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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023069853
(43)【公開日】2023-05-18
(54)【発明の名称】液滴吐出装置、パラメータ算出方法、基板処理システム
(51)【国際特許分類】
B05C 11/10 20060101AFI20230511BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20230511BHJP
B05C 11/00 20060101ALI20230511BHJP
B41J 2/165 20060101ALI20230511BHJP
【ＦＩ】
B05C11/10
B05C5/00 101
B05C11/00
B41J2/165 201
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021182025
(22)【出願日】2021-11-08
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】中村 隆央
(72)【発明者】
【氏名】数井 誠人
【テーマコード（参考）】
2C056
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
2C056EA14
2C056EA16
2C056EB04
2C056EB08
2C056EB36
2C056EB38
2C056EB40
2C056EB46
2C056EC04
2C056EC23
2C056EC36
2C056EC39
2C056FA13
2C056FA15
2C056FB05
2C056FB08
2C056HA58
4F041AA02
4F041AA05
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA13
4F042AA02
4F042AA06
4F042AB00
4F042BA08
4F042BA10
4F042BA12
4F042BA19
4F042BA27
4F042CC04
4F042CC08
4F042DB17
4F042DF10
4F042DF25
4F042DH02
4F042DH09
(57)【要約】
【課題】ノズルの異常を早期に検出する技術を提供すること。
【解決手段】本開示は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置であって、液滴の吐出状態に関する情報を取得する取得部と、前記液滴の吐出状態に関する情報の時系列データを算出する時系列データ算出部と、前記時系列データに基づいて、ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータに基づいてクリーニングのタイミングを判断する判断部と、を有する。
【選択図】図１０
【解決手段】本開示は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置であって、液滴の吐出状態に関する情報を取得する取得部と、前記液滴の吐出状態に関する情報の時系列データを算出する時系列データ算出部と、前記時系列データに基づいて、ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータに基づいてクリーニングのタイミングを判断する判断部と、を有する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
液滴の吐出状態に関する情報を取得する取得部と、
前記液滴の吐出状態に関する情報の時系列データを算出する時系列データ算出部と、
前記時系列データに基づいて、前記ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータに基づいて前記ノズルのクリーニングのタイミングを判断する判断部と、
を有する液滴吐出装置。
液滴の吐出状態に関する情報を取得する取得部と、
前記液滴の吐出状態に関する情報の時系列データを算出する時系列データ算出部と、
前記時系列データに基づいて、前記ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータに基づいて前記ノズルのクリーニングのタイミングを判断する判断部と、
を有する液滴吐出装置。
【請求項2】
前記時系列データに基づいて、ノズルの異常モードを判断する異常モード判断部と、
前記異常モードに応じて前記ノズルのクリーニング種類を判断するクリーニング種類判断部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
前記異常モードに応じて前記ノズルのクリーニング種類を判断するクリーニング種類判断部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項3】
前記異常モード判断部は、前記ノズルの異常が急に生じる異常モードと、前記ノズルの異常が徐々に生じる異常モードと、を判断し、
前記異常モードに応じて前記クリーニングの種類を判断することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
前記異常モードに応じて前記クリーニングの種類を判断することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項4】
前記時系列データをコレログラムで表し、
前記算出部は、時系列データの自己相関の大きさに応じて前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記算出部は、時系列データの自己相関の大きさに応じて前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項5】
前記液滴の吐出状態に関する情報は、液滴の着弾位置であり、
前記算出部は、前記液滴の着弾位置の時系列データから算出したコレログラムに基づいて、前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記算出部は、前記液滴の着弾位置の時系列データから算出したコレログラムに基づいて、前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項6】
前記液滴の吐出状態に関する情報は、液滴飛翔画像であり、
前記算出部は、前記液滴飛翔画像から検出された特徴量のコレログラムを算出し、前記コレログラムに基づいて前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記算出部は、前記液滴飛翔画像から検出された特徴量のコレログラムを算出し、前記コレログラムに基づいて前記パラメータを算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項7】
前記特徴量は、前記液滴が飛翔する角度、液滴サイズ、ノズルプレートの汚れ、又は、着弾時間のノズルごとずれであり、
前記算出部は、前記液滴が飛翔する角度、液滴サイズ、ノズルプレートの汚れ、又は、着弾時間のノズルごとずれ、から算出したコレログラムに基づいて、前記パラメータを算出することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
前記算出部は、前記液滴が飛翔する角度、液滴サイズ、ノズルプレートの汚れ、又は、着弾時間のノズルごとずれ、から算出したコレログラムに基づいて、前記パラメータを算出することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項8】
前記ノズルが模式的に配置された画面を表示する表示部を有し、
前記表示部は、前記パラメータに応じた態様で前記ノズルを表示することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記表示部は、前記パラメータに応じた態様で前記ノズルを表示することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項9】
前記判断部は、前記パラメータをしきい値と比較して、前記ノズルの異常の予兆を検出することを特徴とする請求項４～７のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項10】
前記異常モード判断部は、クリーニングの吐出強度、クリーニングの吐出回数、及び、クリーニングの吐出時間のいずれか、又は、これらの２つ以上を組み合わせて前記クリーニングの種類を決定することを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項11】
前記異常モード判断部は、前記パラメータと異常モードに、クリーニング種類を対応付けたテーブルに基づきクリーニングの種類を決定することを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項12】
ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置が行うパラメータ算出方法であって、
液滴の吐出状態に関する情報を取得する工程と、
前記液滴の吐出状態に関する情報に基づいて、ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する工程と、
前記パラメータに基づいてクリーニングのタイミングを判断する工程と、
を有するパラメータ算出方法。
液滴の吐出状態に関する情報を取得する工程と、
前記液滴の吐出状態に関する情報に基づいて、ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する工程と、
前記パラメータに基づいてクリーニングのタイミングを判断する工程と、
を有するパラメータ算出方法。
【請求項13】
請求項１～９のいずれか１項に記載の液滴吐出装置を有する基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液滴吐出装置、パラメータ算出方法、及び、基板処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
液滴を吐出することで画像を形成したり、二次元又は三次元的な構造を形成したりする液滴吐出装置が知られている。液滴吐出装置は、ノズルから液滴を繰り返し吐出して対象物を形成するが、このノズルから吐出される液滴の着弾位置など、種々の異常が生じる場合がある（以下、単にノズルの異常という）。
【0003】
ノズルの異常を検出する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、液滴を吐出するノズルが配置されたヘッドと、ノズルの吐出異常を検出する検出部と、吐出異常が検出された異常ノズルのヘッド内の位置情報に基づいて、異常ノズルのメンテナンスが必要か否かを判断する液滴吐出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017－177423号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、ノズルの異常を早期に検出する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置であって、液滴の吐出状態に関する情報を取得する取得部と、前記液滴の吐出状態に関する情報の時系列データを算出する時系列データ算出部と、前記時系列データに基づいて、ノズルのクリーニングに関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータに基づいてクリーニングのタイミングを判断する判断部と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、ノズルの異常を早期に検出する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態による有機ＥＬディスプレイの要部を示す断面図である。
【図2】一実施形態による基板処理システムを示す平面図である。
【図3】一実施形態による制御装置の構成図である。
【図4】一実施形態による塗布装置を示す平面図である。
【図5】左側の基板移動部による基板のヨーイング時の状態を示す側面図である。
【図6】一実施形態による吐出ヘッドの配列を示す平面図である。
【図7】液滴飛翔画像の撮像方法の一例を示す図である。
【図8】制御装置が有するクリーニングに関する機能を説明する一例の機能ブロック図である。
【図9】正常ノズルが吐出する液滴の着弾位置から求めた一例の時系列データを示す図である。
【図10】異常ノズルの着弾位置から求めた一例の時系列データを示す図である。
【図11】着弾位置の時間的変化を示す一例のグラフを示す図である。
【図12】液滴飛翔画像の同じノズルが吐出するそれぞれ別の液滴を撮像した一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図13】液滴飛翔画像から検出される特徴量である曲がりを用いた一例の時系列データを示す図である。
【図14】いくつかのノズルが吐出した一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図15】液滴スポットを含む一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図16】ノズルプレートの汚れを含む一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図17】ノズル抜けを含む一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図18】着弾時間のノズルごとのずれを説明する一例の液滴飛翔画像を示す図である。
【図19】時系列データを用いた異常モードの一例の判断方法を説明する図である。
【図20】クラスタに分類できたか否かの一例の判断方法を説明する図である。
【図21】制御装置がノズルの異常を監視する手順を示す一例のフローチャート図である。
【図22】制御装置がノズルの異常を監視する手順を示す一例のフローチャート図である。
【図23】制御装置に接続された操作パネルに表示される一例のノズル監視画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。本開示を実施するための形態の一例として、ノズルのクリーニングに関するパラメータ算出方法について図面を参照しながら説明する。
【0010】
〔異常度の算出方法の概略〕
本開示では、液滴を吐出するノズルの異常度を算出し、この異常度を出力（ディスプレイに表示）したり、クリーニング実行の判断に使用したりする。異常度は、以下の２つのデータから算出される。
(i) 着弾位置の時系列データ
(ii) 液滴飛翔画像（飛翔する液滴を撮像した画像）から取得した特徴量の時系列データ
時系列データに着目することで、異常を早期に（予兆の段階で）検出しやすくなる。また、人間が判断するよりも早期に異常を検出できる。
本開示では、液滴を吐出するノズルの異常度を算出し、この異常度を出力（ディスプレイに表示）したり、クリーニング実行の判断に使用したりする。異常度は、以下の２つのデータから算出される。
(i) 着弾位置の時系列データ
(ii) 液滴飛翔画像（飛翔する液滴を撮像した画像）から取得した特徴量の時系列データ
時系列データに着目することで、異常を早期に（予兆の段階で）検出しやすくなる。また、人間が判断するよりも早期に異常を検出できる。
【0011】
また、液滴吐出装置は、着弾位置の時系列データや液滴飛翔画像の時系列データ、又は、液滴飛翔画像の画像解析により、異常モードを区分できる。異常モードによって、適切なクリーニングを実行できる。
【0012】
したがって、本開示の液滴吐出装置は、異常度に基づいてクリーニングのタイミングを決定することで、クリーニング頻度を最適化できる。また、クリーニング頻度の最適化と異常モードに応じたクリーニングの実行により、クリーニングで消費される材料の量を抑制できる。例えば、有機ＥＬを用いた液晶の基板などに使用される材料は高価であるが、クリーニングで消費される材料の量を極力少なくできる。また、異常の予兆を検出できれば、液滴吐出装置の工程のスケジューリングも容易になり、異常が生じる前にクリーニングが可能なので、対象物の形成のやり直しなども低減できる。
【0013】
[用語について]
ノズルの異常とは、ノズルから吐出される液滴に正常な状態とは異なる何らかの異常があることをいう。
ノズルの異常とは、ノズルから吐出される液滴に正常な状態とは異なる何らかの異常があることをいう。
【0014】
ノズルのクリーニングに関するパラメータとは、クリーニングを実行するか否か、又は、いつ頃、クリーニングを実行するかの判断に使用される情報である。本実施形態では、異常度という用語で説明される。
【0015】
液滴の吐出状態に関する情報は、このパラメータを算出できる情報であればよい。本実施形態では、着弾位置及び液滴飛翔画像の少なくとも一方を例にして説明する。
【0016】
［液滴吐出装置の構成］
装置の構成を説明するに当たって、液滴吐出装置が作成する有機ＥＬディスプレイの構成について説明する。
装置の構成を説明するに当たって、液滴吐出装置が作成する有機ＥＬディスプレイの構成について説明する。
【0017】
図１は、一実施形態による有機ＥＬディスプレイの要部を示す断面図である。基板１０としては、ガラス基板や樹脂基板などの透明基板が用いられる。基板１０上には、ＴＦＴ層１２が形成されている。ＴＦＴ層１２上には、ＴＦＴ層１２によって形成される段差を平坦化する平坦化層１８が形成されている。
【0018】
平坦化層１８は、絶縁性を有している。平坦化層１８を貫通するコンタクトホールには、コンタクトプラグ１９が形成されている。コンタクトプラグ１９は、平坦化層１８の平坦面に形成される画素電極としての陽極２１と、ＴＦＴ層１２とを電気的に接続する。コンタクトプラグ１９は、陽極２１と同じ材料で、同時に形成されてよい。
【0019】
有機発光ダイオード１３は、平坦化層１８の平坦面上に形成される。有機発光ダイオード１３は、画素電極としての陽極２１と、画素電極を基準として基板１０とは反対側に設けられる対向電極としての陰極２２と、陽極２１と陰極２２との間に形成される有機層２３とを有する。ＴＦＴ層１２を作動させることで、陽極２１と陰極２２との間に電圧が印加され、有機層２３が発光する。
【0020】
陽極２１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などによって形成され、有機層２３からの光を透過する。陽極２１を透過した光は、基板１０を透過し、外部に取り出される。陽極２１は、単位回路１１毎に設けられる。
【0021】
陰極２２は、例えばアルミニウムなどによって形成され、有機層２３からの光を有機層２３に向けて反射する。陰極２２で反射した光は、有機層２３や陽極２１、基板１０を透過し、外部に取り出される。陰極２２は、複数の単位回路１１に共通のものである。
【0022】
有機層２３は、例えば、陽極２１側から陰極２２側に向けて、正孔注入層２４、正孔輸送層２５、発光層２６、電子輸送層２７及び電子注入層２８をこの順で有する。陽極２１と陰極２２との間に電圧がかかると、陽極２１から正孔注入層２４に正孔が注入されると共に、陰極２２から電子注入層２８に電子が注入される。正孔注入層２４に注入された正孔は、正孔輸送層２５によって発光層２６へ輸送される。また、電子注入層２８に注入された電子は、電子輸送層２７によって発光層２６へ輸送される。そうして、発光層２６内で正孔と電子が再結合して、発光層２６の発光材料が励起され、発光層２６が発光する。
【0023】
発光層２６として、例えば、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層が形成される。赤色発光層は赤色に発光する赤色発光材料で形成され、緑色発光層は緑色に発光する緑色発光材料で形成され、青色発光層は青色に発光する青色発光材料で形成される。赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層は、バンク３０の開口部３１に形成される。
【0024】
バンク３０は、赤色発光層の材料液、緑色発光層の材料液、及び青色発光層の材料液を隔てることで、これらの材料液の混合を防止する。バンク３０は、絶縁性を有しており、平坦化層１８を貫通するコンタクトホールを埋める。
【0025】
図２は、一実施形態による基板処理システムを示す平面図である。基板処理システム１００は、陽極２１上に正孔注入層２４、正孔輸送層２５及び発光層２６を形成する。基板処理システム１００は、搬入ステーション１１０と、処理ステーション１２０と、搬出ステーション１３０と、制御装置１４０とを有する。
【0026】
搬入ステーション１１０は、複数の基板１０を収容するカセットＣを外部から搬入させ、カセットＣから複数の基板１０を順次取り出す。各基板１０には、予めＴＦＴ層１２や平坦化層１８、陽極２１、バンク３０などが形成されている。
【0027】
搬入ステーション１１０は、カセットＣを載置するカセット載置台１１１と、カセット載置台１１１と処理ステーション１２０との間に設けられる搬送路１１２と、搬送路１１２に設けられる基板搬送体１１３とを備える。基板搬送体１１３は、カセット載置台１１１に載置されたカセットＣと処理ステーション１２０との間で基板１０を搬送する。
【0028】
処理ステーション１２０は、陽極２１上に、正孔注入層２４、正孔輸送層２５及び発光層２６を形成する。処理ステーション１２０は、正孔注入層２４を形成する正孔注入層形成ブロック１２１と、正孔輸送層２５を形成する正孔輸送層形成ブロック１２２と、発光層２６を形成する発光層形成ブロック１２３を備える。
【0029】
正孔注入層形成ブロック１２１は、正孔注入層２４の材料液を陽極２１上に塗布して塗布層を形成し、その塗布層を乾燥、焼成することで、正孔注入層２４を形成する。正孔注入層２４の材料液は、有機材料及び溶剤を含む。その有機材料は、ポリマー、モノマーのいずれでもよい。モノマーの場合、焼成によって重合され、ポリマーとされてもよい。
【0030】
正孔注入層形成ブロック１２１は、塗布装置１２１ａと、バッファ装置１２１ｂと、減圧乾燥装置１２１ｃと、熱処理装置１２１ｄと、温度調節装置１２１ｅとを備える。塗布装置１２１ａは、正孔注入層２４の材料液の液滴を、バンク３０の開口部３１に向けて吐出する。バッファ装置１２１ｂは、処理待ちの基板１０を一時的に収容する。減圧乾燥装置１２１ｃは、塗布装置１２１ａで塗布された塗布層を減圧乾燥し、塗布層に含まれる溶剤を除去する。熱処理装置１２１ｄは、減圧乾燥装置１２１ｃで乾燥された塗布層を加熱処理する。温度調節装置１２１ｅは、熱処理装置１２１ｄで加熱処理された基板１０の温度を、所定の温度、例えば常温に調節する。
【0031】
塗布装置１２１ａ、バッファ装置１２１ｂ、熱処理装置１２１ｄ、及び温度調節装置１２１ｅは、内部が大気雰囲気に維持される。減圧乾燥装置１２１ｃは、内部の雰囲気を、大気雰囲気と減圧雰囲気とに切り替える。
【0032】
なお、正孔注入層形成ブロック１２１において、塗布装置１２１ａ、バッファ装置１２１ｂ、減圧乾燥装置１２１ｃ、熱処理装置１２１ｄ及び温度調節装置１２１ｅの、配置や個数、内部の雰囲気は、任意に選択可能である。
【0033】
また、正孔注入層形成ブロック１２１は、基板搬送装置ＣＲ１～ＣＲ３と、受渡装置ＴＲ１～ＴＲ３とを備える。基板搬送装置ＣＲ１～ＣＲ３は、それぞれ隣接する各装置へ基板１０を搬送する。例えば、基板搬送装置ＣＲ１は、隣接する塗布装置１２１ａ及びバッファ装置１２１ｂへ基板１０を搬送する。基板搬送装置ＣＲ２は、隣接する減圧乾燥装置１２１ｃへ基板１０を搬送する。基板搬送装置ＣＲ３は、隣接する熱処理装置１２１ｄ及び温度調節装置１２１ｅへ基板１０を搬送する。受渡装置ＴＲ１～ＴＲ３は、それぞれ順に、搬入ステーション１１０と基板搬送装置ＣＲ１の間、基板搬送装置ＣＲ１と基板搬送装置ＣＲ２の間、基板搬送装置ＣＲ２と基板搬送装置ＣＲ３の間に設けられ、これらの間で基板１０を中継する。基板搬送装置ＣＲ１～ＣＲ３や受渡装置ＴＲ１～ＴＲ３は、内部が大気雰囲気に維持される。
【0034】
正孔注入層形成ブロック１２１の基板搬送装置ＣＲ３と、正孔輸送層形成ブロック１２２の基板搬送装置ＣＲ４との間には、これらの間で基板１０を中継する受渡装置ＴＲ４が設けられる。受渡装置ＴＲ４は、内部が大気雰囲気に維持される。
【0035】
正孔輸送層形成ブロック１２２は、正孔輸送層２５の材料液を正孔注入層２４上に塗布して塗布層を形成し、その塗布層を乾燥、焼成することで、正孔輸送層２５を形成する。正孔輸送層２５の材料液は、有機材料及び溶剤を含む。その有機材料は、ポリマー、モノマーのいずれでもよい。モノマーの場合、焼成によって重合され、ポリマーとされてもよい。
【0036】
正孔輸送層形成ブロック１２２は、塗布装置１２２ａと、バッファ装置１２２ｂと、減圧乾燥装置１２２ｃと、熱処理装置１２２ｄと、温度調節装置１２２ｅとを備える。塗布装置１２２ａは、正孔輸送層２５の材料液の液滴を、バンク３０の開口部３１に向けて吐出する。バッファ装置１２２ｂは、処理待ちの基板１０を一時的に収容する。減圧乾燥装置１２２ｃは、塗布装置１２２ａで塗布された塗布層を減圧乾燥し、塗布層に含まれる溶剤を除去する。熱処理装置１２２ｄは、減圧乾燥装置１２２ｃで乾燥された塗布層を加熱処理する。温度調節装置１２２ｅは、熱処理装置１２２ｄで加熱処理された基板１０の温度を、所定の温度、例えば常温に調節する。
【0037】
塗布装置１２２ａ及びバッファ装置１２２ｂは、内部が大気雰囲気に維持される。一方、熱処理装置１２２ｄ及び温度調節装置１２２ｅは、正孔輸送層２５の有機材料の劣化を抑制するため、内部が低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。減圧乾燥装置１２２ｃは、内部の雰囲気を、低酸素かつ低露点の雰囲気と、減圧雰囲気とに切り替える。
【0038】
ここで、低酸素の雰囲気とは、大気よりも酸素濃度が低い雰囲気、例えば酸素濃度が１０ｐｐｍ以下の雰囲気をいう。また、低露点の雰囲気とは、大気よりも露点温度が低い雰囲気、例えば露点温度が－１０℃以下の雰囲気をいう。低酸素かつ低露点の雰囲気は、例えば窒素ガス等の不活性ガスで形成される。
【0039】
なお、正孔輸送層形成ブロック１２２において、塗布装置１２２ａ、バッファ装置１２２ｂ、減圧乾燥装置１２２ｃ、熱処理装置１２２ｄ及び温度調節装置１２２ｅの、配置や個数、内部の雰囲気は、任意に選択可能である。
【0040】
また、正孔輸送層形成ブロック１２２は、基板搬送装置ＣＲ４～ＣＲ６と、受渡装置ＴＲ５～ＴＲ６とを備える。基板搬送装置ＣＲ４～ＣＲ６は、それぞれ隣接する各装置へ基板１０を搬送する。受渡装置ＴＲ５～ＴＲ６は、それぞれ順に、基板搬送装置ＣＲ４と基板搬送装置ＣＲ５の間、基板搬送装置ＣＲ５と基板搬送装置ＣＲ６の間に設けられ、これらの間で基板１０を中継する。
【0041】
基板搬送装置ＣＲ４の内部は、大気雰囲気に維持される。一方、基板搬送装置ＣＲ５～ＣＲ６の内部は、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。基板搬送装置ＣＲ５に隣接される減圧乾燥装置１２２ｃの内部が、低酸素かつ低露点の雰囲気と、減圧雰囲気とに切り替えられるためである。また、基板搬送装置ＣＲ６に隣設される熱処理装置１２２ｄや温度調節装置１２２ｅの内部が、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持されるためである。
【0042】
受渡装置ＴＲ５は、その内部の雰囲気を、大気雰囲気と、低酸素かつ低露点の雰囲気との間で切り替えるロードロック装置として構成される。受渡装置ＴＲ６の下流側に減圧乾燥装置１２２ｃが隣設されるためである。一方、受渡装置ＴＲ６の内部は、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。
【0043】
正孔輸送層形成ブロック１２２の基板搬送装置ＣＲ６と、発光層形成ブロック１２３の基板搬送装置ＣＲ７との間には、これらの間で基板１０を中継する受渡装置ＴＲ７が設けられる。基板搬送装置ＣＲ６の内部は低酸素かつ低露点の雰囲気に維持され、基板搬送装置ＣＲ７の内部は大気雰囲気に維持される。そのため、受渡装置ＴＲ７は、その内部の雰囲気を、低酸素かつ低露点の雰囲気と、大気雰囲気との間で切り替えるロードロック装置として構成される。
【0044】
発光層形成ブロック１２３は、発光層２６の材料液を正孔輸送層２５上に塗布して塗布層を形成し、形成した塗布層を乾燥、焼成することで、発光層２６を形成する。発光層２６の材料液は、有機材料及び溶剤を含む。その有機材料は、ポリマー、モノマーのいずれでもよい。モノマーの場合、焼成によって重合され、ポリマーとされてもよい。
【0045】
発光層形成ブロック１２３は、塗布装置１２３ａと、バッファ装置１２３ｂと、減圧乾燥装置１２３ｃと、熱処理装置１２３ｄと、温度調節装置１２３ｅとを備える。塗布装置１２３ａは、発光層２６の材料液の液滴を、バンク３０の開口部３１に向けて吐出する。バッファ装置１２３ｂは、処理待ちの基板１０を一時的に収容する。減圧乾燥装置１２３ｃは、塗布装置１２３ａで塗布された塗布層を減圧乾燥し、塗布層に含まれる溶剤を除去する。熱処理装置１２３ｄは、減圧乾燥装置１２３ｃで乾燥された塗布層を加熱処理する。温度調節装置１２３ｅは、熱処理装置１２３ｄで加熱処理された基板１０の温度を、所定の温度、例えば常温に調節する。
【0046】
塗布装置１２３ａ及びバッファ装置１２３ｂは、内部が大気雰囲気に維持される。一方、熱処理装置１２３ｄ及び温度調節装置１２３ｅは、発光層２６の有機材料の劣化を抑制するため、内部が低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。減圧乾燥装置１２３ｃは、内部の雰囲気を、低酸素かつ低露点の雰囲気と、減圧雰囲気とに切り替える。
【0047】
なお、発光層形成ブロック１２３において、塗布装置１２３ａ、バッファ装置１２３ｂ、減圧乾燥装置１２３ｃ、熱処理装置１２３ｄ及び温度調節装置１２３ｅの、配置や個数、内部の雰囲気は、任意に選択可能である。
【0048】
また、発光層形成ブロック１２３は、基板搬送装置ＣＲ７～ＣＲ９と、受渡装置ＴＲ８～ＴＲ９とを備える。基板搬送装置ＣＲ７～ＣＲ９は、それぞれ隣接する各装置へ基板１０を搬送する。受渡装置ＴＲ８～ＴＲ９は、それぞれ順に、基板搬送装置ＣＲ７と基板搬送装置ＣＲ８の間、基板搬送装置ＣＲ８と基板搬送装置ＣＲ９の間に設けられ、これらの間で基板１０を中継する。
【0049】
基板搬送装置ＣＲ７の内部は、大気雰囲気に維持される。一方、基板搬送装置ＣＲ８～ＣＲ９の内部は、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。基板搬送装置ＣＲ８に隣接される減圧乾燥装置１２３ｃの内部が、低酸素かつ低露点の雰囲気と、減圧雰囲気とに切り替えられるためである。また、基板搬送装置ＣＲ９に隣設される熱処理装置１２３ｄや温度調節装置１２３ｅの内部が、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持されるためである。
【0050】
受渡装置ＴＲ８は、その内部の雰囲気を、大気雰囲気と、低酸素かつ低露点の雰囲気との間で切り替えるロードロック装置として構成される。受渡装置ＴＲ８の下流側に減圧乾燥装置１２３ｃが隣設されるためである。受渡装置ＴＲ９の内部は、低酸素かつ低露点の雰囲気に維持される。
【0051】
発光層形成ブロック１２３の基板搬送装置ＣＲ９と、搬出ステーション１３０との間には、これらの間で基板１０を中継する受渡装置ＴＲ１０が設けられる。基板搬送装置ＣＲ９の内部は低酸素かつ低露点の雰囲気に維持され、搬出ステーション１３０の内部は大気雰囲気に維持される。そのため、受渡装置ＴＲ７は、その内部の雰囲気を、低酸素かつ低露点の雰囲気と、大気雰囲気との間で切り替えるロードロック装置として構成される。
【0052】
搬出ステーション１３０は、複数の基板１０を順次カセットＣに収納し、カセットＣを外部に搬出させる。搬出ステーション１３０は、カセットＣを載置するカセット載置台１３１と、カセット載置台１３１と処理ステーション１２０との間に設けられる搬送路１３２と、搬送路１３２に設けられる基板搬送体１３３とを備える。基板搬送体１３３は、処理ステーション１２０と、カセット載置台１３１に載置されたカセットＣとの間で基板１０を搬送する。
【0053】
次に、上記構成の基板処理システム１００を用いた基板処理方法について説明する。複数の基板１０を収容したカセットＣがカセット載置台１１１上に載置されると、基板搬送体１１３が、カセット載置台１１１上のカセットＣから基板１０を順次取り出し、正孔注入層形成ブロック１２１に搬送する。
【0054】
正孔注入層形成ブロック１２１は、正孔注入層２４の材料液を陽極２１上に塗布して塗布層を形成し、形成した塗布層を乾燥、焼成することで、正孔注入層２４を形成する。正孔注入層２４が形成された基板１０は、受渡装置ＴＲ４によって、正孔注入層形成ブロック１２１から正孔輸送層形成ブロック１２２に受け渡される。
【0055】
正孔輸送層形成ブロック１２２は、正孔輸送層２５の材料液を正孔注入層２４上に塗布して塗布層を形成し、形成した塗布層を乾燥、焼成することで、正孔輸送層２５を形成する。正孔輸送層２５が形成された基板１０は、受渡装置ＴＲ７によって、正孔輸送層形成ブロック１２２から発光層形成ブロック１２３に受け渡される。
【0056】
発光層形成ブロック１２３は、発光層２６の材料液を正孔輸送層２５上に塗布して塗布層を形成し、形成した塗布層を乾燥、焼成することで、発光層２６を形成する。発光層２６が形成された基板１０は、受渡装置ＴＲ１０によって、発光層形成ブロック１２３から搬出ステーション１３０に受け渡される。
【0057】
搬出ステーション１３０の基板搬送体１３３は、受渡装置ＴＲ１０から受取った基板１０を、カセット載置台１３１上の所定のカセットＣに収める。これにより、基板処理システム１００における一連の基板１０の処理が終了する。
【0058】
基板１０は、カセットＣに収められた状態で、搬出ステーション１３０から外部に搬出される。外部に搬出された基板１０には、電子輸送層２７や電子注入層２８、陰極２２などが形成される。
【0059】
[制御装置の構成]
図３に示すように、制御装置１４０は、ＨＤＤ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、Ｉ／Ｏポート５４と、ＣＰＵ５５と、通信部５６と、これらを相互に接続するバス５７と、を備えている。
図３に示すように、制御装置１４０は、ＨＤＤ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、Ｉ／Ｏポート５４と、ＣＰＵ５５と、通信部５６と、これらを相互に接続するバス５７と、を備えている。
【0060】
ＨＤＤ５１は、ＣＰＵ５５が実行するＯＳやプログラムを記憶する。ＨＤＤ５１はＳＳＤ等で代用されうる。
【0061】
ＲＯＭ５２は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、などから構成され、制御装置が起動するためのプログラムなどを記憶する記録媒体である。
【0062】
ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５５のワークエリアなどとして機能する。Ｉ／Ｏポート５４は、例えば操作パネル５８が接続されている。操作パネル５８はいわゆるタッチパネル式のディスプレイであり、操作メニューや液滴吐出装置の状態（液滴残量、ノズル状態、実行ジョブ等）を表示する。操作パネル５８にはキーボードが接続されていてよい。
【0063】
ＣＰＵ５５は、制御装置１４０の全体を制御する。ＣＰＵ５５は、ＨＤＤ５１に記憶されたプログラムを実行し、操作パネル５８が受け付けた指示にしたがって、液滴吐出装置に信号を送信し、液滴の吐出を開始したり、停止したりする。
【0064】
通信部５６は、ＬＡＮ５９に接続されており、サーバー、ホストコンピュータ等との間で情報を伝達する。
【0065】
［塗布装置及び塗布方法］
次に、発光層形成ブロック１２３の塗布装置１２３ａについて、主に図４～図６を参照して説明する。図４は、一実施形態による塗布装置を示す平面図である。図４において、基板１０の搬入位置を破線で示す。図５は、左側の基板移動部による基板のヨーイング時の状態を示す側面図である。また、図４、図５において、液滴吐出装置１６０のＸ方向片側を「左側」とも呼び、液滴吐出装置１６０のＸ方向反対側を「右側」とも呼ぶ。
次に、発光層形成ブロック１２３の塗布装置１２３ａについて、主に図４～図６を参照して説明する。図４は、一実施形態による塗布装置を示す平面図である。図４において、基板１０の搬入位置を破線で示す。図５は、左側の基板移動部による基板のヨーイング時の状態を示す側面図である。また、図４、図５において、液滴吐出装置１６０のＸ方向片側を「左側」とも呼び、液滴吐出装置１６０のＸ方向反対側を「右側」とも呼ぶ。
【0066】
塗布装置１２３ａは、基板１０における機能液（例えば発光層２６の材料液）の液滴の着弾位置をＸ方向及びＹ方向に移動させて、基板１０に機能液の描画パターンを描く。
【0067】
塗布装置１２３ａは、例えば、基板１０をガスの風圧によって所定の高さに浮かせるステージ部１５０と、ステージ部１５０から所定の高さに浮かせている基板１０に機能液の液滴を滴下する液滴吐出装置１６０とを備える。また、塗布装置１２３ａは、ステージ部１５０から所定の高さに浮かせている基板１０の端部（例えば機能液の描画エリアよりも外側の部分）を上方から保持してＸ方向及びＹ方向に移動させる基板移動部１７０を備える。基板移動部１７０は、液滴吐出装置１６０のＸ方向両側に設けられる。複数の基板移動部１７０が基板１０を受け渡して液滴吐出装置１６０の下を通過させると共に、液滴吐出装置１６０が基板１０に液滴を滴下する。また、塗布装置１２３ａは、液滴吐出装置１６０をＹ方向に移動させるスライド機構部２００と、液滴吐出装置１６０の機能を維持するための処理を行うメンテナンス部２１０とを備える。
【0068】
ステージ部１５０は、その上面に、ガスを噴射する給気口１５１を複数有する。ステージ部１５０は、各給気口１５１にガスを供給するガス供給源１５２と接続されている。ガス供給源１５２を作動させると、ステージ部１５０の各給気口１５１からガスが噴射され、ガスの風圧によって基板１０がステージ部１５０の上面から一定の高さで支持される。
【0069】
ステージ部１５０は、その上面に、ガスを吸引する吸気口１５３を複数有してもよい。ステージ部１５０は、各吸気口１５３からガスを吸引するガス吸引源１５４と接続されている。ガス吸引源１５４を作動させると、各吸気口１５３からガスが吸引される。これにより、ガスの吸引量とガスの噴射量とをバランスさせることができ、基板１０とステージ部１５０との隙間のばらつきを低減でき、基板１０の上面の水平度を向上できる。
【0070】
ステージ部１５０は図５に示すようにＸ方向に３つの領域Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に区画されてもよく、Ｘ方向両端の領域Ｘ１、Ｘ３には給気口１５１のみが設けられ、Ｘ方向中央の領域Ｘ２には給気口１５１と吸気口１５３の両方が設けられてよい。Ｘ方向中央の領域Ｘ２の上方において、基板１０の水平度を向上でき、基板１０における機能液の描画パターンの精度を向上できる。なお、Ｘ方向両端の領域Ｘ１、Ｘ３にも、給気口１５１と吸気口１５３の両方が設けられてもよい。
【0071】
ステージ部１５０は、その上面から出没するリフトピン（不図示）を有してもよい。ステージ部１５０がロボットとの間で基板１０を受け渡すとき、リフトピンはステージ部１５０の上面から突出する。一方、基板移動部１７０が基板１０を移動させると共に液滴吐出装置１６０が基板１０に機能液の液滴を滴下するとき、リフトピンはステージ部１５０の上面に没入する。リフトピンを昇降させる昇降機構としては、例えば空気圧シリンダなどが用いられる。
【0072】
液滴吐出装置１６０は、ステージ部１５０から所定の高さに浮かせている基板１０に向けて機能液の液滴を吐出する。液滴吐出装置１６０は、Ｙ方向に複数（例えば図４では１０個）並んでいる。複数の液滴吐出装置１６０は、独立にＹ方向に移動されてもよいし、一体にＹ方向に移動されてもよい。
【0073】
各液滴吐出装置１６０は、複数の吐出ヘッド１６１（図５参照）を有する。各吐出ヘッド１６１は、その下面に、Ｙ方向に並ぶ複数の吐出ノズルからなる吐出ノズル列を有する。各吐出ヘッド１６１は、その下面に、複数の吐出ノズル列を有してもよい。
【0074】
各吐出ヘッド１６１は、吐出ノズルごとにピエゾ素子を有する。ピエゾ素子に電圧をかけると、ピエゾ素子が変形して吐出ノズルから液滴が吐出される。ピエゾ素子の代わりに、ヒータなどが用いられてもよい。ヒータに電圧をかけると、バブルが発生し、発生したバブルの圧力によって吐出ノズルから液滴が吐出される。
【0075】
各液滴吐出装置１６０は、複数種類の機能液を吐出するものであってよい。複数種類の機能液としては、例えば、赤色発光層の材料液、緑色発光層の材料液、及び青色発光層の材料液などが挙げられる。同一の吐出ヘッド１６１に設けられる複数の吐出ノズルは、同一の種類の機能液の液滴を吐出する。
【0076】
図６は、一実施形態による吐出ヘッドの配列を示す平面図である。各液滴吐出装置１６０は、Ｙ方向に並ぶ２つの吐出ヘッド列１６２を有する。各吐出ヘッド列１６２は、Ｘ方向に階段状に並ぶ６つの吐出ヘッド１６１で構成される。各吐出ヘッド列１６２は、赤色発光層の材料液の液滴を吐出する吐出ヘッド１６１Ｒ、緑色発光層の材料液の液滴を吐出する吐出ヘッド１６１Ｇ、及び青色発光層の材料液の液滴を吐出する吐出ヘッド１６１Ｂを、それぞれ２つずつ有する。
【0077】
スライド機構部２００は、図４に示すように、液滴吐出装置１６０を、ステージ部１５０から所定の高さに浮かせている基板１０に機能液の液滴を吐出する位置と、メンテナンス部２１０による機能維持のための処理を受け付ける位置との間で移動させる。スライド機構部２００は、ステージ部１５０の上方に架け渡される一対のＹ軸ビーム２０１と、一対のＹ軸ビーム２０１上に敷設される一対のＹ軸ガイド２０２と、一対のＹ軸ガイド２０２に沿って液滴吐出装置１６０を移動させる一対のＹ軸リニアモータとを有する。
【0078】
メンテナンス部２１０は、液滴吐出装置１６０の機能を維持する処理を行い、液滴吐出装置１６０の吐出不良を解消する。メンテナンス部２１０は、吐出ノズルの吐出口の周囲を払拭するワイピングユニット２１１と、吐出ノズルの吐出口から液滴を吸引する吸引ユニット２１２とを有する。吸引ユニット２１２は、休止状態の吐出ノズルの吐出口を塞ぎ、乾燥による目詰まりを抑制する役割をも果たす。
【0079】
［着弾位置の検出方法］
本開示ではノズルの異常度を算出する方法の１つとして各ノズルの着弾位置を検出する。着弾位置の測定時は、製品となる基板１０とは異なるテスト用フィルムをステージ部１５０に流す。テスト用フィルムは液滴の種類によって変更されてよい。カメラがこのテスト用フィルムを撮像して得た画像データから着弾位置を測定する。
本開示ではノズルの異常度を算出する方法の１つとして各ノズルの着弾位置を検出する。着弾位置の測定時は、製品となる基板１０とは異なるテスト用フィルムをステージ部１５０に流す。テスト用フィルムは液滴の種類によって変更されてよい。カメラがこのテスト用フィルムを撮像して得た画像データから着弾位置を測定する。
【0080】
ノズルの配置（ノズル同士の距離）に比べて想定される着弾位置のずれ量は一桁以上小さい。このため、ノズルチェックの実施時、液滴吐出装置１６０は、全ノズルから一斉にインクを吐出して、例えばステージ部１５０に設けられているカメラでテスト用フィルムを撮像する。制御装置１４０（又は任意の情報処理装置）は、画像データから、各ノズルに対応するテスト用フィルム上に描画された各液滴（着弾）の位置情報（基準位置からのずれ量）を画像処理により検出する。基準位置とは目標の吐出位置である。
【0081】
［液滴飛翔画像の撮像方法］
また、本開示ではノズルの異常度を算出する方法の１つとして各ノズルが飛翔する液滴の画像を撮像する。図７は、液滴飛翔画像の撮像方法の一例を示す図である。図７に示すように、吐出ヘッド１６１が液滴を吐出する方向に対し垂直な方向に光軸を有するように撮像装置３０１が設置される。図７では、撮像装置３０１の光軸に対し奥行き方向に３つの吐出ヘッド１６１があり、合計６本のノズル列がある。紙面に垂直な方向にノズル列が延設されている。撮像装置３０１から見ると、奥行方向に６本のノズルが重なっているが、焦点位置をそれぞれのノズルに合わせると、他のノズルからの液滴はぼけて見えなくなる。撮像装置３０１は、焦点位置を変えながら、吐出信号を契機に静止画の撮像を行うことで、液滴飛翔画像を撮像できる。なお、撮像装置３０１が動画を撮像してもよい。動画の場合、例えば、液滴の先端の位置が画像の中央付近にあるフレームを取り出す。
また、本開示ではノズルの異常度を算出する方法の１つとして各ノズルが飛翔する液滴の画像を撮像する。図７は、液滴飛翔画像の撮像方法の一例を示す図である。図７に示すように、吐出ヘッド１６１が液滴を吐出する方向に対し垂直な方向に光軸を有するように撮像装置３０１が設置される。図７では、撮像装置３０１の光軸に対し奥行き方向に３つの吐出ヘッド１６１があり、合計６本のノズル列がある。紙面に垂直な方向にノズル列が延設されている。撮像装置３０１から見ると、奥行方向に６本のノズルが重なっているが、焦点位置をそれぞれのノズルに合わせると、他のノズルからの液滴はぼけて見えなくなる。撮像装置３０１は、焦点位置を変えながら、吐出信号を契機に静止画の撮像を行うことで、液滴飛翔画像を撮像できる。なお、撮像装置３０１が動画を撮像してもよい。動画の場合、例えば、液滴の先端の位置が画像の中央付近にあるフレームを取り出す。
【0082】
［クリーニングに関する機能］
図８は、制御装置１４０が有するクリーニングに関する機能を説明する機能ブロック図である。制御装置１４０は、取得部６０（着弾位置取得部６１、液滴飛翔画像取得部６２）、ノズルチェック判断部６３、着弾位置用の時系列データ算出部６４、画像用の時系列データ算出部６５、算出部６６、判断部６７、表示部６８、異常モード判断部６９、クリーニング種類判断部７０、及び、クリーニング実行部７１を有している。制御装置１４０が有するこれらの機能は、制御装置１４０のＣＰＵがプログラムを実行して得られる機能又は手段である。
図８は、制御装置１４０が有するクリーニングに関する機能を説明する機能ブロック図である。制御装置１４０は、取得部６０（着弾位置取得部６１、液滴飛翔画像取得部６２）、ノズルチェック判断部６３、着弾位置用の時系列データ算出部６４、画像用の時系列データ算出部６５、算出部６６、判断部６７、表示部６８、異常モード判断部６９、クリーニング種類判断部７０、及び、クリーニング実行部７１を有している。制御装置１４０が有するこれらの機能は、制御装置１４０のＣＰＵがプログラムを実行して得られる機能又は手段である。
【0083】
取得部６０は、液滴の吐出状態に関する情報を取得する。取得部６０は着弾位置取得部６１と液滴飛翔画像取得部６２とを有する。着弾位置取得部６１は、上記した方法で検出された着弾位置を取得する。着弾位置は、液滴吐出装置１６０が液滴を吐出した順番に得られるので、時系列データの算出が可能になる。着弾位置取得部６１は、液滴の吐出ごとに着弾位置を取得してもよいし、一定数ごとに着弾位置を取得してもよい。
【0084】
液滴飛翔画像取得部６２は、上記した方法で撮像された液滴飛翔画像を取得する。液滴飛翔画像は、液滴吐出装置１６０が液滴を吐出した順番に得られるので、時系列データの算出が可能になる。液滴飛翔画像取得部６２は、液滴の吐出ごとに液滴飛翔画像を取得してもよいし、一定数ごとに液滴飛翔画像を取得してもよい。
【0085】
ノズルチェック判断部６３は、異常度等を算出し、クリーニングを実行する又はクリーニングの実行予定を立てるタイミングであるか否かを判断する。ノズルチェックは、例えば、一定枚数の基板１０の処理ごと、一定時間ごと、定刻、又は、ユーザーの指示で行ってよい。
【0086】
時系列データ算出部６４は、着弾位置の時系列データを算出し、時系列データ算出部６５は飛翔画像から取得される特徴量の時系列データを算出する。これらの詳細は後述する。
【0087】
算出部６６は、主に時系列データに基づいて各ノズルごとに、ノズルの異常度を算出する。算出部６６は、時系列データに相関が認められる場合、相関の程度に応じて異常度を算出したり、時系列データの変化量に応じて異常度を算出したりする。異常度は、異常が発生する前から算出可能であり、異常の予兆を検出することが可能になる。異常度は、異常の程度が大きいほど大きい値であるとする。
【0088】
判断部６７は、異常度がしきい値以上かどうかを判断し、異常の予兆があるか否かを判断したり、すでに異常が生じているか否かを判断したりする。
【0089】
表示部６８は、異常度に応じた態様で（パラメータに応じた態様で）各ノズルの異常度を操作パネル５８等に表示する。表示部６８は電子メール等で担当者に異常度を送信してよい。また、表示部６８は、異常度が一定以上のノズルの数を表示する。
【0090】
異常モード判断部６９は、時系列データを用いて、異常モードを判断する。異常モードは、主に、着弾位置や液滴飛翔画像の特徴量が、徐々に正常値からの乖離が大きくなるものと、急に正常値からの乖離が大きくなるものがある。また、この２つの他、異常の検出方法に応じた異常モードがある。
【0091】
クリーニング種類判断部７０は、異常モードに応じて、又は、異常モードと異常度とに応じて、クリーニング種類を判断する。詳細は後述するが、異常モードに応じて、例えば、クリーニングの強度を決定する。
【0092】
クリーニング実行部７１は、異常度及び異常モードで決定されたクリーニング種類のクリーニングを実行する。異常度が小さい場合や予兆段階の場合、基板１０の製造工程に基づいて区切りのよいタイミングで、クリーニングを行う。また、クリーニング実行部７１は、異常度が大きい場合（すでに異常が発生している場合）、早期にクリーニングを行う。
【0093】
クリーニングはノズル単位で行ってもよいし、吐出ヘッド１６１単位で行ってもよい。また、吐出ヘッド１６１のうちＮ本（Ｎは自然数）以上のノズルで異常が生じた場合にクリーニングを行ってもよい。
【0094】
［着弾位置の時系列データと異常度の判断］
続いて、図９～図１１を参照して、着弾位置の時系列データと異常度の判断方法を説明する。図９は、正常ノズルが吐出する液滴の着弾位置から求めた時系列データの一例である。図１０は、異常ノズルの着弾位置から求めた時系列データの一例である。図９（ａ）、図１０（ａ）は、着弾位置の時間的変化を示すグラフである。横軸はデータ点数である。縦軸は、着弾位置のｘ座標、ｙ座標、及び、原点からの距離ｒを示す。なお、原点とは、目標とする吐出位置であり、上記のテスト用フィルムにおいて予め決まっている。図９（ａ）では着弾位置は一定値を中心にばらついているが、図１０（ａ）では、着弾位置が徐々にマイナス方向に移動していることが読み取れる。
続いて、図９～図１１を参照して、着弾位置の時系列データと異常度の判断方法を説明する。図９は、正常ノズルが吐出する液滴の着弾位置から求めた時系列データの一例である。図１０は、異常ノズルの着弾位置から求めた時系列データの一例である。図９（ａ）、図１０（ａ）は、着弾位置の時間的変化を示すグラフである。横軸はデータ点数である。縦軸は、着弾位置のｘ座標、ｙ座標、及び、原点からの距離ｒを示す。なお、原点とは、目標とする吐出位置であり、上記のテスト用フィルムにおいて予め決まっている。図９（ａ）では着弾位置は一定値を中心にばらついているが、図１０（ａ）では、着弾位置が徐々にマイナス方向に移動していることが読み取れる。
【0095】
図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、着弾位置のマッピングデータである。マッピングデータとは、ｘ方向とｙ方向の二次元平面に着弾位置を示すものである。横軸は着弾位置のｘ座標、縦軸は着弾位置のｙ座標である。図９（ｂ）、図１０（ｂ）は作図の都合上、白黒であるが、データ点は時間帯によって色分けして表示されている。図９（ｂ）マッピングデータでは着弾位置が均等な方向にばらついているが、図１０（ｂ）では左下の方向に着弾位置が移動する傾向がある。図１０（ｂ）の矢印４１０は、時間と共に変化する着弾位置の移動方向を示す。
【0096】
仮に人間が着弾位置の傾向を判断する場合、図１０（ａ）や図１０（ｂ）のようにある程度のまとまった着弾位置のデータが必要であった。このため、クリーニングを実行すると判断するまでに比較的長い時間が必要になる。また、クリーニングを実行すると判断するタイミングが、人によって又は同じ人でもばらつく場合もある。
【0097】
図９（ｃ）、図１０（ｃ）は、着弾位置のコレログラムである。コレログラムは、時間差がｎである２つの時点の値の相関関数（自己相関）を、ｎを大きくしながら求めたグラフである。作図の都合上、白黒であるが、図ではｘ座標とｙ座標のそれぞれの相関関数がｎに対し示されている。横軸はｎ、縦軸は相関関数（で算出される値）である。相関関数は、1.0で完全相関、0で完全無相関、－1で完全逆相関を意味する。着弾位置に相関があるとは、例えば、時刻ｔのデータが小さいと、時刻ｔ＋１のデータも小さくなる傾向、又は、時刻ｔのデータが大きいと、時刻ｔ＋１のデータも大きくなる傾向、があると解釈できる。つまり、着弾位置に移動の傾向があることをコレログラムから検出できる。図９（ｃ）ではｎに依存せずに、相関関数が小さい。一方、図１０（ｃ）によれば、ｎが小さい領域で、相関関数が大きくなっている。すなわち、着弾位置が移動する傾向があることを少ない着弾位置のデータ数で検出できること、換言すると、着弾位置がずれる可能性が高いことを早期（異常の予兆）に判断できることがわかる。
【0098】
なお、相関関数が大きい又は小さいと判断する基準は、任意のしきい値でもよいし、信頼区間４１１の外か内かによって判断してもよい。
【0099】
コレログラムを用いた異常度の算出方法について説明する。一例として、算出部６６は、式（１）を使用して、あるｎ個の相関関数のうち
・信頼区間の外のデータ数ｐ
・信頼区間の外のデータの相関関数の合計ｑ
を係数ａ、ｂで重み付けして、異常度を算出する。
異常度＝ａ×ｐ＋ｂ×ｑ ……（１）
式（１）の求め方はあくまで一例であって、ｐ、ｑのいずれかで異常度を算出してもよいし、信頼区間を考慮せずｎを変えて、相関関数の値から異常度を算出してもよい。また、異常の予兆を検出するために、算出部６６は、一定未満のｎのみを使用して異常度を算出してもよい。
・信頼区間の外のデータ数ｐ
・信頼区間の外のデータの相関関数の合計ｑ
を係数ａ、ｂで重み付けして、異常度を算出する。
異常度＝ａ×ｐ＋ｂ×ｑ ……（１）
式（１）の求め方はあくまで一例であって、ｐ、ｑのいずれかで異常度を算出してもよいし、信頼区間を考慮せずｎを変えて、相関関数の値から異常度を算出してもよい。また、異常の予兆を検出するために、算出部６６は、一定未満のｎのみを使用して異常度を算出してもよい。
【0100】
時系列データの自己相関が大きいほど、異常度が大きいといえるが、異常度には距離の絶対値も考慮する必要がある。例えば[0, 1, 2, 3, 4]は自己相関が大きいが距離の絶対値が小さく、[0, 1, 2, 100,101]の場合は自己相関が小さいが距離の絶対値が大きい。したがって、距離の絶対値を式（１）で考慮するとよい。
【0101】
次に、着弾位置が急に変化する場合の異常度の算出について説明する。コレログラムは、着弾位置が時系列に移動する場合に、早期に、異常の予兆を検出できるが、異常には、着弾位置が急に変化するものもある。このような異常が発生した場合の異常度の算出方法を説明する。
【0102】
【0103】
このような異常は、着弾位置の差異３１０を時系列に算出して、差異３１０としきい値と比較することで判断できる。また、異常度は、しきい値以上となった差異の数、しきい値以上となった差異の数をｎで割った値、ｎ個の差異３１０の合計、等でよい。
【0104】
なお、異常度を機械的に学習することも有効である。図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１などの時系列データをニューラルネットワークに入力し、人間のアノテーション（人間が判断した異常度）を教師信号として学習すれば、時系列データの入力に対し異常度を算出する識別装置を構築できる。機械学習のための学習方法は、教師あり学習、教師なし学習、半教師学習、強化学習、深層学習のいずれかの方法でもよく、更に、これらの学習方法を組み合わせた学習方法でもよく、機械学習のための学習方法は問わない。機械学習の手法には、パーセプトロン、ディープラーニング、サポートベクターマシン、ロジスティック回帰、ナイーブベイズ、決定木、ランダムフォレストなどがあり、本実施形態で説明する手法には限られない。
【0105】
［液滴飛翔画像の時系列データと異常度］
続いて、図１２～図１８を参照して、液滴飛翔画像から取得される特徴量の時系列データを説明する。本開示では、特徴量として、曲がり、液滴サイズ、液滴スポット、ノズルプレートの汚れ、ノズル抜け、及び、着弾時間のノズルごとのずれ、について説明する。これらの全ての特徴量を使用する必要はなく、１つ以上の特徴量が使用されればよい。
続いて、図１２～図１８を参照して、液滴飛翔画像から取得される特徴量の時系列データを説明する。本開示では、特徴量として、曲がり、液滴サイズ、液滴スポット、ノズルプレートの汚れ、ノズル抜け、及び、着弾時間のノズルごとのずれ、について説明する。これらの全ての特徴量を使用する必要はなく、１つ以上の特徴量が使用されればよい。
【0106】
なお、１つの液滴飛翔画像には複数の液滴が写っている。このノズルを１つずつ区別するため、時系列データ算出部６５は、水平方向の一定距離ずつ液滴飛翔画像を分離してよい。液滴飛翔画像の水平方向の座標とノズルの識別情報は（液滴飛翔画像のどの範囲にどのノズルが写っているか）、予め関連付けられている。したがって、液滴飛翔画像の特徴量はノズルごとに検出される。
【0107】
・曲がり
図１２は、液滴飛翔画像の同じノズルが吐出するそれぞれ別の液滴を撮像した液滴飛翔画像である。上記のように、液滴飛翔画像はノズルから基板１０に向けて飛翔する液滴を撮像したものである。図１２（ａ）→図１２（ｂ）→図１２（ｃ）の順に時間が経過している。
図１２は、液滴飛翔画像の同じノズルが吐出するそれぞれ別の液滴を撮像した液滴飛翔画像である。上記のように、液滴飛翔画像はノズルから基板１０に向けて飛翔する液滴を撮像したものである。図１２（ａ）→図１２（ｂ）→図１２（ｃ）の順に時間が経過している。
【0108】
時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像を二値化し、飛翔方向の直線３１１を検出する。直線の検出には、例えばハフ変換を使用してもよいし、最小二乗法を使用してもよい。時系列データ算出部６５はこの直線３１１の傾きθの時系列データを算出する。
【0109】
曲がりに基づく異常度は、着弾位置の時系列データと同様に、コレログラムやデータ間の差異により求められる。
【0110】
図１３は、液滴飛翔画像から検出される特徴量である曲がりを用いた時系列データの一例を示す。図１３（ａ）は、液滴飛翔画像に写っている同一ノズルの液滴の時間的な推移を示す。時間と共に吐出方向に対する角度が大きくなっている。
【0111】
また、図１３（ｂ）は、経過時間に対する同一ノズルの液滴の角度の変化３２１を示すグラフである。図１３（ｂ）には、コレログラム３２２を模式的に示した。なお、図１３（ａ）の液滴飛翔画像は、図１３（ｂ）の時間軸と対応している。時刻ｔ１，ｔ２までは、曲がりがほとんどないが、時刻ｔ３以降で液滴が曲がり始めている。コレログラム３２２も時刻ｔ２までは一定だが、時刻ｔ２以降で増大を始めている。したがって、コレログラム３２２を参照することで、曲がりの角度が小さい状態でも異常を検出しやすくなる。つまり、異常の予兆を検出できる。
【0112】
なお、図１３のように、液滴の飛翔方向が二直線以上に曲がる場合がある。この場合、ハフ変換では、各直線が検出されるので、直線が２つ以上検出された場合、判断部６７は異常があると判断してもよい。
【0113】
・液滴サイズ
図１４は、いくつかのノズルが吐出した液滴飛翔画像である。液滴サイズを取得する場合、時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像を二値化し、液滴の軌跡ごとに黒画素の面積（黒画素の数）を算出する。時系列データ算出部６５はこの面積の時系列データを算出する。図１４に示すように、点線３３１で囲まれる液滴飛翔画像は、液滴が小さい。したがって、液滴の軌跡を表す黒画素の面積から液滴サイズを推定できる。
図１４は、いくつかのノズルが吐出した液滴飛翔画像である。液滴サイズを取得する場合、時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像を二値化し、液滴の軌跡ごとに黒画素の面積（黒画素の数）を算出する。時系列データ算出部６５はこの面積の時系列データを算出する。図１４に示すように、点線３３１で囲まれる液滴飛翔画像は、液滴が小さい。したがって、液滴の軌跡を表す黒画素の面積から液滴サイズを推定できる。
【0114】
液滴サイズに基づく異常度は、着弾位置の時系列データと同様に、コレログラムやデータ間の差異により求められる。
【0115】
・液滴スポット
図１５は、液滴スポットを含む液滴飛翔画像である。液滴スポットを取得する場合、時系列データ算出部６５は、予め保持している正常時の液滴飛翔画像と、撮像した液滴飛翔画像の差分を算出する。すなわち、正常時の液滴飛翔画像と、撮像した液滴飛翔画像の同じ画素位置の画素の差分を求める。時系列データ算出部６５はこの差分の合計の時系列データを算出する。
図１５は、液滴スポットを含む液滴飛翔画像である。液滴スポットを取得する場合、時系列データ算出部６５は、予め保持している正常時の液滴飛翔画像と、撮像した液滴飛翔画像の差分を算出する。すなわち、正常時の液滴飛翔画像と、撮像した液滴飛翔画像の同じ画素位置の画素の差分を求める。時系列データ算出部６５はこの差分の合計の時系列データを算出する。
【0116】
図１５（ａ）は液滴スポット３４０がある液滴飛翔画像を示し、図１５（ｂ）は正常な液滴飛翔画像を示す。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）と図１５（ｂ）の差分画像を示す。差分画像により液滴スポット３４０が明瞭になる。判断部６７は、一定以上の面積の黒画素がある場合、液滴スポット３４０があると判断する。
【0117】
液滴スポット３４０は、通常、液滴が存在しない空間に液滴が存在することを意味するので、判断部６７は液滴スポット３４０を検出した場合、そのまま異常があると判断してよい。液滴スポット３４０の異常度は、液滴スポットが復帰することが容易かどうかの知見により、予め設定された異常度であるとする。
【0118】
液滴スポット３４０は、一時的にのみ検出される場合もあるので、一定時間内に一定回数以上の液滴スポット３４０が検出された場合、判断部６７が、異常があると判断してもよい。
【0119】
・ノズルプレートの汚れ
図１６は、ノズルプレートの汚れを含む液滴飛翔画像である。ノズルプレートの汚れ３５０とは、ノズル付近に付着した液滴の飛沫である。ノズルプレートが汚れると、いずれノズル詰まりなどを生じさせるおそれがある。ノズルプレートの汚れの検出方法は液滴スポットと同様に差分画像を利用する。時系列データ算出部６５は、予め保持している正常時の液滴飛翔画像と、液滴飛翔画像の差分画像を算出する。すなわち、同じ画素位置の画素の差分を求める。時系列データ算出部６５はこの差分画像が含む黒画素の面積の合計を求め、合計の時系列データを算出する。
図１６は、ノズルプレートの汚れを含む液滴飛翔画像である。ノズルプレートの汚れ３５０とは、ノズル付近に付着した液滴の飛沫である。ノズルプレートが汚れると、いずれノズル詰まりなどを生じさせるおそれがある。ノズルプレートの汚れの検出方法は液滴スポットと同様に差分画像を利用する。時系列データ算出部６５は、予め保持している正常時の液滴飛翔画像と、液滴飛翔画像の差分画像を算出する。すなわち、同じ画素位置の画素の差分を求める。時系列データ算出部６５はこの差分画像が含む黒画素の面積の合計を求め、合計の時系列データを算出する。
【0120】
ノズルプレートの汚れに基づく異常度は、着弾位置の時系列データと同様に、コレログラムやデータ間の差異により求められる。
【0121】
・ノズル抜け
図１７は、ノズル抜けを含む液滴飛翔画像である。ノズル抜け３６０とは、ノズルが液滴を吐出しないことをいう。ノズルが詰まっているなどの原因が考えられる。ノズルの汚れの検出方法は、液滴の軌跡を表す直線の有無により容易に判断できる。時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像の１つのノズル部分を二値化し、黒画素がないと見なせるかどうかを判断する。
図１７は、ノズル抜けを含む液滴飛翔画像である。ノズル抜け３６０とは、ノズルが液滴を吐出しないことをいう。ノズルが詰まっているなどの原因が考えられる。ノズルの汚れの検出方法は、液滴の軌跡を表す直線の有無により容易に判断できる。時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像の１つのノズル部分を二値化し、黒画素がないと見なせるかどうかを判断する。
【0122】
ノズル抜けは、あるべき液滴が存在しないことを意味するので、判断部６７はノズル抜けを検出した場合、そのまま異常があると判断してよい。ノズル抜けの異常度は、ノズル抜けが復帰することが容易かどうかの知見により、予め設定された異常度であると決定する。
【0123】
ノズル抜けは、一時的にのみ検出される場合もあるので、一定時間内に一定回数以上のノズル抜けが検出された場合、判断部６７が異常度を判断してもよい。
【0124】
・着弾時間のノズルごとのずれ
図１８（ａ）は、着弾時間のノズルごとのずれを説明する液滴飛翔画像である。図１８（ｂ）は液滴の先端部の拡大図を示す。同時に吐出制御されたノズルからの液滴が基板１０に到達するまでの時間が、ノズルによって変動する場合がある。これは、ノズルの詰まりによる吐き出し不良が原因と推定される。
図１８（ａ）は、着弾時間のノズルごとのずれを説明する液滴飛翔画像である。図１８（ｂ）は液滴の先端部の拡大図を示す。同時に吐出制御されたノズルからの液滴が基板１０に到達するまでの時間が、ノズルによって変動する場合がある。これは、ノズルの詰まりによる吐き出し不良が原因と推定される。
【0125】
着弾時間のノズルごとのずれの検出方法は、図１８（ｂ）に示すように液滴の先端位置３７０により検出できる。時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像の各ノズル部分を二値化し、先端位置３７０の座標をノズルごとに検出する。時系列データ算出部６５は、２つのノズルの組み合わせごとに、先端位置３７０の座標の差分を算出すると共に、全ての差分の中から最大値を決定する。時系列データ算出部６５はこの最大の差分の時系列データを算出する。
【0126】
着弾時間のノズルごとのずれに基づく異常度は、着弾位置の時系列データと同様に、コレログラムやデータ間の差異により求められる。
【0127】
【0128】
【0129】
【0130】
異常モード判断部６９は、図１９（ａ）～（ｄ）のような着弾位置の時間的変化を示すグラフから、隣り合った２つの着弾位置（ｔとｔ＋１）の差異を算出する。異常モード判断部６９は、しきい値を超えた差異（絶対値）がある場合、急に着弾位置が変化する異常モードであると判断する。
【0131】
また、異常モード判断部６９は、図１９（ｅ）～（ｈ）のようなマッピングデータをk－means法などでクラスタリングする。図１９（ｅ）（ｆ）に示すように、急に着弾位置が変化する異常モードの場合、着弾位置が２つのクラスタ（領域）に分離できる。
【0132】
【0133】
次に、図２０（ｂ）に示すように、異常モード判断部６９は２つのクラスタの重心３８１，３８２を通過する直線３８３を算出する。また、この直線３８３の中点を通過して、直線３８３に垂直な直線３８４を算出する。この直線３８４上の点は、式（２）のｇ（ｘ）がゼロになる。したがって、２つのクラスタが別のグループを形成している場合、この直線３８４は線形分離のための識別関数となる。式（２）においてｗ0～w2は直線の係数である。
ｇ(x)=w0 + w1x + w2y ……（２）
異常モード判断部６９は、ｘ、ｙにクラスタ１とクラスタ２の着弾位置の実測値をそれぞれ設定し、クラスタ１の着弾位置によるｇ(x)が正となる比率がしきい値以上、クラスタ２の着弾位置によるｇ(x)の負となる比率がしきい値以上、である場合、着弾位置が分離された（着弾位置が急に変化した）と判断できる。
ｇ(x)=w0 + w1x + w2y ……（２）
異常モード判断部６９は、ｘ、ｙにクラスタ１とクラスタ２の着弾位置の実測値をそれぞれ設定し、クラスタ１の着弾位置によるｇ(x)が正となる比率がしきい値以上、クラスタ２の着弾位置によるｇ(x)の負となる比率がしきい値以上、である場合、着弾位置が分離された（着弾位置が急に変化した）と判断できる。
【0134】
なお、クラスタリングには種々の手法があり、階層的手法、ＥＭアルゴリズムなどを使用してよい。
【0135】
異常モードには、着弾位置が徐々に変化する異常モードと、着弾位置が急に変化する異常モードの他に、液滴スポット、ノズル抜け、及び、着弾時間のノズルごとのずれ、がある。これらは異常の検出方法が異常モードとなっている。なお、着弾時間のノズルごとずれは、時系列データによる異常度の判断も可能である。
【0136】
［異常モードに基づくクリーニング種類の判断］
・着弾位置が急に変化する場合、突発的にノズルにゴミ（固体化した液滴、など）が付着したと考えられる。このため、クリーニング種類判断部７０は、軽度なクリーニングで除去可能と判断する。クリーニングなしに正常に復帰する場合もあることが分かっている。
・着弾位置が急に変化する場合、突発的にノズルにゴミ（固体化した液滴、など）が付着したと考えられる。このため、クリーニング種類判断部７０は、軽度なクリーニングで除去可能と判断する。クリーニングなしに正常に復帰する場合もあることが分かっている。
【0137】
・着弾位置が徐々に変化する場合、ゴミの付着が連続的に発生していると想定される（付着がしつこい）。クリーニング種類判断部７０は、クリーニング強度を大きくする必要があると判断する。
【0138】
このように、異常モードを分類することにより、軽度なクリーニングで十分と判断された場合はクリーニングに使う（高価な）液滴の量を減らすことができるため、メンテナンスのコストを低減できる。
【0139】
この考え方は、液滴飛翔画像の特徴量の時系列データに基づいて異常モードが判断された場合も同様でよい。
【0140】
液滴スポット、ノズル抜け、及び、着弾時間のノズルごとのずれ、が検出された場合、クリーニング種類判断部７０は、設定された異常度に応じた強度のクリーニング種類を決定する。着弾時間のノズルごとのずれが徐々に進行する場合、着弾時間が遅いノズルは、液詰まりによる吐き出し不良が発生していると考えられる。クリーニング種類判断部７０は、タイムラグの大きさに応じてクリーニングの強度を変更することが好ましい。
【0141】
また、クリーニング種類判断部７０は、異常モードだけでなく、異常度も考慮してクリーニング種類を判断することが好ましい。例えば、クリーニング種類判断部７０は、異常モードで決定したクリーニング種類のクリーニングの実行回数や時間を、異常度に応じて増減する。
【0142】
［動作手順］
図２１は、制御装置１４０がノズルの異常を監視する手順を示すフローチャート図である。ノズルチェック判断部６３は、ノズルチェックするタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１）。ノズルチェックのタイミングは、例えば、一定数の基板１０の吐出終了、一定時間の経過、などである。
図２１は、制御装置１４０がノズルの異常を監視する手順を示すフローチャート図である。ノズルチェック判断部６３は、ノズルチェックするタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１）。ノズルチェックのタイミングは、例えば、一定数の基板１０の吐出終了、一定時間の経過、などである。
【0143】
なお、テスト用フィルムは、一定数の基板１０の間に配置されていてもよいし、基板１０への吐出を終了し、テスト用フィルムへの吐出を行ってもよい。着弾位置取得部６１は、テスト用フィルムの画像データから着弾位置（ｘ、ｙ座標）を検出しておく。液滴飛翔画像については、テスト用フィルムは不要なので、基板１０への吐出時に撮像装置が適宜、液滴飛翔画像を撮像する。液滴飛翔画像取得部６２は、適宜、液滴飛翔画像を蓄積しておく。なお、液滴飛翔画像を、テスト用フィルムへの吐出時に撮像してもよい。
【0144】
ノズルチェックのタイミングである場合、時系列データ算出部６４は着弾位置の時系列データを算出する（Ｓ２）。同様に、時系列データ算出部６５は、液滴飛翔画像の特徴量の時系列データを算出する。液滴スポットやノズル抜けなどの特徴量によっては時系列データが算出されないでよい。
【0145】
次に、算出部６６は、式（１）と時系列データの１つであるコレログラムを用いて異常度を算出する（Ｓ３）。異常度は、着弾位置、液滴飛翔画像のそれぞれで算出される。また、液滴飛翔画像に関しては、特徴量（曲がり、液滴サイズ、ノズルプレートの汚れ、着弾時間のノズルごとのずれ）ごとに算出され得る。このため、算出部６６は、各異常度を重み付けして、最終的な異常度を算出する。あるいは、それぞれの異常度を算出しておき、１つでも異常度がしきい値を超えるかどうかを判断してもよい。
【0146】
判断部６７は、異常度がしきい値以上か否かを判断する（Ｓ４）。ステップＳ４でＮｏの場合（異常度がしきい値以上でない場合）、ステップＳ１からノズルチェックが再度、実行される。
【0147】
また、このしきい値は、異常の予兆に対応する第一のしきい値と、すでに異常が生じており早急なメンテナンスが必要な第二のしきい値の二段階に設定されていると好ましい。第一のしきい値以上の場合（第二のしきい値未満）、クリーニング実行部７１は、メンテナンスの予定を立てて、メンテナンスを実行できる。第二のしきい値以上の場合、クリーニング実行部７１は、早急にメンテナンスを実行できる。
【0148】
ステップＳ４でＹｅｓと判断された場合、異常モード判断部６９が異常モードを判断する（Ｓ５）。すなわち、着弾位置、液滴の曲がり、液滴サイズの変化、ノズルプレートの汚れ、又は、着弾時間のノズルごとずれが、徐々に生じているか、急に生じているかを判断する。また、液滴飛翔画像の特徴量によっては、液滴スポット、又は、ノズル抜けが生じているかどうかを判断する。
【0149】
そして、クリーニング種類判断部７０が、異常モードと異常度に応じて、クリーニング種類を判断する（Ｓ６）。例えば、異常モードが急に生じるものである場合、軽度なクリーニング、異常モードが徐々に生じるものである場合、強いクリーニング、を行うと決定し、更に、異常度に応じてクリーニング回数を多くしたり、時間を長くしたりすることなどが考えられる。クリーニング種類判断部７０は、
・クリーニングの吐出強度
・クリーニングの吐出回数
・クリーニングの吐出時間
の１つか、又は２つ以上を組み合わせてクリーニングの種類を決定できる。
・クリーニングの吐出強度
・クリーニングの吐出回数
・クリーニングの吐出時間
の１つか、又は２つ以上を組み合わせてクリーニングの種類を決定できる。
【0150】
また、クリーニング種類判断部７０は、異常度と異常モードに、クリーニング種類を対応付けたテーブルを用意しておき、クリーニング種類を決定してよい。
【0151】
クリーニング実行部７１は決定されたクリーニング種類のクリーニングを、メンテナンスのスケジュールに基づいて実行する（Ｓ７）。
【0152】
制御装置１４０は液滴吐出装置１６０の稼働を停止するか否かを判断する（Ｓ８）。この判断は、例えば、クリーニング実行後のノズルチェックに基づいて行われる。
【0153】
なお、図２２に示すように、ノズルチェックのタイミングを決定して、同様の処理を行ってもよい。図２２は、制御装置１４０がノズルの異常を監視する手順を示すフローチャート図である。なお、図２２の説明では、主に図２１との相違を説明する。
【0154】
図２２の処理では、制御装置１４０が着弾位置と液滴飛翔画像を予め保存しておくので、ステップＳ１１で制御装置１４０が、古い着弾位置と液滴飛翔画像を削除している（Ｓ１１）。
【0155】
次に、着弾位置取得部６１は、テスト用フィルムの画像データから着弾位置（ｘ、ｙ座標）を検出して保存し、液滴飛翔画像取得部６２は、液滴飛翔画像を保存しておく（Ｓ１２）。
【0156】
算出部６６は、着弾位置、液滴飛翔画像の保存回数が規定回数に達したか否かを判断する（Ｓ１３）。ステップＳ１３の判断がＮｏの場合、処理はステップＳ１２に戻り、規定回数に達するまで着弾位置、液滴飛翔画像の保存を繰り返す。
【0157】
ステップＳ１３の判断がＹｅｓの場合、制御装置１４０はステップＳ１４～Ｓ２０を実行する。これらの処理は図２１のステップＳ２～Ｓ８と同様でよい。ただし、ステップＳ１６でＮｏの場合、処理はステップＳ１２に戻る。
【0158】
［異常が検出されたノズルの表示］
図２３は、制御装置１４０に接続された操作パネル５８に表示されるノズル監視画面３９０の一例である。ノズル監視画面３９０は、ノズル列ごとに吐出ヘッド１６１を有し、各吐出ヘッド１６１が有するノズルの状態を示す。１つの吐出ヘッド１６１が有するノズル数、列数、ヘッド数等は一例に過ぎない。
図２３は、制御装置１４０に接続された操作パネル５８に表示されるノズル監視画面３９０の一例である。ノズル監視画面３９０は、ノズル列ごとに吐出ヘッド１６１を有し、各吐出ヘッド１６１が有するノズルの状態を示す。１つの吐出ヘッド１６１が有するノズル数、列数、ヘッド数等は一例に過ぎない。
【0159】
ノズル監視画面３９０において、異常度がしきい値以上（異常の予兆がある場合を含む）のノズル３９１～３９３が、強調して表示される。例えば、正常なノズルとは色を変えて表示されたり、点滅して表示されたりする。ユーザーはどのノズルに異常があるかを容易に判断できる。強調されているノズル３９１～３９３をユーザーが押下すると、異常度や異常モードが例えばポップアップ表示される。
【0160】
ノズルのクリーニングが吐出ヘッド１６１ごとに行われる場合、吐出ヘッド１６１ごとに異常があるノズルとその位置が分かるので、制御装置１４０は吐出ヘッド１６１ごとにクリーニングを行うか否かを決定できる。
【0161】
また、ノズル監視画面３９０は、異常度がしきい値以上のノズル数３９４、及び、異常の予兆があるノズル数３９５を表示する。ユーザーは異常度がしきい値以上のノズル数を見て、基板１０の製造を停止したり、クリーニングを実行したりする。また、ユーザーは異常の予兆があるノズル数を見て、クリーニングの予定を立てることができる。
【0162】
［主な効果］
以上説明したように、本開示の液滴吐出装置は、異常度に基づいてクリーニングのタイミングを決定することで、クリーニング頻度を最適化できる。また、クリーニング頻度の最適化と異常モードに応じたクリーニングの実行により、クリーニングで消費される材料の量を抑制できる。例えば、有機ＥＬを用いた液晶の基板などに使用される材料は高価であるが、クリーニングで消費される材料の量を極力少なくできる。また、異常の予兆を検出できれば、液滴吐出装置の工程のスケジューリングも容易になり、異常が生じる前にクリーニングが可能なので、対象物の形成のやり直しなども低減できる。
以上説明したように、本開示の液滴吐出装置は、異常度に基づいてクリーニングのタイミングを決定することで、クリーニング頻度を最適化できる。また、クリーニング頻度の最適化と異常モードに応じたクリーニングの実行により、クリーニングで消費される材料の量を抑制できる。例えば、有機ＥＬを用いた液晶の基板などに使用される材料は高価であるが、クリーニングで消費される材料の量を極力少なくできる。また、異常の予兆を検出できれば、液滴吐出装置の工程のスケジューリングも容易になり、異常が生じる前にクリーニングが可能なので、対象物の形成のやり直しなども低減できる。
【0163】
［その他の適用例］
以上、本開示を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本開示はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
以上、本開示を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本開示はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【0164】
例えば、異常の予兆を検出する機能は液滴吐出装置１６０とは別でもよい。異常の予兆を検出する異常監視装置は、例えば、ＵＳＢケーブルやネットワークを介して液滴吐出装置１６０と接続されていてよい。あるいは、異常監視装置は、液滴吐出装置１６０とネットワークを介して通信するサーバー装置でもよい。
【0165】
また、本実施形態では、液滴吐出装置１６０が有機ＥＬディスプレイの電極等を形成する例を説明したが、液滴吐出装置１６０は液滴を吐出すればよい。吐出される液体は、吐出ヘッド１６１から吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が一定以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
【0166】
また、図８などの構成例は、液滴吐出装置１６０による処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本開示が制限されることはない。液滴吐出装置１６０の処理は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。
【符号の説明】
【0167】
１０ 基板
１４０ 制御装置
１５０ ステージ部
６１ 着弾位置取得部
６２ 液滴飛翔画像取得部
６４，６５ 時系列データ算出部
６６ 異常度算出部
１４０ 制御装置
１５０ ステージ部
６１ 着弾位置取得部
６２ 液滴飛翔画像取得部
６４，６５ 時系列データ算出部
６６ 異常度算出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】