(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液を吐出するノズルと、
前記ノズルを複数保持するヘッドと、
前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させる駆動部と、
前記ヘッドの前記塗布対象物との相対位置を検出する位置検出部と、
塗液を吐出する吐出位置座標を前記ノズル毎に記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記ノズル毎の前記吐出位置座標を保持する前記ノズル毎に備えられたレジスタと、
前記位置検出部が前記吐出位置座標に相当する位置を検出するまでに、予め前記ノズル毎の前記吐出位置座標を前記レジスタに保持させる調停部と、
前記レジスタに保持された前記各ノズルの前記吐出位置座標と前記位置検出部が検出した位置を比較する前記ノズル毎に設けた比較器と、
前記各比較器で比較した結果、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に当該ノズルから塗液を吐出する駆動波形を生成する吐出駆動波形生成部と、を備えたことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
複数の前記レジスタがそれぞれ保持すべき前記吐出位置座標を、一の前記調停部がそれぞれの前記レジスタに保持させることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記レジスタはシフトレジスタで構成し、当該シフトレジスタは複数の吐出位置座標を保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
【請求項４】
ヘッドに保持した複数のノズル毎の吐出位置座標を予め前記ノズル毎に備えたレジスタに保持させ、
前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、前記ヘッドの前記塗布対象物との相対位置を検出し、
各前記レジスタに保持された前記ノズル毎の前記吐出位置座標と前記相対位置とを比較し、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に、当該ノズルから塗液を吐出し、
当該吐出が完了した前記ノズルに対応する前記レジスタに新たな吐出位置座標を保持させることを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状又はシート状の対象物に塗液を塗布する塗布装置及び塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有機ＥＬやタッチパネルの基板上に回路を形成するために、インクジェット等のノズルから塗液を吐出して基板に塗布することが行われている。回路を形成するためには、自由に塗布形状が描けることが求められ、ヘッドを移動させながら決められた位置に到達したら、ヘッドに備えたノズルから順次塗液を吐出するように吐出タイミングを制御して回路を形成している。
【０００３】
特開２００４−２９０９５８号公報には、格子状の複数の単位領域であるピクセルを有するビットマップを設定して、設定されたピクセル位置に塗液を吐出するように吐出タイミングを制御した構成が記載されている。また、ヘッドに複数のノズルを備えて、それぞれのノズルの吐出タイミングをビットマップなどの画像データで設定することも従来行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４−２９０９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のビットマップを設定した吐出タイミング制御について、図６を用いて説明する。ヘッド３には５つのノズル４１〜４５が設けられていてヘッド３が塗布方向に移動しながら各ノズル４１〜４５から塗液を吐出するように構成されている。吐出駆動波形はビットマップの塗布方向に直交する当該縦列の全ての格子に生成されるが、ビットマップに設定された位置（図６における塗りつぶされた格子の位置）に各ノズル４１〜４５が移動したときに該当するノズル４１〜４５からのみ塗液を吐出するように構成されている。そして、ビットマップの設定を変更することにより、格子毎に自由に吐出位置を決めることができ、基板に塗布する形状を自由に決めることができる。
【０００６】
ヘッド３が塗布方向へ移動しながらの塗布には塗布方向又は塗布方向に直交する方向の直線を描画するような塗布だけでなく、塗布方向に直交する方向から少し角度のついた直線（すなわち斜め直線）を描画するような塗布もあり、その場合は、１つのノズル４１〜４５で連続的に塗液を吐出するのではなく、順に異なるノズル４１〜４５で塗液を吐出する必要がある。
【０００７】
ノズル４１〜４５から塗液を吐出すると塗布対象となる面ではたとえば着弾した液滴が直径２０μｍくらいに広がる場合があり、その場合においては、同一ノズル４１〜４５から塗布方向に連続的に塗布し、欠けの無い直線を描画するには、およそ２０μｍおきに塗液を吐出すればよい。しかし、斜めに滑らかな形状の線を塗布する場合は異なるノズル間での高分解能が必要で、およそ１μｍ程度の塗布位置分解能が要求される。
【０００８】
しかしながら、ビットマップなどの画像データで吐出位置が設定されている場合は、既に述べたように吐出しないノズルも含めて当該縦列のすべての格子位置で吐出駆動波形が生成されているので、吐出駆動波形の１サイクルに要する時間が格子サイズに相当する移動時間内に収まっている必要がある。この吐出駆動波形の１サイクルは吐出する塗液の容量で定まっており、１サイクルに要する時間を短縮することは容易ではない。
また、吐出駆動波形の１サイクルに相当する時間にヘッドが塗布しながら移動できる距離はビットマップを構成する格子サイズとなるため、塗布速度は、
塗布速度  ＝  （格子サイズ）／（吐出駆動波形時間）・・・・・・式１
で規定され、塗布位置分解能すなわち格子サイズを１μｍ、吐出駆動波形時間を５０μｓｅｃとすると塗布速度は２０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【０００９】
塗布速度が上記の式１で規定されるため、吐出駆動波形の１サイクル時間を短縮し格子サイズを細かくして塗布位置分解能を向上させたとしても塗布速度が低下し、塗布速度を高速化するために格子サイズを粗くすれば、塗布位置分解能が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決して、塗布位置分解能を向上させるとともに、塗布速度を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、塗液を吐出するノズルと、
前記ノズルを複数保持するヘッドと、
前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させる駆動部と、
前記ヘッドの前記塗布対象物との相対位置を検出する位置検出部と、
塗液を吐出する吐出位置座標を前記ノズル毎に記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記ノズル毎の前記吐出位置座標を保持する前記ノズル毎に備えられたレジスタと、
前記位置検出部が前記吐出位置座標に相当する位置を検出するまでに、予め前記ノズル毎の前記吐出位置座標を前記レジスタに保持させる調停部と、
前記レジスタに保持された前記各ノズルの前記吐出位置座標と前記位置検出部が検出した位置を比較する前記ノズル毎に設けた比較器と、
前記各比較器で比較した結果、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に当該ノズルから塗液を吐出する駆動波形を生成する吐出駆動波形生成部と、を備えたことを特徴とする塗布装置を提供するものである。
【００１２】
この構成により、一のノズルによる吐出駆動波形の１サイクルに制限を受けることがなく、位置検出部の分解能で、他のノズルによる吐出駆動波形を生成することができる。したがって、斜め直線の塗布時に必要となる異なるノズルでの塗布位置分解能を位置検出部の分解能まで向上できる。
【００１３】
また、吐出駆動波形の生成はビットマップの格子毎ではなくノズル毎となり、その間隔は同一ノズルでの吐出間隔となるから、吐出駆動波形の１サイクルに要する時間にヘッドが移動できる距離が長くなり、塗布速度を向上できる。
【００１４】
さらに、記憶部の読み出しに比較的長い時間を要する場合でも、塗液を吐出する吐出位置座標を記憶部から読み出して予めレジスタに保持しておくことにより、吐出位置座標と、位置検出部が検出した駆動部の位置とを高速に比較して塗液を吐出することで塗布速度を向上できる。
【００１５】
複数の前記レジスタがそれぞれ保持すべき前記吐出位置座標を、一の前記調停部がそれぞれの前記レジスタに保持させる構成としてもよい。
【００１６】
この構成により、簡単な構成で複数のレジスタにそれぞれの吐出位置座標を保持させることができる。
【００１７】
また、前記レジスタはシフトレジスタで構成し、当該シフトレジスタは複数の吐出位置座標を保持するように構成してもよい。
【００１８】
この構成により、一部液滴を密集させて塗布を行う部分があり、その部分において、レジスタが吐出位置座標出力を更新する時間間隔の方がレジスタへ吐出位置座標を保持させる時間間隔よりも短い場合であっても、予め複数の吐出位置座標が保持されているので、途切れることなく吐出位置座標と検出された駆動部の位置とを比較器で比較して塗液を吐出することができる。
【００１９】
また、上記の課題を解決するために本発明は、ヘッドに保持した複数のノズル毎の吐出位置座標を予め前記ノズル毎に備えたレジスタに保持させ、
前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、前記ヘッドの前記塗布対象物との相対位置を検出し、
各前記レジスタに保持された前記ノズル毎の前記吐出位置座標と前記相対位置とを比較し、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に、当該ノズルから塗液を吐出し、
当該吐出が完了した前記ノズルに対応する前記レジスタに新たな吐出位置座標を保持させることを特徴とする塗布方法を提供するものである。
【００２０】
この構成により、一のノズルによる吐出のサイクルに制限を受けることがなく、位置検出の分解能で、他のノズルによる吐出をすることができる。したがって、斜め直線の塗布時に必要となる異なるノズルでの塗布位置分解能を位置検出の分解能まで向上できる。
【００２１】
また、吐出の間隔はビットマップの格子毎ではなくノズル毎となり、その間隔は同一ノズルでの吐出間隔となるから、吐出のサイクルに要する時間にヘッドが移動できる距離が長くなり、塗布速度を向上できる。
【００２２】
さらに、塗液を吐出する吐出位置座標を予めレジスタに保持しておくことにより、吐出位置座標と、位置検出したノズルの位置とを高速に比較して塗液を吐出することで塗布速度を向上できる。
【発明の効果】
【００２３】
上記のように、塗液を吐出するノズルと、前記ノズルを複数保持するヘッドと、前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させる駆動部と、前記ヘッドの位置を検出する位置検出部と、塗液を吐出する吐出位置座標を前記ノズル毎に記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した前記ノズル毎の前記吐出位置座標を前記ノズル毎に保持するレジスタと、前記位置検出部が前記吐出位置座標に相当する位置を検出するまでに、予め前記吐出位置座標を前記レジスタに保持させる調停部と、前記レジスタに保持された前記各ノズルの前記吐出位置座標と前記位置検出部が検出した位置を比較する前記ノズル毎に設けた比較器と、前記各比較器で比較した結果、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に当該ノズルから塗液を吐出する駆動波形を生成する吐出駆動波形生成部とを備えたことを特徴とする塗布装置により、塗布位置分解能を向上させ、かつ塗布速度を向上させることができる。
【００２４】
また、塗液を吐出するノズルと、前記ノズルを複数保持するヘッドと、前記ヘッドを塗液の吐出位置まで移動させるよう前記ヘッドと塗布対象物とを相対移動させる駆動部と、前記ヘッドの位置を検出する位置検出部と、塗液を吐出する吐出位置座標を前記ノズル毎に記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した前記ノズル毎の前記吐出位置座標を前記ノズル毎に保持するレジスタと、前記位置検出部が前記吐出位置座標に相当する位置を検出するまでに、予め前記吐出位置座標を前記レジスタに保持させる調停部と、前記レジスタに保持された前記各ノズルの前記吐出位置座標と前記位置検出部が検出した位置を比較する前記ノズル毎に設けた比較器とを備え、前記各比較器で比較した結果、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に、当該ノズルから塗液を吐出することを特徴とする塗布方法により、塗布位置分解能を向上させ、かつ塗布速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の塗液吐出概要を示す図。
【図２】吐出位置座標データの例を示す図。
【図３】本発明の実施例１における制御回路を示す図。
【図４】本発明の実施例１における塗液吐出タイミングを示す図。
【図５】本発明の実施例２における制御回路を示す図。
【図６】従来の塗液吐出概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２６】
図１〜図４を用いて、本発明の塗布装置及び塗布方法の実施例１について説明する。図１は、本発明の塗液吐出概要を示しており、図２は、記憶部に記憶された吐出位置座標データの例を示しており、図３は、本発明の実施例１における制御回路を示しており、図４は、本発明の塗液吐出タイミングを示している。
【００２７】
図１に示すように、ヘッド３は５つのノズル４１〜４５を備えており、各ノズル４１〜４５はインクジェット式のノズルからなっている。ヘッド３は、図示しない駆動部により塗布方向に移動しながら、決められた吐出位置を図示しない位置検出部が検出すると各ノズル４１〜４５から塗液を吐出して基板上に回路を形成する。
なお、ヘッド３を移動させずに図示しない塗布対象物を移動させてもよく、ヘッド３と塗布対象物とが相対的に移動する構成であればよい。
また、ノズルの数は、５つには限定されず、複数であれば６つ以上でも４つ以下でも構わない。
【００２８】
従来のようにビットマップで吐出位置座標が設定されている場合は、ビットマップの格子サイズが塗布位置分解能となり、たとえば５０８０ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）で表現されたビットマップであればおよそ５μｍの分解能であった。本発明においては、図２に示すようにノズル毎に吐出位置座標を記憶部に記憶していて位置検出部が検出した位置と吐出位置座標を比較して、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合に塗液を吐出させるので、位置検出部の分解能を塗布位置分解能とすることができる。実施例１では、位置検出部として駆動部に設けたエンコーダを用いており、およそ０．５μｍという高い分解能を得ることができる。
【００２９】
なお、実施例１では、塗液を吐出すべき位置であると判断した場合として、吐出位置座標と位置検出部が検出した位置とが一致したときとしている。しかしながら、吐出位置座標と位置検出部が検出した位置にオフセットを加味した値とが一致したときとしてもよい。オフセットの値は、時間でもよいし、エンコーダのパルス数としてもよい。
【００３０】
また、位置検出部はエンコーダに限らず、ＴＶカメラや光センサによりマーク等の対象物を検出するものでもよい。ＴＶカメラや光センサを用いることにより、さらに位置検出分解能を向上させることができる。
【００３１】
塗布速度は、
塗布速度  ＝  （同一ノズル吐出間隔）／（吐出駆動波形時間）・・・式２
で規定され、同一ノズルでの吐出間隔は、塗布方向に直線を欠け無く塗布することができる吐出間隔である２０μｍとすることができるので、吐出駆動波形時間が５０μｓｅｃの場合は４００ｍｍ／ｓｅｃとなり従来より大幅に高速化できる。
【００３２】
また、上記塗布速度を具現化するために、本発明の実施例１においては、図３に示すようにノズル毎にレジスタ１１〜１５を備えている。各レジスタ１１〜１５には、調停部２が記憶部から吐出位置座標を読み出して保持させる。各レジスタ１１〜１５に保持された吐出位置座標はノズル毎に備えた比較器２１〜２５のうちの該当する比較器２１〜２５の一方に入力される。位置検出部から出力されるパルスは、カウンタ１により計数して駆動部の位置をすべての比較器２１〜２５のもう一方に入力される。
【００３３】
各比較器２１〜２５は、位置検出部が検出した駆動部の位置と、対応するレジスタ１１〜１５に保持された吐出位置座標とを比較し、一致した場合に該当の吐出駆動波形生成部３１〜３５を駆動して、吐出駆動波形をノズル毎に生成し該当のノズル４１〜４５から塗液を吐出させる。その後、レジスタ１１〜１５には新たな吐出位置座標を保持することによって、レジスタ１１〜１５の出力データを更新して新たな位置での吐出に備える。
【００３４】
図４を用いて、塗液吐出タイミングについて説明する。図４には、例としてノズル４１及びノズル４２における塗液吐出タイミングについて記載しているがノズル４３〜４５についても同様である。
位置検出部の出力パルスをカウンタ１がカウントし、ヘッド３の移動位置に相当するタイミングＴ１、Ｔ２、・・・Ｔｎ・・・Ｔｍを出力して比較器２１〜２５のもう一方に入力している。このカウンタ１がカウントするタイミングの分解能は位置検出部（本実施例１においては、エンコーダ）の分解能に相当している。
【００３５】
まず、記憶部からノズル４１用の吐出位置座標Ｔ１を読み出してレジスタ１１に保持させ、比較器２１の一方に入力しておく。そうすると、カウンタ１がタイミングＴ１を出力し比較器２１のもう一方に入力すると比較器２１は、両者が一致していると判断し、吐出駆動波形生成部３１に信号を出力することにより、ノズル４１に吐出駆動波形を出力して塗液を吐出させる。
【００３６】
ノズル４１の吐出駆動と並行して、又はそれより前の、カウンタ１がタイミングＴ２をカウントする前までに記憶部からノズル４２の吐出位置座標Ｔ２を読み出してレジスタ１２に保持させ比較器２２の一方に入力する。そうするとカウンタ１がタイミングＴ２をカウントして比較器２２のもう一方に入力すると比較器２２は両者が一致していると判断し、信号を吐出駆動波形生成部３２に信号を出力してノズル４２に対して吐出駆動波形を出力し、ノズル４２から塗液を吐出させる。
【００３７】
以下、同様にカウンタ１がタイミングＴｎをカウントする前に、レジスタ１１にノズル４１用の吐出位置座標Ｔｎを記憶部から読み出して保持し比較器２１の一方に入力しておくことにより、カウンタ１がタイミングＴｎをカウントして比較器２１のもう一方に入力したら、比較器２１は両者が一致していると判断して吐出駆動波形生成部３１に信号を出力し、ノズル４１に対して吐出駆動波形を出力してノズル４１から塗液を吐出させる。
【００３８】
また、カウンタ１がタイミングＴｍをカウントする前に、レジスタ１２にノズル４２用の吐出位置座標Ｔｍを記憶部から読み出して保持し比較器２２の一方に入力しておくことにより、カウンタ１がタイミングＴｍをカウントして比較器２２のもう一方に入力したら、比較器２２は両者が一致していると判断して吐出駆動波形生成部３２に信号を出力し、ノズル４２に対して吐出駆動波形を出力してノズル４２から塗液を吐出させる。
【００３９】
このように、実施例１においては、ノズル毎にレジスタ１１〜１５、比較器２１〜２５、及び吐出駆動波形生成部３１〜３５を備えているので、カウンタ１が吐出位置座標に相当する位置であるタイミングＴ１をカウントする前に、予めレジスタ１１に吐出位置座標Ｔ１を保持させておき、カウンタ１が吐出位置座標に相当する位置であるタイミングＴ２をカウントする前に、予めレジスタ１２に吐出位置座標Ｔ２を保持させておくことにより、位置検出部の分解能に相当するタイミングＴ１、Ｔ２にて、異なるノズルであるノズル４１、ノズル４２から塗液を吐出から塗液を吐出させることができ、塗布位置分解能を位置検出部の分解能である０．５μｍに向上させることができる。
【００４０】
また、同一ノズルでの吐出間隔は、塗布方向に直線を欠け無く塗布するときに必要な吐出間隔である２０μｍとすることができるので、吐出駆動波形時間が５０μｓｅｃの場合の塗布速度は上述の式２より、４００ｍｍ／ｓｅｃとなり従来の２０ｍｍ／ｓｅｃより大幅に高速化できる。
【００４１】
また、塗布位置分解能を位置検出部であるエンコーダの分解能とすることができるので、従来の１μｍに対して０．５μｍと向上させることができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２について、図５を用いて説明する。実施例２の制御回路は実施例１の制御回路とほぼ同じであるが、レジスタ１１〜１５に替えて、レジスタ１１１〜１１５を備えているところが異なり、他は同じである。
レジスタ１１１〜１１５には、調停部２が記憶部から吐出位置座標を読み出して保持させることができる。レジスタ１１１〜１１５の出力は比較器２１〜２５の一方に入力されていて、実施例１と同様に位置検出部が検出した位置と比較することができる。
【００４３】
そして、レジスタ１１１〜１１５は、ＦＩＦＯからなるシフトレジスタで構成していて、レジスタ１１１〜１１５には複数の吐出位置座標を保持させることができる。保持された複数の吐出位置座標のうち最初に保持されたものから比較器２１〜２５に入力され、一の比較が比較器で行われると図示しない信号がレジスタ１１１〜１１５に入力され、レジスタ１１１〜１１５内の吐出位置座標はシフトされて、保持されている次の吐出位置座標が比較器２１〜２５に入力される。
【００４４】
調停器２は、レジスタ１１１〜１１５内で保持されている複数の吐出位置座標がシフトされるとその情報をレジスタ１１１〜１１５から受け取って、新たな吐出位置座標をレジスタ１１１〜１１５に保持させる。
【００４５】
この構成により、液滴を密集させて塗布を行う部分において、レジスタが吐出位置座標出力を更新する時間間隔の方がレジスタへ吐出位置座標を保持させる時間間隔よりも短い場合であっても、予め複数の吐出位置座標がシフトレジスタ１１１〜１１５に保持されているので、途切れることなく吐出位置座標と位置検出部が検出した位置とを比較器２１〜２５で比較して塗液を吐出することができる。
【００４６】
実施例２においても、同一ノズルでの吐出間隔は２０μｍとすることができるので、吐出駆動波形時間が５０μｓｅｃの場合の塗布速度は上述の式２で規定され、４００ｍｍ／ｓｅｃとなり従来の２０ｍｍ／ｓｅｃより大幅に高速化できる。
また、塗布位置分解能を位置検出部であるエンコーダの分解能とすることができるので、従来の１μｍに対して０．５μｍと向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、板状又はシート状の対象物に塗液を塗布する塗布装置及び塗布方法に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１              カウンタ
２              調停部
３              ヘッド
１１〜１５      レジスタ
２１〜２５      比較器
３１〜３５      吐出駆動波形生成部
４１〜４５      ノズル
１１１〜１１５  レジスタ
【図１】
0006499454.tif 000002
【図２】
0006499454.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006499454.tif 000007