(57)【要約】【課題】基板上に散布されるスペーサインクのパターンに自由度を持たせることを目的とする。【解決手段】基板１の表面にスペーサ４を含むインク５を噴射するノズル３０を、所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂと、基板１とインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂとが相対移動するように、基板１を動作させるボールねじ手段２１と、各ノズル３０に夫々設けられ、基板１とインクジェット手段２４Ａ、２４Ｂとが相対移動している間に、各ノズル３０を駆動してインク５を噴射させるノズル駆動部３３と、各ノズル駆動部３３に夫々対応して設けられ、各ノズル駆動部３３の駆動タイミングを個別的に制御するパターン発生器３４と、を備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面にスペーサを含むインクを噴射するノズルを、所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段と、
前記基板と前記インクジェット手段とが相対移動するように、前記基板または前記インクジェット手段を動作させる相対移動手段と、
前記各ノズルに夫々設けられ、前記基板と前記インクジェット手段とが相対移動している間に、前記各ノズルを駆動してインクを噴射させるノズル駆動手段と、
前記各ノズル駆動手段に夫々対応して設けられ、前記各ノズル駆動手段の駆動タイミングを個別的に制御するタイミング制御手段と、
を備えたことを特徴とするインク散布装置。
【請求項２】
前記インクジェット手段を、前記基板の幅方向に対して斜めに配置し、
前記各タイミング制御手段は、
前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記各ノズルのうち、上流側のノズルから順に一定時間ずつ遅延させて各ノズルを駆動するように前記各ノズル駆動手段をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする請求項１記載のインク散布装置。
【請求項３】
前記各タイミング制御手段は、
前記各ノズルからインクを噴射するインク噴射動作とインクを噴射させないノズル空走動作とを交互に繰り返して間欠的にインクの噴射を行い、前記インク噴射動作の回数が所定回数に達したときには、前記ノズル空走動作の時間を補正する、
ことを特徴とする請求項１記載のインク散布装置。
【請求項４】
前記相対移動手段を往復動作が可能な構成となし、
前記相対移動手段の移動方向と直交する方向に前記インクジェット手段をシフトさせるシフト手段を設けて、前記往復動作が往路から復路に切り替わるときに、前記シフト手段は、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフト可能な構成となし、
前記各タイミング制御手段は、
前記往復動作の往路において、前記基板の表面上に散布されるインクが千鳥状のパターンとなるように、前記各ノズルの各ノズル駆動手段のうち、偶数列ノズルのノズル駆動手段と奇数列ノズルのノズル駆動手段との駆動タイミングを所定時間ずらして制御し、
前記シフト手段により、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフトさせ、
前記往復動作の復路において、前記基板の表面上に散布されるインクが前記千鳥状のパターンとは逆の千鳥状のパターンとなるように、前記各ノズルの各ノズル駆動手段のうち、偶数列ノズルのノズル駆動手段と奇数列ノズルのノズル駆動手段との駆動タイミングを所定時間ずらして制御する、
ことを特徴とする請求項１記載のインク散布装置。
【請求項５】
前記インクジェット手段に配列させた前記各ノズルの夫々に対して、インクの噴射タイミングを個別的に遅延させる遅延回路を設けた、
ことを特徴とする請求項１記載のインク散布装置。
【請求項６】
請求項１乃至５何れか記載のインク散布装置を有するフラットパネルディスプレイの製造装置。
【請求項７】
請求項６記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項８】
基板の表面にスペーサを含むインクを散布するインク散布方法であって、
前記インクを噴射するノズルを所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段を前記基板の幅方向に対して斜めに配置した状態で、このインクジェット手段と前記基板とを相対移動させ、
前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置するまで、前記インクジェット手段を移動させ、
前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、上流側のインクから順に一定のタイミングずつ遅延させて、各ノズルからインクの噴射を開始し、
前記各ノズルからインクを噴射するインク噴射動作とインクを噴射させないノズル空走動作とを交互に繰り返して間欠的にインクの噴射を行うときに、前記インク噴射動作が所定回数に達したときには、前記ノズル空走動作の時間を補正する、
ことを特徴とするインク散布方法。
【請求項９】
基板の表面にスペーサを含むインクを格子状に散布するインク散布方法であって、
前記インクを噴射するノズルを所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段を前記基板の幅方向に対して斜めに配置し、このインクジェット手段と前記基板とを相対移動させ、
前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置するまで、前記インクジェット手段を移動させ、
前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、上流側のノズルから順に一定時間ずらして、各ノズルからインクの噴射を開始し、
前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、偶数列のノズルと奇数列のノズルとを所定タイミングずらしてインクの噴射を行って、前記基板の表面に千鳥状のパターンとなるようにインクを散布し、
前記散布が終了したときには、前記相対移動を停止させて、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフトさせ、
前記インクジェット手段と前記基板とを、前記相対移動の方向とは反対の方向に相対移動させ、
前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、下流側のノズルから順に一定時間ずらして、各ノズルからインクの噴射を開始し、
前記基板の表面に散布された千鳥状のインクのパターンとは逆の千鳥状のパターンとなるように、偶数列のノズルと奇数列のノズルとを所定タイミングずらしてインクの噴射を行って、前記基板の表面に格子状のパターンとなるようにインクを散布すること、
を特徴とするインク散布方法。
【請求項１０】
請求項８または９何れかに記載のインク散布方法を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に重ね合わせられる２枚の透明基板間に、液晶封入空間となるセルギャップを形成するためのスペーサを含むインクを、インクジェット方式により散布するインク散布装置、このインク散布装置を適用したフラットパネルディスプレイの製造装置、このフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイ、インク散布方法及びこのインク散布方法を実行するプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの１つとして、液晶ディスプレイがある。液晶ディスプレイは、ガラス等の透明薄板からなるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを接合させたものから構成され、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間にはセルギャップと呼ばれる微小な隙間が形成される。セルギャップは複数のスペーサビーズの凝集体からなるスペーサにより確保され、この空間に液晶が封入される。スペーサは粒径が３〜５μｍの球状とした微小粒子からなり、ＴＦＴ基板又はカラーフィルタ基板の何れか一方に多数分散して配置する。
【０００３】
スペーサは基板上のブラックマトリクス領域に限定的に配置される。このために、スペーサビーズを溶剤に均一に分散させた懸濁液からなるスペーサインクを用いて、スペーサインクをブラックマトリクス領域に着弾させるようにする。スペーサインクを供給する方式としてはインクジェット方式が採用される。インクジェット方式は、微小なノズルを１列に複数配列したインクジェットヘッドからなるインクジェット手段を用いて、ノズルから基板に向けてスペーサインクの液滴を噴射するようにしている。
【０００４】
基板上に散布されるスペーサは分布密度を均一にするという観点から、基板上のブラックマトリクス領域に格子状にインクを散布するようにしている。このため、インクジェットヘッド方式においては、基板を１方向に搬送している間に、上部に固定配置されたインクジェットヘッドの各ノズルから、間欠的に基板のブラックマトリクス領域の所定位置にスペーサインクを散布していく。これにより、基板上にスペーサインクが格子状に散布される。
【０００５】
インクジェットヘッド方式を採用している技術が特許文献１に開示されている。インクジェットヘッドに配列されている各ノズルの間隔と基板上に着弾されるスペーサインクの間隔とが一致していないときには、インクジェットヘッドを傾けて、ノズル間の調整を図っている。特に、近年の液晶ディスプレイは高密度になっているため、ノズル間隔に対してブラックマトリクス領域の間隔が小さくなる傾向にある。そこで、インクジェットヘッドを傾けてスペーサインクを散布する方式が多く採用されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３２１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の液晶ディスプレイは画面サイズが多様化しているため、基板上の画素間のピッチ間隔、そしてブラックマトリクス領域に散布するスペーサインクのインク間の間隔についても、液晶ディスプレイによって多様に変化する。従って、多種多様なサイズの液晶ディスプレイに対応するため、基板上に散布するスペーサインクのピッチ間隔を自由に変化させること、また基板上に散布するときのスペーサインクのパターンを格子状ではない別のパターンで散布することができる構成を採用することが望ましい。
【０００７】
前述したように、従来のインクジェット方式では、上部に固定配置したインクジェット手段から一定の周期で間欠的にインクを間欠噴射して基板上に散布している。このとき、各ノズルからは一定の周期で一斉にインクを噴射しているため、基板上に形成されるスペーサインクのパターンは規則的な格子状のパターンとなり、スペーサインクのパターンが固定的になってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、基板上に散布されるスペーサインクのパターンに自由度を持たせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１のインク散布装置は、基板の表面にスペーサを含むインクを噴射するノズルを、所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段と、前記基板と前記インクジェット手段とが相対移動するように、前記基板または前記インクジェット手段を動作させる相対移動手段と、前記各ノズルに夫々設けられ、前記基板と前記インクジェット手段とが相対移動している間に、前記各ノズルを駆動してインクを噴射させるノズル駆動手段と、前記各ノズル駆動手段に夫々対応して設けられ、前記各ノズル駆動手段の駆動タイミングを個別的に制御するタイミング制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１のインク散布装置によれば、ノズルを駆動するノズル駆動手段及びこのノズル駆動手段を個別的に制御するタイミング制御手段をノズル毎に設けているため、各ノズルのインク噴射タイミングを独立して制御することが可能になる。従って、インクの噴射タイミングをノズル毎に不規則にすることができ、基板上に散布されるスペーサインクのパターンに自由度を持たせることが可能になる。
【００１１】
なお、基板とインクジェット手段とは相対移動するものであればよく、基板又はインクジェット手段の何れか一方を移動させるようにしてもよいし、両者を移動させるようにしてもよい。通常は、インクジェット手段を固定して基板を移動させるようにするが、基板を固定してインクジェット手段を移動させるものであってもよい。
【００１２】
本発明の請求項２にインク散布装置は、請求項１記載のインク散布装置において、前記インクジェット手段を、前記基板の幅方向に対して斜めに配置し、前記各タイミング制御手段は、前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記各ノズルのうち、上流側のノズルから順に一定時間ずつ遅延させて各ノズルを駆動するように前記各ノズル駆動手段をそれぞれ制御する、ことを特徴とする。
【００１３】
ノズルを１列に配列したインクジェット手段を基板に対して斜めに配置することにより、幅方向（副走査方向）におけるスペーサインクのピッチ間隔を短くすることができる。この場合、インクジェット手段の各ノズルは、夫々異なるタイミングでインクの散布を開始しなければならない。そこで、請求項２のように、上流側のノズルから順に一定時間ずつ遅延させて各ノズルを駆動するようにする。
【００１４】
このとき、インクジェット手段の傾斜角度をコントロールすることにより、基板上に散布されるスペーサインクのピッチ間隔を自由に変化させることができる。傾斜角度を変化させたときには、角度に応じて遅延させるタイミングを変化させるようにする。
【００１５】
本発明の請求項３のインク散布装置は、請求項１記載のインク散布装置において、前記各タイミング制御手段は、前記各ノズルからインクを噴射するインク噴射動作とインクを噴射させないノズル空走動作とを交互に繰り返して間欠的にインクの噴射を行い、前記インク噴射動作の回数が所定回数に達したときには、前記ノズル空走動作の時間を補正する、ことを特徴とする。
【００１６】
基板は所定速度でピッチ送りされて、その間にインクジェット手段によりインクが散布されるため、基板の搬送方向（主走査方向：副走査方向に直交する方向）におけるインクのピッチ間隔は基板の送り速度に依存するが、液晶ディスプレイのサイズ多様化に伴い、基板上に実際に散布されるインクのピッチ間隔と本来散布されるべきインクのピッチ間隔との間に微小な誤差を生じることがある。インクジェット手段からは繰り返しインクの噴射が行われるため、微小な誤差であったものが、累積して大きな誤差として顕在化してくる。そこで、請求項４のインク散布装置によれば、インクの間欠的な噴射動作を所定回数繰り返した後に、ノズル空走動作の時間を補正することにより、微小な誤差を生じたとしても補正して本来の位置にインクを形成することができる。ノズル空走動作の時間の補正は、本来的なノズル空走動作の時間に一定時間を足す補正の他に、一定時間を引く補正があり、何れを適用してもよい。
【００１７】
本発明の請求項４のインク散布装置は、請求項１記載のインク散布装置において、前記相対移動手段を往復動作が可能な構成となし、前記相対移動手段の移動方向と直交する方向に前記インクジェット手段をシフトさせるシフト手段を設けて、前記往復動作が往路から復路に切り替わるときに、前記シフト手段は、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフト可能な構成となし、前記各タイミング制御手段は、前記往復動作の往路において、前記基板の表面上に散布されるインクが千鳥状のパターンとなるように、前記各ノズルの各ノズル駆動手段のうち、偶数列ノズルのノズル駆動手段と奇数列ノズルのノズル駆動手段との駆動タイミングを所定時間ずらして制御し、前記シフト手段により、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフトさせ、前記往復動作の復路において、前記基板の表面上に散布されるインクが前記千鳥状のパターンとは逆の千鳥状のパターンとなるように、前記各ノズルの各ノズル駆動手段のうち、偶数列ノズルのノズル駆動手段と奇数列ノズルのノズル駆動手段との駆動タイミングを所定時間ずらして制御する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４のインク散布装置によれば、往路と復路とにおいて、相互に逆の千鳥状のパターンとなるようにインクの散布を行い、往路から復路に切り替わるときに基板の幅方向（副走査方向）にインクジェット手段をシフトさせている。このため、基板の主走査方向において１列に並ぶインクは、全て同じノズルによりインクの散布が行われるのではなく異なるノズルにより交互にインクの散布が行われることになる。従って、各ノズルのうち一部のノズルに詰まりが生じたとしても、スペーサインクが散布されない箇所が主走査方向に１列に並ぶことを回避することができる。
【００１９】
本発明の請求項５のインク散布装置は、請求項１記載のインク散布装置において、前記インクジェット手段に配列させた前記各ノズルの夫々に対して、インクの噴射タイミングを個別的に遅延させる遅延回路を設けた、ことを特徴とする。
【００２０】
通常、各ノズルはアクチュエータにより駆動制御されてインクを噴射するようにしているが、アクチュエータの特性には個体差があり、各ノズルを同時に駆動させたとしても、インクの噴射速度や噴射タイミングがノズルによって異なることがある。このため、基板上の主走査方向におけるインクの位置がばらつくことがある。そこで、請求項５のインク散布装置によれば、各ノズルに遅延回路を設けていることで、アクチュエータの特性に個体差があったとしても、基板に散布したときのインクの位置のばらつきを補正することができる。
【００２１】
本発明の請求項６のフラットパネルディスプレイの製造装置は、請求項１乃至５何れか記載のインク散布装置を有している。また、本発明の請求項７のフラットパネルディスプレイは、請求項６記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたことを特徴としている。フラットパネルディスプレイとしては、主に液晶ディスプレイを適用することができる。
【００２２】
本発明の請求項８のインク散布方法は、基板の表面にスペーサを含むインクを散布するインク散布方法であって、前記インクを噴射するノズルを所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段を前記基板の幅方向に対して斜めに配置した状態で、このインクジェット手段と前記基板とを相対移動させ、前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置するまで、前記インクジェット手段を移動させ、前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、上流側のインクから順に一定のタイミングずつ遅延させて、各ノズルからインクの噴射を開始し、前記各ノズルからインクを噴射するインク噴射動作とインクを噴射させないノズル空走動作とを交互に繰り返して間欠的にインクの噴射を行うときに、前記インク噴射動作が所定回数に達したときには、前記ノズル空走動作の時間を補正する、ことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項９のインク散布方法は、  基板の表面にスペーサを含むインクを格子状に散布するインク散布方法であって、前記インクを噴射するノズルを所定のピッチ間隔で一列に配列させたインクジェット手段を前記基板の幅方向に対して斜めに配置し、このインクジェット手段と前記基板とを相対移動させ、前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置するまで、前記インクジェット手段を移動させ、前記インクジェット手段が前記基板のインク散布始端位置に位置したときに、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、上流側のノズルから順に一定時間ずらして、各ノズルからインクの噴射を開始し、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、偶数列のノズルと奇数列のノズルとを所定タイミングずらしてインクの噴射を行って、前記基板の表面に千鳥状のパターンとなるようにインクを散布し、前記散布が終了したときには、前記相対移動を停止させて、前記インクジェット手段を前記基板の幅方向にシフトさせ、前記インクジェット手段と前記基板とを、前記相対移動の方向とは反対の方向に相対移動させ、前記インクジェット手段に配列される各ノズルのうち、下流側のノズルから順に一定時間ずらして、各ノズルからインクの噴射を開始し、前記基板の表面に散布された千鳥状のインクのパターンとは逆の千鳥状のパターンとなるように、偶数列のノズルと奇数列のノズルとを所定タイミングずらしてインクの噴射を行って、前記基板の表面に格子状のパターンとなるようにインクを散布すること、を特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１０のプログラムは、請求項８または９何れかに記載のインク散布方法を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、インクジェットヘッドの各ノズルのノズル駆動手段に個別的にタイミング制御手段を設けることで、各ノズルの噴射タイミングを独立に制御することが可能になり、従来の固定的な散布方式に比べて、インクの散布パターンに自由度を持たせることができる。これにより、例えば、インクの散布位置にずれを生じた場合であっても、その補正をすることができ、またノズルに詰まりが生じた場合であっても、品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１において、基板１はガラス等の薄型の透明基板である。基板１には、ＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板やカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板を適用することができる。ここでは、基板１はカラーフィルタ基板であるものとして説明する。基板１は、主に画素領域２とブラックマトリクス領域３とを有している。画素領域はＲＧＢの各色の画素を構成する画素領域であり、画素領域２の間はブラックマトリクス領域３により区画形成されている。ブラックマトリクス領域３にはスペーサ４が格子状に均一に散布され、スペーサ４によりカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とが接合されたときに、所定間隙となるセルギャップを形成する。そして、スペーサ４により形成される両基板の間の隙間に液晶を封入することにより液晶パネルが形成される。スペーサ４は、カラーフィルタ基板側だけではなく、ＴＦＴ基板側に形成するものであってもよい。
【００２７】
図２に、スペーサインクの散布を行う全体のシステム構成を示す。図２において、基板１に対してインクの散布を行うインク散布ステージは、搬送テーブル２０とボールねじ手段２１とＸ軸ガイド２２とＹ軸ガイド２３とインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂとスライド部２５Ａ、２５Ｂとインクタンク２６Ａ、２６Ｂと回転機構２７Ａ、２７Ｂとを有して概略構成される。
【００２８】
基板１は搬送テーブル２０に載置されて、真空吸着手段等で固定的に保持されている。そして、搬送テーブル２０はボールねじ手段２１によりＸ軸ガイド２２に沿って図中のＸ方向（主走査方向）に搬送される。ボールねじ手段２１には、所定クロック（例えば、１μｓ）で動作するエンコーダ２１Ｅが具備され、エンコーダ２１Ｅを具備するモータ２１Ｍにより回転駆動されて、図中Ｘ方向に搬送される。ここでは、１クロック（１μｓ）当たりに１μｍのピッチで送られるものとする。
【００２９】
スペーサインクを散布するインクジェット手段としてはインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂの２つを具備しており、各インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂは、搬送テーブル２０を跨ぐように門型をしたＹ軸ガイド２３に装着されているスライド部２５Ａ、２５Ｂに夫々設置されている。スライド部２５Ａ、２５ＢはＹ軸ガイド２３に沿ってＹ方向に移動可能となっている。インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂには、夫々インクタンク２６Ａ、２６Ｂが備えられている。また、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂを、夫々傾斜させるための回転機構２７Ａ、２７Ｂが設けられている。回転機構２７Ａ、２７Ｂにより、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂは、Ｙ方向に対して任意の角度で傾斜させることが可能になる。
【００３０】
インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂは、基板の幅方向（副走査方向：図中のＹ方向）に対して所定角度傾斜させている。これにより、基板１に散布されるインクのＹ方向におけるピッチ間隔を短縮化することができる。なお、図２では、２つのインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂを並列して設けているが、インクジェットヘッドは１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００３１】
インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂは、図３に示すように、多数の微小なノズル３０を所定のピッチ間隔で配列したものから構成し、各ノズル３０からスペーサビーズ入りの一定量のインクを下方に向けて間欠的に噴射する。そして、図４に示すように、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂに、ノズル３０に連通するチャンバピース３１を設けて、チャンバピース３１はインクタンク２６Ａ、２６Ｂからのインク供給路に接続する。
【００３２】
チャンバピース３１には圧電素子からなるアクチュエータ３２が装着されており、アクチュエータ３２に電圧を印加すると、図４の二点鎖線で示すように、アクチュエータ３２が変形して、チャンバピース３１が拡張する。その結果、インクタンク２６Ａ、２６Ｂ側からスペーサインクがチャンバピース３１に吸い込まれる。次に、アクチュエータ３２への電圧の印加を停止すると、元の状態に復元し、チャンバピース３１の容積が減少して、その分のスペーサインクがノズル３０から噴射される。
【００３３】
インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂには１列に複数（ｎ個）のノズル３０（３０−１〜３０−ｎ）を配列している。図５に示すように、ｎ個のノズル３０に対応して、ｎ個のノズル駆動部３３（３３−１〜３３−ｎ）を設けている。ノズル駆動部３３はアクチュエータ３２の駆動制御を行う駆動部であり、アクチュエータ３２とパターン発生器３４（３４−１〜３４−ｎ）と論理回路３５とドライブ回路３６とを有している。ノズル駆動部３３−１〜３３−ｎは、各ノズル３０の夫々に個別的に設けられるものであり、各ノズル３０に専用に１つ設けられている。
【００３４】
パターン発生器３４（３４−１〜３４−ｎ）について説明する。各パターン発生器３４−１〜３４−ｎは、夫々のノズル３０のインク噴射タイミングのパターンを記憶している。各パターン発生器３４−１〜３４−ｎが記憶するパターンは夫々独立である。論理回路３５は、エンコーダ２１ＥからのエンコーダクロックＣＫからの信号とパターン発生器３４からの信号とを入力し、その論理積を出力する。つまり、エンコーダクロックＣＫ上でのパターン発生器３４から出力されるパターンを信号出力する。ドライブ回路３６は論理回路３５からの信号を入力して、アクチュエータ３２に対して電圧を印加する。このため、各パターン発生器３４−１〜３４−ｎが記憶している各ノズル３０の個別的なインクの噴射パターンに基づいて、インクが噴射される。図５に示すように、アクチュエータ３２と論理回路３５とドライブ回路３６とは、各ノズル駆動部３３で共通しているが、パターン発生器３４−１〜３４−ｎについては、別個独立のものが用いられている。
【００３５】
パターン発生器３４の内部構成について説明する。図６に示すように、パターン発生器３４は、インクジェットヘッド移動時間記憶部３４Ａとノズル遅延時間記憶部３４Ｂとノズル空走時間記憶部３４Ｃと補正処理部３４Ｄとパターン生成部３４Ｓとを主に有している。これらの各部に記憶されているデータは、各ノズル３０からのインクの噴射パターンに自由度を持たせるためのパラメータとなるものであり、パターン生成部３４Ｓはこれらのパラメータに基づいてパターンの波形信号を生成して出力を行う。ここでは、４つの記憶部を例示しているが、インクの噴射パターンにバリエーションを持たせるために、さらに他のパラメータ記憶部を備えることも可能である。
【００３６】
パターン発生器３４に前記の各種データを記憶させるために、図２のインクジェット制御装置４４とパターン発生器３４とを接続して、インクジェット制御装置４４からデータを出力して、各部に記憶する。インクジェット制御装置４４はコンピュータ４５に接続されており、コンピュータ４５における操作により各種データを設定する。
【００３７】
以上が、基本的な構成である。次に、各ノズル３０のインク散布のパターンに自由度を持たせたインク散布動作について説明する。以下、第１のパターンと第２のパターンとに分けて、インク散布動作を説明する。まず、第１のパターンを、図７のフローチャート及び図８のタイミング図に基づいて説明する。
【００３８】
図２に示すように、搬送テーブル２０に載置された基板１は、ボールねじ手段２１により間欠的にピッチ送りされている。ここでは、１クロック（１μｓ）当たりに１μｍで間欠的にピッチ送りされているものとする。図９は、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂに対して基板１が搬送されている状態を示している。同図矢印の方向（Ｘ方向）に基板１がピッチ送りされることで、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂと基板１とが相対移動する。同図の状態では、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂによりインクの散布が行われる位置にまで基板１が送られていない。従って、この間はインク噴射を行わずに、基板１の移動のみを行う。これをインクジェットヘッド移動処理Ｓ１１とする。
【００３９】
インクジェットヘッド移動処理Ｓ１１は、インクジェットヘッド移動時間記憶部３４Ａに記憶されたヘッド移動時間Ｔ１に基づいてパターン生成部３４Ｓが生成した波形パターンに基づいて行う。例えば、インクジェットヘッド移動時間記憶部３４Ａにヘッド移動時間「Ｔ１」が記憶されている場合には、パターン生成部３４Ｓからはヘッド移動時間「Ｔ１」が経過するまで信号が出力されない。図８に示すように、ヘッド移動時間Ｔ１は全てのノズルについて同じ時間である。インクジェットヘッド移動処理Ｓ１１を行っている間は、全てのノズルからインクの散布は行われず、単にインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂと基板１とが相対移動する。
【００４０】
図９に示すように、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂには夫々８個、合計１６個のノズル３０が配列されている。インクジェットヘッド２４Ａのノズル３０をノズル３０−１〜３０−８とし、インクジェットヘッド２４Ｂのノズル３０をノズル３０−９〜３０−１６とする。インクジェットヘッド移動処理Ｓ１１が終了して、インクジェットヘッド２４Ａの上流側のノズル３０−１がインクの散布を開始する位置（インク散布始端位置）に位置したときに、ノズル３０−１がインクの噴射を開始する。ここで、上流側のノズルとは、傾斜した状態のインクジェットヘッドに配列される複数のノズルのうち、基板に近い側のノズルのことをいう。図９では、インクジェットヘッド２４Ａの上流側のノズルはノズル３０−１であり、インクジェットヘッド２４Ｂの上流側のノズルはノズル３０−９である。ただし、インクを散布しないノズルは除外するものとし、例えばノズル３０−１を使用しない場合には、上流側のノズルはノズル３０−２となる。
【００４１】
図１０に示すように、ノズル３０−１以外の他のノズルについては、未だインクを散布すべき場所に位置していないため、インクの噴射を行わない。そして、ノズル３０−２、３０−３、３０−４の順番に、以降順次インクの噴射タイミングを遅延させる。これにより、基板１の副走査方向（Ｙ方向）に１列にスペーサ４を形成させることができる。これをノズル遅延処理Ｓ１２とする。前述のインクジェットヘッド移動処理Ｓ１１は全てのノズル３０について同一のタイミングであるが、ノズル遅延処理Ｓ１２は、夫々のノズル３０によって異なるタイミングにより行う。
【００４２】
具体的には、各ノズル３０によって個別的に異なる時間が、各ノズル駆動部３３に設けられるノズル遅延時間記憶部３４Ｂに記憶されている。例えば、ノズル３０−１のノズル駆動部３３−１に設けられるノズル遅延時間記憶部３４Ｂには、遅延時間「０」が記憶され、次のノズル３０−２のノズル遅延時間記憶部３４Ｂには、遅延時間「Ｔ２」が記憶され、その次のノズル３０−３のノズル遅延時間記憶部３４Ｂには、遅延時間「２×Ｔ２」が記憶されている。ノズル３０毎に設けられる各パターン発生器３４は、ノズル遅延時間記憶部３４Ｂに記憶されているノズル遅延時間に基づいて波形パターンを生成し、論路回路３５に対して信号を出力する。このパターンが図８の波形パターンとなる。図８に示すように、ノズル３０−１はインク散布始端位置からインクの噴射を行い、ノズル３０−２は時間Ｔ２が経過した後にインクの噴射を行い、ノズル３０−３は時間２×Ｔ２が経過した後にインクの噴射を行っていく。以降、ノズル３０−４から時間Ｔ２ずつ遅延してインクの噴射を行って行く。これにより、各ノズル３０で異なる遅延時間を持たせることができる。
【００４３】
なお、図９で示すように、インクジェットヘッド２４Ａと２４Ｂとは傾斜した状態で並列して配置しているため、インクジェットヘッド２４Ａのノズル３０−８とインクジェットヘッド２４Ｂのノズル３０−９とでは、ノズル３０−９の方が基板１に近い位置に配置されている。従って、インクジェットヘッド２４Ａと２４Ｂとでは、インクの噴射を開始するタイミングが異なるが、各インクジェットヘッドの中では、遅延時間Ｔ２ずつ噴射タイミングを順次遅延させる処理を行う。
【００４４】
ノズル遅延処理Ｓ１２において各ノズル３０で個別的に所定タイミングの遅延を持たせた後に、ノズル３０からインクの噴射を行う（インク噴射処理：ステップＳ１３）。各ノズル３０からは間欠的にインクの噴射を行うため、インクの噴射後、インクの噴射を行わない時間を所定時間設ける。ノズルからインクの噴射を行わず、インクジェット手段と基板とが相対移動している状態をノズル空走状態とし、この状態による処理をノズル空走処理Ｓ１６とする。このために、パターン発生器３４にノズル空走時間記憶部３４Ｃを設けて、ノズル空走時間Ｔ３を記憶しておく。パターン発生器３４は、ノズル空走時間Ｔ３が経過するまでは論理回路３５に信号を出力しないようにする。これにより、図８に示すような間欠的なパターンでインクの噴射を行うことができる。
【００４５】
ここで、規則的にインクの噴射を行う場合には、インク噴射処理Ｓ１３とノズル空走処理Ｓ１６とを交互に行う処理のみを行う。しかし、本発明では、不規則なパターンでインクの噴射を行うために、インク噴射処理Ｓ１３とノズル空走処理Ｓ１６との間に以下の補正処理を追加する。
【００４６】
図１１を参照すると、インクジェットヘッド２４Ａの各ノズル３０による１回目のインク噴射により、基板１のＹ方向に１列にインク５が散布されて、１列のラインＬ１が形成される。基板１が搬送される間に、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂからインクの噴射が多数回行われるため、２列目のラインＬ２、３列目のラインＬ３と、順次ラインが形成されていく。ここで、図１１のように、各ライン上のインク５は、本来形成されるべき位置からＸ方向に微小な誤差を生じるようになっている。これは、以下の理由による。
【００４７】
近年の液晶ディスプレイの基板サイズの多様化に伴い、画素間のピッチ間隔も多様なものに対応しなければならないが、ボールねじ手段２１による単位クロック当たりの基板１の送り量と本来形成されるべきインク５の間の間隔との間に微小な誤差を生じる場合がある。例えば、ボールねじ手段２１による基板１の送り量が１クロック当たり１μｍである場合において、インク５を散布すべきピッチ間隔が１００．５μｍのときには、０．５μｍの誤差が生じる。従って、図１１に示すように、インクの噴射回数が増えるに応じて、誤差が累積していき、累積誤差が許容値を超えると、最終的には不良品となる。これは、インクの噴射パターンが固定的であるために生じるものである。
【００４８】
図１２を参照すると、ラインＬ５からＬ６に移行するときに、インクの噴射タイミングに変化を生じさせている。例えば、ラインＬ５の時点では、既に２．０μｍ（＝０．５μｍ×４）の累積誤差が発生しているため、このときにインクの噴射タイミングを２クロック分遅らせれば、インクの散布位置がＸ方向に２．０μｍずれるため、累積誤差を補正することができる。
【００４９】
このために、各パターン発生器３４に補正処理部３４Ｄを設けている。補正処理部３４Ｄは、インクの噴射回数をカウントしており、所定回数に達したか否かに基づいて、補正の必要性を判定する（ステップＳ１４）。そして、所定回数に達していると判定した場合には、ステップＳ１６のノズル空走処理におけるノズル空走時間Ｔ３に対して調整時間αを追加する補正処理を行う（ステップＳ１５）。
【００５０】
例えば、前述した例では、補正処理部３４Ｄにカウント数「４」を記憶しておき、１回噴射が行われる毎にカウント数をデクリメントし、カウント数が「０」になったときに信号出力を行うようにする。このため、ラインＬ５からＬ６に移行するときにカウント数が「０」になるので、ノズル空走時間記憶部３４Ｃが記憶している時間に対して調整時間αを追加するようにする。これにより、このときのノズル空走時間をＴ３＋αと長くすることができ、ノズル空走時間の補正をすることができる。
【００５１】
そして、１枚の基板１の全面にインクの散布が行われたか否かを判定し（ステップＳ１７）、インクの散布が終了している場合には処理を終了し、そうでない場合には、次のインクの噴射を行うべく、再びインク噴射処理Ｓ１３を行う。
【００５２】
このようにインクの噴射回数が所定回数に達する毎にノズル空走時間の補正処理を行うことにより、不規則なパターンでインクを噴射させることができ、基板の送り量と本来形成されるべきインクの間隔との間に誤差が生じた場合であっても、その誤差を補正することができる。以上が第１のパターンである。次に、図１３のフローチャートに基づいて、第２のパターンについて説明する。
【００５３】
インクジェットヘッド移動処理Ｓ２１は第１のパターンのインクジェットヘッド移動処理Ｓ１１と、第１のノズル遅延処理Ｓ２２は第１のパターンのノズル遅延処理Ｓ１２と同じであるので説明を省略する。この第２のパターンでは、基板１とインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂとの相対移動を往復移動とする。そして、往復動作の往路及び復路において、基板１に散布されるインクのパターンは相互に逆の千鳥状のパターンとなるように行う。また、図１４において、インクジェットヘッド２４Ａのノズル３０−１及び３０−２、そしてインクジェットヘッド２４Ｂのノズル３０−１５及び３０−１６は往復動作の往路においては動作をしない。従って、往路においてのインクジェットヘッド２４Ａの上流側はノズル３０−３である（インクジェットヘッド２４Ｂの上流側はノズル３０−９である）。
【００５４】
まず、図１４に示すように、基板１を図中矢印の方向に移動させて、基板１とインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂとを相対移動させる。そして、インクジェットヘッド移動処理Ｓ２１及び第１のノズル遅延処理Ｓ２２を行う。
【００５５】
次に、往路におけるインクの散布について説明する。インクジェットヘッド移動処理Ｓ２１及び第１のノズル遅延処理Ｓ２２を経た後に、図１５に示すように、往路においては基板１に千鳥状のパターンとなるようにインク５の散布を行う（ステップＳ２３：往路インク散布処理）。このパターンでインク５の噴射を行うために、インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂに配列されている各ノズルを奇数列ノズル（ノズル３０−１、３０−３、３０−５、３０−７、３０−９、３０−１１、３０−１３、３０−１５）と偶数列ノズル（ノズル３０−２、３０−４、３０−６、３０−８、３０−１０、３０−１２、３０−１４、３０−１６）とに分類し、奇数列ノズルと偶数列ノズルとのインクの噴射タイミングを異ならせるようにする。例えば、奇数列ノズルのパターン発生器と偶数列ノズルのパターン発生器とに、夫々異なるタイミングで信号を出力するようなパターンを記憶させておくことで、奇数列ノズルと偶数列ノズルとのインクの噴射タイミングを異ならせることができる。
【００５６】
次に、図１５の矢印方向（Ｙ方向）に、インクジェットヘッド２４Ａ、２４ＢをＹ軸ガイド２３に沿って所定ピッチシフトさせる（ステップＳ２４：ヘッドシフト処理）。そして、基板１を往路のときとは逆の方向に搬送させて、復路の動作を開始する。復路においては、インクジェットヘッド２４Ａの全てのノズル３０−１〜３０−８及びインクジェットヘッド２４Ｂのノズル３０−９〜３０−１２を使用し、ノズル３０−１３〜３０−１６は使用しない。
【００５７】
インクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂは傾斜している状態にあるため、復路においても各ノズル３０を順次所定タイミング遅延させる必要がある。これが第２のノズル遅延処理Ｓ２５となる。この処理は前述のノズル遅延処理Ｓ１２とほぼ同様である。ただし、この場合は、インクジェットヘッド２４Ｂの下流側であるノズル３０−１２から順次所定タイミング遅延させていく。下流側のノズルとは、復路の動作においてインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂのうち基板に近い側のノズルである。
【００５８】
復路におけるインク５の散布パターンは、往路のときの千鳥状のパターンとは逆の千鳥状となるように行う（ステップＳ２６：復路インク散布処理）。この場合、例えば、奇数列ノズルのパターン発生器と偶数列ノズルのパターン発生器とに、往路のときとは逆の異なるタイミングで信号を出力するようなパターンを記憶させておくことで、往路のときとは逆の千鳥状のパターンでインク５の散布を行うことができる。
【００５９】
図１７は、往復動作が終了したときの基板１の状態を示している。同図に示すように、基板１には格子状のインク５のパターンが形成されている。これにより基板１に対するインク散布処理が終了することになる。
【００６０】
ここで、図１７において、主走査方向に１列に並んでいる１つのラインＭ１を見ると、このラインＭ１にある各インク５は、往路においてはノズル３０−３により、復路においてはノズル３０−１により、散布されたものである。つまり、各ノズルから固定的なパターンで散布される場合には、ラインＭ１の全てのインク５は同一のノズルにより散布されたものであるが、千鳥状のパターンでインクの散布を行うことにより、交互に異なるノズルにより散布されたものとすることができる。
【００６１】
インクジェットヘッドのノズルの噴射口に付着して乾燥するインク塊やインクに分散されているスペーサがジャミング状態になること等により、ノズルには詰まりが生じやすい。例えば、固定的なパターンでインクの散布をする場合には、１つのノズルに詰まりが生じると、Ｘ方向における１つのライン上の全ての箇所にインク５を形成することができない。この場合、ラインＭ１の全てのインク５が形成されなくなる。そうすると、液晶ディスプレイとして構成したときに大幅に品質劣化する。
【００６２】
一方、前述してきた第２のパターンでインク５の散布を行うと、１つのラインの各インク５は、交互に異なるノズルにより散布されるため、１つのノズルに詰まりが生じたとしても、インク５が形成されていない箇所が１列に並ぶことはない。従って、第２のパターンにおいては、規則的に格子状のパターンとなるようにインクの散布を行わず、千鳥状のパターンとして散布することにより、品質の向上を図ることできる。
【００６３】
次に、図１８を用いて、ノズル駆動部３３の他の例について説明する。図１８のノズル駆動部３３は、図５のノズル駆動部３３とほぼ同一の構成であるが、遅延回路３７（３７−１〜３７−ｎ）が新たに構成要素として追加されている。各遅延回路３７−１〜３７−ｎは、ノズル３０−１〜３０−ｎ毎に個別的に設けられ、論理回路３５からの信号に夫々異なる遅延量を付与して、ドライブ回路３６に出力する。各遅延回路３７−１〜３７−ｎの遅延量は、予め個別的なデータとして記憶しておく。
【００６４】
ところで、各ノズル駆動部３３−１〜３３−ｎには全て同一のアクチュエータ３２を用いているが、圧電素子であるアクチュエータ３２はその特性に個体差があり、それによりインクに与える初速にばらつきが生じる。また、各ノズル３０はインクジェットヘッド２４Ａ、２４Ｂに組み付けて構成するが、組み付け誤差が生じることがある。従って、飛散速度や噴射タイミングにばらつきが生じることがある。図１９（ａ）は、基板１に散布されたインク５にばらつきが生じた例を示している。インク５−２は適正位置に散布されているが、インク５−１及び５−３については、飛散速度や噴射タイミングのばらつきによって、Ｘ方向に異なる位置に散布されている。
【００６５】
そこで、各遅延回路３７−１〜３７−ｎに所定の遅延量を与える。図１９（ａ）に示すように、適正に散布されているインク５−２に対して、インク５−１はＸ方向の負の方向に、インク５−３は主走査方向の正の方向にずれを生じている。そこで、全ての遅延回路３７に対して予め所定の遅延量Ｄを与えておき、インク５−１を散布するノズル３０−１の遅延回路３７−１に対しては「Ｄ＋ｔ１」の遅延量を与え、インク５−３を散布するノズル３０−３の遅延回路３７−３に対しては「Ｄ−ｔ３」の遅延量を与える。そして、適正に散布されているノズル３０−２の遅延回路３７−２に対しては「Ｄ」の遅延量を与える。これにより、正の方向にずれを生じた場合でも、負の方向にずれを生じた場合でも、両者に対応することができる。
【００６６】
図１９（ｂ）は、遅延回路３７を用いた場合の状態を示している。ノズル３０−１には「Ｄ＋ｔ１」の遅延量が与えられているため、インクを噴射するタイミングが遅くなり、その結果、インクの散布位置がＸ方向における正の方向に移動して、適正な位置に散布される。一方、ノズル３０−３には、「Ｄ−ｔ３」の遅延量が与えられるため、インクを噴射するタイミングが早くなり、その結果、インクの散布位置がＸ方向の負の方向に移動して、適正な位置に散布される。以上のように、遅延回路３７を用いることにより、散布位置を補正することができる。
【００６７】
なお、前記のＤ、ｔ１、ｔ３等のデータは、予め飛散速度や噴射タイミングにばらつきがある状態で基板にインクの散布を行って、Ｘ方向のずれを計測して、計測値に基づいて、適宜各種データを設定する。つまり、ばらつきを実測して、その値を遅延回路にフィードバックしている。各種データの設定は、例えば、コンピュータ４５により行い、インクジェット制御装置４４を介して、各遅延回路３７に設定可能なようにする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】スペーサが散布される基板の構成説明図である。
【図２】インク散布ステージの全体構成を示す外観図である。
【図３】インクジェットヘッドの先端部を示す構成説明図である。
【図４】インクジェットヘッドを構成するノズルからのインクを噴射する動作の説明図である。
【図５】ノズル駆動部の概要を示す図である。
【図６】パターン発生器の構成を示すブロック図である。
【図７】第１のパターンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第１のパターンにおけるタイミング図である。
【図９】インクの散布を行う前のインクジェットヘッド及び基板の状態を説明する図である。
【図１０】インク散布始端位置におけるインクジェットヘッド及び基板の一部の状態を説明する図である。
【図１１】インクの散布位置にずれを生じる例を説明する図である。
【図１２】インクの散布位置に生じたずれを補正している状態を説明する図である。
【図１３】第２のパターンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】第２のパターンにおけるインクの散布を行う前のインクジェットヘッド及び基板の状態を説明する図である。
【図１５】往路のインク散布が終了したときのインクジェットヘッド及び基板の状態を説明する図である。
【図１６】インクジェットヘッドをシフトさせたときの説明図である。
【図１７】復路のインク散布が終了したときのインクジェットヘッド及び基板の状態を説明する図である。
【図１８】ノズル駆動部の他の例の概要を示す図である。
【図１９】インク散布位置に生じるずれと、そのずれを補正した状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    基板                    ２    画素領域
３    ブラックマトリクス領域        ４    スペーサ
５    インク                    ２０    搬送テーブル
２１    ボールねじ手段            ２１Ｅ    エンコーダ
２４Ａ、２４Ｂ  インクジェットヘッド
３０    ノズル                    ３３    ノズル駆動部
３４    パターン発生器            ３６    ドライブ回路
３７    遅延回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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