(57)【要約】【課題】簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液滴吐出手段を備える吐出ヘッド３ａ（３）と基板５とを相対移動させながら、吐出ヘッド３ａ（３）が液滴を基板５に吐出して、当該基板５上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、基板５の寸法と、当該基板５を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する領域の相互間隔と、パターンの配列と、当該パターンの個数と、当該パターンの寸法と、隣接するパターンの相互間隔と、パターンを形成するために必要な液滴量と、パターンを形成するために必要な吐出ヘッド３ａ（３）と基板５との相対移動動作の回数と、吐出ヘッド３ａ（３）の数量と、当該吐出ヘッド３ａ（３）の配置と、に基づいて、液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、パターンを形成することを特徴とする。【選択図】  図１
2004337700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、
前記基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する前記領域の相互間隔と、前記パターンの配列と、当該パターンの個数と、当該パターンの寸法と、隣接する前記パターンの相互間隔と、
前記パターンを形成するために必要な液滴量と、前記パターンを形成するために必要な前記吐出ヘッドと前記基板との相対移動動作の回数と、前記吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、
に基づいて、前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項２】
前記パターンの形状に応じて、前記液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータを変換することにより前記液滴吐出データを作成することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出方法。
【請求項３】
前記パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、当該ＣＡＤデータを前記ビットマップデータに変換することにより前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出方法。
【請求項４】
前記ＣＡＤデータのうち、前記液滴の吐出に必要なＣＡＤデータと、前記基板の寸法と、前記液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液滴吐出方法。
【請求項５】
前記液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを前記液滴吐出手段に転送する転送手段と、を具備し、
前記液滴吐出データを前記転送手段を介して前記液滴吐出手段に転送し、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出方法。
【請求項６】
前記作成手段が前記パターンを形成するための全ての液滴吐出データを作成した後に、前記転送手段が当該全ての液滴吐出データを前記液滴吐出手段に転送することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の液滴吐出方法。
【請求項７】
前記液滴吐出データを一時的に記憶する第１の記憶手段を更に具備し、
前記作成手段が前記液滴吐出データを分割的に前記転送手段に転送するための分割データを作成し、
前記第１の記憶手段が当該分割データを記憶した後に、
前記転送手段が前記第１の記憶手段に記憶された前記分割データを前記液滴吐出手段に転送することを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の液滴吐出方法。
【請求項８】
前記液滴吐出データを一時的に記憶する、前記第１の記憶手段とは異なる第２の記憶手段を具備し、
前記作成手段が前記液滴吐出データを分割的に前記転送手段に転送するための第１の分割データ及び第２の分割データを作成し、
前記第１の記憶手段と前記第２の記憶手段のうち選択された前記第１の記憶手段が前記第１の分割データを記憶し、
前記転送手段が当該第１の分割データを前記液滴吐出手段に転送している間に、前記第２の記憶手段が前記第２の分割データを記憶することを特徴とする請求項１、請求項５、請求項７に記載の液滴吐出方法。
【請求項９】
前記転送手段は、前記第１の記憶手段に記憶された前記第１の分割データを前記液滴吐出手段に転送した後に、前記第２の記憶手段に記憶された第２の分割データを、連続して前記液滴吐出手段に転送することを特徴とする請求項１、請求項５、請求項７、請求項８に記載の液滴吐出方法。
【請求項１０】
液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、
前記基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する前記領域の相互間隔と、前記パターンの配列と、当該パターンの個数と、当該パターンの寸法と、隣接する前記パターンの相互間隔と、を設定する第１の入力手段と、
前記パターンを形成するために必要な液滴量と、前記パターンを形成するために必要な前記吐出ヘッドと前記基板との相対移動動作の回数と、前記吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、を設定する第２の入力手段と、
前記第１の入力手段と前記第２の入力手段とに基づいて前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、
を具備し、
当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１１】
前記液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段を更に具備し、
前記作成手段は、前記ビットマップデータに基づいて、前記液滴吐出データを作成することを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
複数のベクトルデータに組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ作成手段を更に具備し、
前記ビットマップデータ作成手段は、前記ＣＡＤデータに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の液滴吐出装置。
【請求項１３】
前記ビットマップデータ作成手段は、前記液滴の吐出に必要なＣＡＤデータと、前記基板の寸法と、前記液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項１４】
前記液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを前記液滴吐出手段に転送する転送手段と、を具備し、
前記液滴吐出データを前記転送手段を介して前記液滴吐出手段に転送し、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出することを特徴とする請求項１０又は請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１５】
前記転送手段は、前記作成手段によって作成された全ての液滴吐出データを前記液滴吐出手段に転送することを特徴とする請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１６】
前記液滴吐出データを一時的に記憶する第１の記憶手段を更に具備し、
当該第１の記憶手段は、前記作成手段によって前記液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする請求項１０又は請求項１４に記載の液滴吐出装置。
【請求項１７】
前記液滴吐出データを一時的に記憶する、前記第１の記憶手段とは異なる第２の記憶手段を更に具備し、
当該第２の記憶手段は、前記作成手段によって前記液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする請求項１０、請求項１４、請求項１６に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【０００３】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を吐出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１７３７０３号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、１枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する領域の相互間隔と、パターンの配列と、当該パターンの寸法と、隣接するパターンの相互間隔と、パターンを形成するために必要な液滴量と、パターンを形成するために必要な吐出ヘッドと基板との相対移動動作の回数と、吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、に基づいて、液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「液滴吐出手段」とは、圧電素子等に供給された所定の電圧波形に応じて吐出ヘッド内の容積を変化させて、これに応じて押圧された液滴を吐出させる機能を有するものである。なお、当該液滴吐出手段としては、圧電素子等を用いた電気機械変換体を限定するものではなく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体や、帯電制御型及び加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式等であってもよい。
また、「液滴吐出データ」とは、上記の電圧波形を液滴吐出手段に供給するためのデータであり、即ち、液滴吐出手段による液滴の吐出を制御するためのデータである。なお、当該液滴吐出データには、吐出ヘッドと基板とを相対移動させるためのデータを含んでおり、即ち、基板上の液滴の吐出位置を決定するためのデータでもある。また、当該液滴吐出データのデータ形式は、「０」と「１」からなる時系列データであって、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているものである。
また、「パターン」とは、基板上に液滴として吐出可能な材料が所定の位置に吐出されて形成されたものであって、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）からなるＲＧＢのカラーフィルタが有する画素パターンや、例えばラビリンス構造を有するコイルやアンテナ等のインダクタンス、コンデンサ等の容量素子からなるキャパシタンス、レジスタンスを有する回路パターン、又は半導体を有するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極等を有するパターン、又は局所的に吐出する必要がある液晶材料や配向膜材料等、を意味する。ここでいう、スイッチング素子とは、液体材料として吐出可能な材料によって形成されたものを意味する。
また、「基板」とは、上記の液滴が吐出されることによってパターンが形成される液滴吐出対象物である。その材料としては、種種のものが採用され、透明性を有する場合には例えばガラス等の基板、透明性が必要ない場合には例えば金属基板等が採用される。また、当該基板の寸法は限定するものではないが、本発明では、特に１ｍを超えるような大型基板を意味する。
また、「領域」とは、所謂チップと呼ばれるものであり、最終的に基板を領域毎に切り出して、例えば液晶装置等の一部品となるものである。また、領域の相互間隔とは、ピッチを意味する。
また、「相対移動動作の回数」とは、上記の液滴の吐出のために、吐出ヘッドと基板とを相対移動する回数であって、パス数を意味する。
本発明によれば、予めＲＯＭやＲＡＭ等に記憶された液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、パターンを形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンの形状に応じて、液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータを変換することにより液滴吐出データを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成し、当該ＣＡＤデータをビットマップデータに変換することによりビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、ＣＡＤデータのうち、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータと、基板の寸法と、液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
ここで、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータとは、ＣＡＤデータのうち液滴の吐出を行う必要がない部分のデータを取り除いて、抽出された必要な部分のＣＡＤデータを意味する。
また、吐出分解能とは、吐出位置の細かさを意味するものである。例えば、吐出分解能が高い場合には単位面積に対して複数の液滴を密に吐出し、吐出分解能が低い場合には単位面積に対して複数の液滴を疎に吐出する。
本発明によれば、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【００１２】
また、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する転送手段とを具備し、液滴吐出データを転送手段を介して液滴吐出手段に転送し、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された上記の液滴吐出データを転送手段によって液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、作成手段がパターンを形成するための全ての液滴吐出データを作成した後に、転送手段が当該全ての液滴吐出データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、液滴吐出データを一時的に記憶する第１の記憶手段を更に具備し、作成手段が液滴吐出データを分割的に転送手段に転送するための分割データを作成し、第１の記憶手段が当該分割データを記憶した後に、転送手段が第１の記憶手段に記憶された分割データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって液滴吐出データが分割されて作成された分割データが第１の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。更に、その後に別の分割データが第１の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。
従って、第１の記憶手段が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【００１５】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、液滴吐出データを一時的に記憶する、第１の記憶手段とは異なる第２の記憶手段を具備し、作成手段が液滴吐出データを分割的に転送手段に転送するための第１の分割データ及び第２の分割データを作成し、第１の記憶手段と第２の記憶手段のうち選択された第１の記憶手段が第１の分割データを記憶し、転送手段が当該第１の分割データを液滴吐出手段に転送している間に、第２の記憶手段が第２の分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、第１の分割データの液滴吐出手段への転送と、第２の分割データの第２の記憶手段への記憶とが、同時に行われるので、当該第２の分割データを作成手段内に滞らせることなく第２の記憶手段に記憶することが可能となる。
従って、第１の記憶手段と第２の記憶手段とを備えることで、第１の分割データと第２の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、転送手段は、第１の記憶手段に記憶された第１の分割データを液滴吐出手段に転送した後に、第２の記憶手段に記憶された第２の分割データを、連続して液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、第１の分割データを液滴吐出手段に転送終了した状態において、第２の分割データが第２の記憶手段に記憶されているので、転送手段は第１の分割データに引き続いて第２の分割データを液滴吐出手段に連続的に転送することが可能となる。
従って、第１の記憶手段と第２の記憶手段とを備えることで、第１の分割データと第２の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する領域の相互間隔と、パターンの配列と、当該パターンの寸法と、隣接するパターンの相互間隔と、を設定する第１の入力手段と、パターンを形成するために必要な液滴量と、パターンを形成するために必要な吐出ヘッドと基板との相対移動動作の回数と、吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、を設定する第２の入力手段と、第１の入力手段と第２の入力手段とに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、を具備し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、第１の入力手段と第２の入力手段に設定されたデータに基づいて作成手段が液滴吐出データを作成する。当該液滴吐出データはＲＯＭやＲＡＭ等に記憶されており、これに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、パターンを形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段を更に具備し、作成手段はビットマップデータに基づいて、液滴吐出データを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータをビットマップデータ作成手段として用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、複数のベクトルデータに組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ作成手段を更に具備し、ビットマップデータ作成手段はＣＡＤデータに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータをＣＡＤデータ作成手段として用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００２０】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、ビットマップデータ作成手段は、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータと、基板の寸法と、液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【００２１】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する転送手段と、を具備し、液滴吐出データを転送手段を介して液滴吐出手段に転送し、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された上記の液滴吐出データを転送手段によって液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【００２２】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、転送手段は作成手段によって作成された全ての液滴吐出データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。本発明によれば、作成手段によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【００２３】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを一時的に記憶する第１の記憶手段を更に具備し、当該第１の記憶手段は作成手段によって液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって液滴吐出データが分割されて作成された分割データが第１の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。更に、その後に別の分割データが第１の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。
従って、第１の記憶手段が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【００２４】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを一時的に記憶する、第１の記憶手段とは異なる第２の記憶手段を更に具備し、当該第２の記憶手段は、作成手段によって液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、第１の分割データの液滴吐出手段への転送と、第２の分割データの第２の記憶手段への記憶とが、同時に行われるので、当該第２の分割データを作成手段内に滞らせることなく第２の記憶手段に記憶することが可能となる。また、第１の分割データを液滴吐出手段に転送終了した状態において、第２の分割データが第２の記憶手段に記憶されているので、転送手段は第１の分割データに引き続いて第２の分割データを液滴吐出手段に連続的に転送することが可能となる。
従って、第１の記憶手段と第２の記憶手段とを備えることで、第１の分割データと第２の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【００２６】
図１に示すように液滴吐出装置１は、制御装置２と、吐出ヘッド群３と、ステージ４と、を主な構成要素として備えている。
このような液滴吐出装置１においては、制御装置２が吐出ヘッド群３及びステージ４の動作を制御することによって、ステージ４に載置された基板５に液滴を吐出し、当該基板５上に所定のパターンを形成するものである。
次に、各構成要素について説明する。
なお、以下の説明においては、吐出ヘッド群３の配置方向をＸ方向とし、また、基板５の搬送方向をＹ方向とし、また、ＸＹ平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【００２７】
吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されており、基台６から立設する支柱７、７間にステージ４を跨ぐようにＸ方向に架設されたＸ方向軸８に移動可能に設けられている。当該吐出ヘッド群３を構成する各吐出ヘッド３ａには、液滴を吐出するノズルが基板５に向かって多数穿設されている（例えば、１８０個のノズルが一列に穿設されている。）。
【００２８】
当該吐出ヘッド３ａは、液滴を貯留するキャビティと、当該キャビティに連通するノズルと、当該キャビティ内に貯留された液状体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出手段とを有した構成となっている。ここで、液滴吐出手段とは、圧電素子（ピエゾ素子）を意味しており、吐出ヘッド３ａの壁面に設けられている。このように構成された吐出ヘッド３ａにおいては、圧電素子に所望の電圧波形を供給することによって、吐出ヘッド３ａの壁面が変形し、キャビティ内の容積が変化し、ノズルから所定量の液滴が吐出される。ここで、圧電素子に供給される電圧波形は、後述する液滴吐出データに基づいて生成されるものである。
なお、吐出ヘッド３ａの液滴吐出手段としては、上記の圧電素子を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００２９】
また、上記の吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されたものであるが、これに限定されるものではない。例えば、各吐出ヘッド３ａのノズルの穿設間隔（ピッチ）に対して、Ｘ方向に１／２ピッチずらした吐出ヘッド３ａを２列配置してもよい。このように吐出ヘッド３ａを多数配列した場合には、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
また、吐出ヘッド３ａをＸ方向に対して所定の角度で傾かせて配置してもよい。この場合でも、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
【００３０】
ステージ４は、基板５を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部４ａと、当該載置部４ａをＸＹ平面上で面内回転可能に連結されたベース部４ｂとによって構成されたものである。また、ベース部４ｂには、エンコーダ４ｃが設けられている。このエンコーダ４ｃは、基台６のＹ方向に沿って設けられたリニアスケール１５のスケールを読み取るものであって、これによってＹ方向のステージ４の位置を検出することが可能となる。
更に、ステージ４は、Ｘ方向と直交するように敷設してあるＹ方向軸９に沿って移動可能に構成されている。ステージ４をＹ方向に移動させる搬送機構としては、Ｙ方向軸９上に配列した永久磁石１０と、ステージ４のベース部４ｂの下側に固設したプレート１１にＹ方向に沿って、かつ、永久磁石１０に近接させて配列した複数のコイル（不図示）とから構成されるリニアモータがあげられる。
【００３１】
基板５は、本実施形態でパターンが形成される対象物である。材料としてはガラス等の透明基板が用いられるが、透明性を要求しない場合には金属板等を採用してもよい。また、当該基板５のサイズは、縦横がそれぞれ１ｍを超えるものである。
また、基板５上に形成されるパターンとしては、ＲＧＢ色を有するカラーフィルタによって形成される画素パターンや、ＴＦＴ回路を形成する場合の金属配線等が挙げられる。
【００３２】
制御装置２は、上述の液滴吐出装置１の各構成要素に電気的に接続されたものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力用のインターフェイス、発振回路等がバス接続された所謂コンピュータである。このような制御装置２は、予め入力されたプログラムに応じて液滴吐出装置１を統括して制御するようになっている。
【００３３】
次に、図２を参照して制御装置２の詳細な構成について説明する。
図２は、制御装置２の機能を説明するためのブロック図である。
図２に示すように、制御装置２は、液滴吐出データ設定値入力部（第１の入力手段）２０と、吐出ヘッド設定値入力部（第２の入力手段）２２と、ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）２４と、ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）２６と、ビットマップ処理部２８と、液滴吐出データ作成部（作成手段）３０と、液滴吐出データ転送部（転送手段）３２と、スイッチ群３４と、ヘッド駆動部３８と、ヘッド駆動制御部４０と、ヘッド位置検出部４２と、液滴吐出タイミング制御部４４と、を有している。
【００３４】
ここで、液滴吐出データ設定値入力部２０は、基板５の寸法と、基板５を複数のチップ（領域）として切り出すためのチップの寸法と、隣接するチップのピッチ（相互間隔）と、画素（パターン）の配列と、画素の個数と、画素の寸法（画素の縦、横のサイズ）と、隣接する画素のピッチ（相互間隔）と、を設定する機能を有している。
また、吐出ヘッド設定値入力部２２は、画素を形成するために必要な液滴量と、画素を形成するために必要な吐出ヘッド群３と基板５とのパス数（相対移動動作の回数）と、使用する上記の吐出ヘッド群３の吐出ヘッド３ａの個数、及び吐出ヘッド３ａの配置を設定する機能を有している。
【００３５】
また、ＣＡＤデータ操作部２４は、基板に形成すべきパターンの設計図となるＣＡＤデータを生成する機能を有し、図形情報（ベクトルデータ、図形の属性等のデータ）を入力するための入力手段と、図形処理機能を有するワークステーション等から構成されている。
また、ビットマップデータ作成部２６は、ＣＡＤデータから要求される分解能のビットマップデータに変換する機能を有している。
また、ビットマップ処理部２８は、ビットマップデータ作成部２６により作成されたビットマップデータを吐出ヘッドの個数、配置、あるいは液滴の基板への着弾径を考慮した回路パターンの細線化の要求に応じて変更する処理を行う。
また、液滴吐出データ作成部３０は、所望のパターンサイズとなるように液滴が着弾した際の着弾径を考慮し、液滴吐出データ（バイナリの時系列データ）を作成するものである。ここで、当該液滴吐出データは、吐出ヘッド群３の各ノズルに対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応するドット数の記録データを含んでいる。
【００３６】
また、液滴吐出データ転送部３２は、液滴吐出データ作成部３０から出力される液滴吐出データを吐出ヘッド群３の液滴吐出手段に転送する機能を有する。
また、スイッチ群３４は、液滴吐出データ転送部３２と吐出ヘッド群３との間に設けられ、吐出ヘッド群３に含まれる複数の各駆動部に１対１に対応して接続され、液滴吐出データ転送部３２から転送される記録データによりオン、オフ状態に設定される複数のスイッチから構成されている。
また、ヘッド駆動部３８は、吐出ヘッド群３と一体化しており、例えば、リニアモータであり、吐出ヘッド群３を基板５の搬送方向と直交する方向に移動させる。
また、ヘッド駆動制御部４０は、ヘッド駆動部３８を図示してないシステムの上位コントローラの指示に基づいてヘッド駆動部３８を駆動制御する。
また、ヘッド位置検出部４２は、基板５が固定されるステージ４の位置の変位量、即ち、基板５上における吐出ヘッド群３の相対位置を検出する機能を有するものである。当該ヘッド位置検出部は、上記のエンコーダ４ｃに相当するものである。
また、液滴吐出タイミング制御部４４は、ヘッド位置検出部４２の検出出力に基づくタイミングで複数の駆動部の各々に駆動信号を供給する。
【００３７】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作（液滴吐出方法）について説明する。
図３及び図４は基板５に画素を形成する場合のフローチャート図である。本実施形態では、例えば、画素として液晶パネルのカラーフィルタを想定している。
【００３８】
まず、液滴吐出対象となる基板５の寸法、基板５から切り出すチップのチップ寸法、チップのピッチを決定し、液滴吐出データ設定値入力部２０に入力する（ステップ１００）。
次に、チップ上の画素配列（例えば、カラーフィルタの配列がストライプ型、デルタ型、モザイク型のいずれの配列であるか）、画素の個数、画素サイズ（画素の縦、横のサイズ）、画素ピッチを決定し、液滴吐出データ設定値入力部２０に入力する（ステップ１０１）。
次に、画素への液滴吐出量、画素への液滴吐出回数（パス数Ｐ）、使用する吐出ヘッド３ａの個数及び配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部２２に入力する（ステップ１０２）。
【００３９】
ここで、ステップ１０２について図５を参照して詳述する。
図５（ａ）は基板５上に形成された画素パターンＲＧＢと、画素パターンＲＧＢを形成するための吐出ヘッド群３を示す平面図、図５（ｂ）は画素パターンＲＧＢの要部Ａを拡大視したピクセルＰＸを示す拡大図である。
図５（ａ）において、画素パターンＲＧＢを形成するための有効吐出幅をＷ１、吐出ヘッド群３の幅をＷ２とすると、必要最小限のパス数Ｐ１は、Ｗ１／Ｗ２で求まる。ここで、パス数Ｐ１の値は小数点を切り上げて整数とする。
更に、液滴吐出量をｑ１、ピクセルＰＸを形成するために必要な要求体積をｑ２、液滴吐出量ｑ１内の材料の含有率をｒとすると、最低吐出発数ｎ１はｑ２／（ｑ１＊ｒ）で求まる。更に、ピクセルＰＸの長さをｌ、当該ピクセルＰＸ内に吐出される液滴の着弾直径をｄとすると、ピクセルＰＸ内に一連に吐出してよい最大吐出発数ｎ２は、ｌ／ｄよりも以下であればよい。従って、最終的にパス数ＰはＰ１＊（ｎ１／ｎ２）で求まる。
【００４０】
次に、再び図３に戻り、液滴吐出装置の動作について説明する。
液滴吐出データ作成部３０では、液滴吐出データ設定値入力部２０及び吐出ヘッド設定値入力部２２より入力されたデータに基づいて液滴吐出データを作成する（ステップ１０３）。
次に、ステージ４の搬送機構と、ヘッド駆動制御部４０とによって基板５を搬送し、位置決めを行う（ステップ１０４）。
【００４１】
次に、全ての液滴吐出データを液滴吐出データ転送部３２に転送する（ステップ１０５）。
液滴吐出データ転送部３２では、まず、最初のパスの液滴吐出データを、スイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１０６）。次に、吐出ヘッド群３のノズルに対向する位置まで搬送された基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１０７）。
【００４２】
次に、最初のパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１０８）。ステップ１０８の判定が否定された場合にはステップ１０７に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１０８の判定が肯定された場合には、次のパスの液滴吐出データを、スイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１０９）。次に、既述したように基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１１０）。
【００４３】
次に、全てのパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１１１）。ステップ１１１の判定が否定された場合にはステップ１０９に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１１１の判定が肯定された場合には、基板５は、ステージ４の搬送機構により他の工程に移送するように搬出される（ステップ１１２）。
【００４４】
上述したように、液滴吐出装置１においては、予めＲＯＭやＲＡＭ等に記憶された液滴吐出データに基づいて吐出ヘッド群３から基板５上の所定の位置に吐出することにより、画素等のパターンを形成することが可能となる。
また、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成する画素等のパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板５上にパターンを形成することが可能となる。
また、液滴吐出データ作成部３０によって作成された上記の液滴吐出データを液滴吐出データ転送部３２とによって液滴吐出手段に転送することが可能となる。また、液滴吐出データ作成部３０によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッド群３は当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例（液滴吐出方法）を図６に示す。
図６は、基板に回路パターンを形成する場合のフローチャート図である。回路パターンを形成するために、例えば、配線パターンを形成する場合には金属を含む液滴を使用するものとする。
【００４６】
まず、液滴吐出対象となる基板のサイズ、液滴吐出分解能を決定する（ステップ２００）。
次に、ＣＡＤデータ操作部２４により、回路パターンのＣＡＤデータから液滴吐出に必要な部分を抜き出し、ビットマップデータ作成部２６に出力する（ステップ２０１）。
次に、ビットマップデータ作成部２６は、ＣＡＤデータから要求される分解能のビットマップデータに変換し、液滴吐出データ作成部３０に出力する（ステップ２０２）。
【００４７】
次に、ビットマップデータ処理部２８は、液滴吐出の仕方に応じてビットマップデータを処理する（ステップ２０３）。即ち、吐出ヘッド群３のノズルピッチと画素ピッチが合わない場合、要求される液滴量が１度に打てない場合、あるいは１度に打つと液滴が固まってしまい目的とするパターンが得られない場合等を考慮してビットマップデータを変更する処理を行う。
【００４８】
次に、使用する吐出ヘッド群３のヘッド個数、配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部２２により液滴吐出データ作成部に入力する（ステップ２０４）。
次に、液滴吐出データ作成部３０では、ビットマップデータ処理部２８及び吐出ヘッド設定値入力部２２より入力されたデータに基づいて液滴吐出データを作成する（ステップ２０５）。この後の動作は、図３及び図４におけるステップ１０４〜１１２と同一であるので、重複する説明は省略する。
【００４９】
上述したように、液滴吐出装置１においては、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。
また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板５上にパターンを形成することが可能となる。
また、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なＣＡＤデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【００５０】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例（液滴吐出方法）を図７に示す。
図７（ａ）は制御装置２の機能を説明するためのブロック図、図７（ｂ）は基板５に画素を形成する場合のフローチャート図である。
ここでは、先に記載した実施形態と同様のブロック図及びフローチャート図を省略し、異なる部分のみを示している。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、制御装置２は図２に示した液滴吐出データ作成部３０と液滴吐出データ転送部３２との間に、バッファ部（第１の記憶手段）５０を備えた構成となっている。
バッファ部５０とは、液滴吐出データ転送部３２が液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する前に、液滴吐出データが複数に分割された分割データを一時的に記憶するものである。
【００５２】
次に、上記バッファ部５０を備えた場合の動作について説明する。
まず、図３のステップ１０３に示したように液滴吐出データを作成する。当該ステップ１０３より以前の動作は、上記と同様であるので説明を省略する。
次に、液滴吐出データを容易に液滴吐出データ転送部３２に転送するためのデータ量にするために、液滴吐出データ作成部３０が液滴吐出データを分割することにより分割データを作成する（ステップ３００）。
次に、図３のステップ１０４に示したようにヘッド駆動制御部４０とによって基板５を搬送し、位置決めを行う。
次に、分割データをバッファ部５０に記憶する（ステップ３０１）。
次に、分割データを液滴吐出データ転送部３２に転送する（ステップ３０２）。ここで、バッファ部５０は、液滴吐出データ転送部３２が全ての分割データを液滴吐出手段に転送するまで、当該分割データを記憶する。
次に、液滴吐出データ転送部３２では、まず、最初のパスの分割データをスイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ３０３）。この後の動作は、図３及び図４の液滴吐出データに代わって分割データが処理される。その処理過程はステップ１０４〜１１２と同一であるので、重複する説明は省略する。
【００５３】
上述したように、バッファ部５０を備えた構成においては、バッファ部５０が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが吐出ヘッド群３（液滴吐出手段）に転送されるので、吐出ヘッド群３は当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【００５４】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例（液滴吐出方法）を図８に示す。
図８（ａ）は制御装置２の機能を説明するためのブロック図、図８（ｂ）は基板５に画素を形成する場合のフローチャート図である。
ここでは、先に記載した実施形態と同様のブロック図及びフローチャート図を省略し、異なる部分のみを示している。
【００５５】
図８（ａ）に示すように、制御装置２は図２に示した液滴吐出データ作成部３０と液滴吐出データ転送部３２との間に、第１のバッファ部（第１の記憶手段）５１と、第２のバッファ部（第２の記憶手段）５２を備えた構成となっている。第１のバッファ部及び第２のバッファ部とは、液滴吐出データ転送部３２が液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する前に、液滴吐出データが複数に分割された分割データを一時的に記憶するものである。
【００５６】
次に、上記バッファ部５０を備えた場合の動作について説明する。
まず、図３のステップ１０３に示したように液滴吐出データを作成する。当該ステップ１０３より以前の動作は、上記と同様であるので説明を省略する。
次に、液滴吐出データを容易に液滴吐出データ転送部３２に転送するためのデータ量にするために、液滴吐出データ作成部３０が液滴吐出データを分割することにより第１の分割データと第２の分割データを作成する（ステップ４００）。次に、図３のステップ１０４に示したようにヘッド駆動制御部４０とによって基板５を搬送し、位置決めを行う。
次に、第１の分割データを第１のバッファ部５１に記憶する（ステップ４０１）。
【００５７】
次に、第１の分割データを液滴吐出データ転送部３２に転送する（ステップ３０２）。ここで、第１のバッファ部５１は、液滴吐出データ転送部３２が全ての第１の分割データを液滴吐出手段に転送するまで、当該第１の分割データを記憶する。
次に、液滴吐出データ転送部３２では、まず、最初のパスの第１の分割データをスイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送すると同時に、第２の分割データを第２のバッファ部５２に記憶する。（ステップ４０３）。ここで、第１の分割データが転送されると、第２の記憶データは、上記同様に液滴吐出データ転送部３２によって吐出ヘッド群３に転送される。
その処理過程はステップ１０４〜１１２と同一であるので、重複する説明は省略する。
【００５８】
上述したように、第１のバッファ部５１及び第２のバッファ部５２を備えた構成においては、第１の分割データの吐出ヘッド群３（液滴吐出手段）への転送と、第２の分割データの第２のバッファ部５２への記憶とが、同時に行われるので、当該第２の分割データを液滴吐出データ作成部３０内に滞らせることなく第２のバッファ部５２に記憶することが可能となる。
また、第１の分割データを吐出ヘッド群３に転送終了した状態において、第２の分割データが第２のバッファ部５２に記憶されているので、液滴吐出データ転送部３２は第１の分割データに引き続いて第２の分割データを吐出ヘッド群３に連続的に転送することが可能となる。
従って、第１の記憶手段と第２の記憶手段とを備えることで、第１の分割データと第２の分割データを連続的に吐出ヘッド群３に転送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の液滴吐出装置の制御装置の機能を説明するブロック図。
【図３】本発明の液滴吐出装置で画素を形成するフローチャート図。
【図４】図３に続くフローチャート図。
【図５】画素パターンと吐出ヘッド群とを示す平面図と、画素の拡大図。
【図６】本発明の液滴吐出装置で回路を形成するフローチャート図。
【図７】制御装置の他の機能を説明するブロック図、及びフローチャート図。
【図８】制御装置の他の機能を説明するブロック図、及びフローチャート図。
【符号の説明】
１…液滴吐出装置、３…吐出ヘッド群、３ａ…吐出ヘッド、５…基板、ＲＧＢ…画素パターン（パターン）、３０…液滴吐出データ作成部（作成手段）、３２…液滴吐出データ転送部（転送手段）、５０、５１…第１のバッファ部（第１の記憶手段）、５２…第２のバッファ部（第２の記憶手段）、２０…液滴吐出データ設定値入力部（第１の入力手段）、２２…吐出ヘッド設定値入力部（第２の入力手段）、２４…ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）、２６…ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）
【図１】
2004337700.tif 000003
【図２】
2004337700.tif 000004
【図３】
2004337700.tif 000005
【図４】
2004337700.tif 000006
【図５】
2004337700.tif 000007
【図６】
2004337700.tif 000008
【図７】
2004337700.tif 000009
【図８】
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