JP4352758B2

JP4352758B2 - 液滴吐出装置

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Publication number: JP4352758B2
Application number: JP2003136482A
Authority: JP
Inventors: 誠吾水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP2004337728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の画素領域が形成されたワークに対して、機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら当該機能液滴吐出ヘッドを選択的に吐出駆動させることにより、画素領域内に機能液を吐出させる液滴吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一種として、記録ヘッド（機能液滴吐出ヘッド）を主走査方向に移動させながら記録を行う１ラインの印刷と、印刷した１ライン分の被記録材（ワーク）の間欠送りと、を繰り返すことにより印刷を行うインクジェット記録装置が従来から知られている。インクジェット記録装置には、被記録材に対する記録ヘッドの記録タイミングを取るために、記録ピッチ密度で多数の検出線やスリットを有するリニアエンコーダが設けられており、インクジェット記録装置では、リニアエンコーダのスリット数等をカウントして記録ヘッドの位置検出を行いながら記録ヘッドの駆動を行っている。
【０００３】
そして、リニアエンコーダは、環境温度等に影響されて、（スリットの間隔が）変寸するため、インクジェット記録装置では、記録ヘッドの移動距離および移動速度に基づいてリニアエンコーダの変寸量を演算し、リニアエンコーダの変寸量に応じて記録ヘッドの記録タイミングを補正することにより、記録画像（記録ドット）の位置ずれを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１３２５９４号公報（第２頁−第５頁、第１０図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
工業応用の液滴吐出装置では、単に記録画像の位置ずれを防止するだけではなく、ワークの所定位置（バンク部により形成された凹部開口内）に極めて高い吐出精度で機能液を吐出することが要求されている。したがって、環境温度等に起因したワークの膨張により、ワークとリニアエンコーダ（のスリット）と位置関係が変化すると、ワークの所定位置に機能液を吐出させることができなくなるため、液滴吐出装置では、リニアエンコーダの変寸量のみならず、ワークの熱膨張等を考慮に入れる必要がある。しかしながら、上記のインクジェット記録装置のように、リニアエンコーダの変寸量およびワークの膨張量を演算処理で求め、これらの値に基づいて記録ヘッドの記録タイミングを補正しようとした場合、演算処理を行う演算装置が必要となるうえ、演算処理に時間を要するため、ワークに対する描画処理が遅くなるといった問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、装置構成を複雑化することなく、ワークに対して精度良くかつ迅速に描画処理を行うことができる液滴吐出装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットに対し、ワークを第一の方向に相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッドからワークに対して機能液滴を吐出する液滴吐出装置において、ワークを吸着するための吸着テーブルを有するセットテーブルと、セットテーブルを介してワークを第一の方向に相対的に移動させる第一の移動手段と、第一の方向に延在するリニアスケールおよびリニアスケールを検出するリニアセンサから成り、第一の移動手段によって相対的に移動するワークの位置を検出するリニアエンコーダと、リニアエンコーダによって検出されたワークの位置情報に基づいて、第一の移動手段の駆動および機能液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御する制御手段と、を備え、リニアセンサは、ヘッドユニットに搭載され、リニアスケールは、セットテーブルに配置されるスケールマスクに付され、スケールマスクは、ワークと同様の熱膨張率を有すると共に、吸着テーブルの吸引孔に連通する貫通孔が形成され、セットテーブルは、スケールマスクを介してワークを吸着することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、リニアスケールが付されたスケールマスクは、ワークと同一の熱膨張率を有しているので、リニアセンサは、環境温度に依存することなく、ワークの位置情報を正確に検出可能である。すなわち、環境温度が変化しても、スケールマスクはワークと同様に膨張するので、リニアスケールとワークとの相対的な位置関係が変化することなく、リニアスケールに基づいて、精度良くワークの位置情報を検出することが可能である。また、リニアスケールは、同種のワークに対して汎用的に用いることができる一方、ワークの種類に合わせてスケールマスクを交換することにより、どんなワークに対しても正確にワークの位置情報を検出することができ、精度良く機能液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御することができる。
また、吸着テーブルの吸引孔に連通する貫通孔が形成されているので、ワークをスケールマスク上に不動に吸着固定することができる。
【０００９】
この場合、ワークは、ガラス基板で構成され、スケールマスクは、板状のガラスで構成されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、ワークがガラス基板で構成されているので、ワークを介して、スケールマスクに付されたリニアスケールを検出することが可能である。また、スケールマスクは、ワークと同じガラスで構成されているので、スケールマスクとワークとの熱膨張率を全く同一にすることができる。
【００１１】
この場合、ワークは、ガラス基板で構成され、スケールマスクは、樹脂製のシートで構成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、スケールマスクが樹脂製のシートで構成されているため、スケールマスクの加工が容易であり、スケールマスクの製造コストを抑えることが可能である。
【００１３】
これらの場合、スケールマスクは、透光性を有する部材で構成され、リニアスケールは、スケールマスクの吸着テーブルとの当接面に付されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、スケールマスクの裏面にリニアスケールが形成されているので、リニアスケールとワークが直接接触することがない。したがって、スケールマスクに対するワークの載せ換えを繰り返しても、リニアスケールが損傷することがなく、スケールマスクの耐久性を高めることができる。
【００１７】
この場合、ワークの表面には、第一の方向および第一の方向と直交する第二の方向に延在するバンク部により複数の凹部開口がマトリクス状に形成され、機能液滴吐出ヘッドは凹部開口内に機能液滴を吐出することで描画を行い、リニアスケールは、第一の方向における複数の凹部開口のピッチと合致する複数の検出線を有していることが好ましい。
【００１８】
これらの構成によれば、スケールマスクには、機能液滴を吐出させる凹部開口の行方向（第一の方向）におけるピッチと合致して、多数のリニアスケールの検出線が付されているので、機能液滴の吐出位置と対応させて、ワークの移動情報を検出することができる。したがって、検出線に基づいて、機能液滴吐出ヘッドの吐出駆動を行うことにより、凹部開口内に精度良く機能液滴を吐出させることができる。
【００１９】
この場合、スケールマスクに対しワークは、各検出線が凹部開口の中心に位置するようにセットされていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、スケールマスクに対し、各検出線が行方向に隣接するバンク部の中間に位置するようにワークがセットされるので、リニアスケールの各検出線が凹部開口の中心に位置し、ワークをセットした状態でも、各検出線を容易に検出することができる。また、検出線が凹部開口の中心に位置しているため、制御手段による検出線の検出信号の受信タイミングに基づいて、機能液滴吐出ヘッドの駆動タイミングを制御することにより、凹部開口の略中心に機能液を吐出させることが可能である。
【００２１】
この場合、機能液滴吐出ヘッドのノズル列は、第二の方向に対して平行であり、ヘッドユニットに設けたリニアセンサの検出端は、ノズル列と同一直線上に配設されていることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドのノズル列と、リニアセンサの検出端とは、第一の方向において同位置に配設されているので、リニアセンサによる各検出線の検出をトリガとして機能液滴吐出ヘッドの吐出駆動を行うことにより、凹部開口の略中央に機能液滴を吐出させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置について説明する。本実施形態の液滴吐出装置は、いわゆるフラットパネルディスプレイの一種である有機ＥＬ装置の製造ラインに組み込まれるものであり、有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子を形成するものである。
【００２９】
ここでは先ず、液滴吐出装置の説明に先立ち、有機ＥＬ装置の構造および製造工程について簡単に説明する。図１は、有機ＥＬ装置の断面図を示した図である。同図に示すように、有機ＥＬ装置７０１は、基板７１１、回路素子部７２１、画素電極７３１、バンク部７４１、発光素子７５１、陰極７６１（対向電極）、および封止用基板７７１から構成された有機ＥＬ素子７０２に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。
【００３０】
同図に示すように、有機ＥＬ素子７０２の基板７１１上には、回路素子部７２１が形成され、回路素子部７２１上には、複数の画素電極７３１が整列している。そして、各画素電極７３１間には、バンク部７４１が格子状に形成されており、バンク部７４１により生じた凹部開口７４４に、発光素子７５１が形成されている。バンク部７４１および発光素子７５１の上部全面には、陰極７６１が形成され、陰極７６１の上には、封止用基板７７１が積層されている。
【００３１】
有機ＥＬ素子７０２の製造プロセスは、バンク部７４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子７５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子７５１を形成する発光素子形成工程と、陰極７６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。すなわち、有機ＥＬ素子７０２は、予め回路素子部７２１および画素電極７３１が形成された基板７１１（ワークＷ）の所定位置にバンク部７４１を形成した後、プラズマ処理、発光素子７５１および陰極７６１（対向電極）の形成を順に行い、さらに、封止用基板７７１を陰極７６１上に積層して封止することにより製造される。なお、有機ＥＬ素子７０２は、大気中の水分等の影響を受けて劣化しやすいため、有機ＥＬ素子７０２の製造は、ドライエアーまたは不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）雰囲気で行うことが好ましい。
【００３２】
また、各発光素子７５１は、正孔注入／輸送層７５２およびＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）のいずれかの色に着色された発光層７５３から成る成膜部で構成されており、発光素子形成工程には、正孔注入／輸送層７５２を形成する正孔注入／輸送層形成工程と、３色の発光層７５３を形成する発光層形成工程と、が含まれている。この場合、上記バンク部７４１により形成したマトリクス状の多数の凹部開口７４４に対し、３色の発光層７５３の配列は、例えば図２に示すように、ストライプ配列（同図（ａ））、モザイク配列（同図（ｂ））およびデルタ配列（同図（ｃ））が知られている。
【００３３】
そして、有機ＥＬ装置７０１は、有機ＥＬ素子７０２を製造した後、有機ＥＬ素子７０２の陰極７６１にフレキシブル基板の配線を接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部７２１の配線を接続することにより製造される。
【００３４】
本実施形態の液滴吐出装置は、注入／輸送層形成工程に用いるものと、発光層形成工程に用いるものとがあるが、装置自体は同一構造のものが用いられるため、ここでは、Ｒ・Ｇ・Ｂ３色の発光層７５３を形成するための液滴吐出装置を例に、詳細に説明する。
【００３５】
図３の平面模式図に示すように、実施形態の液滴吐出装置１は、機台２と、機台２上の全域に広く載置された描画装置３と、描画装置３に添設するように機台２上に載置したヘッド機能回復装置４とを有し、描画装置３に備えられた機能液滴吐出ヘッド３２によりワークＷ上に機能液滴による描画を行うと共に、ヘッド機能回復装置４により適宜、機能液滴吐出ヘッド３２の機能回復処理（メンテナンス）を行うようにしている。
【００３６】
液滴吐出装置１を構成する各装置の装置構成について簡単に説明する。描画装置３は、ワークＷを主走査方向に移動させるＸ軸テーブル（主走査手段）１２およびＸ軸テーブル２１に直交するＹ軸テーブル２２からなるＸ・Ｙ移動機構１１と、Ｙ軸テーブル２２に移動自在に取り付けたメインキャリッジ１２と、メインキャリッジ１２に垂設したヘッドユニット１３とを備えている。ヘッドユニット１３には、サブキャリッジ３１を介して、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の３つの機能液滴吐出ヘッド３２が搭載される。各機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３には、多数のノズル３４から成るノズル列３５が形成されており、各機能液滴吐出ヘッド３２のノズル列３５が主走査方向と直交するように、３つの機能液滴吐出ヘッド３２は、ヘッドユニット１３に搭載されている（図３参照）。なお、ヘッドユニット１３には、後述するリニアエンコーダ２０２のリニアセンサ２０５が搭載されている。
【００３７】
この場合、基板であるワークＷは、透光性（透明）のガラス基板で構成されている。ワークＷには、２ヶ所の基準マーク７６が付されており、ワークＷをＸ軸テーブル２１に搬入した段階で、これに臨む一対のワーク認識カメラ７５，７５により、Ｘ軸テーブル２１に位置決めされた状態でセットされる。なお、図示のサブキャリッジ３１には、色別の機能液滴吐出ヘッド３２が１つずつ搭載されているが、これらが複数の機能液滴吐出ヘッド３２で構成されていてもよい。
【００３８】
また、ヘッド機能回復装置４は、機台２上に載置した移動テーブル４１と、移動テーブル４１上に載置した保管ユニット４２、吸引ユニット４３およびワイピングユニット４４とを備えている。保管ユニット４２は、装置の稼動停止時に、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル３４の乾燥を防止すべくこれを封止する。吸引ユニット４３は、機能液滴吐出ヘッド３２から機能液を強制的に吸引すると共に、機能液滴吐出ヘッド３２の全ノズル３４からの機能液の捨て吐出を受けるフラッシングボックスの機能を有している。ワイピングユニット４４は、主に、機能液吸引を行った後の機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３をワイピング（拭き取り）する。
【００３９】
保管ユニット４２には、例えば機能液滴吐出ヘッド３２に対応する封止キャップ５１が昇降自在に設けられており、装置の稼動停止にヘッドユニット（の機能液滴吐出ヘッド３２）１３に臨んで上昇し、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３に封止キャップ５１を密接させて、これを封止する。これにより、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３における機能液の気化が抑制され、いわゆるノズル詰まりが防止される。
【００４０】
同様に、吸引ユニット４３には、例えば機能液滴吐出ヘッド３２に対応する吸引キャップ５２が、昇降自在に設けられており、ヘッドユニット（の機能液滴吐出ヘッド３２）１３に機能液の充填を行う場合や、機能液滴吐出ヘッド３２内で増粘した機能液を除去する場合に、吸引キャップ５２を機能液滴吐出ヘッド３２に密着させて、ポンプ吸引を行う。また、機能液の吐出（描画）を休止するときには、吸引キャップ５２を機能液滴吐出ヘッド３２から僅かに離間させておいて、フラッシング（捨て吐出）を行う。これにより、ノズル詰まりが防止され或いはノズル詰まりの生じた機能液滴吐出ヘッド３２の機能回復が図られる。
【００４１】
ワイピングユニット４４には、例えば、ワイピングシート５３が繰出し且つ巻取り自在に設けられており、繰り出したワイピングシート５３を送りながら、且つ移動テーブル４１によりワイピングユニット４４をＸ軸方向に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３を拭き取るようになっている。これにより、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル面３３に付着した機能液が取り除かれ、機能液吐出時の飛行曲がり等が防止される。
【００４２】
なお、ヘッド機能回復装置４として、上記の各ユニットに加え、機能液滴吐出ヘッド３２から吐出された機能液滴の飛行状態を検査する吐出検査ユニットや、機能液滴吐出ヘッド３２から吐出された機能液滴の重量を測定する重量測定ユニット等を、搭載することが好ましい。さらに、同図示では省略したが、この液滴吐出装置１には、各機能液滴吐出ヘッド３２に機能液が供給する機能液供給機構や、上記の描画装置３や機能液滴吐出ヘッド３２等の構成装置を統括制御する制御装置（制御手段：後述する）５などが組み込まれている。
【００４３】
次に、描画装置３を構成要素について説明する。図３および図４に示すように、Ｘ軸テーブル２１は、Ｘ軸方向の駆動系を構成するＸ軸モータ６２駆動のＸ軸スライダ６１を有し、これに吸着テーブル６４およびθテーブル６５等から成るセットテーブル６３を移動自在に搭載して、構成されている。同様に、Ｙ軸テーブル２２は、Ｙ軸方向の駆動系を構成するＹ軸モータ６８駆動のＹ軸スライダ６７を有し、これにθテーブル６５を介して上記のメインキャリッジ１２を移動自在に搭載して、構成されている。
【００４４】
この場合、Ｘ軸テーブル２１は、機台２上に直接支持される一方、Ｙ軸テーブル２２は、機台２上に立設した左右の支柱７１，７１に支持されている。Ｘ軸テーブル２１とヘッド機能回復装置４とは、Ｘ軸方向に相互に平行に配設されており、Ｙ軸テーブル２２は、Ｘ軸テーブル２１とヘッド機能回復装置４の移動テーブル４１とを跨ぐように延在している。
【００４５】
Ｘ軸テーブル２１は、セットテーブル６３（吸着テーブル６４）にセットしたワークＷを主走査（Ｘ軸）方向に移動させ、移載エリア７４（後述する）で導入されたワークＷを描画エリア７２に移動させる。本実施形態では、ヘッド側（機能液滴吐出ヘッド３２）に対し、ワークＷ側を移動させる構成となっているが、ワークＷに対し、ヘッド側を移動させる構成とすることも可能である。なお、ワークＷをセットする吸着テーブル６４には、図外の真空ポンプに接続された吸引溝６６が複数形成されており、真空ポンプを駆動してワークＷを不動にセットできるようになっている。また、吸引溝６６には、複数の吸引孔６７が形成されている（図６参照）
【００４６】
Ｙ軸テーブル２２は、これに搭載したヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド３２）１３を、ヘッド機能回復装置４の直上部に位置する機能回復エリア７３と、Ｘ軸テーブル２１の直上部に位置する描画エリア７２との相互間で、適宜移動させる。すなわち、Ｙ軸テーブル２２は、機能液滴吐出ヘッド３２の機能回復を行う場合には、ヘッドユニット１３を機能回復エリア７３に臨ませ、またＸ軸テーブル２１に導入したワークＷに描画を行う場合には、ヘッドユニット１３を描画エリア７２に臨ませる。
【００４７】
そして、描画エリア７２に導入したワークＷに描画を行う場合には、機能液滴吐出ヘッド（ヘッドユニット１３）３２を描画エリア７２に臨ませておいて、Ｘ軸テーブル２１による主走査（ワークＷの往復移動）に同期して、機能液滴吐出ヘッド３２を吐出駆動（機能液滴の選択的吐出）させる。また、Ｙ軸テーブル２２により適宜、副走査（ヘッドユニット１３の移動）が行われる。この一連の動作により、ワークＷの描画領域Ｄに所望の機能液滴の選択的吐出、すなわち描画が行われる。
【００４８】
また、機能液滴吐出ヘッド３２の機能回復を行う場合には、移動テーブル４１により吸引ユニット４３を機能回復エリア７３に移動させると共に、Ｙ軸テーブル２２によりヘッドユニット１３を機能回復エリア７３に移動させ、機能液滴吐出ヘッド３２のフラッシング或いはポンプ吸引を行う。また、ポンプ吸引を行った場合には、続いて移動テーブル４１によりワイピングユニット４４を機能回復エリア７３に移動させ、機能液滴吐出ヘッド３２のワイピングを行う。同様に、作業が終了して装置の稼動を停止する時には、保管ユニット４２により、機能液滴吐出ヘッド３２にキャッピングが行われる。
【００４９】
なお、Ｘ軸テーブル２１の一方の端部は、ワークＷをＸ軸テーブル２１にセット（載せ代える）するための移載エリア７４となっており、移載エリア７４には、上記した一対のワーク認識カメラ７５，７５が配設されている。そして、この一対のワーク認識カメラ７５，７５により、吸着テーブル６４上に供給されたワークＷの上記の２箇所の基準マーク７６が同時に認識され、この認識結果に基づいて、ワークＷのアライメントが為される。
【００５０】
次に、液滴吐出装置１の主制御系について説明する。図４に示すように、液滴吐出装置１は、インタフェース９１を有し、ホストコンピュータから送信された描画データおよび各種指令を入力すると共に、液滴吐出装置１内部における各種データをホストコンピュータに出力するためのデータ入出力部８１と、後述するリニアエンコーダ２０２等を有し、各種検出を行う検出部８２と、機能液滴吐出ヘッド３２を有し、機能液滴による描画を行う描画部８３と、Ｘ軸テーブル２１のＸ軸モータ６２やＹ軸テーブル２２のＹ軸モータ６８等のモータを有し、メインキャリッジ１２の移動およびワークＷの送りを行う搬送部８４と、ヘッド機能回復装置４を有し、機能液滴吐出ヘッド３２の保全を行う保全部８５と、機能液滴吐出ヘッド３２を駆動するヘッドドライバ９２や、各種モータを駆動するモータドライバ９３、ヘッド機能回復装置４の各ユニットを駆動するメンテナンスドライバ９４、等を有し、液滴吐出装置１各部を駆動する各種ドライバを有する駆動部８６と、これら各部に接続され、液滴吐出装置１全体の制御を行う制御部８７と、を備えている。
【００５１】
制御部８７は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、周辺制御回路（Ｐ−ＣＯＮ）１０４を備えており、これらは互いに内部バス１０５により接続されている。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１で処理する制御プログラムを記憶する制御プログラム領域１１１の他、各種制御データを記憶する制御データ領域１１２を有している。ＲＡＭ１０３は、外部から入力した描画データを記憶する描画データ領域１１３、印刷のための吐出パターンデータを記憶する吐出パターンデータ領域１１４の他、各種バッファ領域１１５や各種レジスタ群１１６を有し、制御処理のための作業領域として使用される。
【００５２】
Ｐ−ＣＯＮ１０４には、ＣＰＵ１０１の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が、ゲートアレイやカスタムＬＳＩなどにより構成されて組み込まれている。すなわち、Ｐ−ＣＯＮ１０４は、ホストコンピュータや液滴吐出装置１各部からの描画データや各種検出信号などをそのまま、あるいは加工して内部バス１０５に取り込むと共に、ＣＰＵ１０１と連動して、ＣＰＵ１０１等から内部バス１０５に出力されたデータや制御信号を（駆動部８６を介して）液滴吐出装置１各部に出力している。また、Ｐ−ＣＯＮ１０４には、時間制御を行うためのタイマー１１７が組み込まれている。
【００５３】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内の制御プログラムに従って、Ｐ−ＣＯＮ１０４を介して各種検出信号、各種指令、各種データ等を入力し、ＲＡＭ１０３内の各種データ等を処理した後、Ｐ−ＣＯＮ１０４を介して駆動部８６に制御信号を出力する。このように、制御部８７により液滴吐出装置１全体が統括制御される。
【００５４】
ところで、この描画装置３では、Ｘ軸テーブル２１によるＸ軸（主走査）方向へのワークＷの移動と、Ｙ軸テーブル２２によるＹ軸（副走査）方向への機能液滴吐出ヘッド（ヘッドユニット１３）３２の移動と、を繰り返し行いながら、リニアエンコーダ２０２の位置情報に基づいて機能液滴吐出ヘッド３２の吐出駆動を制御することにより、ワークＷに対する描画処理を行うようになっている。
【００５５】
リニアエンコーダ２０２は、多数の検出線２０４を有するリニアスケール２０３およびリニアスケール２０３の検出線２０４を検出するリニアセンサ２０５から構成されおり、リニアセンサ２０５でリニアスケール２０３の検出線２０４を順次検出することにより、ワークＷの位置情報を連続的に検出している。リニアスケール２０３は、上記したセットテーブル６３の吸着テーブル６４に着脱自在にセットされるスケールマスク２１１に形成されており、ワークＷは、スケールマスク２１１を介して吸着テーブル６４上にセットされる。なお、スケールマスク２１１には、上記した吸着テーブル６４の複数の吸引孔６７と連通する複数の連通孔（貫通孔）２１２が形成されており、ワークＷに吸引力を作用させて、ワークＷを不動にセット可能となっている。すなわち、吸着テーブル６４にスケールマスク２１１をセットすると、スケールマスク２１１の複数の連通孔２１２が吸着テーブル６４に形成された複数の吸引孔６７と連通するようになっている。
【００５６】
上述したように、ワークＷは、予め回路素子部７２１、画素電極７３１およびバンク部７４１を形成した透明なガラス基板７１１で構成されており、描画領域Ｄ内に形成されたバンク部７４１により構成されるマトリクス状の凹部開口７４４内に機能液滴を吐出するようになっている。リニアスケール２０３の各検出線２０４は、スケールマスク２１１に、行方向（主走査方向）における凹部開口７４４の配設ピッチと同一ピッチとなるように線引きされている（図５参照）。そして、スケールマスク２１１をセットテーブル６３にセットすると、各検出線２０４は、副走査方向に対して平行に（ワークＷの送り方向と直交して）延在するようになっている。なお、実施形態では、スケールマスク２１１の主走査方向に対して連続的に多数の検出線２０４を形成しているが、ワークＷに複数の描画領域Ｄが形成されている場合には、主走査方向におけるワークＷの描画領域Ｄの配置に対応させて断続的に多数の検出線２０４を形成することも可能である。
【００５７】
スケールマスク２１１には、ワークＷの四隅のセット位置を示す４つの指標２１３が形成されており、ワークＷを所定のセット位置にセットすると、各検出線２０４と凹部開口７４４が行方向において対応し、各凹部開口７４４の中心、すなわち主走査方向に隣接するバンク部７４１の中心に検出線２０４が位置するようになっている。ワークＷはガラス基板７１１で構成されているため、凹部開口７４４から、検出線２０４を視認することが可能である（図５参照）。なお、検出線２０４は、スケールマスク２１１の全面に亘って形成することも可能であるし、スケールマスク２１１の一部分（主走査方向の片側部分）のみに形成することも可能である。但し、後者の場合、スケールマスク２１１にワークＷをセットしたときに、各検出線２０４が、ワークＷの描画範囲から幅方向外側に外れた位置から（対応する行の）凹部開口７４４まで延在させることが好ましい。また、上記４つの指標２１３に代えて、ワーク位置決め用の突起（３個）を設けるようにしてもよい。
【００５８】
スケールマスク２１１は、透光性を有する板状のガラスで構成されており、ガラス基板７１１で構成されたワークＷと同様の熱膨張率を有している。したがって、環境温度の変化によりワークＷが熱膨張しても、スケールマスク２１１もワークＷと同様に熱膨張するため、スケールマスク２１１に形成されたリニアスケール２０３の各検出線２０４とワークＷの凹部開口７４４との相対的な位置関係が変化せず、リニアエンコーダ２０２に基づいて、ワークＷに正確な描画ができるようになっている。また、スケールマスク２１１は、セットテーブル６３に着脱自在であるため、ワークＷの種類や目的に合ったリニアスケール２０３が形成されたスケールマスク２１１を適宜選択することができ、描画装置３の汎用性を高めることが可能である。なお、実施形態のスケールマスク２１１は、ワークＷに対して一回り大きく形成されているが、同一平面形状としてもよい。この場合、ワークＷを構成するガラス基板７１１を用いることも可能である。
【００５９】
なお、リニアスケール２０３は、スケールマスク２１１の表面（ワークＷのセット面）に形成することも可能であるが、繰り返し行われるワークＷの載せ換えによってリニアスケール２０３が損傷しないように、スケールマスク２１１の裏面（吸着テーブル６４との当接面）にリニアスケール２０３を形成することが好ましい。また、スケールマスク２１１の材質は、ワークＷと同様の熱膨張率を有するものであればよく、樹脂製のシートで構成することも可能である。この場合も、リニアスケール２０３をスケールマスク２１１の裏面に形成することが好ましく、樹脂製のシートは、透光性（透明）を有することが好ましい。
【００６０】
一方、ヘッドユニット１３には、Ｒ色、Ｇ色およびＢ色の３つの機能液滴吐出ヘッド３２に対応して、３つのリニアセンサ２０５が搭載されており、これらは上記の制御装置５に接続されている。３つのリニアセンサ２０５の検出部（検出端）２０６は、各機能液滴吐出ヘッド３２のノズル列３５と同一直線上、すなわち主走査方向においてノズル列３５と同位置に配設されている。そして、３つのリニアセンサ２０５が、主走査方向を移動するワークＷを介して、スケールマスク２１１に形成されたリニアスケール２０３の検出線２０４を順次検出することにより、各リニアセンサ２０５に対応する機能液滴吐出ヘッド３２（のノズル列３５）とワークＷとの位置関係を正確に把握できるようになっている。
【００６１】
ワークＷの描画時における一連の制御について説明する。Ｒ、Ｇ、およびＢ色に対応する各機能液滴吐出ヘッド３２は、同様の制御が為されるので、ここでは、Ｒ色に対応する機能液滴吐出ヘッド３２の動作を例に説明する。描画処理が開始されると、先ず、ワーク認識カメラ７５によりワークＷの画像認識が為される。そして、整列する凹部開口７４４の行方向が主走査方向と直交するように、ワークＷの向きをθテーブル６５により補正する。また、このとき、リニアスケール２０３の各検出線２０４と凹部開口７４４の中心とのずれ量が検出される。
【００６２】
制御装置５は、Ｘ軸テーブル２１を駆動して、スケールマスク２１１を介して、セットテーブル６３にセットしたワークＷを描画エリア７２に移動させる。そして、ヘッドユニット１３にセットテーブル６３が臨み、ヘッドユニット１３に搭載されたリニアセンサ２０５がスケールマスク２１１の検出線２０４を順次検出して検出信号を制御装置５に送信する。制御装置５は、リニアセンサ２０５からの検出信号に基づいて、凹部開口７４４内の略中間に機能液が着弾するよう、Ｒ色に対応する機能液滴吐出ヘッド３２の吐出駆動を行う。具体的には、制御装置５は、各検出線２０４と凹部開口７４４の中心位置が一致している場合には、リニアセンサ２０５からの検出信号を受信すると瞬時に機能液滴吐出ヘッド３２の吐出駆動を行い、各検出線２０４と凹部開口７４４の中心位置とがずれている場合には、リニアセンサ２０５からの検出信号を受信してから、各検出線２０４と凹部開口７４４の中心位置とのずれ量に基づいて所定のタイミング遅らせて（上記のＰ−ＣＯＮ１０４に組み込まれたディレイ回路による）機能液滴吐出ヘッド３２の吐出駆動を行う。
【００６３】
このように、本実施形態では、リニアスケール２０３の各検出線２０４とワークＷの凹部開口７４４の行方向における配設ピッチが一致しているので、制御装置５が各検出線２０４の検出信号を受信する毎に機能液滴吐出ヘッド３２を吐出駆動させることにより、凹部開口７４４の配設ピッチに合わせて精度良く機能液滴を吐出させることができる。また、機能液滴吐出ヘッド３２のノズル列３５とリニアセンサ２０５の主走査方向における位置が一致しているため、各検出線２０４の検出信号の受信タイミングに対応（同期）させて機能液滴吐出ヘッド３２を吐出駆動させることにより、凹部開口７４４の略中心位置に機能液を精度良く着弾させることが可能である。
【００６４】
なお、リニアスケール２０３（検出線２０４）を、主走査時におけるワークＷのうねり（ヨーイング）矯正に用いることも可能である。この場合、ヘッドユニット１３に検出線を検出する一対のリニアセンサを設けて、検出線２０４の両側にこれを臨ませ、ワークＷのうねり（検出線両端部におけるワーク送り量のずれ）を検出する。そして、一対のリニアセンサの検出結果、すなわちワーク送り量のずれに基づいて、ワークの送りを微調整する。
【００６５】
次に、上記の液滴吐出装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について、説明する。図７は、液晶表示装置８０１の断面構造を表している。同図に示すように、液晶表示装置８０１は、カラーフィルタ８０２と、対向基板８０３と、カラーフィルタ８０２と対向基板８０３との間に封入された液晶組成物８０４と、バックライト（図示省略）と、で構成されている。対向基板８０３の内側の面には、画素電極８０５と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示省略）とがマトリクス状に形成されている。そして、画素電極８０５に対向する位置に、カラーフィルタ８０２の赤、緑、青の着色層８１３が配列するようになっている。また、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ内側の面には、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜８０６が形成されており、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３のそれぞれ外側の面には、偏光板８０７が接着されている。
【００６６】
カラーフィルタ８０２は、透光性の透明基板８１１と、透明基板８１１上にマトリクス状に並んだ多数の画素（フィルタエレメント）８１２と、画素８１２上に形成された着色層８１３と、各画素８１２を仕切る遮光性の仕切り８１４と、を備えており、着色層８１３および仕切り８１４の上面には、オーバーコート層８１５および電極層８１６が形成されている。
【００６７】
液晶表示装置８０１の製造方法について説明すると、先ず、透明基板８１１に仕切り８１４を作り込んだ後、画素８１２部分にＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３を形成する。そして、透明アクリル樹脂塗料とスピンコートしてオーバーコート層８１５を形成し、さらに、ＩＴＯ（indium tin oxide）から成る電極層８１６を形成して、カラーフィルタ８０２を作成する。また、対向基板８０３には、画素電極８０５とＴＦＴ素子を作り込んでおく。次に、作成したカラーフィルタ８０２および画素電極８０５が形成された対向基板８０３に配向膜８０６の塗布を行った後、これらを貼り合わせる。そして、カラーフィルタ８０２および対向基板８０３との間に液晶組成物８０４を封入した後、偏光板８０７およびバックライトを積層する。
【００６８】
液滴吐出装置１は、上記したカラーフィルタのフィルタエレメント（Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の着色層８１３）の形成に用いることができる。また、画素電極８０５に対応する液体材料を用いることにより、画素電極８０５の形成にも用いることが可能である。
【００６９】
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、プレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置１を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液滴吐出装置によれば、リニアスケールが形成されたスケールマスクは、ワークと同一の熱膨張率を有しているので、環境温度の変化によりワークが熱膨張して変寸しても、リニアスケールも同様に変寸する。したがって、スケールマスクを用いるという比較的簡易な構成で、環境温度の変化に影響されることなく、リニアスケールを用いて正確にワークの位置情報を検出することができ、ワークの所定位置に精度良く機能液滴を吐出させることができる。また、本発明によれば、環境温度の変化によるワークの変寸量とリニアスケールの変寸量が同一であるので、適切な描画品質を確保するためにワークの変寸量を演算処理で求めるといった複雑な処理を必要とせず、描画処理を迅速に行うことが可能である。さらに、スケールマスクは、同種のワークに対して汎用的に使用できると共に、異種のワークに対しては交換可能であるので、液滴吐出装置の汎用性を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ装置の縦断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子を構成する発光層の配列を示した図であり、（ａ）は、ストライプ配列、（ｂ）は、モザイク配列、（ｃ）は、デルタ配列の説明図である。
【図３】第１実施形態にかかる液滴吐出装置の平面模式図である。
【図４】液滴吐出装置の主制御系を示したブロック図である。
【図５】スケールマスクをセットした吸着テーブル廻りの説明図である。
【図６】ワーク、スケールマスク、吸着テーブルの説明図である。
【図７】液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１液滴吐出装置３描画装置
５制御装置１３ヘッドユニット
２１Ｘ軸テーブル３２機能液滴吐出ヘッド
３５ノズル列６３セットテーブル
６４吸着テーブル６７吸引孔
２０２リニアエンコーダ２０３リニアスケール
２０４検出線２０５リニアセンサ
２０６検出端２１１スケールマスク
７１１ガラス基板７４１バンク部
７４４凹部開口
Ｗワーク

Claims

機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットに対し、ワークを第一の方向に相対的に移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドから前記ワークに対して機能液滴を吐出する液滴吐出装置において、
前記ワークを吸着するための吸着テーブルを有するセットテーブルと、
前記セットテーブルを介して前記ワークを前記第一の方向に相対的に移動させる第一の移動手段と、
前記第一の方向に延在するリニアスケールおよび前記リニアスケールを検出するリニアセンサから成り、前記第一の移動手段によって相対的に移動する前記ワークの位置を検出するリニアエンコーダと、
前記リニアエンコーダによって検出された前記ワークの位置情報に基づいて、前記第一の移動手段の駆動および前記機能液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記リニアセンサは、前記ヘッドユニットに搭載され、
前記リニアスケールは、前記セットテーブルに配置されるスケールマスクに付され、
前記スケールマスクは、前記ワークと同様の熱膨張率を有すると共に、前記吸着テーブルの吸引孔に連通する貫通孔が形成され、
前記セットテーブルは、前記スケールマスクを介して前記ワークを吸着することを特徴とする液滴吐出装置。
前記ワークは、ガラス基板で構成され、
前記スケールマスクは、板状のガラスで構成さ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。
前記ワークは、ガラス基板で構成され、
前記スケールマスクは、樹脂製のシートで構成さ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。
前記スケールマスクは、透光性を有する部材で構成され、
前記リニアスケールは、前記スケールマスクの前記吸着テーブルとの当接面に付されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
前記ワークの表面には、前記第一の方向および前記第一の方向と直交する第二の方向に延在するバンク部により複数の凹部開口がマトリクス状に形成され、前記機能液滴吐出ヘッドは前記凹部開口内に機能液滴を吐出することで描画を行い、
前記リニアスケールは、前記第一の方向における前記複数の凹部開口のピッチと合致する複数の検出線を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
前記スケールマスクに対し前記ワークは、前記各検出線が前記凹部開口の中心に位置するようにセットされていることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
前記機能液滴吐出ヘッドのノズル列は、前記第二の方向に対して平行であり、
前記ヘッドユニットに設けた前記リニアセンサの検出端は、前記ノズル列と同一直線上に配設されていることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。