JP2010264381A - Ink discharge control method, method of manufacturing functional element ink discharge device and manufacturing device for functional element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルから吐出信号に応じてインク液滴を基板に吐出させて、基板上に塗布するためのインク吐出制御方法,吐出装置、および機能性材料をインク化して、インクジェットなどの液滴吐出手段で基板上に塗布する機能性素子の製造方法,製造装置に関するものである。 The present invention relates to an ink discharge control method for discharging ink droplets onto a substrate in accordance with an ejection signal from a nozzle and applying the ink onto a substrate, an ink jet device, and a functional material into an ink droplet. The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a functional element applied on a substrate by a discharge means.
有機半導体材料や電極材料をインク化し、該インクを基板上に印刷し、硬化させてデバイス形成する際の印刷手段としてインクジェット装置などが使用されている。 An ink jet apparatus or the like is used as a printing means for forming a device by forming an organic semiconductor material or an electrode material into ink, printing the ink on a substrate, and curing the ink.
インクジェット装置では、インクを吐出する信号を与えても、ノズル近傍の状態によって、インクが吐出しない不吐出状態が発生する場合がある。ノズル内への異物の詰まり、インク化した機能性材料の凝集による詰まり、気泡の噛み込み、インク溶媒が乾燥しやすい場合におけるノズル孔付近のインクの高粘度化などが、不吐出を発生させる原因となる。 In an inkjet apparatus, even if a signal for ejecting ink is given, a non-ejection state where ink is not ejected may occur depending on the state in the vicinity of the nozzle. Causes of non-ejection due to clogging of foreign matter in the nozzle, clogging due to agglomeration of functionalized ink material, biting of air bubbles, high viscosity of ink near the nozzle hole when ink solvent is easy to dry, etc. It becomes.
不吐出ノズルを塗布前に検知せず、何も対策しない状態で塗布すると、塗布欠陥が発生し、その結果、形成したデバイスの特性に重大な悪影響を与えかねない。このような背景から、インクジェット装置の不吐出ノズルの検出方法が提案されている。 If the non-ejection nozzle is not detected before coating and coating is performed without taking any countermeasures, a coating defect occurs, and as a result, the characteristics of the formed device may be seriously adversely affected. From such a background, a method for detecting a non-ejection nozzle of an ink jet apparatus has been proposed.
例えば、インクジェットヘッドから吐出したインク液滴を、吐出方向と直交する方向から光学的に観察する方法が提案されている。液滴通過位置を挟むようにして配置した発光部と受光部間の光路を液滴が通過すると、光路が遮光されて受光光量が低下することにより、液滴の吐出を検出することができる。 For example, a method of optically observing ink droplets ejected from an inkjet head from a direction orthogonal to the ejection direction has been proposed. When the droplet passes through the optical path between the light emitting unit and the light receiving unit arranged with the droplet passing position interposed therebetween, the optical path is shielded and the amount of received light is reduced, thereby detecting the ejection of the droplet.
この検出方法は、インクジェットヘッドの大きさが数十mm程度と比較的小さく、ノズル数が少ない場合には有効である。しかし、インクジェットヘッドがそれ以上に大きくなると、インクジェットヘッドの大きさに合わせて全てのノズルに対する検出を行う必要がある。このために複数の光学系を配置したり、光学系またはインクジェットヘッドを動かす必要が生じたり、光学系と液滴の距離が遠くなるため長焦点の光学系が必要になり、不吐出検出機構全体が大きく複雑化してくる。 This detection method is effective when the size of the ink jet head is relatively small, about several tens of millimeters, and the number of nozzles is small. However, if the inkjet head becomes larger than that, it is necessary to detect all nozzles in accordance with the size of the inkjet head. For this reason, it becomes necessary to arrange a plurality of optical systems, move the optical system or the ink jet head, or the distance between the optical system and the liquid drop becomes long, so a long focal point optical system is required. Will be greatly complicated.
また、インクジェットの液滴の直径は数十μmという微小な大きさであって、微小液滴を検出するためには、高精度で高価な光学系を使用する必要があるという問題がある。 In addition, the diameter of inkjet droplets is as small as several tens of μm, and there is a problem that it is necessary to use a highly accurate and expensive optical system in order to detect minute droplets.
以上のように従来の光学的不吐出検出方法は、光学系が過大になるという問題を有するため、電気的不吐出検出方法が提案されている。 As described above, since the conventional optical non-discharge detection method has a problem that the optical system becomes excessive, an electric non-discharge detection method has been proposed.
図4は従来の電気的な液滴不吐出検出装置の要部の構成図である。 FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of a conventional electrical droplet non-ejection detection device.
図4において、複数のノズル101における各ノズル101に対して、それぞれ一対の電極102が設けられ、交流電源103および電流検出器104を備えた静電容量検出回路が接続されている。ノズル101からインク液滴105が吐出されると、電極102間の静電容量が変化し、電流検出器104で検出される電流が変化する。この電流の変化を検出してインク液滴105の吐出/不吐出を検知している(特許文献1参照)。 In FIG. 4, a pair of electrodes 102 is provided for each nozzle 101 in a plurality of nozzles 101, and a capacitance detection circuit including an AC power supply 103 and a current detector 104 is connected. When the ink droplet 105 is ejected from the nozzle 101, the capacitance between the electrodes 102 changes, and the current detected by the current detector 104 changes. This change in current is detected to detect ejection / non-ejection of the ink droplet 105 (see Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の構成では、インク液滴が電極間を通過する瞬間のみ静電容量の変化を検出することができないため、検出感度が低いという課題を有している。 However, the conventional configuration has a problem that the detection sensitivity is low because the change in capacitance cannot be detected only at the moment when the ink droplet passes between the electrodes.
また、電極形状が複雑な上に、ノズルや電極の表面がインクなどの付着によって汚染された場合の回復が困難であり、電極の汚染によっても検出感度が低下するという課題を有している。 Further, the electrode shape is complicated, and it is difficult to recover when the surface of the nozzle or electrode is contaminated by adhesion of ink or the like, and there is a problem that the detection sensitivity is lowered due to contamination of the electrode.
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、静電容量の変化によってノズルからのインク吐出の有無を検出する電気的不吐出検出において、電極間での液滴の滞在時間を長くするとともに、電極の汚染を抑制することにより、インク吐出の検出感度を向上するインク吐出制御方法,機能性素子の製造方法、およびインク吐出装置,機能性素子の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problem, and in the electrical non-ejection detection that detects the presence or absence of ink ejection from the nozzle based on the change in capacitance, the dwell time of the droplet between the electrodes is lengthened. An object of the present invention is to provide an ink discharge control method, a functional element manufacturing method, an ink discharge apparatus, and a functional element manufacturing apparatus that improve the detection sensitivity of ink discharge by suppressing electrode contamination. .
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、塗布ヘッドに形成されたノズルからインク液滴を吐出させるインク吐出制御方法において、前記塗布ヘッドのうち前記ノズルの開口部の外側に形成された第1電極と、前記第1電極の液滴吐出方向に配置された第2電極との間の静電容量を測定し、前記インク液滴の吐出信号の出力に応じた前記静電容量の変化を検出することにより、前記ノズルからの液滴吐出の有無を判定することを特徴とする。この方法によって、電極間でのインク液滴の滞在時間が長くなり、ノズルからのインク液滴の吐出有無の検出感度が向上する。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an ink ejection control method for ejecting ink droplets from nozzles formed on a coating head, wherein the ink droplets are formed outside the nozzle opening of the coating head. The electrostatic capacitance between the first electrode formed and the second electrode disposed in the droplet discharge direction of the first electrode is measured, and the capacitance according to the output of the ink droplet discharge signal By detecting this change, it is determined whether or not droplets are ejected from the nozzle. By this method, the residence time of the ink droplets between the electrodes is increased, and the detection sensitivity of whether or not the ink droplets are ejected from the nozzles is improved.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載のインク吐出制御方法において、第2電極は第1電極に向かって凸状の形状であることを特徴とする。この方法によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、第2電極上にインク液滴が残留しにくくなり、第2電極が清浄に保たれるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to a second aspect of the present invention, in the ink ejection control method according to the first aspect, the second electrode has a convex shape toward the first electrode. This method increases the residence time of the liquid droplets between the electrodes and makes it difficult for the ink liquid droplets to remain on the second electrode, so that the second electrode is kept clean. Sensitivity is further improved.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載のインク吐出制御方法において、第2電極の表面は撥水処理が施されていることを特徴とする。この方法によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、第2電極上にインク液滴が残留しにくくなり、第2電極が清浄に保たれるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to a third aspect of the present invention, in the ink ejection control method according to the first or second aspect, the surface of the second electrode is subjected to a water repellent treatment. This method increases the residence time of the liquid droplets between the electrodes and makes it difficult for the ink liquid droplets to remain on the second electrode, so that the second electrode is kept clean. Sensitivity is further improved.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3いずれか1項記載のインク吐出制御方法において、塗布ヘッドに形成された参照第1電極と、参照第1電極の液滴吐出方向に対向して配置された参照第2電極との間の参照静電容量と、第1電極と第2電極との間の静電容量との差分を検出することにより、ノズルからの液滴吐出の有無を検出することを特徴とする。この方法によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、微小な静電容量変化を検出することができるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ink ejection control method according to any one of the first to third aspects, the reference first electrode formed on the coating head faces the liquid droplet ejection direction of the reference first electrode. By detecting the difference between the reference capacitance between the second reference electrode and the reference capacitance between the first electrode and the second electrode, the presence or absence of droplet discharge from the nozzle is detected. It is characterized by detecting. According to this method, the staying time of the droplets between the electrodes becomes long, and a minute change in capacitance can be detected, so that the detection sensitivity of whether or not ink is ejected is further improved.
請求項5に記載の発明は、塗布ヘッドに形成されたノズルから機能性材料のインク液滴を吐出して、基板上に機能性材料を塗布する機能性素子の製造方法において、前記インクの塗布に際して請求項1〜4いずれか1項記載のインク吐出制御方法を用いることを特徴とする。この方法によって、機能性材料の塗布不良がなく、特性が安定した機能性素子の製造が可能になる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a functional element manufacturing method in which an ink droplet of a functional material is ejected from a nozzle formed on a coating head to apply the functional material on a substrate. In this case, the ink discharge control method according to any one of claims 1 to 4 is used. By this method, it is possible to manufacture a functional element having no functional material application defect and stable characteristics.
請求項6に記載の発明は、塗布ヘッドに形成されたノズルからインク液滴を吐出させるインク吐出装置において、前記塗布ヘッドのうち前記ノズルの開口部の外側に形成された第1電極と、前記第1電極の液滴吐出方向に対向して配置された第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量の変化を検出する検出部と、前記検出部の検出結果により前記ノズルからの液滴有無を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。この装置によって、電極間でのインク液滴の滞在時間が長くなり、ノズルからのインク液滴の吐出有無の検出感度が向上する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ink ejection device for ejecting ink droplets from the nozzle formed on the coating head, the first electrode formed outside the opening of the nozzle in the coating head; A second electrode disposed opposite to the droplet discharge direction of the first electrode, a detection unit for detecting a change in capacitance between the first electrode and the second electrode, and detection by the detection unit And a determination unit for determining the presence or absence of a droplet from the nozzle according to the result. With this device, the residence time of the ink droplets between the electrodes is increased, and the detection sensitivity of whether ink droplets are ejected from the nozzles is improved.
請求項7に記載の発明は、請求項6記載のインク吐出装置において、第2電極は第1電極に向かって凸状の形状であることを特徴とする。この装置によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、第2電極上にインク液滴が残留しにくくなり、第2電極が清浄に保たれるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ink ejection device according to the sixth aspect, the second electrode has a convex shape toward the first electrode. This device increases the residence time of the liquid droplets between the electrodes and makes it difficult for the ink liquid droplets to remain on the second electrode, so that the second electrode is kept clean. Sensitivity is further improved.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7記載のインク吐出装置において、第2電極の表面は撥水処理が施されていることを特徴とする。この装置によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、第2電極上にインク液滴が残留しにくくなり、第2電極が清浄に保たれるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ink ejection device according to the sixth or seventh aspect, the surface of the second electrode is subjected to a water repellent treatment. This device increases the residence time of the liquid droplets between the electrodes and makes it difficult for the ink liquid droplets to remain on the second electrode, so that the second electrode is kept clean. Sensitivity is further improved.
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8いずれか1項記載のインク吐出装置において、塗布ヘッドに形成された参照第1電極と、参照第1電極の液滴吐出方向に対向して配置された参照第2電極とを有し、検出部が、参照第1電極と参照第2電極との間の参照静電容量と、第1電極と第2電極との間の静電容量との差分を検出することを特徴とする。この装置によって、電極間での液滴の滞在時間が長くなる上に、微小な静電容量変化を検出することができるため、インク吐出の有無の検出感度がさらに向上する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the ink ejection device according to any one of the sixth to eighth aspects, the reference first electrode formed on the coating head is opposed to the liquid droplet ejection direction of the reference first electrode. And a reference capacitance between the reference first electrode and the reference second electrode, and a capacitance between the first electrode and the second electrode. It is characterized by detecting the difference between the two. With this device, the staying time of the liquid droplets between the electrodes is increased, and a minute electrostatic capacitance change can be detected, so that the detection sensitivity of whether or not ink is ejected is further improved.
請求項10に記載の発明は、塗布ヘッドに形成されたノズルから機能性材料のインク液滴を吐出して、基板上に機能性材料を塗布する機能性素子の製造装置において、前記インクの吐出部に請求項6〜9いずれか1項記載のインク吐出装置を設置したことを特徴とする。この装置によって、機能性材料の塗布不良がなく、特性が安定した機能性素子の製造が可能になる。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a functional element manufacturing apparatus that ejects ink droplets of a functional material from a nozzle formed on a coating head and applies the functional material onto a substrate. The ink ejection device according to any one of claims 6 to 9 is installed in the section. With this apparatus, it is possible to manufacture a functional element having no characteristic application failure and stable characteristics.
本発明によれば、第1電極の液滴吐出方向に対向して配置された第2電極との間の静電容量を測定し、インク液滴の吐出信号の出力に応じた前記静電容量の変化を検出することにより、ノズルからの液滴吐出の有無を判定することによって、電極間でのインク液滴の滞在時間が長くなり、ノズルからのインク液滴の吐出有無の検出感度を向上することができる。 According to the present invention, the capacitance between the first electrode and the second electrode arranged opposite to the droplet discharge direction is measured, and the capacitance according to the output of the ink droplet discharge signal is measured. By detecting whether or not droplets are ejected from the nozzles by detecting changes in the ink, the staying time of the ink droplets between the electrodes is lengthened, and the detection sensitivity of whether or not the ink droplets are ejected from the nozzles is improved. can do.
また、本発明を機能性素子の製造工程にて実施することにより、塗布欠陥不良の発生を事前に予測することができ、機能性材料の塗布不良がなく、特性が安定した機能性素子の製造が実現する。 In addition, by implementing the present invention in the functional element manufacturing process, the occurrence of defective coating defects can be predicted in advance, and there is no defective coating of functional materials, and the manufacturing of functional elements with stable characteristics. Is realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1である機能性素子の製造方法および製造装置を説明するための斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view for explaining a functional element manufacturing method and manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において、塗布ヘッド1は、複数のノズル(後述する)を有するインクジェット方式の塗布ヘッドであって、各ノズルに対する任意の吐出信号によって、塗布ヘッド1に供給された機能性材料からなるインク液滴30を吐出することができる。
In FIG. 1, an application head 1 is an ink jet type application head having a plurality of nozzles (described later), and an ink liquid made of a functional material supplied to the application head 1 by an arbitrary ejection signal to each nozzle.
塗布ヘッド1の構成としては、各種形態のものがあるが、本実施形態では、ノズルと連通しているインク室にインクを溜めておき、インク室の壁を圧電素子で振動させることにより、インクを吐出する方式を採用している。インクジェットで吐出するインクの粘度は、50mPa・sec以下が好ましい。特に、10mPa・sec程度のインクが一般的である。 There are various configurations of the application head 1. In this embodiment, ink is stored in an ink chamber communicating with a nozzle, and the ink chamber wall is vibrated by a piezoelectric element to thereby generate ink. The system that discharges is adopted. The viscosity of ink ejected by inkjet is preferably 50 mPa · sec or less. In particular, ink of about 10 mPa · sec is common.
基板ステージ10は、塗布ヘッド1のノズルと対向して配置されていて、塗布ヘッド1に対して相対移動する。基板ステージ10上には、機能性素子の基板20が真空吸着固定される。例えば基板20上に、図示したように横方向には異なる機能性材料を塗布し、また、奥行方向には同一の機能性材料を断続的に塗布したい場合には、塗布ヘッド1の図の横方向のノズルから異なる機能性材料インクを吐出し、基板ステージ10を図の手前方向に移動することにより、所望のパターンで機能性材料を塗布することが可能になる。
The
基板ステージ10の移動速度は、所望の箇所に塗布するインクの総量と、インクジェットの吐出周期とから決定される。吐出周期は100kHz以下に設定されている場合が多く、特に0.1〜10kHz程度がインク特性によらず比較的安定している。インク液滴の吐出速度は5〜10m/sである。
The moving speed of the
塗布ヘッド1と基板20とのギャップが小さいほど、吐出したインク液滴30の飛行曲がりの影響を受けにくいため、着弾精度が良化する。塗布ヘッド1や基板20の平行度や、ギャップ中に万一異物があった場合のリスクを加味して、ギャップは0.5mm程度に設定する。
As the gap between the coating head 1 and the substrate 20 is smaller, the landing accuracy is improved because it is less affected by the flying bend of the ejected
図1に点線で示したように、塗布ヘッド1の複数のノズルの中に不吐出ノズルがあった場合、塗布欠陥Aが発生するため機能性素子の性能が損なわれる。そこで、基板20にインクを塗布する前に、液滴不吐出検出部40により、塗布ヘッド1のノズルにおける不吐出ノズルの箇所を特定する。 As shown by the dotted line in FIG. 1, when there are non-ejection nozzles among the plurality of nozzles of the coating head 1, the coating defect A occurs, so that the performance of the functional element is impaired. Therefore, before applying ink to the substrate 20, the droplet non-ejection detection unit 40 identifies the location of the non-ejection nozzles in the nozzles of the coating head 1.
不吐出ノズル検出後は、不吐出ノズルの数や箇所に応じて、不吐出ノズルの吐出回復作業を実施したり、吐出可能な他のノズルで塗布を補完したりして、機能性素子の性能を満足するような、機能性材料からなるインクの塗布が可能になる。 After detecting non-ejecting nozzles, depending on the number and location of non-ejecting nozzles, perform recovery work for non-ejecting nozzles or supplement the application with other ejectable nozzles to improve the performance of functional elements. It is possible to apply an ink made of a functional material that satisfies the above.
次に、実施形態1における液滴不吐出検出部40について詳細に説明する。 Next, the non-ejection detection unit 40 according to the first embodiment will be described in detail.
図2は実施形態1における液滴不吐出検出機能の説明図であり、(a)は要部の構成を示すブロック図、(b)は判定部における判定動作の説明図である。 2A and 2B are explanatory diagrams of a droplet non-ejection detection function according to the first embodiment. FIG. 2A is a block diagram illustrating a configuration of a main part, and FIG.
図2(a)において、塗布ヘッド1には複数のノズル2が形成されており、ノズル2のインク吐出口近傍には第1電極3が形成されている。なお、ノズル2の開口部の外側に配置された第1電極3は、図面上では分離しているが電気的には接続している。第2電極4は、塗布ヘッド1と対向した液滴不吐出検出部40上に設置されている。 In FIG. 2A, a plurality of nozzles 2 are formed on the coating head 1, and a first electrode 3 is formed in the vicinity of the ink ejection port of the nozzle 2. The first electrode 3 disposed outside the opening of the nozzle 2 is electrically connected although it is separated in the drawing. The second electrode 4 is installed on the droplet non-ejection detection unit 40 facing the coating head 1.
第2電極4の表面には撥水処理が施されている。この撥水処理により、インク液滴30の接触角は20度〜70度程度に拡大し、撥水処理面に液滴が付着しても除去しやすくなる。
The surface of the second electrode 4 is subjected to water repellent treatment. By this water repellent treatment, the contact angle of the
第1電極3と第2電極4とは一定のギャップで近接配置されている。本実施形態ではノズル2の孔径の直径約20μmである。吐出されるインク液滴30の直径は、ノズル孔径と同等であって、直径20μmのインク液滴30が塗布される。対向している電極3,4の面積は、インク液滴30の直径や、第1電極3と第2電極4とのギャップなどに依存するが、この場合、面積が10000平方μmになるように設計している。また、ギャップは50μmとした。
The first electrode 3 and the second electrode 4 are arranged close to each other with a certain gap. In this embodiment, the diameter of the hole diameter of the nozzle 2 is about 20 μm. The diameter of the ejected
静電容量検出部5は、第1電極3と第2電極4とに電気的に接続され、第1電極3と第2電極4との間のインピーダンスから静電容量を測定することができる。1V,5MHzの交流を与えて、電極3,4間のインピーダンスを測定する。 The capacitance detection unit 5 is electrically connected to the first electrode 3 and the second electrode 4, and can measure the capacitance from the impedance between the first electrode 3 and the second electrode 4. The impedance between the electrodes 3 and 4 is measured by applying an alternating current of 1 V and 5 MHz.
液滴吐出制御部6は、個々のノズル2に対して、任意のタイミングで吐出信号8を与える。この場合の吐出信号8はインクジェットの圧電素子に与える駆動波形そのものでもよいが、本実施形態では駆動波形を発生させるためのトリガー信号を用いている。吐出信号8の長さは10〜100μsである。吐出判定の際の吐出周波数は数Hzでもよいが、本実施形態では、検査時間短縮のため吐出周波数10kHzとした。 The droplet discharge control unit 6 gives a discharge signal 8 to each nozzle 2 at an arbitrary timing. In this case, the ejection signal 8 may be the drive waveform itself applied to the piezoelectric element of the ink jet, but in this embodiment, a trigger signal for generating the drive waveform is used. The length of the ejection signal 8 is 10 to 100 μs. The discharge frequency at the time of discharge determination may be several Hz, but in this embodiment, the discharge frequency is set to 10 kHz in order to shorten the inspection time.
ノズル2に吐出信号8が入力されると、インク液滴30がノズル2から第2電極4に向かって吐出する。インク液滴30が吐出していない場合、第1電極3と第2電極4との間の空間の誘電率は雰囲気の誘電率であるが、インク液滴30が吐出すると、雰囲気におけるインク液滴30の存在割合の分だけ誘電率が変化する。このため、静電容量検出部5で検出される静電容量の値が変化する。
When the ejection signal 8 is input to the nozzle 2, the
吐出判定部7は、図2(b)に示すように、液滴吐出制御部6から発信された吐出信号8に応じて、静電容量検出部5で検出される静電容量をモニタする。吐出信号8から実際にインク液滴30が吐出して静電容量が変化するまで時間遅れが発生するため、吐出信号8が入力された一定時間後に、静電容量をモニタする。そして、静電容量が閾値を超えれば、ノズル2からインク液滴30が吐出されたと判定する。静電容量の変化が閾値以下で検知できなければ、ノズル2は不吐出ノズルであると判定する。
As shown in FIG. 2B, the
塗布ヘッド1の各ノズル2に対して前記判定を繰り返すことによって、塗布ヘッド1内の全てのノズル2について液滴吐出の有無を判断することができる。 By repeating the above determination for each nozzle 2 of the coating head 1, it is possible to determine the presence or absence of droplet ejection for all the nozzles 2 in the coating head 1.
液滴不吐出検出部40において、特に第2電極4の周辺には吐出したインクが付着するが、第2電極4の表面に撥水処理が施されているため、ワイパーなどのクリーニングユニットで容易に洗浄することができる。 In the droplet non-ejection detection unit 40, the ejected ink adheres particularly to the periphery of the second electrode 4, but since the surface of the second electrode 4 has been subjected to water repellent treatment, it is easy to use with a cleaning unit such as a wiper. Can be washed.
このとき、第1電極3と第2電極4とのギャップが小さくなると、検出できる静電容量の絶対値は大きくなり、第1電極3と第2電極4との間の空間に対するインク液滴30の存在割合も大きくなるので、インク吐出の有無にて静電容量の差が大きくなり、検出しやすくなる。一方、インク液滴30が電極3,4間に存在する時間が短くなるため、静電容量検出部5の高速応答性が必要になる。
At this time, when the gap between the first electrode 3 and the second electrode 4 becomes smaller, the absolute value of the detectable capacitance becomes larger, and the
前記実施形態1の構成によれば、塗布ヘッド1に形成された第1電極3と、第1電極3の液滴吐出方向に対向して配置された第2電極4との間の静電容量の変化を検出して、ノズル2からの液滴吐出の有無を判定することにより、電極3,4間に液滴が存在する時間が長くなり、検出感度が向上する。 According to the configuration of the first embodiment, the electrostatic capacitance between the first electrode 3 formed on the coating head 1 and the second electrode 4 arranged to face the droplet discharge direction of the first electrode 3. By detecting this change and determining whether or not droplets are ejected from the nozzle 2, the time during which droplets are present between the electrodes 3 and 4 is lengthened, and the detection sensitivity is improved.
(実施形態2)
図3は本発明の実施の形態2である機能性素子の製造方法および製造装置における液滴不吐出検出機能の説明図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is an explanatory diagram of a droplet non-ejection detection function in the functional element manufacturing method and manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図3において、第1電極3と第2電極4は、図2に示す実施形態1の構成と同様に配置されている。第2電極4は、天面が平坦な凸型形状になっていて、表面が撥水処理されている。第2電極4における凸形状の高さは50μm、円形の天面の面積は10000平方μmとした。 In FIG. 3, the 1st electrode 3 and the 2nd electrode 4 are arrange | positioned similarly to the structure of Embodiment 1 shown in FIG. The second electrode 4 has a convex shape with a flat top surface, and the surface is water-repellent. The height of the convex shape in the second electrode 4 was 50 μm, and the area of the circular top surface was 10,000 square μm.
また、塗布ヘッド1のノズル2が形成されていない箇所に一対の参照第1電極13が配置され、液滴不吐出検出部40上の参照第1電極13と対向する位置に参照第2電極14が配置されている。参照第1電極13と参照第2電極14は、それぞれ第1電極3と第2電極4と同様な形状になっている。 In addition, a pair of reference first electrodes 13 is arranged at a location where the nozzle 2 of the coating head 1 is not formed, and the reference second electrode 14 is located at a position facing the reference first electrode 13 on the droplet non-ejection detection unit 40. Is arranged. The reference first electrode 13 and the reference second electrode 14 have the same shape as the first electrode 3 and the second electrode 4, respectively.
静電容量差分検出部15は、第1電極3と第2電極4との間の静電容量と、参照第1電極13と参照第2電極14との間の静電容量との差分を検出する。そして、インク液滴30が吐出していない場合は、電極形状が同等であるため、それぞれの静電容量は同等になり、差分はほとんど発生しない。液滴吐出制御部6からの吐出信号8によりノズル2からインク液滴30が吐出されると、第1電極3と第2電極4間の静電容量が変化するため、参照第1電極13と参照第2電極14間の静電容量とに差分が生じる。
The capacitance difference detection unit 15 detects a difference between the capacitance between the first electrode 3 and the second electrode 4 and the capacitance between the reference first electrode 13 and the reference second electrode 14. To do. When the
吐出判定部7は、液滴吐出制御部6から発信された吐出信号8に応じて、静電容量差分検出部15で検出される静電容量の差分信号をモニタする。モニタしている間に静電容量の差分の変化を検知すれば、ノズル2からインク液滴30が吐出されたと判定する。静電容量の差分の変化が検知できなければ、ノズル2は不吐出ノズルであると判定する。
The
塗布ヘッド1の各ノズル2に対して、前記判定を繰り返すことによって、塗布ヘッド1内の全てのノズル2について、吐出の有無を判断することができる。 By repeating the above determination for each nozzle 2 of the coating head 1, it is possible to determine the presence or absence of ejection for all the nozzles 2 in the coating head 1.
第2電極4は表面に撥水処理された凸形状を有しているため、第2電極4上に着弾したインク液滴30は、第2電極4の表面を滑り落ちる。第2電極4の周辺の構造を吸水構造、あるいはメッシュ構造などにしておくことで、吐出したインク液滴30による第2電極4の汚染を抑制することができる。
Since the second electrode 4 has a convex shape that is water-repellent on the surface, the
前記実施形態2の構成によれば、第2電極4を凸型形状とすることにより、インク液滴30による第2電極4の汚染を抑制することができるため、検出感度の劣化を防止することができる。また、参照電極13,14を設けることにより、静電容量の差分で液滴吐出の有無を判断でき、検出感度を向上することができる。
According to the configuration of the second embodiment, since the second electrode 4 has a convex shape, contamination of the second electrode 4 by the
本発明は、高感度でノズルからのインク液滴の吐出/不吐出を検出することが可能であり、インクジェット方式のインク吐出に限らず、ダイコートその他の塗布手段にも適用できる。 The present invention can detect ejection / non-ejection of ink droplets from nozzles with high sensitivity, and can be applied not only to ink jet ink ejection but also to die coating and other coating means.
1 塗布ヘッド
2 ノズル
3 第1電極
4 第2電極
5 静電容量検出部
6 液滴吐出制御部
7 吐出判定部
8 吐出信号
10 基板ステージ
13 参照第1電極
14 参照第2電極
15 静電容量差分検出部
20 基板
30 インク液滴
40 液滴不吐出検出部
A 塗布欠陥
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Application | coating head 2 Nozzle 3 1st electrode 4 2nd electrode 5 Capacitance detection part 6 Droplet
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---|---|---|---|
JP2009117578A JP2010264381A (en) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Ink discharge control method, method of manufacturing functional element ink discharge device and manufacturing device for functional element |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9028039B2 (en) | 2013-10-07 | 2015-05-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
JP2019083278A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | Jnc株式会社 | Applying method of organic semiconductor solution and manufacturing method of organic semiconductor layer |
-
2009
- 2009-05-14 JP JP2009117578A patent/JP2010264381A/en active Pending
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