JP2016140775A - 液滴吐出システム、位置調整方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な位置決めを行うことができる液滴吐出システムを提供する。
【解決手段】液滴を吐出するノズルヘッドと、前記ノズルヘッドと前記ノズルヘッドから吐出された液滴を用いて所定のパターンが描画される対象物との間の距離を測定する測定部と、前記パターン描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記測定部で測定された距離に基づいて前記対象物を昇降させる移動部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出システム。
【選択図】図１７

Description

本発明は、液滴吐出システム、位置調整方法およびプログラムに関するものである。

ディスプレイや半導体集積回路は、基板上に複数層の電子材料膜をパターニングし、積層することで製造されている。従来ではフォトリソグラフィ技術によって高精細なパターニングを行っているが、近年、このプロセスを印刷プロセスにて実現しようとするプリンテッドエレクトロニクス分野が注目されている。

プリンテッドエレクトロニクス分野で用いる印刷プロセスとして、インクジェット法はその一つである。インクジェット技術は、画像形成装置向けに広く利用された技術分野である。しかし、プリンテッドエレクトロニクスとして用いるインクジェット装置の仕様として従来技術では対応できない課題も多い。

その一つにパターン形成の位置ずれがある。プリンテッドエレクトロニクス分野において、従来のインクジェット装置を用いた場合、パターン形成の際の位置ずれが大きな問題となる。既に形成されてある下地のパターンに対し、積層するパターンが位置ずれを起こしてしまうと、設計通りの電子デバイスの特性が得られない。プリンテッドエレクトロニクスでデバイスを製造するためには、サブミクロンから１０μｍ程度の位置精度が要求される。

特許文献１には、基板等の表面とインクジェットヘッドのノズル面との距離を調整するために、基板等を載置したテーブル上に距離センサを設けて、インクジェットヘッドのノズル面との距離を測定することで、測定した距離に応じてインクジェットヘッド上下方向に昇降する構成が記載されている。

特許文献２には、新たに吐出対象物が設置された際にワークギャップを測定し、その測定結果を元にノズルヘッドと吐出対象物を上下方向に移動させてワークギャップを調整する構成が記載されている。

特許文献１のように、検出された最も近い距離を基準にノズル面とテーブルを制御するため、最も近い位置のノズルと最も遠い位置のノズルから吐出される液滴の精度が大きく異なることから、ノズルヘッドに対して精度のばらつきが大きくなる問題がある。

また、特許文献２のように、新たに描画対象物が設置された際にワークギャップを調整する方法では、描画中におけるワークギャップの変動に対応できない。フラットパネルディスプレイの基材に代表されるガラス基板は、実際には基板自体の厚みや歪み、テーブルに吸引による固定で生じる歪みで表面が凹凸の形状となっている。インクジェット装置では、ノズルヘッドと描画対象物は相対的に移動するので、この凹凸によってワークギャップが変動する。そのため、初期操作によるワークギャップ調整では描画中の変動に対応できない問題がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、吐出した液滴が描画対象物への着弾する際の位置精度を高めることが可能な液滴吐出システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液滴吐出システムは、液滴を吐出するノズルヘッドと、前記ノズルヘッドと前記ノズルヘッドから吐出された液滴を用いて所定のパターンが描画される対象物との間の距離を測定する測定部と、前記パターン描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記測定部で測定された距離に基づいて前記対象物を昇降させる移動部と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、吐出した液滴が描画対象物への着弾する際の位置精度を高めることができる。

液滴吐出システムの一例を示した全体斜視図である。 図１の液滴吐出システムに含まれる液滴吐出装置１の一例を示す斜視図である。 吸着テーブル１０３における描画対象物の載置面から、Ｚ軸正鉛直方向に向けて観察したノズルヘッドユニット１０６の周辺の構成を説明した図である。 ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄによるワークギャップの測定について説明した図である。 （ａ）（ｂ）ＸＹＺθステージ１０２をＸ軸ガイドレール１０９及びＹ軸ガイドレール１１０に沿って移動させた状態を説明した図である。 ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動機構を説明した図である。 制御部１３０のハードウエア構成の一例を説明した図である。 ＣＰＵ１３１により実行される機能の一例を説明した図である。 制御装置２のハードウエア構成の一例を説明した図である。 ＣＰＵ２０１により実現される機能の一例を説明した図である。 液滴吐出システムの制御手順の一例を説明したフローチャートである。 液滴吐出システムにおけるワークギャップ測定部のワークギャップ測定方法の一例を説明した図である。 所定の時間間隔でワークギャップＬを送信する処理の一例を説明した図である。 液滴吐出システムの処理手順の一例を説明したシーケンス図である。 描画対象物に所定のパターン描画を行う処理（プロセス１）の一例を説明したシーケンス図である。 パターン描画中にワークギャップを調整する処理（プロセスＰ２）の一例を説明したシーケンス図である。 ワークギャップの調整前の液滴吐出装置１の状態の一例を説明した図である。 ワークギャップの調整後の液滴吐出装置１の状態の一例を説明した図である。 本発明の実施例１に係る液滴吐出システムのワークギャップ調整後におけるパターン描画の状態の一例を説明した図である。 液滴吐出システムにおいてワークギャップ調整を行っていない場合のパターン描画の状態の一例を説明した図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る液滴吐出システムについて説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る液滴吐出システムの概要について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る液滴吐出システムの一例を示した全体斜視図である。なお、図１において、Ｚ軸は鉛直方向を、θ軸は鉛直方向に対する回転方向を、それぞれ示している。また、Ｘ軸及びＹ軸は互いに直交し、尚且つ、Ｚ軸に対し直交するよう配置された３次元直交座標系となっている。

図１に示す液滴吐出システムは、液滴吐出装置１と制御装置２により構成されている。
液滴吐出装置１は、液滴の吐出機構を有するノズルヘッドを用いて、描画対象物に対して所定の液滴吐出を行うものである。本発明の一実施形態に係る係る液滴吐出システムは、液滴吐出装置１を用いて電子デバイス等を製造するために必要となる高精度なパターニングを行うことができる。

制御装置２は、液滴吐出装置１の動作を制御するものであり、通信インターフェース（後述）を介して液滴吐出装置１と接続されている。制御装置２は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置により構成される。なお、制御装置２の一例として、パーソナルコンピュータに適用した例を挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、本発明が適用される情報処理装置の種類は任意であり、例えば携帯型情報端末（例えば、スマートフォン、タブレット等）などであってもよい。

また、図１に示すシステム構成は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、制御装置２により実行される機能は、液滴吐出装置１に組み込まれていてもよい。

図２は、図１の液滴吐出システムに含まれる液滴吐出装置１の一例を示す斜視図である。
液滴吐出装置１は、定盤１０１、ＸＹＺθステージ１０２、吸着テーブル１０３、ガントリ１０４、ガントリＺステージ１０５、ノズルヘッドユニット１０６、ワークギャップ測定部１０７、カメラユニット１０８、Ｘ軸ガイドレール１０９、Ｙ軸ガイドレール１１０、Ｘ軸直線移動可能ステージ１１１、Ｙ軸直線移動可能ステージ１１２、Ｚ軸直線移動可能ステージ１１３、除振台１１４、制御部１３０により主に構成されている。

定盤１０１には、ＸＹＺθステージ１０２を往復可能に取付けられるためのＸ軸ガイドレール１０９及びＹ軸ガイドレール１１０、ガントリＺステージ１０５を鉛直方向に往復移動可能に取り付けるためのガントリ１０４と、周囲の振動が伝わらないように除振台１１４と、が備わっている。

ＸＹＺθステージ１０２のＸ軸方向には、定盤１０１に固定されたＸ軸ガイドレール１０９に沿って往復移動可能なＸ軸直線移動可能ステージ１１１が備わっている。ＸＹＺθステージ１０２のＹ軸方向には、定盤１０１に固定されたＹ軸ガイドレール１１０に沿って往復移動可能なＹ軸直線移動可能ステージ１１２が備わっている。ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向には、ＸＹＺθステージ１０２と吸着テーブル１０３との間に、Ｚ軸方向に沿って往復移動可能なＺ軸直線移動可能ステージ１１３が備わっている。ＸＹＺθステージ１０２のθ軸方向には、ＸＹＺθステージ１０２と吸着テーブル１０３との間に、回動（正逆方向に円運動することを意味する）可能な回転ステージが備わっている。
なお、ＸＹＺθステージ１０２の各軸方向の移動動作については、後述する。

吸着テーブル１０３は、ＸＹＺθステージ１０２に固定されており、描画対象物を吸着によって固定して載置するためのテーブルである。例えば、吸着テーブル１０３と描画対象物との間を減圧ないしは真空に近い状態にすることによって、描画対象物を固定できるように構成されている。例えば、吸着テーブル表面には、減圧ないし真空状態にするための複数の空気孔が設けられていて、この複数の空気孔は、これらに連結するパイプを通じて吸引手段として真空ポンプ等に連結・接続されている。

ガントリ１０４は、門型構造であり、ＸＹＺθステージ１０２及び吸着テーブル１０３を跨ぐように定盤１０１に固定されている。ガントリ１０４には、ガントリＺステージ１０５がＺ軸方向に往復移動可能に取り付けられている。ガントリＺステージ１０５には、ノズルヘッドユニット１０６と、カメラユニット１０８とが取り付けられている。

ガントリＺステージ１０５は、例えば、サーボ機構を備えたリニアモータ等の制御可能な駆動手段により、Ｚ軸方向に往復移動可能に構成されている。ガントリＺステージ１０５は、駆動手段を介して、所定の制御量に基づいてノズルヘッドユニット１０６及びカメラユニット１０８が所定のＺ軸座標に位置するように制御される。

ノズルヘッドユニット１０６は、液滴吐出が可能なＮ本（Ｎ≧１）のノズルヘッドと、液滴を吐出するための吐出機構が備わっている。吐出機構から吐出される液滴は、例えば、電子デバイスを作成するための機能性材料の塗布液である。なお、液滴の種類や状態については、特に限定されるものではなく、インクや粘着液などであってもよい。

ワークギャップ測定部１０７は、ノズルヘッドユニット１０６と吸着テーブル１０３との間の距離（以下、ワークギャップとする）を測定するためのものである。
なお、ワークギャップは、ノズルヘッドユニット１０６と吸着テーブル１０３に載置された描画対象物との間の距離であってもよい。

ワークギャップ測定部１０７は、ワークギャップを測定するための測定機構として、レーザ光等の光照射手段を用いる。ワークギャップ測定部１０７におけるワークギャップの測定方法については、後述する。

図２において、ワークギャップ測定部１０７は、一例として、ノズルヘッドユニット１０６の四隅に取付けられている。

カメラユニット１０８には、吸着テーブル１０３に載置された描画対象物の印刷面に対してＺ軸方向に沿って垂直に、及びＸＹＺθステージ１０２の移動範囲内で描画対象物を撮像・観察できるように構成された撮像手段である。なお、撮像手段としては、一般的にアライメントカメラに用いるＣＣＤカメラ又は上記機能を発揮する同等の撮像手段でもよい。

ここで、図３を用いて、ノズルヘッドユニット１０６の周辺の詳細な構成について説明する。図３は、吸着テーブル１０３における描画対象物の載置面から、Ｚ軸正鉛直方向に向けて観察したノズルヘッドユニット１０６の周辺の構成を説明した図である。図３には、ノズルヘッドユニット１０６の周辺図として、吸着テーブル１０３からＺ軸正鉛直方向に向けて観察したガントリＺステージ１０５、ノズルヘッドユニット１０６、ワークギャップ測定部１０７、カメラユニット１０８が記載されている。

なお、カメラユニット１０８は、必ずしもガントリＺステージ１０５に取り付ける必要はなく、図２で示したガントリ１０４に直接固定、又は別途固定するための器材を用意してもよい。

図３の示すように、ノズルヘッドユニット１０６は、ノズルヘッド３０１とワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄを備えている。一例として、図３に示すワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄによるワークギャップの測定について図４を用いて説明する。

図４に示すように、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、ノズルヘッドユニット１０６の四隅に取り付けられている。
なお、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、ノズルヘッドユニット１０６に対して着脱可能に構成されても良い。

また、図４では、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄをノズルヘッドユニットの四隅に取り付けたが、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄの取り付け位置は、これに限定されるものではない。好ましくは、ノズルヘッド３０１とワークギャップ測定部１０７の位置関係が常に一定に保たれている状態になっていれば、ワークギャップ測定部１０７の取り付け位置は、適宜変更可能である。

さらに、ワークギャップ測定部１０７の取り付け数は、適宜変更可能である。好ましくは、ワークギャップを正確に測定するために、ワークギャップ測定部１０７は、ノズルヘッドユニット１０６の重心位置から等間隔の距離に、複数設けられていることが好ましい。

ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、吸着テーブル１０３上に載置された描画対象物４０１または吸着テーブル１０３に向けてレーザ光を出力する。ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、自らが出力したレーザ光が、描画対象物４０１または吸着テーブル１０３に対して反射した反射光を受光する。

ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、自らが出力したレーザ光の出力時の時刻と、描画対象物４０１または吸着テーブル１０３に対して反射した反射光を受光した時刻とに基づいて、ワークギャップＬを測定する。レーザ光の出力時刻と受光時刻からのワークギャップＬの算出については、測定に用いたレーザ光に対して、予め記憶された固有値を用いる。
ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、測定したワークギャップＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤを、測定結果として制御装置２に送信する。制御装置２による処理についての詳細は後述する。

ここで、図２に戻り、本発明の液滴吐出装置１のステージ移動制御動作について説明する。

ＸＹＺθステージ１０２のＸ軸方向には、定盤１０１に固定されたＸ軸ガイドレール１０９に沿って往復移動可能なＸ軸直線移動可能ステージ１１１が備わっている。Ｘ軸直線移動可能ステージ１１１は、例えばサーボ機構を備えたリニアモータ等の制御可能な駆動手段により、Ｘ軸方向に往復移動可能に構成されている。Ｘ軸直線移動可能ステージ１１１は、駆動手段を介して、吸着テーブル１０３が所定のＸ軸座標に位置するように制御されるようになっている。この場合のＸ軸の位置精度としては、高精細な電子デバイスを製造するためにはサブミクロンから１０μｍまでの精度を有することが好ましい。

ＸＹＺθステージ１０２のＹ軸方向には、定盤１０１に固定されたＹ軸ガイドレール１１０に沿って往復移動可能なＹ軸直線移動可能ステージ１１２が備わっている。Ｙ軸直線移動可能ステージ１１２は、例えば、サーボ機構を備えたリニアモータ等の制御可能な駆動手段により、Ｙ軸方向に往復移動可能に構成されている。Ｙ軸直線移動可能ステージ１１２は、駆動手段を介して、吸着テーブル１０３が所定のＹ軸座標に位置するように制御されるようになっている。この場合のＹ軸の位置精度としては、高精細な電子デバイスを製造するためにはサブミクロンから１０μｍの精度を有することが好ましい。

一例として、図５（ａ）（ｂ）を用いて、ＸＹＺθステージ１０２をＸ軸ガイドレール１０９及びＹ軸ガイドレール１１０に沿って移動させた状態を説明する。例えば、図５（ａ）のＸＹＺθステージ１０２は、描画対象物４０１の第１の着弾位置５０１に液滴を吐出した状態であり、図５（ｂ）のＸＹＺθステージ１０２が、描画対象物４０１の第２の着弾位置５０２に液滴を吐出した状態である。
図５（ａ）及び（ｂ）のＸＹＺθステージ１０２のそれぞれの位置座標は、図５（ａ）が、（Ｘ、Ｙ）＝（５０．４５μｍ、４９．５５μｍ）であり、図５（ｂ）が、（Ｘ、Ｙ）＝（５１．０５μｍ、４９．２５μｍ）である。図５（ａ）から図５（ｂ）へのＸＹＺθステージ１０２の移動距離は、（Ｘ、Ｙ）＝（０．６μｍ、−０．３μｍ）である。このように、本発明に係る液滴吐出装置１は、ＸＹＺθステージ１０２をＸＹ方向に順次移動させ、吸着テーブル１０３に載置されている描画対象物４０１に液滴の吐出を行うことにより、例えば、第１の着弾位置５０１および第２の着弾位置５０２のような所望のパターンを描写することができる。

ここで、図２に戻り、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向の昇降動作について説明する。
ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向には、ＸＹＺθステージ１０２と吸着テーブル１０３との間に、Ｚ軸方向に沿って往復移動可能なＺ軸直線移動可能ステージ１１３が備わっている。

一例として、図６を用いて、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動機構について説明する。このＺ軸直線移動可能ステージ１１３は、例えば、サーボ機構を備えたリニアモータ６０１などの駆動手段により、Ｚ軸方向に往復移動可能に構成されている。また、Ｚ軸直線移動可能ステージ１１３は、リニアモータ６０１を介して、所定の制御量に基づいて吸着テーブル１０３が所定のＺ軸座標に位置するように制御される。

なお、駆動手段は、リニアモータ６０１に限定されるものではなく、Ｚ軸直線移動可能ステージをＺ軸方向に往復移動可能な構成であればよい。

ＸＹＺθステージ１０２のθ軸方向には、ＸＹＺθステージ１０２と吸着テーブル１０３との間に、回動（正逆方向に円運動することを意味する）可能な回転ステージが備わっている。この回転ステージは、例えば、サーボ機構を備えたリニアモータ等の制御可能な駆動手段により、所定の回転軸方向に回動可能に構成されている。また、回転ステージは、駆動手段を介して、所定の制御量に基づいて吸着テーブル１０３が所定のθ位置に制御されるようになっている。この場合のθ軸は、描画対象物４０１を載置した際の初期操作に用いることを主としている。

図２に示す制御部１３０は、液滴吐出装置１の動作を制御するものである。図７を用いて、液滴吐出装置１が備える制御部１３０のハードウエア構成の一例について説明する。

制御部１３０は、ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３３、通信インターフェース１３４を備える。

ＣＰＵ１３１は、後述するＲＯＭ１３２に記憶されているプログラム等を実行するためのものである。

ＲＯＭ１３２は、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ１３２は、後述にて詳細に説明するが、算出機能及び制御機能を発現するためのＣＰＵ１３１によって実現されるプログラムや、算出機能及び制御機能を発現するための関係データが予め記憶する。

ＲＡＭ１３３は、プログラムやデータの展開用メモリとして用いる書き込み及び読み出し可能なメモリである。

通信インターフェース１３４は、制御装置２と通信を行うためのインターフェースであり、通信インターフェース１３４を介して制御装置２と通信可能である。通信インターフェース１３４は、有線通信または無線通信により制御装置２と通信を行う。

次に、図７に示す制御部１３０が備えるＣＰＵ１３１により実現される機能について説明する。

図８は、ＣＰＵ１３１により実現される機能の一例を説明した図である。

ＣＰＵ１３１により実現される機能は、液滴吐出指示部１４１、ＸＹＺθステージ移動指示部１４２、ガントリＺステージ移動指示部１４３、ワークギャップ測定指示部１４４を含む機能である。

液滴吐出指示部１４１は、ノズルヘッドユニット１０６に対して、液滴の吐出のタイミングや液滴の吐出量等に関する液滴の吐出に関わる情報を指示する。

ＸＹＺθステージ移動指示部１４２は、ＸＹＺθステージ１０２の各軸方向に対する移動を制御するものである。

ガントリＺステージ移動指示部１４３は、ガントリＺステージ１０５のＺ軸方向に対する移動を制御するものである。

ワークギャップ測定指示部１４４は、ワークギャップ測定部１０７におけるワークギャップの測定に関する動作を制御するものである。

なお、ＣＰＵ１３１により実現される機能については、後述する制御装置２により実行されてもよい。

次に、図１に示す制御装置２のハードウエア構成について説明する。

図９は、制御装置２のハードウエア構成の一例を示す図である。

制御装置２は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ディスプレイ２０４、キーボード２０５、通信インターフェース２０６を備える。

ＣＰＵ２０１は、後述するＲＯＭ２０２に記憶されているプログラム等を実行するためのものである。

ＲＯＭ２０２は、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ２０２は、後述にて詳細に説明するが、算出機能及び制御機能を発現するためのＣＰＵ２０１によって実現されるプログラムや、算出機能及び制御機能を発現するための関係データが予め記憶する。

ＲＡＭ２０３は、プログラムやデータの展開用メモリとして用いる書き込み及び読み出し可能なメモリである。ＲＡＭ２０３は、例えば電池等の電源でバックアップされ、ＣＰＵ２０１を介して入出力される情報・データを随時記憶し、液滴吐出装置１のメイン電源オフ後も情報・データを記憶保持する。

ディスプレイ２０４は、例えば、液滴吐出装置１から送信されるデータを表示するものである。また、ディスプレイ２０４は、ケーブルによってディスプレイＩ／Ｆに接続される。このケーブルは、アナログＲＧＢ（ＶＧＡ）信号用のケーブルであってもよいし、コンポーネントビデオ用のケーブルであってもよいし、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＤＶＩ(Ｄｉｇｉｔａｌ ∨ｉｄｅｏ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ)信号用のケーブルであってもよい。

キーボード２０５は、ユーザによる各種入力を受け付ける。ユーザは、キーボード２０５を操作することにより、ディスプレイ２０４に表示されたデータに基づいて、液滴吐出装置１の制御方法を選択することができる。
なお、キーボード２０５は、ユーザからの操作入力が受け付けられるものであれば、その態様は問わない。例えば、ディスプレイ２０４とキーボード２０５の構成は、タッチパネルディスプレイを用いた一体構成であってもよい。

通信インターフェース２０６は、液滴吐出装置１と通信を行うためのインターフェースであり、通信インターフェース２０６を介して液滴吐出装置１と通信可能である。通信インターフェース２０６は、有線通信または無線通信により液滴吐出装置１と通信を行う。

次に、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１により実現される機能の一例について説明する。

図１０は、ＣＰＵ２０１より実現される機能の一例を示す図である。

ＣＰＵ２０１により実現される機能は、パターン描画指示部２１１と、ワークギャップ調整部２１２と、ステージ移動指示部２１３、液滴吐出開始指示部２１４を含む機能である。

パターン描画指示部２１１、ワークギャップ調整部２１２、ステージ移動指示部２１３、液滴吐出開始指示部２１４は、ＲＯＭ２０２またはＲＡＭ２０３に書き込まれたプログラムを用いて、ＣＰＵ２０１により実行される。

パターン描画指示部２１１は、ノズルヘッドユニット１０６からの液滴の吐出や、ＸＹＺθステージ１０２の各軸方向への移動動作の制御を指示するものである。パターン描画指示部２１１は、描画対象物に対して所定のパターン描画を行うために、ノズルヘッドユニット１０６からの液滴の吐出の指示や、ＸＹＺθステージ１０２のＸＹ方向に対する移動の指示を行う。
ここで、所定のパターン描画とは、例えば図５（ａ）（ｂ）に示す第１の着弾位置５０１と第２の着弾位置５０２のように、描画対象物４０１に対して、所定の位置間隔で液滴吐出を行うことをいう。

ワークギャップ調整部２１２は、ワークギャップ測定部１０７から送信されるワークギャップＬに基づいて、ワークギャップを調整する。ワークギャップの調整方法については、後述する。

ステージ移動指示部２１３は、パターン描画指示部２１１からの情報に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２の移動動作を指示するものである。
ステージ移動指示部２１３は、ＸＹＺθステージ１０２に対して各軸方向への移動を指示する。移動指示は、ＸＹＺθステージ１０２を各軸方向に対して移動するための各軸座標値を含む。

また、ステージ移動指示部２１３は、ＸＹＺθステージ１０２の座標値を算出する算出手段としての機能を有する。例えば、ステージ移動指示部２１３は、測定されたワークギャップＬに基づいて、ＸＹＺθステージ１０２をＺ軸方向に対して移動するためのＺ軸座標値を算出する。

液滴吐出開始指示部２１４は、パターン描画指示部２１１からの情報に基づいて、ノズルヘッドユニット１０６に対して、液滴の吐出のタイミングや液滴の吐出量等に関する液滴の吐出に関わる情報を指示する。

なお、パターン描画指示部２１１、ワークギャップ調整部２１２、ステージ移動指示部２１３、および液滴吐出開始指示部２１４の上記各機能を分割・分担して相互に補完するような構成にしてもよい。

なお、ＣＰＵ２０１により実現される機能については、液滴吐出装置１により実行されてもよい。

図１１を参照して、液滴吐出システムの制御動作について説明する。図１１は、液滴吐出システムの制御手順の一例を説明したフローチャートである。

まず、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるパターン描画指示部２１１からのパターン描画の指示に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２又はガントリＺステージ１０５を用いたＺ軸方向の位置調整を行う。（ステップ１０１）。この場合、Ｚ軸方向に対する位置調整は、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動とガントリＺステージ１０５の移動とを併用させても良い。例えば、移動量が大きい場合は、ガントリＺステージ１０５によりＺ軸方向の位置調整を行い、移動量が小さい場合は、ＸＹＺθステージ１０２によりＺ軸方向の位置調整を行なっても良い。

次に、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるパターン描画指示部２１１からのパターン描画の指示に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２をＸＹＺ方向へ移動させる。（ステップＳ１０２）

そして、ＸＹＺθステージ１０２の所定の位置への移動が完了すると（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、ワークギャップ測定部１０７によるワークギャップの算出が行われる。ワークギャップの算出方法の詳細については、後述する。なお、ＸＹＺθステージ１０２が未だ所定の位置にない場合は（ステップ１０３のＮＯ）、ステップＳ１０２の処理を継続する。

ワークギャップ測定部１０７によりワークギャップが算出され（ステップ１０４のＹＥＳ）、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動が必要である場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、当該ワークギャップの算出結果に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２をＺ軸方向に対して昇降動作させる。（ステップＳ１０６）

ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動が行なった後、ノズルヘッドユニット１０６からの液滴吐出を行う。（ステップＳ１０７）なお、ワークギャップが算出されていない場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、またはワークギャップの算出の結果、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動が必要ないと判断した場合（ステップＳ１０５のＮＯ）には、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向への移動は行わずに、液滴吐出を行う。

なお、ステップＳ１０４におけるワークギャップが算出される条件（算出されない条件）は、例えば、ワークギャップは所定の時間経過ごとに算出され、所定の時間経過前であれば、ワークギャップの算出が行われない構成としてもよい。

パターン描画が継続して行われる場合、ステップＳ１０２からの処理を繰り返し行う（ステップＳ１０８のＮＯ）。

図１１におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理を行うことにより、液滴の着弾位置の乱れを防止することができる。また、パターン描画中にワークギャップの調整を繰り返し行っているため、パターン描画中においてもワークギャップを適切に保つことができ、高精度な位置決めを行うことができる。

ここで、図１２を用いて、ワークギャップ測定部１０７によるワークギャップの測定方法の一例を説明する。図１２は、液滴吐出システムにおけるワークギャップ測定部のワークギャップ測定方法の一例を説明した図である。

ワークギャップ測定部１０７は、描画対象物４０１に向けてレーザ光を出力する。（ステップＳ２０１）出力されたレーザ光は、描画対象物４０１によって反射される。

ワークギャップ測定部１０７は、描画対象物４０１によって反射された光である反射光を受光する。（ステップＳ２０２）

ワークギャップ測定部１０７は、レーザ光を出力した時刻と反射光を受光した時刻とに基づいて、ワークギャップＬを算出する。（ステップＳ２０３）具体的には、レーザ光を出力した時刻と反射光を受光した時刻の時間間隔を計測し、予め記憶されたレーザ光の速度に対して計測した時間間隔を乗算することにより、ワークギャップＬを算出する。そして、ワークギャップ測定部１０７は、算出したワークギャップＬを制御装置２に送信する。（ステップＳ２０４）

なお、ワークギャップＬの算出方法は、これに限定するものではない。例えば、レーザ光を出力した時刻と反射光を受光した時刻の時間間隔と、ワークギャップＬとの関係を、予めＲＯＭ２０２に記憶しておき、時間間隔の計測結果に応じてワークギャップＬを算出してもよい。

なお、ワークギャップの測定にレーザ光を用いた例を説明したが、レーザ光に限定しない。たとえば、超音波センサなどの距離測定が可能なセンサを用いてもよい。測定精度がレーザ光と同等またはそれ以上のものが好ましい。

ワークギャップ測定部１０７は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４のワークギャップの測定をパターン描画中に繰り返す。ワークギャップＳ２０１〜Ｓ２０３のワークギャップの測定を繰り返すことにより、連続的にワークギャップＬを算出する。

ここで、図１３を用いて、所定の時間間隔でワークギャップＬを送信する処理について説明する。

図１３において、横軸は時刻を示す。ｔ１とｔ２、ｔ２とｔ３、およびｔ３とｔ４のそれぞれの時間間隔は、すべてｔ秒間隔とする。

ワークギャップ測定部１０７は、図１２で示したように、ワークギャップの測定をパターン描画中に繰り返すことにより、連続的にワークギャップＬを算出する。

ワークギャップ測定部１０７は、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の時刻において、測定したワークギャップＬを制御装置２に送信する。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４で送信されるワークギャップＬは、それぞれｔ０とｔ１、ｔ１とｔ２、ｔ２とｔ３、ｔ３とｔ４の間に測定された値である。なお、好適には、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４で送信されるワークギャップＬは、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４で測定された値であることが好ましい。

制御装置２は、ワークギャップＬを受信すると、ＲＯＭ２０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１により実行することで、ワークギャップ調整部２１２を実現する。

なお、ワークギャップＬを送信する時間間隔は、これに限定されない。例えば、ｔ１とｔ２、ｔ２とｔ３、およびｔ３とｔ４のそれぞれの時間間隔は、すべて異なる間隔にしてもよい。

ここで、ワークギャップ測定部１０７で測定されたワークギャップＬと、図１１のステップＳ１０３で実行されるＸＹＺθステージ１０２のＺ方向への移動との関係について接明する。

表１は、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定されたワークギャップＬと基準値との差分値と、ＸＹＺθステージ１０２の駆動命令値との関係の一例を説明する。

表１は、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定されたワークギャップＬと基準値との差分値、および当該差分値に対応する駆動命令値の一例を示す。表１は、図１３に示すパターン描画中に繰り返し行われるワークギャップ測定の結果（２０回分）に対応する。

表１に示す駆動命令値は、ワークギャップＬと基準値との差分の平均値である。
当該差分は、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定された各ワークギャップＬと基準値との差分である。

表１で示す各ワークギャップＬと基準値との差分は、ＣＰＵ２０１を実行することで実現する機能であるワークギャップ調整部２１２により算出される。ワークギャップ調整部２１２により算出された差分値に基づいて、ＣＰＵ２０１を実行することで実現する機能であるステージ移動指示部２１３は、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向に対する昇降動作を指示する駆動命令値を算出する。

なお、ワークギャップ調整部２１２及びステージ移動指示部２１３は、上記各機能を分割・分担して相互に補完するような構成にしてもよい。

図１４を参照して、液滴吐出システムの処理手順の一例を説明する。図１４は、液滴吐出システムの処理手順の一例を説明したシーケンス図である。

図１４に示すように、液滴吐出システムの処理手順は、描画対象物に対する所定のパターン描画に関する処理（プロセスＰ１）とワークギャップ調整に関する処理（プロセスＰ２）とから成る。

液滴吐出システムの処理手順は、まず、プロセスＰ１が行われる。そして、プロセスＰ１を行いながら、プロセスＰ２が行われる。後述にて、プロセスＰ１とプロセスＰ２を詳細に説明する。

なお、図１４に示す液滴吐出システムの処理手順は、プロセスＰ１とプロセスＰ２とから成るとしたが、これに限定されるものではない。プロセスＰ１とプロセスＰ２を含む処理手順であれば、その他の処理を適宜追加してもよい。

図１５を参照して、プロセスＰ１の一例を説明する。プロセスＰ１は、ステップＳ３０１からステップＳ３０５で構成されるプロセスである。

まず、制御装置２は、液滴吐出装置１が備えるＣＰＵ１３１に対してパターン描画の指示を送信する。（ステップＳ３０１）具体的には、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるパターン描画指示部２１１が、液滴吐出装置１が備えるＣＰＵ１３１に対してパターン描画の指示を送信する。

パターン描画の指示は、ノズルヘッドユニット１０６からの液滴の吐出のタイミングと、ＸＹＺθステージ１０２をＸＹ方向へ移動させるための座標値とを含む。

なお、描画の指示に含まれる液滴の吐出タイミングとＸＹＺθステージ１０２の座標値は、予めＲＯＭ２０２に記憶されている。

ＣＰＵ１３１は、パターン描画の指示に含まれる座標値に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２に対してＸＹ方向への移動を指示する。（ステップＳ３０２）具体的には、ＣＰＵ１３１を実行することにより実現する機能であるＸＹＺθステージ移動指示部１４２が、パターン描画の指示に含まれる座標値に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２のＸＹ方向への移動を指示する。

ＸＹＺθステージ１０２は、移動の指示に基づいて、Ｘ軸ガイドレール１０９及びＹ軸ガイドレール１１０に沿って移動する。（ステップＳ３０３）

ＣＰＵ１３１は、パターン描画の指示に含まれる液滴の吐出タイミングに基づいて、ノズルヘッドユニット１０６に対して液滴の吐出を指示する。（ステップＳ３０４）具体的には、ＣＰＵ１３１を実行することにより実現する機能である液滴吐出指示部１４１は、パターン描画の指示に含まれる液滴の吐出タイミングに基づいて、ノズルヘッドユニット１０６に対して液滴の吐出を指示する。

ノズルヘッドユニット１０６は、吐出の指示に基づいて、描画対象物に対して液滴の吐出を行う。（ステップＳ３０５）

なお、パターン描画の指示に含まれる情報は、パターン描画の内容ごとに、予めＲＯＭ２０２に記憶されていてもよい。

上記プロセスＰ１は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムに基づくパターン描画指示部２１１が担う処理、及びＣＰＵ１３１が実行するプログラムに基づく液滴吐出指示部１４１、ＸＹＺθステージ移動指示部１４２が担う処理の一例であり、各々の機能が担う処理を分割・分担して相互に補完するように実行してもよい。

上記プロセスＰ１に応じて、所定のパターン描画が行われる。そして、プロセスＰ１を行いながら、プロセスＰ２が行われる。

図１６を用いて、プロセスＰ２の一例を説明する。プロセスＰ２は、ステップＳ３０６からステップＳ３１４で構成されるプロセスである。

制御装置２は、液滴吐出装置１が備えるＣＰＵ１３１に対してワークギャップ測定の指示を送信する。（ステップＳ３０６）具体的には、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるワークギャップ調整部２１２が、液滴吐出装置１が備えるＣＰＵ１３１に対してワークギャップ測定の指示を送信する。

ＣＰＵ１３１は、ワークギャップ測定部１０７に対してワークギャップ測定の指示を送信する。（ステップＳ３０７）具体的には、ＣＰＵ１３１を実行することにより実現する機能であるワークギャップ測定指示部１４４が、ワークギャップ測定部１０７に対してワークギャップ測定の指示を送信する。

ワークギャップ測定部１０７は、描画対象物４０１に向けて出力しているレーザ光に基づいて、ワークギャップの測定を行う。（ステップＳ３０８）ワークギャップの測定は、図１２のフローチャートで示す処理に基づいて行われる。ワークギャップ測定部は、図１２のフローチャートで示す処理を行うことにより、ワークギャップＬを算出する。

ワークギャップ測定部１０７は、算出したワークギャップＬをＣＰＵ１３１に送信する。（ステップＳ３０９）

ＣＰＵ１３１は、ワークギャップＬを制御装置２に送信する。（ステップＳ３１０）具体的には、ＣＰＵ１３１を実行することにより実現する機能であるワークギャップ測定指示部１４４が、制御装置２に対してワークギャップＬを送信する。制御装置２は、ワークギャップＬを受信すると、ＲＯＭ２０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１により実行することで、ワークギャップ調整部２１２を実現する

なお、ワークギャップＬの送信は、図１３で示すように、所定の時間間隔で行われる。所定の時間間隔は、ＲＯＭ２０２に記憶されている。なお、所定の時間間隔は、ＲＯＭ２０２に記憶せずに、制御装置２からの指示に基づくものであってもよい。

制御装置２は、ワークギャップＬに基づいて、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向に対する昇降動作を指示する駆動命令値を算出する。（ステップＳ３１１）具体的には、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるワークギャップ調整部２１２が、ワークギャップ測定部１０７から送信されたワークギャップＬに基づいて、ワークギャップのずれを算出する。一例として、ワークギャップのずれは、ワークギャップＬと所定の基準値との差分値である。ワークギャップ調整部２１２により算出された差分値に基づいて、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるステージ移動指示部２１３が、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向に対する昇降動作を指示する駆動命令値を算出する。詳細な駆動命令値の算出方法については、前述の表１で示した通りである。
駆動命令値は、ＸＹＺθステージ１０２をＺ軸方向へ昇降動作させるための座標値を含む。

なお、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムに基づいて、ワークギャップ調整部２１２およびステージ移動指示部２１３が担う処理を分割・分担して相互に補完するように実行してもよい。一例として、ワークギャップ調整部２１２が、駆動命令値を算出する処理を行なってもよく、ステージ移動指示部２１３が、ワークギャップのずれを算出してもよい。

制御装置２は、ＣＰＵ１３１に対して算出した駆動命令値を送信する。（ステップＳ３１２）具体的には、制御装置２が備えるＣＰＵ２０１を実行することにより実現する機能であるステージ移動指示部２１３が、ＣＰＵ１３１に対して算出した駆動命令値を送信する。ＣＰＵ１３１は、駆動命令値を受信すると、ＲＯＭ２０２に記憶されたプログラムを実行することで、ＸＹＺθステージ移動指示部１４２を実現する。

ＣＰＵ１３１は、駆動命令値に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２に対してＺ軸方向への移動を指示する。（ステップＳ３１３）具体的には、ＣＰＵ１３１を実行することにより実現するＸＹＺθステージ移動指示部１４２が、駆動命令値に基づいて、ＸＹＺθステージ１０２に対してＺ軸方向への移動を指示する。

ＸＹＺθステージ１０２は、駆動命令値に基づいて、Ｚ軸ガイドレールに沿って昇降動作する。（ステップＳ３１４）

上記ステップＳ３０６からステップＳ３１４までのワークギャップの調整の処理（プロセスＰ２）は、図１６で示すように、パターン描画中に繰り返し行われる。

したがって、ノズルヘッドユニット１０６からの液滴の吐出を行うとともに、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向に対する昇降動作を行うことにより、パターン描画中においてもワークギャップの調整を行うことができるため、高精度な位置決めを行うことが可能となる。

また、本発明の液滴吐出システムを用いれば、ノズルヘッドユニット１０６の移動動作は行わず、ＸＹＺθステージ１０２のＺ軸方向に対する昇降動作により、ワークギャップの調整を行うことができるため、パターン描画中にワークギャップの調整を行った場合においても、高精度な位置決めを行うことができる。

ここで、液滴吐出装置１のワークギャップの調整の前後の状態を説明する。

図１７は、ワークギャップの調整前の液滴吐出装置１の状態の一例を説明した図である。詳細に説明を行うため、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄを用いて測定したワークギャップＬは、表１に示すＮｏ.１の値と対応するものとする。ここで、ワークギャップの基準値を５００μｍとする。
図１７において、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定したワークギャップＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の値は、それぞれＬ１＝４９９.９６０３μｍ、Ｌ２＝４９９.９８４７μｍ、Ｌ３＝５００．００１５μｍ、Ｌ４＝５００.１３７３μｍである。

図１７に示すワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定されたワークギャップＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と基準値（５００μｍ）との差は、基準とするワークギャップとのずれを表している。この状態において、描画対象物４０１に対して液滴の吐出を行うと、液滴の着弾位置にずれが生じ、所定のパターン描画を行うことができない。

図１８は、図１７の状態から、ワークギャップの調整を行なった液滴吐出装置１の状態の一例を説明した図である。表１において、ノズルヘッドユニット１０６に含まれるワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにより測定したワークギャップＬ１’Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’の値は、それぞれＬ１’＝４９９.９３９３μｍ、Ｌ２’＝４９９.９６３７μｍ、Ｌ３’＝４９９.０８０５μｍ、Ｌ４’＝５００.１１６３μｍである。

つまり、図１８の液滴吐出装置１は、図１７の液滴吐出装置１の状態からワークギャップの調整を行なったことにより、ワークギャップの値が基準値（５００μｍ）に近づいている。
これは、図６で示したＺ軸方向への移動機構を用いて、ＸＹＺθステージ１０２を昇降動作させることにより、ワークギャップを調整したためである。
具体的には、図１８の液滴吐出装置１は、図１７の液滴吐出装置１の状態からＸＹＺθステージをＺ軸方向に０．０２１０μｍ移動させたことにより、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄにおいて測定したワークギャップＬ１’Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’を、ワークギャップの基準値（５００μｍ）に近づけることできた。

このように、液滴吐出システムは、ワークギャップのずれが生じた場合においても、ＸＹＺθステージ１０２をＺ軸方向に昇降動作させることにより、ワークギャップを調整することができる。このため、パターン描画中においてもワークギャップを適切に保つことができ、高精度な位置決めを行うことができる。

なお、図１７と図１８の説明において、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄで測定したワークギャップＬ１’Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’と、ワークギャップの基準値との差分値を用いたワークギャップの調整について説明したが、ワークギャップの調整方法は、これに限定されない。例えば、ワークギャップ測定部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄで測定したワークギャップＬ１’Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’の平均値に基づいて、ワークギャップの調整を行う構成であってもよい。

以下、液滴吐出システムの実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
図１９は、ワークギャップの調整後の液滴吐出装置１において、パターン描画を行なった結果の一例を説明した図である。プリンテッドエレクトロニクスにおける積層構造を有する電子デバイスとしては、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いる液晶ディスプレイを想定して実施した。また、上記実施例では液晶ディスプレイを想定して実施したが、これに限定されるものではなく、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いる電子デバイスとして、例えば有機ＥＬディスプレイやエレクトロクロミックディスプレイでも良い。

実施例１では、図１６に示すワークギャップの調整を実施した後の状態における液滴吐出システムを用いて、描画対象物４０１としてガラス基板に対して、液滴吐出装置１に装着したノズルヘッド３０１と液滴により液滴吐出を行なった。

図１９Ａ〜Ｅは、ノズルヘッドユニット１０６が備える複数のノズルプレートから液滴吐出を行なった際の、描画対象物に対する各々のノズルプレートからの液滴の着弾の様子を示す。以下、図１９Ａ〜Ｅに対応するノズルプレートをそれぞれノズルプレートＡ〜Ｅとする。

図１９Ａ〜Ｅ内の表に示す数値は、ノズルプレートＡ〜Ｅから吐出した液滴が、描画対象物に着弾した際の液滴の粒径を示す。ノズルプレートＡ〜Ｅから吐出した液滴の粒径の標準偏差は、０．５０μｍであった。この結果は、サブミクロンオーダーの精度が要求されるプリンタブルエレクトロニクス分野における電子デバイスの製造に対して、十分に適応可能な範囲である。

（比較例１）
図２０は、ワークギャップの調整を行っていない液滴吐出装置１において、パターン描画を行なった結果の一例を説明した図である。ワークギャップの調整を行っていない以外は、実施例１と同様の条件でパターン描画を行なった。

比較例１では、ワークギャップの調整を行っていない液滴吐出装置１を用いて、描画対象物４０１としてガラス基板に対して、液滴吐出装置１に装着したノズルヘッド３０１と液滴により液滴吐出を行なった。

図２０Ａ〜Ｅは、ノズルヘッドユニット１０６が備える複数のノズルプレートから液滴吐出を行なった際の、各々のノズルプレートにおけるパターン描画の結果である。以下、図２０Ａ〜Ｅに対応するノズルプレートをそれぞれノズルプレートＡ〜Ｅとする。

図２０Ａ〜Ｅ内の表に示す数値は、ノズルプレートＡ〜Ｅから吐出した液滴が、描画対象物に着弾した際の液滴の粒径を示す。ノズルプレートＡ〜Ｅから吐出した液滴の粒径の標準偏差は、２.２６μｍであった。

実施例１と比較例１の結果より、ワークギャップの調整を行うことによって、液滴の着弾の乱れを防止し、高精度な位置決めを行うことができることが分かった。

このように、本発明に係る液滴吐出システムでは、液滴吐出装置１のワークギャップの調整を行なっているため、液滴の着弾位置の乱れを防止することができる。また、パターン描画中にワークギャップの調整を繰り返し行っているため、パターン描画中においてもワークギャップを適切に保つことができ、高精度な位置決めを行うことができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、上記説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。

また、本発明を適用する液滴吐出装置が備えるノズルヘッドは、液滴の吐出機構を有する公知の全てのノズルヘッドを含むものである。例えば、液体（インク）を液滴にして吐出させるアクチュエータ手段の方式で述べると、本発明の一実施形態で述べた静電方式以外でも、ピエゾ方式等が挙げられ、これらのノズルヘッドを備えた場合においても、本発明の液滴吐出装置、及びワークギャップの調整方法を適用することができる。

本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに記載されるものではない。

１ 液滴吐出装置
２ 制御装置
１０１ 定盤
１０２ ＸＹＺθステージ
１０３ 吸着テーブル
１０４ ガントリ
１０５ ガントリＺステージ
１０６ ノズルヘッドユニット
１０７（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ） ワークギャップ測定部
１０８ カメラユニット
１０９ Ｘ軸ガイドレール
１１０ Ｙ軸ガイドレール
１１１ Ｘ軸直線移動可能ステージ
１１２ Ｙ軸直線移動可能ステージ
１１３ Ｚ軸直線移動可能ステージ
１１４ 除震台
１３０ 制御部
１３１ ＣＰＵ
１３２ ＲＯＭ
１３３ ＲＡＭ
１３４ 通信インターフェース
１４１ 液滴吐出指示部
１４２ ＸＹＺθステージ移動指示部
１４３ ガントリＺステージ移動指示部
１４４ ワークギャップ測定指示部
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ ディスプレイ
２０５ キーボード
２０６ 通信インターフェース
２１１ パターン描画指示部
２１２ ワークギャップ調整部
２１３ ステージ移動指示部
２１４ 液滴吐出開始指示部
３０１ ノズルヘッド
４０１ 描画対象物
５０１ 第１の着弾位置
５０２ 第２の着弾位置
６０１ リニアモータ

特開２０１０−１７９２９９号公報 特開２００４−１２２１１２号公報

Claims (18)

1. 液滴を吐出するノズルヘッドと、
   前記ノズルヘッドと前記ノズルヘッドから吐出された液滴を用いて所定のパターンが描画される対象物との間の距離を測定する測定部と、
   前記パターン描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記測定部で測定された距離に基づいて前記対象物を昇降させる移動部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出システム。
2. 前記測定部は、
   前記パターン描画中に前記距離を測定し、
   前記移動部は、
   前記パターン描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記パターン描画中に測定された前記距離に基づいて前記対象物を昇降させることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出システム。
3. 前記移動部は、前記パターン描画中に、前記水平移動および前記昇降を繰り返し行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出システム。
4. 前記移動部の前記水平移動および前記昇降を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
5. 前記制御部は、
   前記測定部で測定された前記距離に基づいて、前記移動部の移動量を算出し、
   算出結果に基づいて、前記移動部の昇降を指示し、
   前記移動部の水平動作を指示し、
   前記昇降の指示と、前記水平動作の指示とを前記パターン描画中に行うことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出システム。
6. 前記制御部は、
   前記吐出を指示し、
   前記吐出の指示と、前記昇降の指示と、前記水平動作の指示とを前記パターン描画中に行うことを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出システム。
7. 前記制御部は、
   前記測定部で測定された前記距離と、所定の基準値との差に基づいて、前記移動部を昇降させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
8. 前記測定部を複数備え、
   前記制御部は、
   前記複数の測定部で測定された前記距離と所定の基準値との差に基づいて、前記移動部を昇降させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
9. 前記制御部は、
   前記複数の測定部で測定された前記距離のうち、前記差が最大の値を、前記基準値に近づけるように前記移動部を昇降させることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出システム。
10. 前記制御部は、
    前記差の平均値に基づいて、前記移動部の昇降を行うことを特徴とする請求項８または９に記載の液滴吐出システム。
11. 前記複数の測定部に対応する基準値は、共通の値であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
12. 前記複数の測定部に対応する基準値は、個別に定められた値であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
13. 前記基準値は、所定の時間間隔で更新されることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
14. 前記測定部を複数備え、
    前記制御部は、
    前記複数の測定部で測定された前記距離の平均値に基づいて、前記移動部を昇降させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
15. 前記複数の測定部は、前記対象物の中心から間隔が等しく配置され、前記間隔が所定の距離以上であることを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
16. 前記測定部による前記距離の測定は、レーザ光を用いて行われることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の液滴吐出システム。
17. 対象物に対してノズルヘッドから吐出される液滴を用いて所定のパターンを描画するステップと、
    前記ノズルヘッドと前記対象物との間の距離を測定するステップと、
    前記パターンの描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記測定した距離に基づいて前記対象物を昇降させるステップと、を備えたことを特徴とする位置調整方法。
18. 情報処理装置に、
    対象物に対してノズルヘッドから吐出される液滴を用いて所定のパターンを描画するステップと、
    前記ノズルヘッドと前記対象物との間の距離を測定するステップと、
    前記パターン描画中に、前記対象物を水平移動させ、前記測定した距離に基づいて前記対象物を昇降させるステップと、を実行させるためのプログラム。