(57)【要約】【課題】立体形状の被対象物が有する段差等の側壁にインクを塗布するとき、インク吐出の位置合わせを容易に実施できるインクジェット塗布装置を提供する。【解決手段】インク５０を吐出するためのノズルが備えられるとともに、フレネルレンズ２０（被対象物）に対して相対移動させることのできる塗布ヘッド３６と、塗布ヘッド３６の対向面に配置され、フレネルレンズ２０を固定するとともに、塗布ヘッド３６の相対移動方向から見て、インク５０の吐出方向に対してフレネルレンズ２０を所定の角度に傾斜させることのできるステージ４３とを備える。【選択図】図１０
2020075209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのノズルが備えられるとともに、被対象物に対して相対移動できる塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドの被対象物に対する対向面に配置され、前記被対象物を固定するとともに、前記塗布ヘッドの相対移動の方向から見て、前記インクの吐出方向に対して前記被対象物を所定の角度に傾斜させることのできるステージとを備える
インクジェット塗布装置。
【請求項２】
さらに、前記被対象物を傾斜させて前記塗布ヘッドと前記被対象物とを相対移動させた際に発生する気流による影響を軽減する制御部を備える
請求項１記載のインクジェット塗布装置。
【請求項３】
前記制御部は、
傾斜させた前記被対象物と前記塗布ヘッドとのギャップにおいて、前記被対象物を前記吐出方向に対する直角方向から傾斜させた際に狭くなる一端におけるギャップの距離が、前記被対象物との距離において維持されるように、前記塗布ヘッドの前記被対象物に対する対向面であるインク吐出面の外周部に設置された遮蔽板である
請求項２記載のインクジェット塗布装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記塗布ヘッドの相対移動の方向における塗布開始側に前記被対象物の形状を延長するように設置された延長板である
請求項２記載のインクジェット塗布装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、
前記被対象物を傾斜させて前記塗布ヘッドと前記被対象物とを相対移動させながら前記塗布ヘッドからインクを前記被対象物に対して吐出させるとき、前記塗布ヘッドの相対移動の方向と直角方向にも前記ステージを移動させる
請求項２記載のインクジェット塗布装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記ステージを相対移動の方向に対して直角方向に移動させるとき、前記塗布ヘッドが前記被対象物における被塗布面に沿う方向に移動させる
請求項５記載のインクジェット塗布装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ステージを相対移動の方向に対して直角方向に移動させるとき、傾斜させた前記被対象物と前記塗布ヘッドとのギャップにおいて、前記被対象物を前記吐出方向に対する直角方向から傾斜させた際に広くなる他端の方向に移動させる
請求項５または６記載のインクジェット塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット塗布装置に関するものである。特に段差等を有する立体形状の被対象物において、段差等の側壁にインクを塗布するインクジェット塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット塗布装置は、インクジェット塗布装置に設置された塗布ヘッドから所定量のインクを被対象物の特定の位置に吐出させるのが一般的である。インクジェット塗布装置は、顔料を有するインクを用いて記録用紙に画像などを形成するだけでなく、各種機能を有するインクを用いて、カラーフィルタ、配向膜、回路配線、有機ＥＬ素子等、各種デバイス作製にも広く利用されている。例えば、カラーフィルタのフィルタエレメントにおいて、フィルタ材料の充填をインクジェット塗布装置によって行う方法等が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６９７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクジェット塗布装置を用いてインクを塗布することが困難な用途として、表面に段差等を有する立体形状の被対象物において、当該段差等の側壁にインクを塗布する用途がある。このような用途においては、インク吐出の位置合わせが非常に困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、立体形状の被対象物が有する段差等の側壁にインクを塗布するとき、インク吐出の位置合わせを容易に実施できるインクジェット塗布装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るインクジェット塗布装置は、インクを吐出するためのノズルが備えられるとともに、被対象物に対して相対移動できる塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドの被対象物に対する対向面に配置され、前記被対象物を固定するとともに、前記塗布ヘッドの相対移動の方向から見て、前記インクの吐出方向に対して前記被対象物を所定の角度に傾斜させることのできるステージとを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェットによる塗布装置によれば、立体形状の被対象物が有する段差等の側壁にインクを塗布するとき、インク吐出の位置合わせを容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、従来のインクジェット塗布装置を用いた際の、凸形状のラインを複数有する平板に、インクジェット塗布装置の塗布ヘッドからインクを吐出させて、凸形状のラインにおける垂直の側壁に対してインクを塗布させたときの状態を示した図である。
【図２】図２は、従来のインクジェット塗布装置を用いた際の、凸部の側壁に対して、塗布ヘッドから吐出させたインクが着弾したときの状態を示した図である。
【図３】図３は、実施の形態におけるフレネルレンズを説明する図である。
【図４】図４は、実施の形態におけるインクジェット塗布装置全体の概要を示した斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態におけるフレネルレンズの傾斜についで説明する図である。
【図６】図６は、実施の形態におけるフレネルレンズを角度θで傾斜させたときの、フレネルレンズと塗布ヘッドとの位置関係を示した、相対移動の方向から見た図である。
【図７】図７は、実施の形態における被対象物であるフレネルレンズを角度θに傾斜させて、フレネルレンズの段差部の側壁に対してインクジェット塗布装置の塗布ヘッドからインクを吐出したときの状態を示した図である。
【図８】図８は、インクの吐出方向の経時的な変動について説明する図である。
【図９】図９は、被対象物を傾斜させない場合と傾斜させた場合との着弾ずれの状態を評価した結果を示した図である。
【図１０】図１０は、実施の形態の変形例１におけるインクジェット塗布装置について説明する図である。
【図１１】図１１は、実施の形態の変形例２におけるインクジェット塗布装置について説明する図である。
【図１２】図１２は、実施の形態の変形例３におけるインクジェット塗布装置について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（発明の基礎となった知見）
インクジェット塗布装置の塗布ヘッドからインクを吐出させるとき、インクは、インクジェット塗布装置のインク吐出面から垂直に吐出されるため、一般的に被対象物の表面（被塗布面）形状は、平面形状に限られてしまう。一方、被対象物として、表面に凹凸形状、または段差等を有する立体形状のように、平面形状でない被対象物に対してインクを吐出させることが要求されるデバイスがある。例えば、フレネルレンズにおいてフレアを防止するために、フレネルレンズのレンズ面の段差の側壁のみに遮光性の膜を形成することが求められている。このような段差を有する被対象物における、当該段差の側壁に対して、インクジェット塗布装置で精度良くインクを塗布する場合、インクを吐出させる位置合わせが非常に困難である。
【００１０】
以上のような要求に対する従来のインクジェット塗布装置について、図１、および図２を用いて説明する。図１は、従来のインクジェット塗布装置を用いた際の、凸形状のライン１を複数有する平板２に、インクジェット塗布装置の塗布ヘッド３からインクを吐出させて、凸形状のライン１における垂直の側壁に対してインクを塗布させたときの状態を示した図である。図１の（ａ）は、平板２と塗布ヘッド３との関係を示す斜視図である。
【００１１】
また、図１の（ｂ）は平板２と塗布ヘッド３との関係を示す斜視図である。また、図１の（ｃ）は平板２における凸形状のライン１を拡大した、塗布ヘッド３の走査方向から見た図である。図１の（ａ）に示すように、凸形状のライン１に沿って（つまり図中の矢印の方向に）、塗布ヘッド３を走査させ、インクを吐出させることで凸形状の側壁にインクを塗布させる。このとき、図１の（ｂ）に示すように塗布ヘッド３と平板２とのギャップを近づけて、インクを吐出させる位置がずれないように設定する。
【００１２】
また、図１の（ｃ）に示すように、凸部４（つまり凸形状のライン１）の側壁５にインク６が着弾するように、塗布ヘッド３の位置を適切に設定し、インクの吐出位置を調整する。図２は、従来のインクジェット塗布装置を用いた際の、凸部４の側壁５に対して、塗布ヘッド３から吐出させたインク６が着弾したときの状態を示した図である。
【００１３】
図２の（ａ）は、適切な位置においてインク６が吐出された際の凸部４を、塗布ヘッド３の走査方向から見た図である。また図２の（ｂ）は、凸形状の底面７（凸形状によって隆起されなかった底部）側の位置においてインク６が吐出された際の凸部４を、塗布ヘッド３の走査方向から見た図である。また図２の（ｃ）は、凸形状の頂部８（凸形状によって隆起された頭部）側の位置においてインク６が吐出された際の凸部４を、塗布ヘッド３の走査方向から見た図である。
【００１４】
凸形状の側壁５に対して、適切な位置でインクを吐出させれば、図２の（ａ）に示すように凸部４の側壁５にインクが着弾され、側壁５の全体にインク６が塗布される。しかしながら、凸部４の側壁５に対してインクを吐出させる位置がわずかでもずれれば、例えば図２の（ｂ）に示すように、凸部４によって形成された底面７にインク６が着弾され、側壁５にはインク６が塗布されない。また例えば、図２の（ｃ）に示すように、凸部４の頂部８にインク６が着弾されて、側壁５にはインク６が塗布されない。または、一部が、凸部４の側壁５にインク６が着弾し、一部が側壁５の底面７や頂部８に着弾されてしまう場合がある。
【００１５】
これは、インクジェット塗布装置で凸部４の側壁５に対してインク６を吐出させたとき、凸部４の側壁５のみにインク６を着弾させるときの塗布マージン（位置ずれの許容誤差）がほとんど無いためである。このとき、凸形状のライン１を複数有する平板２を、側壁５が塗布ヘッド３に対向する方向に傾斜させることで、塗布マージンを拡大して凸形状の側壁５にインク６を着弾させることができる。インクジェットによる塗布装置において被対象物を傾斜させて塗布するインクジェット塗布装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献１記載のインクジェット塗布装置においては、被対象物を傾斜させるだけでなく、インクジェット塗布装置の塗布ヘッドも同時に傾斜させる構成である。そのため、塗布ヘッドと被対象物との位置関係は傾斜の前後においても常に一定の平行状態であり、図１に示した従来のインクジェット塗布装置と同じ構成となる。よって、凸形状を有する被対象物の側壁５にインク６を吐出させるとき塗布マージンが広がらず、凸形状の底面７や頂部８にインク６が着弾してしまう可能性がある。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するもので、凸形状や段差を有する被対象物に対して側壁にインクを吐出させて側壁に塗膜を形成するとき、被対象物を傾斜させることで塗布マージンを拡大させるとともに、被対象物の傾斜にともなう吐出変動を抑える。これにより、側壁からインクの着弾がずれないインクジェット塗布装置を提供する。
【００１８】
つまり以上のように、本発明のインクジェット塗布装置を用いれば、塗布ヘッドから凸形状や段差を有する被対象物の側壁へインクを吐出させたとき、被対象物を傾斜させることで塗布マージンが拡大し、側壁からのインクの着弾ずれを抑えることができる。また、被対象物の傾斜により塗布ヘッドから吐出されるインクの経時的な変動を抑えることができる。これにより、凸形状や段差を有する被対象物の側壁のみに塗膜を形成することができる。なお、側壁のみに塗布するとは、例えば図２の（ａ）に示すようにインク粒径により、底面、および頂部の端部を一部含むが、側壁が大部分となるような状態で塗布されることを含む。
【００１９】
（実施の形態）
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２０】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【００２１】
＜被対象物の形態＞
まず、実施の形態において、インクジェットにより側壁にインクを塗布する被対象物として複数の段差を有するフレネルレンズを用いた。実施の形態に用いたフレネルレンズについて、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態におけるフレネルレンズ２０を説明する図である。図３の（ａ）にフレネルレンズ２０の斜視図を示す。フレネルレンズ２０のレンズ面２１（被塗布面）に複数の平行直線状の段差部２２が形成されている。
【００２２】
図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示したフレネルレンズ２０の一部領域Ａを拡大した、相対移動の方向から見た図である。図３の（ｂ）に示すように、フレネルレンズ２０のレンズ面２１は、レンズ面２１と背向する設置面２５に対して垂直に形成された段差部２２と、隣り合う段差部２２間をつなぐ傾斜部２６とから構成されている。より具体的には、段差部２２は、側壁２３を有する。フレネルレンズ２０はすなわち、段差部２２の側壁２３の上端（レンズ面２１側端部）と、隣り合う段差部２２の側壁２３の下端（設置面２５側端部）とが傾斜部２６によってつながれた繰り返し構造である。
【００２３】
実施の形態においては、フレネルレンズ２０の垂直の段差部２２の側壁２３に対してインクジェット塗布装置によりインク（インク材料）を塗布し、塗布膜２４を形成させた。この塗布膜２４は、光を吸収する性質のインクを用いた。これは、フレネルレンズ２０の段差部２２に光を吸収する塗布膜２４を形成させることでフレネルレンズ２０の光学的特性が向上するためである。フレネルレンズ２０を形成する基材や厚みは、特に限定されないが、ステージに固定されたときにフレネルレンズ２０が変形しないこと、および、フレネルレンズ２０内のいずれの箇所においても厚みのばらつきが小さいなどの条件を満たす材料が好ましい。
【００２４】
＜被対象物の側壁へ塗布するインク材料＞
被対象物であるフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に塗布膜２４を形成させるインクとして、光を吸収する光吸収体を含んだインクを使用した。インクジェット塗布装置の塗布ヘッドにはインクを吐出するためのノズルが備えられ、当該ノズルからインクを吐出させるため、光吸収体には、数ミクロンからナノレベルの粒子を用いた。また、インク中での光吸収体の粒子の凝集により、インクジェット塗布装置の塗布ヘッドのノズルに凝集物が詰まり、インクが吐出されなくなることを防ぐため、分散剤等を添加して、光吸収体の粒子をインク中で分散させ、かつ、インク中で光吸収体の粒子を凝集させないようにした。
【００２５】
インクジェット塗布装置の塗布ヘッドから、光吸収体を有するインクをフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に着弾させた（つまり塗布させた）後、この着弾させたインクを乾燥、硬化させる必要がある。インクが溶剤を含んだインクであれば熱で溶剤を飛ばし（揮発させ）て、乾燥させる必要がある。また、紫外線硬化型のインクであれば紫外線を照射してインクを硬化させる必要がある。
【００２６】
インクジェット塗布装置の塗布ヘッドからインクを吐出させた後に、乾燥、硬化を行う装置にフレネルレンズ２０を移動させ、これらの乾燥、硬化装置によって、インクを乾燥、硬化させて塗布膜２４を形成させる。インクジェット塗布装置からインクを吐出させた後、インクの流動を抑えるために、急速な乾燥、硬化を行うことが望ましい。そのため感光性樹脂中に、光吸収体として炭素粒子と添加剤を含んだ紫外線硬化型の黒インクを用いるのが好ましい。そこで以下、本実施の形態においては、このような紫外線硬化型のインクを用いて紫外線照射装置（硬化装置の一例）でインクを硬化させた。
【００２７】
なお、本発明に用いるインク材料はこれに限られず、普遍的な着色のための塗料、接着剤、およびコロイド等の粒子が分散された機能性塗装剤等いかなるインク材料であってもよい。
【００２８】
＜インクジェット塗布装置の形態＞
次に、本実施の形態におけるインクジェット塗布装置１００について説明する。図４は、本発明の実施の形態におけるインクジェット塗布装置１００全体の概要を示した斜視図である。このインクジェット塗布装置１００は、主に、架台３０、架台３０上に設置された可動式のステージ台３１、ステージ台３１をまたぐように設置されたガントリー（門柱）３２、塗布ユニット３３、塗布ユニット３３に接続された観察カメラ３４と紫外線照射装置３５、および、塗布ユニット３３とガントリー３２との対向面どうしを接続している支持フレーム（図示せず）から構成される。塗布ユニット３３には、インクを吐出させるための塗布ヘッド３６が接続されている。
【００２９】
架台３０は、剛性が高く、平面度の高い構造の定盤を用いる（例えば、石定盤）。この架台３０にはガントリー３２および、可動軸３７が設置されている。ガントリー３２は、架台３０が形成する平面において離間して直立する２本の柱状構造体と、各柱状構造体を接続するガイド構造とによって構成される。当該ガイド構造は、架台３０が形成する平面から、塗布ユニット３３を離間させて支持する支持部材であり、２本の柱状構造体を結ぶ方向に長尺形状を成す。
【００３０】
可動軸３７は、長尺状の構造を有し、ガントリー３２の２本の柱状構造体の間に配置され、かつガントリー３２のガイド構造の長手方向と交差する方向において長手方向となるよう、架台３０の平面上に設置されている。可動軸３７には、可動軸３７の設置された架台３０が形成する平面に対して、垂直方向に支持軸３８が設置されている。
【００３１】
より具体的には、可動軸３７には、ガントリー３２のガイド構造における長尺方向と交差する方向（つまり可動軸３７の長手方向）に対して自由に移動できるように、ボールネジ３９を介して支持軸３８が接続されている。また、可動軸３７には、ボールネジ３９を回転させるためのモータ４０が設置され、モータ４０の回転を制御することで支持軸３８を自由に移動させる。モータ４０は回転制御を行うための制御装置に接続され、制御装置からの指令によって、支持軸３８を所定の位置に任意の速度で移動させることができる。
【００３２】
支持軸３８は、長尺状の構造物であり、前述のように架台３０が形成する平面に対して直立する形で構成されている。また、支持軸３８には、回転軸４１が設置されている。より具体的には、支持軸３８には、架台３０が形成する平面に対して垂直方向に自由に移動できるように、ボールネジを介して回転軸４１が接続されている。また、支持軸３８には、ボールネジを回転させるためのモータ４２が設置され、モータ４２の回転を制御することで回転軸４１を自由に移動させる。モータ４２は回転制御を行うための制御装置に接続され、制御装置からの指令によって、回転軸４１を所定の位置に任意の速度で移動させることができる。
【００３３】
回転軸４１には、被対象物を固定するためのステージ台３１が接続されている。さらにステージ台３１には、上面にステージ４３が設置されている。ステージ４３は、塗布ヘッド３６の対向面に配置され、フレネルレンズ２０（被対象物）を固定するとともに、塗布ヘッド３６の相対移動の方向から見て、インクの吐出方向に対してフレネルレンズ２０を所定の角度（角度θ）に傾斜させることができる。
【００３４】
ステージ４３による、フレネルレンズ２０を傾斜させる機構について説明する。回転軸４１には、図示しないが、ステージ台３１を傾斜させるためのモータが内蔵されている。また、当該モータは制御装置に接続されており、制御装置からの指令によって、ステージ台３１を所定の角度に傾けることができる。また、回転軸４１は内蔵するモータの回転する軸方向に長尺の形状であり、回転軸４１の長手方向における軸を中心としてステージ台３１を傾斜させることができる。
【００３５】
前述の制御装置により、可動軸３７、支持軸３８、回転軸４１（を移動させる各モータ）をそれぞれ制御することで、ステージ４３と塗布ヘッド３６との並行度（言い換えると、ステージ４３の平面視における位置関係）、距離、および、角度を調整することができる。この角度調整により、ステージ４３はフレネルレンズ２０を傾斜させることができる。
【００３６】
また、ステージ４３の表面には小さな穴が細かく開いており、これらの穴は、ステージ４３の表面から空気を排気することができる。ステージ４３の表面上に被対象物（フレネルレンズ２０等）を設置したとき、小さな穴から空気を吸引することで被対象物であるフレネルレンズ２０の設置面２５と、ステージ４３の表面との間を真空状態にでき、フレネルレンズ２０を吸引固定することができる。このように、被対象物の形状が平板形状（または、ステージ４３の表面と略一致する裏面を有する構造）であれば、ステージ４３の表面上に設置して、本機構により空気を吸引させて固定すればよい。また、被対象物の形状が平板形状でない場合、被対象物の形状に合わせてジグを設置し、このジグを通じてステージ４３の表面に固定すればよい。
【００３７】
ガントリー３２は、架台３０と同様に剛性を高くしたフレームによって構成されている。ガントリー３２には、前述したガイド構造の内部にボールネジ４５が設置されており、ボールネジ４５、および支持フレームを介して塗布ユニット３３が接続されている。
【００３８】
ガントリー３２のガイド構造における端部には、ボールネジ４５を回転させるためのモータ４６が設置されており、モータ４６の回転を制御することで塗布ユニット３３を、ガイド構造に沿って自由に移動させる。モータ４６は回転制御を行うための制御装置に接続され、制御装置からの指令によって、塗布ユニット３３を所定の位置に任意の速度で移動させることができる。
【００３９】
塗布ユニット３３は例えば直方体の構造を有し、架台３０が形成する平面と対向する下面において、塗布ユニット３３には、塗布ユニット３３の下面に対して垂直方向に延在するバーが設置されている。このバーの、塗布ユニット３３から最遠となる先端に塗布ヘッド３６が設置されている。塗布ユニット３３と塗布ヘッド３６とを離れた位置に設定することで、前述した回転軸４１によりステージ台３１、およびステージ４３を傾斜させたとき、ステージ４３と塗布ユニット３３とが干渉するのを防止できる。塗布ユニット３３と塗布ヘッド３６との距離は、バーの長さを適宜調整することで適切な位置に設定することができる。
【００４０】
塗布ユニット３３の下方に設置された塗布ヘッド３６は、例えば直方体の構造を有し、インクを吐出するためのノズルが備えられるとともに、フレネルレンズ２０等の被対象物に対して相対移動させることができる。より具体的には、塗布ヘッド３６には架台３０の形成する平面に対向する下面において、インク吐出面を有し、当該インク吐出面において、インクを吐出する複数のノズルが配列されている。塗布ヘッド３６はつまり前述のガントリー３２のガイド構造によって走査方向（相対移動の方向）に移動可能である。
【００４１】
なお、相対移動とは、対象となる２つの物体の少なくとも一方を移動させることで、２つの物体のうち一方の物体から見たときに他の物体の位置が変化したように見えることである。つまり、２つの物体に位置関係の変化があれば実際に移動することなく、相対移動することが可能である。
【００４２】
なお塗布ヘッド３６には、圧電素子によってノズル内（言い換えるとノズルに連通するインク室）の内圧を変動させてインクを吐出させる方式の塗布ヘッド３６を用いた。塗布ヘッド３６のノズルから吐出されるインクの吐出量を制御するには、ノズル内に設置された圧電素子の電圧を制御することが必要である。塗布ユニット３３には、ノズル内に設置された圧電素子を制御するための制御装置が内蔵されている。
【００４３】
塗布ユニット３３内に内蔵された制御装置と塗布ヘッド３６とは、バーを通じて配線接続されており、制御装置から塗布ヘッド３６のノズル内の圧電素子を制御することで、所定の塗布パターンを塗布するためのインク吐出を行うことができる。また、塗布ユニット３３内には塗布ヘッド３６にインクを供給するためのインク供給タンクが配置され、バー内に設置されたインク供給配管によって塗布ヘッド３６と接続されており、適宜、インクを塗布ヘッド３６に供給している。
【００４４】
ステージ４３は、塗布ヘッド３６におけるインク吐出面の対向面に配置され、フレネルレンズ２０等の被対象物を固定するとともに、塗布ヘッド３６の相対移動の方向から見て、インクの吐出方向に対して被対象物を所定の角度に傾斜させることができる。
【００４５】
ステージ４３の傾斜により、インク吐出面とステージ４３とが成す角度が変化する。したがって、インク吐出面と直交するインク吐出方向に対してフレネルレンズ２０等の被対象物を所定の角度に傾斜させ、固定することができる。より詳しくは、インク吐出面における、塗布ヘッド３６の走査方向と直交する方向を第１方向とする。
【００４６】
また、フレネルレンズ２０における、段差部２２が延びる方向と直交する方向を第２方向とする。回転軸４１の回転、すなわちステージ４３の傾斜により、第１方向と第２方向とが平行、または０度より大きく９０度以下の角度の範囲で変化する。なおこれは、ステージ４３、またはフレネルレンズ２０と、塗布ヘッド３６、バー、および塗布ユニット３３との干渉がないものとして考えた際の範囲である。干渉を考慮した角度の範囲については後述する。
【００４７】
塗布ユニット３３の側面のうち、塗布ユニット３３が走査する方向における一方の側面には、紫外線照射装置３５が取り付けられている。紫外線照射装置３５から照射される紫外線の照射タイミングや照射エネルギーはインクジェット塗布装置１００に接続された制御装置により制御することができる。塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０は、紫外線硬化型のインクであるため、インクを吐出したあと、紫外線照射装置３５から紫外線を照射させてインクを硬化することができる。
【００４８】
塗布ユニット３３の側面のうち、紫外線照射装置３５が設置された一方と逆の、他方の側面には、観察カメラ３４が設置されている。観察カメラ３４により塗布ヘッド３６からインクを吐出した後の着弾位置を観察することができる。観察カメラ３４には上下方向（架台３０が形成する平面の鉛直方向）に観察カメラ３４の位置を調整する機構が備えられており、観察カメラ３４の焦点位置を上下方向に調整することができる。
【００４９】
インク５０の吐出に対するフレネルレンズ２０の位置合わせについては、顕微鏡などの光学機器を用いた目視等により行ってもよいが、上記の観察カメラ３４を用いて、フレネルレンズ２０にあらかじめ加工されたアライメントマークを認識することで行ってもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、インク５０として紫外線硬化型のインクを用いるため、紫外線によるインク５０の変質を防ぐために、インクジェット塗布装置１００全体は、紫外線を遮断するフィルムや金属のカバーで覆われている。
【００５１】
以上のように、実施の形態におけるインクジェット塗布装置１００は、傾斜させたステージ４３表面に被対象物であるフレネルレンズ２０を固定（設置）し、塗布ヘッド３６をフレネルレンズ２０に対して相対移動させながら、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出する。さらに、吐出したインク５０を着弾させるとともに、紫外線照射装置３５で硬化させることで、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に、光吸収体を含む塗布膜２４を形成させる構成である。
【００５２】
＜被対象物の傾斜＞
次に、被対象物であるフレネルレンズ２０の傾斜について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態におけるフレネルレンズの傾斜について説明する図である。
【００５３】
フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に対して、インクジェットにより光吸収体を含んだインク５０を塗布ヘッド３６から吐出させるとき、側壁２３に対する塗布マージン５２を拡大するために、フレネルレンズ２０が固定されたステージ４３を傾斜させておく。図５の（ａ）は、フレネルレンズ２０の段差部２２を拡大した、相対移動の方向から見た図である。
【００５４】
ステージ４３を角度θで傾斜させることで、フレネルレンズ２０の段差部２２が角度θだけ傾く。よって、塗布ヘッド３６がインク５０を段差部２２の側壁２３に吐出するとき、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁の高さ５１に対応して塗布マージン５２が広がり、インク５０が側壁２３からずれて着弾するのを低減することができる。図５の（ｂ）は、ステージ４３を傾斜させる角度（つまり被対象物であるフレネルレンズ２０を傾斜させる角度）と傾斜幅（塗布マージン５２）との相関を示した図である。
【００５５】
図５の（ｂ）は、横軸に傾斜させる角度、縦軸に傾斜幅を示している。このとき、フレネルレンズ２０の側壁の高さ５１は１００μｍとして計算している。図５の（ｂ）に示すようにフレネルレンズ２０を傾斜させる角度を大きくするほど、塗布マージン５２が広がるため、できるだけ大きく傾斜させればよいことがわかる。しかしながらフレネルレンズ２０を極端に大きく傾斜させた場合、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とが干渉してしまう。
【００５６】
ここで、図６を用いて、フレネルレンズ２０を角度θで傾斜させた場合について説明する。図６は、本発明の実施の形態におけるフレネルレンズ２０を角度θで傾斜させたときの、フレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６との位置関係を示した、相対移動の方向から見た図である。フレネルレンズ２０を傾斜させた際に、フレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６との距離は変化する。
【００５７】
より具体的には、図６に示すように、フレネルレンズ２０の段差部２２が延びる方向（言い換えると相対移動の方向）からみたとき、塗布ヘッド３６には、傾斜に伴ってフレネルレンズ２０との距離が、広くなる第１端（他端側）におけるギャップの距離６０と、狭くなる第２端（一端側）におけるギャップの距離６１とが存在する。
【００５８】
さらに、塗布ヘッドの３６の第１端から第２端にかけて、塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とのギャップの距離は、ギャップの距離６０の値からギャップの距離６１の値まで、連続的かつ直線的に変化する。ここで、塗布ヘッド３６の第１端におけるギャップの距離６０の設定は、３ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【００５９】
これは、一般的な産業用のインクジェット用塗布ヘッドを使用する場合、塗布ギャップ（塗布ヘッドと被対象物との間の空間）の距離を３ｍｍ以下の距離で設置すれば、塗布ヘッドから吐出されるインクの着弾精度を確保できるためである。塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との、塗布ヘッド３６の第１端におけるギャップの距離６０が３ｍｍより大きい場合、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の吐出ばらつきが大きくなり、フレネルレンズ２０において着弾する位置にずれが生じる。
【００６０】
よってフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインク５０を着弾させたとき、フレネルレンズ２０の側壁２３から外れた位置にインク５０が着弾してしまう。また、フレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６との、塗布ヘッド３６の第２端におけるギャップの距離６１の設定は、０．５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。これは、塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との距離が極端に近い場合、なんらかの要因（例えば、フレネルレンズ２０のステージ４３への固定不具合による微小な浮き）によりフレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６とが衝突してしまう場合があるためである。なお理想的には、ギャップの距離６１は限りなく０ｍｍに近い値であってもよく、装置設計や精度等を加味して適宜ギャップの距離６１を設定してもよい。
【００６１】
以上のように、塗布ヘッドの幅６２、ならびに塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とのギャップの距離６０、および６１の制限により、フレネルレンズ２０を傾斜できる最大の角度が決まる。
【００６２】
例えば、ガントリー３２のガイド構造の長手方向と直交する方向における塗布ヘッドの幅６２（長さ）を１０ｍｍ、ギャップの距離６０を３ｍｍ、ギャップの距離６１を０．５ｍｍと設定した場合、最大の傾斜可能な角度は１４度と算出される。フレネルレンズ２０を１４度で傾斜させた場合の塗布マージン５２は、フレネルレンズ２０の側壁２３の高さ５１を１００μｍとして計算した場合、２４μｍとなる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態におけるインクジェット塗布装置１００は、インク５０を吐出するためのノズルが備えられるとともに、被対象物（例えばフレネルレンズ２０等）に対して相対移動させることのできる塗布ヘッド３６と、塗布ヘッド３６の対向面に配置され、被対象物を固定するとともに、塗布ヘッド３６の相対移動の方向から見て、インク５０の吐出方向に対して被対象物を所定の角度に傾斜させることのできるステージ４３とを備える。
【００６４】
また、本発明の実施の形態においては、フレネルレンズ２０（被対象物）に対して相対移動させることのできる塗布ヘッド３６の対向面に配置されたステージ４３に、フレネルレンズ２０を固定し、塗布ヘッド３６の相対移動の方向から見て、インク５０の吐出方向に対してフレネルレンズ２０を所定の角度に傾斜させる傾斜ステップと、塗布ヘッド３６であって、インク５０を吐出するためのノズルが備えられた塗布ヘッド３６を用いて、フレネルレンズ２０にインク５０を塗布する塗布ステップと、を含む。
【００６５】
このようなインクジェット塗布装置１００は、被対象物の有する凹凸形状等の側壁（例えばフレネルレンズ２０の側壁２３）にインク５０を塗布するとき、被対象物の傾斜によって塗布マージン５２が拡大しているので、インク吐出の位置合わせを容易に実施することが可能となる。
【００６６】
（変形例）
以下さらに、本発明における実施の形態の変形例について詳細に説明する。
【００６７】
＜被対象物を傾斜させたときの塗布ヘッドからのインク吐出変動＞
まず、フレネルレンズ２０を傾斜させたときの塗布ヘッド３６からのインク吐出変動について説明する。
【００６８】
図７は、被対象物であるフレネルレンズ２０を角度θに傾斜させて、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に対してインクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６からインク５０を吐出したときの状態を示した図である。図７の（ａ）に示すように、フレネルレンズ２０の段差部２２の延びる方向に沿って（つまり走査方向に）、塗布ヘッド３６を走査させながらインク５０を吐出させることでフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインクを塗布する。
【００６９】
このとき、図７の（ｂ）に示すように塗布ヘッド３はインク吐出面が、架台３０が形成する平面と平行（つまり水平位置）で、フレネルレンズ２０は角度θに傾斜させる。フレネルレンズ２０を傾斜させることで、図７の（ｃ）に示すように段差部２２の側壁２３に対して、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させるとき、塗布マージン５２が拡大しているので、側壁２３に対してインク５０の着弾ずれを低減することができる。
【００７０】
ここで、図７の（ｂ）に示すような、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６が水平位置（つまり、インク吐出面が水平面と平行な位置）で設置され、かつ被対象物を傾斜（例えば角度θに傾斜）させる構成のインクジェット塗布装置１００においては、塗布ヘッド３６と被対象物との相対移動速度が大きい場合に塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の吐出方向が経時的に変動することがある。
【００７１】
インク５０の吐出方向の経時的な変動について、図８を用いて説明する。図８は、インク５０の吐出方向の経時的な変動について説明する図である。
【００７２】
図８の（ａ）は、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に対して、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させるときの初期状態を示している。より詳しくは、フレネルレンズ２０を角度θに傾斜させて、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に対して、塗布ヘッド３６を図中の矢印の方向（つまり走査方向）に走査させながらインク５０を吐出させるときの初期の状態の斜視図を示している。また、図８の（ｂ）は、図８の（ａ）と同じ時点における走査方向から見た図である。図８の（ｂ）では、フレネルレンズ２０に対してインク５０を吐出させる初期の状態においては、インクの吐出方向５５は、塗布ヘッド３６のインク吐出面に対して垂直であることが示されている。つまり、インク５０は、インク吐出面に対して垂直に吐出され、フレネルレンズ２０において、垂直方向から角度θだけ傾斜した進入角で塗布される。
【００７３】
図８の（ｃ）は、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６からインク５０をフレネルレンズ２０の段差部２２に対して吐出させるときの塗布途中における状態を示している。より詳しくは、フレネルレンズ２０を角度θに傾斜させて、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に対して、塗布ヘッド３６を図中の実線の矢印の方向に走査させながらインク５０を吐出させたときの、走査方向の終端付近の斜視図を示している。
【００７４】
また、図８の（ｄ）は、図８の（ｃ）と同じ時点における走査方向から見た図である。図８の（ｃ）、および図８の（ｄ）に示すように、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６から吐出されるインクの吐出方向５５ａは、インク吐出面に対して垂直方向ではなく、塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とのギャップが狭い、塗布ヘッド３６の第２端側の方向に向かって吐出される。
【００７５】
これは、フレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６とを相対移動させることで、気流の流れ方が、図８の（ｃ）、および図８の（ｄ）において破線の矢印に示すように、塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とのギャップが狭い、塗布ヘッド３６の第２端側の方向に向かって変動するためである。つまり、被対象物を傾斜させて塗布ヘッド３６と被対象物とを相対移動させた際に、流れ方向が変化した気流成分が発生し、インク５０は吐出された直後に当該気流成分に流されるため吐出方向（言い換えると進行方向）が変化する。これによってインク５０の着弾位置がずれる現象が発生することがある。なお、この現象は相対移動の動きに伴い発生するため経時的に変化する。
【００７６】
よって、フレネルレンズ２０のように段差部２２を含んだフレネルレンズ２０（被対象物）を傾斜させて塗布マージン５２を広げる場合、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の進行方向が経時的に変動する現象が発生する。そのため、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６から被対象物の段差部２２の側壁２３に対してインク５０を吐出したとき、着弾されるインク５０の位置が経時的にずれてしまい、側壁２３に対して精度よくインク５０を塗布することが出来ないことが起こり得る。
【００７７】
＜被対象物の傾斜によるインクの着弾ずれ＞
次に、上記のインク５０における着弾位置のずれについて、図９を用いて説明する。図９は、被対象物を傾斜させない場合、および傾斜させた場合において着弾ずれの状態を評価した結果を示した図である。図９の（ａ）に評価方法を示す。図９の（ａ）は、インク５０の着弾位置のずれについて説明するための模式図である。インク５０の着弾位置のずれは、７０ｍｍ角のアクリルの樹脂基板（アクリル板７０）に対して１本の溝７１を加工した構造物を用いて評価した。この溝７１から１０ｍｍ程度離れた位置に対して、インクジェット塗布装置１００の塗布ヘッド３６を溝７１と平行の方向に走査させながらインク５０を吐出させた。
【００７８】
塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップの距離（長さ）は２ｍｍで設定してインク５０を吐出させた。あらかじめ塗布ヘッド３６の走査方向と溝７１とが平行の関係を保ち、ずれないようにアクリル板７０の位置を調整した。塗布ヘッド３６からアクリル板７０に対して、２ｍｍ間隔でインク５０を吐出させて、溝７１と着弾したインク７３との距離７４を測定した。したがって、インク５０の着弾位置にずれがない理想系においては、着弾したインク７３が示す距離７４は常に１０ｍｍ程度である。
【００７９】
図９の（ｂ）は、溝７１を形成したアクリル板７０を傾斜させないで、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出したときの着弾ばらつきを示す図である。横軸が塗布ヘッド３６の走査距離（吐出開始点からの移動距離）を示し、縦軸がずれ量を示している。なお着弾ばらつきとは、ここではずれ量によって評価する。また、ずれ量の算出について具体的には、アクリル板７０に着弾する最初の着弾痕（言い換えると着弾したインク７３）の位置と溝７１との距離７４を基準距離とし、各着弾痕と溝７１との距離７４を計測し、それぞれの着弾痕における距離７４から基準距離を差し引くことでずれ量を算出した。
【００８０】
つまり、最初の着弾したインク７３における距離７４は、基準距離から基準距離を差し引くため０ｍｍである。この測定結果より、アクリル板７０を傾斜させない場合においては、塗布ヘッド３６の走査方向に対して、着弾ずれ（つまりずれ量）は３μｍ以下で、アクリル板７０には精度よくインク５０が着弾した。
【００８１】
図９の（ｃ）は、溝７１を形成したアクリル板７０を１５度傾斜させて、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させたときの着弾ばらつきを示す図である。図９の（ｃ）では、各軸の構成、および計測手法は、アクリル板７０を傾斜させないときと同様である。この測定結果より、塗布ヘッド３６の走査方向に対して初期は急激に着弾ずれが増大し、経時的にずれ量の変動が少なくなることがわかる。
【００８２】
塗布ヘッド３６とアクリル板７０とを相対移動させたとき、塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップが、いずれの箇所においても同じ距離を保つ構成であれば塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップにおける気流の流れ方は一定である。よって、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の吐出方向が一定であるため、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の着弾位置にずれはほとんどない。一方、塗布ヘッド３６に対してアクリル板７０を傾斜させた場合、図６のギャップの距離６０、６１に示す様に塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップの距離が位置によって異なる。
【００８３】
この状態における塗布ヘッド３６とアクリル板７０との相対移動により、このギャップの距離の差で塗布ヘッド３６とアクリル板７０との間の気流の流れ方が経時的に変動する。より具体的には、塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップにおいて、塗布ヘッド３６とアクリル板７０とのギャップが、広い方（第２端側）から狭い方（第１端側）に流れる気流成分が発生するようになる。
【００８４】
一方で、例えば、図９の（ｃ）において距離２０ｍｍ地点以降など、塗布初期からしばらくすると経時的にこの流れが安定してくる。以上の現象により、アクリル板７０を傾斜させた場合、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の着弾位置がずれる。一方で、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の着弾位置のずれ量は、インク５０の塗布における初期状態では顕著であるが、経時的に安定してくる。
【００８５】
＜変形例１における装置構成と動作＞
以上のような気流による影響に対応可能な、実施の形態の変形例１におけるインクジェット塗布装置の装置構成と装置の動作について、図１０を用いて説明する。なお、以降の変形例におけるインクジェット塗布装置は、前述の実施の形態におけるインクジェット塗布装置１００に比べ、主として気流による影響を軽減する制御部の構成が異なる。
【００８６】
したがって、以降では、制御部を中心に説明し、その他については省略する。図１０は、本発明の実施の形態の変形例１におけるインクジェット塗布装置１００ａについて説明する図である。なお、図１０では、インクジェット塗布装置１００ａのうち、特に塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０に着目して図示し、その他の構成要素については省略して示している。
【００８７】
図１０の（ａ）は、本発明の変形例１におけるインクジェット塗布装置１００ａの塗布ヘッド３６ａと、フレネルレンズ２０との位置関係を示した斜視図である。また、図１０の（ｂ）は、本発明の変形例１におけるインクジェット塗布装置１００ａの塗布ヘッド３６ａと、フレネルレンズ２０との位置関係を示した、相対移動の方向から見た図である。フレネルレンズ２０は、塗布ヘッド３６ａに対して角度θで傾斜させて設置している。塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とを相対移動させたとき、塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とが衝突しないように塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とのギャップにおける最小の距離は０．５ｍｍ以上に設定する。
【００８８】
また、塗布ヘッド３６ａから吐出させるインク５０の着弾精度を確保するために、塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とのギャップにおける最大の距離が３ｍｍ以下になるようにフレネルレンズ２０の傾斜の角度θを設定する。
【００８９】
塗布ヘッド３６ａを、フレネルレンズ２０の段差部２２の延びる方向と平行した方向に相対移動させるとともに、塗布ヘッド３６ａからインク５０を吐出させて、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインクを着弾させる。このとき、塗布ヘッド３６ａにおいて、塗布ヘッド３６ａのインク吐出面の外周部に遮蔽板８０を設置する。この遮蔽板８０は、当該遮蔽板８０のフレネルレンズに対向する端部とフレネルレンズ２０とのギャップの距離が一定になるように設置する。つまりフレネルレンズ２０を傾斜させた際に、狭くなる第１端におけるギャップの距離６１が、フレネルレンズ２０と遮蔽板８０との距離において維持されるように、遮蔽板８０が設置される。
【００９０】
なおこのとき、塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とのギャップにおける距離が狭い第１端側には遮蔽板８０を取り付けず、この第１端におけるギャップの距離を保つように、塗布ヘッドとフレネルレンズとのギャップにおける距離が長い第２端側および、塗布ヘッドの相対移動の方向における両端側に遮蔽板８０を取り付ける。この遮蔽板８０の材料は機械的強度があり、変形しない材料であれば特に限定はない。例えば、遮蔽板８０の材料は熱による変形が小さい材料であることが好ましい。
【００９１】
変形例１におけるインクジェット塗布装置１００ａの塗布ヘッド３６ａからフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインク５０を着弾させるときの位置合わせは、前述の実施の形態における位置合わせと同様、どのような形態であってもよい。したがって、変形例１においては、フレネルレンズ２０上に位置合わせ用のアライメントマークをあらかじめ加工しておいて、このマークを塗布ユニット３３に接続された観察カメラ３４で認識して位置合わせを行う。
【００９２】
観察カメラ３４によるアライメントマークの位置情報を搬送ステージ（つまりステージ４３）に与えることで、搬送ステージ上のフレネルレンズ２０の段差部２２の位置にインク５０を塗布するように調整できる。なおこのとき、フレネルレンズ２０上に位置合わせ用のアライメントマークを加工しなくても、フレネルレンズ２０に形成された段差部２２のエッジなど、フレネルレンズ２０のレンズ面２１にはじめからある形状を観察カメラ３４で認識して位置合わせをしてもよい。
【００９３】
また例えば、塗布ユニット３３に接続された観察カメラ３４で観察するとき、フレネルレンズ２０は、塗布ヘッド３６ａのインク吐出面に対して角度θで傾斜させて設置しているため、観察カメラ３４の焦点深度が浅い場合、アライメントマークがフレネルレンズ２０のレンズ面２１にある際に、焦点を合わせることが出来ない可能性がある。その場合、塗布ユニットに接続された観察カメラ３４をフレネルレンズ２０と同じ角度θに傾斜させて設置することが可能な構成としてもよい。
【００９４】
フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３へインク５０を着弾させる位置合わせが完了した後、実際に塗布ヘッド３６ａを走査させながら、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に向けてインク５０を吐出させる。塗布ヘッド３６ａを走査させながら、傾斜させたフレネルレンズ２０の段差部２２に対してインク５０を吐出したとき、塗布ヘッド３６ａのインク吐出面における外周部に遮蔽板８０が設置されているため、遮蔽板８０によって塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０との間において流れる気流が制御され、塗布ヘッド３６ａから吐出されるインク５０の吐出方向の変動が抑えられる。
【００９５】
すなわち、遮蔽板８０は変形例１における、気流による影響を軽減する制御部の一例である。よって、塗布ヘッド３６ａからフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３に着弾させたとき着弾ばらつきがなく、段差部２２からのはみだしのない塗布膜２４を形成することができる。
【００９６】
より詳しくは、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３へインク５０を着弾させた後、塗布ユニット３３に接続された紫外線照射装置３５によって、紫外線をフレネルレンズ２０の段差部２２に対して照射する。インク５０を着弾させたフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３において着弾したインク５０を硬化させることで側壁２３に、はみだしのない遮光性を有する塗布膜２４が形成される。
【００９７】
以上のように、本実施の形態の変形例１におけるインクジェット塗布装置１００ａは、さらに、フレネルレンズ２０（被対象物）を傾斜させて塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とを相対移動させた際に発生する気流による影響を軽減する制御部を備える。
【００９８】
これにより、塗布ヘッド３６ａとフレネルレンズ２０とを相対移動させたときに気流が発生した場合において、当該気流の影響を軽減できるので、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【００９９】
例えば、制御部は、傾斜させたフレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６ａとのギャップにおいて、フレネルレンズ２０を吐出方向に対する直交方向から傾斜させた際に狭くなる第２端（一端）におけるギャップの距離６１が、フレネルレンズ２０との距離において維持されるように、塗布ヘッド３６ａのフレネルレンズ２０に対する対向面であるインク吐出面の外周部に設置された遮蔽板８０である。
【０１００】
これにより、遮蔽板８０を用いて、発生した気流の影響を軽減できるので、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【０１０１】
＜変形例２における装置構成と動作＞
次に、前述のような気流による影響に対応可能な、実施の形態の変形例２におけるインクジェット塗布装置の装置構成と装置の動作について図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態の変形例２におけるインクジェット塗布装置１００ｂについて説明する図である。なお、図１１では、インクジェット塗布装置１００ｂのうち、特に塗布ヘッド３６、フレネルレンズ２０、および延長板８１に着目して図示し、その他の構成要素については省略して示している。
【０１０２】
図１１の（ａ）は、本発明の変形例２におけるインクジェット塗布装置１００ｂの塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との位置関係を示した斜視図である。フレネルレンズ２０は、塗布ヘッド３６に対して角度θで傾斜させて設置している。
【０１０３】
なお傾斜条件は、変形例１と同様とする。塗布ヘッド３６をフレネルレンズ２０の段差部２２と平行した方向（つまり相対移動の方向）に走査させるとともに、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させ、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインク５０を着弾させる。このとき、塗布ヘッド３６の走査方向の走査開始側（言い換えると塗布開始側）において、フレネルレンズ２０の形状を延長した延長板８１が設置されている。
【０１０４】
この延長板８１は、フレネルレンズ２０と同じ幅、厚みの板であり、材料的に安定した板（機械強度的に強く、熱による影響の少ないもの）が好ましい。また、表面に加工された段差等があってもよく、なくてもよい。これは、要求されるインク５０の塗布精度に合わせ適宜選択すればよい。
【０１０５】
延長板８１はステージ４３に設けられ、設置されたフレネルレンズ２０のレンズ面２１と略面一となる構成であるが、延長板８１の設置方法は、フレネルレンズ２０のレンズ面２１と略面一となる形態であれば特に限定されない。例えば、フレネルレンズ２０の段差部２２が延びる方向の端面に対して、取り外し可能に取り付けられた板状部品であってもよく、また例えば延長板８１を保持するための延長板保持部を別に備える構成としてもよい。
【０１０６】
延長板８１の走査方向における長さ８２は、事前に予備実験等で確認して決める必要がある。これにはまず、塗布ヘッド３６に対して、フレネルレンズ２０を傾斜させて、塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させて、吐出されたインク５０の着弾ずれを計測する。計測の方法は図９において既述した方法であってもよく、その他の方法であってもよい。図１１の（ｂ）は、フレネルレンズ２０を傾斜させて塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させたときの着弾ずれを示した概略図である。横軸が塗布ヘッド３６の走査距離（塗布開始点からの相対移動距離）を示し、縦軸が着弾のずれ量を示す。
【０１０７】
図１１の（ｂ）より、走査距離が大きくなるにつれて着弾ずれが安定してくることがわかる。着弾ずれが安定し、着弾ずれ量の変動幅８３が、±５％以内に収まった地点における走査距離である安定化走査距離８４を確認する。この安定化走査距離８４がフレネルレンズ２０に対して設置する延長板８１の長さ８２の設計指標になる。例えば、延長板８１の長さ８２は、安定化走査距離８４と同一の長さであるが、安定化走査距離８４よりも長くてもよい。
【０１０８】
フレネルレンズ２０を傾斜させて塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させたとき、先に説明した塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との間のギャップにおけるような気流の大きな変動が、延長板８１の領域で発生するが、フレネルレンズ２０の領域では、塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との間における気流が安定した状態となる。
【０１０９】
よって、フレネルレンズ２０の領域においては、塗布ヘッド３６からインク５０をフレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３を狙って吐出させたとき、気流による吐出方向への影響が軽減される。したがって着弾位置のずれがおさえられるため、フレネルレンズ２０の側壁２３からはみ出ることなくインク５０を着弾させることができる。すなわち、延長板８１は変形例２における、気流による影響を軽減する制御部の一例である。
【０１１０】
フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３へインク５０を着弾させる位置合わせおよび、フレネルレンズ２０の段差部２２へ着弾したインク５０の硬化による塗布膜２４の形成は、変形例１と同じ方法を適用する。この方法により、フレネルレンズ２０の側壁２３に、はみだしのない遮光性を有する塗布膜２４を形成することが出来る。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態の変形例２におけるインクジェット塗布装置１００ｂの備える制御部は、塗布ヘッド３６の相対移動の方向における塗布開始側にフレネルレンズ２０の形状を延長するように設置された延長板８１である。
【０１１２】
これにより、延長板８１を用いて、発生した気流の影響を軽減できるので、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【０１１３】
＜変形例３における装置構成と動作＞
次に、前述のような気流による影響に対応可能な、実施の形態の変形例３におけるインクジェット塗布装置の装置構成と装置の動作について図１２を用いて説明する。なお本変形例３は、前述の実施の形態と比べ装置構成は同一のものであるため説明を簡略化し、主に装置の動作について説明する。図１２は、本発明の実施の形態の変形例３におけるインクジェット塗布装置１００ｃについて説明する図である。なお、図１２では、インクジェット塗布装置１００ｃのうち、特に塗布ヘッド３６、フレネルレンズ２０、およびステージ４３に着目して図示し、その他の構成要素については省略して示している。
【０１１４】
図１２の（ａ）は、本発明の変形例３におけるインクジェット塗布装置１００ｃの塗布ヘッド３６とフレネルレンズ角度θに傾斜させて設置している。
【０１１５】
なお傾斜条件は、変形例１と同様とする。塗布ヘッド３６をフレネルレンズ２０の段差部２２と平行して図中に示した矢印の方向（つまり相対移動の方向）に走査させるとともに塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させ、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインク５０を着弾させる。塗布ヘッド３６を相対移動の方向に走査させるとき、同時にフレネルレンズ２０を固定しているステージ４３も動作させる。
【０１１６】
このステージ４３の動作方向は、塗布ヘッド３６の相対移動の方向に対して直角の方向で動作（移動）させる。より詳しくは、塗布ヘッド３６の相対移動の方向に直交する直交面において、傾斜したフレネルレンズ２０のレンズ面２１に沿って動作させる。つまり、フレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６とのギャップの距離が一定となるように可動軸３７、および支持軸３８を移動させる。このように可動軸３７の長手方向に沿って、および支持軸３８の長手方向に沿ってステージ４３が直交面上において動作する。
【０１１７】
ここで、インク５０の着弾ずれの方向は、塗布ヘッド３６の第１端から第２端の方向にかけて流れる気流によって規定される。すなわち、ステージ４３を第１端の方向に移動させることで気流によるインク５０の吐出方向への影響を打ち消すことができる。
【０１１８】
また、塗布ヘッド３６を走査させたとき、経時的に動作量を変動させながらステージ４３を動作させる。ステージ４３の動作量は、塗布ヘッド３６を走査させながら、傾斜させたフレネルレンズ２０に対して、ステージ４３を固定してインク５０を吐出させたときの着弾位置のずれ量を事前に調査し、この事前の調査結果から設定する。
【０１１９】
図１２の（ｂ）は、フレネルレンズ２０を傾斜させて塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させたときの着弾ずれを示した概略図である。横軸が塗布ヘッド３６の走査距離（塗布開始点からの相対移動距離）を示し、縦軸が着弾のずれ量を示す。図１２の（ｂ）より、走査距離が大きくなるにつれて、最初は、着弾ずれが急激に変動するが、経時的に安定してくる。この着弾ずれの傾向を元に制御装置によりモータ４０、およびモータ４２を制御し、可動軸３７、および支持軸３８を移動させることで、ステージ４３を、着弾ずれを打ち消す方向に動作させる。すなわち、制御装置は変形例３における、気流による影響を軽減する制御部の一例である。
【０１２０】
図１２の（ｃ）はフレネルレンズ２０を傾斜させて塗布ヘッド３６からインク５０を吐出させたときのステージ４３の動作量の概要を示した図である。横軸は塗布ヘッド３６の走査距離を示し、縦軸がステージ４３の動作量を示している。
【０１２１】
図１２の（ｃ）に示すように、塗布ヘッド３６の走査距離に対して、図１２の（ｂ）に示した着弾ずれ量と同期するように、ステージ４３を動作させる。より詳しくは、着弾ずれの方向と反対方向（つまり、図１２の（ａ）に示す、相対移動の方向と直交する矢印の方向）にステージ４３を動作させる。つまり、図１２の（ｃ）の縦軸に示すステージ４３の動作量は、図１２の（ｂ）に示すずれ量とは逆方向への移動の量である。このときあらかじめ、塗布ヘッド３６の走査距離に対する着弾位置のずれ量を調査しておき、塗布ヘッド３６の走査距離に対応した着弾ずれ量に対するステージ４３の動作量を調整する。
【０１２２】
このように、塗布ヘッド３６の走査時における着弾ずれに対して、ずれ量を打ち消すようにフレネルレンズ２０を固定しているステージ４３を動作させるため、塗布ヘッド３６から吐出されるインク５０の着弾位置のずれがなく、フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３にインク５０を着弾させることができる。
【０１２３】
フレネルレンズ２０の段差部２２の側壁２３へインク５０を着弾させる位置合わせおよび、フレネルレンズ２０の段差部２２へ着弾したインク５０の硬化による塗布膜２４の形成は、変形例１と同じ方法を適用する。この方法により、フレネルレンズ２０の側壁２３に、はみだしのない遮光性を有する塗布膜２４を形成することが出来る。
【０１２４】
以上のように、本実施の形態の変形例３におけるインクジェット塗布装置１００ｃの備える制御装置（制御部）は、さらに、フレネルレンズ２０（被対象物）を傾斜させて塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０とを相対移動させながら塗布ヘッド３６からインク５０をフレネルレンズ２０に対して吐出させるとき、塗布ヘッド３６の相対移動の方向と直角方向にもステージ４３を移動させる。
【０１２５】
これにより、吐出方向の変動を打ち消す方向にステージ４３を動作させることができるので、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【０１２６】
さらに、制御装置は、ステージ４３を相対移動の方向に対して直角方向に移動させるとき、塗布ヘッド３６がフレネルレンズ２０におけるレンズ面２１（被塗布面）に沿う方向に移動させる。
【０１２７】
これにより、ステージ４３を動作させた際にも塗布ヘッド３６とフレネルレンズ２０との距離が一定に保たれるので、吐出のばらつきが抑制され、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【０１２８】
さらに、制御装置は、ステージ４３を相対移動の方向に対して直角方向に移動させるとき、傾斜させたフレネルレンズ２０と塗布ヘッド３６ａとのギャップにおいて、フレネルレンズ２０を吐出方向に対する直角方向から傾斜させた際に広くなる第１端（他端）の方向に移動させる。
【０１２９】
これにより、吐出方向が変動する第２端と逆方向にステージ４３を動作させ、吐出方向の変動を打ち消すことができるので、精度よくインク５０の吐出を行うことができる。
【０１３０】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１３１】
例えば、本実施の形態においては、ステージ４３が３次元方向の移動を、塗布ヘッド３６が１次元方向の移動を行うことで、ステージ４３と塗布ヘッド３６との位置関係を変化させ相対移動する構成としたがこれに限られない。塗布ユニット３３と塗布ヘッド３６とを接続するバーが伸縮自在であり、ガントリー３２がガイド構造の長手方向と直交方向に移動可能な機構を備えることで、塗布ヘッド３６も３次元方向に移動させ、より自由度の高い相対移動を実現してもよい。
【０１３２】
また、本実施の形態においてはライン状に延びた凸形状、および段差形状を想定して説明したが、凸形状、および段差形状が曲線状に延びる構成であってもよい。例えば、塗布ユニット３３の紫外線照射装置３５側に、さらにカメラ等の形状認識装置を備え、当該形状認識装置により認識した表面の形状に基づいて、塗布ヘッド３６、およびステージ４３を移動させ、インク５０を側壁２３に塗布する構成であってもよい。
【０１３３】
またその際に、例えば、ステージ４３がステージ台３１に対して回転可能な機構を備えてもよい。このような機構は、凸形状、および段差形状が曲線状に延びる際に、連続的に変化する側壁２３の位置を、より自由度高く追従できるため有効である。
【０１３４】
また、遮蔽板８０を取り付ける位置は塗布ヘッド３６のインク吐出面外周部としたが、塗布ヘッド３６の側面に取り付けられてもよく、その他であってもよい。
【０１３５】
また、上記実施の形態においては、制御部の例として遮蔽板８０、延長板８１、およびステージ４３を動作させる制御装置を挙げたが、これに限られない。例えば、インク５０を吐出するためのノズルの周囲に排気口を設け、インク５０を中心に配置した層流を形成する構成としてもよい。形成された層流は外部の気流による影響を軽減し、精度のよいインク５０の吐出を行うことができる。
【０１３６】
また上記のような気流の影響を軽減するための制御部を複数例組み合わせて構成してもよい。
【０１３７】
また、上記実施の形態においてインクジェット塗布装置を構成する構成要素について例示したが、インクジェット塗布装置が備える構成要素の各機能は、インクジェット塗布装置を構成する複数の装置にどのように振り分けられてもよい。
【０１３８】
その他、実施の形態、および各変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態、および各変形例における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明のインクジェット塗布装置は、例えばフレネルレンズ等の、凸形状や段差形状を有する被対象物に対して、その側壁のみにインクを塗布して塗布膜を形成することが出来る。よって、各種、立体構造の側壁に対する塗布膜の形成に適用することが可能である。例えば、３次元構造を有するデバイスの側壁への機能膜の形成や立体形状のデザインの加飾など、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  凸形状のライン
２  平板
３、３６、３６ａ  塗布ヘッド
４  凸部
５、２３  側壁
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、５０  インク
７  底面
８  頂部
２０  フレネルレンズ
２１  レンズ面
２２  段差部
２４  塗布膜
２５  設置面
２６  傾斜部
３０  架台
３１  ステージ台
３２  ガントリー
３３  塗布ユニット
３４  観察カメラ
３５  紫外線照射装置
３７  可動軸
３８  支持軸
３９、４５  ボールネジ
４０、４２、４６  モータ
４１  回転軸
４３  ステージ
５２  塗布マージン
５５、５５ａ  インクの吐出方向
６０、６１  ギャップの距離
６２  塗布ヘッドの幅
７０  アクリル板
７１  溝
７３  着弾したインク
７４  距離
８０  遮蔽板
８１  延長板
８２  長さ
８３  変動幅
８４  安定化走査距離
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  インクジェット塗布装置
Ａ  一部領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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