JP2008238143A - 液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッド交換方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性良く、ノズルと基板との距離を調整可能となる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッド交換方法を提供する。
【解決手段】載置面6に配置された基板7に対し、液滴吐出ヘッド15を相対移動させながら、液滴吐出ヘッド15のノズルから液滴を吐出して描画する液滴吐出装置1に係る。載置面6とノズルとの距離を測定するヘッド位置測定装置17と、ノズルと載置面6との距離を変更可能となる方向に、液滴吐出ヘッド15を移動するヘッド位置移動装置と、ヘッド位置移動装置を駆動して、ノズルと載置面6との目標距離に調整するヘッド位置調整部とを備え、ヘッド位置調整部は、ヘッド位置測定装置17が測定するノズルと載置面6との距離と目標距離との差を演算し、ヘッド位置移動装置は、差に相当する距離分、液滴吐出ヘッド15を移動して、ノズルと載置面6との距離を目標距離に近づける。
【選択図】図1
【解決手段】載置面6に配置された基板7に対し、液滴吐出ヘッド15を相対移動させながら、液滴吐出ヘッド15のノズルから液滴を吐出して描画する液滴吐出装置1に係る。載置面6とノズルとの距離を測定するヘッド位置測定装置17と、ノズルと載置面6との距離を変更可能となる方向に、液滴吐出ヘッド15を移動するヘッド位置移動装置と、ヘッド位置移動装置を駆動して、ノズルと載置面6との目標距離に調整するヘッド位置調整部とを備え、ヘッド位置調整部は、ヘッド位置測定装置17が測定するノズルと載置面6との距離と目標距離との差を演算し、ヘッド位置移動装置は、差に相当する距離分、液滴吐出ヘッド15を移動して、ノズルと載置面6との距離を目標距離に近づける。
【選択図】図1
Description
本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッド交換方法に係り、特に液滴吐出ヘッドを交換するときにおける液滴吐出ヘッドの位置調整をする方法に関するものである。
従来、ワークに対して液滴を吐出する装置として、インクジェット式の液滴吐出装置が知られている。例えば特許文献1に示された液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるX軸テーブルと、X軸テーブルの上方位置においてX軸テーブルの移動方向と直交する方向にY軸テーブルに沿って移動するインクジェットヘッド(以下液滴吐出ヘッドと称す)とを備え、ワークに対して液滴を塗布していた。
液滴吐出ヘッドは、ヘッドプレートに配置され、ヘッドプレートは、液滴吐出装置から着脱可能となっていた。そして、液滴吐出ヘッドに不具合が生じたときには、ヘッドプレートを交換していた。ヘッドプレートは、ヘッドホルダに配置され、ヘッドホルダは、昇降機構を有していた。そして、昇降機構を操作することにより、液滴吐出ヘッドのノズルと基板との距離が調整可能となっていた。
液滴吐出ヘッドを交換するとき、ノズルと基板との距離を調整する必要がある。そのとき、液滴吐出ヘッドと基板とは、相対移動可能となっていることから、複数の場所における距離を測定する必要がある。基板とノズルとの距離を測定するとき、厚さゲージを基板とノズルとの間に挿入して測定していた。そして、昇降機構を操作して基板とノズルとの間の距離を調整していた。従って、液滴吐出ヘッドを交換した後、ノズルと基板との距離を調整する工程は労力と時間のかかる工程となっていた。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、生産性良く、ノズルと基板との距離を調整可能となる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッド交換方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、載置面に配置されたワークに対し、液滴吐出ヘッドを相対移動させながら、液滴吐出ヘッドから液状体を吐出して描画する液滴吐出装置であって、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を測定する測定部と、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を変更可能となる方向に、液滴吐出ヘッドを移動するヘッド移動部と、ヘッド移動部を駆動して、液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を目標距離に調整する調整部とを備え、調整部は、前記測定部が測定する液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離と前記目標距離との差を演算し、ヘッド移動部は、差に相当する距離分、液滴吐出ヘッドを移動して、液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を目標距離に近づけることを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、測定部が測定したデータを用いて、調整部が、ヘッド移動部を制御して、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離を調整している。操作者が測定と調整とを繰り返して調整するとき、測定値の確認と、ヘッドの移動量とを確認しつつ行う作業となり、時間と労力とを要する作業であった。一方、調整部が測定部による測定値に基づき、ヘッド移動部による液滴吐出ヘッドの移動を制御する場合は、調整部が行う制御を電子計算装置が高速に行うことにより、生産性良く調整することができる。従って、生産性良く調整可能な装置とすることができる。
本発明の液滴吐出装置は、測定部が測定する方向において、載置面と既知の距離にある基準面を有する基準部を有し、測定部は、基準面と測定部との距離と、液滴吐出ヘッドと測定部との距離とを測定し、測定部は、載置面と基準面との距離と、基準面と測定部との距離と、液滴吐出ヘッドと測定部との距離とを用いて、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離を算出することを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、測定部は、基準面と液滴吐出ヘッドとの距離とを測定している。このとき、測定部と基準面との距離と、測定部と液滴吐出ヘッドとの距離とを測定した後、基準面と液滴吐出ヘッドとの距離を算出している。従って、測定部と基準面との距離が、環境の変化により変化するときにも、測定部と基準面との距離を測定することから、測定部は、基準面と液滴吐出ヘッドとの距離を精度良く測定することができる。
本発明の液滴吐出装置では、測定部は、測定する距離を記憶する記憶部を備え、測定部は、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離が既知の液滴吐出ヘッドと、測定部との距離を測定した値である既知距離値を用いて、目標距離を設定することを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、測定部は、記憶部に記憶する既知距離値を用いて、目標距離を設定している。既知距離値は、液滴吐出ヘッドが測定部と対向する場所における液滴吐出ヘッドと、測定部との距離である。そして、その液滴吐出ヘッドが、ワークに吐出する場所に位置するとき、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離が既知の値となっている。目標距離は、この既知距離値を用いて設定されている。液滴吐出ヘッドを交換した後、液滴吐出ヘッドと、測定部との距離を目標距離に調整する。そして、液滴吐出ヘッドをワークに吐出する場所に位置するとき、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離は、液滴吐出ヘッドを交換する前と略同じ距離とすることができる。
液滴吐出ヘッドの移動に伴い、液滴吐出ヘッドの重量により、液滴吐出ヘッドを支持する部材が歪む場合にも、交換前後の液滴吐出ヘッドの重量が変わらない場合には、歪む量が変わらない。従って、この場合にも、交換前後において、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離を略同じ距離にすることができる。その結果、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離を精度良く調整することができる。
本発明の液滴吐出装置では、測定部は、光線を液滴吐出ヘッドに照射し、反射する光線を用いて測定部と液滴吐出ヘッドとの距離を測定することを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、測定するとき、液滴吐出ヘッドに荷重がかからないので、液滴吐出ヘッドが歪むことがない。従って、液滴吐出ヘッドと測定部との距離を精度良く測定することができる。
本発明の液滴吐出装置では、光線は、レーザ光からなる光線であることを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、測定部は、レーザ光線を用いて、液滴吐出ヘッドと測定部との距離を測定している。レーザ光線は、直進性が良いことから、測定部は、平行に近い光線を液滴吐出ヘッドに近い場所に照射した後、反射する光線を用いて、測定部との距離を精度良く測定することができる。従って、光線の直径が変わり難いので、照射する位置を測定し易いことから、液滴吐出ヘッドと測定部との距離を精度良く測定することができる。
本発明の液滴吐出装置は、測定部と液滴吐出ヘッドとの間に、保護部を備え、液状体が測定部に対して、吐出されるとき、保護部に着弾することを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、保護部を備え、測定部に対して、吐出される液状体は、保護部に着弾する。従って、液状体が、測定部に付着することを防止できる。そして、保護部に付着した液状体を除去することにより、測定部は、測定を行うことができる。従って、保守し易い装置とすることができる。
本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドは、圧電素子を駆動して液状体を吐出することを特徴とする。
この液滴吐出装置によれば、圧電素子を駆動している。液状体を加熱して、液状体に含まれる気泡を膨張させる方式に比べて、液状体に対して、加熱による損傷を与え難い。従って、液状体を略損傷することなく吐出することができる。
本発明の液滴吐出装置において、液滴吐出ヘッドは、液状体を吐出するノズルを備え、液滴吐出ヘッドと載置面との距離は、液滴吐出ヘッドにおけるノズルと載置面との距離であることを特徴とする。この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を測定するとき、ノズルと載置面との距離を測定している。ノズルは、載置面と対向する場所に位置しており、載置面側から測定し易くなっている。従って、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を精度良く測定することができる。
上記課題を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッド交換方法は、載置面に配置されたワークに対し、液滴吐出ヘッドを相対移動させながら、液滴吐出ヘッドから液状体を吐出して描画する液滴吐出装置における、液滴吐出ヘッドを交換する液滴吐出ヘッド交換方法であって、載置面と前記液滴吐出ヘッドとの液滴吐出方向の第1距離を測定する第1距離測定工程と、液滴吐出ヘッドを外して、別の液滴吐出ヘッドを装着するヘッド交換工程と、載置面と別の液滴吐出ヘッドとの液滴吐出方向の第2距離を測定するとともに別の液滴吐出ヘッドを液滴吐出方向に位置調整するヘッド位置調整工程と、を有し、ヘッド位置調整工程では、第1距離と第2距離とが略同じ距離になるように、別の液滴吐出ヘッドを位置調整することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッド交換方法によれば、第1距離測定工程で第1距離を測定した後、液滴吐出ヘッドを交換する。そして、交換した液滴吐出ヘッドの第2距離を交換前の距離と略同じ距離となるように調整している。
載置面と液滴吐出ヘッドとの距離が短いとき、ワークの反りや厚みの分散により、液滴吐出ヘッドとワークが干渉して、液滴吐出ヘッドが損傷する場合がある。一方、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離が長いとき、吐出する液滴の吐出方向が分散するとき、着弾位置の分散に大きく影響するので、着弾位置精度が低下する。従って、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離は所定の距離にある必要がある。
載置面と液滴吐出ヘッドは、相対移動することから、載置面と液滴吐出ヘッドとの距離は、載置面と液滴吐出ヘッドとが対向する複数の場所において、所定の距離に保たれる必要がある。そして、ヘッドの位置を調整する工程では、載置面とノズルとの距離が、複数の場所において、所定の距離となるように調整される。従って、調整する工程は、労力と時間がかかる工程となっている。
第1距離測定工程では、調整した第1距離を測定して、記憶している。そして、液滴吐出ヘッドを交換した後、ヘッド位置調整工程において、操作者は第2距離を記憶した第1距離と略同じ距離に調整している。つまり、液滴吐出ヘッドは、交換後において、ヘッド交換前に測定した第1距離と同じ距離に調整している。
従って、ヘッド位置調整工程は、記憶されているヘッドの適正な位置に合わせるだけで、調整できる為、少ない労力と短い時間で、ヘッドの位置を調整することができる。その結果、生産性の良い液滴吐出ヘッド交換方法とすることができる。
本発明の液滴吐出装置において、液滴吐出ヘッドは、液状体を吐出するノズルを備え、第1距離及び第2距離は、載置面とノズルとの距離であることを特徴とする。この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を測定するとき、ノズルと載置面との距離を測定している。ノズルは、載置面と対向する場所に位置しており、載置面側から測定し易くなっている。従って、液滴吐出ヘッドと載置面との距離を精度良く測定することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(実施形態)
本実施形態では、本発明の特徴的な液滴吐出装置と、この液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを交換する場合の例について図1〜図8に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(実施形態)
本実施形態では、本発明の特徴的な液滴吐出装置と、この液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを交換する場合の例について図1〜図8に従って説明する。
(液滴吐出装置)
最初に、ワークに液滴を吐出して塗布する液滴吐出装置1について図1〜図4に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
最初に、ワークに液滴を吐出して塗布する液滴吐出装置1について図1〜図4に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
図1は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置1により、機能液が吐出され塗布される。
図1に示すように、液滴吐出装置1には、直方体形状に形成される基台2が備えられている。本実施形態では、この基台2の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
図1に示すように、液滴吐出装置1には、直方体形状に形成される基台2が備えられている。本実施形態では、この基台2の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
基台2の上面2aには、Y方向に延在する一対の案内レール3a,3bが同Y方向全幅にわたり凸設されている。その基台2の上側には、案内レール3a,3bに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するテーブルとしてのステージ4が取付けられている。そのステージ4の直動機構は、例えば案内レール3a,3bに沿ってY方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するY軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がY軸モータに入力されると、Y軸モータが正転又は逆転して、ステージ4が同ステップ数に相当する分だけ、Y軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する(Y方向に走査する)ようになっている。
さらに、基台2の上面2aには、案内レール3a,3bと平行に主走査位置検出装置5が配置され、ステージ4の位置が計測できるようになっている。
そのステージ4の上面には、載置面6が形成され、その載置面6には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面6にワークとしての基板7を載置すると、基板チャック機構によって、その基板7が載置面6の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
ステージ4のX方向と逆側の面には、L字形の基準部8を備え、基準部8には、Z方向と反対の方向に基準面8aが形成されている。基準面8aは、載置面6と略平行に形成され、Z方向における距離が測定されることにより、既知の値となっている。
基台2のX方向両側には、一対の支持台9a,9bが立設され、その一対の支持台9a,9bには、X方向に延びる案内部材10が架設されている。
案内部材10の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク11が配設されている。一方、その案内部材10の下側には、X方向に延びる案内レール12がX方向全幅にわたり凸設されている。
案内レール12に沿って移動可能にキャリッジ13が配置され、キャリッジ13は、略直方体に形成されている。そのキャリッジ13は直動機構を備え、移動可能となっている。その直動機構は、例えば案内レール12に沿ってX方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するX軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をX軸モータに入力すると、X軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ13が同ステップ数に相当する分だけX方向に沿って往動又は復動する(X方向に走査する)。案内部材10とキャリッジ13との間には、副走査位置検出装置14が配置され、キャリッジ13の位置が計測できるようになっている。そして、キャリッジ13の下面(ステージ4側の面)には、液滴吐出ヘッド15が凸設されている。
基台2の横側の一方(図中X方向の逆方向)であって、案内部材10と対向する場所には、ヘッド交換ユニット16が配置されている。そして、ヘッド交換ユニット16には、ヘッド位置測定装置17とヘッド交換装置18とが配置されている。
基台2の上側であって、ステージ4の片側の一方(図中Y方向の逆方向)には、クリーニングユニット19が配置されている。クリーニングユニット19は、保守ステージ20と、保守ステージ20の上に配置されている、フラッシングユニット21、キャッピングユニット22、ワイピングユニット23、重量測定装置24等により構成されている。
保守ステージ20は、案内レール3a,3b上に位置し、ステージ4と同様の直動機構を備えている。そして、図示しない保守ステージ位置検出装置を用いて位置を検出し、直動機構で移動することにより、所望の場所に移動し、停止することが可能となっている。そして、保守ステージ20が、案内レール3a,3bに沿って移動することにより、液滴吐出ヘッド15と対向する場所に、フラッシングユニット21、キャッピングユニット22、ワイピングユニット23、重量測定装置24のいずれか一つの装置が配置されるようになっている。
フラッシングユニット21は、液滴吐出ヘッド15内の流路を洗浄するとき、液滴吐出ヘッド15から吐出する液滴を受ける装置である。液滴吐出ヘッド15内の機能液が揮発するとき、機能液の粘度が高くなるので、吐出し難くなる。この場合に、粘度の高くなった機能液を液滴吐出ヘッド15から排除するため、液滴吐出ヘッド15から液滴を吐出して洗浄する。この液滴を受ける機能をフラッシングユニット21が行っている。
キャッピングユニット22は、液滴吐出ヘッド15に蓋をする機能と、液滴吐出ヘッド15の機能液を吸引する機能とを有する装置である。液滴吐出ヘッド15から吐出する液滴は、揮発性を有する場合があり、液滴吐出ヘッド15に内在する機能液の溶媒がノズルから揮発すると、機能液の粘度が変わり、ノズルが目詰まりすることがある。キャッピングユニット22は、液滴吐出ヘッド15に蓋をすることで、ノズルが目詰まりすることを防止するようになっている。
さらに、液滴吐出ヘッド15の内部に固形物が混入して、液滴を吐出できなくなったとき、液滴吐出ヘッド15の内部の機能液と固形物とを吸引して、除去する。そして、ノズルの目詰まりを解消するようになっている。
ワイピングユニット23は、液滴吐出ヘッド15のノズルが配置されているノズルプレートを拭く装置である。ノズルプレートは、液滴吐出ヘッド15において、基板7と対向する側の面に配置されている部材である。ノズルプレートに液滴が付着しているとき、ノズルプレートに付着している液滴と基板7とが接触して、基板7において、予定外の場所に液滴が付着してしまうことがある。
さらに、ノズル周辺に液滴が付着しているとき、ノズルプレートに付着している液滴と吐出する液滴とが接触して、吐出する液滴の軌道が曲がる。従って、塗布する場所が、塗布する予定する場所と異なってしまうことがある。ワイピングユニット23は、ノズルプレートを拭くことにより、基板7において、予定外の場所に液滴が付着してしまうことを防止している。
重量測定装置24には、電子天秤が2台設置され、各電子天秤には、受け皿が配置されている。そして、液滴が、液滴吐出ヘッド15から受け皿に吐出され、電子天秤が液滴の重量を測定するようになっている。受け皿は、スポンジ状の吸収体を備え、吐出される液滴が、跳ねて、受け皿の外に出ないようになっている。この電子天秤は、液滴吐出ヘッド15が液滴を吐出する前後で、受け皿の重量を測定する。そして、吐出前後における受け皿の重量の差分を演算することにより、吐出する液滴の重量を測定可能となっている。
図2(a)は、キャリッジを示す模式平面図である。図2(a)に示すように、1個のキャリッジ13には、液滴吐出ヘッド15が2個配置されている。そして、液滴吐出ヘッド15の表面には、ノズルプレート26が配置され、ノズルプレート26には、ノズル27が複数、形成されている。ノズル27の数は、吐出するパターンと基板7の大きさに合わせて設定すればよく、本実施形態においては、例えば、1個のノズルプレート26には、ノズル27の配列が2列形成され、各列には15個のノズル27が配置されている。
液滴吐出ヘッド15は、ヘッド取付板28に固定されている。そして、キャリッジ13は、X方向の両端に取付板固定装置29を備え、取付板固定装置29は、ヘッド取付板28をキャリッジ13に固定するようになっている。
図2(b)は、キャリッジを示す模式側面図であり、図2(a)に示すキャリッジをY方向から見た図である。図2(b)に示すように、キャリッジ13は、ベース板30を備えている。ベース板30の上側には、ベース板30の両端に位置する案内レール31を介して、移動機構32が配置されており、移動機構32には、キャリッジ13が、案内レール12に沿って移動するための機構が収納されている。
ベース板30と移動機構32との間には、ヘッド移動部としてのヘッド位置移動装置33が配置されている。ヘッド位置移動装置33は、直動機構を備え、ノズル27と載置面6との距離を変更可能となるZ方向に、液滴吐出ヘッド15を移動する。直動機構は、例えば、ステージ4が備える機構と同様な機構を採用しても良い。
ベース板30の下側には、支持部34を介して駆動回路基板35が配置されている。そして、駆動回路基板35の下側には、ヘッド駆動回路36が配置されている。さらに、ベース板30には、支持部37を介して、取付支持板38が配置されている。そして、取付支持板38の下面には、ヘッド取付板28と取付板固定装置29とが配置され、取付板固定装置29が、ヘッド取付板28を取付支持板38に固定するようになっている。
取付支持板38にヘッド取付板28を固定する方法としては、例えば、ヘッド取付板28の両端に斜面を形成して、取付板固定装置29が、その斜面を押圧することにより、ヘッド取付板28を取付支持板38に押し付ける方法を採用している。
ヘッド取付板28の下面には、液滴吐出ヘッド15が配置されている。ヘッド駆動回路36と液滴吐出ヘッド15とは、図示しないケーブルにより接続され、ヘッド駆動回路36が出力する駆動信号が、液滴吐出ヘッド15に入力されるようになっている。
取付支持板38には、位置決め用の凸部が2箇所形成され、ヘッド取付板28には、この凸部と対向する場所に孔部が形成されている。そして、孔部と凸部とが係合することによりヘッド取付板28が所定の位置に位置決めされるようになっている。
ベース板30の下側には、供給装置39が配置され、収容タンク11と供給装置39との間、及び、供給装置39と液滴吐出ヘッド15との間は、図示しないチューブにより接続されている。そして、収容タンク11から供給される機能液が、供給装置39により液滴吐出ヘッド15に供給されるようになっている。
図2(c)は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図2(c)に示すように、液滴吐出ヘッド15は、ノズルプレート26を備え、ノズルプレート26には、ノズル27が形成されている。ノズルプレート26の上側であって、ノズル27と相対する位置には、ノズル27と連通するキャビティ40が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド15のキャビティ40には、収容タンク11に貯留されている液状体としての機能液41が供給される。
キャビティ40の上側には、上下方向(Z方向)に振動して、キャビティ40内の容積を拡大縮小する振動板42と、上下方向に伸縮して振動板42を振動させる圧電素子43が配設されている。圧電素子43が上下方向に伸縮して振動板42を加圧して振動し、振動板42がキャビティ40内の容積を拡大縮小してキャビティ40を加圧する。それにより、キャビティ40内の圧力が変動し、キャビティ40内に供給された機能液41は、ノズル27を通って、Z方向と逆の方向へ吐出されるようになっている。
そして、液滴吐出ヘッド15が圧電素子43を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子43が伸張して、振動板42がキャビティ40内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド15のノズル27からは、縮小した容積分の機能液41が液滴44として吐出される。
図3(a)は、ヘッド位置測定装置の構造を説明するための要部模式断面図である。図3(a)に示すように、ヘッド交換ユニット16は、ヘッド位置測定装置17を備えている。ヘッド位置測定装置17は、内部にレーザ光源47を備え、レーザ光源47が発光する光線としてのレーザ光48aの光軸上には、投光レンズ49が配置されている。そして、レーザ光48aは、投光レンズ49を通過することにより略平行な光線となって、ノズルプレート26に照射される。
ノズルプレート26に照射されたレーザ光48aは、ノズルプレート26において、一部が乱反射する。ヘッド位置測定装置17は、受光レンズ50と光電変換部51とを備え、ノズルプレート26において反射した光線としてのレーザ光48bは、受光レンズ50を通過する。そして、レーザ光48bは、受光レンズ50により集光されて、光電変換部51を照射する。
ヘッド位置測定装置17は、測定制御回路52を備え、光電変換部51と電気的に接続されている。そして、測定制御回路52が、光電変換部51に所定の電圧を印加するとき、光電変換部51に照射されるレーザ光48bの位置に応じた電流が流れるようになっている。そして、液滴吐出ヘッド15がZ方向に移動するとき、ノズルプレート26を反射する反射位置26aが移動するので、レーザ光48bが光電変換部51を照射する場所が移動する。そして、光電変換部51にレーザ光48bが照射される場所が変わるとき、光電変換部51を流れる電流が変わることから、測定制御回路52は、光電変換部51を流れる電流を測定することにより、ノズルプレート26の位置を測定することが可能となっている。このノズルプレート26の位置は、ノズル27の位置と同等の位置となっている。
ヘッド位置測定装置17は、上面に光透過性の板からなる保護部としての保護板53を備えている。レーザ光48a及びレーザ光48bは、保護板53を通過可能であり、ヘッド位置測定装置17は、ノズルプレート26の位置を測定可能となっている。そして、液滴吐出ヘッド15が誤動作して、液滴44をヘッド位置測定装置17に吐出するとき、液滴44は、保護板53に付着する。従って、投光レンズ49及び受光レンズ50の光学部品が、液滴44により汚れないようになっている。そして、保護板53を洗浄又は、交換することにより、ヘッド位置測定装置17は、測定可能となる。
図3(b)及び図3(c)は、ヘッド交換装置を説明するための要部模式図である。図3(b)に示すように、ヘッド交換ユニット16は、ヘッド交換装置18を備えている。ヘッド交換装置18は、昇降装置54及びヘッド支持部55を備え、昇降装置54は、直動機構を備え、Z方向に伸縮可能となっている。そして、昇降装置54の上側にヘッド支持部55を備え、昇降装置54は、ヘッド支持部55におけるZ方向の場所を変更可能となっている。
図3(b)は、昇降装置54が縮んだ状態を示し、図3(c)は、昇降装置54が伸びた状態を示している。図3(c)に示すように、昇降装置54が伸びたとき、ヘッド支持部55はヘッド取付板28と接する場所に位置する。そして、取付板固定装置29がヘッド取付板28の固定状態を解除するとき、ヘッド支持部55は、ヘッド取付板28を支持するようになっている。
図4は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図4において、液滴吐出装置1はプロセッサとして各種の演算処理を行うCPU(演算処理装置)58と、各種情報を記憶する記憶部としてのメモリ59とを有する。
主走査駆動装置60、副走査駆動装置61、主走査位置検出装置5、副走査位置検出装置14、液滴吐出ヘッド15を駆動するヘッド駆動回路36は、入出力インターフェース62及びデータバス63を介してCPU58に接続されている。さらに、入力装置64、ディスプレイ装置65、重量測定装置24、フラッシングユニット21、キャッピングユニット22、ワイピングユニット23も入出力インターフェース62及びデータバス63を介してCPU58に接続されている。同じく、クリーニングユニット19において、保守ステージ20を駆動する保守ステージ駆動装置66及び、保守ステージ20の位置を検出する保守ステージ位置検出装置67も入出力インターフェース62及びデータバス63を介してCPU58に接続されている。さらに、ヘッド位置測定装置17、ヘッド交換装置18及びヘッド位置移動装置33も入出力インターフェース62及びデータバス63を介してCPU58に接続されている。
主走査駆動装置60は、ステージ4の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置61は、キャリッジ13の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置5が、ステージ4の位置を認識し、主走査駆動装置60が、ステージ4の移動を制御することにより、ステージ4を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置14が、キャリッジ13の位置を認識し、副走査駆動装置61が、キャリッジ13の移動を制御することにより、キャリッジ13を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
入力装置64は、液滴44を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板7に液滴44を吐出する座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。ディスプレイ装置65は、加工条件や、作業状況を表示する装置であり、操作者は、ディスプレイ装置65に表示される情報を基に、入力装置64を用いて操作を行う。
重量測定装置24は、電子天秤及び受け皿を備え、液滴吐出ヘッド15が吐出する液滴44と、液滴44を受ける受け皿との重量を測定する装置である。液滴44が吐出される前後の受け皿の重量を測定して、測定値をCPU58に送信する。
保守ステージ駆動装置66は、フラッシングユニット21、キャッピングユニット22、ワイピングユニット23、重量測定装置24から1つの装置を選択して、液滴吐出ヘッド15と対向する場所に位置するように、保守ステージ20を移動する装置である。そして、保守ステージ位置検出装置67が、保守ステージ20の位置を検出した後、保守ステージ駆動装置66が保守ステージ20を移動することにより、所望の装置又はユニットが、確実に、液滴吐出ヘッド15と対向する場所に、移動可能となっている。
メモリ59は、RAM、ROM等といった半導体メモリや、ハードディスク、CD−ROMといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液滴吐出装置1における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト68を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板7内における吐出位置の座標データである吐出位置データ69を記憶するための記憶領域も設定される。
他にも、ヘッド位置測定装置17が測定するノズルプレート26の位置を示すデータであるノズル位置データ70が設定される。さらに、基板7を主走査方向(Y方向)へ移動する主走査移動量と、キャリッジ13を副走査方向(X方向)へ移動する副走査移動量とを記憶するための記憶領域や、CPU58のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
CPU58は、メモリ59内に記憶されたプログラムソフト68に従って、基板7における表面の所定位置に機能液41を液滴44にして吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部71を有する。さらに、液滴吐出ヘッド15を洗浄するタイミングを演算する洗浄演算部72や、液滴吐出ヘッド15を移動してZ方向の位置を調整する調整部としてのヘッド位置調整部73を有する。さらに、ノズルプレート26におけるZ方向の位置を測定する測定演算部74や、測定演算部74が測定するノズル位置データ70をメモリ59に記憶する記憶演算部75を有する。そして、測定演算部74及びヘッド位置測定装置17などから測定部が構成され、記憶演算部75及びメモリ59などから記憶部が構成される。
他に、液滴吐出ヘッド15によって液滴44を吐出するための演算を行う吐出演算部76などを有する。吐出演算部76を詳しく分割すれば、液滴吐出ヘッド15を液滴吐出のための初期位置へセットするための吐出開始位置演算部77を有する。さらに、吐出演算部76は、基板7を主走査方向(Y方向)へ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部78を有する。加えて、吐出演算部76は、液滴吐出ヘッド15を副走査方向(X方向)へ所定の副走査量で移動させるための制御を演算する副走査制御演算部79を有する。さらに、吐出演算部76は液滴吐出ヘッド15内に複数あるノズルのうち、どのノズルを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部80等といった各種の機能演算部を有する。
(液滴吐出ヘッドの交換方法)
次に、上述した液滴吐出装置1を使って、基板7に描画する吐出方法について図5〜図8にて説明する。図5は、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを交換する製造工程を示すフローチャートである。図6〜図8は、液滴吐出ヘッドの交換方法を説明する図である。
次に、上述した液滴吐出装置1を使って、基板7に描画する吐出方法について図5〜図8にて説明する。図5は、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを交換する製造工程を示すフローチャートである。図6〜図8は、液滴吐出ヘッドの交換方法を説明する図である。
ステップS1は、ノズル位置が記憶されているか、を判断する工程に相当し、装置の設定を行った後にノズルプレートのZ方向の位置が測定されて、メモリに記憶されているか、を判断する工程である。ノズルプレートの位置データがメモリに記憶されていないとき(NOのとき)、ステップS2に移行する。ステップS1において、ノズルプレートの位置データがメモリに記憶されているとき(YESのとき)、ステップS4に移行する。
ステップS2は、ノズル距離調整工程に相当し、ノズルプレートと載置面との距離が所定の範囲内となるように、液滴吐出ヘッドを調整する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は、第1距離測定工程としてのノズル位置測定工程に相当し、ヘッド位置測定装置を用いて、ノズルプレートのZ方向の位置を測定した後、測定した位置データを記憶する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4はヘッド交換工程に相当し、キャリッジから液滴吐出ヘッドを外して、別の液滴吐出ヘッドをキャリッジに装着する工程である。次にステップS5に移行する。ステップS5は、ヘッド位置調整工程としてのノズル位置調整工程に相当し、ヘッド位置測定装置を用いて、ノズルプレートのZ方向の位置を、記憶した位置と略同じ位置に調整する工程である。以上で、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを交換する製造工程を終了する。
次に、図6〜図8を用いて、図5に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッドを交換して、液滴吐出ヘッドの位置を生産性良く調整する製造方法を詳細に説明する。
まず、ステップS1において、操作者は、ステップS3にて測定するノズル位置データ70の有無を確認する。そして、ノズル位置データ70が無いときステップS2の工程に移行する。
図6(a)及び図6(b)は、ステップS2に対応する図であり、図6(a)及び図6(b)は、載置面とノズルプレートとの距離を測定する方法を説明するための図である。図6(a)に示すように、液滴吐出ヘッド15をステージ4と対向する場所に移動する。そして、ノズルプレート26と載置面6との距離83を調整する。
このとき、操作者は、厚さが異なる厚さゲージ84を、複数枚用意する。そして、載置面6とノズルプレート26との間に厚さゲージ84を挿入可能か、否かを、各厚さゲージ84に対して行うことにより、距離83を測定する。この測定は、図6(b)に示す9ヶ所の測定点85について行う。そして、距離83は、測定点85毎に異なることがある。
次に、ヘッド位置移動装置33を駆動して、距離83を調整する。このとき、各測定点85における距離83が目標とする距離の範囲内となるように調整する。
図7(a)及び図7(b)は、ステップS3に対応する図であり、図7(a)は、基準面の位置を測定する方法を説明するための図である。図7(a)に示すように、ステージ4を移動して、基準部8をヘッド位置測定装置17と対向する場所に移動する。そして、測定演算部74は、ヘッド位置測定装置17を用いて、基準面8aにおけるZ方向の位置を測定する。測定した値は、記憶演算部75がメモリ59に記憶する。そして、ヘッド位置測定装置17及び測定演算部74などから測定部が構成されている。
図7(b)は、ノズルプレートの位置を測定する方法を説明するための図である。図7(b)に示すように、ヘッド位置測定装置17と対向する場所にノズルプレート26が位置するように、キャリッジ13を移動する。そして、測定演算部74は、ヘッド位置測定装置17を用いて、ノズルプレート26におけるZ方向の位置を測定する。
Z方向におけるノズルプレート26の位置と基準面8aとの位置の差を演算することにより、Z方向におけるノズルプレート26の位置と基準面8aとの距離を算出する。そして、Z方向における基準面8aと載置面6との差は、既知の値であり、この値を用いて、載置面6とノズルプレート26との第1距離としての距離を算出する。
ヘッド取付板28には、2個の液滴吐出ヘッド15が配置されおり、各ノズルプレート26の位置を測定する。そして、載置面6と各ノズルプレート26との距離の平均値を算出してノズル位置データ70とする。次に、記憶演算部75は、既知距離値としてのノズル位置データ70をメモリ59に記憶する。
図8(a)〜図8(c)は、ステップS4に対応する図であり、図8(a)〜図8(c)は、液滴吐出ヘッドを交換する方法を説明するための図である。図8(a)に示すように、ヘッド取付板28がヘッド支持部55と対向する場所に位置するように、キャリッジ13を移動する。
次に、図8(b)に示すように、操作者は、昇降装置54を伸ばすことにより、ヘッド支持部55をヘッド取付板28に接触させる。そして、操作者は、取付板固定装置29を操作して、ヘッド取付板28の固定を解除する。
次に、図8(c)に示すように、操作者は、昇降装置54を縮めることにより、ヘッド支持部55を下降させる。そして、操作者は、ヘッド支持部55に載置されている液滴吐出ヘッド15及びヘッド取付板28を除去する。次に、新たに設置する予定の液滴吐出ヘッド15及びヘッド取付板28をヘッド支持部55に載置する。
次に、図8(b)に示すように、操作者は、昇降装置54を伸ばすことにより、ヘッド取付板28をキャリッジ13に接触させる。そして、操作者が、取付板固定装置29を操作して、ヘッド取付板28をキャリッジ13に固定する。
次に、図8(a)に示すように、操作者は、昇降装置54を縮めることにより、ヘッド支持部55を下降させる。液滴吐出ヘッド15及びヘッド取付板28は、キャリッジ13に固定され、ステップS4が終了する。
ステップS5において、図7(a)に示すように、ステージ4を移動して、基準部8をヘッド位置測定装置17と対向する場所に移動する。そして、測定演算部74は、ヘッド位置測定装置17を用いて、基準面8aにおけるZ方向の位置を測定する。測定した値は、記憶演算部75がメモリ59に記憶する。
次に、図7(b)に示すように、ヘッド位置測定装置17と対向する場所にノズルプレート26が位置するように、キャリッジ13を移動する。そして、測定演算部74は、ヘッド位置測定装置17を用いて、ノズルプレート26におけるZ方向の位置を測定する。
測定したノズルプレート26の位置と基準面8aとの位置及び、Z方向におけるノズルプレート26の位置と基準面8aとの距離を用いて、載置面6とノズルプレート26との第2距離としての距離を算出する。このとき、ヘッド取付板28には、2個の液滴吐出ヘッド15が配置されているので、2個の液滴吐出ヘッド15において、ノズルプレート26の位置を測定する。そして、載置面6と各ノズルプレート26との距離の平均値を算出してノズル位置データ70とする。
次に、ヘッド位置調整部73は、ステップS3において測定したノズル位置データ70を目標距離として、ステップS5において測定したノズル位置データ70と目標距離との差を演算する。そして、ヘッド位置調整部73は、その差に相当する距離、ヘッド位置移動装置33を駆動して液滴吐出ヘッド15をZ方向に移動する。つまり、載置面6と液滴吐出ヘッド15との第2距離を、液滴吐出ヘッド15の交換を行う前の第1距離と略同じ距離に調整する。以上の工程により、液滴吐出装置1の液滴吐出ヘッド15を交換する製造工程を終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)従来の調整方法では、操作者が測定と調整とを繰り返して調整するとき、測定値の確認と、ヘッドの移動量とを確認しつつ行う作業となり、時間と労力とを要していた。本実施形態では、測定演算部74及びヘッド位置測定装置17が測定したノズル位置データ70を用いて、ヘッド位置調整部73が、ヘッド位置移動装置33を制御して、載置面6とノズルプレート26との距離を調整している。このとき、ヘッド位置調整部73が行う制御をCPU58が高速に行えることから、生産性良く調整することができる。
(1)従来の調整方法では、操作者が測定と調整とを繰り返して調整するとき、測定値の確認と、ヘッドの移動量とを確認しつつ行う作業となり、時間と労力とを要していた。本実施形態では、測定演算部74及びヘッド位置測定装置17が測定したノズル位置データ70を用いて、ヘッド位置調整部73が、ヘッド位置移動装置33を制御して、載置面6とノズルプレート26との距離を調整している。このとき、ヘッド位置調整部73が行う制御をCPU58が高速に行えることから、生産性良く調整することができる。
(2)本実施形態によれば、ヘッド位置測定装置17は、基準面8aとノズルプレート26との距離とを測定している。このとき、基準面8aの位置と、ノズルプレート26の位置とを測定した後、載置面6とノズルプレート26との距離とを算出している。従って、ヘッド位置測定装置17と基準面8aとの距離が、環境の変化により変化するときにも、測定演算部74は、基準面8aとノズルプレート26との距離を精度良く測定することができる。
(3)本実施形態によれば、ステップS2において、載置面6とノズルプレート26との距離83を調整した後、ステップS3において、測定演算部74は、ノズル位置データ70を測定する。そして、液滴吐出ヘッド15を交換した後、ステップS5において、そのノズル位置データ70を目標距離にして調整している。従って、液滴吐出ヘッド15が基板7に吐出する場所に位置するとき、載置面6とノズルプレート26との距離83は、液滴吐出ヘッド15を交換する前と略同じ距離とすることができる。
液滴吐出ヘッド15の移動に伴い、液滴吐出ヘッド15の重量により、液滴吐出ヘッド15を支持する案内部材10が歪む場合にも、液滴吐出ヘッド15の交換前後で、液滴吐出ヘッド15の重量が変わらない場合には、歪む量が変わらない。従って、この場合にも、交換前後において、載置面6とノズルプレート26との距離83を略同じ距離にすることができる。その結果、載置面6とノズルプレート26との距離83を精度良く調整することができる。
(4)本実施形態によれば、ノズルプレート26の位置を測定するとき、ノズルプレート26にレーザ光48aを照射して測定している。従って、ノズルプレート26に荷重がかからないので、ノズルプレート26が歪むことがない。従って、ノズルプレート26とヘッド位置測定装置17との距離を精度良く測定することができる。
(5)本実施形態によれば、ヘッド位置測定装置17は、レーザ光48a,48bを用いて、ノズルプレート26とヘッド位置測定装置17との距離を測定している。レーザ光は、直進性が良いことから、ヘッド位置測定装置17は、平行に近い光線をノズルプレート26に照射して、測定している。従って、レーザ光48aの直径が変わり難いので、レーザ光48aが照射する位置を測定し易い為、ノズルプレート26とヘッド位置測定装置17との距離を精度良く測定することができる。
(6)本実施形態によれば、ヘッド位置測定装置17は、保護板53を備え、ヘッド位置測定装置17に対して、吐出される液滴44は、保護板53に着弾する。従って、液滴44が、ヘッド位置測定装置17の投光レンズ49や受光レンズ50に付着されることを防止できる。そして、保護板53に付着した液滴44を除去することにより、ヘッド位置測定装置17は、測定を行うことができる。従って、保守し易い装置とすることができる。
(7)本実施形態によれば、液滴吐出ヘッド15は、圧電素子43を駆動して液滴44を吐出している。機能液41を加熱して、機能液41に含まれる気泡を膨張させて吐出する方式に比べて、機能液41に対して、加熱による損傷を与え難い。従って、機能液41を略損傷することなく吐出することができる。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記実施形態において、ヘッド位置測定装置17は、発光光源にレーザ光源47を用いたが、LED(Light Emitting Diode)を用いた光源でも良い。LEDは、レーザ光源47に比べて、構造が簡便であるので、生産し易い装置とすることができる。
(変形例1)
前記実施形態において、ヘッド位置測定装置17は、発光光源にレーザ光源47を用いたが、LED(Light Emitting Diode)を用いた光源でも良い。LEDは、レーザ光源47に比べて、構造が簡便であるので、生産し易い装置とすることができる。
(変形例2)
前記実施形態では、キャビティ40を加圧する加圧手段に、圧電素子43を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板42を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ40内にヒータ配線を配置して、機能液41に含む気体を膨張して加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板42を変形させて、加圧しても良い。いずれの場合においても、実施形態における調整方法を用いることにより生産性良く載置面6とノズルプレート26との距離を調整することができる。
前記実施形態では、キャビティ40を加圧する加圧手段に、圧電素子43を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板42を変形させて、加圧しても良い。他に、キャビティ40内にヒータ配線を配置して、機能液41に含む気体を膨張して加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板42を変形させて、加圧しても良い。いずれの場合においても、実施形態における調整方法を用いることにより生産性良く載置面6とノズルプレート26との距離を調整することができる。
(変形例3)
前記実施形態では、液滴吐出装置1に1個のキャリッジ13を備えているが、複数のキャリッジ13を備えていても良い。キャリッジ13を複数にすることにより、各キャリッジ13を小さくすることができる。キャリッジ13が大きいときに比べて、小さい方が、軽量となり操作し易くなる為、保守しやすいキャリッジ13にすることができる。
前記実施形態では、液滴吐出装置1に1個のキャリッジ13を備えているが、複数のキャリッジ13を備えていても良い。キャリッジ13を複数にすることにより、各キャリッジ13を小さくすることができる。キャリッジ13が大きいときに比べて、小さい方が、軽量となり操作し易くなる為、保守しやすいキャリッジ13にすることができる。
(変形例7)
前記実施形態では、1個のキャリッジ13に、2個の液滴吐出ヘッド15を配置しているが、これに限定されない。1個のキャリッジ13に配置する液滴吐出ヘッド15の数は1個でも良く、3個以上でも良い。液滴44を吐出する描画パターンに適した個数と配置にするのが好ましい。
前記実施形態では、1個のキャリッジ13に、2個の液滴吐出ヘッド15を配置しているが、これに限定されない。1個のキャリッジ13に配置する液滴吐出ヘッド15の数は1個でも良く、3個以上でも良い。液滴44を吐出する描画パターンに適した個数と配置にするのが好ましい。
(変形例8)
前記実施形態では、ステップS3において、2つのノズルプレート26の位置を測定して、平均値を算出した後、ステップS5において、2つのノズルプレート26における位置の平均値を用いて調整している。これによらず、ノズルプレート26毎に調整機構を備えて、位置を調整しても良い。各ノズルプレート26の位置を精度良く調整することができる。
前記実施形態では、ステップS3において、2つのノズルプレート26の位置を測定して、平均値を算出した後、ステップS5において、2つのノズルプレート26における位置の平均値を用いて調整している。これによらず、ノズルプレート26毎に調整機構を備えて、位置を調整しても良い。各ノズルプレート26の位置を精度良く調整することができる。
(変形例9)
前記実施形態では、載置面6とZ方向の距離が既知である基準面8aを用いて、載置面6とノズルプレート26との距離を算出して、目標距離としている。ヘッド位置測定装置17と基準面8aとの距離が変わらないときには、基準面8aを用いずに、ヘッド位置測定装置17とノズルプレート26との距離を目標距離として設定しても良い。そして、ステップS5では、ヘッド位置測定装置17とノズルプレート26との距離を目標距離に近づけるように調整しても良い。ヘッド位置測定装置17と基準面8aとの距離を測定する工程が削除される為、生産性の良い調整方法とすることができる。
前記実施形態では、載置面6とZ方向の距離が既知である基準面8aを用いて、載置面6とノズルプレート26との距離を算出して、目標距離としている。ヘッド位置測定装置17と基準面8aとの距離が変わらないときには、基準面8aを用いずに、ヘッド位置測定装置17とノズルプレート26との距離を目標距離として設定しても良い。そして、ステップS5では、ヘッド位置測定装置17とノズルプレート26との距離を目標距離に近づけるように調整しても良い。ヘッド位置測定装置17と基準面8aとの距離を測定する工程が削除される為、生産性の良い調整方法とすることができる。
(変形例10)
前記実施形態では、液滴吐出ヘッド15から液滴44が吐出される方向に投光レンズ49及び受光レンズ50を配置している。液滴吐出ヘッド15と投光レンズ49及び受光レンズ50との間に鏡を配置しても良い。このとき、投光レンズ49から投光されるレーザ光48aは、鏡に反射した後、ノズルプレート26を照射する。ノズルプレート26で反射するレーザ光48bは、鏡に反射して受光レンズ50に入射する。
前記実施形態では、液滴吐出ヘッド15から液滴44が吐出される方向に投光レンズ49及び受光レンズ50を配置している。液滴吐出ヘッド15と投光レンズ49及び受光レンズ50との間に鏡を配置しても良い。このとき、投光レンズ49から投光されるレーザ光48aは、鏡に反射した後、ノズルプレート26を照射する。ノズルプレート26で反射するレーザ光48bは、鏡に反射して受光レンズ50に入射する。
誤動作により、液滴吐出ヘッド15から液滴44がヘッド位置測定装置17に吐出されるとき、液滴44は、鏡に付着するので、鏡が保護部の機能を行うことができる。
6…載置面、7…ワークとしての基板、8…基準部、8a…基準面、15…液滴吐出ヘッド、17…測定部としてのヘッド位置測定装置、27…ノズル、33…ヘッド移動部としてのヘッド位置移動装置、41…液状体としての機能液、43…圧電素子、48a,48b…光線としてのレーザ光、53…保護部としての保護板、59…記憶部としてのメモリ、73…調整部としてのヘッド位置調整部、74…測定部としての測定演算部、75…記憶部としての記憶演算部。
Claims (10)
- 載置面に配置されたワークに対し、液滴吐出ヘッドを相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから液状体を吐出して描画する液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を測定する測定部と、
前記液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を変更可能となる方向に、前記液滴吐出ヘッドを移動するヘッド移動部と、
前記ヘッド移動部を駆動して、前記液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を目標距離に調整する調整部とを備え、
前記調整部は、前記測定部が測定する液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離と前記目標距離との差を演算し、前記ヘッド移動部は、前記差に相当する距離分、前記液滴吐出ヘッドを移動して、前記液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離を前記目標距離に近づけることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液滴吐出装置であって、
前記測定部が測定する方向において、前記載置面と既知の距離にある基準面を有する基準部を有し、
前記測定部は、前記基準面と前記測定部との距離と、前記液滴吐出ヘッドと前記測定部との距離とを測定し、
前記測定部は、前記載置面と前記基準面との距離と、前記基準面と前記測定部との距離と、前記液滴吐出ヘッドと前記測定部との距離とを用いて、前記載置面と前記液滴吐出ヘッドとの距離を算出することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液滴吐出装置であって、
前記測定部は、測定する距離を記憶する記憶部を備え、
前記測定部は、前記載置面と前記液滴吐出ヘッドとの距離が既知の前記液滴吐出ヘッドと、前記測定部との距離を測定した値である既知距離値を用いて、前記目標距離を設定することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液滴吐出装置であって、
前記測定部は、光線を前記液滴吐出ヘッドに照射し、反射する前記光線を用いて前記測定部と前記液滴吐出ヘッドとの距離を測定することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4に記載の液滴吐出装置であって、
前記光線は、レーザ光からなる光線であることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項4に記載の液滴吐出装置であって、
前記測定部と前記液滴吐出ヘッドとの間に、保護部を備え、
前記液状体が前記測定部に対して、吐出されるとき、前記保護部に着弾することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、圧電素子を駆動して前記液状体を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液状体を吐出するノズルを備え、
前記液滴吐出ヘッドと前記載置面との距離は、前記液滴吐出ヘッドにおける前記ノズルと前記載置面との距離であることを特徴とする液滴吐出装置。 - 載置面に配置されたワークに対し、液滴吐出ヘッドを相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから液状体を吐出して描画する液滴吐出装置における、前記液滴吐出ヘッドを交換する液滴吐出ヘッド交換方法であって、
前記載置面と前記液滴吐出ヘッドとの液滴吐出方向の第1距離を測定する第1距離測定工程と、
前記液滴吐出ヘッドを外して、別の液滴吐出ヘッドを装着するヘッド交換工程と、
前記載置面と前記別の液滴吐出ヘッドとの液滴吐出方向の第2距離を測定するとともに前記別の液滴吐出ヘッドを液滴吐出方向に位置調整するヘッド位置調整工程と、
を有し、
前記ヘッド位置調整工程では、前記第1距離と前記第2距離とが略同じ距離になるように、前記別の液滴吐出ヘッドを位置調整することを特徴とする、液滴吐出ヘッド交換方法。 - 請求項9に記載の液滴吐出ヘッド交換方法であって、
前記液滴吐出ヘッドは、前記液状体を吐出するノズルを備え、前記第1距離及び前記第2距離は、前記載置面と前記ノズルとの距離であることを特徴とする液滴吐出ヘッド交換方法。
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