(57)【要約】【課題】  例えばフィルムベースのカラーフィルタ製造やガラスベースのカラーフィルタ製造に利用される吐出パターン生成装置において、むらが出ない塗工方法の吐出パターンデータを生成する。【解決手段】  多数のノズルを並設したインキ吐出部１０１Ａを有する複数のインクジェットヘッド１０１を組み合わせたヘッドユニット１０２から基板に対してインクパターンを吐出する吐出パターン生成装置で、複数のインクジェットヘッドの位置情報を計測し、この位置情報に基づいて複数のインクジェットヘッド１０１の吐出パターン情報を自動的に生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノズルを並設したインキ吐出部を有する複数のインクジェットヘッドを組み合わせたヘッドユニットから基板に対してインクパターンを吐出する吐出パターン生成装置であって、
前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された位置情報に基づいて前記複数の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制御手段と、
を有することを特徴とする吐出パターン生成装置。
【請求項２】
前記基板は基板上にパターン状に設けられた隔壁を有し、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、前記複数のインクジェットヘッドからインク総量が等しくなるように吐出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】
前記複数のインクジェットヘッドにおいて、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、先に吐出されるノズルからの液量が等しく、後に吐出されるノズルで総量を調整することを特徴とする請求項２記載の吐出パターン生成装置。
【請求項４】
前記複数のインクジェットヘッドにおいて、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、先に吐出されるノズルで前記開口部に入る液量を等しくなるように塗工できる各ノズルに割り振り、後に吐出されるノズルで総量を調整することを特徴とする請求項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装置に関し、特にフィルムベースのカラーフィルタ製造やガラスベースのカラーフィルタ製造に利用される吐出パターン生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。そして、カラーフィルタのコストダウン化を図るためには、従来のフォトリソグラフィー工程を繰り返す顔料分散法等が用いられてきたが、近年ではインクジェット装置を用いた方法が検討されている。
例えば、基板の大型化に伴い、歩留まりを考慮し、インクジェットヘッドは複数個整列で配置する構成にし、吐出液量が均一になるような吐出パターンデータを作成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、インクジェット吐出方式として、従来はチルト方式と呼ばれる方式が一般的に使われてきた。
しかし、インクジェットヘッドを複数個配置すると、画像ピッチが異なる基板にインクジェットで吐出を行うには、最初にノズルの角度およびヘッドの主走査方向を合わせなければいけない。インクジェットヘッドが増えれば増えるほど、調整時間に莫大な時間がかかってしまい、生産性に大きく影響する問題がある。
また、画像ピッチによっては使用できるノズルの数が少なくなるため、複数回吐出動作を繰り返さなければいけない問題があり、タクト時間が増えてしまう。
【０００４】
そこで、このチルト方式に代わる方法として、インクジェット吐出方式の平行走査法が提案されている。この場合は、チルト方式で問題であったノズル角度を考えることがなくなるため、インクジェットヘッドの調整時間を短縮することが可能である。また、複数回吐出動作を繰り返す問題についても、平行走査法であれば使用できるノズルが圧倒的に多くなるため、タクト時間も短縮になるといったメリットがある。
【０００５】
また、近年の大型化にともない高解像度のカラーフィルタの生産が求められているため、一画素に入るノズルは少なくなってしまう。そのため、必要な液量を出すにはヘッドのノズル解像度を上げる、もしくは複数回動作をさせる必要がでてくる。
【０００６】
ヘッドのノズル解像度を上げるというのは、ヘッドのノズル数を増やすことになる。ヘッドを新たに開発し直すことは莫大な費用もかかるし、時間も膨大にかかるということで、現状はノズルを主走査方向にハーフピッチずらした位置に配置し、解像度を上げるといった手法が用いられている。
図２はインクジェットヘッドを主走査方向にずらして配置した場合のノイズ配置の例を示す説明図である。
図示の例は、２本のインクジェットヘッド１、２を平行に配置しており、各ヘッド１、２に１００個のノズルが設けられているものとする。そして、図示のように、各ヘッド１、２のノズルがお互いのヘッド１、２のノズルの間にくるように組み合わせて配置し、解像度を上げている。
【特許文献１】特開２００３−１７２８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記図２に示すように配置されているインクジェットヘッドで描画を行う場合、基板の隔壁に吐出するノズルは、インクジェットヘッドが前後に並んで配置されているため、１つのインクジェットヘッドと捉えて使用すると、前後のインクジェットヘッドのノズルを順番に交互に使用していくことになる。
そのため、基板の隔壁寸法により、１つの隔壁内に対して使用するノズルの数が同じ量になるとは限らない。また、隔壁の寸法とノズルの間隔がぴったり一致するとは限らないため、１つの隔壁内に対しどちらか一方のインクジェットヘッドのノズル数が多くなるとは限らず、隔壁毎に使用するノズルの数が変わる可能性がある。
【０００８】
また、図２に示すように配置されているインクジェットヘッドは、基板置き台の搬送方向に対して前にあるヘッドから吐出を開始し始め、次に奥にあるヘッドが吐出することになる。そのため、隔壁内に前にあるノズルからインク滴が入ることになる。
これをＸ軸方向にみると、隔壁内に使用する前のインクジェットヘッドのノズル数は変わっていることがあるため、先に吐出されている液量が隔壁毎に異なる。そして、先に吐出されている液量が異なるため、濃度むらが発生し、これがむらとして見えてしまう。
【０００９】
また、インクジェットヘッドを増やすことなく、一つのインクジェットヘッドで一度画素に塗工を行った後、同じヘッドをハーフピッチずらした位置に移動させ、擬似的にヘッドを倍増させることも考えられるが、この場合も同様に濃度むらが発生し、むらとして見えてしまう。
さらに、ヘッドを増やさず、複数回の動作で同じ位置に重ねて塗工すると、着弾させる位置が重なってしまうため、インクのレベリング性が悪くなり、重なって打たれた位置が濃度むらとして見えてしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような実情に鑑み、インクジェット塗工機のインクジェットヘッドから吐出を行う吐出パターンデータを作成するにあたり、吐出パターンデータを作成するためのパラメータ設定に複数個整列しているインクジェットヘッドの位置情報と基板開口部へ着弾させる位置情報を与えることにより、むらが出ない塗工方法の吐出パターンデータを生成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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、多数のノズルを並設したインキ吐出部を有する複数のインクジェットヘッドを組み合わせたヘッドユニットから基板に対してインクパターンを吐出する吐出パターン生成装置であって、前記複数のインクジェットヘッドの位置情報を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された位置情報に基づいて前記複数の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制御手段とを有することを特徴とする。
また、前記基板は基板上にパターン状に設けられた隔壁を有し、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、前記複数のインクジェットヘッドからインク総量が等しくなるように吐出することを特徴とする。また、前記複数のインクジェットヘッドにおいて、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、先に吐出されるノズルからの液量が等しく、後に吐出されるノズルで総量を調整することを特徴とする。さらに、前記複数のインクジェットヘッドにおいて、前記基板と隔壁とを含む基板の開口部に、先に吐出されるノズルで前記開口部に入る液量を等しくなるように塗工できる各ノズルに割り振り、後に吐出されるノズルで総量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インクジェットヘッドの位置情報と基板開口部へ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、使用するノズル数が異なることで生じていたむらを抑制でき、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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は本実施の形態による吐出パターン生成装置を実施したインクジェット塗工装置の全体構成例を示す外観斜視図である。
本例のインクジェット塗工機のインクジェットヘッドユニット１０２は、インクジェットヘッド１０１が複数個整列して並設されている。なお、カラーフィルタを生成するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を吐出を行う必要があるため、前述した複数個のインクジェットヘッド１０１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。
【００１４】
また、インクジェット塗工機の基板置き台１０３は、副走査方向に移動可能であり、さらにθ軸方向に回転可能である。このように、θ軸方向に回転可能なため、基板置き台１０３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１０２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１０３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１０３におかれた基板を固定することが可能である。
【００１５】
また、吐出パターン情報に基づいてインクジェットヘッド１０１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ー１０４を有している。このインクジェットヘッドコントローラー４の記憶装置には、インクジェットヘッドを駆動制御するための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。
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１０１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１０１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。
塗工を行う際にインクジェットヘッドコントローラー１０４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。
【００１６】
また、上記インクジェットヘッドコントローラー１０４のインクジェットヘッド１０１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１０１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。
【００１７】
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１０１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。
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１０１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。
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１０１の位置情報（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。
【００１８】
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１０１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１０１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。
またこの場合、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、総液量を均一にすることが可能である。
【００１９】
図３は、ある隔壁に対し、先に使用するノズル数と後に使用するノズル数の一例を示す説明図である。
この図３では、隔壁１〜隔壁１０まではヘッド１で使用するノズル数は４個、ヘッド２で使用するノズル数は５個となる。また、隔壁１１〜２０までは先ほどとは反対に、ヘッド１で使用するノズル数は５個、ヘッド２で使用するノズル数は４個となる。仮に１個のノズルから等しい液量が吐出されるとし、１個のノズルから１０ｐｌ吐出しているとする。すると、隔壁１〜１０はヘッド１のノズルから４０ｐｌが入り、隔壁１１〜２０はヘッド１のノズルから５０ｐｌが入る。これにより、ヘッド１では隔壁によっては１０ｐｌの液量が異なるため、この液量でむらが発生する。
【００２０】
次に、図４は、ヘッド１で使用するノズル数をそろえて行う場合の一例を示す説明図である。ここでは、隔壁１〜２０で全てヘッド１では４ノズルとすると、隔壁内に吐出される液量は４０ｐｌとなり、ヘッド２で残りの液量をそろえて行うことにより、１度目で液量が揃っているため、むらがなく塗工することが可能である。
【００２１】
また、図５は、ヘッド１で使用するノズル数はそのままで、先に吐出する液量を揃えて行う場合の一例を示す説明図である。隔壁１〜１０はヘッド１の使用するノズル数は５個、隔壁１１〜２０はヘッド１の使用するノズル数は４個である。ノズル数はそのままで液量を揃えるため、ノズル数の多い方を調整する場合は、仮に１ノズルから本来１０ｐｌ液量がでるものとすると、４個のものでは４０ｐｌであるため、５個のノズルも４０ｐｌに揃えるには、各ノズルからの吐出量を８ｐｌに変更する。
なお、この場合、５個のノズルから吐出させる液量は同量にする必要はなく、異なる液量でも良いとする。また、反対にノズル数の少ない方を調整する場合は、５個のノズルの所は５０ｐｌになるため、４個のノズルで５０ｐｌに揃えるようにする。これにより、１度目で液量が揃っているためむらがなく塗工することが可能である。
【００２２】
また、インクジェット塗工機のインクジェットヘッド１０１は、図６に示すようなシェアウェーブモードのインキ吐出部１０１Ａ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（ノズル）１０１Ｂ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６に示すように、３層のインキ吐出口の列（以下、各列をＡ層、Ｂ層、Ｃ層という）からなるインクジェットヘッドを例に説明する。
【００２３】
このインクジェットヘッド１０１は、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層に対応するバッファ（以下、ラインバッファという）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。
図７は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を示すフローチャートである。
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（ステップＳ１）、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（ステップＳ２）。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（ステップＳ３）。
【００２４】
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（ステップＳ４）。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（ステップＳ５）。
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（ステップＳ６）。
Ｃ層インキ吐出口から吐出終了後、ラインカウンター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（ステップＳ７）、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。
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。
【００２５】
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ヘッドのノズル数に関する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インクジェット塗工機で印刷した結果、従来は隔壁内に使用するノズル数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、この結果、高精度な印刷物を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係わる塗工装置の全体構成図例を示す外観斜視図である。
【図２】従来のインクジェットヘッドの並びの例を示す説明図である。
【図３】隔壁に対してヘッド毎に使用するノズル数の一例を示す説明図である。
【図４】隔壁に対してヘッド毎に使用するノズル数と液量を揃えたものの一例を示す説明図である。
【図５】隔壁に対してヘッド毎にノズル数に対し液量を揃えたものの一例を示す説明図である。
【図６】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を示す説明図である。
【図７】インクジェットヘッドから吐出されるまでの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１０１……インクジェットヘッド、１０２……ヘッドユニット、１０３……基板置台、１０４……ヘッドコントローラー。
【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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