JP2011161343A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の液滴吐出装置では、描画にかかる時間を短縮することが困難である。
【解決手段】ワークＷに対向した状態で、液状体をワークＷに向けて液滴として吐出する吐出ヘッド３３と、吐出ヘッド３３の駆動を制御するヘッド制御部と、ワークＷと吐出ヘッド３３との間の隙間量Ｇを検出する変位測定装置１５と、を含み、ヘッド制御部は、変位測定装置１５からの前記隙間量Ｇの検出結果に基づいて、吐出ヘッド３３における前記液滴の吐出タイミングを補正する、ことを特徴とする液滴吐出装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、液滴吐出装置等に関する。

従来から、インクジェット装置などの液滴吐出装置において、液状体を液滴として吐出する吐出ヘッドから基板などのワークに液滴を吐出することによって、ワークに液状体で描画を行うことができるものがある。
このような液滴吐出装置では、従来、ワークギャップを測定した結果に応じて、ワークに対する吐出ヘッドの高さ位置を補正することができるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、ワークギャップは、吐出ヘッドとワークとの間の隙間である。

特開２００４−９３３６９号公報

ワークギャップが大きい場合と小さい場合とでは、それぞれに液滴を同じタイミングで吐出したときに、液滴がワークに着弾するまでの時間は、ワークギャップが小さい場合の方が短い。これは、ワークギャップが小さい場合の方が、吐出ヘッドからワークまでの距離が短いからである。このため、ワークギャップのばらつきが大きいと、液滴がワークに着弾するときの位置（着弾位置）の精度がばらつきやすくなる。
これに対し、上記特許文献１に記載された液滴吐出装置では、ワークギャップを一定に保った状態で、ワークに液滴を吐出することができる。これにより、着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。

しかしながら、特許文献１に記載された液滴吐出装置では、ワークギャップを測定した結果に応じて、吐出ヘッドを移動させなければならない。このため、ワークへの描画にかかる時間が長くなりやすい。
つまり、従来の液滴吐出装置では、描画にかかる時間を短縮することが困難であるという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。

［適用例１］ワークに対向した状態で、液状体を前記ワークに向けて液滴として吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、前記ワークと前記吐出ヘッドとの間の隙間量を検出する検出部と、を含み、前記ヘッド制御部は、前記検出部からの前記隙間量の検出結果に基づいて、前記吐出ヘッドにおける前記液滴の吐出タイミングを補正する、ことを特徴とする液滴吐出装置。

この適用例の液滴吐出装置は、吐出ヘッドと、ヘッド制御部と、検出部と、を含む。
吐出ヘッドは、ワークに対向した状態で、液状体をワークに向けて液滴として吐出する。
ヘッド制御部は、吐出ヘッドの駆動を制御する。
検出部は、ワークと吐出ヘッドとの間の隙間量を検出する。
この液滴吐出装置では、ヘッド制御部は、検出部からの隙間量の検出結果に基づいて、吐出ヘッドにおける液滴の吐出タイミングを補正する。
上記の構成により、ワークと吐出ヘッドとの間の隙間量がばらついていても、液滴の着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。この液滴吐出装置では、ワークと吐出ヘッドとの間の隙間量を変化させなくても、液滴の着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。このため、ワークへの描画にかかる時間が長くなることを避けやすくすることができるので、描画にかかる時間を短縮しやすくすることができる。

［適用例２］上記の液滴吐出装置であって、前記吐出ヘッドを支持するキャリッジと、前記ワークに対する前記キャリッジの位置を変化させる変位装置と、を有し、前記検出部は、前記キャリッジに設けられている、ことを特徴とする液滴吐出装置。

この適用例の液滴吐出装置は、キャリッジと、変位装置と、を有している。キャリッジは、吐出ヘッドを支持する。変位装置は、ワークに対するキャリッジの位置を変化させる。
そして、この液滴吐出装置では、検出部は、キャリッジに設けられている。このため、ワークに対する吐出ヘッドの位置が変化しても、検出部をワークに対する吐出ヘッドの変位に追従させながら、隙間量を検出させることができる。この結果、吐出ヘッドから吐出させた液滴が着弾するワークの部位における隙間量を検出しやすくすることができる。

［適用例３］上記の液滴吐出装置であって、前記ワークに対する前記キャリッジの位置を変化させながら、前記隙間量を検出する、ことを特徴とする液滴吐出装置。

この適用例の液滴吐出装置は、ワークに対するキャリッジの位置を変化させながら、隙間量を検出する。これにより、検出部をワークに対する吐出ヘッドの変位に追従させながら、隙間量を検出することができる。

［適用例４］上記の液滴吐出装置であって、前記ワークに対する前記キャリッジの変位量を所定量ごとに検出し、検出した結果を前記所定量ごとに検出信号として出力する変位量検出部を有し、前記ヘッド制御部は、前記変位量検出部からの前記検出信号をカウントするカウンターと、前記液滴の吐出を許可する許可信号を、前記カウンターのカウント値が所定値ずつ増加するたびに前記吐出ヘッドに出力する許可信号生成部と、を有し、前記許可信号生成部は、前記隙間量の検出結果に基づいて、前記カウント値における前記所定値を増減させることによって、前記許可信号の出力タイミングをずらす、ことを特徴とする液滴吐出装置。

この適用例の液滴吐出装置は、変位量検出部を有している。変位量検出部は、ワークに対するキャリッジの変位量を所定量ごとに検出し、検出した結果を所定量ごとに検出信号として出力する。
ヘッド制御部は、カウンターと、許可信号生成部と、を有している。
カウンターは、変位量検出部からの検出信号をカウントする。
許可信号生成部は、液滴の吐出を許可する許可信号を吐出ヘッドに出力する。許可信号生成部は、カウンターのカウント値が所定値ずつ増加するたびに許可信号を出力する。
この液滴吐出装置では、許可信号生成部は、隙間量の検出結果に基づいて、カウント値における所定値を増減させることによって、許可信号の出力タイミングをずらす。これにより、隙間量の検出結果に基づいて、吐出ヘッドにおける液滴の吐出タイミングを補正することができる。

本実施形態における液滴吐出装置の概略の構成を示す斜視図。 本実施形態におけるキャリッジを図１中のＡ視方向に見たときの正面図。 本実施形態におけるヘッドユニットの底面図。 図２中のＢ−Ｂ線における断面図。 本実施形態における液滴吐出装置の概略の構成を示すブロック図。 本実施形態における吐出制御部及び吐出ヘッドの概略の構成を示すブロック図。 本実施形態における描画処理の流れを示す図。 本実施例における検出信号及びラッチ指令を示すタイミングチャート。 本実施例における検出信号及びラッチ指令を示すタイミングチャート。 本実施形態における吐出処理の流れを示す図。

図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、各図面において、それぞれの構成を認識可能な程度の大きさにするために、構成や部材の縮尺が異なっていることがある。

実施形態における液滴吐出装置１は、概略の構成を示す斜視図である図１に示すように、ワーク搬送装置３と、キャリッジ７と、キャリッジ搬送装置９と、メンテナンス装置１１と、を有している。
キャリッジ７には、ヘッドユニット１３と、変位測定装置１５と、が設けられている。
液滴吐出装置１では、ヘッドユニット１３と基板などのワークＷとの平面視での相対位置を変化させつつ、ヘッドユニット１３から液状体を液滴として吐出させることによって、ワークＷに液状体で所望のパターンを描画することができる。なお、図中のＹ方向はワークＷの移動方向を示し、Ｘ方向は平面視でＹ方向とは直交する方向を示している。また、Ｘ方向及びＹ方向によって規定されるＸＹ平面と直交する方向は、Ｚ方向として規定される。

このような液滴吐出装置１は、例えば、液晶表示パネル等に用いられるカラーフィルターの製造や、有機ＥＬ装置の製造などに適用され得る。
赤、緑及び青の３色のフィルターエレメントを有するカラーフィルターの場合、液滴吐出装置１は、例えば、基板に赤、緑及び青の各着色層を形成する工程で好適に使用され得る。この場合、ヘッドユニット１３から各着色層に対応する各液状体を、ワークＷに液滴として吐出させることによって、ワークＷに赤、緑及び青のそれぞれのフィルターエレメントのパターンが描画される。
また、有機ＥＬ装置の製造では、例えば、赤、緑及び青の画素ごとに、各色に対応する機能層（有機層）を形成する工程で好適に使用され得る。この場合、ヘッドユニット１３から各色の機能層に対応する各液状体を、ワークＷに液滴として吐出させることによって、ワークＷに赤、緑及び青のそれぞれの機能層のパターンが描画される。

ここで、液滴吐出装置１の各構成について、詳細を説明する。
ワーク搬送装置３は、図１に示すように、定盤２１と、ガイドレール２３ａと、ガイドレール２３ｂと、ワークテーブル２５と、テーブル位置検出装置２７と、を有している。
定盤２１は、例えば石などの熱膨張係数が小さい材料で構成されており、Ｙ方向に沿って延びるように据えられている。ガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂは、定盤２１の上面２１ａ上に配設されている。ガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂは、それぞれ、Ｙ方向に沿って延在している。ガイドレール２３ａとガイドレール２３ｂとは、互いにＸ方向に隙間をあけた状態で並んでいる。

ワークテーブル２５は、ガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂを挟んで定盤２１の上面２１ａに対向した状態で設けられている。ワークテーブル２５は、定盤２１から浮いた状態でガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂ上に載置されている。ワークテーブル２５は、ワークＷが載置される面である載置面２５ａを有している。載置面２５ａは、定盤２１側とは反対側（上側）に向けられている。ワークテーブル２５は、ガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂによってＹ方向に沿って案内され、定盤２１上をＹ方向に沿って往復移動可能に構成されている。
テーブル位置検出装置２７は、定盤２１の上面２１ａに設けられており、Ｙ方向に延在している。テーブル位置検出装置２７は、ガイドレール２３ａとガイドレール２３ｂとの間に設けられている。テーブル位置検出装置２７は、ワークテーブル２５のＹ方向における位置を検出する。

ワークテーブル２５は、図示しない移動機構及び動力源によって、Ｙ方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、ワークテーブル２５をＹ方向に沿って移動させるための動力源として、後述するワーク搬送モーターが採用されている。ワーク搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
ワーク搬送モーターからの動力は、移動機構を介してワークテーブル２５に伝達される。これにより、ワークテーブル２５は、ガイドレール２３ａ及びガイドレール２３ｂに沿って、すなわちＹ方向に沿って往復移動することができる。つまり、ワーク搬送装置３は、ワークテーブル２５の載置面２５ａに載置されたワークＷを、Ｙ方向に沿って往復移動させることができる。

ヘッドユニット１３は、キャリッジ７を図１中のＡ視方向に見たときの正面図である図２に示すように、ヘッドプレート３１と、吐出ヘッド３３と、を有している。
吐出ヘッド３３は、底面図である図３に示すように、ノズル面３５を有している。ノズル面３５には、複数のノズル３７が形成されている。なお、図３では、ノズル３７をわかりやすく示すため、ノズル３７が誇張され、且つノズル３７の個数が減じられている。
吐出ヘッド３３において、複数のノズル３７は、Ｙ方向に沿って配列する８本のノズル列３９を構成している。８本のノズル列３９は、Ｘ方向に互いに隙間をあけた状態で並んでいる。各ノズル列３９において、複数のノズル３７は、Ｙ方向に沿って所定のノズル間隔Ｐで形成されている。

以下において、８本のノズル列３９のそれぞれが識別される場合に、ノズル列３９ａ、ノズル列３９ｂ、ノズル列３９ｃ、ノズル列３９ｄ、ノズル列３９ｅ、ノズル列３９ｆ、ノズル列３９ｇ及びノズル列３９ｈという表記が用いられる。
吐出ヘッド３３において、ノズル列３９ａとノズル列３９ｂとは、互いにＹ方向にＰ／２の距離だけずれている。ノズル列３９ｃ及びノズル列３９ｄも、互いにＹ方向にＰ／２の距離だけずれている。同様に、ノズル列３９ｅ及びノズル列３９ｆも、互いにＹ方向にＰ／２の距離だけずれており、ノズル列３９ｇ及びノズル列３９ｈも、互いにＹ方向にＰ／２の距離だけずれている。

変位測定装置１５は、図２に示すように、それぞれ、Ｘ方向にヘッドユニット１３と隣り合う位置に設けられている。
変位測定装置１５は、ワークＷのＺ方向における変位量を検出する。この検出結果から、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇの変化が把握され得る。
本実施形態では、変位測定装置１５として、レーザー変位計が採用されている。レーザー変位計では、レーザー光１６をワークＷに向けて照射し、ワークＷで反射した反射光１６ａの位置の変化を検出することによって、ワークＷのＺ方向における変位量が検出される。

吐出ヘッド３３は、図２中のＢ−Ｂ線における断面図である図４に示すように、ノズルプレート４６と、キャビティープレート４７と、振動板４８と、複数の圧電素子４９と、を有している。
ノズルプレート４６は、ノズル面３５を有している。複数のノズル３７は、ノズルプレート４６に設けられている。
キャビティープレート４７は、ノズルプレート４６のノズル面３５とは反対側の面に設けられている。キャビティープレート４７には、複数のキャビティー５１が形成されている。各キャビティー５１は、各ノズル３７に対応して設けられており、対応する各ノズル３７に連通している。各キャビティー５１には、図示しないタンクから機能液５３が供給される。

振動板４８は、キャビティープレート４７のノズルプレート４６側とは反対側の面に設けられている。振動板４８は、Ｚ方向に振動（縦振動）することによって、キャビティー５１内の容積を拡大したり、縮小したりする。
複数の圧電素子４９は、それぞれ、圧電体４９ａを一対の電極４９ｂ及び電極４９ｃで挟持した構成を有している。複数の圧電素子４９は、それぞれ、振動板４８のキャビティープレート４７側とは反対側の面に設けられている。各圧電素子４９は、各キャビティー５１に対応して設けられており、振動板４８を挟んで各キャビティー５１に対向している。各圧電素子４９は、駆動信号に基づいて、伸張する。これにより、振動板４８がキャビティー５１内の容積を縮小する。このとき、キャビティー５１内の機能液５３に圧力が付与される。その結果、ノズル３７から、機能液５３が液滴５５として吐出される。吐出ヘッド３３による液滴５５の吐出法は、インクジェット法の１つである。インクジェット法は、塗布法の１つである。

上記の構成を有する吐出ヘッド３３は、図２に示すように、ノズル面３５がヘッドプレート３１から突出した状態で、ヘッドプレート３１に支持されている。
キャリッジ７は、図２に示すように、ヘッドユニット１３を支持している。ここで、ヘッドユニット１３は、ノズル面３５がＺ方向の下方に向けられた状態でキャリッジ７に支持されている。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子４９が採用されているが、機能液５３に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液に圧力を付与する構成も採用され得る。

本実施形態では、機能液５３として、相互に色が異なる４種類の機能液５３が採用されている。４種類の機能液５３において、相互に異なる色は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）である。
なお、以下において、４種類の機能液５３を色ごとに識別する場合に、機能液５３Ｙ、機能液５３Ｍ、機能液５３Ｃ、及び機能液５３Ｋという表記が用いられる。
本実施形態では、異なる４色の機能液５３が採用されているので、画像におけるカラー表示が実現され得る。
吐出ヘッド３３において、前述した８本のノズル列３９（図３）は、機能液５３の色ごとに区分されている。本実施形態では、ノズル列３９ａ及びノズル列３９ｂに属するノズル３７は、機能液５３Ｋを液滴５５として吐出する。ノズル列３９ｃ及びノズル列３９ｄに属するノズル３７は、機能液５３Ｃを液滴５５として吐出する。ノズル列３９ｅ及びノズル列３９ｆに属するノズル３７は、機能液５３Ｍを液滴５５として吐出する。ノズル列３９ｇ及びノズル列３９ｈに属するノズル３７は、機能液５３Ｙを液滴５５として吐出する。

キャリッジ搬送装置９は、図１に示すように、架台６１と、ガイドレール６３と、キャリッジ位置検出装置６５と、を有している。
架台６１は、Ｘ方向に延在しており、ワーク搬送装置３及びメンテナンス装置１１をＸ方向にまたいでいる。架台６１は、ワークテーブル２５の定盤２１側とは反対側で、ワーク搬送装置３及びメンテナンス装置１１のそれぞれに対向している。架台６１は、支柱６７ａと支柱６７ｂとによって支持されている。支柱６７ａ及び支柱６７ｂは、定盤２１を挟んでＸ方向に互いに対峙する位置に設けられている。支柱６７ａ及び支柱６７ｂは、それぞれ、ワークテーブル２５よりもＺ方向の上方に突出している。これにより、架台６１とワークテーブル２５との間、及び架台６１とメンテナンス装置１１との間には、それぞれ隙間が保たれている。

ガイドレール６３は、架台６１の定盤２１側に設けられている。ガイドレール６３は、Ｘ方向に沿って延在しており、架台６１のＸ方向における幅にわたって設けられている。
前述したキャリッジ７は、ガイドレール６３に支持されている。キャリッジ７がガイドレール６３に支持された状態において、吐出ヘッド３３のノズル面３５は、Ｚ方向においてワークテーブル２５側に向いている。キャリッジ７は、ガイドレール６３によってＸ方向に沿って案内され、Ｘ方向に往復動可能な状態でガイドレール６３に支持されている。なお、平面視で、キャリッジ７がワークテーブル２５に重なっている状態において、ノズル面３５とワークテーブル２５の載置面２５ａとは、互いに隙間を保った状態で対向する。
キャリッジ位置検出装置６５は、架台６１とキャリッジ７との間に設けられており、Ｘ方向に延在している。キャリッジ位置検出装置６５は、キャリッジ７のＸ方向における位置を検出する。

本実施形態では、キャリッジ位置検出装置６５は、図示しないエンコーダーと、スケールと、を有している。スケールは、Ｘ方向に沿って設けられている。エンコーダーは、キャリッジ７に設けられている。
スケールには、多数の目盛りがＸ方向に沿って所定間隔で刻まれている。エンコーダーは、スケールに刻まれている目盛りを光学的に検出し、検出した結果をパルス状の検出信号として出力する。
本実施形態では、エンコーダーによるスケールの目盛りの検出に基づいて、キャリッジ７のＸ方向における位置が制御される。
なお、エンコーダーからの検出信号は、後述するヘッド制御部に入力される。

キャリッジ７は、図示しない移動機構及び動力源によって、Ｘ方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ７をＸ方向に沿って移動させるための動力源として、後述するキャリッジ搬送モーターが採用されている。キャリッジ搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
キャリッジ搬送モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ７に伝達される。これにより、キャリッジ７は、ガイドレール６３に沿って、すなわちＸ方向に沿って往復移動することができる。つまり、キャリッジ搬送装置９は、キャリッジ７に支持されたヘッドユニット１３を、Ｘ方向に沿って往復移動させることができる。

メンテナンス装置１１は、図１に示すように、定盤７１と、ガイドレール７３ａと、ガイドレール７３ｂと、保守テーブル７５と、キャッピングユニット７６と、フラッシングユニット７７と、ワイピングユニット７９と、を有している。
定盤７１は、例えば石などの熱膨張係数が小さい材料で構成されており、Ｘ方向に支柱６７ａを挟んで定盤２１と対峙する位置に設けられている。
ガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂは、定盤７１の上面７１ａ上に配設されている。ガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂは、それぞれ、Ｙ方向に沿って延在している。ガイドレール７３ａとガイドレール７３ｂとは、互いにＸ方向に隙間をあけた状態で並んでいる。
保守テーブル７５は、ガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂを挟んで定盤７１の上面７１ａに対向した状態で設けられている。保守テーブル７５は、定盤７１から浮いた状態でガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂ上に載置されている。

保守テーブル７５には、キャッピングユニット７６や、フラッシングユニット７７、ワイピングユニット７９などの保守ユニットが載置される。本実施形態では、保守ユニットは、キャッピングユニット７６と、フラッシングユニット７７と、ワイピングユニット７９と、を含んでいる。
保守テーブル７５は、ガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂによってＹ方向に沿って案内され、定盤７１上をＹ方向に沿って往復移動可能に構成されている。
フラッシングユニット７７は、保守テーブル７５の定盤７１側とは反対側に設けられている。
ここで、ワークＷへのパターンの描画とは無関係に、吐出ヘッド３３から液状体を吐出させる動作は、フラッシング動作と呼ばれる。フラッシング動作には、例えば、ノズル３７内に滞留する液状体がノズル３７内で固化してしまうことを予防する効果がある。フラッシングユニット７７は、フラッシング動作のときに、吐出ヘッド３３から吐出される液状体を受ける装置である。

キャッピングユニット７６は、吐出ヘッド３３に蓋をする装置である。吐出ヘッド３３から吐出される液状体では、液体成分が蒸発することがある。一般的に、液状体における液体成分が蒸発すると、液状体の粘度が高くなる。吐出ヘッド３３内の液状体の粘度が高くなると、ノズル３７における液滴５５を吐出する性能（以下、吐出性能と呼ぶ）が低下することがある。吐出性能の低下としては、例えば、ノズル３７から吐出された液滴５５の進行方向が曲がってしまったり（飛行曲がり）、ノズル３７から液滴５５が吐出されなかったり（不吐出）することなどが挙げられる。なお、キャッピングユニット７６で吐出ヘッド３３に蓋をする動作は、キャッピング動作と呼ばれる。

キャッピングユニット７６は、吐出ヘッド３３に蓋をすることで、液状体における液体成分がノズルから蒸発することを低く抑える。これにより、吐出ヘッド３３における吐出性能を維持しやすくすることができる。
ワイピングユニット７９は、吐出ヘッド３３のノズル面３５を拭く装置である。液滴吐出装置１では、ノズル面３５に液状体が付着することがある。ノズル面３５に液状体が付着すると、吐出ヘッド３３における吐出性能が低下することがある。ワイピングユニット７９は、ノズル面３５を拭くことによって、ノズル面３５に付着している液状体を払拭する。これにより、吐出ヘッド３３における吐出性能を維持しやすくすることができる。なお、ワイピングユニット７９でノズル面３５を拭く動作は、ワイピング動作と呼ばれる。

保守テーブル７５は、図示しない移動機構及び動力源によって、Ｙ方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、保守テーブル７５をＹ方向に沿って移動させるための動力源として、後述するテーブル搬送モーターが採用されている。テーブル搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
テーブル搬送モーターからの動力は、移動機構を介して保守テーブル７５に伝達される。これにより、保守テーブル７５は、ガイドレール７３ａ及びガイドレール７３ｂに沿って、すなわちＹ方向に沿って往復移動することができる。
つまり、メンテナンス装置１１は、キャッピングユニット７６や、フラッシングユニット７７、ワイピングユニット７９などの保守ユニットを、Ｙ方向に沿って往復移動させることができる。これにより、平面視で吐出ヘッド３３がメンテナンス装置１１に重なっている状態において、吐出ヘッド３３をキャッピングユニット７６、フラッシングユニット７７及びワイピングユニット７９のそれぞれに対向させることができる。

液滴吐出装置１は、図５に示すように、上記の各構成の動作を制御する制御部１１１を有している。制御部１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１３と、駆動制御部１１５と、メモリー部１１７と、を有している。駆動制御部１１５及びメモリー部１１７は、バス１１９を介してＣＰＵ１１３に接続されている。
また、液滴吐出装置１は、キャリッジ搬送モーター１２１と、ワーク搬送モーター１２３と、テーブル搬送モーター１２５と、入力装置１２９と、表示装置１３１と、を有している。また、キャリッジ位置検出装置６５は、前述したエンコーダー１２７を有している。
キャリッジ搬送モーター１２１、ワーク搬送モーター１２３、及びテーブル搬送モーター１２５は、それぞれ、入出力インターフェース１３３とバス１１９とを介して制御部１１１に接続されている。また、入力装置１２９及び表示装置１３１も、それぞれ、入出力インターフェース１３３とバス１１９とを介して制御部１１１に接続されている。

キャリッジ搬送モーター１２１は、キャリッジ７を駆動するための動力を発生させる。ワーク搬送モーター１２３は、ワークテーブル２５を駆動するための動力を発生させる。テーブル搬送モーター１２５は、保守テーブル７５を駆動するための動力を発生させる。入力装置１２９は、各種の加工条件を入力する装置である。表示装置１３１は、加工条件や、作業状況を表示する装置である。液滴吐出装置１を操作するオペレーターは、表示装置１３１に表示される情報を確認しながら、入力装置１２９を介して種々の情報を入力することができる。
なお、キャリッジ位置検出装置６５、テーブル位置検出装置２７及び吐出ヘッド３３も、それぞれ、入出力インターフェース１３３とバス１１９とを介して制御部１１１に接続されている。また、変位測定装置１５、及びメンテナンス装置１１も、それぞれ、入出力インターフェース１３３とバス１１９とを介して制御部１１１に接続されている。

ＣＰＵ１１３は、プロセッサーとして各種の演算処理を行う。駆動制御部１１５は、各構成の駆動を制御する。メモリー部１１７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ＲＯＭ（Read-Only Memory）などを含んでいる。メモリー部１１７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１３５を記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部１３７などが設定されている。データ展開部１３７に展開されるデータとしては、例えば、描画すべきパターンが示される描画データや、描画処理等のプログラムデータなどが挙げられる。
駆動制御部１１５は、モーター制御部１４１と、位置検出制御部１４３と、吐出制御部１４５と、変位測定制御部１４７と、保守制御部１４９と、表示制御部１５１と、を有している。

モーター制御部１４１は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、キャリッジ搬送モーター１２１の駆動と、ワーク搬送モーター１２３の駆動と、テーブル搬送モーター１２５の駆動とを、個別に制御する。
位置検出制御部１４３は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置６５と、テーブル位置検出装置２７とを、個別に制御する。
位置検出制御部１４３は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置６５にキャリッジ７のＸ方向における位置を検出させ、且つ検出結果をＣＰＵ１１３に出力する。
また、位置検出制御部１４３は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、テーブル位置検出装置２７にワークテーブル２５のＹ方向における位置を検出させ、且つ検出結果をＣＰＵ１１３に出力する。

吐出制御部１４５は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、吐出ヘッド３３の駆動を制御する。
変位測定制御部１４７は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、変位測定装置１５を制御する。変位測定制御部１４７は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、変位測定装置１５にワークＷのＺ方向における変位量を検出させ、且つ検出結果をＣＰＵ１１３に出力する。
保守制御部１４９は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、メンテナンス装置１１におけるキャッピングユニット７６や、フラッシングユニット７７、ワイピングユニット７９などの保守ユニットの駆動を個別に制御する。
表示制御部１５１は、ＣＰＵ１１３からの指令に基づいて、表示装置１３１の駆動を制御する。

吐出制御部１４５は、図６に示すように、駆動信号生成部１６１と、クロック信号発生部１６３と、カウンター１６５と、ラッチ信号発生部１６７と、を有している。
また、吐出ヘッド３３は、駆動選択回路１７１を有している。駆動選択回路１７１は、シフトレジスター１７３と、ラッチ回路１７５と、レベルシフター１７７と、スイッチング回路１７９と、を有している。
駆動信号生成部１６１は、圧電素子４９を駆動するための駆動信号ＣＯＭを生成して、この駆動信号ＣＯＭを吐出ヘッド３３の駆動選択回路１７１に出力する。なお、この駆動信号生成部１６１は、メモリー部１１７（図５）に格納されている波形データＷＤに基づいて、駆動信号ＣＯＭを所定の波形に形成する。

クロック信号発生部１６３は、クロック信号ＳＣＫを生成して、このクロック信号ＳＣＫを、吐出ヘッド３３の駆動選択回路１７１に出力する。
カウンター１６５は、例えばフリップフロップなどを備えるカウンター回路で構成され、エンコーダー１２７からの検出信号ＰＬＳをカウントする。カウントしたカウント値は、ＣＰＵ１１３によって、カウントデータＣＩとして読み出される。
ラッチ信号発生部１６７は、ＣＰＵ１１３からのラッチ指令ＰＭＴに基づいて、ラッチ信号ＬＴを発生させる。ラッチ信号発生部１６７からのラッチ信号ＬＴは、吐出ヘッド３３の駆動選択回路１７１及び吐出制御部１４５の駆動信号生成部１６１に入力される。なお、駆動信号生成部１６１は、ラッチ信号ＬＴに基づいて、駆動信号ＣＯＭを駆動選択回路１７１に出力する。

シフトレジスター１７３は、吐出データＳＩを、クロック信号ＳＣＫに基づいて順次シフトさせながら格納する。
吐出データＳＩは、各圧電素子４９に対して、各ノズル３７から液滴５５（図４）を吐出させるか否かを指示するデータである。この吐出データＳＩは、データ展開部１３７（図５）に展開される描画データに基づいて、吐出制御部１４５に入力される。吐出制御部１４５に入力された吐出データＳＩは、吐出制御部１４５を介してシフトレジスター１７３に入力される。
ラッチ回路１７５は、シフトレジスター１７３に格納されている吐出データＳＩを、吐出制御部１４５からのラッチ信号ＬＴに基づいて、パラレルデータとしてラッチする。
レベルシフター１７７は、ラッチ回路１７５からのラッチ出力を後述するスイッチング回路１７９で必要とする電圧に変換する。

スイッチング回路１７９は、図示しない複数のスイッチング素子を有している。複数のスイッチング素子は、それぞれ、圧電素子４９に対応して設けられている。つまり、１つのスイッチング素子は、１つの圧電素子４９に対応している。各スイッチング素子は、ＰチャネルＦＥＴ（Field Effect Transistor）とＮチャネルＦＥＴとを組み合わせたトランスミッションゲートで構成されている。
各スイッチング素子は、オン状態のときに、各圧電素子４９の一方の電極４９ｂと駆動信号生成部１６１とを電気的につなげる。なお、各圧電素子４９の他方の電極４９ｃは、グランド電位に保たれている。
スイッチング回路１７９は、レベルシフター１７７によって変換された電圧が各スイッチング素子にゲート電圧として入力されると、駆動信号生成部１６１から出力される駆動信号ＣＯＭを各圧電素子４９に供給する。
圧電素子４９に駆動信号ＣＯＭが供給されると、この圧電素子４９に対応するノズル３７から液滴５５が吐出される。そして、吐出された液滴５５がワークＷに着弾することによって、ワークＷにドットが形成される。これにより、ワークＷには、ドットの集合によって文字や画像が表現される。

ここで、液滴吐出装置１における描画処理について説明する。
液滴吐出装置１では、制御部１１１が入力装置１２９から入出力インターフェース１３３及びバス１１９を介して描画データを受け取ると、ＣＰＵ１１３によって図７に示す描画処理が開始される。
ここで、描画データは、機能液５３（液状体）でワークＷに描画すべきパターンを指示するものであり、描画すべきパターンがビットマップ状に表現されている。ワークＷへのパターンの描画は、吐出ヘッド３３をワークＷに対向させた状態で、吐出ヘッド３３とワークＷとを相対的に往復移動させながら、吐出ヘッド３３から液滴５５を吐出させることによって行われる。

描画処理では、ＣＰＵ１１３は、まず、ステップＳ１において、キャリッジ搬送指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、モーター制御部１４１は、キャリッジ搬送モーター１２１の駆動を制御して、キャリッジ７を描画エリアの往路開始位置に移動させる。ここで、描画エリアは、図１に示すワークテーブル２５によってＹ方向に沿って描かれる軌跡と、吐出ヘッド３３によってＸ方向に沿って描かれる軌跡とが重なり合う領域である。往路開始位置は、キャリッジ７を往復移動させるときの往路が開始する位置である。本実施形態では、往路開始位置は、Ｘ方向において、メンテナンス装置１１とワークテーブル２５との間に位置している。往路開始位置は、平面視で、ワークテーブル２５の外側に位置している。
次いで、ステップＳ２において、ＣＰＵ１１３は、ワーク搬送指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、モーター制御部１４１は、ワーク搬送モーター１２３の駆動を制御して、ワークＷを描画エリアに移動させる。

次いで、ステップＳ３において、ＣＰＵ１１３は、キャリッジ走査指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、モーター制御部１４１は、キャリッジ搬送モーター１２１の駆動を制御して、キャリッジ７の移動を開始させる。
ここで、キャリッジ７は、上述した往路開始位置と復路開始位置との間を往復移動する。つまり、往路開始位置から復路開始位置で折り返して往路開始位置に戻る経路がキャリッジ７の１往復である。このため、本実施形態では、往路開始位置から復路開始位置に向かう経路がキャリッジ７の往路である。他方で、復路開始位置から往路開始位置に向かう経路がキャリッジ７の復路である。
なお、復路開始位置は、Ｘ方向にワークテーブル２５（図１）を挟んで往路開始位置に対峙する位置である。復路開始位置は、平面視で、ワークテーブル２５の外側に位置している。このため、往路開始位置と復路開始位置とは、平面視で、ワークテーブル２５をＸ方向に挟んで互いに対峙している。

次いで、ステップＳ４において、ＣＰＵ１１３は、吐出処理を実施する。吐出処理については、詳細を後述する。吐出処理では、吐出制御部１４５（図５）は、吐出ヘッド３３の駆動を制御して、描画データに基づいて、各ノズル３７から液滴５５を吐出させる。これにより、往路での描画が行われる。ステップＳ４における吐出処理が終了すると、往路での描画が終了する。
次いで、ステップＳ５において、ＣＰＵ１１３は、改行指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、改行指令を受けたモーター制御部１４１は、ワーク搬送モーター１２３の駆動を制御して、ワークＷをＹ方向に移動（改行）させ、ワークＷにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。

次いで、ステップＳ６において、ＣＰＵ１１３は、キャリッジ走査指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、モーター制御部１４１は、キャリッジ搬送モーター１２１の駆動を制御して、キャリッジ７の移動を開始させる。
次いで、ステップＳ７において、ＣＰＵ１１３は、後述する吐出処理を実施する。これにより、復路での描画が行われる。ステップＳ７における吐出処理が終了すると、復路での描画が終了する。

次いで、ステップＳ８において、ＣＰＵ１１３は、改行指令をモーター制御部１４１（図５）に出力する。このとき、改行指令を受けたモーター制御部１４１は、ワーク搬送モーター１２３の駆動を制御して、ワークＷをＹ方向に移動（改行）させ、ワークＷにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。
次いで、ステップＳ９において、ＣＰＵ１１３は、描画データが終了したか否かを判定する。このとき、描画データが終了した（Ｙｅｓ）と判定されると、処理が終了する。他方で、描画データが終了していない（Ｎｏ）と判定されると、処理がステップＳ３に移行する。

ここで、吐出処理について説明する。
吐出処理において、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが所定の範囲内に収まっている状態では、ＣＰＵ１１３（図５）は、カウンター１６５のカウント値が所定値ずつ増加するたびにラッチ指令ＰＭＴを出力する。つまり、隙間量Ｇが所定の範囲内に収まっている状態では、図８に示すように、エンコーダー１２７から検出信号ＰＬＳが所定回数（本例では、５回）ずつ出力されるたびに、ラッチ指令ＰＭＴが出力される。図８に示す例では、区間Ｌ１、区間Ｌ２、及び区間Ｌ３のいずれにおいても、検出信号ＰＬＳが５回ずつ出力される。
前述したように、ラッチ指令ＰＭＴが出力されると、吐出ヘッド３３から液滴５５が吐出される。このことは、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが所定の範囲内に収まっている状態において、キャリッジ７がＸ方向に所定量ずつ移動するたびに、液滴５５がワークＷに向けて吐出されることを意味する。

他方で、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲を超えた状態では、この状態を補償する方向に液滴５５の吐出タイミングが補正される。
例えば、隙間量Ｇが許容範囲を超えて大きい場合、図９に示すように、区間Ｌ５において、検出信号ＰＬＳが所定回数（本例では、５回）よりも少ない回数（本例では、４回）でラッチ指令ＰＭＴが出力される。
また、例えば、隙間量Ｇが許容範囲を超えて小さい場合、区間Ｌ６において、検出信号ＰＬＳが所定回数（本例では、５回）よりも多い回数（本例では、６回）でラッチ指令ＰＭＴが出力される。

上記により、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲を超えた状態において、この状態を補償する方向に液滴５５の吐出タイミングを補正することができる。これにより、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇがばらついていても、液滴５５のワークＷに対する着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。
また、本実施形態では、吐出ヘッド３３とワークＷの間の隙間量Ｇを機械的に変化させなくても、液滴５５の着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。このため、ワークＷへの描画にかかる時間が長くなることを避けやすくすることができるので、描画にかかる時間を短縮しやすくすることができる。

吐出処理では、図１０に示すように、ＣＰＵ１１３は、まず、ステップＳ３１において、変数Ｎに０を代入して、変数Ｎを初期化する。変数Ｎは、ラッチ信号ＬＴを出力する間隔を規定する変数である。
次いで、ステップＳ３２において、ＣＰＵ１１３は、変数Ｎに定数Ａを加算して新たな変数Ｎとする。定数Ａは、エンコーダー１２７から出力される検出信号ＰＬＳの回数を指定する定数である。上述した図８及び図９に示す例では、定数Ａの値は、５である。
次いで、ステップＳ３３において、ＣＰＵ１１３は、変位検出指令を変位測定制御部１４７（図５）に出力する。このとき、変位測定制御部１４７は、変位測定装置１５を制御して、変位測定装置１５にワークＷのＺ方向における変位量を検出させる。
次いで、ステップＳ３４において、ＣＰＵ１１３は、変位測定装置１５が検出したワークＷのＺ方向における変位量から、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇを演算する。

次いで、ステップＳ３５において、ＣＰＵ１１３は、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲外であるか否かを判定する。このとき、隙間量Ｇが許容範囲外である（Ｙｅｓ）と判定されると、処理がステップＳ３６に移行する。他方で、隙間量Ｇが許容範囲外でない（Ｎｏ）と判定されると、処理がステップＳ３８に移行する。
ステップＳ３６において、ＣＰＵ１１３は、補正数ｎを演算する。補正数ｎは、検出信号ＰＬＳの回数を加減するものである。
吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲を超えて大きい場合、補正数ｎは、負の値となる。例えば、図９に示す区間Ｌ５の例では、−１である。
他方で、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲を超えて小さい場合、補正数ｎは、正の値となる。図９に示す区間Ｌ６の例では、＋１である。

次いで、ステップＳ３７において、ＣＰＵ１１３は、変数Ｎに補正数ｎを加算して新たな変数Ｎとする。
ステップＳ３８において、ＣＰＵ１１３は、カウンター１６５（図６）からカウントデータＣＩを読み取る。
次いで、ステップＳ３９において、ＣＰＵ１１３は、カウントデータＣＩに示されるカウント値が変数Ｎの値に等しくなったか否かを判定する。このとき、カウント値が変数Ｎの値に等しい（Ｙｅｓ）と判定されると、処理がステップＳ４０に移行する。他方で、カウント値が変数Ｎの値に等しくない（Ｎｏ）と判定されると、処理がステップＳ３８に移行する。
ステップＳ４０において、ＣＰＵ１１３は、ラッチ指令ＰＭＴをラッチ信号発生部１６７（図６）に出力する。

次いで、ステップＳ４１において、ＣＰＵ１１３は、キャリッジ７の位置が折り返し位置に到達したか否かを判定する。
ここで、キャリッジ７が往路を移動しているときには、復路開始位置が折り返し位置となる。他方で、キャリッジ７が復路を移動しているときには、往路開始位置が折り返し位置となる。
ステップＳ４１でキャリッジ７の位置が折り返し位置に到達した（Ｙｅｓ）と判定されると、処理がステップＳ４２に移行する。他方で、キャリッジ７の位置が折り返し位置に到達していない（Ｎｏ）と判定されると、処理がステップＳ３２に移行する。

ステップＳ４２において、ＣＰＵ１１３は、吐出停止指令を吐出制御部１４５（図５）に出力する。このとき、吐出制御部１４５は、吐出ヘッド３３の駆動を停止して、各ノズル３７からの液滴５５の吐出を停止させる。
次いで、ステップＳ４３において、ＣＰＵ１１３は、キャリッジ停止指令をモーター制御部１４１（図５）に出力してから、処理を描画処理（図７）に戻す。このとき、ステップＳ４３では、モーター制御部１４１は、キャリッジ搬送モーター１２１の駆動を制御して、キャリッジ７の移動を停止させる。

本実施形態において、機能液５３が液状体に対応し、吐出制御部１４５がヘッド制御部に対応し、変位測定装置１５が検出部に対応し、キャリッジ搬送装置９が変位装置に対応し、エンコーダー１２７が変位量検出部に対応している。また、ラッチ信号ＬＴが許可信号に対応し、ステップＳ３６、Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ３９及びＳ４０の処理がヘッド制御部及び許可信号生成部に対応している。
本実施形態によれば、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇが許容範囲を超えた状態において、この状態を補償する方向に液滴５５の吐出タイミングを補正することができる。これにより、吐出ヘッド３３とワークＷとの間の隙間量Ｇがばらついていても、液滴５５のワークＷに対する着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。
また、本実施形態では、吐出ヘッド３３とワークＷの間の隙間量Ｇを機械的に変化させなくても、液滴５５の着弾位置の精度を保ちやすくすることができる。このため、ワークＷへの描画にかかる時間が長くなることを避けやすくすることができるので、描画にかかる時間を短縮しやすくすることができる。

また、本実施形態では、変位測定装置１５がキャリッジ７に設けられている。このため、ワークＷに対する吐出ヘッド３３の位置が変化しても、変位測定装置１５をワークＷに対する吐出ヘッド３３の変位に追従させながら、隙間量Ｇを検出させることができる。この結果、吐出ヘッド３３から吐出させた液滴５５が着弾するワークＷの部位における隙間量Ｇを検出しやすくすることができる。
また、本実施形態では、ワークＷに対するキャリッジ７の位置を変化させながら、隙間量Ｇを検出させる。これにより、変位測定装置１５をワークＷに対する吐出ヘッド３３の変位に追従させながら、隙間量Ｇを検出させることができる。
なお、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４種類の機能液５３が採用されている。しかしながら、機能液５３の色は、これらの４種類に限定されない。機能液５３の色としては、例えば、これらの４種類にライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６種類等、１種類以上の任意の種類の機能液５３が採用され得る。

１…液滴吐出装置、３…ワーク搬送装置、７…キャリッジ、９…キャリッジ搬送装置、１３…ヘッドユニット、１５…変位測定装置、３３…吐出ヘッド、３７…ノズル、５３…機能液、５５…液滴、６５…キャリッジ位置検出装置、１１１…制御部、１１３…ＣＰＵ、１１５…駆動制御部、１２７…エンコーダー、１４５…吐出制御部、１４７…変位測定制御部、１６１…駆動信号生成部、１６３…クロック信号発生部、１６５…カウンター、１６７…ラッチ信号発生部、Ｗ…ワーク。

Claims (4)

1. ワークに対向した状態で、液状体を前記ワークに向けて液滴として吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、
   前記ワークと前記吐出ヘッドとの間の隙間量を検出する検出部と、を含み、
   前記ヘッド制御部は、前記検出部からの前記隙間量の検出結果に基づいて、前記吐出ヘッドにおける前記液滴の吐出タイミングを補正する、
   ことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記吐出ヘッドを支持するキャリッジと、
   前記ワークに対する前記キャリッジの位置を変化させる変位装置と、を有し、
   前記検出部は、前記キャリッジに設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記ワークに対する前記キャリッジの位置を変化させながら、前記隙間量を検出する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記ワークに対する前記キャリッジの変位量を所定量ごとに検出し、検出した結果を前記所定量ごとに検出信号として出力する変位量検出部を有し、
   前記ヘッド制御部は、
   前記変位量検出部からの前記検出信号をカウントするカウンターと、
   前記液滴の吐出を許可する許可信号を、前記カウンターのカウント値が所定値ずつ増加するたびに前記吐出ヘッドに出力する許可信号生成部と、を有し、
   前記許可信号生成部は、前記隙間量の検出結果に基づいて、前記カウント値における前記所定値を増減させることによって、前記許可信号の出力タイミングをずらす、
   ことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。

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