JP2004337702A - 液滴吐出装置および液滴吐出方法 - Google Patents
液滴吐出装置および液滴吐出方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】簡単な構成で、精度の高いパターンを基板などのワーク上に形成できる液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ステージ4上に載置されるガラス基板5に対して液滴を吐出するノズルを配列した吐出ヘッド群3を備え、撮像装置12で取得したガラス基板5のアライメントマーク21からガラス基板5の位置のずれ量を演算し、このずれ量に相当するデータ数をシフトした吐出データを作成し、ノズルからの液滴の吐出を制御するように構成した。
【選択図】 図1
【解決手段】ステージ4上に載置されるガラス基板5に対して液滴を吐出するノズルを配列した吐出ヘッド群3を備え、撮像装置12で取得したガラス基板5のアライメントマーク21からガラス基板5の位置のずれ量を演算し、このずれ量に相当するデータ数をシフトした吐出データを作成し、ノズルからの液滴の吐出を制御するように構成した。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに向かって液滴を吐出して所望のパターンを形成させる液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【0003】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を噴出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−173703号公報(第2頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、1枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板などのワーク上に形成できる液滴吐出装置および液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する本発明の請求項1にかかる発明は、液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出装置において、ワークの位置を検出する位置検出手段と制御装置とを備え、前記制御装置は、前もって設定された前記ワークの位置と前記位置検出手段で検出した前記ワークの位置とのずれ量を演算すると共に、前記パターンのデータであって、格子状に配列したピクセルから構成するデータを、前記ワークの位置ずれの方向に前記ずれ量に相当するデータ量だけシフトさせて前記吐出データを作成する構成を有することを特徴とする液滴吐出装置とした。
【0007】
この液滴吐出装置は、前もって設定してあった位置からずれた位置にワークが搬入された場合に、そのようなワークであっても正しい位置に液滴を着弾させるように、位置ずれの方向およびずれ量に応じたデータ処理を制御装置が行い、吐出するタイミングなどを調整する。具体例をあげると、パターンをビットマップ形式のデータで作成した場合に、位置ずれ量に相当するデータ量だけデータ列をシフトする。
【0008】
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドのノズルの配列方向と直交する方向に前記ワークを搬送する搬送機構を備え、前記制御装置は、前記ワークの搬送方向、または、前記ノズルの配列方向の少なくとも一方にデータをシフトさせることを特徴とする。
【0009】
この液滴吐出装置は、ワークのずれ量をノズルの配列方向およびワークの搬送方向に分解し、これらの方向に沿ってデータをシフトさせる。例えば、ワークの搬送方向にデータをシフトする場合には、同じノズルで吐出タイミングを遅らせたり、早めたりする。また、ノズルの配列方向にデータをシフトする場合には、吐出タイミングを変化させたり、吐出させるノズルを変更したりする。
【0010】
請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2に記載の液滴吐出装置において、前記パターンを形成する前記ワークの表面を面内回転させる回転機構を備えることを特徴とする。
【0011】
この液滴吐出装置は、ワークを面内回転させることでワークの回転方向の位置ずれを修正する。直線方向の位置ずれは、上述したように、位置のずれ量に相当するデータ数を制御装置においてシフトさせることで補正する。
【0012】
請求項4にかかる発明は、液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出方法において、前記ワークの位置と検出し、前もって定めた前記ワークの位置とのずれ量を演算し、前記ワークの位置ずれの方向に、前記ずれ量だけ前記吐出ヘッドまたは前記ワークの位置の少なくとも一方を移動させた後に液滴と吐出させることを特徴とする液滴吐出方法とした。
【0013】
この液滴吐出方法によれば、吐出データに変更を加えるのではなく、吐出ヘッドの位置、またはワークの位置、あるいは吐出ヘッドおよびワークの位置を、ずれ量に応じて変更した後に液滴を吐出する。ずれ量の検出には、例えば、ワークに形成したアライメントマークと、液滴吐出装置側の撮像装置を用いることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。図2は制御装置のブロック図である。
【0015】
図1に示す本実施形態の液滴吐出装置であるインクジェット装置1は、制御装置2からの指令に応じて吐出ヘッド群3から液滴を吐出し、ステージ4に載置したワークであるガラス基板5上に所定のパターンを形成するもので、吐出ヘッド群3の配置方向と直交する方向にガラス基板5が搬送される構成を有する。なお、以下において、吐出ヘッド群3の配置方向は、液滴を吐出するノズルの配列方向と同一であり、この方向をX方向する。ガラス基板5の搬送方向をY方向とする。XY平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【0016】
吐出ヘッド群3は、基台6から立設する支柱7間に、ステージ5を跨ぐようにX方向に平行に架設したX方向軸8に固定してある。この吐出ヘッド群3は、X方向軸8に沿って細長形状を有し、1列に配列した複数の吐出ヘッドから構成してある。吐出ヘッドの配列長さは、ガラス基板5に形成するパターンのX方向の長さ以上である。各吐出ヘッドには、X方向に沿って、液滴を吐出するノズルがガラス基板5に向かって多数穿設してある。液滴を吐出する機構としては、吐出させるインクを貯溜するチャンバをノズルごとに設け、チャンバの壁面を構成する圧電素子を電圧制御により変形させて、チャンバの容積を変化させ、連通するノズルから所定の量のインクを液滴として吐出させるものがあげられるが、吐出ヘッドの構成はこれに限定されるものではない。なお、例えば、各吐出ヘッドのノズルの穿設間隔(ピッチ)に対して、必要とされる分解能が半分であった場合には、X方向に1/2ピッチずらした吐出ヘッドを2列配置する。このように吐出ヘッドを多数配列すると、分解能を高めることができる。ここで、分解能とは、ガラス基板5に形成するパターンのサイズの変化量に相当する。つまり、パターンが50μmの線幅と60μmの線幅とからなる場合には、10μmの分解能が必要となる。
【0017】
ガラス基板5を載置するステージ4は、ガラス基板5を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部41を、不図示の回転機構によりベース部42に対してXY平面上で面内回転可能に連結した構成を有する。また、ベース部42には、Y方向におけるステージ4の位置を検出するためにY軸に沿って基台6に取り付けたリニアスケール15のスケールを読み取るエンコーダ43を取り付けてある。なお、回転機構としては、載置部41の中心を軸支する支持ピンと、載置部41の端部をX方向、またはY方向に押圧して載置部41を支持ピン回りに回転させるプッシャピンと、プッシャピンを進退させるアクチュエータとがあげられる。また、支持ピン自体を回転させるモータでも良い。
【0018】
さらに、このステージ4は、X方向と直交するように敷設してあるY方向軸9に沿って移動可能に構成になっている。ステージ4をY方向に移動させる搬送機構としては、Y方向軸9上に配列した永久磁石10と、ステージ4のベース部41の下側に固設したプレート11にY方向に沿って、かつ、永久磁石10に近接させて配列した複数のコイル(不図示)とから構成されるリニアモータがあげられる。
【0019】
制御装置2は、CPU(Central Processing Unit)や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、入出力用のインターフェイス、発振回路などをバス接続した構成を有し、インクジェット装置1を統括して制御する。制御装置2に入力するデータとしては、ガラス基板5に形成するパターンをビットマップ形式などの所定の形式に則って作成したデータと、ステージ4の位置情報とがあげられる。制御装置7から出力するデータとしては、ステージ4のコイルの制御信号と、ステージ4の回転機構の制御信号と、吐出ヘッド群3の制御信号とがあげられる。吐出ヘッド群3の制御信号としては、発振回路で形成したクロック信号と、ノズルごとに吐出タイミングの制御するデータである吐出データなどがある。
【0020】
また、制御装置2を機能ブロックに分割すると図2のようになる。すなわち、制御装置2は、吐出データの設定値の入力を受け付ける吐出データ設定値入力部22、吐出ヘッド群3の吐出ヘッドの設定値の入力を受け付ける吐出ヘッド設定値入力部23と、ガラス基板5の位置に応じてビットマップデータに行ったり、ステージ4の回転機構の駆動量を演算したりする補正値を演算する補正演算部24と、吐出データを作成する吐出データ作成部25と、外部の各種機器との入出力を制御する入出力IF(Inter Face)26とを有する。
【0021】
さらに、ガラス基板5にパターンを形成するために制御装置2に取り込まれるデータである吐出データ設定値と、吐出ヘッド設定値と、ビットマップデータと、制御装置2からの出力データである吐出データについて説明する。
吐出データ設定値は、ガラスサイズやパターンの大きさ、パターンの形成ピッチなどの情報である。
吐出ヘッド設定値は、使用するヘッド数、ノズル数、配置について情報である。
【0022】
ビットマップデータは、ガラス基板5に形成するパターンを設計する際に作成するベクトルデータからなるCAD(Computer Aided Design)データを、XY格子に多数のピクセルを配列したデータ構成を有するビットマップ形式に変換したデータである。例えば、図3(a)に示すようなカラーフィルタ31をCAD装置で設計した場合に、ビットマップデータは、図4に示すようなイメージのビットマップを与えるデータとなる。
【0023】
図4のビットマップで現されるイメージは、横方向が図1のX方向に対応し、縦方向がY方向に対応する。本実施形態では、吐出ヘッド群3がX方向の1列分(Y=0のライン)に相当するノズル数を有するので、X方向の各ピクセルが吐出ヘッド群3のノズル位置に相当する。このため、図4のイメージに相当するデータが吐出データとなる。すなわち、このビットマップのX方向の各ピクセルがノズルからの液滴の吐出のオンまたはオフを示す。ノズルからの液滴の吐出のオン、オフとは、例えば、4列目では、ピクセルp33およびピクセルp43に対応するノズルが液滴を吐出し(オン)、ピクセルp35に対応するノズルは液滴を吐出しない(オフ)ことである。また、Y方向は時間の経過を示す。例えば、吐出開始のときは、Y=0の列のデータが吐出ヘッド群3の各ノズルの制御信号となる。また、最初の液滴の吐出後に1ピクセルに相当する所定距離だけステージ4が移動した後に、Y=1の列のデータが吐出ヘッド群3の各ノズルの制御信号となる。さらに、各ピクセルには吐出させるインクについての情報が含まれている。これにより、例えば、フィルタ片Rのピクセルに相当する位置では、赤色の色素を含有するインクを吐出させ、他の色素を含有するインクが吐出されることはない。
【0024】
ここで、本実施形態のガラス基板5およびガラス基板5の表面に形成されるパターンについて図1および図3を用いて説明する。
ガラス基板5には、図3(a)に示すように、携帯電話のディスプレイに用いられる液晶表示装置などのカラーフィルタ31を形成することができる。カラーフィルタ31は、赤色用のフィルタ片Rと、緑色用のフィルタ片Gと、青色用のフィルタ片Bとを平行に配列(ストライプ配列)したものを1画素に対応するフィルタ(パターン)とし、このようなフィルタをX方向およびY方向にそれぞれ所定数だけ配列した構成を有する。また、ガラス基板5に形成するパターンは、図3(b)に一例を示すような配線32とコンデンサ33とを有する回路でも良い。なお、回路は、配線32、コンデンサ33の他に、抵抗や、コイル、フィルタなどの回路素子や、これらの組み合わせであっても良い。
【0025】
このようなパターンは、1枚のガラス基板5に多数形成できるように、つまり、いわゆる多面取りできるようになっている。そして、各パターンを正確に形成するために、ガラス基板5には、位置決めの基準として活用できるアライメントマーク21(図1参照)を形成してある。
【0026】
なお、アライメントマーク21を利用したガラス基板5の位置決めを行うために、インクジェット装置1は、ガラス基板5のアライメントマーク21を撮像する位置検出手段である撮像装置12を備える。撮像装置12は、基台6から立設する支柱13に架設した撮像軸14の所定位置に固定してある。所定位置とは、各撮像装置12の視野内にアライメントマーク21が入るような位置である。なお、制御装置2に入力されるステージ4の位置情報とは、この撮像装置12の情報と、上述のエンコーダ43で読み取ったリニアスケール15の情報とからなる。
【0027】
次に、ガラス基板5にパターンを形成する手順について説明する。なお、以下においてインクジェット装置1は、1パスでフィルタ片R,G,Bを形成できるものとする。したがって、吐出ヘッド群3には、フィルタ片Rを形成する赤色の色素を含有するインクと、フィルタ片Gを形成する緑色の色素を含有するインクと、フィルタ片Bを形成する青色の色素を含有するインクとを別々に吐出するノズルを有する。
【0028】
まず、インクジェット装置1よりも前段に配置した図示しない供給装置で、前処理工程の終了したガラス基板5を空のステージ4上に移載する。
制御装置2は、ステージ4のコイルに電流を通電させて、ステージ4を所定位置に達するまでY方向に移動させる。ここでの所定位置とは、ガラス基板5のアライメントマーク21が撮像装置12の視野内に入る位置である。
【0029】
アライメントマーク21が撮像装置12の視野内に入ったら、補正演算部24が撮像装置12で取得したアライメントマーク21の像を画像処理し、撮像装置12の視野の中心からアライメントマーク21の中心までのずれ量を演算する。さらに、補正演算部24は、2つのアライメントマーク21の中心を結ぶ仮想線と、X方向とのなす角度を求める。この角度は、ガラス基板5のθ方向のずれ量に相当するので、この角度に相当する駆動信号を作成して入出力IF26からステージ4の回転機構に送信し、回転機構を稼動させて載置部41を回転させる。これにより、ガラス基板5のθ方向の角度が修正される。
【0030】
θ方向の角度を修正したら、補正演算部24は、再び撮像装置12の視野の中心からアライメントマーク21の中心までのX方向のずれ量と、Y方向のずれ量とをそれぞれ演算する。そして、演算結果を吐出データ作成部25に受け渡す。
【0031】
一方、吐出データ作成部25は、前もってカラーフィルタ31のCADデータから変換したビットマップデータと、吐出データ設定値入力部22から取得した吐出データ設定値と、吐出ヘッド設定値入力部23から取得した吐出ヘッド設定値とを取得し、バッファメモリに格納してあり、これらと上述のX方向のずれ量と、Y方向のずれ量とから吐出ヘッド群3を制御する吐出データを作成する。
【0032】
例えば、アライメントマーク21が、ビットマップのX方向で、かつピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)に、2ピクセル分に相当する距離だけずれた位置にあるときには、図5に示すように、X方向のずれ量に相当するデータ列として、2列のダミーデータ列をX=0のピクセル側からY方向に沿って挿入し、その分だけ、元のビットマップのデータを位置ずれの方向にシフトさせる。このようにして作成されるデータが、液滴の吐出位置をX方向にオフセットさせた吐出データとなる。つまり、元のビットマップB1のピクセルp33は、補正後のビットマップB2ではピクセルp53となり、X方向に2つずれた位置にあるノズルから液滴が吐出されることになる。一方、例えば、X方向ではあるが、ピクセル数が減少する方向(位置ずれの方向)に、ガラス基板5の位置がずれていた場合には、ずれ量に相当するピクセル数だけ、Y方向に沿ってデータ列を削除し、元のビットマップのデータをその分だけ位置ずれの方向にシフトさせて吐出データとする。
【0033】
また、アライメントマーク21が、ビットマップのY方向で、かつピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)に、1ピクセル分に相当する距離だけ搬送方向で手前にあるときには、図6に示すように、Y方向のずれ量に相当するデータ列として、1列のダミーデータ列をY=0のピクセル側からX方向に沿って挿入し、その分だけ、元のビットマップのデータをY方向で、かつ、ピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)にシフトさせて、液滴の吐出位置をY方向にオフセットさせた吐出データとする。まり、元のビットマップB1のピクセルp33は、補正後のビットマップB3ではピクセルp34となる。これは、元の吐出タイミングに比べて、ガラス基板5がY方向に1列分だけ送れたタイミングで吐出されることに相当する。一方、例えば、アライメントマーク21がY方向に1ピクセル分に相当する距離だけ前進した位置にある場合には、1ピクセル分のデータ列をX方向に沿って、Y=0のピクセル側から削除し、その分だけビットマップのデータをY方向で、かつ、ピクセル数が減少する方向にシフトさせ、これを吐出データとする。
【0034】
そして、アライメントマーク21がX方向およびY方向にそれぞれ所定ピクセル数に相当する距離だけずれた位置にあるときには、位置ずれの方向、および、ずれ量に応じて、上述した処理を行い、元のビットマップをX方向およびY方向にそれぞれ必要なデータ量だけ位置ずれの方向にシフトさせ、シフト量に相当する分だけ液滴の吐出位置や吐出タイミングをオフセットさせた吐出データを作成する。
【0035】
制御装置2は、このように必要に応じてデータをシフトさせて吐出データを作成したら、この吐出データを入出力IF26から吐出ヘッド群3に出力する。
吐出ヘッド群3の各吐出ヘッドのノズルは、この吐出データに従って、液滴を吐出すべきノズルから所定量の液滴をガラス基板5の表面に向けて吐出する。また、制御装置2は、1ライン分の吐出データにより吐出した液滴がガラス基板5の表面に着弾してから、次の1ライン分の吐出データにより吐出した液滴がラス基板5の表面に着弾するまでの間に、ステージ4を1ピクセル分に相当する距離だけ前進させる。ノズルの吐出タイミングと、ステージ4の移動タイミングとは、発振回路で発生させたクロック信号により同期させることができる。
【0036】
以降は、ステージ4を順送りしながら、吐出データのすべてのラインに基づいて吐出ヘッド群3から液滴を吐出させ、ガラス基板5上に所定のピッチでフィルタ片R,G,Bを形成する。フィルタ片R,G,Bを形成したガラス基板5は、インクジェット装置1から搬出され、不図示の搬出装置から焼成工程などの次工程に送られる。なお、インクジェット装置1が、フィルタ片Rのみを形成する装置である場合には、インクジェット装置1から搬出されたガラス基板5が、フィルタ片Gを形成する他のインクジェット装置や、フィルタ片Bを形成する他のインクジェット装置に、順番に移送され、カラーフィルタ31が形成される。この場合の吐出データは、装置ごと、つまりフィルタ片R、G,Bごとに作成される。
【0037】
このように、本実施形態では、固定した吐出ヘッド群3に対して、ガラス基板5を移動させながらパターンを形成するに際し、ガラス基板5の位置ずれを回転方向のずれと、直線方向のずれとに分解し、回転方向の位置ずれをガラス基板5の面内回転で修正し、直線方向の位置ずれに応じてデータをシフトするようにした。これにより、ガラス基板5の位置がずれたときでも、常に正しい位置に液滴を着弾させることができ、単な構成で精度の高いパターンをガラス基板5上に形成できる。また、X方向、Y方向の位置ずれを機械的に修正する場合に比べて、吐出するノズルや、液滴の吐出タイミングの制御が容易であるので、ガラス基板5の位置がずれている場合でも簡単な装置構成でパターンを容易に形成できる。さらに、ステージ4に対するガラス基板5の載置位置の精度が高くない場合であっても高精度のパターンを形成することができる。
【0038】
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記実施形態と同一の構成要素には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【0039】
図7に示す本実施形態の液滴吐出装置であるインクジェット装置51は、吐出ヘッド群53が、ステージ4およびガラス基板5の上方に架設したX方向軸8に沿って移動可能であることを特徴とする。
【0040】
吐出ヘッド群53は、液滴を吐出するノズルをX方向に沿って複数穿設した吐出ヘッドを少なくとも1つ備え、そのX方向の長さはガラス基板5のX方向の長さよりも短い。なお、上述のように、吐出ヘッドの配列は、X方向に沿って1列であっても良いし、2列以上であっても良い。
【0041】
吐出ヘッド群53をX方向軸8に沿って往復移動させる走査手段は、吐出ヘッド群53のキャリッジ54にX方向に沿って配設したコイル(不図示)と、コイルに近接するようにX方向軸8に配設した永久磁石55とからなるリニアモータである。このような走査手段を備えることで、吐出ヘッド群53をガラス基板5の上方で、精度の良くX方向に走査することができる。
【0042】
また、このインクジェット装置51を制御する制御装置2は、図2に示す構成を有すると共に、入出力IFから出力するデータとして、上述のステージ4のコイルへの制御信号と、ステージ4の回転機構の制御信号と、吐出ヘッド群3の制御信号とに加えて、吐出ヘッド群53のキャリッジ54のコイルへの制御信号が付加される。
【0043】
パターン形成時には、インクジェット装置51が、ガラス基板5のX方向、Y方向、およびθ方向の位置ずれを撮像装置12を用いて測定し、θ方向のずれをステージ4の回転機構を修正した後にビットマップのデータに基づいて吐出ヘッド53をX方向に往復移動させながら必要な場所に液滴を吐出する。また、液滴の吐出と連動させてステージ4を順送りし、ガラス基板5に必要なパターンを形成する。
【0044】
ここにおいて、吐出ヘッド群53は、図4に例示するビットマップのX方向の1ラインに相当するノズル数を有しないので、吐出データのX方向のデータ列は、吐出ヘッド群53の各ノズルの移動軌跡に相当する。つまり、1つのノズルについて吐出をオンまたはオフするデータが、所定の周期ごとに配列した構成になっている。所定の周期としては、吐出に使用するノズルの両端の間の長さに相当する距離や、隣り合うノズルのピッチの半分の長さに相当する距離などがあげられる。ガラス基板5にX方向の位置ずれがあった場合には吐出ヘッド群53のコイルに通電して吐出ヘッド群53を位置ずれの量だけ移動させた後に同じノズルから液滴を吐出する。なお、吐出データのY方向が時間の経過を示すことは上述と同じであり、Y方向に位置ずれがあった場合には位置ずれの量に応じてステージ4を順送りしてから吐出を開始する。X方向およびY方向の両方に位置ずれがあった場合には、吐出ヘッド群53の位置およびステージ4(ガラス基板5)の位置ずれの量に応じて修正した後に液滴を吐出する。
【0045】
本実施形態では、吐出ヘッド群53を移動させながら液滴を吐出するので、ノズルを穿設したピッチよりも短い間隔で液滴を着弾させることができ、ガラス基板5上に形成するパターンの分解能を向上させ、高精度のパタンを形成することができる。
【0046】
なお、本発明は、前記した各実施形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、X方向に吐出ヘッド群53を移動させる走査手段や、Y方向にステージ4を移動させる搬送機構は、ステッピングモータなどの回転角度を高精度に制御可能なモータと、このモータに係合したリードスクリューとから構成しても良い。この場合は、リードスクリューをX方向またはY方向に平行に架設し、キャリッジ54またはステージ4にリードスクリューと螺合するナットを設ける。
【0047】
X方向軸8をY方向に往復移動可能に構成し、吐出ヘッド群3,53をY方向にも走査可能に構成しても良い。
また、制御装置2は、ビットマップ形式のデータを読み取って処理を行うとしたが、CADデータを取り込んでビットマップ形成にデータ変換した上で上述のデータ処理を行う構成であっても良い。
さらに、Y方向にガラス基板5の位置がずれていた場合には、データを削除する代わりにステージ4のコイルに通電してステージ4を進めても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態における液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。
【図2】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】ガラス基板上に形成するパターンを例示する図であり、図3(a)はカラーフィルタを示し、図3(b)は回路を示す図である。
【図4】ガラス基板上に形成するパターンを説明する図である。
【図5】データ処理の概要を説明する図である。
【図6】データ処理の概要を説明する図である。
【図7】本発明の第二実施形態における液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,51 インクジェット装置(液滴吐出装置)
2 制御装置
3,53 吐出ヘッド群(吐出ヘッド)
5 ガラス基板(ワーク)
10 永久磁石
12 位置検出手段
24 補正演算部
25 吐出データ作成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに向かって液滴を吐出して所望のパターンを形成させる液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【0003】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を噴出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−173703号公報(第2頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、1枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板などのワーク上に形成できる液滴吐出装置および液滴吐出方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する本発明の請求項1にかかる発明は、液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出装置において、ワークの位置を検出する位置検出手段と制御装置とを備え、前記制御装置は、前もって設定された前記ワークの位置と前記位置検出手段で検出した前記ワークの位置とのずれ量を演算すると共に、前記パターンのデータであって、格子状に配列したピクセルから構成するデータを、前記ワークの位置ずれの方向に前記ずれ量に相当するデータ量だけシフトさせて前記吐出データを作成する構成を有することを特徴とする液滴吐出装置とした。
【0007】
この液滴吐出装置は、前もって設定してあった位置からずれた位置にワークが搬入された場合に、そのようなワークであっても正しい位置に液滴を着弾させるように、位置ずれの方向およびずれ量に応じたデータ処理を制御装置が行い、吐出するタイミングなどを調整する。具体例をあげると、パターンをビットマップ形式のデータで作成した場合に、位置ずれ量に相当するデータ量だけデータ列をシフトする。
【0008】
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドのノズルの配列方向と直交する方向に前記ワークを搬送する搬送機構を備え、前記制御装置は、前記ワークの搬送方向、または、前記ノズルの配列方向の少なくとも一方にデータをシフトさせることを特徴とする。
【0009】
この液滴吐出装置は、ワークのずれ量をノズルの配列方向およびワークの搬送方向に分解し、これらの方向に沿ってデータをシフトさせる。例えば、ワークの搬送方向にデータをシフトする場合には、同じノズルで吐出タイミングを遅らせたり、早めたりする。また、ノズルの配列方向にデータをシフトする場合には、吐出タイミングを変化させたり、吐出させるノズルを変更したりする。
【0010】
請求項3にかかる発明は、請求項1または請求項2に記載の液滴吐出装置において、前記パターンを形成する前記ワークの表面を面内回転させる回転機構を備えることを特徴とする。
【0011】
この液滴吐出装置は、ワークを面内回転させることでワークの回転方向の位置ずれを修正する。直線方向の位置ずれは、上述したように、位置のずれ量に相当するデータ数を制御装置においてシフトさせることで補正する。
【0012】
請求項4にかかる発明は、液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出方法において、前記ワークの位置と検出し、前もって定めた前記ワークの位置とのずれ量を演算し、前記ワークの位置ずれの方向に、前記ずれ量だけ前記吐出ヘッドまたは前記ワークの位置の少なくとも一方を移動させた後に液滴と吐出させることを特徴とする液滴吐出方法とした。
【0013】
この液滴吐出方法によれば、吐出データに変更を加えるのではなく、吐出ヘッドの位置、またはワークの位置、あるいは吐出ヘッドおよびワークの位置を、ずれ量に応じて変更した後に液滴を吐出する。ずれ量の検出には、例えば、ワークに形成したアライメントマークと、液滴吐出装置側の撮像装置を用いることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。図2は制御装置のブロック図である。
【0015】
図1に示す本実施形態の液滴吐出装置であるインクジェット装置1は、制御装置2からの指令に応じて吐出ヘッド群3から液滴を吐出し、ステージ4に載置したワークであるガラス基板5上に所定のパターンを形成するもので、吐出ヘッド群3の配置方向と直交する方向にガラス基板5が搬送される構成を有する。なお、以下において、吐出ヘッド群3の配置方向は、液滴を吐出するノズルの配列方向と同一であり、この方向をX方向する。ガラス基板5の搬送方向をY方向とする。XY平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【0016】
吐出ヘッド群3は、基台6から立設する支柱7間に、ステージ5を跨ぐようにX方向に平行に架設したX方向軸8に固定してある。この吐出ヘッド群3は、X方向軸8に沿って細長形状を有し、1列に配列した複数の吐出ヘッドから構成してある。吐出ヘッドの配列長さは、ガラス基板5に形成するパターンのX方向の長さ以上である。各吐出ヘッドには、X方向に沿って、液滴を吐出するノズルがガラス基板5に向かって多数穿設してある。液滴を吐出する機構としては、吐出させるインクを貯溜するチャンバをノズルごとに設け、チャンバの壁面を構成する圧電素子を電圧制御により変形させて、チャンバの容積を変化させ、連通するノズルから所定の量のインクを液滴として吐出させるものがあげられるが、吐出ヘッドの構成はこれに限定されるものではない。なお、例えば、各吐出ヘッドのノズルの穿設間隔(ピッチ)に対して、必要とされる分解能が半分であった場合には、X方向に1/2ピッチずらした吐出ヘッドを2列配置する。このように吐出ヘッドを多数配列すると、分解能を高めることができる。ここで、分解能とは、ガラス基板5に形成するパターンのサイズの変化量に相当する。つまり、パターンが50μmの線幅と60μmの線幅とからなる場合には、10μmの分解能が必要となる。
【0017】
ガラス基板5を載置するステージ4は、ガラス基板5を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部41を、不図示の回転機構によりベース部42に対してXY平面上で面内回転可能に連結した構成を有する。また、ベース部42には、Y方向におけるステージ4の位置を検出するためにY軸に沿って基台6に取り付けたリニアスケール15のスケールを読み取るエンコーダ43を取り付けてある。なお、回転機構としては、載置部41の中心を軸支する支持ピンと、載置部41の端部をX方向、またはY方向に押圧して載置部41を支持ピン回りに回転させるプッシャピンと、プッシャピンを進退させるアクチュエータとがあげられる。また、支持ピン自体を回転させるモータでも良い。
【0018】
さらに、このステージ4は、X方向と直交するように敷設してあるY方向軸9に沿って移動可能に構成になっている。ステージ4をY方向に移動させる搬送機構としては、Y方向軸9上に配列した永久磁石10と、ステージ4のベース部41の下側に固設したプレート11にY方向に沿って、かつ、永久磁石10に近接させて配列した複数のコイル(不図示)とから構成されるリニアモータがあげられる。
【0019】
制御装置2は、CPU(Central Processing Unit)や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、入出力用のインターフェイス、発振回路などをバス接続した構成を有し、インクジェット装置1を統括して制御する。制御装置2に入力するデータとしては、ガラス基板5に形成するパターンをビットマップ形式などの所定の形式に則って作成したデータと、ステージ4の位置情報とがあげられる。制御装置7から出力するデータとしては、ステージ4のコイルの制御信号と、ステージ4の回転機構の制御信号と、吐出ヘッド群3の制御信号とがあげられる。吐出ヘッド群3の制御信号としては、発振回路で形成したクロック信号と、ノズルごとに吐出タイミングの制御するデータである吐出データなどがある。
【0020】
また、制御装置2を機能ブロックに分割すると図2のようになる。すなわち、制御装置2は、吐出データの設定値の入力を受け付ける吐出データ設定値入力部22、吐出ヘッド群3の吐出ヘッドの設定値の入力を受け付ける吐出ヘッド設定値入力部23と、ガラス基板5の位置に応じてビットマップデータに行ったり、ステージ4の回転機構の駆動量を演算したりする補正値を演算する補正演算部24と、吐出データを作成する吐出データ作成部25と、外部の各種機器との入出力を制御する入出力IF(Inter Face)26とを有する。
【0021】
さらに、ガラス基板5にパターンを形成するために制御装置2に取り込まれるデータである吐出データ設定値と、吐出ヘッド設定値と、ビットマップデータと、制御装置2からの出力データである吐出データについて説明する。
吐出データ設定値は、ガラスサイズやパターンの大きさ、パターンの形成ピッチなどの情報である。
吐出ヘッド設定値は、使用するヘッド数、ノズル数、配置について情報である。
【0022】
ビットマップデータは、ガラス基板5に形成するパターンを設計する際に作成するベクトルデータからなるCAD(Computer Aided Design)データを、XY格子に多数のピクセルを配列したデータ構成を有するビットマップ形式に変換したデータである。例えば、図3(a)に示すようなカラーフィルタ31をCAD装置で設計した場合に、ビットマップデータは、図4に示すようなイメージのビットマップを与えるデータとなる。
【0023】
図4のビットマップで現されるイメージは、横方向が図1のX方向に対応し、縦方向がY方向に対応する。本実施形態では、吐出ヘッド群3がX方向の1列分(Y=0のライン)に相当するノズル数を有するので、X方向の各ピクセルが吐出ヘッド群3のノズル位置に相当する。このため、図4のイメージに相当するデータが吐出データとなる。すなわち、このビットマップのX方向の各ピクセルがノズルからの液滴の吐出のオンまたはオフを示す。ノズルからの液滴の吐出のオン、オフとは、例えば、4列目では、ピクセルp33およびピクセルp43に対応するノズルが液滴を吐出し(オン)、ピクセルp35に対応するノズルは液滴を吐出しない(オフ)ことである。また、Y方向は時間の経過を示す。例えば、吐出開始のときは、Y=0の列のデータが吐出ヘッド群3の各ノズルの制御信号となる。また、最初の液滴の吐出後に1ピクセルに相当する所定距離だけステージ4が移動した後に、Y=1の列のデータが吐出ヘッド群3の各ノズルの制御信号となる。さらに、各ピクセルには吐出させるインクについての情報が含まれている。これにより、例えば、フィルタ片Rのピクセルに相当する位置では、赤色の色素を含有するインクを吐出させ、他の色素を含有するインクが吐出されることはない。
【0024】
ここで、本実施形態のガラス基板5およびガラス基板5の表面に形成されるパターンについて図1および図3を用いて説明する。
ガラス基板5には、図3(a)に示すように、携帯電話のディスプレイに用いられる液晶表示装置などのカラーフィルタ31を形成することができる。カラーフィルタ31は、赤色用のフィルタ片Rと、緑色用のフィルタ片Gと、青色用のフィルタ片Bとを平行に配列(ストライプ配列)したものを1画素に対応するフィルタ(パターン)とし、このようなフィルタをX方向およびY方向にそれぞれ所定数だけ配列した構成を有する。また、ガラス基板5に形成するパターンは、図3(b)に一例を示すような配線32とコンデンサ33とを有する回路でも良い。なお、回路は、配線32、コンデンサ33の他に、抵抗や、コイル、フィルタなどの回路素子や、これらの組み合わせであっても良い。
【0025】
このようなパターンは、1枚のガラス基板5に多数形成できるように、つまり、いわゆる多面取りできるようになっている。そして、各パターンを正確に形成するために、ガラス基板5には、位置決めの基準として活用できるアライメントマーク21(図1参照)を形成してある。
【0026】
なお、アライメントマーク21を利用したガラス基板5の位置決めを行うために、インクジェット装置1は、ガラス基板5のアライメントマーク21を撮像する位置検出手段である撮像装置12を備える。撮像装置12は、基台6から立設する支柱13に架設した撮像軸14の所定位置に固定してある。所定位置とは、各撮像装置12の視野内にアライメントマーク21が入るような位置である。なお、制御装置2に入力されるステージ4の位置情報とは、この撮像装置12の情報と、上述のエンコーダ43で読み取ったリニアスケール15の情報とからなる。
【0027】
次に、ガラス基板5にパターンを形成する手順について説明する。なお、以下においてインクジェット装置1は、1パスでフィルタ片R,G,Bを形成できるものとする。したがって、吐出ヘッド群3には、フィルタ片Rを形成する赤色の色素を含有するインクと、フィルタ片Gを形成する緑色の色素を含有するインクと、フィルタ片Bを形成する青色の色素を含有するインクとを別々に吐出するノズルを有する。
【0028】
まず、インクジェット装置1よりも前段に配置した図示しない供給装置で、前処理工程の終了したガラス基板5を空のステージ4上に移載する。
制御装置2は、ステージ4のコイルに電流を通電させて、ステージ4を所定位置に達するまでY方向に移動させる。ここでの所定位置とは、ガラス基板5のアライメントマーク21が撮像装置12の視野内に入る位置である。
【0029】
アライメントマーク21が撮像装置12の視野内に入ったら、補正演算部24が撮像装置12で取得したアライメントマーク21の像を画像処理し、撮像装置12の視野の中心からアライメントマーク21の中心までのずれ量を演算する。さらに、補正演算部24は、2つのアライメントマーク21の中心を結ぶ仮想線と、X方向とのなす角度を求める。この角度は、ガラス基板5のθ方向のずれ量に相当するので、この角度に相当する駆動信号を作成して入出力IF26からステージ4の回転機構に送信し、回転機構を稼動させて載置部41を回転させる。これにより、ガラス基板5のθ方向の角度が修正される。
【0030】
θ方向の角度を修正したら、補正演算部24は、再び撮像装置12の視野の中心からアライメントマーク21の中心までのX方向のずれ量と、Y方向のずれ量とをそれぞれ演算する。そして、演算結果を吐出データ作成部25に受け渡す。
【0031】
一方、吐出データ作成部25は、前もってカラーフィルタ31のCADデータから変換したビットマップデータと、吐出データ設定値入力部22から取得した吐出データ設定値と、吐出ヘッド設定値入力部23から取得した吐出ヘッド設定値とを取得し、バッファメモリに格納してあり、これらと上述のX方向のずれ量と、Y方向のずれ量とから吐出ヘッド群3を制御する吐出データを作成する。
【0032】
例えば、アライメントマーク21が、ビットマップのX方向で、かつピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)に、2ピクセル分に相当する距離だけずれた位置にあるときには、図5に示すように、X方向のずれ量に相当するデータ列として、2列のダミーデータ列をX=0のピクセル側からY方向に沿って挿入し、その分だけ、元のビットマップのデータを位置ずれの方向にシフトさせる。このようにして作成されるデータが、液滴の吐出位置をX方向にオフセットさせた吐出データとなる。つまり、元のビットマップB1のピクセルp33は、補正後のビットマップB2ではピクセルp53となり、X方向に2つずれた位置にあるノズルから液滴が吐出されることになる。一方、例えば、X方向ではあるが、ピクセル数が減少する方向(位置ずれの方向)に、ガラス基板5の位置がずれていた場合には、ずれ量に相当するピクセル数だけ、Y方向に沿ってデータ列を削除し、元のビットマップのデータをその分だけ位置ずれの方向にシフトさせて吐出データとする。
【0033】
また、アライメントマーク21が、ビットマップのY方向で、かつピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)に、1ピクセル分に相当する距離だけ搬送方向で手前にあるときには、図6に示すように、Y方向のずれ量に相当するデータ列として、1列のダミーデータ列をY=0のピクセル側からX方向に沿って挿入し、その分だけ、元のビットマップのデータをY方向で、かつ、ピクセル数が増加する方向(位置ずれの方向)にシフトさせて、液滴の吐出位置をY方向にオフセットさせた吐出データとする。まり、元のビットマップB1のピクセルp33は、補正後のビットマップB3ではピクセルp34となる。これは、元の吐出タイミングに比べて、ガラス基板5がY方向に1列分だけ送れたタイミングで吐出されることに相当する。一方、例えば、アライメントマーク21がY方向に1ピクセル分に相当する距離だけ前進した位置にある場合には、1ピクセル分のデータ列をX方向に沿って、Y=0のピクセル側から削除し、その分だけビットマップのデータをY方向で、かつ、ピクセル数が減少する方向にシフトさせ、これを吐出データとする。
【0034】
そして、アライメントマーク21がX方向およびY方向にそれぞれ所定ピクセル数に相当する距離だけずれた位置にあるときには、位置ずれの方向、および、ずれ量に応じて、上述した処理を行い、元のビットマップをX方向およびY方向にそれぞれ必要なデータ量だけ位置ずれの方向にシフトさせ、シフト量に相当する分だけ液滴の吐出位置や吐出タイミングをオフセットさせた吐出データを作成する。
【0035】
制御装置2は、このように必要に応じてデータをシフトさせて吐出データを作成したら、この吐出データを入出力IF26から吐出ヘッド群3に出力する。
吐出ヘッド群3の各吐出ヘッドのノズルは、この吐出データに従って、液滴を吐出すべきノズルから所定量の液滴をガラス基板5の表面に向けて吐出する。また、制御装置2は、1ライン分の吐出データにより吐出した液滴がガラス基板5の表面に着弾してから、次の1ライン分の吐出データにより吐出した液滴がラス基板5の表面に着弾するまでの間に、ステージ4を1ピクセル分に相当する距離だけ前進させる。ノズルの吐出タイミングと、ステージ4の移動タイミングとは、発振回路で発生させたクロック信号により同期させることができる。
【0036】
以降は、ステージ4を順送りしながら、吐出データのすべてのラインに基づいて吐出ヘッド群3から液滴を吐出させ、ガラス基板5上に所定のピッチでフィルタ片R,G,Bを形成する。フィルタ片R,G,Bを形成したガラス基板5は、インクジェット装置1から搬出され、不図示の搬出装置から焼成工程などの次工程に送られる。なお、インクジェット装置1が、フィルタ片Rのみを形成する装置である場合には、インクジェット装置1から搬出されたガラス基板5が、フィルタ片Gを形成する他のインクジェット装置や、フィルタ片Bを形成する他のインクジェット装置に、順番に移送され、カラーフィルタ31が形成される。この場合の吐出データは、装置ごと、つまりフィルタ片R、G,Bごとに作成される。
【0037】
このように、本実施形態では、固定した吐出ヘッド群3に対して、ガラス基板5を移動させながらパターンを形成するに際し、ガラス基板5の位置ずれを回転方向のずれと、直線方向のずれとに分解し、回転方向の位置ずれをガラス基板5の面内回転で修正し、直線方向の位置ずれに応じてデータをシフトするようにした。これにより、ガラス基板5の位置がずれたときでも、常に正しい位置に液滴を着弾させることができ、単な構成で精度の高いパターンをガラス基板5上に形成できる。また、X方向、Y方向の位置ずれを機械的に修正する場合に比べて、吐出するノズルや、液滴の吐出タイミングの制御が容易であるので、ガラス基板5の位置がずれている場合でも簡単な装置構成でパターンを容易に形成できる。さらに、ステージ4に対するガラス基板5の載置位置の精度が高くない場合であっても高精度のパターンを形成することができる。
【0038】
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記実施形態と同一の構成要素には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【0039】
図7に示す本実施形態の液滴吐出装置であるインクジェット装置51は、吐出ヘッド群53が、ステージ4およびガラス基板5の上方に架設したX方向軸8に沿って移動可能であることを特徴とする。
【0040】
吐出ヘッド群53は、液滴を吐出するノズルをX方向に沿って複数穿設した吐出ヘッドを少なくとも1つ備え、そのX方向の長さはガラス基板5のX方向の長さよりも短い。なお、上述のように、吐出ヘッドの配列は、X方向に沿って1列であっても良いし、2列以上であっても良い。
【0041】
吐出ヘッド群53をX方向軸8に沿って往復移動させる走査手段は、吐出ヘッド群53のキャリッジ54にX方向に沿って配設したコイル(不図示)と、コイルに近接するようにX方向軸8に配設した永久磁石55とからなるリニアモータである。このような走査手段を備えることで、吐出ヘッド群53をガラス基板5の上方で、精度の良くX方向に走査することができる。
【0042】
また、このインクジェット装置51を制御する制御装置2は、図2に示す構成を有すると共に、入出力IFから出力するデータとして、上述のステージ4のコイルへの制御信号と、ステージ4の回転機構の制御信号と、吐出ヘッド群3の制御信号とに加えて、吐出ヘッド群53のキャリッジ54のコイルへの制御信号が付加される。
【0043】
パターン形成時には、インクジェット装置51が、ガラス基板5のX方向、Y方向、およびθ方向の位置ずれを撮像装置12を用いて測定し、θ方向のずれをステージ4の回転機構を修正した後にビットマップのデータに基づいて吐出ヘッド53をX方向に往復移動させながら必要な場所に液滴を吐出する。また、液滴の吐出と連動させてステージ4を順送りし、ガラス基板5に必要なパターンを形成する。
【0044】
ここにおいて、吐出ヘッド群53は、図4に例示するビットマップのX方向の1ラインに相当するノズル数を有しないので、吐出データのX方向のデータ列は、吐出ヘッド群53の各ノズルの移動軌跡に相当する。つまり、1つのノズルについて吐出をオンまたはオフするデータが、所定の周期ごとに配列した構成になっている。所定の周期としては、吐出に使用するノズルの両端の間の長さに相当する距離や、隣り合うノズルのピッチの半分の長さに相当する距離などがあげられる。ガラス基板5にX方向の位置ずれがあった場合には吐出ヘッド群53のコイルに通電して吐出ヘッド群53を位置ずれの量だけ移動させた後に同じノズルから液滴を吐出する。なお、吐出データのY方向が時間の経過を示すことは上述と同じであり、Y方向に位置ずれがあった場合には位置ずれの量に応じてステージ4を順送りしてから吐出を開始する。X方向およびY方向の両方に位置ずれがあった場合には、吐出ヘッド群53の位置およびステージ4(ガラス基板5)の位置ずれの量に応じて修正した後に液滴を吐出する。
【0045】
本実施形態では、吐出ヘッド群53を移動させながら液滴を吐出するので、ノズルを穿設したピッチよりも短い間隔で液滴を着弾させることができ、ガラス基板5上に形成するパターンの分解能を向上させ、高精度のパタンを形成することができる。
【0046】
なお、本発明は、前記した各実施形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、X方向に吐出ヘッド群53を移動させる走査手段や、Y方向にステージ4を移動させる搬送機構は、ステッピングモータなどの回転角度を高精度に制御可能なモータと、このモータに係合したリードスクリューとから構成しても良い。この場合は、リードスクリューをX方向またはY方向に平行に架設し、キャリッジ54またはステージ4にリードスクリューと螺合するナットを設ける。
【0047】
X方向軸8をY方向に往復移動可能に構成し、吐出ヘッド群3,53をY方向にも走査可能に構成しても良い。
また、制御装置2は、ビットマップ形式のデータを読み取って処理を行うとしたが、CADデータを取り込んでビットマップ形成にデータ変換した上で上述のデータ処理を行う構成であっても良い。
さらに、Y方向にガラス基板5の位置がずれていた場合には、データを削除する代わりにステージ4のコイルに通電してステージ4を進めても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態における液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。
【図2】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】ガラス基板上に形成するパターンを例示する図であり、図3(a)はカラーフィルタを示し、図3(b)は回路を示す図である。
【図4】ガラス基板上に形成するパターンを説明する図である。
【図5】データ処理の概要を説明する図である。
【図6】データ処理の概要を説明する図である。
【図7】本発明の第二実施形態における液滴吐出装置であるインクジェット装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,51 インクジェット装置(液滴吐出装置)
2 制御装置
3,53 吐出ヘッド群(吐出ヘッド)
5 ガラス基板(ワーク)
10 永久磁石
12 位置検出手段
24 補正演算部
25 吐出データ作成部
Claims (4)
- 液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出装置において、
ワークの位置を検出する位置検出手段と制御装置とを備え、前記制御装置は、前もって設定された前記ワークの位置と前記位置検出手段で検出した前記ワークの位置とのずれ量を演算すると共に、前記パターンのデータであって、格子状に配列したピクセルから構成するデータを、前記ワークの位置ずれの方向に前記ずれ量に相当するデータ量だけシフトさせて前記吐出データを作成する構成を有することを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記吐出ヘッドのノズルの配列方向と直交する方向に前記ワークを搬送する搬送機構を備え、前記制御装置は、前記ワークの搬送方向、または、前記ノズルの配列方向の少なくとも一方にデータをシフトさせることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記パターンを形成する前記ワークの表面を面内回転させる回転機構を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液滴吐出装置。
- 液滴を吐出してワーク表面にパターンを形成するにあたり、前記パターンのデータを読み取って、液滴の吐出タイミングを制御する吐出データを作成し、前記吐出データに従って吐出ヘッドから液滴を吐出させる液滴吐出方法において、
前記ワークの位置と検出し、前もって定めた前記ワークの位置とのずれ量を演算し、前記ワークの位置ずれの方向に、前記ずれ量だけ前記吐出ヘッドまたは前記ワークの位置の少なくとも一方を移動させた後に液滴と吐出させることを特徴とする液滴吐出方法。
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