JP2009028677A - 液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板処理のタクトタイムを小さくし、基板の品質低下を抑える。
【解決手段】インクジェットヘッド3をガントリービーム9の一側に取り付ける一方、観察カメラ12を他側に取り付けて、主走査部10により主走査方向A,A'に移動させる一方、インクジェット用副走査部8およびカメラ用副走査部13により個別に副走査方向に移動させる。そして、主走査方向A,A'に移動中のインクジェットヘッド3からインクを吐出しつつ、吐出不良の発生確率が高い第1走査の吐出開始位置と、走査途中の不吐出を検知するための第1走査および最終走査の最終吐出位置とのレビュー位置で、観察カメラ12の撮像画像に基づいて吐出不良および不吐出を判定する。こうして、吐出不良を検出し、処理前インクジェット回復メンテナンス動作を自動的に実行して、基板1の処理を停止することなくタクトタイムを小さくし、吐出不良による基板の品質低下を抑える。
【選択図】図1
【解決手段】インクジェットヘッド3をガントリービーム9の一側に取り付ける一方、観察カメラ12を他側に取り付けて、主走査部10により主走査方向A,A'に移動させる一方、インクジェット用副走査部8およびカメラ用副走査部13により個別に副走査方向に移動させる。そして、主走査方向A,A'に移動中のインクジェットヘッド3からインクを吐出しつつ、吐出不良の発生確率が高い第1走査の吐出開始位置と、走査途中の不吐出を検知するための第1走査および最終走査の最終吐出位置とのレビュー位置で、観察カメラ12の撮像画像に基づいて吐出不良および不吐出を判定する。こうして、吐出不良を検出し、処理前インクジェット回復メンテナンス動作を自動的に実行して、基板1の処理を停止することなくタクトタイムを小さくし、吐出不良による基板の品質低下を抑える。
【選択図】図1
Description
この発明は、基板やシートの表面に液滴を塗出する液滴吐出装置に関する。
従来、基板処置装置として、特許第3059678号公報(特許文献1)に開示されたカラーフィルタの製造装置がある。このカラーフィルタの製造装置においては、インクジェット方式によって、カラーフィルタ構成部材(インク)を基板の面に塗布して着色するに際して、上記基板における夫々のカラーフィルタの有効画素に塗布する直前に、上記有効画素部以外の領域にインクの予備吐出を行い、インクジェットヘッドによる吐出の良否を判断し、良の場合のみ塗布処理を行うようにしている。
また、カラーインクジェットプリンタに用いられる印刷装置として、特開2000‐190469号公報(特許文献2)に開示されているようなものがある。この印刷装置においては、複数の印刷モードにおいて、各ノズルからのインク滴の吐出の有無を検査するための液滴の吐出検査方法と検査のタイミングとを印刷精度に応じて予め設定しておく。そして、選択された印刷モードに従って印刷を実行する場合には、その印刷モードに対して設定された検査方法と検査タイミングとに従ってドット抜けを検査するようにしている。
近年では、カラーフィルタ基板製造に代表されるように、フラットディスプレイパネルへのインクジェット処理の応用例が増加してきており、基板のサイズも大型化してきている。また、フラットディスプレイパネルの製造工程においては、ダストが製造品に付着するのを防止するためにクリーンルーム内で行われ、製造装置内はダウンフローが発生するため吐出不良が発生し易い環境化にある。また、フラットディスプレイパネルの製造工程においては、製造コストを低減するために様々な部材の改良が行われてはいるが、プロセス的な改良や原材料コストの低減が目的となっており、必ずしもインクジェット処理の吐出に適した材料が選定されるとは限らない。
このような状況の中で、インクジェット方式の製造装置には、安定してインクを吐出するための装置や方法が要求されており、吐出安定性を高めるために各種の保全動作が行われている。
正しくインクを塗布ができるか否かを保全動作によって判断する方式の1つとして、上記特許文献1に開示されたカラーフィルタの製造装置がある。しかしながら、基板サイズの大型化や部材の改良によって、塗布中においても、所定のインク量が吐出されなかったり、所定の位置からオフセットした位置に着弾してしまう等の吐出不良が発生するようになってきている。そこで、基板への塗布中において不良を検出する方式の1つとして、上記特許文献2に開示された印刷装置がある。しかしながら、高品質な印刷を行う上では、印刷中の吐出状態の不良を細かく計測することが必要であり、印刷中に精度の高い検査方法を短いタイミングで行うと検査時間が長くなり、延いては印刷時間が長くなるという問題がある。
従来より、上述したような基板製造工程においては、レビュー工程として、XY直交2軸のステージ上に基板を搭載・吸着固定して位置決めを行い、位置決めされた基板面を顕微鏡によって観察し、CCD(電荷結合素子)で代表される固体撮像素子を含むカメラを用いて基板面の画像データを撮像し、この画像データに基づいて基板の良否を判別する工程が導入されている。そして、基板の製造不良の1つとして、インクジェット処理工程での塗布不良を、観察や着弾形状の計測によって判断するようにしている。
ところが、上記レビュー工程用の別装置が在るような基板製造装置では、塗布不良が検出されても、原因を解析しない限り、インクジェット装置に対して保全動作を行う等のフィードバックを早期に行うことは困難である。したがって、インクジェット装置内においてレビューを行うことが要求される。ところが、インクジェット装置内でレビューが行われると、当然ながらレビュー処理が行われる間は基板の製造ができなくなるため、基板処理のタクトタイムが長くなる。そのため、レビューのタクトを短い時間で行い、且つ、インクジェット方式での塗布時の吐出不良を確実に検出する方法が必要となっている。
例えば、レビュー時においては、カメラを基板の予め定められた対象位置に対して位置決めし、撮像と画像データの処理とを繰り返して行う。ところが、基板が大型化し、例えば2400mm×2100mm程度になると、カメラを移動する距離も1m程度となり、1箇所のレビューに3秒〜5秒の時間が必要となる。したがって、基板面積の拡大に伴って、レビュー箇所を、例えば基板面を16(=4×4)分割した視野を均等な間隔で観察できるような位置に設定したとすると、48秒〜80秒の時間を要することになる。このレビュー時間は基板の処理以外の時間としては大きく、基板製造装置のスループットを低下させるという問題が生ずるのである。
また、上述したように、レビュー箇所を基板に対して均等に配置するために、インクジェットの吐出動作とは関係のない配置や密度でのレビューとなる場合が多々あり、塗布の不良を検出する効果が少ないという問題もある。
インクジェット方式による液滴吐出装置においては、例えインクが吐出されているとしても、液滴の吐出性が徐々に劣化し、ある時に吐出不良が発生することになる。そのために、吐出不良の発生状況を的確に捕らえ、且つ、最小の時間で行うことができるレビュー動作を行う必要がある。
特許第3059678号公報
特開2000‐190469号公報
そこで、この発明の課題は、基板処理のタクトタイムを小さくでき、且つ、基板の品質低下を最小限に抑えることができる液滴吐出装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の液滴吐出装置は、
基板に対して液滴を吐出する液滴吐出部と上記基板の表面を撮像する撮像部とが搭載されて、上記基板に対して相対的に一方向に移動する第1移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記液滴吐出部を上記一方向と交差する他方向に移動させる第2移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記撮像部を上記他方向に移動させる第3移動部と、
上記第1移動部および上記第2移動部からの位置情報に基づいて、上記液滴吐出部による液滴の吐出位置および吐出動作を制御する液滴吐出制御部と、
上記第1移動部および上記第3移動部からの位置情報に基づいて上記撮像部の撮像位置および撮像動作を制御すると共に、上記撮像部によって得られた画像データを処理する撮像制御部と、
定期的におよび上記液滴の吐出状態が不良の場合に、上記液滴吐出部に対して吐出メンテナンス動作を行う吐出メンテナンス部と、
上記撮像制御部によって処理された画像データに基づいて上記基板に対する上記液滴の吐出状態の良否を判定し、上記吐出状態が不良の場合には、上記吐出メンテナンス部に上記吐出メンテナンス動作を行わせる基板処理制御部と
を備え、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所、あるいは、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定する
ことを特徴としている。
基板に対して液滴を吐出する液滴吐出部と上記基板の表面を撮像する撮像部とが搭載されて、上記基板に対して相対的に一方向に移動する第1移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記液滴吐出部を上記一方向と交差する他方向に移動させる第2移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記撮像部を上記他方向に移動させる第3移動部と、
上記第1移動部および上記第2移動部からの位置情報に基づいて、上記液滴吐出部による液滴の吐出位置および吐出動作を制御する液滴吐出制御部と、
上記第1移動部および上記第3移動部からの位置情報に基づいて上記撮像部の撮像位置および撮像動作を制御すると共に、上記撮像部によって得られた画像データを処理する撮像制御部と、
定期的におよび上記液滴の吐出状態が不良の場合に、上記液滴吐出部に対して吐出メンテナンス動作を行う吐出メンテナンス部と、
上記撮像制御部によって処理された画像データに基づいて上記基板に対する上記液滴の吐出状態の良否を判定し、上記吐出状態が不良の場合には、上記吐出メンテナンス部に上記吐出メンテナンス動作を行わせる基板処理制御部と
を備え、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所、あるいは、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定する
ことを特徴としている。
インクジェット方式によって液滴塗布処理を行った数千枚から数万枚の基板のレビューを行い、液滴の吐出不良の発生傾向を確認した結果、吐出メンテナンス動作を行ってから時間が経過した場合と、多数点の吐出を行って次の吐出メンテナンス動作に入る直前あるいは吐出メンテナンス動作の直後において、最も吐出不良が発生し易いことが判明した。
上記構成によれば、撮像制御部によって、吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における液滴の吐出位置を含む箇所、あるいは、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようにしている。したがって、上記撮像制御部によって処理された画像データに基づいて上記基板に対する上記液滴の吐出状態をレビューする箇所を最も吐出不良が発生し易い箇所に設定して、レビュー箇所数を最小限に抑え、効果的に吐出不良を検出することが可能になる。その結果、レビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑え、同じ時間でより大量の基板を処理することが可能になる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記吐出メンテナンス部が行う上記吐出メンテナンス動作は、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、液滴を基板上の塗布すべき塗布対象領域以外の領域に液滴を吐出させる塗布時捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面を攪拌するために、液滴が吐出されない条件下で吐出動作を行うプレ揺動動作、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、上記液滴吐出部の保全動作を行うヘッド保全部において液滴を吐出させる捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近を溶媒雰囲気内に位置させる動作、
上記液滴吐出部における吐出孔および吐出孔付近にある不要物を除去する動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面における劣化インクを、配管内の圧力差による吸引等によって除去する動作
の少なくとも何れか1つである。
上記吐出メンテナンス部が行う上記吐出メンテナンス動作は、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、液滴を基板上の塗布すべき塗布対象領域以外の領域に液滴を吐出させる塗布時捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面を攪拌するために、液滴が吐出されない条件下で吐出動作を行うプレ揺動動作、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、上記液滴吐出部の保全動作を行うヘッド保全部において液滴を吐出させる捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近を溶媒雰囲気内に位置させる動作、
上記液滴吐出部における吐出孔および吐出孔付近にある不要物を除去する動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面における劣化インクを、配管内の圧力差による吸引等によって除去する動作
の少なくとも何れか1つである。
この実施の形態によれば、処理レベルが異なる複数の吐出メンテナンス動作を組み合わせることによって吐出不良を最小限に抑えた高性能な液滴吐出装置において、低い確率で発生する吐出不良を、上記レビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑えて検出することができると共に、基板の品質低下を最小限に抑えることができる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記吐出メンテナンス部は、上記ヘッド保全部あるいは上記基板上において上記吐出メンテナンス動作の1種類だけではなく、複数種類の組み合わせ動作を行うことが可能なようになっている。複数種類の組み合わせとは、例えば上記基板への塗布が終了した後、次基板を処理する前に上記ヘッド保全部において捨て吐出動作を行った後、上記基板の塗布処理の開始時に上記塗布時捨て吐出動作を行ってから上記基板への塗布を開始する等がある。この場合、最初のメンテナンス動作は上記ヘッド保全部での捨て吐出動作であり、最後のメンテナンス動作は塗布時捨て吐出動作である。
上記吐出メンテナンス部は、上記ヘッド保全部あるいは上記基板上において上記吐出メンテナンス動作の1種類だけではなく、複数種類の組み合わせ動作を行うことが可能なようになっている。複数種類の組み合わせとは、例えば上記基板への塗布が終了した後、次基板を処理する前に上記ヘッド保全部において捨て吐出動作を行った後、上記基板の塗布処理の開始時に上記塗布時捨て吐出動作を行ってから上記基板への塗布を開始する等がある。この場合、最初のメンテナンス動作は上記ヘッド保全部での捨て吐出動作であり、最後のメンテナンス動作は塗布時捨て吐出動作である。
そして、上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数の吐出メンテナンス動作のうち少なくとも最後の吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている。
この実施の形態によれば、上記吐出メンテナンス部が複数箇所で上記吐出メンテナンス動作を行う液滴吐出装置において、レビュー箇所を最小限に抑えることによって、レビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑え、効果的に吐出不良を検出することができる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数の吐出メンテナンス動作のうち少なくとも最初の吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている。
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数の吐出メンテナンス動作のうち少なくとも最初の吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている。
この実施の形態によれば、上記吐出メンテナンス部が複数箇所で上記吐出メンテナンス動作を行う液滴吐出装置において、レビュー箇所を最小限に抑えることによって、レビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑え、効果的に吐出不良を検出することができる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数箇所のうち少なくとも基板上での最後の箇所での吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている。
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数箇所のうち少なくとも基板上での最後の箇所での吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている。
この実施の形態によれば、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行う液滴吐出装置において、レビュー箇所を最小限に抑えることによって、レビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑え、効果的に吐出不良を検出することができる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記基板における液滴の高い着弾品質が求められる領域内における上記液滴の吐出位置を含む箇所である。
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記基板における液滴の高い着弾品質が求められる領域内における上記液滴の吐出位置を含む箇所である。
この実施の形態によれば、例えば、液晶パネル用の基板のごとく、同一基板内に、映像を表示するセル領域のように高い着弾品質が求められる領域と、上記セル領域の周囲の額縁領域のように通常の着弾品質が求められる領域とがあり、製造プロセスによって上記額縁領域にもインクを吐出するような場合には、高い着弾品質が求められる上記セル領域にレビュー箇所を設定するので、より効果的に吐出不良を検出することができる。
また、1実施の形態の液滴吐出装置では、
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記液滴吐出部によって上記基板に液滴を吐出するために、上記第1移動部が上記基板に対して最初に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、あるいは、最後に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、における上記液滴の吐出位置を含む箇所である。
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記液滴吐出部によって上記基板に液滴を吐出するために、上記第1移動部が上記基板に対して最初に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、あるいは、最後に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、における上記液滴の吐出位置を含む箇所である。
上記第1移動部が上記基板に対して最初に上記一方向に移動する際、つまり上記液滴吐出部による最初の走査の際に、液滴の吐出不良が発生する確率が高い。さらに、上記基板に対する吐出処理の途中で不吐出が発生した場合には、上記第1移動部が上記基板に対して最後に上記一方向に移動する際、つまり上記液滴吐出部による最後の走査の際まで不吐出になる。この実施の形態によれば、上記液滴吐出部による最初の走査の際における上記液滴吐出部の移動領域内、あるいは、最後の走査際における上記液滴吐出部の移動領域内に、上記撮像部の撮像位置が設定されている。したがって、少ないレビュー箇所で液滴の吐出不良と不吐出とを的確に検知することができるのである。
以上より明らかなように、この発明の液滴吐出装置は、撮像制御部によって、吐出メンテナンス部が吐出メンテナンス動作を行った直後における液滴の吐出位置を含む箇所、あるいは、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、撮像部の撮像位置として設定するので、上記撮像制御部によって処理された画像データに基づく液滴吐出状態のレビュー箇所を、最も吐出不良が発生し易い箇所に設定することができる。したがって、液滴の吐出状態のレビュー箇所を必要最小限に抑えて、効果的に吐出不良を検出することができる。
すなわち、この発明によれば、上記吐出状態のレビューによる基板処理のタクトタイム増加を最小限に抑え、然も、基板の品質低下をも最小限に抑えることができる。したがって、基板の処理をより大量に高い品質で行うことができ、基板の製造コストの低減化を実現できるのである。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第1実施の形態
図1は、本実施の形態の液滴吐出装置の吐出処理部における正面図である。また、図2は、図1に示す吐出処理部の側面図である。また、図3は、本液滴吐出装置の制御系を示すブロックである。以下、図1〜図3に従って、本液滴吐出装置の構成および動作について説明する。
図1は、本実施の形態の液滴吐出装置の吐出処理部における正面図である。また、図2は、図1に示す吐出処理部の側面図である。また、図3は、本液滴吐出装置の制御系を示すブロックである。以下、図1〜図3に従って、本液滴吐出装置の構成および動作について説明する。
本液滴吐出装置は、処理対象の基板1を基板位置決め部2に吸着固定し、インクジェット塗布を行うインクジェットヘッド3を、基板1に対して相対的に、互いに直交する2方向に自動移動ステージ(図示せず)によって移動させ、移動中にインクジェットヘッド3から基板1の面に向かってインクを吐出することによって基板1の面上にインクのパターンを形成するものである。尚、本実施の形態における液滴吐出装置は、ガラス等の基板上にインクを塗布して、カラーフィルタを形成するカラーフィルタの製造装置に搭載されている。
基板搬送装置(図示せず)によって、本液滴吐出装置内の基板位置決め部2に載置された基板1は、主制御装置4による制御の下に、基板位置決め制御部5の制御によって、基板位置決め部2に吸着されて固定されている。基板位置決め部2は、互いに直交するX軸方向とY軸方向との2方向と、XY軸に垂直な軸の回りのθ方向とに、平行移動可能になっており、基板1の位置を移動可能になっている。
上記基板1に対してインクを吐出するインクジェットヘッド3には、インク供給部6によってインクが供給される。尚、インクジェットヘッド3とインク供給部6とは、主制御装置4による制御の下に、インクジェットヘッド制御部7によって動作が制御されるようになっている。また、インクジェットヘッド3にはノズルプレート(図示せず)が装着されており、このノズルプレートには基板1に対して垂直な方向に複数のノズル孔(図示せず)が形成されている。上記ノズル孔の直径は、10μm〜20μmに設定されている。
上記ノズルプレートは、圧電体基板に複数のインク室となる溝が形成されて構成されている。そして、上記圧電体基板における隔壁両側面の一部には電極が形成されており、上記隔壁の両側面間に電界を印加することによって隔壁自体を剪断変形させ、上記インク室内のインクを吐出させる吐出エネルギーを発生させるようになっている。
上記インクジェットヘッド3における上記ノズルプレートの最下面である液滴吐出面と基板1の表面との距離は、基板位置決め部2における基板吸着板上に基板1を搭載した状態で、0.5mm〜1mmになるように予め調整されている。
インクの塗布は、上記基板1に対するインクジェットヘッド3の相対位置関係が、矢印A,A'の方向(=X方向)である主走査方向に位置を移動する際に、インクの液滴をインクジェットヘッド3から吐出することで行う。さらに、基板1全面に対して塗布処理を行うために、インクジェットヘッド3とインク供給部6とを、矢印B,B'の方向(=Y方向)である副走査方向に移動した後、再度主走査方向A,A'に移動して吐出を行う動作を繰り返す。このような動作を行うために、インクジェットヘッド3とインク供給部6とはインクジェット用副走査部8に装着されており、副走査方向B,B'への移動動作はインクジェット用副走査部8が動作することによって行われる。尚、主走査方向A,A'とX方向とは必ずしも同じ方向である必要はない。同様に、副走査方向B,B'とY方向とも同じ方向である必要はない。
また、上記インクジェットヘッド3およびインク供給部6の主走査方向A,A'への移動は、ガントリー構造のガントリービーム9とリニアモータ・スライダー10とで構成されたインクジェット用の主走査部9,10(以下、主走査部10と略記する)によって行われる。ここで、インクジェット用副走査部8はガントリービーム9に搭載されている。こうすることによって、インクジェットヘッド3は、主走査方向A,A'と副走査方向B,B'とに移動可能になっている。ここで、主走査方向A,A'とは、移動中のインクジェットヘッド3によってインクが吐出される方向である。また、インクジェットヘッド3が主走査方向A,A'に移動してインクを吐出する主走査時にインクが塗布される幅は、インクジェットヘッド3におけるノズル列の幅しか無い。そこで、基板1におけ所定領域の全てにインクを塗布するためには、基板1の位置を相対的に変更する必要がある。この方向が、副走査方向B,B'であり、主走査方向A,A'と直交する方向である。
上記インクジェットヘッド3がインクを吐出するタイミングは、主制御装置4に接続された記憶装置11内に描画データとして記憶されており、必要に応じて、主走査時前に主制御装置4よって読み出されてインクジェットヘッド制御部7に送出される。さらに、主走査部10が動作する際に、主走査部10を構成するリニアモータ・スライダー10のリニアエンコーダーからエンコーダーパルス信号が得られる。このエンコーダーパルス信号を、走査制御部17を介してインクジェットヘッド制御部7に送出する。そうすると、インクジェットヘッド制御部7は、上記描画データと上記エンコーダーパルス信号のカウント値とによって、液滴を吐出するタイミングを図ってインクジェットヘッド3に吐出信号を出力し、インクジェットヘッド3に液滴を吐出させる。こうして、液滴吐出のタイミングを制御するのである。
上記ガントリービーム9におけるインクジェットヘッド3およびインク供給部6の取り付け側とは反対側には、基板1の面を観察するための観察カメラ12が、カメラ用副走査部13を介して搭載されている。そして、観察カメラ12の先端には、テレセントリック光学系の結像レンズ(図示せず)が搭載され、このレンズには同軸落射照明とリング形状斜方照明とが一体に取り付けられており、明視野および暗視野を形成可能なレンズ・照明14を構成している。照明の光源には白色LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を用いており、同軸落射照明とリング形状斜方照明の何れか一方あるいは両方によって光を照射することにより、基板1の面上におけるインクの着弾状態を観察可能にしている。
上記基板1のアライメントマークを観察する際には、観察カメラ12はガントリービーム9に搭載されたカメラ用副走査部13により移動され、主走査部10と共に、予め記憶装置11に記憶されている基板1の面上における所望の観察位置に移動し、基板1の面を撮像する。観察カメラ12とレンズ・照明14内の照明部とは、画像処理部15によって制御・データ処理される。すなわち、画像処理部15は、液滴の基板1の面への着弾状態の観察,画像データの取得,画像データの処理および処理値の良否判定等を行う機能と、基板単位での位置ずれを計測して補正量を算出する基板アライメント補正量算出機能と、判定基準と計測判定処理プログラムと基板アライメントデータと基板アライメント補正量算出処理プログラムとの記憶機能と、上記各処理プログラムの実行機能と、の各機能を有している。
上記インクジェットヘッド3は、通常、処理動作を行わない場合には、ヘッド保全部16の上に位置するように主走査部10によって移動される。そして、インクジェットヘッド3は、ヘッド保全部16によって、キャップ機構等による溶媒雰囲気内での待機、所定の条件によって起動される捨て吐出、吐出良否を判定する吐出検査、ノズル面のワイピング、メニスカス面における劣化インクを吸引配管内等の圧力差により除去する吸引プライミング等の保全動作が行われ、常時良質な吐出コンディションを保つようになっている。ここで、上記ワイピング動作とは、インクジェットヘッド3におけるノズルの吐出孔および吐出孔付近にある粘度の高いインクの残渣や異物等の不要物を、ノズル面への接触式のブレードあるいは液体や振動等によって除去することである。
上記主走査部10とインクジェット用副走査部8とカメラ用副走査部13との移動可能ストロークは、インクジェットヘッド3が、基板1の塗布領域と基板1の周囲に設けられた捨て吐出領域とヘッド保全部16とまで移動可能であり、且つ、観察カメラ12が、基板1の塗布領域と基板アライメントマークの観察位置とまで移動可能なように構成されている。
尚、図3において、17は走査制御部であり、上記主走査部10,インクジェット用副走査部8およびカメラ用副走査部13の動作を制御する。また、18はヘッド保全制御部であり、ヘッド保全部16の動作を制御する。
すなわち、本実施の形態においては、上記第1移動部を主走査部10で構成し、上記第2移動部をインクジェット用副走査部8で構成し、上記第3移動部をカメラ用副走査部13で構成するのである。また、上記液滴吐出制御部を走査制御部17およびインクジェットヘッド制御部7で構成し、上記撮像制御部を走査制御部17および画像処理部15で構成するのである。
図4は、上記構成を有する液滴吐出装置における主制御装置4の制御の下に実行される基板処理動作のフローチャートである。以下、図4に従って、基板処理動作について詳細に説明する。
ステップS1で、上記基板搬送装置によって基板位置決め部2上に載置された処理対象の基板1が、基板位置決め制御部5によって基板位置決め部2に吸着されて固定される。さらに、この間に、インクジェットヘッド3は、主走査部10およびインクジェット用副走査部8の動作によって、ヘッド保全部16上まで移動されている。こうして、基板1の位置決めが行われる。ステップS2で、「処理前インクジェットメンテナンス動作」が実行される。すなわち、ヘッド保全部16上に位置しているインクジェットヘッド3に対して、ヘッド保全部16によって吐出検査が行われる。この吐出検査では、インクジェットヘッド3における1ノズル毎に吐出動作を行い、吐出された液滴をレーザービーム光中を通過させる。そして、液滴の飛翔によってレーザービーム光が遮られた際のレーザー光量の変化をフォトセンサで計測して、液滴が飛翔しているか否か(つまり、正しく吐出されているか否か)を判定する。すなわち、上記フォトセンサでの計測値が所定値未満の場合には、正しい量の吐出がなされておらず不吐出であると判断するのである。さらに、この吐出検査には、液滴を多数吐出することで、ノズルのメニスカス付近にある劣化して粘度等が高くなったインクを除去する作用も有している。この作用は、捨て吐出と同じメンテナンス効果を持つため、ヘッド保全部16におけるメンテナンス動作としての捨て吐出を意味する用途にも用いられる。
ステップS3で、以下のようにして基板アライメントが行われる。すなわち、上記観察カメラ12が、上記基板1の面上に形成された基板アライメント用のパターンを観察可能な位置に、主走査部10とカメラ用副走査部13とによって移動される。その際に、観察位置の座標は、基板1が本液滴吐出装置の座標系に対して正しい位置に位置決めされた場合に、観察カメラ12の中心にアライメント用のパターンが位置するように予め設定されて、記憶装置11に登録されている。そして、記憶装置11に登録されている上記座標を用いて、観察カメラ12が移動されるのである。こうして位置決めされた観察カメラ12によって撮像され、画像内のアライメント用のパターンの位置が画像処理部15によって計測され、観察カメラ12に対する基板1の位置ズレ量が算出される。次に、観察カメラ12が、基板1の面上に設けられた基板アライメント用の別のパターンの観察位置に移動されて同様の処理が行われる。こうして、2箇所のパターンの位置ズレ量が計測され、この位置ズレ量に基づいて、主制御装置4によって、互いに直交するXY2軸方向への基板1の位置ズレ量とXY2軸に垂直なθ軸回りの傾きとの補正量が算出される。そして、基板位置決め制御部5によって、基板位置決め部2におけるX,Y,θ軸に対するズレが上記算出された補正量を用いて補正され、基板1の位置が補正される。
尚、上記観察カメラ12は、上記基板アライメントに要求される精度の計測が可能なような高い分解能を有している。例えば、基板アライメントにおける基板1の位置補正の目標精度を±3[μm]とした場合、カメラ画像における観察対象となる物体の画素サイズは1.1[μm]のカメラを用いている。具体的には、観察カメラ12として、例えば撮像素子の画素サイズが4.4[μm]×4.4[μm]であり、レンズの倍率が4倍のものを用いている。また、照明は、上記同軸落射照明のみを点灯させている。
ステップS4で、上記ステップS2での「処理前インクジェットメンテナンス動作」の吐出検査において、塗布に必要なノズルからの吐出が正しく行われたか否かを判別する塗布処理判定が行われる。その結果、吐出不良がある場合には、ステップS9に進み、「処理前インクジェット回復メンテナンス動作」が行われる。一方、吐出不良がなければステップS5に進む。
ステップS5で、後に詳述するようにして基板1に対して塗布処理が行われる。ステップS6で、上記ステップS5における基板1への塗布処理が正しく行われたか否かを観察カメラ12によって撮像された画像データを用いて確認する処理後レビューが、後に詳述するようにして行われる。ステップS7で、上記ステップS6における処理後レビューによって、塗布時に吐出不良が発生したか否かを判別することによって基板1への塗布処理が正常に行われたか否かが判別される。その結果、正常に行われた場合にはステップS8に進む一方、正常に行われなかった場合には、不吐出の回復を図るためステップS9に進む。
ステップS8で、上記走査制御部17によって、主走査部10およびインクジェット用副走査部8が駆動されて、インクジェットヘッド3が、ヘッド保全部16上に位置するように移動される。そうした後、上記基板搬送装置によって、次の基板1が搬送されて上記ステップS1に戻り、次の基板1に対する処理に移行する。
ステップS9で、上記インクジェットヘッド3がヘッド保全部16上に位置するように移動され、ヘッド保全部16によって、「処理前インクジェット回復メンテナンス動作」が実行される。上記ステップS2での「処理前インクジェットメンテナンス動作」時および上記ステップS5での基板1への「塗布処理」において、第1走査開始時に吐出不良や不吐出が発生した場合には、通常の処理前インクジェットメンテナンス動作では吐出安定性が回復しない場合が多い。そこで、本ステップでは、インクジェットヘッド3の吐出性を回復させるために、インクの供給配管内や排出配管内の圧力差による吸引プライム等によってインクの流動を行い、その後ワイピング動作を組み合わせて行って、吐出安定性を回復させるのである。さらに、吐出安定性が確保されたか否かを確認するために、上記ステップ2と同じ「処理前インクジェットメンテナンス動作」をも同時に本ステップにおいて行われる。
ステップS10で、上記ステップS9における「処理前インクジェット回復メンテナンス動作」は、基板1毎に連続して行われたか否かが判別される。その結果、基板1毎に不連続な場合には、上記ステップS4に戻って、上記塗布処理判定に移行する。また、基板1毎に連続している場合には、保守作業員によるインクジェットヘッド3の確認と手動操作による各種のメンテナンス作業とを行うために、ブザー(図示せず)等によってオペレータコールを行い、基板処理動作が終了される。
以下、図4に示す基板処理動作における上記ステップS5で実行される基板1への「塗布処理」と、上記ステップS6で実行される「処理後レビュー」について、詳細に説明する。
図5は、上記基板処理動作における上記ステップS5で実行される「塗布処理」の説明図である。「塗布処理」においては、インクジェット用副走査部8からの位置情報に基づいてインクジェット用副走査部8を制御して、インクジェットヘッド3における副走査側の位置決めを行った後、主走査部10によってインクジェットヘッド3を移動させながら吐出を行い、基板1の面にインクを付着させる。その際に、インクジェットヘッド3のノズル面21は、必要な液滴のドット密度を得るため、ノズル列22(図5では省略して直線で描かれている)の基板1の面に対する角度が主走査部10の延在方向と略平行になるように配置されている。
予め、上記記憶装置11には、基板1に対する走査データが登録されている。上記走査データには、主走査部10の走査回数と、インクジェット用副走査部8の主走査毎の座標と、インクジェットヘッド3が塗布する際に必要な吐出パターン形状の描画データとが、含まれている。尚、上記描画データは、図5中に示す破線の矢印に直交する方向への主走査時に、塗布対象領域23に対して必要な吐出を行い、塗布対象領域23以外には吐出を行わないように設定されている。そして、主制御装置4は、記憶装置11から上記走査データを読み出すと共に、インクジェットヘッド3が塗布する際に必要な上記描画データをインクジェットヘッド制御部7に送出する。
そして、上記主制御装置4は、先ず、上記走査データに基づいて、走査制御部17を動作させて、インクジェット用副走査部8と主走査部10とを制御して、インクジェットヘッド3を第1走査(1回目の主走査)24の開始位置に移動させると共に、インクジェットヘッド制御部7に走査開始を通知して走査の際に必要なデータの設定を行わせる。次に、主制御装置4は、走査制御部17を動作させて、主走査部10を制御して、インクジェットヘッド3を第1走査24の終了位置まで移動させる。その際に、主走査部10からの上記位置情報としてのエンコーダーパルス信号が、走査制御部17を介してインクジェットヘッド制御部7に送出される。そして、インクジェットヘッド制御部7は、エンコーダーパルス信号のカウント数に基づいて、インクジェットヘッド3が所定の位置に到達した場合に、インクジェットヘッド3に液滴を吐出させる。この動作を第1走査24が終了するまで繰り返し、インクジェットヘッド3が第1走査24の終了位置に到達すると、第1走査24に対する動作を終了する。
ここで、上記第1走査24において塗布可能な領域25は、インクジェットヘッド3におけるノズル列22の副走査方向の幅(塗布幅)を有すると共に、その長さは塗布対象領域23の両端間の長さとなる。また、基板1における走査開始側の縁の近傍と走査終了側の縁の近傍とに捨て吐出領域26a,26bを設け、走査の際に、大気雰囲気に晒されたインクジェットヘッド3のノズルのメニスカス付近にある粘度の高い劣化したインクを、インクジェットヘッド制御部7の制御によって、捨て吐出領域26a,26bに吐出(捨て吐出)させることによって除去するようにしている。この捨て吐出時における吐出動作は、塗布対象領域23への吐出動作と同様であり、上記描画データとして、捨て吐出領域26が恰も塗布対象領域23であるかのような描画データを設定することによって実現している。但し、この捨て吐出動作の機能は、走査時における吐出直前のメンテナンス動作に相当する機能となっている。
すなわち、本実施の形態においては、上記吐出メンテナンス部による上記吐出メンテナンス動作を、ヘッド保全制御部18による「処理前インクジェットメンテナンス動作」とインクジェットヘッド制御部7による「捨て吐出動作」とで構成しているのである。
次に、上記主制御装置4は、上記走査データに基づいて走査制御部17を動作させて、インクジェット用副走査部8と主走査部10とによって、インクジェットヘッド3を第2走査27の開始位置28に移動させると共に、インクジェットヘッド制御部7に走査開始を通知して走査の際に必要なデータの設定を行わせる。その際におけるインクジェット用副走査部8は、第1走査24の塗布幅だけ移動する。以後、第1走査24の場合と同様の走査を複数回繰り返して基板1の面にインクを吐出・付着させて、最終走査29までの塗布処理を行う。こうして、基板1に対する「塗布処理」を終了する。以後、図4に示す上記基板処理動作における上記ステップS6に移行する。
図6は、上記基板処理動作における上記ステップS6において実行される「処理後レビュー」の説明図であり、「塗布処理」の説明の際に使用した図5にレビュー位置を追加した図である。尚、この「処理後レビュー」においては、レビュー位置30とレビュー位置31とレビュー位置32との3箇所のみでレビューを行うものであり、最小限の時間で行われる。
図7は、上記第1走査時における基板1の面に対する吐出着弾ドットの一例を示す。但し、図7においては、説明を簡単にするために、1つのノズルに関する吐出着弾ドットのみを、走査に従って等間隔で吐出された場合について示している。
上記主走査時には、吐出の開始位置付近において、着弾ドットの大きさや形状が不安定になることがある。図7における第1着弾ドット35,第2着弾ドット36および第3着弾ドット37は、何れも吐出状態としては不良の状態を例示している。すなわち、第1着弾ドット35および第2着弾ドット36では、第4着弾ドット38以降の正常な着弾ドットに対して、吐出された液滴の体積が少ないために径が小さくなっている。また、第3着弾ドット37では、本来の吐出液滴に遅れて体積の小さなサテライト液滴が発生しまっている。このような不良な着弾ドットパターンは、基板1の品質を低下させるため、その発生を防止する必要がある。
第1走査の開始位置付近においては、上記インクジェットヘッド3は、ヘッド保全部16を離れて大気雰囲気に晒されており、未だ吐出動作を行っていない。したがって、インクジェットヘッド3のメニスカス付近の劣化したインクは、第1走査24(図6参照)中の捨て吐出によるメンテナンス動作だけでは回復していない可能性があり、回復していない場合には、第1着弾ドット35〜第3着弾ドット37のような吐出不良が発生する可能性が高い。そこで、観察カメラ12のカメラ視野39を、第1走査の開始位置付近の着弾ドット状態を確認するために、図6におけるレビュー位置30のごとく、第1走査の走査開始位置に設けている。そして、着弾した液滴ドットの面積の基準値との相違や上記サテライト液滴等の所定以外の着弾ドットの有無を、観察カメラ12で撮像された画像から検出することによって、吐出状態の良否を判定している。その場合における液滴ドット面積の基準値との相違の検出は、上記画像上において正常な液滴が塗布された場合の画像明度に対する明度の変化量が閾値を超えることによって検出している。また、上記サテライト液滴の検出は、正常な液滴ドット領域の周辺に存在するブラックマトリックス領域の画像明度変化を計測することによって検出している。
通常は、このような吐出不良の発生を避けるために、各走査の開始位置で捨て吐出を行っている。しかしながら、発明者は、数千枚〜数万枚の基板処理を行って、レビューによって吐出状態を観察することによって、第1走査の吐出開始位置において、第2走査以降の各走査における吐出開始位置よりも吐出不良が発生する確率が高いことを発見した。したがって、基板1の処理時においては、基板1の最初の塗布吐出箇所をレビューする必要があり、第1のレビュー位置30を第1走査の走査開始位置に設けているのである。
図8は、走査の途中において吐出できなくなる不良を例示している。走査の途中において、吐出指令は与えられているのに上記ノズルから液滴が吐出されない現象(すなわち、不吐出)が発生し、不吐出ドット40が生じた後における吐出が全て不吐出になった状態である。このように、走査中に不吐出が発生した場合には、インクジェットヘッド3のメンテナンスを行わない限り不吐出が自然に回復することは極めて少なく、したがって最後まで不吐出が連続する。そこで、観察カメラ12のカメラ視野41を、不吐出を確認するために、走査の走査終了位置に設けている。
複数の走査によってインクの塗布を行う場合には、走査の途中で不吐出となるケースは数百枚〜数千枚の基板1を処理して初めて発生する場合が多く、このような頻度で発生する不吐出は、インクジェットヘッド3の上記ノズルがメニスカス付近に固形物形状等の物体等が付着することが原因となって発生するとみられ、走査毎に行われる捨て吐出程度のメンテナンス動作では、復活しないことが多い。そのために、基板1に対する処理の途中で不吐出が発生した場合には、その基板1における不吐出の発生以降の領域全てが不吐出になる場合が多く、図6に示すように、最終走査の最後の吐出位置を含む箇所に、走査途中での不吐出の発生を検知するためのレビュー位置32を設けている。さらに、走査途中で不吐出になるケースは第1走査で発生する場合が多く、そのために第1走査の最後の吐出位置を含む箇所にレビュー位置31を設けている。
その場合に、上記インクジェットヘッド3は、主走査部10のガントリービーム9における一側に配置される一方、観察カメラ12は、他側に配置されている。そして、インクジェットヘッド3と観察カメラ12とは、主走査部10によって主走査方向A,A'に一緒に移動される一方、インクジェット用副走査部8およびカメラ用副走査部13によって副走査方向B,B'には個別に移動されるようになっている。したがって、レビュー位置30〜レビュー位置32での観察カメラ12による撮像は、インクジェットヘッド3による基板1の面へのインクの吐出を行いながら行うことができる。その結果、本実施の形態においては、基板処理のタクトタイムを小さくすることができるのである。
上記レビュー時においては、カメラ撮像用の照明としては上記リング形状斜方照明を用いており、液滴が正しく塗布されていない場合には、基板1の表面で散乱された光が明るくなるような照明条件としている。しかしながら、基板1の表面の材質によっては、上記同軸落射照明を用いてもよく、上記両照明を併用してもよい。尚、照明条件を変更した場合には、照明条件に合わせた吐出不良や上記サテライトの検出方法を用いればよい。
以上のごとく、本実施の形態においては、ガントリービーム9における一側にインクジェットヘッド3を取り付ける一方、他側に観察カメラ12を取り付けて、インクジェットヘッド3および観察カメラ12を、主走査部10によって主走査方向A,A'に移動させる一方、インクジェット用副走査部8およびカメラ用副走査部13によって個別に副走査方向B,B'に移動させるようにしている。そして、インクジェットヘッド3によって、主走査方向A,A'に移動中にインクを吐出しつつ、吐出不良が発生する確率が高い第1走査24の吐出開始位置を含む箇所に設けられたレビュー位置30と、走査途中での不吐出を検知するために第1走査の最後の吐出位置を含む箇所および最終走査の最後の吐出位置を含む箇所とに設けられたレビュー位置31,32において、つまり、上記吐出メンテナンス部による上記吐出メンテナンス動作の直後および直前に、観察カメラ12による撮像画像に基づいて、インクジェットヘッド3の吐出不良および不吐出を判定可能にしている。
したがって、図4に示す上記基板処理動作における上記ステップS6において、基板1の3箇所を観察カメラ12でレビューすることによって、的確に吐出不良を検出することができ、上記ステップS9において、「処理前インクジェット回復メンテナンス動作」を自動的に実行することによって、基板1の処理を停止することなく、吐出不良による基板の品質低下を最小限に押さえながら、上記レビューによる基板処理時間の増加を最小限に抑えることができるのである。
また、本実施の形態においては、念のため、第1走査の最後にレビュー位置31を設けて、第1走査における最後の吐出位置をレビューするようにしている。しかしながら、よりレビュー時間を短縮するためには、レビュー位置31を設けなくともよい。その場合には、第1走査の開始吐出位置を含むレビュー位置30と、最終走査の最後の吐出位置を含むレビュー位置32と、の2箇所でレビューを行うのである。
次に、本実施の形態に因らない場合のレビュー方法について説明する。図9は、従来のレビュー方法の説明図である。従来のごとく、処理の不良である吐出不良が何処で発生するのか、その傾向が判らない状態においては、基板45の塗布対象領域46を均等に分割してレビュー位置47を設定することになる。したがって、通常は、図9に示すように、塗布対象領域46に対して縦横格子状にレビュー位置47を設定している。その結果、図9の場合には、レビュー位置47の数が16箇所以上となり、本実施の形態における3箇所あるいは2箇所に比較してかなり多いレビュー位置が配置されている。そのため、吐出不良の発生状態とは関係なくレビューが行われることになり、レビュー時間の増大の割りには効果が少ないのである。
・第2実施の形態
本実施の形態は、上記第1実施の形態とは異なるレビュー位置の配置に関する。尚、本実施の形態の液滴吐出装置における吐出処理部の構造,制御系のブロックおよび基板処理動作は、上記第1実施の形態の場合と基本的には同じであるため、詳細な説明は省略することにする。
本実施の形態は、上記第1実施の形態とは異なるレビュー位置の配置に関する。尚、本実施の形態の液滴吐出装置における吐出処理部の構造,制御系のブロックおよび基板処理動作は、上記第1実施の形態の場合と基本的には同じであるため、詳細な説明は省略することにする。
図10は、走査の途中で1走査単位で不吐出が発生する場合におけるレビュー位置の配置を示す。図10では、第1実施の形態で述べたレビュー位置(図6参照)54,55,56に加えて、第2走査57から最終走査の1走査前の走査58までの各最終吐出位置を含む箇所にレビュー位置(カメラ視野)を配置している。すなわち、レビュー位置59は第2走査57の最終吐出位置を含むレビュー位置であり、レビュー位置60は第3走査61の最終吐出位置を含むレビュー位置であり、レビュー位置62は最終走査の1走査前の走査58の最終吐出位置を含むレビュー位置である。尚、51は基板であり、52は塗布対象領域であり、53a,53bは捨て吐出領域である。
このように、本実施の形態においては、各主走査における最終吐出位置を含む箇所にレビュー位置を設けている。したがって、本実施の形態によれば、各走査の途中で発生した不吐出を検出することが可能になるのである。
但し、この場合には、走査回数分のレビュー位置が必要となるため、用途はインクジェットヘッド3の寿命等によって、吐出品質が低下した際に適用することが望ましい。
ここで、本実施の形態においては、各走査毎にではなく、1走査置きの最終吐出位置を含む箇所に間欠的にレビュー位置を設定してもよい。図10の場合では、第1走査63の最終吐出位置を含む箇所には既にレビュー位置55が設定されているので、第2走査57の最終吐出位置を含む箇所に設定されるレビュー位置59は省略し、第3走査61の最終吐出位置を含む箇所にレビュー位置60を設定するのである。尚、1走査毎に限らず、レビューに掛けられる時間が許す範囲で、複数走査毎に間欠的にレビュー位置を設定しても差し支えない。
・第3実施の形態
本実施の形態は、上記第1実施の形態および上記第2実施の形態とは異なるレビュー位置の配置に関する。尚、本実施の形態の液滴吐出装置における吐出処理部の構造,制御系のブロックおよび基板処理動作は、上記第1実施の形態の場合と基本的には同じであるため、詳細な説明は省略することにする。
本実施の形態は、上記第1実施の形態および上記第2実施の形態とは異なるレビュー位置の配置に関する。尚、本実施の形態の液滴吐出装置における吐出処理部の構造,制御系のブロックおよび基板処理動作は、上記第1実施の形態の場合と基本的には同じであるため、詳細な説明は省略することにする。
図11は、基板における主走査方向の中央に「捨て吐出」が可能な「捨て吐出領域」を設定した場合におけるレビュー位置の配置を示す。本実施の形態においては、基板71における走査開始側の縁の近傍と走査終了側の縁の近傍とに設けられた捨て吐出領域73a,73bに加えて、基板71における主走査方向の中央における塗布対象領域72aと塗布対象領域72bとの間にも捨て吐出領域74を設けている。
この場合、上記基板71の中央でも捨て吐出が可能であり、基板71の中央でもインクジェットヘッド3に対する上記吐出メンテナンス動作を行っている。そのため、走査毎のレビュー位置として、第1実施の形態で述べたレビュー位置75,76,77に加えて、各走査における最終吐出位置を含む箇所に設定されたレビュー位置78,79,80の他に、走査途中の捨て吐出領域74の直前の吐出位置を含む箇所にもレビュー位置を設定している。すなわち、第1走査81においてはレビュー位置82、第2走査83においてはレビュー位置84のように、各走査毎に捨て吐出領域74の直前の吐出位置を含む箇所にレビュー位置を設けている。
このように、上記インクを塗布した結果を観察して良否判定や計測等を行うレビュー処理を、インクジェットヘッド3への吐出メンテナンス動作を実施する直後あるいは直前に行うことによって、インクジェットヘッド3による液滴吐出の吐出不良を最小限のレビュー位置で検出することが可能になるのである。
尚、本実施の形態におけるレビュー位置の配置は、以上で述べた配置に限定されることはなく、インクジェットヘッド3に対する吐出メンテナンス動作の直後あるいは直前の吐出位置を含む箇所であればよい。例えば、吐出メンテナンス動作の直後のレビュー位置としては、上記第1実施の形態においては、図6に示すように、第1走査24におけるレビュー位置30のみとしたが、レビューに割り当てられる時間があれば、他の走査時における捨て吐出の直後の吐出位置を含む箇所に設定しても差し支えない。
また、上記各実施の形態においては、各走査毎に、走査の開始位置に捨て吐出領域を設けて、捨て吐出動作によって吐出メンテナンス動作を行っている。しかしながら、この発明における吐出メンテナンス動作は捨て吐出動作に限定されるものではなく、プレ揺動と呼ばれるインクジェットヘッド3の動作を行っても良い。
ここで、上記プレ揺動とは、上記インクジェットヘッド3における電極に電界を印加する際に、液滴は吐出しないが、吐出方向および吐出方向とは反対方向に交互にノズルのメニスカス面が移動するような電界を印加することによって、メニスカス面に存在する粘度等が劣化したインクを攪拌して、正常な状態に均質化する動作である。このプレ揺動の動作によって上記メニスカス面からのインクの吐出性が回復するので、上記「プレ揺動」はインクジェットヘッド3への吐出メンテナンス動作の一つと定義することができる。
このプレ揺動によるインクジェットヘッド3の吐出メンテナンス動作は、上記捨て吐出動作の代わりに行ってもよいし、上記捨て吐出動作の前あるいは後に行ってもよい。インクジェットヘッド3に対する吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行ったとしても、吐出メンテナンス動作の直後の吐出位置に着目する場合には、最後の吐出メンテナンス動作の直後における本来の吐出位置を含む箇所にレビュー位置を設定すればよい。また、吐出メンテナンス動作の直前の吐出位置に着目する場合には、最初の吐出メンテナンス動作の直前における本来の吐出位置を含む箇所にレビュー位置を設定すればよい。
また、上記各実施の形態においては、上記描画データを、主走査時に塗布対象領域23,52,72a,72bに対して必要な吐出を行うように設定されており、塗布対象領域23,52,72a,72b以外には吐出を行わないように設定している。しかしながら、塗布対象領域23,52,72a,72bには、基板1,51,71の製造プロセスによっては、高い精度を要求される領域と低い精度でよい領域とに分けられる場合がある。例えば、液晶パネル用の基板の場合には、映像を表示するセル領域の周囲にブラックマトリッククスの額縁領域がある。製造プロセスによってはこの額縁領域にもインクを吐出する場合があり、そのような場合には、上記額縁領域をレビューするよりも上記セル領域をレビューした方が効果的であり、レビュー位置を、上記セル領域を対象として上記各実施の形態の何れかに従って配置するのである。
このように、上記塗布対象領域を、吐出による塗布品質を管理したい領域と置き換えて考えてよい。また、上記各実施の形態のごとく、吐出メンテナンス動作の直後の塗布対象領域23,52,72a,72bあるいは直前の塗布対象領域23,52,72a,72bにレビュー位置を設けることが望ましい。しかしながら、この場合には、インクジェットヘッド3を、基板1,51,71の対角となる位置に移動させる必要があるため、レビュー位置の移動量が大きくなるという問題がある。そのため、「吐出メンテナンス動作の直後の位置」は「第1走査領域の全体」であると考え、第1走査領域内における任意の位置にレビュー位置を設定してもよい。また、同様に、「吐出メンテナンス動作の直前の位置」は「最終走査領域の全体」であると考え、最終走査領域内における任意の位置にレビュー位置を設定してもよい。
1,51,71…基板、
2…基板位置決め部、
3…インクジェットヘッド、
4…主制御装置、
5…基板位置決め制御部、
6…インク供給部、
7…インクジェットヘッド制御部、
8…インクジェット用副走査部、
9…ガントリービーム、
10…主走査部(リニアモータ・スライダー)、
11…記憶装置、
12…観察カメラ、
13…カメラ用副走査部、
14…レンズ・照明、
15…画像処理部、
16…ヘッド保全部、
17…走査制御部、
18…ヘッド保全制御部、
21…ノズル面、
22…ノズル列、
23,52,72a,72b…塗布対象領域、
24,63,81…第1走査、
26a,26b,53a,53b,73a,73b,74…捨て吐出領域、
27,57,83…第2走査、
29…最終走査、
30〜32,54〜56,59,60,62,75〜80,82,84…レビュー位置、
35,36,37…不良着弾ドット、
38…正常着弾ドット、
39,41…カメラ視野、
40…不吐出ドット、
61…第3走査。
2…基板位置決め部、
3…インクジェットヘッド、
4…主制御装置、
5…基板位置決め制御部、
6…インク供給部、
7…インクジェットヘッド制御部、
8…インクジェット用副走査部、
9…ガントリービーム、
10…主走査部(リニアモータ・スライダー)、
11…記憶装置、
12…観察カメラ、
13…カメラ用副走査部、
14…レンズ・照明、
15…画像処理部、
16…ヘッド保全部、
17…走査制御部、
18…ヘッド保全制御部、
21…ノズル面、
22…ノズル列、
23,52,72a,72b…塗布対象領域、
24,63,81…第1走査、
26a,26b,53a,53b,73a,73b,74…捨て吐出領域、
27,57,83…第2走査、
29…最終走査、
30〜32,54〜56,59,60,62,75〜80,82,84…レビュー位置、
35,36,37…不良着弾ドット、
38…正常着弾ドット、
39,41…カメラ視野、
40…不吐出ドット、
61…第3走査。
Claims (7)
- 基板に対して液滴を吐出する液滴吐出部と上記基板の表面を撮像する撮像部とが搭載されて、上記基板に対して相対的に一方向に移動する第1移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記液滴吐出部を上記一方向と交差する他方向に移動させる第2移動部と、
上記第1移動部に設けられて、上記撮像部を上記他方向に移動させる第3移動部と、
上記第1移動部および上記第2移動部からの位置情報に基づいて、上記液滴吐出部による液滴の吐出位置および吐出動作を制御する液滴吐出制御部と、
上記第1移動部および上記第3移動部からの位置情報に基づいて上記撮像部の撮像位置および撮像動作を制御すると共に、上記撮像部によって得られた画像データを処理する撮像制御部と、
定期的におよび上記液滴の吐出状態が不良の場合に、上記液滴吐出部に対して吐出メンテナンス動作を行う吐出メンテナンス部と、
上記撮像制御部によって処理された画像データに基づいて上記基板に対する上記液滴の吐出状態の良否を判定し、上記吐出状態が不良の場合には、上記吐出メンテナンス部に上記吐出メンテナンス動作を行わせる基板処理制御部と
を備え、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所、あるいは、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定する
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において、
上記吐出メンテナンス部が行う上記吐出メンテナンス動作は、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、液滴を基板上の塗布すべき塗布対象領域以外の領域に液滴を吐出させる塗布時捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面を攪拌するために、液滴が吐出されない条件下で吐出動作を行うプレ揺動動作、
上記液滴吐出部の吐出性を向上させるために、上記液滴吐出部の保全動作を行うヘッド保全部において液滴を吐出させる捨て吐出動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近を溶媒雰囲気内に位置させる動作、
上記液滴吐出部における吐出孔および吐出孔付近にある不要物を除去する動作、
上記液滴吐出部における吐出孔付近のメニスカス面における劣化インクを、配管内の圧力差による吸引等によって除去する動作
の少なくとも何れか1つであ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において、
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数の吐出メンテナンス動作のうち少なくとも最後の吐出メンテナンス動作を行った直後における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている
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において、
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数の吐出メンテナンス動作のうち少なくとも最初の吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている
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において、
上記吐出メンテナンス部は、上記吐出メンテナンス動作を複数組み合わせて行うようになっており、
上記撮像制御部は、上記吐出メンテナンス部が上記吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所として、上記吐出メンテナンス部が上記複数箇所のうち少なくとも基板上の最後の箇所での吐出メンテナンス動作を行う直前における上記液滴の吐出位置を含む箇所を、上記撮像部の撮像位置として設定するようになっている
ことを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項3から請求項5までの何れか一つに記載の液滴吐出装置において、
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記基板における液滴の高い着弾品質が求められる領域内における上記液滴の吐出位置を含む箇所であることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項3から請求項5までの何れか一つに記載の液滴吐出装置において、
上記撮像制御部が設定する上記撮像部の撮像位置は、上記液滴吐出部によって上記基板に液滴を吐出するために、上記第1移動部が上記基板に対して最初に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、あるいは、最後に上記一方向に移動する際の上記液滴吐出部の移動領域内、における上記液滴の吐出位置を含む箇所であることを特徴とする液滴吐出装置。
Priority Applications (1)
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JP2007197224A JP2009028677A (ja) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | 液滴吐出装置 |
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