スケール測定手段と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記テーブル温度を標準テーブル温度として記憶すると共に、前記標準テーブル温度における描画データを標準化し、
その後において測定した前記テーブル温度である実テーブル温度と、前記標準テーブル温度との差分に基づいて、標準化した前記描画データを補正することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記ヘッドスケール温度を標準ヘッドスケール温度として記憶すると共に、前記標準ヘッドスケール温度における前記機能液滴吐出ヘッドの描画開始位置データを標準化し、
その後において測定した前記ヘッドスケール温度である実ヘッドスケール温度と、前記標準ヘッドスケール温度との差分に基づいて、標準化した前記描画開始位置データを補正することを特徴とする請求項５または６に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記主走査スケール温度を標準主走査スケール温度として記憶すると共に、前記標準主走査スケール温度における描画データを標準化し、
その後において測定した前記主走査スケール温度である実主走査スケール温度と、前記標準主走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した前記描画データを補正することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記副走査スケール温度を標準副走査スケール温度として記憶すると共に、前記標準副走査スケール温度における副走査開始位置データおよび副走査移動量データを標準化し、
その後において測定した前記副走査スケール温度である実副走査スケール温度と、前記標準副走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した前記副走査開始位置データおよび前記副走査移動量データを補正することを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１】
ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドを駆動して描画を行なう描画装置と、
前記描画装置を収容するチャンバールームおよび前記チャンバールーム内の雰囲気温度を調整する雰囲気調整手段を有するチャンバー装置と、
前記描画装置の相互に離間した複数箇所の温度を測定する複数の温度測定手段と、
前記複数の温度測定手段の測定温度を平均化して平均測定温度を求め、前記平均測定温度に基づいて前記雰囲気調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記雰囲気調整手段は、前記チャンバールーム内の吸気と排気とを連続して行いながら前記雰囲気温度を調整することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記複数の温度測定手段の測定温度である複数の仮目標温度を記憶すると共に、
前記複数の仮目標温度を平均化した平均仮目標温度と前記雰囲気温度の目標温度との差分に基づいて、前記雰囲気調整手段をフィードバック制御することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記複数の温度測定手段は、
前記ワークの周囲温度を測定するワーク測定手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動系の温度を測定するヘッド移動系測定手段と、
前記ワークを移動させるワーク移動系の温度を測定するワーク移動系測定手段と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記描画装置は、前記ワークがセットされるワークテーブルと、前記機能液滴吐出ヘッドを描画エリアとメンテナンスエリアとの間で移動させるヘッド移動機構と、前記描画エリアにおいて、前記機能液滴吐出ヘッドに対し前記ワークを主走査方向に移動させる主走査移動機構と、前記描画エリアにおいて、前記機能液滴吐出ヘッドに対し前記ワークを副走査方向に移動させる副走査移動機構と、を有し、
前記複数の温度測定手段は、前記ワークテーブルの温度であるテーブル温度を測定するテーブル測定手段と、前記ヘッド移動機構におけるエンコーダースケールの温度であるヘッドスケール温度を測定するヘッドスケール測定手段と、前記主走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である主走査スケール温度を測定する主走査スケール測定手段と、前記副走査移動機構におけるエンコーダースケールの温度である副走査スケール温度を測定する副走査スケール測定手段と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記テーブル温度を標準テーブル温度として記憶すると共に、前記標準テーブル温度における描画データを標準化し、
その後において測定した前記テーブル温度である実テーブル温度と、前記標準テーブル温度との差分に基づいて、標準化した前記描画データを補正することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記ヘッドスケール温度を標準ヘッドスケール温度として記憶すると共に、前記標準ヘッドスケール温度における前記機能液滴吐出ヘッドの描画開始位置データを標準化し、
その後において測定した前記ヘッドスケール温度である実ヘッドスケール温度と、前記標準ヘッドスケール温度との差分に基づいて、標準化した前記描画開始位置データを補正することを特徴とする請求項５または６に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記主走査スケール温度を標準主走査スケール温度として記憶すると共に、前記標準主走査スケール温度における描画データを標準化し、
その後において測定した前記主走査スケール温度である実主走査スケール温度と、前記標準主走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した前記描画データを補正することを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記チャンバー装置が稼働を開始した直後から一定時間経過後の、前記副走査スケール温度を標準副走査スケール温度として記憶すると共に、前記標準副走査スケール温度における副走査開始位置データおよび副走査移動量データを標準化し、
その後において測定した前記副走査スケール温度である実副走査スケール温度と、前記標準副走査スケール温度との差分に基づいて、標準化した前記副走査開始位置データおよび前記副走査移動量データを補正することを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２４５２１（Ｐ２０１１−２２４５２１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９５２９（Ｐ２０１０−９９５２９）
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２３日（２０１０．４．２３）
【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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