本実施の形態におけるインクジェット塗布� ��置では、ヘッドが、インクが充填される液� ��と、この液室に設けられてインクが吐出さ� ��るノズルと、液室内の圧力を変化させる圧� ��発生素子とを備える。ここで、圧力発生素� ��としては、ピエゾ素子(圧電素子)などが挙� �られる。圧力発生素子に電圧を印加すると� �液室内の圧力が変化してノズルから液滴が� �出する。尚、ヘッドの数は、1つであっても� ��いし、2つ以上であってもよい。

 本実施の形態では、ノズルと圧力発生素子� ��が、それぞれ2以上の数でヘッドに設けられ ている。圧力発生素子は、電極間にパルス電 圧を印加することにより生じる機械的歪みを 利用してインクを吐出させるものである。各 ノズルは、複数のセクションに分けられてお り、さらに各セクション内で駆動ブロックに 分割されている。そして、駆動ブロック毎に 圧力発生素子が時分割駆動される。

 本実施の形態においては、ノズルが並んで� ��る方向に沿って、端から順に複数のノズル� ��らインクが吐出するように駆動することが� ��きる。これにより、塗布に要する時間を短� ��できるとともに、駆動回路を簡素化するこ� ��ができる。

 インクジェット塗布装置は、圧力発生素子� ��印加する電圧の駆動波形を調整する制御装� ��を有する。この制御装置は、駆動波形を電� ��方向と時間方向の2方向に調整することがで きる。尚、制御装置は、駆動波形を電圧方向 および時間方向のいずれか一方にのみ調整す るものであってもよい。

 また、インクジェット塗布装置は、吐出状� ��観測装置を有する。この装置は、ノズルか� ��吐出されたインク滴の吐出状態を観測する� ��段である。換言すると、実際に塗布するの� ��同じ条件、すなわち、各ノズルの吐出周期� ��、圧力発生素子に印加する電圧の駆動波形� ��ノズル間における位相差を、実際の塗布パ� ��ーンに対する条件と同じにして、吐出状態� ��観測する手段である。

 吐出状態観測装置では、ノズルから吐出さ� ��たインク滴に、インク滴の吐出タイミング� ��同期して発光する照明光を照射して、イン� ��滴をカメラで撮像し、得られた画像に基づ� ��て吐出量や吐出速度が求められるようにす� ��ことができる。ここで、照明光の光源とし� ��はストロボを用いることができ、カメラと� ��てはCCDカメラを用いることができる。 

 図1(a)および(b)は、本実施の形態におけるイ ンクジェット塗布装置の部分構成図の一例で ある。図1(a)は、インクの滴下方向に対して� �直な方向から見た図であり、図1(b)は、ノズ� ��の方向から見た図である。尚、図1(b)では、 制御装置および各構成部材間の接続の一部を 省略している。図1(a)および(b)において、1は� ��ッドであり、詳細は図示しないが、インク� ��充填される液室と、この液室内の圧力を変� ��させる圧力発生素子と、液室に設けられた� ��ズルとを備える。ノズルは2以上の数で設け られており、これらのノズルから液室内のイ ンクが吐出される。(図1の例では、3つのノズ ル13,14,15が設けられている。)また、2は、吐� �状態観測装置であり、光を照射するストロ� �3と、ストロボ3からの光を受光してインク滴 を撮像するCCDカメラ4と、インクの吐出速度� �取得する吐出速度取得部5とを備えている。

 上述したように、ノズル13,14,15から吐出さ� �るインクの吐出量にばらつきがあると、基� �などの対象物上に着弾したインクのドット� �がばらついて濃度むらになる。また、イン� �の吐出速度にばらつきがあると、インクの� �弾位置にばらつきが生じる。したがって、� �番の塗布を行う前に、吐出量や吐出速度が� �一になるよう調整する必要がある。

 本実施の形態では、実際の塗布パターンに� ��するのと同じ条件、すなわち、本番の塗布� ��同じ条件でインクを吐出して、吐出量や吐� ��速度の調整を行う。調整は、制御装置で行� ��、具体的にはDPN(Drive Per Nozzle)補正によっ� �行う。すなわち、ノズル毎に吐出量と吐出� �度を求めて目標値と比較し、これらが目標� �となるように、吐出量および吐出速度と駆� �波形との各関係から予め求めておいた補正� �数を用いて、それぞれの電圧の駆動波形を� �ズル毎に調整する。

 上記の調整は、圧力発生素子を駆動するパ� ��ス電圧の大きさや時間幅を変えることによ� ��て行う。ここで、ノズル数が少ない場合に� ��、吐出速度を均一化することにより、吐出� ��も均一化することができる。しかし、ノズ� ��数が多くなると、吐出速度を均一化しても� ��吐出量の均一化を図ることができなくなる� ��そこで、ノズル数が多い場合には、まず、� ��出量が均一となるように調整し、次いで、� ��出速度が均一となるように調整する。この� ��うに、2段階で調整することにより、インク の吐出量と吐出速度を高い精度で制御するこ とが可能となる。

 インクの吐出量の調整は、具体的には、圧� ��発生素子に印加する電圧の駆動波形を電圧� ��向に変化させることにより行う。例えば、� ��のようにして行うことができる。

 実際の塗布パターンに対するのと同じ条件� ��インクを吐出し、吐出状態観測装置2で、ノ ズル13,14,15から吐出されたインク滴を撮像す� ��。この際、インク滴の吐出と同期してスト� ��ボ3を発光させ、飛翔しているインク滴をCCD カメラ4で撮像する。得られた画像を基に吐� �量を比較し、ノズル13,14,15でそれぞれ吐出量 が均一となるように、制御装置6において駆� �波形をノズル13,14,15毎に変化させる。予めイ ンク滴の大きさと吐出量との関係を求めてお けば、ノズル13,14,15から所望の吐出量のイン� ��が均一に吐出されるようにすることができ� ��。

 尚、ストロボを用いた上記方法とは別に、� ��ズルから吐出されたインク滴が、対象物で� ��る基板などへ着弾した後のインクのドット� ��を調べることによっても吐出量を知ること� ��できる。具体的には、基板上に、実際の塗� ��パターンに対するのと同じ条件でインクを� ��出する。そして、各ノズルから吐出された� ��ンクのドット径を比較し、これらが均一に� ��望の大きさとなるように、制御装置で駆動� ��形を電圧方向に変化させる。予めドット径� ��吐出量との関係を求めておけば、各ノズル� ��ら所望の吐出量のインクが均一に吐出され� ��ようにすることができる。但し、インクの� ��ット径は基板の表面状態の影響を受けるの� ��、上述した撮像画像から求める方法の方が� ��ましい。

 次に、均一の吐出量となったインク滴に対� ��て、吐出速度が均一となるようにする。具� ��的には、圧力発生素子に印加する電圧の駆� ��波形を時間方向に変化させることにより行� ��。例えば、次のようにして行うことができ� ��。

 実際の塗布パターンに対するのと同じ条件� ��インクを吐出し、吐出状態観測装置2で、ノ ズル13,14,15から吐出されたインク滴を異なる� ��イミングで2回撮像する。具体的には、圧力 発生素子に印加する電圧の駆動パルスと同期 したストロボ3を2回点滅し、飛翔しているイ� ��ク滴をCCDカメラ4によって撮像する。続いて 、吐出速度取得部5において、得られた画像� �らインク滴の位置を求め、この位置と撮像� �るタイミングの間隔とからインクの吐出速� �を求める。この情報は制御装置6に送られた� ��、制御装置6において、ノズル13,14,15から吐� ��されたインクの吐出速度が比較される。そ� ��て、これらが均一となるように、ノズル13,1 4,15毎に駆動波形が制御装置6によって変えら� ��る。

 尚、ストロボを用いた上記方法とは別に、� ��ズルから吐出されたインク滴が、対象物で� ��る基板などへ着弾した位置を調べることに� ��っても吐出速度を知ることができる。吐出� ��度が速ければノズルから遠い位置に着弾す� ��一方、吐出速度が遅いとノズルから近い位� ��に着弾するからである。本実施の形態にお� ��ては、この方法によって吐出速度を比較し� ��もよい。但し、着弾位置は基板の表面状態� ��影響を受ける場合があるので、上述した撮� ��画像から求める方法の方が好ましい。

 図2は、基板とヘッドを模式的に示したもの であり、11はヘッドを、12は基板を表してい� �。また、この図において、矢印は、ヘッド11 が移動する方向を示している。尚、基板とヘ ッドは相対的に移動すればよく、ヘッドが固 定された状態で、矢印とは逆方向に基板が移 動してもよい。

 図2は、実際の塗布パターンに対するときの ヘッドとパターンとの位置関係を表す。図2� �、101は、ノズル13から吐出したインクが着弾 すべき位置を示している。この例では、3滴� �インクが着弾して1つのパターン102を構成し� ��おり、ヘッド11が移動することにより、同� �パターンが矢印の方向に順次形成されて行� �。同様に、103は、ノズル14から吐出したイン クが着弾すべき位置を示しており、3滴のイ� �クが着弾してパターン104を形成する。また� �105は、ノズル15から吐出したインクが着弾す べき位置を示しており、3滴のインクが着弾� �てパターン106を形成する。

 図3は、従来の調整方法における圧力発生素 子に印加するパルス波形を示したものであり 、(a)は図1のノズル13に、(b)は図1のノズル14に 、(c)は図1のノズル15にそれぞれ対応している 。尚、これらの図において、横軸は時間を、 縦軸は電圧をそれぞれ表している。

 従来のインクジェット塗布装置での調整方� ��では、図3(a)~(c)に示すように、ノズル13,14,15 について同じタイミングでパルス波形が印加 されていた(特許文献2の図20および段落0052参� ��。)。しかし、ノズル間の干渉を考慮すると 、ノズル13,14,15についてパルス波形を同じタ� ��ミングで印加したのでは、塗布むらを解消� ��ることはできない。

 図4は、本実施の形態におけるパルス波形を 示したものであり、(a)は図2のノズル13に、(b) は図2のノズル14に、(c)は図2のノズル15にそれ ぞれ対応している。この図に示すように、パ ルス波形はノズル間で位相がずれている。こ れは、実際の塗布では、パターンのピッチに 合わせるためにヘッドが斜めに配置されるた めである。このときのタイミングを図1にお� �る調整用として用いる。このように複数の� �ズルのそれぞれの吐出が時間差を有して行� �れることにより、実際の塗布パターンに対� �したノズル間の干渉を考慮しつつ、インク� �吐出量と吐出速度を均一化することが可能� �なる。すなわち、図4(a)~(c)のそれぞれのパル ス波形のタイミング、パルス波形の電圧方向 の調整、電圧印加時間、パルス波形の立上り および/または立下りを個々に調整すること� �より吐出量の均一化や吐出速度の均一化を� �ることができる。尚、上述の通り、これら� �操作は制御装置6で行われる。また、吐出量� ��吐出速度の両方を均一にする必要はなく、� ��ずれか一方を均一とした場合にも本発明の� ��果は得られる。

 本実施の形態において、吐出速度を取得す� ��のに飛翔しているインク滴を撮像する際に� ��、パルス波形の位相差を考慮して、ストロ� ��を点滅し、CCDカメラによる撮像を行うよう� ��する。すなわち、ノズル間のパルス波形に� ��、所定の位相差があるので、あるノズルか� ��吐出されるインク滴を撮像した後、別のノ� ��ルから吐出されるインク滴を撮像するには� ��ストロボに入力されるトリガー信号を、塗� ��パターンから計算される位相差の分だけず� ��す。これにより、各ノズルから吐出される� ��ンク滴を、常にCCDカメラで撮像できるよう� ��なる。

 尚、厳密には、同一ノズル内においても、� ��ンク滴毎に吐出状態に違いが生じ得る。こ� ��した場合には、同一ノズル内において、ス� ��ロボに入力されるトリガー信号を、塗布パ� ��ーンに対応した位相差の分だけずらし、複� ��のインク滴について吐出量と吐出速度の平� ��値を求め、これらの平均値が各ノズル間で� ��一となるようにすることが好ましい。この� ��うにすることで、インクの吐出状態をより� ��い精度で制御することが可能となる。

 以上述べたように、実際の塗布パターンに� ��するのと同じ条件、すなわち、本番の塗布� ��同じ条件でインクを吐出して、吐出量や吐� ��速度の調整を行うことにより、実際の塗布� ��ターンに対応するノズル間の干渉を考慮し� ��調整が可能となる。したがって、ノズル数� ��多いヘッドであっても、塗布むらを低減し� ��所望のパターンを形成することができる。

 尚、本発明は上記実施の形態に限定される� ��のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範� ��内で種々変形して実施することができる。

 例えば、上記実施の形態では、各ノズルか� ��吐出されるインクの吐出量を調整してから� ��出速度を調整した。しかし、本発明はこれ� ��限られるものではなく、吐出速度を調整し� ��から吐出量を調整してもよい。この場合、� ��調整は、上記と同様の方法で行うことがで� ��る。