(57)【要約】【課題】何時も混色不良などの無い安定した画像形成を画像形成装置を止めることなく実現する事が出来るようにすること。【解決手段】インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク粒によって隔壁で囲まれた基板上の開口部に所定量を吐出させるインクジェット記録法にて記録画像を形成する画像形成装置であって、  上記基板上に上記インクジェットヘッドから吐出された上記インク粒によって塗工された後の上記基板の上記塗工状態を検査する工程を実行する手段と、  上記検査工程で得られた検査情報の内、上記隔壁への上記インク粒の乗り上げ塗工に関する検査情報を塗工エラー情報に変換する手段と、  上記塗工エラー情報を基に上記インクジェットヘッドのノズル位置を調整する手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク粒によって隔壁で囲まれた基板上の開口部に所定量を吐出させるインクジェット記録法にて記録画像を形成する画像形成装置であって、
上記基板上に上記インクジェットヘッドから吐出された上記インク粒によって塗工された後の上記基板の上記塗工状態を検査する工程を実行する手段と、
上記検査工程で得られた検査情報の内、上記隔壁への上記インク粒の乗り上げ塗工に関する検査情報を塗工エラー情報に変換する手段と、
上記塗工エラー情報を基に上記インクジェットヘッドのノズル位置を調整する手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記塗工エラー情報に基づいて、上記インクジェットヘッドから上記インク粒を吐出させる吐出同期信号を補正することで、上記基板の塗工中の基板搬送方向に対する上記インク粒の塗工位置を補正する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記ノズル位置を調整する手段は、インクジェットヘッドのノズル位置を調整する調整機構を有し、上記塗工エラー情報に基づいて上記調整機構を自動調整する事により上記インク粒の塗工位置を補正する事を特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記ノズル位置を調整する調整機構は、ノズル配置方向に対する調整機構と、そのノズルの配置方向に対する回転方向の調整機構との２種類の調整機構である事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記ノズル位置を調整する調整機構のアクチュエータにステッピングモータを用いた事を特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録法を用いた画像形成装置に関し、特に液晶用カラーフィルターや有機半導体による発光表示器等、基板上の隔壁（バンクとも呼ばれる）内への精密塗工を実現するインクジェット精密パターンコート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録法でカラーフィルター等を塗工する場合、フラットベットステージにガラス等の基板を置き、インクジェットヘッドを保持したヘッドユニットから基板に直接塗工液を吐出させる事によって画像形成していく（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
以下、液晶ディスプレイ、や白色スイッチング表示器（サーフェースエミッションディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等）のカラーフィルターについて述べる。
【０００４】
第１図では基板５上の予め形成したブラックマトリックス１を隔壁として利用し、その内部にインクジェットヘッド４からインク粒（以後ドロップレットと呼ぶ）３を吐出させて色材層２を得る方法を呈示した。
【０００５】
尚、この図面ではインクジェットヘッド４若しくは基板（ブラックマトリックス２を含む基板）の走査方向はＳである。
【０００６】
また、通常、インクジェットヘッドのノズル間隔は１００〜５００μｍといった広い間隔を有するので数百μｍの隔壁長手方向寸法（例えば３０〜４０インチＴＶの画素寸法として）に対してはノズルピッチが広すぎる。
【０００７】
従って、通常は第２図に示す様に複数のインクジェットヘッドにて隔壁１内に塗工する。尚、第２図では２本のインクジェットヘッド（それぞれ、７，８）を背面貼り合わせ（バックｔｏバック）し、その二つのヘッドをヘッドＡ、ヘッドＢと呼ぶ。
【０００８】
さて、第３図は、プラックマトリックスのインク注入面を上面とし、その中に実際に各ノズルからインクを入れ込むのを説明する図である。
【０００９】
第３図では、上下方向が第１図〜第２図で言うところの走査方向Ｓであるが、以降はこの方向（基板搬送方向）をＹ方向と呼ぶ。また、Ｙ方向に直行する方向をＸ方向（ノズル配置方向）と呼ぶ事にする。
【００１０】
第３図はブラックマトリックス１０と、各ノズルから吐出されるドロップレット１１を表したものであり、ヘッドＡ、ヘッドＢといった２つのインクジェットヘッドの各々のノズルから吐出される各ドロップレットとカラーフィルターの１画素（以降、セルと呼ぶ）との関係を示したものである。
【００１１】
さて、第３図ではノズル配置方向（Ｘ方向）に３つの画素が記載されているが、それをそれぞれ左からセル１、セル２，セル３と呼ぶ。
【００１２】
また、それぞれの画素は１２０ｐｌ入れ込む例を示しており、セル１では、担当するヘッドＡのノズル番号１０，１１，１２とヘッドＢのノズル番号１０，１１の計５つのノズル、各ノズルが６ｐｌのインク粒を４回ずつ吐出する事によって１２０ｐｌ吐出を実現している。
【００１３】
また、セル２，３は、担当するノズルが４ノズルに減ってしまうため、６ｐｌのインク粒を５回ずつ吐出して１２０ｐｌにしている。
【００１４】
この例では、１２０ｐｌを得るのに、各ノズルの基準吐出量が６ｐｌと同じ吐出条件になっているが、要は、各ノズルの吐出回数の組み合わせで目標とする液量に達する様（目標に対して誤差が出る場合はその誤差を最小にする様）、吐出データを作成すれば良い。
【００１５】
この様に基板上に吐出されたカラーフィルターは最終的には第６図にて示した製品となる。但し、各色毎に先の説明と同様にインクジェットヘッドが必要になる事はいうまでも無い。
【特許文献１】特開２００７−２６０５７１号公報
【特許文献２】特許２００３−２６６６７１号公報
【特許文献３】再公表特許ＷＯ００／４５９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
インクジェットヘッドのノズル位置は例えばカラーフィルターの場合、各開口部に対して精度良く位置合わせがされていないといけない。
【００１７】
第４図は位置合わせされたインクジェットヘッドを示す。
【００１８】
ここでは、ヘッド１５，１６と１７，１８と１９，２０を、ノズル流れ方向に整列配置する場合を示し、ノズル間隔Ｐを一定の範囲に入れて、更にＸ方向とＹ方向に傾き無く設計通りのノズル配列をさせている例である。
【００１９】
この各ヘッドの配列に対し、第５図の中央部のヘッド１７’、１８’の様に傾きθとＸ方向、Ｙ方向のズレが生じれば本来のノズル位置に調整するアライメントを実施する。
【００２０】
しかしながら、アライメント出来るという事は、調整出来る可動部が存在する（リジッドでは無い）事を意味するので、ノズルのメンテナンス等、ノズル面への物理的な接触や、ヘッドユニットの移動といった加減速によって、ノズル位置がずれてしまう可能性を持つ問題があった。また、ヘッドを加温するなど温度変化を与えると、各部材の熱膨張や締結部分の歪み開放等によってノズルの位置がずれてしまうという問題があった。
【００２１】
この問題に関し、例えば第７図ではヘッドの傾きＨθ誤差が生じた場合を示しているが、ブラックマトリックス上に吐出インクが乗り上げてしまっている事がわかる。更に傾きが大きくなると、他の色に対して混色不良となり、この場合、不良基板を作成してしまうだけでなく、各ノズルの位置を合わせるアライメント作業の為塗工機を停止、即ちライン停止するといった重大な問題があった。
【００２２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、何時も混色不良などの無い安定した画像形成を画像形成装置を止めることなく実現する事が出来るようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明において上記課題を解決するために、まず請求項１の発明では、
インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク粒によって隔壁で囲まれた基板上の開口部に所定量を吐出させるインクジェット記録法にて記録画像を形成する画像形成装置であって、
上記基板上に上記インクジェットヘッドから吐出された上記インク粒によって塗工された後の上記基板の上記塗工状態を検査する工程を実行する手段と、
上記検査工程で得られた検査情報の内、上記隔壁への上記インク粒の乗り上げ塗工に関する検査情報を塗工エラー情報に変換する手段と、
上記塗工エラー情報を基に上記インクジェットヘッドのノズル位置を調整する手段とを備えることを特徴とする画像形成装置としたものである。
【００２４】
また請求項２の発明では、
上記塗工エラー情報に基づいて、上記インクジェットヘッドから上記インク粒を吐出させる吐出同期信号を補正することで、上記基板の塗工中の基板搬送方向に対する上記インク粒の塗工位置を補正する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置としたものである。
【００２５】
また請求項３の発明では、
上記ノズル位置を調整する手段は、インクジェットヘッドのノズル位置を調整する調整機構を有し、上記塗工エラー情報に基づいて上記調整機構を自動調整する事により上記インク粒の塗工位置を補正する事を特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置としたものである。
【００２６】
また請求項４の発明では、
上記ノズル位置を調整する調整機構は、ノズル配置方向に対する調整機構と、そのノズルの配置方向に対する回転方向の調整機構との２種類の調整機構である事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置としたものである。
【００２７】
また請求項５の発明では、
上記ノズル位置を調整する調整機構のアクチュエータにステッピングモータを用いた事を特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置としたものである。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１の発明は、塗工エラー情報を乗り上げの発生しているヘッド情報と共に画像形成装置にフィードバックする等の方策が可能となる。よって、大幅な混色不良が発生する前に、異常が生じているインクジェットヘッドのノズル位置補正が出来るので、何時も混色不良などの無い安定した画像形成を画像形成装置を止めることなく実現する事が出来るという効果がある。
【００２９】
請求項２の発明は、搬送方向にはメカ的な調整を必要とせず、インクジェットヘッドのノズル位置の調整機構を大幅に減らす事が出来るという効果がある。
【００３０】
請求項３の発明は、インク粒の塗工位置を絶えず正しい位置に補正する事が出来るという効果がある。
【００３１】
請求項４の発明は、非常に簡便なインクジェットヘッドのノズル位置の調整機構が実現出来るという効果がある。
【００３２】
請求項５の発明は、ステップモータを用いることにより調整移動量をパルス単位でデジタル管理が出来るので調整が非常に簡単になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明の最良の一実施形態を説明する。
【００３４】
本実施形態は、インクジェット記録法にてカラーフィルターや有機ＥＬ素子等の記録画像を形成する塗工機等、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク粒によって、隔壁で囲まれた基板上の開口部に所定量を吐出させる画像形成装置であって、
上記基板上に上記インクジェットヘッドから吐出された上記インク粒によって塗工された後に、上記基板の上記塗工状態をカメラ等で検査する工程を実行する手段と、
上記検査工程で得られた様々な検査情報の内、上記隔壁への上記インク粒の乗り上げ部分に関する検査情報を、例えばＸ方向乗り上げ＊＊μｍ、Ｙ方向乗り上げ○○μｍ、発生座標（ｘ、ｙ）等といった塗工エラー情報に変換する手段と、
上記塗工エラー情報に基づいて、上記インクジェットヘッドのノズル位置を調整する手段と、
上記塗工エラー情報に基づいて、上記インクジェットヘッドから上記インク粒を吐出させる吐出同期信号を補正することで、上記基板の塗工中の基板搬送方向に対する上記インク粒の塗工位置を補正する手段とを備える。
【００３５】
上記ノズル位置調整手段は、インクジェットヘッドのノズル位置を調整する微動台や回転機構等の微動部とモータなどの駆動部による調整機構を有し、上記塗工エラー情報に基づいて上記調整機構を自動調整する事により上記インク粒の塗工位置を絶えず正しい位置に補正する。
【００３６】
上記調整機構は、ノズル配置方向に対する調整機構と、そのノズルの配置方向に対する回転方向（ヘッドの傾き補正）との調整機構の２種類からなる。
【００３７】
また上記調整機構は、駆動部（アクチュエータ）にステッピングモータを用いている。
【実施例】
【００３８】
以下より本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。
【００３９】
前述した第７図の様にブラックマトリックスへのインクの乗り上げが生じると、検査工程では第８図で３０，３１にて示した乗り上げ部分が反射画像で検出出来る。
【００４０】
尚、本実施例では、説明を簡便にする為、９番ノズル以前と２０番ノズル以上を使用していないので、この３０，３１がヘッド両端での乗り上げ部分（つまり、少しずつずれた場合、最初に乗り上げが観察される場所）となる。
【００４１】
さてブラックマトリックスに僅かに乗り上げたインク部は、ブラックマトリックスに発インク性があっても、顕視化可能で、特に塗工直後に８０℃程度で数十秒〜数分、基板を加熱して塗工されたインク中の溶剤を減らすと特に分かりやすい。
【００４２】
従って、本実施例の画像形成装置では塗工後の基板を８０℃で約１分間加熱して不要な溶剤を減らした後にブラックマトリックスの乗り上げ部を観察している。
【００４３】
そして、乗り上げが発生すると、その乗り上げの位置や大きさから該当するインクジェットヘッドの再アライメント量が計算出来るので、該当ヘッドの調整機構を微動させれば良い。つまり、先述の第５図に示す通り、ヘッド両端座標は予め分かっているので、その箇所のどの部分に乗り上げが発生しているかを検出すれば、回転方向（θ誤差）、ノズル並び方向（ｘ誤差）、搬送方向（ｙ誤差）が導き出せるので、回転方向（θ誤差）、ノズル並び方向（ｘ誤差）については、図９に示す調整機構により自動補正する事が可能となり、搬送方向（ｙ誤差）については、インクジェットヘッドからインク粒を吐出させる吐出同期信号により自動補正することが可能になる。
【００４４】
尚、本実施例では、以下のスペックのインクジェット塗工機にて良好なカラーフィルター塗工がノズルの自動アライメントと同時に実現した。
【００４５】
インクジェットヘッド（単一）幅：５０ｍｍ
塗工解像度                    ：６００ｄｐｉ  （約４２．３μｍピッチ）
総塗工幅                      ：５００ｍｍ（ヘッド１０組）
塗工速度                      ：２００ｍｍ／ｓｅｃ
ブラックマトリックス線幅      ：２０〜８０μｍ
ヘッド調整機構（ｘ方向）      ：５相ステッピングモータ３４を、
ウォームギアおよびウォームホイール３５にて減速
微動部  クロスローラ３９
ｘ方向ストローク  ±０．５ｍｍ
最小分解能  ０．０３４μm／１パルス
ヘッド調整機構（θ方向）      ：５相ステッピングモータ４２を、
ウォームギアおよびウォームホイール４３にて減速
微動部  ピポットベアリング４４
θ方向ストローク  ±０．５ｍｍ
最小分解能  ０．０３４μm／１パルス
搬送方向（Ｙ）調整            ：  吐出トリガー位置合わせ（分解能０．２５μｍ）
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一つのインクジェットヘッドを用いて基板上のブラックマトリックスの内部に色材層を形成するインクジェット法を説明する図。
【図２】２つのインクジェットヘッドを用いて基板上のブラックマトリックスの内部に色材層を形成するインクジェット法を説明する図。
【図３】プラックマトリックスのインク注入面を上面とし、その中に実際に各ノズルからインクを入れ込むのを説明する図。
【図４】位置合わせされたインクジェットヘッドを示す図。
【図５】位置不良（配列不良）の中央ヘッドを示す図。
【図６】カラーフィルターの最終的な製品を示す図。
【図７】ヘッドの傾きによってブラックマトリックス上に吐出インクが乗り上げることを説明する図。
【図８】ヘッドの傾きによってブラックマトリックス上に乗り上げた吐出インクを示す図。
【図９】本実施例のノズルのＸ方向及びθ方向の調整機構を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１…ブラックマトリックス（隔壁）
２…色材層
３…ドロップレット（ドロップ粒）
４…インクジェットヘッド
５…基板
７…インクジェットヘッド（ヘッドＡ）
８…インクジェットヘッド（ヘッドＢ）
１０…ブラックマトリックス（隔壁）
１１…ドロップレット（ドロップ粒）
１３…セル（画素）
１５…インクジェットヘッド
１６…インクジェットヘッド
１７…インクジェットヘッド
１８…インクジェットヘッド
１９…インクジェットヘッド
２０…インクジェットヘッド
１７’…位置不良（配列不良）のインクジェットヘッド
１８’…位置不良（配列不良）のインクジェットヘッド
３０…乗り上げ部分
３１…乗り上げ部分
３２…ヘッドＡ
３３…ヘッドＡインク供給口
３４…Ｘ方向調整５相ステッピングモータ
３５…Ｘ方向調整ウォームおよびウォームホイール
３６…調整機構ベース
３７…Ｘ方向ベース
３８…θ方向ベース
３９…クロスローラ
４０…ヘッドＢ
４１…ヘッドＢインク供給口
４２…θ方向調整５相ステッピングモータ
４３…θ方向調整ウォームおよびウォームホイール
４４…ピボットベアリング
Ａ…流路（温水の流れる方向）
Ｂ…流路（温水の流れる方向）
Ｓ…走査方向（Ｙ方向）
【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
2009233588.tif 000008
【図７】
2009233588.tif 000009
【図８】
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