(57)【要約】【課題】基板上にパターン状に設けられた隔壁とを含む基板の開口部に、複数のノズルから各隔壁内にインクを吐出するインクジェットの吐出パターン生成装置において、傷がついてしまったノズルや不吐出ノズルによる濃度むらや混色による品質低下をすることがなく、高品質なカラーフィルタを製造する吐出パターン生成装置を提供すること。【解決手段】基板と、基板に対してインクを吐出するための複数のノズルからなるインクジェットヘッドを組み合わせて一体としたインクジェットヘッドユニットと、前記インクジェットヘッドと各々のノズルの位置情報を計測する手段と、前記ノズルの不良状態の有無情報を検出する手段と、前記位置情報と前記不良状態の有無情報から各インクジェットヘッドの吐出パターン情報を自動的に生成する手段と、前記吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッドのノズルを制御する手段と、を備えた吐出パターン生成装置。【選択図】図１
2007283227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上にパターン状に設けられた隔壁とを含む基板の開口部に、複数のノズルから各隔壁内にインクを吐出するインクジェットの吐出パターン生成装置において、
基板に対してインクを吐出するための複数のノズルからなるインクジェットヘッドを組み合わせて一体としたインクジェットヘッドユニットと、
前記インクジェットヘッドと各々のノズルの位置情報を計測する手段と、
前記ノズルの不良状態の有無情報を検出する手段と、
前記位置情報と前記不良状態の有無情報から各インクジェットヘッドの吐出パターン情報を自動的に生成する手段と、
前記吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッドのノズルを制御する手段と、を備えたことを特徴とする吐出パターン生成装置。
【請求項２】
前記吐出パターン情報を自動的に生成する手段において、単位時間当たりのインク吐出回数を前記不良状態の有無情報により制御して、各々のノズルのインク吐出量を制御することを特徴とする請求項１記載の吐出パターン生成装置。
【請求項３】
前記吐出パターン情報を自動的に生成する手段において、基板上のパターン状に設けられた隔壁に吐出するインクパターンが重ならないように、各々のノズルからのインク吐出の有効、又は無効を制御するための吐出パターン情報を生成することを特徴とする請求項１、又は２記載の吐出パターン生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細なパターンを吐出するための吐出パターン生成方法で、フィルムベースのカラーフィルタ製造、ガラスベースのカラーフィルタ製造に用いるインクジェット方式の吐出パターン生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタの基板サイズは年々大型化が進んでいる。従来は、フォトリソグラフィー工程を繰り返す顔料分散法等用いられてきたが、カラーフィルタのコストダウンを図るために、近年はインクジェット装置（以下吐出パターン生成装置と記す）を用いた方法が検討されている。
【０００３】
カラーフィルタは、表示装置の高精細化に伴って年々微細化する傾向にある。微細化するということは、インクジェットで塗工するパターンピッチは狭くなっていくため、インクジェットヘッドからのインクの吐出量を少量でかつ均一となるように高い精度で制御する必要がある。
【０００４】
インクの液滴を最小液滴にし、液量を均一にするためにノズルから不吐出を生まない手段として、ノズルを小径化しノズル形状を工夫する必要があることが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示すようにノズルを小径化しノズル形状を工夫したとしても、ノズルメンテナンス時や、作業者の不注意によりノズルを傷つけてしまう問題があった。
【０００６】
図５は、従来のノズルからまっすぐ着弾されない一例の上面図である。図５では、図上端及び下端には、インク吐出され、液滴、例えばＲ色の液滴が形成されている。同様に、図上端の次は、別のインク吐出位置、例えばＧ色、その下がＢ色の画素位置である。
【０００７】
ノズルを傷つけてしまった場合、図５に示す一例のように、異常なノズルから吐出される液滴がまっすぐに着弾せず異常な液滴１２となり、所定の画素位置に入らず違った画素位置に入った液滴１２ａ、ＢＭ６に乗り上げた液滴１２ｂとなり、その結果、混色をおこしてしまい、又は濃度むらになったりする。また、ノズルから液滴が全く吐出されずに不吐出になってしまう恐れがある。これにより、濃度むらが発生して、品質不良として問題となる。
【０００８】
従来の吐出パターン生成装置において、インクがインクジェットヘッドから吐出されるまでの簡単な動作フローを説明する。
【０００９】
まず、Ａ層ラインバッファが、吐出パターン情報を受けとり、その転送された情報のうちＡ層に関する情報に基づいてＡ層インキ吐出口から吐出を開始する。また、Ａ層インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をＡ層ラインバッファからＢ層ラインバッファに転送する。
【００１０】
Ａ層インキ吐出口から吐出終了後、Ｂ層インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報のうちＢ層に関する情報に基づいて吐出を開始する。また、Ｂ層インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をＢ層ラインバッファからＣ層ラインバッファに転送する。
【００１１】
Ｂ層インキ吐出口から吐出終了後、Ｃ層インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報のうちＣ層に関する情報に基づいて吐出を開始する。
【００１２】
Ｃ層インキ吐出口から吐出終了後、ラインカウンタにて設定回数ライン吐出を行ったかどうかの判定を行い、設定回数の吐出が行なわれていなければ、吐出パターン情報をＡ層ラインバッファに転送する。
【００１３】
再び、Ａ層インキ吐出口は吐出パターン情報に基づいて吐出開始する。以下、前述した動作をライン数分繰り返し行い、所望の印刷パターンを作成する。
【００１４】
このようにして、この吐出パターン情報を用いて吐出パターン生成装置で印刷した結果、従来隔壁内に不吐出ノズルによってむらが発生して、不良印刷物を得ることとなる（図５参照）。
【００１５】
また、これによりインクジェットヘッドを新たな物に交換し直すことは、交換する時間もかかり、そのコストも上昇する問題がある。
【００１６】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００４−９０６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、傷がついてしまったノズルや不吐出ノズルによる濃度むらや混色による品質低下をすることがなく、高品質なカラーフィルタを製造することができる吐出パターン生成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１に係る発明は、基板と、基板上にパターン状に設けられた隔壁とを含む基板の開口部に、複数のノズルから各隔壁内にインクを吐出するインクジェットの吐出パターン生成装置において、
基板に対してインクを吐出するための複数のノズルからなるインクジェットヘッドを組み合わせて一体としたインクジェットヘッドユニットと、
前記インクジェットヘッドと各々のノズルの位置情報を計測する手段と、
前記ノズルの不良状態の有無情報を検出する手段と、
前記位置情報と前記不良状態の有無情報から各インクジェットヘッドの吐出パターン情報を自動的に生成する手段と、
前記吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッドのノズルを制御する手段と、を備えたことを特徴とする吐出パターン生成装置である。
【００１９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記吐出パターン情報を自動的に生成する手段において、単位時間当たりのインク吐出回数を前記不良状態の有無情報により制御して、各々のノズルのインク吐出量を制御することを特徴とする請求項１記載の吐出パターン生成装置である。
【００２０】
本発明の請求項３に係る発明は、前記吐出パターン情報を自動的に生成する手段において、基板上のパターン状に設けられた隔壁に吐出するインクパターンが重ならないように、各々のノズルからのインク吐出の有効、又は無効を制御するための吐出パターン情報を生成することを特徴とする請求項１、又は２記載の吐出パターン生成装置である。
【００２１】
本発明によれば、吐出パターン生成装置のインクジェットヘッドから吐出を行う吐出マッピングデータを作成するにあたり、吐出マッピングデータを作成するためのパラメータ設定において、吐出不良のノズルの位置情報を与えることにより、該ノズルの近傍の他ノズルでむらが出ない塗工方法を行うため、吐出マッピングデータに反映・生成することができる方法により、上記課題を解消することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、インクジェットヘッドの不使用ノズル情報と隔壁内に着弾させる位置情報とを吐出パターンデータに反映することにより、不使用ノズルがあることで生じていたむらを抑制することができ、また基板内の隔壁に乗り上げることなく画素内均一に液量を満たせることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の吐出パターン生成装置を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の吐出パターン生成装置の全体構成例を示す外形図である。
【００２５】
本発明の吐出パターン生成装置のインクジェットヘッドユニット２は、インクジェットヘッドが複数個整列して並んでいるものである。カラーフィルタを生成するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの吐出を行う必要があるため、前述した複数個並んでいるインクジェットヘッドの組み合わせが各色配置されている。また、インクジェットヘッドは主走査方向に移動し、画像描画を行う。
【００２６】
本発明のパターン生成装置の基板置き台３は、副走査方向に移動可能であり、さらにθ方向に回転可能である。θ方向に回転可能なため、基板置き台の上に置かれた基板の隔壁とインクジェットヘッドユニットを平行に合わせることができ、副走査方向に動作させることで画像描画を行うことができる。また、基板置き台には図示されていないが吸着機構を備えており、基板置き台におかれた基板を固定することが可能である。
【００２７】
本発明の吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出する制御手段として、インクジェットヘッドコントローラ４を挙げられる。インクジェットヘッドコントローラ４は、インクジェットヘッドを駆動し、インクジェットヘッドパラメータ情報と吐出パターンが格納されている。
【００２８】
インクジェットヘッドパラメータ情報は、インクジェットヘッドを駆動させるための情報である。吐出パターン情報は、インクジェットヘッドの位置情報を引数として、特定のノズルの吐出についての情報が格納されている。
【００２９】
塗工を行う際に、インクジェットヘッドコントローラから各ノズルに吐出パターン情報が転送され、描画を行うことが可能である。
【００３０】
また、上記インクジェットヘッドコントローラのインクジェットヘッドを駆動させるためのインクジェットヘッドパラメータ情報には、インクジェットヘッド毎に最適の電圧値のパラメータを設定できる。全てのインクジェットヘッドの駆動電圧に同じ値を設定すると、インクジェットヘッドから吐出される液滴の量が個体差により変わるため、基板内を均一に描画することができなくなる。
【００３１】
描画を行うための吐出パターン情報は、インクジェットヘッドの配列位置から所望の印刷パターンを得るための吐出のパターンを算定し、吐出パターン情報に変換する。
【００３２】
吐出パターン情報には、画像の配列（ストライプ配列、セル配列、モザイク配列であるかの情報配列パターンが含まれる）が含まれており、インクジェットヘッドが吐出パターン情報から得た情報を利用し、所望の画像配列にずれを生じることなく吐出することができる。
【００３３】
吐出パターン情報には、基板面数、基板寸法、画像寸法、隔壁寸法の情報と、インクジェットヘッドの位置情報（インクジェットヘッドの位置ずれ情報を含む）をパラメータ情報として設定する。
【００３４】
そして、これらのパラメータ情報から、各インクジェットヘッドの実際の位置を想定する。吐出パターン情報に生成時に、実際のインクジェットヘッドの位置を基に、ノズルから吐出されるインクが基板の隔壁に当たらないときのみの吐出を有効とし、隔壁に当たるときは吐出しないといった吐出パターン情報を生成する。
【００３５】
また、不吐出ノズルのある場合は、不吐出ノズルの位置情報により隔壁に当たらない位置に配置されていたときは、吐出を有効ではないと判断し吐出パターン情報を生成する。
【００３６】
また、不吐出ノズルのある場合は、不吐出ノズルの位置情報により、該不吐出ノズル全てを吐出が有効ではないと判断し吐出パターン情報を生成する。すなわち、全ての不吐出ノズルは無効として吐出パターン情報を生成する。
【００３７】
有効と判断されたノズルは基板内の液量が均一になるためのノズルから吐出する量の情報を有している。この液滴の量は、目標の座標を任意に指定し、ノズル毎に液量を増量もしくは減量させることが可能であり、隔壁毎の総液量を均一にすることが可能である。
【００３８】
図２は、ある隔壁（ＢＭ）に対し、不吐出ノズルがある場合の一例を示す説明図である。
【００３９】
図２では、不吐出ノズルのある隔壁のみに着目したものである。本来なら隔壁内には全部で１２ノズル使用することになる。しかし、斜線のノズルは不吐出ノズル２２であり、この隔壁内には吐出可能な正常ノズル２１が１１ノズルになってしまう。一つのノズルから仮に全て等しい液量が吐出されるとする。１個のノズルからの吐出量は１０ｐｌ吐出する。すると、隔壁内は本来１２０ｐｌが入るが、不吐出ノズルが一つあるために液量が１１０ｐとなる。これにより、不吐出のある隔壁では１０ｐｌの液量が他と異なるため、むらが発生する。
【００４０】
むらなく塗工を可能とするためには、上記図の不吐出ノズルがある隔壁内の吐出パターンを変更する必要がある。各隔壁内の総液量は等しくするためには、不吐出ノズル分である液量を他ノズルで補う必要がある。
【００４１】
図２での不吐出ノズルの補い分は１０ｐｌとなる。各ノズルへの分配方法は、吐出できる各ノズルに分配情報を与えることにより吐出量を分配する。この分配情報は、吐出パターン情報内に含まれている。これにより、液量の分配量を自由にコントロールすることができ、液滴が抜けて見えることなくきちんと広がるようにすることができ、かつ総液量を均一に揃えることができるため、むらが無く塗工することが可能である。
【００４２】
本発明の吐出パターン生成装置のインクジェットヘッド１は、図３に示すようなシェアウェーブモードのインキ吐出部を用いることができる。この場合、複数列に整列配置されたインキ吐出口を備える。そして、列ごとに順次繰り返し吐出が行なわれる。以下、図３
に示すように、３層のインキ吐出口の列からなるインクジェットヘッドを例に説明する。なお、以下では、各列をＡ層、Ｂ層、Ｃ層という。
【００４３】
このインクジェットヘッドは、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層に対応するバッファ（以下、ラインバッファと記す）を備えていて、各層のラインバッファは相互に情報を転送することができる。
【００４４】
このインクジェットヘッドから吐出されるまでの簡単な動作フローを図４に示す。
【００４５】
まず、図４ｃ１では、Ａ層ラインバッファが、吐出パターン情報およびインクジェットヘッドパラメータ情報を受けとり（図４ａ及びｂ参照）、その転送された情報のうちＡ層に関する情報に基づいてＡ層インキ吐出口から吐出を開始する（図４ｄ参照）。また、Ａ層インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をＡ層ラインバッファからＢ層ラインバッファに転送する（図４ｃ２参照）。
【００４６】
Ａ層インキ吐出口から吐出終了後、Ｂ層インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報およびインクジェットヘッドパラメータ情報のうちＢ層に関する情報に基づいて吐出を開始する図４ｅ参照）。また、Ｂ層インキ吐出口から吐出開始と同時に、吐出パターン情報をＢ層ラインバッファからＣ層ラインバッファに転送する（図４ｃ３参照）。
【００４７】
Ｂ層インキ吐出口から吐出終了後、Ｃ層インキ吐出口は、転送された吐出パターン情報およびインクジェットヘッドパラメータ情報のうちＣ層に関する情報に基づいて吐出を開始する（図４ｆ参照）。
【００４８】
Ｃ層インキ吐出口から吐出終了後、ラインカウンタにて設定回数ライン吐出を行ったかどうかの判定を行い、設定回数の吐出が行なわれていなければ、吐出パターン情報をＡ層ラインバッファに転送する（図４ｇ参照）。
【００４９】
再び、Ａ層インキ吐出口は吐出パターン情報に基づいて吐出開始する。以下、前述した動作をライン数分繰り返し行い、所望の印刷パターンを作成する。
【００５０】
このようにして、インクジェットヘッドの位置情報および隔壁に対して使用する各インクジェットヘッドのノズル数に関するインクジェットヘッドパラメータ情報を基に吐出パターン情報を作成し、この吐出パターン情報を用いて吐出パターン生成装置で印刷した結果、従来隔壁内に不吐出ノズルによってむらがでていたものが、むらなく基板内均一に液滴を吐出し、結果高精度な印刷物を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係わる吐出パターン生成装置の全体構成図例を示す外形図。
【図２】隔壁に対し不吐出ノズルがある場合を示す一例。
【図３】シェアウェーブモードのインクジェットヘッドのノズル構成図。
【図４】従来のインクジェットヘッドから吐出されるまでの動作フローチャート。
【図５】従来のノズルからまっすぐ着弾されない一例の上面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…インクジェットヘッド
２…インクジェットヘッドユニット
３…基板置台
４…インクジェットヘッドコントローラ
５…ノズル
６…隔壁
１１…正常な液滴
１２…異常な液滴
１２ａ…所定外の画素位置に着弾した異常な液滴
１２ｂ…隔壁上に着弾した異常な液滴
１３…不吐出ノズルに対応する画素位置
１０…隔壁内の画素位置
２０…隔壁内に吐出するノズル
２１…正常なノズル
２２…不吐出ノズル
３１…Ａ層ノズル列
３２…Ｂ層ノズル列
３３…Ｃ層ノズル列
【図１】
2007283227.tif 000003
【図２】
2007283227.tif 000004
【図３】
2007283227.tif 000005
【図４】
2007283227.tif 000006
【図５】
2007283227.tif 000007