JP2013158745A - 液滴吐出装置及び液滴吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度の描画を実現できる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】吐出ヘッド３３が搭載されたキャリッジ７を基材に対して第１方向に走査移動させ、吐出ヘッドから基材に液滴を吐出する。第１方向における吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測する計測部８２と、吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報に対応するキャリッジのヨーイング量の情報の相関関係を示すテーブルを保持する保持部と、計測部の計測結果と保持部に保持されるヨーイング量の情報とに応じて、吐出ヘッドから液滴を吐出するタイミングを調整する調整部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関するものである。

近年、基材に対して吐出ヘッドを相対移動（走査移動）させて、吐出ヘッドから液滴（インク）を吐出して描画処理等を行う液滴吐出装置においては、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に画像またはパターンを形成する液滴吐出装置が注目されている。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので、環境負荷が小さいという利点もある。

この種の液滴吐出装置は、生産装置としてのニーズが高いことから、走査幅（走査移動方向と直交する方向の長さ）は長大となっている。そのため、複数の吐出ヘッドを搭載するキャリッジを走査移動させる際に、ヨーイングが発生し描画精度を低下させる可能性がある。そこで、特許文献１には、キャリッジの位置を検出し、着弾位置の補正値を設定した補正テーブルを参照して、記録媒体上の液滴の着弾位置をずらす技術が開示されている。

特開２００７−１５２６２６号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
キャリッジの位置を基準として着弾位置の補正をしているが、走査移動条件によっては、補正テーブルに設定された着弾位置のシフト量が必ずしも適正値とはならず、高精度の描画を実現するには十分とはいえない。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、高精度の描画を実現できる液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置は、吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを基材に対して第１方向に走査移動させ、前記吐出ヘッドから前記基材に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測する計測部と、前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報に対応する前記キャリッジのヨーイング量の情報の相関関係を示すテーブルを保持する保持部と、前記計測部の計測結果と前記保持部に保持される前記ヨーイング量の情報とに応じて、前記吐出ヘッドから前記液滴を吐出するタイミングを調整する調整部と、を備えることを特徴とするを特徴とするものである。

従って、本発明の液滴吐出装置では、走査移動時にキャリッジにヨーイングが生じて吐出ヘッドの位置がずれた場合でも、吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測して、その計測結果に対応するヨーイング量の情報を用いて吐出ヘッドから液滴を吐出するタイミングを調整することにより、高い精度で所定の位置に液滴を吐出することができ、描画精度を向上させることが可能になる。

上記構成における前記調整部としては、前記計測部の計測結果に対応する前記液滴の吐出タイミングの基準を、前記ヨーイング量の最大値に応じて遅延させた所定時間に調整する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ヨーイングが発生しない状態の液滴吐出タイミングを基準として所定時間遅延させることによって、ヨーイングによって基準よりも走査移動方向の後方側に吐出ヘッドが位置する場合には、所定時間に加えて吐出ヘッドの位置に応じた時間を遅延させて液滴を吐出させればよく、逆にヨーイングによって基準よりも走査移動方向の前方側に吐出ヘッドが位置する場合には、所定時間から吐出ヘッドの位置に応じて減じた時間を遅延させて液滴を吐出させればよい。すなわち、本発明では、ヨーイングによって吐出ヘッドが基準よりも走査移動方向の前方側、後方側のどちらに位置していた場合でも、液滴吐出のタイミングを調整して基材上の所定位置に液滴を着弾させることが可能になる。

上記構成における前記調整部としては、前記遅延させた所定時間に応じて、前記基材に対する前記液滴の吐出範囲を調整する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、遅延時間を設けて液滴を吐出させることにより、描画範囲が遅延時間及び走査移動速度に応じて第１方向にずれるため、予めずれ量に応じて基材に対する吐出範囲を調整することで、基材上の所定位置を描画範囲とすることができる。

上記構成における前記計測部としては、前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報を、前記第１方向に離間した複数箇所で計測した結果に基づいて、前記吐出ヘッドの前記走査移動速度に関する情報を計測する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、吐出ヘッドの走査移動速度に関する情報を計測するための装置を別途設ける必要がなくなり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。

また、上記構成における前記調整部としては、計測された前記吐出ヘッドの前記走査移動速度に関する情報に対応する係数を用いて補正した前記ヨーイング量の情報に応じて前記タイミングを調整する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、走査移動速度をパラメータとするヨーイング量の情報との相関関係を示すテーブルを別途用意する必要がなく、容易に適切なヨーイング量の情報を得ることができる。

上記構成における前記調整部としては、複数の前記吐出ヘッドを含むヘッド群毎に、前記液滴を吐出するタイミングを調整する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、吐出ヘッドの駆動のための駆動基板（駆動回路）等を減らすことができ、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。

また、本発明では、前記キャリッジに対して、前記第１方向と直交する第２方向の一端側を従動側として、前記第２方向の他端側を前記第１方向に駆動する駆動装置を備える構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、キャリッジの一方の端部側のみに推力を付与する構成でヨーイングが生じやすい場合でも、吐出ヘッドから液滴を吐出するタイミングを適切に調整することにより、高い精度で所定の位置に液滴を吐出することができ、描画精度を向上させることが可能になる。

一方、本発明の液滴吐出方法は、吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを基材に対して第１方向に走査移動させ、前記吐出ヘッドから前記基材に液滴を吐出する液滴吐出方法であって、前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報に対応する前記キャリッジのヨーイング量の情報の相関関係を示すテーブルを保持する保持ステップと、前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測する計測ステップと、前記計測ステップでの計測結果と前記保持ステップで保持された前記ヨーイング量の情報とに応じて、前記吐出ヘッドから前記液滴を吐出するタイミングを調整する調整ステップと、を備えることを特徴とする。

従って、本発明の液滴吐出方法では、走査移動時にキャリッジにヨーイングが生じて吐出ヘッドの位置がずれた場合でも、吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測して、その計測結果に対応するヨーイング量の情報を用いて吐出ヘッドから液滴を吐出するタイミングを調整することにより、高い精度で所定の位置に液滴を吐出することができ、描画精度を向上させることが可能になる。

上記手順における前記調整ステップにおいては、前記計測ステップでの計測結果に対応する前記液滴の吐出タイミングの基準を、前記ヨーイング量の最大値に応じて遅延させた所定時間に調整する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ヨーイングが発生しない状態の液滴吐出タイミングを基準として所定時間遅延させることによって、ヨーイングによって基準よりも走査移動方向の後方側に吐出ヘッドが位置する場合には、所定時間に加えて吐出ヘッドの位置に応じた時間を遅延させて液滴を吐出させればよく、逆にヨーイングによって基準よりも走査移動方向の前方側に吐出ヘッドが位置する場合には、所定時間から吐出ヘッドの位置に応じて減じた時間を遅延させて液滴を吐出させればよい。すなわち、本発明では、ヨーイングによって吐出ヘッドが基準よりも走査移動方向の前方側、後方側のどちらに位置していた場合でも、液滴吐出のタイミングを調整して基材上の所定位置に液滴を着弾させることが可能になる。

上記手順における前記調整ステップでは、前記遅延させた所定時間に応じて、前記基材に対する前記液滴の吐出範囲を調整する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、遅延時間を設けて液滴を吐出させることにより、描画範囲が遅延時間及び走査移動速度に応じて第１方向にずれるため、予めずれ量に応じて基材に対する吐出範囲を調整することで、基材上の所定位置を描画範囲とすることができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置１の概略構成を示す斜視図。 キャリッジ７を示す側面図。 キャリッジ７を−Ｘ側から視た側面図。 キャリッジ７を−Ｚ側から視た概略図。 図２のＢ−Ｂ線における断面図。 液滴吐出装置１の制御ブロック図。 描画処理のフローチャート図。 吐出タイミングの調整を説明する図。

以下、本発明の液滴吐出装置及び液滴吐出方法の実施の形態を、図１ないし図８を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置１の概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置１は、ワーク搬送装置３、キャリッジ７及びキャリッジ搬送装置１１等を有している。キャリッジ７には、ヘッドユニット１３と２個の紫外線照射装置１５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（基材）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（第２方向）は、ワークＷの移動方向を示し、Ｘ方向（第１方向）は平面視でＹ方向と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、樹脂フィルムなどのように、液状体が浸透しにくい記録媒体への描画に適用され得る。
また、液滴吐出装置１を、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（Electro Luminescence）装置の製造などに適用することもできる。
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、ワークＷ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。

ワーク搬送装置３は、床面に載置された定盤２１、ガイドレール２３ａ、２３ｂ、ワークテーブル２５を備えている。
定盤２１は、例えば金属製のフレーム等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。
定盤２１の上面２１ａには、２本の上記ガイドレール２３ａ、２３ｂが平行に敷設される。ガイドレール２３ａ、２３ｂは、互いにＸ方向に隙間をあけた状態で並んで、Ｙ方向に沿って延在している。

ワークテーブル２５は、ガイドレール２３ａ、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に対して非接触の状態でガイドレール２３ａ、２３ｂ上に載置されている。ワークテーブル２５は、ワークＷが載置される載置面２５ａを有している。載置面２５ａは、＋Ｚ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、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。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、ボールねじやリニアガイドなどを利用した機構が採用され得る。

図２は、キャリッジ７を示す側面図である（図１のＡ矢視図）。図３は、キャリッジ７を−Ｘ側から視た側面図である（図１のＣ矢視図）。図４は、キャリッジ７を−Ｚ側から視た（つまりワークＷ側から視た）概略的な図である。
ヘッドユニット１３は、ヘッドプレート３１と、吐出ヘッド（液体噴射ヘッド）３３とを有している。図４に示すように、吐出ヘッド３３は、ヘッドプレート３１の長さ方向に所定ピッチで配列されたヘッド列がＸ方向に２列で、且つ隣り合うヘッド列でヘッドのピッチが半ピッチずれるように配置されている（図４では、便宜上、紫外線照射装置１５の図示を省略している）。

図５は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
各吐出ヘッド３３は、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。ノズル面３５には、複数のノズル３７がヘッドプレート３１の長さ方向（Ｙ方向）に沿って所定のピッチで形成されている。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、不図示のタンクから機能液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、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、伸長する。
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（液体）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。

そして、吐出ヘッド３３は、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。さらに、ヘッドユニット１３は、キャリッジ７に支持されている。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。
このようにして、ワークＷには、吐出ヘッド３３から機能液５３が塗布され得る。

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、下電極と圧電休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。

機能液５３としては、光の照射を受けることによって硬化が促進する機能液５３が採用されている。また、機能液５３の硬化を促進させる光として、紫外光４１が採用されている。
機能液５３は、樹脂材料、光重合開始剤及び溶媒を、成分として含んでいる。これらの成分に、顔料や染料等の色素や、親液性や撥液性等の表面改質材料などの機能性材料身添加することによって固有の機能を有する機能液５３を生成することができる。顔料や染料等の色素を含有する機能液５３は、例えば、ワークＷに描画する画像を形成するための機能液５３として採用され得る。
以下において、ワークＷに描画する画像を形成するための機能液５３は、画像塗料と呼ばれる。

また、機能液５３の成分としての樹脂材料に、例えば、アクリル系の樹脂材料などの光透過性を有する樹脂材料身採用することによって、光透過性を有する機能液５３を構成することができる。このような光透過性を有する機能液５３は、例えば、クリアインクとしての用途が考えられる。以下において、光透過性を有する機能液５３は、透光塗料と呼ばれる。
クリアインクの用途としては、例えば、画像を被覆するオーバーコート層としての用途や、画像を形成する前の下地層としての用途などが考えられる。以下において、下地層として適用される機能液５３は、下地塗料と呼ばれる。
下地塗料としては、透光塗料だけでなく、透光塗料に種々の顔料を添加した機能液５３を採用することもできる。例えば、白色を呈する機能液５３や、金属的な光沢（メタリッ列を示す機能液５３なども、下地塗料として採用され得る。

機能液５３における樹脂材料は、樹脂膜を形成する材料である。このような樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによってポリマーとなる材料であれば特に限定されない。樹脂材料としては、粘性が小さいものが好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。さらに、樹脂材料としては、モノマーの形態であることが一層好ましい。
光重合開始剤は、ポリマーの架橋吐基に作用して架橋反応を進行させる添加剤である。
光重合開始剤としては、例えば、ペンジルジメチルケタールなどが採用され得る。本実施形態では、光重合開始剤として、ラジカル型の光重合開始剤が採用されている。ラジカル型の光重合開始剤としては、例えば、チバ・ジャパン（株）社製のイルガキュア８１９などが採用され得る。
溶媒は、樹脂材料の粘度を調整するためのものである。

図２に戻り、２個の紫外線照射装置１５（１５ａ、１５ｂ）は、それぞれ、Ｘ方向にヘッドユニット１３を挟んで互いに対峙する位置に設けられている。
紫外線照射装置１５ａ、１５ｂは、それぞれ、紫外光４１を発する光源４３を有している。光源４３からの紫外光４１は、吐出ヘッド３３から吐出された機能液５３（液状体）の硬化を促進させる。機能液５３は、紫外光４１の照射を受けると、硬化が促進する。
光源４３としては、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、水銀ランプ、メクルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の光源４３が採用され得る。

図３に示すように、キャリッジ搬送装置１１は、架台１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）と、ガイドレール１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ）と、を有している。
架台１０１は、Ｘ方向に延在しており、キャリッジ７を挟んだＹ方向の両側に配置されている。また、架台１０１は、ワーク搬送装置３の上方に対向配置され、ワーク搬送装置３をＸ方向に跨ぐ長さに形成されている。

ガイドレール１０３は各架台１０１の−Ｚ側にＸ方向に延在して設けられている。キャリッジ７のＹ方向の両側には、ガイドレール１０３にＸ方向に移動自在にガイドされるガイド部８（８Ａ、８Ｂ）がそれぞれ突設されている。

−Ｙ側に位置するガイドレール１０３Ｂには、キャリッジ７の＋Ｚ側に位置し、Ｘ方向に延在するエンコーダースケール８１が設けられている。そして、キャリッジ７におけるエンコーダースケール８１と対向する位置にはエンコーダーヘッド（計測部）８２が設けられている。エンコーダーヘッド８２がエンコーダースケール８１を検出することで、キャリッジ７の走査移動方向であるＸ方向の位置、ひいては吐出ヘッド３３のＸ方向の位置が計測される。

キャリッジ７は、不図示の駆動装置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。駆動装置としては、例えば、ボールねじやリニアガイドなどを利用した機構が採用され得る。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、不図示の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。また、本実施形態における駆動装置は、キャリッジ７の＋Ｙ側（一端側）を従動側とし、−Ｙ側（他端側）のみを駆動側として駆動することでキャリッジ７及び吐出ヘッド３３を一体的にＸ方向に移動させる構成となっている。

キャリッジ搬送モーターからの動力は、駆動装置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１０３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１１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。
液滴吐出装置１では、吐出ヘッド３３をワークＷ（ワークＷ１，Ｗ２）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Ｘ方向に往復移動（走査移動）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、ワークＷへのパターンの描画が行われる。

図６は、液滴吐出装置１の制御ブロック図である。
液滴吐出装置１は、上記各構成の動作を制御する制御部（調整部）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（保持部）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、ワーク搬送モーター１２３、入力装置１２９、表示装置１３１等を有している。これらは、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、エンコーダーヘッド８２も、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。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。
吐出ヘッド３３、紫外線照射装置１５ａ，１５ｂ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、キャリッジ７がＸ方向に相対移動した際に生じるヨーイング量（角度）のデータ（詳細は後述）などが挙げられる。

駆動制御部１１５は、モーター制御部１４１と、吐出制御部１４５と、照射制御部１４７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の駆動及びワーク搬送モーター１２３の駆動を個別に制御する。吐出制御部（噴射制御部）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。照射制御部１４７は、ＣＰＵ1１３からの指令に基づいて、紫外線照射装置１５ａ，１５ｂのそれぞれにおける光源４３の発光状態を個別に制御する。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。

次に、液滴吐出装置１における描画処理について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、図４で示した１６個の吐出ヘッド３３を４個の吐出ヘッド３３からなるヘッド群３３Ａ〜３３Ｂ（図８参照）毎に液滴吐出を制御するものとして説明する。

本実施形態では、描画処理前に予めキャリッジ７が走査移動する際に、Ｘ方向の位置と、その位置において生じるヨーイングによりキャリッジ７が傾く量（Ｙ方向に対する角度；以下、適宜ヨーイング量と称する）との相関関係を計測し、テーブルとしてメモリー部１１７に保持させておく（ステップＳ０）。これは、走査移動時のヨーイングがガイドレール１０３の曲がり等に起因して生じた場合に、Ｘ方向の位置とヨーイング量との間に大きな相関関係が発生するためである。

この場合、テーブルは、キャリッジ７の基準となる走査移動速度と対応づけて保持させる。また、ヨーイング量の計測は、走査移動速度を異ならせて計測し、基準走査移動速度で得られたテーブル（ヨーイング量）に対する補正係数を求めておく。なお、補正係数は、キャリッジ７毎に求めてもよいし、吐出ヘッド３３毎に求めてもよく、さらに、キャリッジ７のＸ方向の位置も併せて関連付けて求めて保持させておくことが、より高精度な描画処理を実現するために好ましい。
また、上記のテーブルは、走査移動方向を反転して往復で行う場合には、走査移動方向の一方及び他方の双方について計測して保持しておく。

テーブルの保持が完了したら、描画処理を開始する。
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によって描画処理が開始される。なお、以下の説明では、各種データの受渡は、同様に入出力インターフェース１３３及びバス１１９を介して行われるため、その説明を省略する。

描画データは、機能液５３（液状体）により、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（走査移動）させながら、吐出ヘッド３３から液滴５５を所定周期で吐出させることによって行われる。

最初に、ＣＰＵ１１３は、キャリッジ搬送指令をモーター制御部１４１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を走査開始位置に移動させる（ステップＳ１）。ここで、後述するように、描画処理においてはワークＷに対して所定時間遅延させて吐出ヘッド３３から液滴を吐出させることから、ワークＷに対する描画範囲（液滴の吐出範囲）が所定の遅延時間と走査移動速度に応じた量で走査移動方向にずれることになる。そのため、モーター制御部１４１は、このずれ量を考慮した量で走査開始位置（液滴吐出開始位置）を走査移動方向の上流側（後方側）に補正して制御する。

ワークＷに対するキャリッジ７のＸ方向への走査移動が開始されると（ステップＳ２）、走査移動中のキャリッジ７のＸ方向の位置（以下、Ｘ位置と称する）は、エンコーダーヘッド８２がエンコーダースケール８１を検出することにより連続的に計測されＣＰＵ１１３に出力される。ＣＰＵ１１３では、計測されたキャリッジ７の位置を複数参照し、その信号が得られた時間差からキャリッジ７の走査移動速度を算出する（ステップＳ３）。

ＣＰＵ１１３は、計測された走査移動速度が誤差範囲（許容範囲）であれば、走査移動速度に関する補正係数を、例えば１．０と設定し、誤差範囲外（許容範囲外）であれば、メモリー部１１７を参照し、基準走査移動速度との比に応じた補正係数を設定する。また、ＣＰＵ１１３は、メモリー部１１７を参照し、計測されたキャリッジ７のＸ位置に対応するヨーイング量及び走査移動速度に関する補正係数から、ヨーイングによる吐出ヘッド３３のＸ方向の変位及び吐出タイミングの調整時間を求める（ステップＳ４）。

ここで、ヨーイングで生じるキャリッジ７の傾きは、図４に示すように、Ｙ方向と平行な位置を基準として、＋Ｙ側の端部が−Ｙ側の端部に対して遅れる姿勢Ｐ１の場合と、＋Ｙ側の端部が−Ｙ側の端部に対して進む姿勢Ｐ２の場合がある。吐出ヘッド３３の吐出タイミングは、キャリッジ７の位置がエンコーダーヘッド８２により計測される−Ｙ側が基準となるため、キャリッジ７が姿勢Ｐ１のときは、＋Ｙ側に位置する吐出ヘッド３３は、−Ｙ側に位置する吐出ヘッド３３に対してＹ方向の距離及びヨーイング量並びに走査移動速度に応じた調整時間ｔｃだけ吐出タイミングを遅らせる必要がある。

逆に、キャリッジ７が姿勢Ｐ２のときは、＋Ｙ側に位置する吐出ヘッド３３については、−Ｙ側に位置する吐出ヘッド３３に対してＹ方向の距離及びヨーイング量並びに走査移動速度に応じた調整時間ｔｃだけ吐出タイミングを早める必要がある。ところが、吐出タイミングの基準を、キャリッジ７の位置が計測された時間とすると、その時点で＋Ｙ側に位置する吐出ヘッド３３に吐出させるべきタイミングが既に過ぎてしまっている。そのため、本実施形態では、ヨーイング量の最大値に応じて遅延させた時間を、吐出タイミングの基準としている。

例えば、走査移動方向のある位置でキャリッジ７にヨーイングが発生していない場合、図８（図８ではヘッド群３３Ａ〜３３Ｄを簡略的に図示している）に示すように、本来であればキャリッジ７の位置が計測された後に液滴を吐出する時間Ｔに対して、時間Δｔ遅延させたタイミングの時間Ｔ＋Δｔで液滴を吐出させる。この場合の遅延時間Δｔは、ヨーイング量が最大となった場合でも吐出ヘッド３３から吐出させることができるように、Δｔ≧ｔｃ に設定される。

従って、キャリッジ７が姿勢Ｐ２となるヨーイングが発生し、ヨーイング量に応じて基準よりも調整時間ｔｃだけ早く液滴を吐出させる場合には、時間Ｔ＋Δｔ−ｔｃで吐出させる。また、キャリッジ７が姿勢Ｐ１となるヨーイングが発生し、ヨーイング量に応じて基準よりも調整時間ｔｃだけ遅く液滴を吐出させる場合には、時間Ｔ＋Δｔ＋ｔｃで吐出させる（ステップＳ５）。
このように、吐出タイミングの基準をヨーイング量の最大値に応じて遅延させた時間とすることにより、姿勢Ｐ１、Ｐ２となるいずれの方向のヨーイングが生じた場合でも、上記液滴吐出のタイミングを調整することができる。

なお、上述したように、ワークＷに対して遅延時間Δｔをもって液滴を吐出して描画処理を行った場合には、ワークＷに対する描画範囲（液滴吐出範囲）は、遅延時間及び走査移動速度に応じて、走査移動方向の下流側（後方側）にずれることになるが、モーター制御部１４１が、このずれ量を考慮した量で走査開始位置（液滴吐出開始位置）を走査移動方向の上流側（後方側）に補正しているため支障を来すことがない。

上記の走査移動方向の一方側への走査移動による液滴吐出処理が完了すると、走査移動方向を反転させるとともに、ワークＷをＹ方向にステップ移動させて、同様にヨーイング量を補正しつつ液滴吐出処理を行う。この場合は、反転した方向に対応するテーブル及び走査移動速度の補正係数を用いて吐出タイミングを調整する。
そして、上記の処理を繰り返すことにより、描画処理が完了する。

以上のように、本実施形態では、キャリッジ７の走査移動時にヨーイングが生じても、予め計測したテーブルに基づいて吐出ヘッド３３から液滴を吐出するタイミングを調整しているため、ヨーイングによる悪影響を排除して高精度の描画処理を実施することが可能である。特に、本実施形態では、キャリッジ７の位置のみならず、走査移動速度も計測しその計測結果に応じて液滴の吐出タイミングを調整するため、走査移動時の環境変動によって走査移動速度が変動した場合でも、高精度の描画処理を実施することが可能である。しかも、本実施形態では、走査移動速度の計測を位置計測結果を用いて行っているため、走査移動速度計測用の機器を別途設置する必要がなく、装置の小型化、低価格化に寄与できる。

また、本実施形態では、液滴吐出タイミングの基準をヨーイング量の最大値に応じて遅延させた時間としているため、ヨーイングの方向によっては早めに液滴吐出を行う必要がある場合でも容易に対応可能である。この場合、ワークＷに対する描画範囲（液滴の吐出範囲）が所定位置よりもずれることが考えられるが、走査移動開始位置を遅延時間に応じた位置に補正しているため、支障なく所定の描画処理を実行可能である。

また、本実施形態では、４つの吐出ヘッド３３を１群とするヘッド群３３Ａ〜３３Ｄ毎に液滴の吐出を制御しているため、駆動基板等の部品を低減することができ、制御性の向上及び装置の低下価格化に寄与できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、ヘッド群３３Ａ〜３３Ｄ毎に液滴吐出を制御する構成としたが、これに限定されるものではなく、吐出ヘッド３３毎に液滴吐出を制御してもよいことは言うまでもなく、さらには各吐出ノズル３３においてもノズル毎に液滴吐出を制御して吐出タイミングを調整してもよい。

また、上記実施形態では、キャリッジ７の一端側にのみエンコーダースケール８１及びエンコーダーヘッド８２を配置する構成としたが、これに限られず、キャリッジ７の両側にエンコーダースケール８１及びエンコーダーヘッド８２を配置する構成としてもよい。この構成では、描画処理の走査移動中にキャリッジ７のヨーイング量を計測できるため、例えば走査移動毎にテーブルを更新することで、常に高精度で吐出タイミングが調整された描画処理を実行することが可能になる。

さらに、上記実施形態では、キャリッジ７の一端側にのみ駆動力を付与する構成としたが、キャリッジ７の両側に駆動力を付与する構成であっても本発明を適用可能である。

また、上記実施形態では、走査移動速度を計測した結果に基づいて補正係数を設定する構成を例示したが、この他に、キャリッジ７の位置に加えて走査移動速度にも対応させたテーブルを用意しておき、計測されたキャリッジ７の位置及び走査移動速度に応じて適切な補正係数を設定する構成としてもよい。

１…液滴吐出装置、 ７…キャリッジ、 ３３…吐出ヘッド、 ３３Ａ〜３３Ｄ…ヘッド群、 ８２…計測部、 １１１…制御部（調整部）、 １１７…メモリー部（保持部）、 Ｗ…ワーク（基材）

Claims (10)

1. 吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを基材に対して第１方向に走査移動させ、前記吐出ヘッドから前記基材に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測する計測部と、
   前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報に対応する前記キャリッジのヨーイング量の情報の相関関係を示すテーブルを保持する保持部と、
   前記計測部の計測結果と前記保持部に保持される前記ヨーイング量の情報とに応じて、前記吐出ヘッドから前記液滴を吐出するタイミングを調整する調整部と、
   を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１記載の液滴吐出装置において、
   前記調整部は、前記計測部の計測結果に対応する前記液滴の吐出タイミングの基準を、前記ヨーイング量の最大値に応じて遅延させた所定時間に調整することを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項２記載の液滴吐出装置において、
   前記調整部は、前記遅延させた所定時間に応じて、前記基材に対する前記液滴の吐出範囲を調整することを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記計測部は、前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報を、前記第１方向に離間した複数箇所で計測した結果に基づいて、前記吐出ヘッドの前記走査移動速度に関する情報を計測することを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記調整部は、計測された前記吐出ヘッドの前記走査移動速度に関する情報に対応する係数を用いて補正した前記ヨーイング量の情報に応じて前記タイミングを調整することを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記調整部は、複数の前記吐出ヘッドを含むヘッド群毎に、前記液滴を吐出するタイミングを調整することを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記キャリッジに対して、前記第１方向と直交する第２方向の一端側を従動側として、前記第２方向の他端側を前記第１方向に駆動する駆動装置を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを基材に対して第１方向に走査移動させ、前記吐出ヘッドから前記基材に液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
   前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報に対応する前記キャリッジのヨーイング量の情報の相関関係を示すテーブルを保持する保持ステップと、
   前記第１方向における前記吐出ヘッドの位置に関する情報及び走査移動速度に関する情報を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップでの計測結果と前記保持ステップで保持された前記ヨーイング量の情報とに応じて、前記吐出ヘッドから前記液滴を吐出するタイミングを調整する調整ステップと、
   を備えることを特徴とする液滴吐出方法。
9. 請求項８記載の液滴吐出方法において、
   前記調整ステップでは、前記計測ステップでの計測結果に対応する前記液滴の吐出タイミングの基準を、前記ヨーイング量の最大値に応じて遅延させた所定時間に調整することを特徴とする液滴吐出方法。
10. 請求項９記載の液滴吐出方法において、
    前記調整ステップでは、前記遅延させた所定時間に応じて、前記基材に対する前記液滴の吐出範囲を調整することを特徴とする液滴吐出方法。

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