JP2011088100A

JP2011088100A - 描画方法及び液滴吐出装置

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Publication number: JP2011088100A
Application number: JP2009245194A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ito; 達也伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【課題】液滴吐出ヘッドとワークの相対速度を変更するときにも吐出される液滴の量の変動を小さくできる描画方法を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッドと基板とを相対移動させて液滴吐出ヘッドから基板へ液滴を吐出する描画方法にかかわる。基板へ液滴を吐出して描画するステップＳ８の描画工程と、描画工程における液滴吐出ヘッドと基板との相対速度を設定するステップＳ２の速度設定工程と、相対速度を用いて描画工程における液滴吐出ヘッドの温度である描画時ヘッド温度を推定するステップＳ３のヘッド温度推定工程と、液滴吐出ヘッドの温度を描画時ヘッド温度にするステップＳ７の第２暖機工程と、を有し、描画工程の前に第２暖機工程が行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は、描画方法及び液滴吐出装置にかかわり、特に、吐出量の変動を低減する方法に関するものである。

従来、ワークに対して液滴を吐出する方法として、インクジェット式の液滴吐出装置を用いて吐出する方法が知られている。液滴吐出装置は、基板等のワークを載置してワークを一方向に移動させるステージと、ステージの上方位置においてステージの移動方向と直交する方向に配置されるガイドレールに沿って移動するキャリッジとを備えている。キャリッジにはインクジェットヘッド（以下、液滴吐出ヘッドと称す）が配置され、液滴吐出ヘッドはワークに対して液滴を吐出していた。

液滴吐出ヘッドが吐出する液滴の量を調整する方法が特許文献１に開示されている。それによると、液滴吐出ヘッドは圧電素子を備え、圧電素子を駆動することにより機能液を液滴にしてノズルから吐出する。吐出される液滴の量は電子天秤を用いて測定する。次に、圧電素子に印加する電圧を調整することにより、吐出する液滴の量を調整していた。

ステージを移動しながら液滴を吐出するとき、ステージ速度が速い程液滴が飛行中にステージが移動する距離が長くなる。そして、液滴の飛行時間のばらつきが着弾位置に影響するので、ステージ速度が速い程液滴の着弾位置の精度が悪くなる。そして、着弾位置精度を上げたいときにはステージの速度を遅くしていた。一方、着弾位置精度を上げる必要がないときにはステージの速度を速くして生産性良く描画作業を行っていた。

特開２００７−３１９８５７号公報

描画するパターンや要求される位置精度によって、液滴吐出ヘッドとワークとの相対速度を変えることがある。このとき、液滴吐出ヘッドはステージや周囲の空気に奪われる熱量が変わるので液滴吐出ヘッドの温度が変わる。ワークに対して液滴にして吐出する機能液は温度により粘度の変わる液体が多い。粘度が変わることにより流体抵抗が変化し、液滴吐出ヘッド内の流路を流れる機能液の流速が変化する。そして、機能液の流速が変化するので１回の吐出で吐出される液滴の量が変化する。

ワークに描画する前に液滴吐出ヘッドを暖機駆動することにより、液滴吐出ヘッドの温度を描画時の温度に上げる方法がある。液滴吐出ヘッドとワークとの相対速度を変えるとき、暖機駆動時と描画時との液滴吐出ヘッドの温度に差が生じることがある。そのため、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の量が変動することがあった。そこで、ステージ速度を変更するときにも吐出される液滴の量の変動を小さくできる描画方法が望まれていた。

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる描画方法は、液滴吐出ヘッドと基材とを相対移動させて前記液滴吐出ヘッドから前記基材へ液滴を吐出する描画方法であって、前記基材へ前記液滴を吐出して描画する描画工程と、前記描画工程における前記液滴吐出ヘッドと前記基材との相対速度を設定する速度設定工程と、前記相対速度を用いて前記描画工程における前記液滴吐出ヘッドの温度である描画時ヘッド温度を推定するヘッド温度推定工程と、前記液滴吐出ヘッドの温度を前記描画時ヘッド温度にする暖機工程と、を有し、前記描画工程の前に前記暖機工程が行われることを特徴とする。

この描画方法によれば、速度設定工程にて液滴吐出ヘッドと基材との相対速度が設定される。そして、ヘッド温度推定工程において描画工程における描画時ヘッド温度が推定される。このとき、相対速度の設定値を用いて描画時ヘッド温度が推定される。相対速度が変わるとき、液滴吐出ヘッドが受ける風の風速や基材に伝熱する熱量が変わる。従って、描画時ヘッド温度は相対速度と関連があるので、相対速度を用いることにより描画時ヘッド温度を精度良く推定することができる。次に、暖機工程において液滴吐出ヘッドの温度が描画時ヘッド温度に調整される。その後、描画工程にて基材へ液滴が吐出される。液滴吐出ヘッドの温度が、精度良く推定された描画時ヘッド温度に暖機工程にて調整される為、描画工程にて吐出を開始した後で時間の経過にともなうヘッド温度の変動を小さくすることができる。ヘッド温度の変動が大きいときには、液滴吐出ヘッドが吐出する液滴の粘度が変動するために液滴の量が変動する。本適用例ではヘッド温度の変動を小さくできる為、基材に吐出される液滴の量の変動を小さくすることができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる描画方法において、前記液滴吐出ヘッドが吐出する吐出量を調整する吐出量調整工程をさらに有し、前記吐出量調整工程の前に前記暖機工程が行われることを特徴とする。

この描画方法によれば、暖機工程において液滴吐出ヘッドの温度が描画時ヘッド温度に調整される。その後、吐出量調整工程にて液滴吐出ヘッドの吐出量が調整される。従って、液滴吐出ヘッドの吐出量は描画時ヘッド温度における吐出量に調整される為、描画工程における液滴吐出ヘッドの吐出量を精度良く調整することができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる描画方法において、前記ヘッド温度推定工程では、前記相対速度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す相対速度ヘッド温度相関データを用いて前記相対速度における前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする。

この描画方法によれば、相対速度ヘッド温度相関データと相対速度とを用いて描画時ヘッド温度を推定している。描画する装置を変更しないときには相対速度ヘッド温度相関データは変化し難いため、相対速度を変更するときには相対速度ヘッド温度相関データを用いて描画時ヘッド温度を推定することができる。そして、相対速度を変更するとき、簡便に描画時ヘッド温度を推定することができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる描画方法において、前記相対速度には前記液滴吐出ヘッドと前記基材とが相対移動するときの速度変化を示す速度パターンを用いることを特徴とする。

この描画方法によれば、描画工程では所定の速度パターンに従って液滴吐出ヘッドと基材とが相対移動する。そして、速度パターンから描画時ヘッド温度を推定している。従って、描画工程で相対速度が複数の速度に切り替わるときにも精度良く描画時ヘッド温度を推定することができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる描画方法において、前記液滴吐出ヘッドと前記基材との距離をヘッド間隔とするとき、前記ヘッド温度推定工程において前記ヘッド間隔と前記描画時ヘッド温度との関係を示すヘッド間隔ヘッド温度相関データと前記ヘッド間隔の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする。

この描画方法によれば、相対速度に加えてヘッド間隔を用いて描画時ヘッド温度を推定している。液滴吐出ヘッドが基材に近いときには基材に遠い場合に比べて、基材の温度の影響を受けやすい。従って、相対速度に加えてヘッド間隔の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度を推定することができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる描画方法において、前記基材の温度である基材温度を検出する基材温度検出工程をさらに有し、前記ヘッド温度推定工程では、前記基材温度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す基材温度ヘッド温度相関データと前記基材温度の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする。

この描画方法によれば、相対速度に加えて基材温度を用いて描画時ヘッド温度を推定している。液滴吐出ヘッドの温度と基材の温度との差が小さい場合に比べて、差が大きい場合は基材の影響を受けやすい。従って、相対速度に加えて基材温度の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度を推定することができる。

［適用例７］
上記適用例にかかる描画方法において、前記基材の周囲及び前記液滴吐出ヘッドの周囲の温度である周囲温度を検出する周囲温度検出工程をさらに有し、前記ヘッド温度推定工程では、前記周囲温度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す周囲温度ヘッド温度相関データと前記周囲温度の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする。

この描画方法によれば、相対速度に加えて周囲温度を用いて描画時ヘッド温度を推定している。液滴吐出ヘッドの温度と周囲温度の温度との差が小さい場合に比べて、差が大きい場合は周囲温度の影響を受けやすい。従って、相対速度に加えて周囲温度の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度を推定することができる。

［適用例８］
本適用例にかかる液滴吐出装置は、基材に向けて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドと前記基材とを相対移動させる移動部と、前記液滴吐出ヘッドと前記基材との相対速度に応じて前記液滴吐出ヘッドの温度を調整する温度調整部と、を備えることを特徴とする。

この液滴吐出装置によれば、移動部が液滴吐出ヘッドと基材とを相対移動させる。液滴吐出ヘッドと基材との相対速度が変わるとき、液滴吐出ヘッドが受ける風の風速や基材から受ける熱量が変わる。そして、温度調整部が相対速度に応じて液滴吐出ヘッドの温度を調整している。従って、液滴吐出ヘッドが移動する前後におけるヘッド温度の変動を小さくすることができる。ヘッド温度の変動が大きいときには、液滴吐出ヘッドが吐出する液滴の粘度が変動するために液滴の量が変動する。従って、本適用例では吐出量の変動を小さくできる為、基材に吐出される液滴の量の変動を小さくすることができる。

液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｂ）は、ヘッドユニットの構造を示す模式側面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。第１の実施形態にかかわる液滴吐出装置の電気制御ブロック図。基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャート。液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図。液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図。液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図。比較例にかかわり暖機工程が行われないときのヘッド温度の推移を説明するためのグラフ。第２の実施形態にかかわる描画時ヘッド温度の推定方法を説明するための模式図。第３の実施形態にかかわる描画時ヘッド温度の推定方法を説明するための模式図。

以下、本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

（第１の実施形態）
本実施形態では、液滴吐出装置と、この液滴吐出装置を用いて液滴を吐出して描画する本発明の特徴的な描画方法の例について、図１〜図７に従って説明する。

（液滴吐出装置）
最初に、ワークに液滴を吐出して塗布する液滴吐出装置１について図１〜図３に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。

図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置１により液滴が吐出される。図１に示すように、液滴吐出装置１には、直方体形状に形成された基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。

基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３ａ，３ｂがＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成する移動部としてのステージ４が取付けられている。そのステージ４の直動機構は、例えば、ネジ式直動機構を用いることができる。このネジ式直動機構は案内レール３ａ，３ｂに沿ってＹ方向に延びる駆動軸であるネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えている。その駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＹ軸モーターに連結されている。所定のステップ数に相対する駆動信号をＹ軸モーターに入力するとＹ軸モーターが正転または逆転する。そして、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に主走査位置検出装置５が配置され、主走査位置検出装置５がステージ４の位置を検出できるようになっている。

そのステージ４の上面には載置面６が形成され、その載置面６には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、操作者が載置面６に基材としての基板７を所定位置に位置決めして載置すると、基板チャック機構によってその基板７が固定される。基板７と対向する場所の載置面６には温度センサー８が設置され、温度センサー８は基板７の温度を検出する。温度センサー８は、温度が検出可能な素子であれば良く、熱電対、白金測温抵抗体、水晶振動子、サーミスタ等を使用することができる。例えば、本実施形態ではサーミスタを採用している。

基台２のＸ方向両側には一対の支持台９ａ，９ｂが立設され、その一対の支持台９ａ，９ｂにはＸ方向に延びる案内部材１０が架設されている。その案内部材１０の上側には吐出する機能液を供給可能に収容する収容タンク１１が設置されている。案内部材１０の−Y方向の側面には一対の支持部１０ａが凸設され、支持部１０ａの先端には温度センサー１２が設置されている。そして、温度センサー１２は液滴吐出装置１の周囲温度を検出する。温度センサー１２には温度センサー８と同様のセンサーを用いることができる。一方、その案内部材１０の下側にはＸ方向に延びる案内レール１３がＸ方向全幅にわたり凸設されている。

案内レール１３に沿って移動可能に取り付けられる移動部としてのキャリッジ１４は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１４は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ４が備えるネジ式直動機構と同様の機構を用いることができる。そのネジ式直動機構の駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＸ軸モーターに連結されている。そして、駆動信号がＸ軸モーターに入力されると、Ｘ軸モーターが正転または逆転して、キャリッジ１４がＸ方向に沿って走査移動する。案内部材１０とキャリッジ１４との間には副走査位置検出装置１５が配置され、キャリッジ１４の位置が計測される。キャリッジ１４の下側にはヘッドユニット１６が設置され、ヘッドユニット１６のステージ４側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。

基台２の上側であって、ステージ４の−Ｙ方向には、保守装置１７が設置されている。保守装置１７は、保守ステージ１８と、保守ステージ１８の上に配置されている重量測定装置１９等により構成されている。重量測定装置１９は吐出する液滴の重量を測定する装置である。

保守ステージ１８は、案内レール３ａ，３ｂ上に移動可能に取り付けられ、ステージ４と同様の直動機構を備えている。基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に保守ステージ位置検出装置２０が配置され、保守ステージ位置検出装置２０により保守ステージ１８の位置が検出される。保守ステージ位置検出装置２０を用いて位置を検出し、直動機構を用いて移動することにより、保守ステージ１８は所望の場所に移動し、停止することが可能になっている。

保守ステージ１８が案内レール３ａ，３ｂに沿って移動して、キャリッジ１４が案内レール１３に沿って移動する。そして、液滴吐出ヘッドと対向する場所に重量測定装置１９が位置した後、重量測定装置１９は液滴吐出ヘッドの吐出量を測定する。

液滴吐出装置１は四隅に支柱２３を備え、支柱２３の図中上側には空気制御装置２４が設置されている。空気制御装置２４は、ファン、フィルター、冷暖房装置、湿度調整装置等を備えている。ファン（送風機）は、工場内の空気を取り込んでフィルターを通過させることにより、空気内の塵、埃を除去し、清浄化された空気を供給する。

冷暖房装置は、液滴吐出装置１の雰囲気温度を所定の温度範囲に保持するように、供給する空気の温度を制御する装置である。湿度調整装置は除湿または加湿した空気を供給することにより液滴吐出装置１の雰囲気湿度を所定の湿度範囲に維持する装置である。

４本の支柱２３の間にはシート２５が配置され、シート２５は空気の流れを遮断する。空気制御装置２４から供給される空気は空気制御装置２４から図中下側の床２６に向かって流動する。そして、シート２５に囲まれる空間内の塵や埃には重力と空気の流れが作用するので、塵や埃は床２６に向かって流動する。床２６には流動する空気の排出口が設定されている。従って、基板７に塵や埃が付着し難いようになっている。さらに、シート２５が空気の流れを制限することにより、シート２５に囲まれる空間内の温度及び湿度がシート２５の外から影響され難くなっている。そして、空気制御装置２４がシート２５に囲まれる空間内の温度及び湿度を所定の状態に維持している。

図２（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図２（ａ）に示すように、ヘッドユニット１６には第１ヘッド２７ａ〜第３ヘッド２７ｃの３個の液滴吐出ヘッド２７が配置され、液滴吐出ヘッド２７の表面にはノズルプレート２８が配置されている。ノズルプレート２８には複数のノズル２９が配列して形成されている。ノズル２９及びヘッドの数及び配置は吐出するパターンと基板７の大きさに合わせて設定すればよい。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート２８にはノズル２９の配列が１列形成され、各列には１５個のノズル２９が配置されている。

図２（ｂ）は、ヘッドユニットの構造を示す模式側面図であり、図２（ａ）に示すヘッドユニット１６を−Ｙ方向から見た図である。図２（ｂ）に示すように、ヘッドユニット１６はベース板３０を備えている。ベース板３０の上側にはキャリッジ１４が配置されている。ベース板３０の下側には支持部３１を介して駆動回路基板３２が配置されている。そして、駆動回路基板３２の下面にはヘッド駆動回路３３が配置されている。さらに、ベース板３０には支持部３４を介してヘッド取付板３５が配置され、ヘッド取付板３５の下面には液滴吐出ヘッド２７が配置されている。ヘッド駆動回路３３と液滴吐出ヘッド２７とは図示しないケーブルにより接続され、ヘッド駆動回路３３から出力された駆動信号が液滴吐出ヘッド２７に入力される。

ベース板３０の下側には供給装置３６が配置され、収容タンク１１と供給装置３６との間及び供給装置３６と液滴吐出ヘッド２７との間は図示しないチューブにより接続されている。そして、収容タンク１１から供給される機能液が供給装置３６により液滴吐出ヘッド２７に供給される。

図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２７はノズルプレート２８を備え、ノズルプレート２８にはノズル２９が形成されている。ノズルプレート２８の上側であってノズル２９と相対する位置にはノズル２９と連通するキャビティ３７が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２７のキャビティ３７には収容タンク１１に貯留されている液状体としての機能液３８が供給される。

キャビティ３７の上側には上下方向に振動してキャビティ３７内の容積を拡大縮小する振動板３９が設置されている。振動板３９の上側でキャビティ３７と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板３９を振動させる圧電素子４０が配設されている。圧電素子４０が上下方向に伸縮して振動板３９を加圧して振動し、振動板３９がキャビティ３７内の容積を拡大縮小してキャビティ３７を加圧する。それにより、キャビティ３７内の圧力が変動し、キャビティ３７内に供給された機能液３８はノズル２９を通って吐出される。

液滴吐出ヘッド２７が圧電素子４０を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子４０が伸張して、振動板３９がキャビティ３７内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド２７のノズル２９からは、縮小した容積分の機能液３８が液滴４１として吐出される。液滴吐出ヘッド２７内にはキャビティ３７及び圧電素子４０と並んで温度センサー４２が配置されている。そして、温度センサー４２は液滴吐出ヘッド２７の温度を検出する。温度センサー４２には温度センサー８と同様のセンサーを用いることができる。

ノズル２９から液滴４１を吐出するとき液滴吐出ヘッド２７に加えられるエネルギーの一部が熱に変換される。そして、液滴吐出ヘッド２７は加熱されて、温度が上昇する。また、液滴４１の吐出と並行して機能液３８が供給される。供給される機能液３８により液滴吐出ヘッド２７へ熱量が入る。一方、液滴吐出ヘッド２７から吐出される液滴４１により液滴吐出ヘッド２７から熱量が奪われる。また、液滴吐出ヘッド２７の周囲を空気が流動し、この空気が液滴吐出ヘッド２７の熱量を奪う。他にも液滴吐出ヘッド２７からキャリッジ１４に熱が伝動することにより、液滴吐出ヘッド２７から熱量が奪われる。さらに、液滴吐出ヘッド２７の熱が空気を介して基板７やステージ４に伝導する。そして、液滴吐出ヘッド２７が液滴４１の吐出を継続して行うとき液滴吐出ヘッド２７の温度が平衡状態になる。

図３は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図３に示すように、液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置４５を備えている。そして、制御装置４５はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４６と、各種情報を記憶するメモリー４７とを備えている。

主走査駆動装置４８、主走査位置検出装置５、副走査駆動装置４９、副走査位置検出装置１５、基板温度検出装置５０は、入出力インターフェイス５１及びデータバス５２を介してＣＰＵ４６に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド２７を駆動するヘッド駆動回路３３、ヘッド温度検出装置５３、周囲温度検出装置５４、入力装置５５、表示装置５６、重量測定装置１９も入出力インターフェイス５１及びデータバス５２を介してＣＰＵ４６に接続されている。同じく、保守ステージ１８を駆動する保守ステージ駆動装置５７及び、保守ステージ１８の位置を検出する保守ステージ位置検出装置２０も入出力インターフェイス５１及びデータバス５２を介してＣＰＵ４６に接続されている。

主走査駆動装置４８はステージ４の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４９はキャリッジ１４の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置５がステージ４の位置を検出し、主走査駆動装置４８がステージ４を駆動することにより、ステージ４を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１５がキャリッジ１４の位置を検出し、副走査駆動装置４９がキャリッジ１４を駆動することにより、キャリッジ１４を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。

基板温度検出装置５０は、基板７に接触もしくは近接する場所に設置された温度センサー８を駆動して基板７の温度を検出する。同様に、ヘッド温度検出装置５３は、液滴吐出ヘッド２７に内蔵して設置された温度センサー４２を駆動して液滴吐出ヘッド２７の温度を検出する。さらに、周囲温度検出装置５４は、液滴吐出装置１の周囲に設置された温度センサー１２を駆動して液滴吐出装置１の周囲の温度を検出する。そして、各場所の温度検出値をＣＰＵ４６に出力する。

入力装置５５は液滴４１を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板７に液滴４１を吐出する座標を図示しない外部装置から受信して入力する装置である。表示装置５６は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５６に表示される情報を基に入力装置５５を用いて操作を行う。

重量測定装置１９は電子天秤及び受け皿を備え、液滴吐出ヘッド２７が吐出する液滴４１と液滴４１を受ける受け皿との重量を電子天秤が測定する。重量測定装置１９は、液滴４１が吐出される前後の受け皿の重量を測定した後、測定値をＣＰＵ４６に送信する。

保守ステージ駆動装置５７は保守ステージ１８を移動する装置である。そして、保守ステージ位置検出装置２０が保守ステージ１８の位置を検出した後、保守ステージ駆動装置５７が保守ステージ１８を移動する。そして、液滴吐出ヘッド２７の吐出量を測定するときには保守ステージ駆動装置５７が保守ステージ１８を移動することにより、重量測定装置１９が液滴吐出ヘッド２７と対向する場所に配置される。

メモリー４７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置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５８を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板７内における吐出位置の座標データである吐出位置データ５９を記憶するための記憶領域も設定される。

他にも、液滴吐出ヘッド２７を暖機駆動するときに液滴吐出ヘッド２７を駆動する駆動波形データ等の暖機駆動データ６０を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、描画時の液滴吐出ヘッド２７を算出するときに参照する描画温度算出用データ６１を記憶するための記憶領域が設定される。

さらに、基板７を主走査方向へ移動する主走査移動量とキャリッジ１４を副走査方向へ移動する副走査移動量とを記憶するための記憶領域やＣＰＵ４６のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。

ＣＰＵ４６は、メモリー４７内に記憶されたプログラムソフト５８に従って基板７の所定位置に液滴４１を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２７から液滴４１を吐出して描画するための制御を行う吐出演算部６４を有する。吐出演算部６４を詳しく分割すれば、吐出演算部６４は基板７を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部６５を有する。他にも、吐出演算部６４は液滴吐出ヘッド２７を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部６６を有する。さらに、吐出演算部６４は液滴吐出ヘッド２７内に複数あるノズルのうち、どのノズルを作動させて機能液を吐出するかを制御する吐出制御部６７等といった各種の機能演算部を有する。

他に、吐出する液滴４１の重量測定をするための制御を行う重量測定制御部６８を有する。さらに、暖機駆動する液滴吐出ヘッド２７の選択や暖機駆動時間の制御を行うことにより液滴吐出ヘッド２７の温度を調整する温度調整部６９や液滴吐出ヘッド２７を保守するタイミングや保守装置１７の動作を制御する保守装置制御部７０を有する。

（描画方法）
次に、上述した液滴吐出装置１を使って、液滴吐出ヘッド２７から基板７に吐出して描画する描画方法について図４〜図７にて説明する。図４は、基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を示すフローチャートである。図５〜図７は、液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図である。

ステップＳ１は温度特性調査工程に相当する。ステージの移動速度と液滴吐出ヘッドの温度との関係を調査する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は速度設定工程に相当し、描画パターンを参照してステージの移動速度を設定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３はヘッド温度推定工程に相当し、描画時のヘッド温度を推定する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は第１暖機工程に相当し、ノズルから液滴が吐出しない程度に圧電素子を駆動することにより、液滴吐出ヘッドを暖機駆動する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は吐出量調整工程に相当し、ノズルから吐出する吐出量を調整する工程である。次に、ステップＳ６及びステップＳ７に移行する。ステップＳ６とステップＳ７とは並行して行われる。ステップＳ６は給材工程に相当し、基板を載置面に配置する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ７は第２暖機工程に相当し、ノズルから液滴が吐出しない程度に圧電素子を駆動することにより、液滴吐出ヘッドを暖機駆動する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は描画工程に相当する。この工程は基板上に液滴を吐出して描画する工程である。次にステップＳ９及びステップＳ１０に移行する。ステップＳ９とステップＳ１０とは並行して行われる。ステップＳ９は除材工程に相当し、基板を載置面から移動する工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１０は、第３暖機工程に相当し、ノズルから液滴が吐出しない程度に圧電素子を駆動することにより、液滴吐出ヘッドを暖機駆動する工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１は終了判断工程に相当する。まだ塗布していない基板があるとき、ステップＳ７に移行する。予定した総ての基板に機能液を塗布したとき基板に液滴を吐出して塗布する製造工程を終了する。

次に、図５〜図７を用いて図４に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッドから吐出する吐出量の変動を少なくして基板に塗布する製造方法を詳細に説明する。図５は、ステップＳ１の温度特性調査工程に対応する図である。図５（ａ）は液滴吐出ヘッドの駆動波形を示すタイムチャートであり、液滴吐出ヘッド２７から液滴４１を連続吐出するときの一例である。吐出駆動波形７３はヘッド駆動回路３３が圧電素子４０を駆動する波形を３個分表示している。図の横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。縦軸は駆動電圧の変化を示し、図中上側が下側より高い電圧を示す。吐出駆動波形７３は略台形の波形形状をしており、吐出時の駆動電圧のピーク値である吐出電圧７４及び吐出パルス幅７５はそれぞれ所定の電圧及び時間に設定されている。そして、吐出駆動波形７３の周期である吐出波形周期７６も所定の時間間隔に形成されている。吐出電圧７４、吐出パルス幅７５及び吐出波形周期７６は圧電素子４０や振動板３９の動特性に合わせて設定する必要がある。従って、実際に液滴４１を吐出する予備試験を実施して最適な吐出条件を導くことが望ましい。吐出演算部６４は吐出電圧７４及び吐出パルス幅７５等の波形条件を変更することにより吐出量を変更することができる。そして、ヘッド駆動回路３３は吐出駆動波形７３の駆動波形を圧電素子４０に出力して液滴４１を吐出する。

図５（ｂ）は描画時ヘッド温度の測定を説明するための模式図である。図５（ｂ）に示すように、ステップＳ１において吐出制御部６７がヘッド駆動回路３３を駆動して液滴吐出ヘッド２７に吐出駆動波形７３を出力させる。そして、吐出制御部６７は液滴吐出ヘッド２７に液滴４１を吐出させる。液滴４１の吐出と並行して主走査制御部６５が主走査駆動装置４８を駆動することにより、ステージ４を移動させる。このとき、主走査制御部６５及び吐出制御部６７は実際に基板７に描画するときと同様の描画パターンを描画するようにステージ４及び液滴吐出ヘッド２７を駆動する。尚、図を見やすくするために図中各液滴吐出ヘッド２７におけるノズル２９の数は省略して１つのみ表示してある。

図５（ｃ）は液滴吐出ヘッドの温度の推移を示すグラフである。図５（ｃ）において図の横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。縦軸はヘッド温度の変化を示し、図中上側が下側より高い温度を示す。ヘッド温度推移線７７が示すように時間の経過に従ってヘッド温度の変化が小さくなる。ヘッド温度推移線７７はヘッド温度が上昇する例を示したが、ヘッド温度は下降する場合もある。いずれの場合にも時間が経過するとヘッド温度の変化が小さくなる。そして、変化のなくなった時のヘッド温度を描画時ヘッド温度７８とする。

図５（ｄ）はステージ速度と描画時ヘッド温度との相関関係を示すグラフである。図５（ｄ）において図の横軸はステージ速度を示し、図中右側が左側より大きな速度を示す。縦軸は描画時ヘッド温度７８の変化を示し、図中上側が下側より高い温度を示す。そして、第１相関線７９ａ〜第３相関線７９ｃはそれぞれ第１ヘッド２７ａ〜第３ヘッド２７ｃにおける相対速度ヘッド温度相関データとしての相関線７９の例を示している。相関線７９はステージ速度を複数の条件に切り替えて各速度における描画時ヘッド温度７８を調査することにより作成することができる。相関線７９の例ではステージ速度が大きくなるのに伴い描画時ヘッド温度７８が小さくなる。この特性は液滴吐出ヘッド２７の構成、液滴吐出ヘッド２７の周囲の温度、ステージ４及び基板７の温度等により変わるので、液滴吐出装置１の環境が変わる毎に調査する必要がある。

ステップＳ２の速度設定工程において操作者はステージ４の移動速度を設定する。このとき、操作者は描画パターンに合わせて移動速度を設定する。描画パターンが微細なパターンのとき移動速度を小さくすることにより、液滴吐出装置１は細い線や細い点を描画することができる。描画パターンが微細でないときには移動速度を大きくすることにより、液滴吐出装置１は生産性良く描画パターンを描画することができる。

ステップＳ３のヘッド温度推定工程において温度調整部６９は各液滴吐出ヘッド２７の描画時ヘッド温度７８を推定する。このとき、温度調整部６９は相関線７９と設定したステージ速度８０とを用いて各液滴吐出ヘッド２７における描画時ヘッド温度７８を演算する。具体的には、各相関線７９を示す式に設定したステージ速度８０を代入して各液滴吐出ヘッド２７の描画時ヘッド温度７８を算出する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）はステップＳ４の第１暖機工程に対応する図である。図６（ａ）には暖機駆動するときの一例である非吐出駆動波形８１が３個分表示されている。非吐出駆動波形８１は液滴吐出ヘッド２７から液滴４１を吐出せずに駆動するときの波形を示している。非吐出駆動波形８１は略台形の波形形状をしており、非吐出時の駆動電圧のピーク値である非吐出電圧８２は液滴４１を吐出せずに圧電素子４０を振動させる範囲に設定される。非吐出電圧８２と描画時ヘッド温度７８との関係は予め調査しておく。そして、所定の非吐出電圧８２にて液滴吐出ヘッド２７を続けて駆動することにより液滴吐出ヘッド２７の温度が描画時ヘッド温度７８になるように非吐出電圧８２を設定する。非吐出時のパルス幅である非吐出パルス幅８３は、吐出パルス幅７５と同じ値を採用している。そして、非吐出駆動波形８１の波形周期である非吐出波形周期８４は、圧電素子４０が振動する間隔に設定する。非吐出波形周期８４は、本実施形態では、例えば、吐出波形周期７６と同一の時間間隔を採用している。非吐出パルス幅８３及び非吐出波形周期８４は必ずしも吐出パルス幅７５及び吐出波形周期７６と同じでなくとも良い。非吐出電圧８２、非吐出パルス幅８３及び非吐出波形周期８４等の波形要素のうち制御しやすい要素を調整しても良い。

図６（ｂ）に示すように、副走査制御部６６はキャリッジ１４を移動させることにより、第１ヘッド２７ａを重量測定装置１９と対向する場所に移動する。そして、液滴吐出ヘッド２７を非吐出駆動波形８１にて駆動することにより、液滴吐出ヘッド２７の温度を描画時ヘッド温度７８に制御する。尚、キャリッジ１４を移動する間においても、液滴吐出ヘッド２７を非吐出駆動波形８１にて駆動しても良い。生産性良く液滴吐出ヘッド２７の温度を描画時ヘッド温度７８にすることができる。

図６（ｃ）はステップＳ５の吐出量調整工程に対応する図である。図６（ｃ）に示すように、ステップＳ５において、第１ヘッド２７ａが重量測定装置１９に液滴４１を吐出して、重量測定制御部６８が吐出量を検出する。例えば、重量測定制御部６８が液滴４１を１００回吐出させた後、吐出された液滴４１の重量を測定する。その後、測定値を吐出回数の１００回にて除算することにより単位吐出量を算出する。単位吐出量は１回の吐出で吐出する量を称す。そして、単位吐出量の検出と吐出電圧７４の調整とを繰り返すことにより、重量測定制御部６８は第１ヘッド２７ａの単位吐出量を目標とする吐出量に調整する。重量測定制御部６８が第１ヘッド２７ａの単位吐出量を調整する間にも温度調整部６９は非吐出駆動波形８１にて第２ヘッド２７ｂ及び第３ヘッド２７ｃを暖機駆動する。続いて、重量測定制御部６８は第２ヘッド２７ｂ及び第３ヘッド２７ｃについても同様に単位吐出量を目標とする吐出量に調整する。このとき、各液滴吐出ヘッド２７の温度は描画時ヘッド温度７８に調整されているので、吐出量は描画時ヘッド温度７８における吐出量になっている。

図７（ａ）はステップＳ６の給材工程及びステップＳ７の第２暖機工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ６において主走査制御部６５は液滴吐出ヘッド２７と対向しない場所にステージ４を移動させる。次に、操作者は基板７を移動し、載置面６上に基板７を載置する。基板７が大きい場合には図示しない移動専用ロボット等の装置を用いて基板７を移動しても良い。続いて、操作者は基板７の位置を調整した後、吸引式の基板チャック機構を作動させることにより基板７を載置面６に固定する。

ステップＳ６と並行してステップＳ７が行われる。温度調整部６９は非吐出駆動波形８１にて液滴吐出ヘッド２７を駆動する。そして、液滴吐出ヘッド２７の温度は描画時ヘッド温度７８に調整されている状態にてステップＳ８へ移行する。

図７（ｂ）はステップＳ８の描画工程に対応する図である。図７（ｂ）に示すように、ステップＳ８において、主走査制御部６５が主走査駆動装置４８を駆動してステージ４を主走査方向に走査移動させる。そして、ノズル２９が所定の場所に位置するとき、吐出制御部６７がヘッド駆動回路３３を駆動してノズル２９から液滴４１を吐出させる。続いて、液滴吐出装置１は副走査移動と主走査移動とを繰り返して予定した総ての場所に液滴４１を吐出する。温度調整部６９により液滴吐出ヘッド２７の温度は描画前、描画中、描画後において描画時ヘッド温度７８に維持される為、温度の変動は小さくなっている。

図７（ｃ）は、ステップＳ９の除材工程に及びステップＳ１０の第３暖機工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ９において、主走査制御部６５は液滴吐出ヘッド２７と対向しない場所にステージ４を移動させる。次に、吸引式の基板チャック機構の作動を停止させることにより制御装置４５は基板７の載置面６への固定を解除する。続いて、操作者は基板７を載置面６上から移動する。ステップＳ９と並行してステップＳ１０が行われる。温度調整部６９は非吐出駆動波形８１にて液滴吐出ヘッド２７を駆動する。そして、液滴吐出ヘッド２７の温度は描画時ヘッド温度７８に維持される。ステップＳ１１の終了判断工程において予定した総ての基板７に機能液３８を塗布したと判断するとき描画作業を終了する。以上の工程により描画作業を終了する。基板７に着弾した液滴４１は次工程にて加熱、乾燥等の処理をすることにより固化及び硬化される。

（比較例）
図８は、暖機工程が行われないときのヘッド温度の推移を説明するためのグラフである。図８において図の横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。縦軸はヘッド温度の変化を示し図中上側が下側より高い温度を示す。ヘッド温度推移線８５はヘッド温度が描画時ヘッド温度７８より低い状態から吐出を開始して、描画時ヘッド温度７８に接近する様子を示している。尚、液滴吐出ヘッド２７が液滴４１を吐出する毎に液滴吐出ヘッド２７温度が上昇する例を示す。このとき、液滴吐出ヘッド２７が液滴４１を吐出するときにはヘッド温度が上昇する。そして、ステップＳ６の給材工程及びステップＳ９の除材工程では液滴吐出ヘッド２７が液滴４１を吐出せずに待機するのでヘッド温度が下降する。従って、ヘッド温度推移線８５は三角波状に変動しながら描画時ヘッド温度７８に接近する。このとき、ヘッド温度と単位吐出量とは比例するので、ヘッド温度の変動に伴い吐出量も変動する。暖機工程が行なわれる場合であってもステップＳ８の描画工程に移行する前のヘッド温度が描画時ヘッド温度７８と差がある場合にはヘッド温度推移線８５と同様な推移をする。従って、ヘッド温度の変動に伴い吐出量が変動する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステップＳ３のヘッド温度推定工程において描画時ヘッド温度７８が推定される。このとき、ステージ４の速度の設定値を用いて描画時ヘッド温度７８が推定される。ステージ４の速度が変わるとき、液滴吐出ヘッドが受ける風の風速や基板７に伝導する熱量が変わる。従って、描画時ヘッド温度７８はステージ４の速度と相関があるので、ステージ４の速度を用いることにより描画時ヘッド温度７８を精度良く推定することができる。次に、ステップＳ７の第２暖機工程において液滴吐出ヘッド２７の温度が描画時ヘッド温度７８に暖機される。その後、ステップＳ８の描画工程にて基板７へ液滴４１が吐出される。精度良く推定された描画時ヘッド温度７８に第２暖機工程にて調整されている為、描画工程にて吐出を開始した後で時間の経過にともなうヘッド温度の変動を小さくすることができる。ヘッド温度の変動が大きいときには、液滴吐出ヘッド２７が吐出する液滴４１の粘度が変動するために液滴４１の量が変動する。本実施形態ではヘッド温度の変動を小さくできる為、基板７に吐出される液滴４１の量の変動を小さくすることができる。

（２）本実施形態によれば、ステップＳ４の第１暖機工程において液滴吐出ヘッド２７の温度が描画時ヘッド温度７８に調整される。その後、ステップＳ５の吐出量調整工程にて液滴吐出ヘッド２７の吐出量が調整される。従って、液滴吐出ヘッド２７の吐出量は描画時ヘッド温度７８における吐出量に調整される為、ステップＳ８の描画工程における液滴吐出ヘッド２７の吐出量を精度良く調整することができる。

（３）本実施形態によれば、相関線７９とステージ速度とを用いて描画時ヘッド温度７８を推定している。描画する装置を変更しないときには相関線７９は変化し難いため、ステージ速度を変更するときには相関線７９を用いて描画時ヘッド温度７８を推定することができる。そして、ステージ速度を変更するとき、簡便に描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

（４）本実施形態によれば、温度調整部６９がステージ速度に応じて液滴吐出ヘッド２７の温度を調整している。従って、液滴吐出ヘッド２７はヘッド温度の変動を小さくすることができる。ヘッド温度の変動が大きいときには、液滴吐出ヘッド２７が吐出する液滴４１の粘度が変動するために液滴４１の量が変動する。従って、吐出量の変動を小さくできる為、基板７に吐出される液滴４１の量の変動を小さくすることができる。

（５）本実施形態によれば、ステップＳ９の除材工程と並行してステップＳ１０の第３暖機工程が行われる。従って、ステップＳ９の後、ステップＳ１１を経てステップＳ７の第２暖機工程に移行するとき、液滴吐出ヘッド２７がすでに暖機されているので短時間でヘッド温度を描画時ヘッド温度７８に暖機することができる。

（第２の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図９の描画時ヘッド温度の推定方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、ステージ速度パターン毎の描画時ヘッド温度のデータ表を用いて描画時ヘッド温度を推定する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、本実施形態では基準となる液滴吐出ヘッド２７を１つ設定してその液滴吐出ヘッド２７がステージ速度パターンでステージ４を移動させて液滴４１を吐出するときの温度特性を調査する。図９（ａ）において、描画パターン８８は液滴吐出装置１を用いて基板７に描画するパターンの１例を示す。描画パターン８８にはバンクに囲まれた長方形の第１塗布領域８８ａと第２塗布領域８８ｂとが設定されている。第１塗布領域８８ａは４行４列のマトリクス状に配置され、第２塗布領域８８ｂは５行６列のマトリクス状に配置されている。そして、第２塗布領域８８ｂの主走査方向であるＹ方向の長さは第１塗布領域８８ａより短い形状となっている。従って、第２塗布領域８８ｂでは第１塗布領域８８ａより液滴４１を位置精度良く着弾させる必要がある。描画パターン８８のうちＹ方向で第１塗布領域８８ａが配置されている区間を第１区間８８ｃとし、第２塗布領域８８ｂが配置されている区間を第２区間８８ｄとする。

液滴吐出装置１は描画するときにステージ４の速度が早いときより遅いときの方が液滴４１の着弾位置の精度を良くすることができる。一方、液滴吐出装置１は描画するときにステージ４の速度が早いときより遅いときの方が生産性良く液滴４１を吐出することができる。従って、第１塗布領域８８ａではステージ４を早く移動させて、第２塗布領域８８ｂではステージ４を遅く移動することにより、生産性良くしかも品質良く描画することができる。

図９（ｂ）はステ−ジの移動速度の推移を示すタイムチャートである。図９（ｂ）において、図の横軸は時間の経過を示し、時間は図中左から右へ推移する。縦軸はステージ速度を示し、図中中央では速度が０である。そして、図中上側はＹ方向に移動する速度であり、下側は−Ｙ方向に移動する速度を示す。縦軸は中央から離れるほど大きな速度を示す。速度推移線８９は、ステージ４が移動する推移の１例を示す。速度推移線８９が示すようにまずステージ速度は０となっている。そして、ステージ４はＹ方向に加速して第１区間８８ｃでは高速移動する。次に、ステージ４は減速して第２区間８８ｄでは低速移動し、第２区間８８ｄを通過した後反転して−Ｙ方向に移動する。続いて、ステージ４は第２区間８８ｄでは低速移動し、次に加速して第１区間８８ｃでは高速移動する。次に、ステージ４は第１区間８８ｃを通過した後反転してＹ方向に移動し、走査移動する。ステップＳ１の温度特性調査工程において以上の様な速度推移線８９に従ってステージ４を移動させながら、液滴吐出ヘッド２７から液滴４１を吐出して描画する。このときの描画時ヘッド温度７８を計測する。

図９（ｃ）は各種ステージ速度パターンにおける描画時ヘッド温度を示す対応表である。この対応表は描画温度算出用データ６１の１つである相対速度ヘッド温度相関データとなっている。図９（ｃ）において、パターンＡは第１の実施形態におけるステージ速度パターンである。そして、第１ヘッド２７ａがパターンＡのステージ速度パターンにて描画するときの描画時ヘッド温度７８を、例えば、２８．２度とする。パターンＢは速度推移線８９のステージ速度パターンである。パターンＡやパターンＢ以外にも各種の描画パターン８８における描画時ヘッド温度７８を計測したデータを描画温度算出用データ６１として記憶しておく。そして、第１ヘッド２７ａがパターンＢのステージ速度パターンにて描画するときの描画時ヘッド温度７８を、例えば、２７．７度とする。このとき、２つのステージ速度パターンにおける描画時ヘッド温度７８の差が０．５度である。この値を第２ヘッド２７ｂ及び第３ヘッド２７ｃにおける描画時ヘッド温度７８から引き算することにより、パターンＢにおける第２ヘッド２７ｂ及び第３ヘッド２７ｃにおける描画時ヘッド温度７８を算出する。

ステップＳ４の第１暖機工程、ステップＳ７の第２暖機工程、ステップＳ１０の第３暖機工程の各工程において暖機駆動することにより、算出した描画時ヘッド温度７８に液滴吐出ヘッド２７を調整する。そして、暖機駆動した後でステップＳ５の吐出量調整工程、ステップＳ８の描画工程を行う。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステージ速度パターンから描画時ヘッド温度７８を推定している。従って、ステップＳ８の描画工程でステージ速度が複数の速度に切り替わるときにも精度良く描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１０の描画時ヘッド温度の推定方法を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、ヘッド間隔、基板温度、周囲温度と描画時ヘッド温度７８の相関データを用いて描画時ヘッド温度を推定する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

すなわち、図１０（ａ）に示すように液滴吐出ヘッド２７から基板７に液滴４１を吐出するときの液滴吐出ヘッド２７と基板７との距離をヘッド間隔９０とする。このとき、ヘッド間隔９０が小さいとき描画時ヘッド温度７８は基板７の影響を受けやすくなる。一方、ヘッド間隔９０が大きいとき液滴吐出ヘッド２７と基板７との間に空気が通過し易くなるので、周囲温度の影響を受けやすくなる。

ステップＳ１の温度特性調査工程では操作者がヘッド間隔と描画時ヘッド温度７８との関係を調査する。図１０（ｂ）はヘッド間隔と描画時ヘッド温度との相関関係を示すグラフである。図１０（ｂ）において、横軸はヘッド間隔９０を示し図中右側は左側より大きな間隔を示す。縦軸は描画時ヘッド温度７８を示し、図中上側は下側より高い温度を示す。ステップＳ１においてヘッド間隔ヘッド温度相関線９１を算出する。ヘッド間隔ヘッド温度相関線９１はヘッド間隔９０と描画時ヘッド温度７８との相関関係の１例を示す。ヘッド間隔９０の複数の値における描画時ヘッド温度７８を検出することによりヘッド間隔ヘッド温度相関線９１を調査することができる。

ステップＳ３のヘッド温度推定工程では描画時ヘッド温度７８を推定する対象の液滴吐出ヘッド２７のヘッド間隔９０を測定する。そして、測定したヘッド間隔９０を第２ヘッド間隔９０ｂとする。そして、第１の実施形態における第１ヘッド２７ａのヘッド間隔９０を第１ヘッド間隔９０ａとし、このときの描画時ヘッド温度７８を第１ヘッド温度７８ａとする。第１ヘッド間隔９０ａと第２ヘッド間隔９０ｂとをヘッド間隔ヘッド温度相関線９１に適用する。そして、第２ヘッド間隔９０ｂにおける描画時ヘッド温度７８と第１ヘッド温度７８ａとの差である第１ヘッド温度影響量９１ａを算出する。第１ヘッド温度影響量９１ａはヘッド間隔９０の差が描画時ヘッド温度７８に及ぼす影響を示す。

基板７の温度である基板温度を用いた補正を行う場合にも同様の方法を用いる。液滴吐出ヘッド２７は基板７と近い場所を通過するので基板温度の影響を受け易い。ステップＳ１の温度特性調査工程では、基板温度と描画時ヘッド温度７８との関係を調査する。図１０（ｃ）は基板温度と描画時ヘッド温度７８との相関関係を示すグラフである。図１０（ｃ）において、横軸は基板温度を示し図中右側は左側より高い温度を示す。縦軸は描画時ヘッド温度７８を示し、図中上側は下側より高い温度を示す。ステップＳ１において、温度調整部６９は基板温度ヘッド温度相関線９２を算出する。基板温度は、基板温度検出装置５０が温度センサー８を駆動することにより検出される。基板温度ヘッド温度相関線９２は基板温度と描画時ヘッド温度７８との相関関係の１例を示す。基板温度の複数の値における描画時ヘッド温度７８を検出することにより基板温度ヘッド温度相関線９２を調査することができる。

ステップＳ２の速度設定工程とステップＳ３のヘッド温度推定工程との間に基材温度検出工程が行われる。この工程ではステージ４上に基板７を搭載して基板温度検出装置５０が温度センサー８を駆動して基板７の温度を検出する。その後、ステージ４上から基板７を除去する。ステップＳ３のヘッド温度推定工程では、液滴吐出ヘッド２７の温度が描画時ヘッド温度７８となるときの基板温度を測定し基材温度としての第２基板温度９３ｂとする。そして、第１の実施形態における基板温度を基材温度としての第１基板温度９３ａとし、このときの描画時ヘッド温度７８を第１ヘッド温度７８ａとする。第１基板温度９３ａと第２基板温度９３ｂとを基板温度ヘッド温度相関線９２に適用する。そして、第２基板温度９３ｂにおける描画時ヘッド温度７８と第１ヘッド温度７８ａとの差である第２ヘッド温度影響量９２ａを算出する。第２ヘッド温度影響量９２ａは基板温度の差が描画時ヘッド温度７８に及ぼす影響を示している。

液滴吐出ヘッド２７や基板７の周囲の温度である周囲温度を用いた補正を行う場合にても同様の方法を用いる。液滴吐出ヘッド２７へは周囲の空気が接して流動するので周囲温度の影響を受け易い。ステップＳ１の温度特性調査工程では、周囲温度と描画時ヘッド温度７８との関係を調査する。図１０（ｄ）は周囲温度と描画時ヘッド温度７８との相関関係を示すグラフである。図１０（ｄ）において、横軸は周囲温度を示し図中右側は左側より高い温度を示す。縦軸は描画時ヘッド温度７８を示し、図中上側は下側より高い温度を示す。ステップＳ１において、周囲温度ヘッド温度相関線９４を算出する。周囲温度は、周囲温度検出装置５４が温度センサー１２を駆動することにより検出される。周囲温度ヘッド温度相関線９４は周囲温度と描画時ヘッド温度７８との相関関係の１例を示す。周囲温度の複数の値における描画時ヘッド温度７８を検出することにより周囲温度ヘッド温度相関線９４を調査することができる。

ステップＳ２の速度設定工程とステップＳ３のヘッド温度推定工程との間に周囲温度検出工程が行われる。この工程では周囲温度検出装置５４が温度センサー１２を駆動して周囲温度を検出する。ステップＳ３のヘッド温度推定工程では、測定した周囲温度を第２周囲温度９５ｂとする。そして、第１の実施形態における周囲温度を第１周囲温度９５ａとし、このときの描画時ヘッド温度７８を第１ヘッド温度７８ａとする。第１周囲温度９５ａと第２周囲温度９５ｂとを周囲温度ヘッド温度相関線９４に適用する。そして、第２周囲温度９５ｂにおける描画時ヘッド温度７８と第１ヘッド温度７８ａとの差である第３ヘッド温度影響量９４ａを算出する。第３ヘッド温度影響量９４ａは周囲温度の差が描画時ヘッド温度７８に及ぼす影響を示している。

ステップＳ３のヘッド温度推定工程において、温度調整部６９は第１ヘッド温度７８ａに第１ヘッド温度影響量９１ａ、第２ヘッド温度影響量９２ａ、第３ヘッド温度影響量９４ａを加減算することにより描画時ヘッド温度の推定値を算出する。このとき、温度調整部６９は第１ヘッド温度影響量９１ａ〜第３ヘッド温度影響量９４ａの中で、温度上昇させる要因を加算して温度下降させる要因を減算する。そして、ステップＳ４、ステップＳ７、ステップＳ１０の各暖機工程では液滴吐出ヘッド２７の温度が算出した描画時ヘッド温度７８になるように温度調整部６９が暖機駆動を行う。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステージ速度に加えてヘッド間隔９０を用いて描画時ヘッド温度７８を推定している。液滴吐出ヘッド２７が基板７に近いときには基板７に遠い場合に比べて、基板７の温度や風の影響を受けやすい。従って、ステージ速度に加えてヘッド間隔９０の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

（２）本実施形態によれば、ステージ速度に加えて基板７の温度を用いて描画時ヘッド温度７８を推定している。液滴吐出ヘッド２７の温度と基板７の温度との差が小さい場合に比べて、差が大きい場合は基板７の影響を受けやすい。従って、ステージ速度に加えて基板７の温度の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

（３）本実施形態によれば、ステージ速度に加えて周囲温度を用いて描画時ヘッド温度７８を推定している。液滴吐出ヘッドの温度と周囲温度の温度との差が小さい場合に比べて、差が大きい場合は周囲温度の影響を受けやすい。従って、ステージ速度に加えて周囲温度の値を用いることにより、精度良く描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
第１の実施形態において、ノズル２９から吐出する液滴４１の重量を測定して、吐出量を推定したが、吐出量の体積を測定して、吐出量を測定しても良い。例えば、断面積が一定の管に吐出する液滴４１を溜めて、管内における液体の長さを測定することにより体積を計測し、吐出量を推定しても良い。機能液３８の溶媒が揮発性の高い液体の場合には溶媒が揮発し難い状態で計測することができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、基板７に液滴４１を吐出して描画したが、基板７以外の物でもよい。例えば、円筒、球体、紡錘状の構造物、直方体、基板７に電子素子を実装した電子基板でもよい。他にも金属、樹脂等のシートでも良い。これらの描画に応用することができる。いずれの場合においても、精度の良い吐出量にて描画することができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、キャビティ３７を加圧する加圧手段に、圧電素子４０を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて、加圧しても良い。他に、キャビティ３７内にヒーター配線を配置して、機能液３８に含む気体を膨張して加圧しても良い。さらに、静電気の引力及び斥力を用いて振動板３９を変形させて、加圧しても良い。いずれの場合にも、前記第１の実施形態と同様の方法を用いることにより吐出する量の変動を小さくすることができる。

（変形例４）
前記第１の実施形態では、ステージ４が主走査移動を行い、キャリッジ１４が副走査移動をした。逆でも良い。つまり、ステージ４が副走査移動を行い、キャリッジ１４が主走査移動をしても良い。他にも、キャリッジ１４が液滴吐出ヘッド２７を主走査方向及び副走査方向に移動させる構造にしても良い。そして、基板７をベルトコンベア等の移動装置に配置した状態においてノズル２９から液滴４１を基板７に吐出しても良い。基板７の給材及び除材をし易くできる。このとき、キャリッジ１４の移動速度から描画時ヘッド温度７８を推定しても良い。この場合にも、前記第１の実施形態と同様の方法を用いることにより吐出する量の変動を小さくすることができる。

（変形例５）
前記第１の実施形態では、ステージ４を用いて基板７を主走査方向に移動した。基板７の代わりにシート状のワークをもちいるときには、主走査方向にキャリッジ１４を移動して、ステージ４の代わりにプラテンとローラーとを用いてシートを副走査方向に移動しても良い。長尺のシートに長いパターンを描画することができる。この場合にも、前記第１の実施形態と同様の方法を用いることにより吐出する量の変動を小さくすることができる。

（変形例６）
前記第１の実施形態では、圧電素子４０を振動させることにより暖機駆動した。暖機駆動する方法はこれに限らない。液滴吐出ヘッド２７に発熱源を配置して暖機してもよい。この場合にも、前記第１の実施形態と同様の方法を用いることにより吐出する量の変動を小さくすることができる。尚、変形例１〜変形例６の内容は前記第２の実施形態にも適用できる。

（変形例７）
前記第３の実施形態では、ステップＳ３のヘッド温度推定工程がステップＳ２の速度設定工程の次に行われた。基板温度を参照する場合には、ヘッド温度推定工程をステップＳ６の給材工程の後に行っても良い。その後、ステップＳ７の第２暖機工程を継続して行い、液滴吐出ヘッド２７の温度が算出した描画時ヘッド温度７８になるまで暖機しても良い。液滴吐出ヘッド２７の温度変動を小さくできるので、品質良く吐出することができる。

（変形例８）
前記第３の実施形態では、ヘッド間隔９０、基板温度、周囲温度を用いて描画時ヘッド温度７８を推定した。これら総ての特性を必ずしも使わなくとも良い。これらの特性のうち少なくとも１つの特性を用いて描画時ヘッド温度７８を推定しても良い。特に影響の大きな要素を用いて推定しても良い。簡便に描画時ヘッド温度７８を推定することができる。

４…移動部としてのステージ、７…基材としての基板、１４…移動部としてのキャリッジ、２７…液滴吐出ヘッド、４１…液滴、７８…描画時ヘッド温度、７９…相対速度ヘッド温度相関データとしての相関線、９０…ヘッド間隔、９３ａ…基材温度としての第１基板温度、９３ｂ…基材温度としての第２基板温度、９５ａ…周囲温度としての第１周囲温度、９５ｂ…周囲温度としての第２周囲温度。

Claims

液滴吐出ヘッドと基材とを相対移動させて前記液滴吐出ヘッドから前記基材へ液滴を吐出する描画方法であって、
前記基材へ前記液滴を吐出して描画する描画工程と、
前記描画工程における前記液滴吐出ヘッドと前記基材との相対速度を設定する速度設定工程と、
前記相対速度を用いて前記描画工程における前記液滴吐出ヘッドの温度である描画時ヘッド温度を推定するヘッド温度推定工程と、
前記液滴吐出ヘッドの温度を前記描画時ヘッド温度にする暖機工程と、を有し、前記描画工程の前に前記暖機工程が行われることを特徴とする描画方法。
請求項１に記載の描画方法であって、
前記液滴吐出ヘッドが吐出する吐出量を調整する吐出量調整工程をさらに有し、前記吐出量調整工程の前に前記暖機工程が行われることを特徴とする描画方法。
請求項２に記載の描画方法であって、
前記ヘッド温度推定工程では、前記相対速度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す相対速度ヘッド温度相関データを用いて前記相対速度における前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする描画方法。
請求項３に記載の描画方法であって、
前記相対速度には前記液滴吐出ヘッドと前記基材とが相対移動するときの速度変化を示す速度パターンを用いることを特徴とする描画方法。
請求項３に記載の描画方法であって、
前記液滴吐出ヘッドと前記基材との距離をヘッド間隔とするとき、前記ヘッド温度推定工程において前記ヘッド間隔と前記描画時ヘッド温度との関係を示すヘッド間隔ヘッド温度相関データと前記ヘッド間隔の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする描画方法。
請求項３に記載の描画方法であって、
前記基材の温度である基材温度を検出する基材温度検出工程をさらに有し、前記ヘッド温度推定工程では、前記基材温度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す基材温度ヘッド温度相関データと前記基材温度の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする描画方法。
請求項３に記載の描画方法であって、
前記基材の周囲及び前記液滴吐出ヘッドの周囲の温度である周囲温度を検出する周囲温度検出工程をさらに有し、前記ヘッド温度推定工程では、前記周囲温度と前記描画時ヘッド温度との関係を示す周囲温度ヘッド温度相関データと前記周囲温度の値とをさらに用いて前記描画時ヘッド温度を推定することを特徴とする描画方法。
基材に向けて液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドと前記基材とを相対移動させる移動部と、
前記液滴吐出ヘッドと前記基材との相対速度に応じて前記液滴吐出ヘッドの温度を調整する温度調整部と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。