(57)【要約】【課題】  マルチノズルインクジェット塗布装置において、多くのノズルから吐出した液滴の着地位置がばらつくのを防止し、高精度なエッジ部と、均一な膜厚を形成すること。【解決手段】  まず、塗布画像をエッジ画像と内部画像に分ける。次に、各エッジ画像について、各々一本のノズルによって微小液滴で連続的に細く塗布・記録する。最後に、内部画像を通常の方法で記録する。【効果】  エッジ画像は、濡れ広がりが抑えられ位置的に高精度に塗布できる。内部画像は、レベリング効果で膜厚均一になるとともに、エッジ部では先に塗布されたエッジ画像に倣うため、高い位置精度が維持される。【選択図】  図１
2005246248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット塗布ヘッドに複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持たせ、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させ、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布方法であって、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、エッジ画像情報を抽出するステップと、抽出したエッジ画像を前記塗布基板に塗布するエッジ画像塗布ステップと、このエッジ画像塗布ステップの後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布ステップを備えたことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【請求項２】
インクジェット塗布ヘッドに複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持たせ、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させ、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布方法であって、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出するステップと、抽出したエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを回転させるステップと、前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを相対移動させながら、前記エッジ画像を前記塗布基板に塗布するエッジ画像塗布ステップと、このエッジ画像塗布ステップの後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布ステップを備えたことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【請求項３】
インクジェット塗布ヘッドに複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持たせ、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させ、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布方法であって、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出するステップと、抽出したエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板を回転させる基板回転ステップと、前記塗布ヘッドを回転及び／又は平行移動させることによって前記エッジ画像の各走査線に各ノズル位置を合わせるヘッド移動ステップと、前記エッジ画像を前記塗布基板に走査方向に設定されたピッチで塗布するエッジ画像塗布ステップと、このエッジ画像塗布の後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布ステップを備えたことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【請求項４】
複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持つインクジェット塗布ヘッドと、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させる手段を備え、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布装置において、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、エッジ画像情報を抽出する手段と、抽出された前記エッジ画像を前記塗布基板に塗布するエッジ画像塗布手段と、このエッジ画像塗布後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項５】
複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持つインクジェット塗布ヘッドと、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させる手段を備え、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布装置において、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出する手段と、抽出されたエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを回転させる手段と、前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを相対移動させながら、前記エッジ画像を前記塗布基板に塗布するエッジ画像塗布手段と、このエッジ画像塗布後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項６】
複数ノズルを一列直線的に配置した１つまたは複数のノズルモジュールから構成されるインクジェット塗布ヘッドを備え、塗布基板を移動させインクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板の塗布領域に塗布するインクジェット塗布装置において、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、複数の角度のエッジ画像情報を抽出する画像処理手段と、抽出されたエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを回転させる手段と、前記塗布ヘッド及び／又は前記塗布基板を回転及び／又は平行移動させることによって前記エッジ画像の走査線にノズル位置を合わせる手段と、前記エッジ画像を前記塗布基板に走査方向に設定されたピッチで塗布するエッジ画像塗布手段と、このエッジ画像塗布後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかにおいて、前記エッジ画像塗布手段におけるインク吐出液滴量を、前記内部画像塗布手段におけるインク吐出液滴量よりも少なくしたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかにおいて、前記エッジ画像塗布手段におけるインク吐出ピッチを、前記内部画像塗布手段におけるインク吐出ピッチよりも小さくしたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれかにおいて、前記エッジ画像の方向が前記塗布基板の移動方向に合うように前記塗布基板を回転させる基板回転手段と、前記塗布ヘッドを回転させるとともに複数のノズルモジュールを平行移動させることによって、回転されたエッジ画像の走査線にノズル位置を合わせる手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項１０】
請求項４〜８のいずれかにおいて、前記エッジ画像の方向が前記塗布基板の移動方向に合うように塗布基板を回転させる基板回転手段と、複数のノズルモジュールを平行移動させるノズル平行移動手段と、これら基板回転手段及びノズル平行移動手段とによって回転されたエッジ画像の複数の走査線に複数のノズル位置を合わせる手段を備えたことを特徴とする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係り、特にオンデマンド方式で、複数のノズルモジュールからの高速塗布に好適なインクジェット塗布方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速印刷するインクジェット塗布装置として、複数ノズルを配置した塗布ヘッドを有するマルチノズルインクジェット塗布装置においては、多数のノズルを備えることにより、被塗布媒体（基板）に高速かつ高密度に塗布することができる。
【０００３】
インクジェット塗布装置は、連続方式とオンデマンド方式に分けられる。オンデマンド方式の塗布ヘッドは、例えば特許文献１に開示されているように、圧電素子や発熱素子でインク室に圧力を加え、多数のノズルから選択的にインク液滴を吐出すようにした塗布ヘッドを備えている。このタイプの塗布ヘッドを持つオンデマンド方式では、連続方式に比べて構造が簡易なため、数百〜数千ノズルを高密度に配置することができる。
【０００４】
このマルチノズルインクジェット塗布装置での課題は、多くのノズルから吐出される液滴の重量や基板上での着地位置が、ノズルによってばらつき、高精度に均一な塗布薄膜を形成できず、また、塗布輪郭（エッジ）の精度が不十分となることである。
【０００５】
これに対して、特許文献２に開示されているように、各ノズルの圧電素子や発熱素子に印加する駆動電圧波形を個別に微調整することで対策する技術がある。
【０００６】
また、レベリング技術と称する技術が、業界で一般に行われている。これは、基板上で液滴が均一に濡れ広がるようにする技術であり、液滴の重量や着地位置ばらつきは平均化されて誤差が著しく小さくなる。濡れ広がりは、静的には基板とインクとの接触角θによって決まり、それを小さくすることによって広く濡れ広がる。また、動的には粘度等により決まり、粘度が低いほうが広がり易い。インク粘度は温度や蒸発速度に依存するため、それらをうまく調整すれば濡れ広がりを制御できる。しかしこの方法によって、塗布領域の内部は均一になるが、周辺部はうまく濡れなくなり、塗布輪郭（エッジ）の精度が落ちる。例えば、角部エッジにおいては、濡れ広がりによって丸くなってしまう。
【０００７】
この濡れ広がる方向の制御方法も、例えば、ポリイミド等で土手を形成し、その表面を溌インク処理することが提案されており、その方向への濡れ広がりは止められる。また、何らかの方法で基板の接触角θを部分的に変えてやれば、インクの濡れ広がる方向を制御できることも考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２７３８９０号公報（全体）
【０００９】
【特許文献２】特開平９−１１４５７号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献２の技術においては、液滴の重量と着地位置を両方ともに揃えることは困難であり、高精度に均一な塗布薄膜の形成及び塗布エッジの精度において課題が残る。
【００１１】
また、上記した濡れ広がる方向の制御方法は、一般に複雑であり、簡易なインクジェット塗布装置の特長をスポイルし、商業的に問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、マルチノズルインクジェット塗布装置において、塗布領域内部の高精度に均一な塗布薄膜の形成と、塗布周辺エッジ部の精度とを両立させ、簡易なシステムで高性能な塗布を実現できるインクジェット塗布方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の望ましい実施態様においては、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、エッジ画像情報を抽出し、抽出したエッジ画像を塗布基板に塗布するとともに、このエッジ画像塗布の後に、エッジ画像に囲まれた内部画像を塗布基板に塗布する。
【００１４】
本発明のさらに望ましい実施態様においては、複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールから構成されるインクジェット塗布ヘッドを備え、塗布基板を移動させインクを塗布ヘッドから吐出すインクジェット塗布において、塗布領域を示す塗布画像情報から、複数の角度のエッジ画像情報を抽出し、エッジ画像の方向が塗布基板の移動方向に合うように塗布基板を回転させ、塗布ヘッドを回転及び平行移動させることによって回転されたエッジ画像の各走査線に各ノズル位置を合わせ、エッジ画像を塗布基板に塗布する。次いで、望ましくはエッジ画像の乾燥後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を塗布する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の望ましい実施態様によれば、はじめに、エッジ画像を塗布するので、微小液滴で細く塗布する等の自由度があり、乾燥を速めたり、基板上での濡れ広がりを小さく抑えたり、正確な位置のエッジ画像を記録できる。その上で、内部画像を通常の液滴で濡れ広がるように記録するので、内部画像の膜厚はレベリング効果により高精度に制御される。しかも、エッジ画像近傍では、すでに塗布されているエッジ画像に濡れ広がる方向が倣うため、正確な位置のエッジ画像を保つことができる。
【００１６】
本発明の望ましい実施態様によれば、エッジ画像は、塗布ヘッドがその方向に移動して塗布するため、各々一本のノズルによって連続的に記録される。このため、ノズル間のばらつきによるジッタ等は発生しない。また、連続に記録されるため、途中で記録状態が変わり重量や着地位置のばらつきも発生しない。
【００１７】
これにより、塗布領域内部の高精度な薄膜形成と周辺部の形状に関する塗布精度とを両立でき、簡易なシステムで高性能な薄膜を生成できるインクジェット塗布装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の実施例：
本発明によるインクジェット塗布装置の第１の実施例を図１〜図７により説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施例によるインクジェット塗布装置の全体構成図である。ユーザにより作成された所望の塗布画像情報１０１が、画像処理装置１０２に入力される。この塗布画像情報１０１は、通常画素の分解能が定義された白黒２値のビットマップ画像情報である。画像処理装置１０２は、画像情報１０１に後述する処理を施し、ハード制御情報及び吐出毎のデジタル塗布信号ＤＡＴを作成し、バッファメモリ１０３に一時格納する。ハード制御情報とは、直動ステージ１０４、回転ステージ１０５、回転塗布ヘッド１０６、並びにアクチュエータ１０７等のハード機器に対する制御情報である。塗布が開始されると、まずバッファメモリ１０３のハード制御情報が、随時直動ステージ１０４、回転ステージ１０５、回転塗布ヘッド１０６、並びにアクチュエータ１０７に送られ、それらを制御する。その後、塗布信号処理手段１０８は、直動ステージ１０４を動かしながら、塗布信号ＤＡＴをラッチクロックＬＣＫとデータクロックＤＣＫとともに、圧電素子ドライバ１０９に送る。圧電素子ドライバ１０９は、それらの信号に基づきインクジェット塗布ヘッドのノズルモジュール１１０を制御して、インクを吐出する。
【００２０】
本実施例を適用するオンデマンド方式インクジェット塗布装置のノズルは、圧電素子を用いた公知のインクジェットノズルであるが、これを図２を参照して説明する。
【００２１】
図２は、本実施例におけるノズル２００の構造を示す断面図である。２０１はオリフィス（ノズル孔）、２０２は加圧室、２０３は振動板、２０４は圧電素子、２０５は信号入力端子、２０６は圧電素子固定基板である。２０７は、共通インク供給路２０８と加圧室２０２とを連結し、加圧室２０２へのインク流量を制御するリストリクタである。２０９は、振動板２０３と圧電素子２０４とを連結する弾性材料（例えばシリコン接着剤など）である。２１０はリストリクタ２０７を形成するリストリクタプレート、２１１は加圧室２０２を形成する加圧室プレート、２１２はオリフィス（ノズル孔）２０１を形成するオリフィスプレート、２１３は振動板を補強する支持板である。振動板２０３、リストリクタプレート２１０、加圧室プレート２１１、支持板２１３は、例えばステンレス材から作られ、オリフィスプレート２１２はニッケル材から作られている。また、圧電素子固定基板２０６は、セラミックス、ポリイミドなどの絶縁物から作られている。
【００２２】
このノズル構造において、インクは、上から下に向かって共通インク供給路２０８、リストリクタ２０７、加圧室２０２、オリフィス２０１の順に流れる。圧電素子２０４は、信号入力端子２０５に電圧が印加されているときに伸縮し、この電圧がなくなれば変形しないように取り付けられている。信号入力端子２０５には、後述するアナログ駆動信号がつながれており、吐出タイミングに従って電圧が印加され、加圧室２０２内のインクの一部がオリフィス２０１（ノズル孔）から吐出される。
【００２３】
次に前記インクジェットノズル２００を１２８個一列に並べて作ったノズルモジュールについて、図３を参照して説明する。
【００２４】
図３は、ノズルモジュールからの選択的インク液滴の噴射をイメージするために、図３（Ａ）にノズルモジュールのノズル配置を示し、図３（Ｂ）には、圧電素子を用いたノズルドライバの回路構成を示している。本実施例におけるノズルモジュール１１０には、１２８個のノズル孔２０１が一直線上に配置されている。内部には、図２で説明した構造のノズル２００が、１２８個のノズル孔２０１に対応して一直線上に格納されている。ノズル孔２０１のピッチは、１５０ノズル／インチになっている。このノズルモジュール１１０に対し、次に述べる圧電素子ドライバ１０９が接続されている。
【００２５】
図３（Ｂ）は圧電素子ドライバ１０９の回路構成概略図である。図２のノズル２００は、信号入力端子２０５を介在して圧電素子ドライバ１０９に接続される。図では、圧電素子２０４をコンデンサの記号に近似して示している。ノズル２００の数を、ここではＮ個とする。圧電素子２０４の共通電極３０１は、駆動電圧波形生成手段３０２からのアナログ駆動信号Ｖｄを受け、個別電極３０３はスイッチ３０４を経て、電気的に接地されている。
【００２６】
一方、塗布信号処理手段３０５からシフトレジスタ３０６へ、デジタル塗布信号ＤＡＴとデータクロックＤＣＬが出力され、また、ラッチクロックＬＣＫがラッチ３０７に出力される。デジタル塗布信号ＤＡＴは、Ｎビットのシリアルデータである。ここでは、論理「１」のとき「吐出」、論理「０」のとき「非吐出」と定義する。Ｎビットは、Ｎ個それぞれのノズル孔２０１に対応する吐出信号であり、デジタル塗布信号ＤＡＴのｂｉｔ毎の転送順序をＤＡＴ１、ＤＡＴ２、…、ＤＡＴＮとする。したがって、図示するように右端のノズルから左に向かってそれぞれＤＡＴ１、ＤＡＴ２、…、ＤＡＴＮが割り当てられる。
【００２７】
デジタル塗布信号ＤＡＴの転送が終了すると、ラッチクロックＬＣＫが発生する。これはラッチ３０７のラッチ信号だけでなく、前記駆動電圧波形生成手段３０２の同期信号にもなっている。駆動電圧波形生成手段３０２は、予め決められた駆動波形を出力する。
【００２８】
ラッチ３０７にラッチされた各ノズル２００毎の塗布信号ＤＡＴ１、ＤＡＴ２、…、ＤＡＴＮは、前記各スイッチ３０４のオン／オフを制御する。スイッチ３０４がオンのときに圧電素子２０４にアナログ駆動信号Ｖｄが印加されるが、スイッチ３０４がオフのときには印加されず、オフになった時点の電圧がオンになるまで保持される。以上で、１回の吐出サイクルが完結する。
【００２９】
図４は、圧電素子ドライバ１０９の動作タイミングチャートである。まず、ラッチクロックＬＣＫが発生する。ラッチクロックＬＣＫは、タイマ等で定期的に発生する場合もあるし、また塗布位置を検出するセンサ（エンコーダ等）の信号を基に生成する場合もある。駆動電圧波形生成手段３０２は、ＬＣＫに同期して駆動波形Ｖｄを生成する。ここでは、図示するような、逆台形波形とする。駆動波形生成回路３０２は公知であり詳細な説明は省略する。
【００３０】
デジタル塗布信号ＤＡＴｉ（ＤＡＴ１、ＤＡＴ２、…、ＤＡＴＮ）は、各ノズルのスイッチ３０４のオン／オフにつながる。従って、圧電素子２０４に印加される電圧は、図のように、スイッチ３０４をオンにした場合（ＤＡＴｉ＝「１」）は、駆動電圧Ｖｄの波形がそのまま印加される。一方、スイッチ３０４をオフにした場合（ＤＡＴｉ＝「０」）は、その時点での電圧が保持される。従って、駆動電圧Ｖｄが印加されても圧電素子２０４に変化は起きず、吐出しない。スイッチ３０４のオンの状態が続いても、スイッチ３０４に並列にダイオード（図４参照）が接続されているので、放電による電圧降下は起きない。一方、次の吐出に関するデジタル塗布信号ＤＡＴが、データクロックＤＣＫに同期して入力される。ＤＡＴｉに関して、ＤＡＴ信号の「１」又は「０」と、次のタイミングでの吐出の有無の関係を矢印で示している。
【００３１】
図５は、本実施例におけるインクジェット塗布装置の構造を示す平面図である。図中、上下（ｙ）方向に移動する直動ステージ１０４、その上に取り付けられた回転ステージ１０５、更にその上に、塗布する基板５０１が空気などで吸引固定されている。この基板５０１の上面から上方に０．５〜１．５ｍｍ離れた平面上に複数のノズルモジュール１１０から構成されるインクジェット塗布ヘッド１０６が存在する。ヘッド１０６は回転できる構造となっている。図では、ノズルモジュール１１０のノズル孔２０１を示しているが、実際は下を向いているので見えない。各ノズルモジュール１１０は、それぞれアクチュエータ１０７によって、ヘッド１０６の横方向にスライドできるようになっている。具体的には、ＡＣサーボリニアモータを使い、数μｍの位置精度を出すことができる。
【００３２】
一般の塗布装置には、このほかに、基板５０１の位置を検出する光学顕微鏡測定装置や、ノズルモジュール１１０のインク供給保全系がついているが、複雑化を避けるために省略している。
【００３３】
次に、図１の塗布領域を示す塗布画像情報１０１から、複数の角度のエッジ画像を抽出する画像処理装置（手段）１０２について、図６を参照して説明する。
【００３４】
図６は、塗布画像情報から複数の角度のエッジ画像を抽出する画像処理手順の説明図である。塗布領域は、ディスプレイ基板のようなものでは殆どが、矩形領域であるが、配線パターン等まで考えると図６（Ａ）のような形状が考えられる。この塗布形状を表わす情報を塗布画像情報１０１と呼び、前記したように白黒２値のビットマップ画像情報である。この分解能は、ここでは０．１ｍｍとする。つまり、図中小さな方形領域で表わされる画素のサイズは、縦横０．１ｍｍである。
【００３５】
さて、このような塗布領域のうちで、その周辺の輪郭部の塗布領域をエッジ画像と呼び、このエッジ画像に囲まれた残りの塗布領域部分を内部画像と呼ぶこととする。複雑な形状の塗布画像の場合には、エッジ画像は曲線になるが、通常の塗布パターンではいろいろな直線の組合せで表わすことができる。そこで、紙面縦方向を角度０度とした場合に、（１）０度、（２）４５度、（３）９０度、及び（４）１３５度の４つの角度の直線エッジ画像で表わすものとし、図６（Ａ）の塗布画像情報から、これらのエッジ画像情報を抽出する。この例の場合、図６（Ａ）に示す塗布画像からは、次の３つの角度のエッジ画像が抽出される。すなわち、図６（Ｃ）の０度方向、図６（Ｅ）の９０度方向、並びに図６（Ｆ）の１３５度方向の直線のエッジ画像である。しかし、図６（Ｄ）の４５度方向の直線のエッジ画像は、本例では抽出されていない。このことは、図６（Ａ）の塗布画像の場合、図６（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）のエッジ画像と、図６（Ｂ）の内部画像の組合せから成り立っていることを示している。つまり、図６（Ｂ）の内部画像は、図６（ａ）の塗布画像から、図６（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）のエッジ画像を差し引いた残りの画像を示している。
【００３６】
なお、エッジ画像を抽出する方法は、テンプレートマッチング法が良く知られている。参考までに、図６（Ｃ）〜（Ｆ）の左側に本実施例における簡単なテンプレートを示しているが、これに類する変形例も知られている。テンプレートを増やすことによって、これら以外の角度を有するエッジ画像を抽出することもできるが、本発明の効果を発揮するには、高精度に塗布したい数種類の角度のエッジ画像に限定することが望ましい。
【００３７】
このようにして、所望の塗布画像を、複数の角度の異なるエッジ画像と、１つの内部画像とに振分けた後、まず、各エッジ画像を塗布し、その後に、内部画像を塗布する。
【００３８】
そこで、エッジ画像の塗布手順から説明する。まず、前記エッジ画像の方向が前記塗布基板５０１の移動方向に合うように、塗布基板５０１を回転させる基板回転手段について図５〜図７を用いて説明する。図５において、塗布基板５０１は、ロボット等により回転ステージ１０５上に置かれ、この塗布基板５０１の位置を検出する測定装置（図示せず）で基板のマーカ等を読み取る。これにより、ｙ方向直動ステージ１０４の送り方向と、塗布基板５０１のエッジ画像の角度方向が、回転ステージ１０５の回転により精度良く合せられる。図６（Ｃ）の０度エッジ画像を記録する場合はこのまま、図６（Ｄ）の４５度のエッジ画像、図６（Ｅ）の９０度、図６（Ｆ）の１３５度の各エッジ画像を記録する場合、各々の角度に応じて回転ステージ１０５を回転させる。
【００３９】
図７は、塗布作業のため回転された塗布基板のエッジ画像３枚と内部画像１枚の説明図である。各エッジ画像の記録作業のために、各々の角度に応じて回転ステージ１０５を回転させた結果、図６（Ｃ）、（Ｅ）及び（Ｆ）のエッジ画像は、それぞれ図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す状態に回転される。図６（Ｄ）の４５度のエッジ画像は、この例の場合には抽出されていないので、その方向のエッジの塗布作業は必要ない。
【００４０】
次に、インクジェット塗布ヘッド１０６を回転させ、さらに、複数のノズルモジュール１１０をそれぞれ平行移動させることによって、回転された塗布基板５０１のエッジ画像の各走査線に各ノズル位置を合わせる必要がある。このノズル位置合わせを行うヘッド移動手段について、図５及び図７（Ａ）〜（Ｃ）を使って説明する。図７（Ａ）の０度のエッジ画像を塗布する場合、塗布ヘッド１０６における多数のノズル孔２０１のｘ方向のピッチは、０．１ｍｍ丁度か、又はその整数分の１でなければ、図７（Ａ）に示す走査線７０１上に塗布することはできない。これは、前記したように、塗布画像１０１の分解能が０．１ｍｍであることから明らかである。整数分の１のときは、間引いて塗布すれば良いことも自明である。通常、ノズルモジュール１１０におけるノズル孔２０１のピッチはこの条件を満たすとは限らないので、この実施例においては、塗布ヘッド１０６全体を回転させる。具体的には、ノズル孔２０１のピッチ０．５ｍｍのノズルモジュール１１０が４列並んでいるので、これら４列を等間隔にずらすことによって、０．１２５ｍｍのピッチを得ることができる。これに、塗布ヘッド１０６全体の回転を加えれば、０．１ｍｍのｘ方向ピッチを得ることができる。そこで、塗布ヘッド１０６を回転させるとともに、４列のノズルモジュール１１０のそれぞれをアクチュエータ１０７を使って横方向にスライドさせ、所望のｘ方向のノズル孔ピッチを得ている。０．１ｍｍのｘ方向走査線ピッチを実現するために塗布ヘッド１０６を回転させるべき角度θは、
ｃｏｓθ＝０．１／０．１２５      （θ＝３６．９度）………………………（１）
とすればよい。次いで、４列のノズルモジュール１１０を、アクチュエータ１０７を使ってスライドさせるスライド量も簡単に計算できる。ノズルモジュール１１０の間隔をＤｍ（ｍｍ）とすると、図中下端のノズルモジュール１１０を基準とした、各列のノズルモジュール１１０のスライド量Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４（ｍｍ）は、
Ｓ１２＝０．１２５＋Ｄｍｔａｎθ……………………………………………………（２）
Ｓ１３＝２×Ｓ１２………………………………………………………………………（３）
Ｓ１４＝３×Ｓ１２………………………………………………………………………（４）
となる。目標とする走査線ピッチが０．１２５ｍｍより広い場合は、使用するノズルモジュール１１０の列を４列から３列に減らしたり、又は吐出するノズル孔２０１を間引いて使ったりすれば良い。
【００４１】
次に、前記エッジ画像を前記塗布基板に走査方向に、特に設定されたピッチで塗布するエッジ画像塗布手段について、図７を使って説明する。塗布方法は、従来同様に、塗布基板５０１を載置した直動ステージ１０４が、ｙ方向に移動して行き、塗布基板５０１が、塗布ヘッド１０６の直下を通過するタイミングで、ノズル孔２０１からインク液滴を吐出するようになっている。
【００４２】
ここで、本実施例で示す圧電素子ドライバ１０９では、図３に示すように、駆動電圧Ｖｄが全ノズルに共通して印加されるため、各ノズル孔２０１から液滴が吐出するタイミングは同時となる。そこで、図５に示すように、塗布ヘッド１０６を傾けると、インク液滴のｙ方向の着地位置は、吐出するノズル毎にずれることになる。そこで、本実施例では、走査方向（図５のｙ方向）に対して、分解能を２倍にして塗布するようにしている。このため、図４に示す駆動電圧Ｖｄの電圧振幅を下げることにより、吐出する液滴重量も下げている。これにより、結果的に塗布されるエッジ画像のｙ方向分解能は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、２倍となり、一方、その線幅は、従来の吐出条件で塗布する場合より細くなる。液体の蒸発量は、その表面積に比例するため、この実施例のように、小液滴化すれば、エッジ画像は極めて速く乾燥し、濡れ広がりを抑えることができる。また、エッジ画像は単独ノズルで記録されるため、吐出速度や重量によるゆらぎやジッタのない高精度な着地位置精度の塗布画像を得ることができる。
【００４３】
図７（Ｂ）に示す９０度エッジ画像の場合は、回転ステージ１０５で塗布基板５０１を右へ９０度回転させた後、塗布ヘッド１０６上のノズルモジュール１１０を、走査線７０２に合うようにスライドさせ、２倍の分解能で塗布する。走査線ピッチは、図７（Ａ）に示した０度エッジ画像の場合と同じである。
【００４４】
図７（Ｃ）の１３５度エッジ画像の場合は、回転ステージ１０５で塗布基板５０１を右へ１３５度回転させた後、塗布ヘッド１０６を走査線７０３のｘ方向ピッチに合うように回転させる。走査線７０３のｘ方向ピッチは０．１／√２なので、回転角度θ２は、
ｃｏｓθ２＝０．１／（√２×０．１２５）    （θ２＝５５．６度）………（５）
となる。さらに、各列のノズルモジュール１１０のスライド量Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４（ｍｍ）は、（２）〜（４）式から求まり、各列を走査線７０３のピッチに合うようにスライドさせる。そして、２倍の分解能で塗布すると図７（Ｃ）のように塗布される。
【００４５】
最後に、望ましくはエッジ画像乾燥後に、塗布画像１０１から前記エッジ画像を除去した残りの内部画像を塗布基板に塗布する内部画像塗布手段について説明する。
【００４６】
図７（Ｄ）は、内部画像塗布作業を説明する平面図である。回転ステージ１０５で塗布基板５０１を元の図７（Ａ）の０度状態に戻し、塗布ヘッド１０６の回転やその上のノズルモジュール１１０のスライド量についても、同様に図７（Ａ）の０度の状態に戻す。分解能も吐出重量も従来通りで塗布する。この図７（Ｄ）には、図６（Ｂ）に示した内部画像を塗布した様子を示している。この場合、インク液滴は、塗布基板５０１上で濡れ広がり、エッジ画像と連結する。インクの表面積は重量に対し小さいため蒸発も少なく、従来技術のレベリング効果が発揮され、ノズルがもつ重量や着地位置ばらつきが軽減され、高精度な膜厚の薄膜が形成される。エッジ部においては、既に塗布され乾燥しているエッジ画像があるので濡れ広がりが制限され、エッジ画像に倣うように濡れ広がる。この結果、エッジ部における高精度な塗布画像は維持される。
【００４７】
第２の実施例：
本発明によるインクジェット塗布装置の第２の実施例を図８により説明する。
【００４８】
図８は、本発明の第２の実施例によるインクジェット塗布装置の概略構造を示す平面図である。第１の実施例で用いた塗布ヘッド１０６は、回転機能をもっていた。しかし、産業用塗布装置としては、基板上方に機械的可動部をもってくると、埃等の落下の可能性があり、問題がある場合も少なくない。そこで、この実施例では、塗布ヘッド８０２を回転させずに済むようにした。
【００４９】
第１の実施例における直動ステージ１０４に代えて、ｘ−ｙステージ８０１を用いている。塗布画像１０１から、複数の角度のエッジ画像を抽出する画像処理手段と、エッジ画像の方向を塗布基板５０１の移動方向に合うように、塗布基板５０１を回転させる基板回転手段については第１の実施例と同様である。
【００５０】
次に、塗布基板５０１を回転させ、複数のノズルモジュール１１０を平行移動させることによって、回転されたエッジ画像の各走査線７０１に各ノズル位置を合わせるヘッド移動手段について説明する。
【００５１】
まず、図７（Ａ）に示す０度エッジ画像を塗布する場合を説明する。最初に、回転ステージ１０５を右方向にθだけ回転させる。この角度θは、（１）式によって示したものと同じである。これにより、走査線７０１は、図示するように角度θ傾く。４列のノズルモジュール１１０を、それぞれ平行移動させることによって、傾いた走査線７０１上に、各ノズル孔が乗るようにする。具体的には、まず、図中下端のノズルモジュール１１０のｘ方向移動及び／又はｘ−ｙステージ８０１のｙ方向移動を使って、基準となる走査線がノズル孔に乗るようにする。その後、それ以外の各列のノズルモジュールを下端のノズルモジュール１１０に対し、スライド量Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４（ｍｍ）でスライドさせれば、全てのノズル孔２０１は走査線７０１上に乗る。スライド量Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４（ｍｍ）は、（２）〜（４）式に示したものと同じである。
【００５２】
次に、０度エッジ画像を、塗布基板５０１上に走査方向に、特に、設定されたピッチで塗布する。本実施例では、必要な走査線７０１のピッチに沿うノズル孔間隔を得るため、塗布ヘッド８０２を回転させること無く、走査方向の傾きで得ている。このため、ｘ−ｙステージ８０１を使い、塗布基板５０１を傾斜した走査方向に移動させる。塗布基板５０１を、図８の右上から左下に向って移動させながら、インクの吐出制御を行う。インク吐出方法は、第１の実施例と同様である。
【００５３】
次に、図７（Ｂ）に示す９０度エッジ画像を塗布する場合について説明する。この場合、塗布基板５０１を、右方向にθだけ回転した図８の状態から、左方向に９０度回転させる必要がある。そこで、回転ステージ１０５を制御して、塗布基板５０１を左方向に９０度自転するように回転させる。走査線７０２のピッチは、図７（Ａ）０度エッジ画像の場合と同じとなり、以後の操作は同じとなる。
【００５４】
さらに、図７（Ｃ）に示す１３５度エッジ画像を塗布する場合を説明する。この場合、走査線７０３のピッチは、図７（Ａ）の０度の場合より小さくなるので、塗布基板５０１を、まず右方向にθ２だけ回転し、その後左方向に１３５度回転させる。回転角度θ２は（５）式によって示される。以後の操作は、内部画像の塗布を含めて同じとなる。
【００５５】
本実施例によると、塗布ヘッド８０２を回転させる必要がないため、塗布基板５０１上に埃等を落とす可能性が少ない。但し、傾きθが大きい場合、塗布時に、ｘ−ｙステージはかなりｘ方向に移動する必要があり、大きなステージが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施例によるインクジェット塗布装置の全体構成図。
【図２】本実施例に用いる塗布ヘッドのノズルモジュールの構造を示す断面図。
【図３】本実施例におけるノズル配置と圧電素子応用ノズルドライバ回路構成図。
【図４】本実施例における圧電素子ドライバの動作タイミングチャート。
【図５】本実施例におけるインクジェット塗布装置の概略構造を示す平面図。
【図６】塗布画像情報から複数の角度のエッジ画像を抽出する画像処理説明図。
【図７】回転された塗布基板への各エッジ画像塗布処理と内部画像塗布の説明図。
【図８】第２の実施例によるインクジェット塗布装置の概略構造を示す平面図。
【符号の説明】
【００５７】
１０１…塗布画像（情報）、１０２…画像処理装置、１０３…バッファメモリ、１０４…直動ステージ、１０５…回転ステージ、１０６…インクジェット回転塗布ヘッド、１０７…アクチュエータ、１０８…塗布信号処理手段、１０９…圧電素子ドライバ、１１０…ノズルモジュール、ＬＣＫ…ラッチクロック、ＤＡＴ…デジタル塗布信号、ＤＡＴｉ…各ノズルのデジタル塗布信号、ＤＣＫ…データクロック、Ｖｄ…駆動電圧、２０１…オリフィス（ノズル孔）、２０４…圧電素子、３０２…駆動電圧波形生成手段、３０３…信号入力端子、３０４…アナログスイッチ、３０５…塗布信号処理手段、３０６…シフトレジスタ、３０７…ラッチ、５０１…塗布基板、７０１…０度エッジ画像及び内部画像塗布時の走査線、７０２…９０度エッジ画像を塗布時の走査線、７０３…１３５度エッジ画像を塗布時の走査線、８０１…ｘ−ｙステージ、８０２…塗布ヘッド（非回転）。
【図１】
2005246248.tif 000003
【図２】
2005246248.tif 000004
【図３】
2005246248.tif 000005
【図４】
2005246248.tif 000006
【図５】
2005246248.tif 000007
【図６】
2005246248.tif 000008
【図７】
2005246248.tif 000009
【図８】
2005246248.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月1日(2005.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
インクジェット塗布ヘッドに複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持たせ、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させ、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布方法であって、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出するステップと、抽出した角度の異なる複数のエッジを、各々一本のノズルによって連続的に記録するエッジ画像塗布ステップと、このエッジ画像塗布ステップの後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布ステップを備えたことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
インクジェット塗布ヘッドに複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持たせ、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させ、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布方法であって、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出するステップと、抽出したエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを回転させるステップと、前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを相対移動させながら、前記各エッジ画像を前記塗布基板に各々一本のノズルによって連続的に記録するエッジ画像塗布ステップと、このエッジ画像塗布ステップの後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布ステップを備えたことを特徴とするインクジェット塗布方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持つインクジェット塗布ヘッドと、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させる手段を備え、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布装置において、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出する手段と、抽出された角度の異なる複数のエッジを、各々一本のノズルによって連続的に記録するエッジ画像塗布手段と、このエッジ画像塗布後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
複数ノズルを直線的に配置したノズルモジュールを持つインクジェット塗布ヘッドと、この塗布ヘッドと塗布基板とを相対的に移動させる手段を備え、インクを前記塗布ヘッドから吐出して前記塗布基板に塗布するインクジェット塗布装置において、所望の塗布領域を示す塗布画像情報から、角度の異なる複数のエッジ画像情報を抽出する手段と、抽出されたエッジ画像の方向が前記塗布基板と前記塗布ヘッドとの相対移動方向に合うように前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを回転させる手段と、前記塗布基板及び／又は前記塗布ヘッドを相対移動させながら、前記各エッジ画像を前記塗布基板に各々一本のノズルによって連続的に記録するエッジ画像塗布手段と、このエッジ画像塗布後に、前記エッジ画像に囲まれた内部画像を前記塗布基板に塗布する内部画像塗布手段を備えたことを特徴とするインクジェット塗布装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
デジタル塗布信号ＤＡＴｉ（ＤＡＴ１、ＤＡＴ２、…、ＤＡＴＮ）は、各ノズルのスイッチ３０４のオン／オフにつながる。従って、圧電素子２０４に印加される電圧は、図のように、スイッチ３０４をオンにした場合（ＤＡＴｉ＝「１」）は、駆動電圧Ｖｄの波形がそのまま印加される。一方、スイッチ３０４をオフにした場合（ＤＡＴｉ＝「０」）は、その時点での電圧が保持される。従って、駆動電圧Ｖｄが印加されても圧電素子２０４に変化は起きず、吐出しない。スイッチ３０４のオフの状態が続いても、スイッチ３０４に並列にダイオード（図４参照）が接続されているので、自然放電による電圧降下は起きない。一方、次の吐出に関するデジタル塗布信号ＤＡＴが、データクロックＤＣＫに同期して入力される。ＤＡＴｉに関して、ＤＡＴ信号の「１」又は「０」と、次のタイミングでの吐出の有無の関係を矢印で示している。