JP2009233612A - 描画方法、インクジェットヘッド、描画装置、ならびにプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法 - Google Patents

描画方法、インクジェットヘッド、描画装置、ならびにプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ジャギーおよびバルジの発生を抑制し、均一な幅のパターンを被記録材上に描画することができる描画方法、インクジェットヘッド、描画装置を提供し、高品質なプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】インクジェットにより3滴以上の複数の液滴111を吐出して、基板102上に所定の方向に延びるパターンを描画する。その際、複数の液滴111を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分ける。そして、2滴以上で構成される組において、各液滴111は、隣り合う同じ組の液滴111と重なって基板102に着弾させる。また、各組の端の液滴111は、隣り合う他の組の端の液滴111との間に隙間をおいて基板102に着弾させ、且つ基板102上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴111と合一させる。
【選択図】図3

Description

本発明は、描画方法、インクジェットヘッド、描画装置、ならびにプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法に関する。
プリント配線板の配線パターンや、液晶ディスプレイなどに用いられるカラーフィルタのRGBの各画素の形成方法として、機能性材料を含んだ液(例えば、導電性インクやカラーレジストインク)をインクジェットにより基板上に吐出して形成する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献2に開示された技術では、所定のピッチで複数の液滴を吐出し、所定の方向に延びる線状のパターンを形成している。そして、隣り合う液滴は、互いに間隔をあけて基板に着弾させ、基板上で濡れ広がったときに互いに合一させている。それにより、後に着弾した液滴が先に着弾した液滴に重なって吸収されることを回避し、各液滴を等方的に濡れ広がらせ、パターンの幅の管理を容易としている。
特開2003−317945号公報 特開2003−266669号公報
特許文献2に開示された技術では、全ての液滴は、隣り合う液滴と重なることなく着弾し、濡れ広がって隣り合う液滴と合一している。そのため、隣り合う液滴の間隔が長くなる傾向にあり、ジャギーという1滴の周期での凹凸が発生する虞がある。一方、隣り合う液滴の間隔を短くし、全ての液滴を隣り合う液滴と重なるように着弾させると、後に着弾した液滴は先に着弾した液滴に重なって吸収され、特定の部分に溶液が集中してバルジが発生する虞がある。
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、ジャギーおよびバルジの発生を抑制し、均一な幅のパターンを被記録材上に描画することができる描画方法、インクジェットヘッド、描画装置を提供し、高品質なプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的は、本発明に係る下記の描画方法により達成される。
(1)インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画方法であって、前記複数の液滴を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分け、2滴以上で構成される組の各液滴は、隣り合う同じ組の液滴と重なって前記被記録材に着弾させ、各組の端の液滴は、隣り合う他の組の端の液滴との間に隙間をおいて前記被記録材に着弾させ、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴と合一させることを特徴とする描画方法。
(2)前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を前記被記録材に順次着弾させることを特徴とする(1)に記載の描画方法。
(3)インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画方法であって、前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を前記被記録材に順次着弾させ、nを奇数または偶数として、n番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることを特徴とする描画方法。
(4)n番目の液滴が着弾した後にn+1番目の液滴が着弾するまでの時間を、n+1番目の液滴が着弾した後にn+2番目の液滴が着弾するまでの時間よりも長くすることを特徴とする(3)に記載の描画方法。
(5)n番目の液滴とn+1番目の液滴とのピッチp1を、着弾前の液滴の直径D以下とすることを特徴とする(3)に記載の描画方法。
(6)n+1番目の液滴とn+2番目の液滴とのピッチp2を、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(i)を満たすものとすることを特徴とする(3)に記載の描画方法。
Figure 2009233612
上記(1)の構成の描画方法によれば、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、2滴以上で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。そして、2滴以上で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(2)の構成の描画方法によれば、一度の走査でパターンを描画することができる。
上記(3)の構成の描画方法によれば、複数の液滴を、2滴で構成される組に分けることができ、その組における液量を少なくしてバルジの発生を抑制することができる。そして、2滴で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。さらに、2滴で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(4)の構成の描画方法によれば、吐出周波数を調整して、n番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることができる。これは、ドットピッチを一定にしたい場合に好適である。
上記(5)の構成の描画方法によれば、ドットピッチを調整して、n番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させることができる。これは、吐出周波数を一定にしたい場合に好適である。
上記(6)の構成の描画方法によれば、ドットピッチを調整して、n+1番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることができる。これは、吐出周波数を一定にしたい場合に好適である。
また、上記目的は、本発明に係る下記のインクジェットヘッドにより達成される。
(7)3個以上の複数のノズルを所定の方向に整列して備え、各ノズルから液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画するインクジェットヘッドであって、前記複数のノズルを、隣り合う2つ以上で構成される組を少なくとも含み、1つまたは2つ以上で構成される複数の組に分け、2つ以上のノズルで構成される組において隣り合う2つのノズルのピッチが、両ノズルから吐出された液滴が互いに重なって前記被記録材に着弾するピッチであり、各組の端のノズルと隣り合う他の組の端のノズルとのピッチが、両ノズルから吐出された液滴が、隙間をおいて前記被記録材に着弾し、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより合一するピッチであることを特徴とするインクジェットヘッド。
(8)3個以上の複数のノズルを所定の方向に整列して備え、各ノズルから液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画するインクジェットヘッドであって、前記複数のノズルの列の一方の端を基点とし、nを奇数または偶数として、n番目のノズルとn+1番目のノズルとのピッチP1が、n番目のノズルから吐出された液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なってn+1番目のノズルから吐出された液滴が着弾するピッチであり、n+1番目のノズルとn+2番目のノズルとのピッチP2が、n+1番目のノズルから吐出された液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なることなくn+2番目のノズルから吐出された液滴が着弾し、n+1番目のノズルから吐出された液滴およびn+2番目のノズルから吐出された液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴が合一するピッチであることを特徴とするインクジェットヘッド。
(9)n番目のノズルとn+1番目のノズルとのピッチP1が、着弾前の液滴の直径D以下であることを特徴とする(8)に記載のインクジェットヘッド。
(10)n+1番目のノズルとn+2番目のノズルとのピッチP2が、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(ii)を満たすことを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド。
Figure 2009233612
上記(7)の構成のインクジェットヘッドによれば、各ノズルから吐出される複数の液滴を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分けることができる。そして、2滴以上で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。さらに、2滴以上で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(8)の構成のインクジェットヘッドによれば、各ノズルから吐出される複数の液滴を、2滴で構成される組に分けることができ、その組における液量を少なくしてバルジの発生を抑制することができる。そして、2滴で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。さらに、2滴で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(9)の構成のインクジェットヘッドによれば、ノズルのピッチを調整して、n番目のノズルから吐出された液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重なってn+1番目のノズルから吐出された液滴を着弾させることができる。
上記(10)の構成のインクジェットヘッドによれば、ノズルのピッチを調整して、n+1番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることができる。
また、上記目的は、本発明に係る下記の描画装置により達成される。
(11)インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画装置であって、前記複数の液滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記被記録材に対して前記インクジェットヘッドを前記所定の方向に相対移動させる移動手段と、を備え、前記複数の液滴を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分け、2滴以上で構成される組の各液滴は、隣り合う同じ組の液滴と重なって前記被記録材に着弾し、また、各組の端の液滴は、隣り合う他の組の端の液滴との間に隙間をおいて前記被記録材に着弾し、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴と合一するように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする描画装置。
(12)前記インクジェットヘッドが、前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を順次吐出しながら相対移動されることを特徴とする(11)に記載の描画装置。
(13)インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画装置であって、前記複数の液滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記被記録材に対して前記インクジェットヘッドを前記所定の方向に相対移動させる移動手段と、を備え、前記インクジェットヘッドが、前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を順次吐出しながら相対移動され、nを奇数または偶数として、n番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なってn+1番目の液滴が着弾し、n+1番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なることなくn+2番目の液滴が着弾し、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴が合一するように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする描画装置。
(14)n番目の液滴が吐出された後にn+1番目の液滴が吐出されるまでの時間が、n+1番目の液滴が吐出された後にn+2番目の液滴が吐出されるまでの時間よりも長いことを特徴とする(13)に記載の描画装置。
(15)n番目の液滴とn+1番目の液滴とのピッチp1が着弾前の液滴の直径D以下となるように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする(13)に記載の描画装置。
(16)n+1番目の液滴とn+2番目の液滴とのピッチp2が、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(i)を満たすように、前記移動手段が前記インクジェットを相対移動させることを特徴とする(13)に記載の描画装置。
Figure 2009233612
(17)(7)〜(10)のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備えた描画装置。
上記(11)の構成の描画装置によれば、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、2滴以上で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。そして、2滴以上で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(12)の構成の描画装置よれば、一度の走査でパターンを描画することができる。
上記(13)の構成の描画装置によれば、複数の液滴を、2滴で構成される組に分けることができ、その組における液量を少なくしてバルジの発生を抑制することができる。そして、2滴で構成される組の各液滴を互いに重ねて着弾させるので、ジャギーの発生を抑制することができる。さらに、2滴で構成される組においてバルジが発生しても、その組の端の液滴を濡れ広がらせて他の組の端の液滴と合一させることにより、バルジから合一箇所への溶液の流動を生じさせることができる。それにより、均一な幅のパターンを描画することができる。
上記(14)の構成の描画装置によれば、吐出周波数を調整して、n番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることができる。これは、ドットピッチを一定にしたい場合に好適である。
上記(15)の構成の描画装置によれば、ドットピッチを調整して、n番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させることができる。これは、吐出周波数を一定にしたい場合に好適である。
上記(16)の構成の描画装置によれば、ドットピッチを調整して、n+1番目の液滴が着弾後に被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることができる。これは、吐出周波数を一定にしたい場合に好適である。
上記(17)の構成の描画装置によれば、上記(7)〜(10)の構成のインクジェットヘッドと同様の効果をえることができる。
また、上記目的は、本発明に係る下記のプリント配線板の製造方法により達成される。
(18)配線パターンが設けられたプリント配線板の製造方法であって、(1)〜(6)に記載の描画方法により前記配線パターンを描画することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
上記(18)の構成のプリント配線板の製造方法によれば、配線パターンのパターン幅が均一に形成される。それにより、プリント配線板の品質を高めることができる。
また、上記目的は、本発明に係る下記のカラーフィルタの製造方法により達成される。
(19)複数の画素および各画素を隔絶するブラックマトリクスが設けられたカラーフィルタの製造方法であって、(1)〜(6)に記載の描画方法により前記複数の画素および/または前記ブラックマトリクスを描画することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
上記(19)の構成のカラーフィルタの製造方法によれば、画素および/またはブラックマトリックスのパターン幅が均一に形成される。それにより、カラーフィルタの品質を高めることができる。
本発明によれば、ジャギーおよびバルジの発生を抑制し、均一な幅のパターンを被記録材上に描画することができる描画方法、インクジェットヘッド、描画装置を提供することができる。そして、高品質なプリント配線板の製造方法およびカラーフィルタの製造方法を提供するこができる。
以下に、図面を参照して、本発明に係る描画方法、インクジェットヘッド、描画装置の好適な実施形態を説明する。
[第1実施形態]
図1および図2を参照して、第1実施形態の描画装置を説明する。
描画装置100は、図1および図2に示すように、複数の液滴を吐出するインクジェットヘッド101と、インクジェットヘッド101から吐出された液滴により所定のパターンが描画される被記録材としての基板102を保持する保持台103と、を備えている。
基板102の材料としては、用途に応じて適宜なものが選択される。例えば、プリント配線板でフレキシブルなものにはポリイミドなどの有機フイルムなどを用いることができ、リジッドなものにはフェノール樹脂やエポキシ樹脂を含浸した原紙やセラミックスなどを用いることができる。また、液晶ディスプレイのカラーフィルタにはガラスなどを用いることができる。
インクジェットヘッド101および保持台103は、除振台105を介して床上に設置された定盤106上に設置される。定盤106上には、保持台移動機構107と、ヘッド移動機構108とが設けられており、保持台103は保持台移動機構107に、インクジェットヘッド101はヘッド移動機構108に、それぞれ保持されている。
保持台移動機構107およびヘッド移動機構108は、保持台103に保持された基板102に対してインクジェットヘッド101を主走査方向および副走査方向に相対移動させる。例えば、ヘッド移動機構108が水平直交2軸のうちの第1軸に沿った主走査方向にインクジェットヘッド101を移動させ、保持台移動機構107が、水平直交2軸のうちの第2軸に沿った副走査方向に保持台103および基板102を移動させる。
インクジェットヘッド101には、所定量の溶液を間欠的に液滴として吐出するノズル104が少なくとも1つ設けられる。本実施形態において、ノズル104は主走査方向にも副走査方向にも1つに限らず、複数並べて設けられていてもよい。
インクジェットヘッド101のノズル104から液滴として吐出される溶液は、用途に応じて適宜なものが選択される。例えば、プリント配線板の製造には、銀などの金属微粒子を分散させた導電性インクを用いることができる。また、カラーフィルタの製造には、顔料などの着色剤を分散させたカラーレジストインクを用いることができる。
以上のように構成された描画装置100は、ノズル104から液滴を吐出させながらインクジェットヘッド101を基板102に対して主走査方向に相対移動させ、基板102の所定の走査ラインにおける描画を行う。次いで、インクジェットヘッド101を副走査方向に相対移動させ、隣接する走査ラインにおける描画を同様にして行う。基板102の各走査ラインには、主走査方向に延びる所定のパターンが描画される。そして、これらのパターンの集合により、プリント配線板の配線パターンやカラーフィルタのRGBの複数の画素および/または各画素を隔絶するブラックマトリックスが構成される。
次に図3および図4を参照して、基板102の各走査ラインにおけるパターンの描画方法を説明する。図3には、3以上の奇数個のドット110で構成される線状の画像データに基づき、基板102の所定の走査ラインにおいて、同数の液滴111を用いて主走査方向に延びる線状のパターンを描画する場合を示す。また、図4には、4以上の偶数個のドット110で構成される線状の画像データに基づき、基板102の所定の走査ラインにおいて、同数の液滴111を用いて主走査方向に延びる線状のパターンを描画する場合を示す。
本実施形態の描画方法は、画像データの各ドット110を、隣り合う2つ以上のドットで構成される組を少なくとも含み、1つまたは2つ以上のドットで構成される複数の組に分ける。換言すれば、各ドット110には液滴111が一対一対応することから、複数の液滴111を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分ける。
図3および図4は、複数の液滴111を、1滴または2滴で構成される複数の組に分ける例を示している。図3(B)および図4(B)に示す例では、パターンの一方の端(図中左端)を基点とし、nを奇数として、パターンに沿った並び順にn番目の液滴111とn+1番目の液滴111n+1とを一組とし、且つn+1番目の液滴111n+1とn+2番目の液滴111n+2とは別の組としたものである。具体的には、図3(B)に示す例において、1番目の液滴111と2番目の液滴111とが組aを構成し、3番目の液滴111と4番目の液滴111とが組bを構成している。以降の液滴も同様に2滴一組で組c〜fを構成している。そして、最終滴である13番目の液滴11113は、それ1滴で組gを構成している。図4(B)に示す例では、液滴111の数が偶数であることから、全ての組a〜fは2滴で構成されている。
図3(C)および図4(C)に示す例では、パターンの一方の端(図中左端)を基点とし、nを偶数(0を含む)として、パターンに沿った並び順にn番目の液滴111とn+1番目の液滴111n+1とを一組として、n+1番目の液滴111n+1とn+2番目の液滴111n+2とは別の組としたものである。具体的には、図3(C)に示す例において、初滴である1番目の液滴111は、それ1滴で組aを構成している。そして、2番目以降の液滴では、2滴一組で組b〜fを構成している。図4(C)に示す例では、液滴の数が偶数であり、且つ初滴である1番目の液滴111がそれ1滴で組aを構成していることから、最終滴である12番目の液滴11112もまた、それ1滴で組gを構成している。
そして、本実施形態の描画方法は、2滴以上で構成される組において、各液滴111は、隣り合う同じ組の液滴111と重なって基板102に着弾させる。図3(B)および図4(B)に示す例では、例えば組aの液滴111および111は重なって着弾させており、nを奇数として、n番目の液滴111とn+1番目の液滴111n+1とを重ねて着弾させている。また、図3(C)および図4(C)に示す例では、例えば組bの液滴111および111は重なって着弾させており、nを偶数として、n番目の液滴111とn+1番目の液滴111n+1とを重ねて着弾させている。
ここで、隣り合う液滴111と重なって着弾するとは、例えば図3(B)に示す例において、液滴111が液滴111よりも先に基板102に着弾するとして、液滴111が基板102上で濡れ広がっている領域111Bと液滴111を基板102に正投影した領域111Aの少なくとも一部とが重なるように、液滴111が着弾することをいうものとする。尚、図3(B)において、一点鎖線で示す領域111A、111A、111Aは、それぞれ、着弾前の液滴111、111、111を基板102に正投影した際の領域を示し、その径は着弾前の液滴の直径Dに等しい。また、実線で示す領域111B、111B、111Bは、それぞれ、液滴111、111、111が基板102上で濡れ広がっている領域を示している。
さらに、本実施形態の描画方法は、各組の端の液滴111は、隣り合う他の組の端の液滴111との間に隙間をおいて基板102に着弾させ、且つ基板102上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴111と合一させる。図3(B)および図4(B)に示す例では、例えば組aの液滴111と組bの液滴111とは隙間をおいて着弾させており、nを奇数として、n+1番目の液滴111n+1とn+2番目の液滴111n+2とを隙間をおいて着弾させている。また、図3(C)および図4(C)に示す例では、例えば組aの液滴111と組bの液滴111とは隙間をおいて着弾させており、nを偶数として、n+1番目の液滴111n+1とn+2番目の液滴111n+2とを隙間をおいて着弾させている。
ここで、隣り合う液滴111の間に隙間をおいて着弾するとは、例えば図3(B)に示す例において、液滴111が液滴111よりも先に基板102に着弾するとして、液滴111が基板102上で濡れ広がっている領域111Bと、液滴111を基板102に正投影した領域111Aとが重ならないように、液滴111が着弾することをいうものとする。そして、基板上で濡れ広がることにより合一するとは、液滴111が基板102上で濡れ広がっている領域111Bと、液滴111が基板102上で濡れ広がっている領域111Bの少なくとも一部とが重なることをいうものとする。
以上の描画方法において、2滴以上で構成される組の各液滴111は、互いに重なって着弾し、着弾時に一続きをなす。そして、各組の端の液滴111は、着弾後に濡れ広がって隣り合う他の組の端の液滴111と合一する。それにより、全ての液滴111は一続きをなし、基板102の各走査ラインにおいて、主走査方向に延びる所定のパターンが描画される。
2滴以上で構成される組の各液滴111を互いに重なって着弾させており、液滴111の間隔が長くなりすぎることがなく、ジャギーの発生が抑制される。このことから、1滴で構成される組を極力なくすことが好ましい。尚、初滴および最終滴については、ジャギーの発生に対する影響は比較的少なく、1滴で組を構成するようにしてもよい。
そして、各組の端の液滴111は、着弾後に濡れ広がって隣り合う他の組の液滴111と合一させており、2滴以上で構成される組においてバルジが発生してもバルジから合一箇所への溶液の流動が生じ、バルジが収縮ないし消滅する。ここで、2滴以上で構成される組の液滴数は少ないほうが好ましく、特に好ましくは2滴である。それによれば、2滴以上で構成される組における液量を少なくしてバルジの発生を抑制することができる。
このように、本実施形態の描画方法および描画装置100によれば、ジャギーおよびバルジの発生が抑制され、均一な幅のパターンが描画される。それにより、プリント配線板においては配線パターンのパターン幅が均一に形成され、また、カラーフィルタにおいては、画素および/またはブラックマトリックスのパターン幅が均一に形成され、品質が向上する。
尚、上述した描画方法において、液滴111の着弾の順序は、パターンに沿った並び順に限られないが、好ましくは、パターンに沿った並び順とする。それによれば、基板102の各走査ラインにおいて、インクジェットヘッド101を往復させることなく、一度の走査でパターンを描画することができる。
また、好ましくは、同じ組の隣り合う2つの液滴111のピッチp1を、着弾前の液滴111の直径D以下とする。例えば、図3(B)に示す例において、同じ組cの液滴111と液滴111とのピッチや、組dの液滴111と液滴111とのピッチ、換言すれば、nを奇数として、n番目の液滴111とn+1番目の液滴111n+1とのピッチp1を、着弾前の液滴111の直径D以下とする。このようにすれば、先に着弾した液滴111の基板102上での濡れ広がりを待たなくとも、確実に先に着弾した液滴111に重なって着弾させることができる。
また、好ましくは、各組の端の液滴111と隣り合う他の組の端の液滴111とのピッチp2を、着弾前の液滴111の直径をD、基板102と液滴111との接触角をθとして、下記の数式(i)を満たすものとする。例えば、図3(B)に示す例において、組cの液滴111と組dの液滴111とのピッチや、組dの液滴111と組eの液滴111とのピッチ、換言すれば、nを奇数として、n+1番目の液滴111n+1とn+2番目の液滴111n+2とのピッチp2を下記の数式(i)を満たすものとする。
Figure 2009233612
このようにすれば、先に着弾した液滴111の基板102上での濡れ広がりによらず、着弾時には先に着弾した液滴111との間に隙間をおいて着弾し、そして着弾後に濡れ広がって先に着弾した液滴111に合一させることができる。尚、D/{8・tan(θ/2)・(3+tan(θ/2))}1/3は、着弾前の直径Dの液滴111が基板102上で濡れ広がりきった際の、その領域の直径111Bを示す。
液滴111のピッチp1、p2を上述の通り設定することにより、液滴111の吐出周波数を一定とすることができる。尚、液滴111のピッチは、保持台移動機構107およびヘッド移動機構108によるインクジェットヘッド101の主走査方向への相対移動量を調整して設定され得る。
一方、液滴111のピッチが固定される場合などには、複数の液滴111をパターンに沿って順次着弾させるものとして、同じ組の隣り合う2つの液滴111について1滴目が着弾した後に2滴目が着弾するまでの時間を、各組の端の液滴111と隣り合う他の組の端の液滴111との2つの液滴111について1滴目が着弾した後に2滴目が着弾するまでの時間よりも長くするようにする。例えば、図3(B)に示す例において、同じ組aの液滴111、111について液滴111が着弾した後に液滴111が着弾するまでの時間を、組aの液滴111と組bの液滴111の2滴について液滴111が着弾した後に液滴111が着弾するまでの時間よりも長くする。換言すれば、nを奇数として、n番目の液滴111が着弾した後にn+1番目の液滴111n+1が着弾するまでの時間を、n+1番目の液滴111n+1が着弾した後にn+2番目の液滴111n+2が着弾するまでの時間よりも長くする。
[第2実施形態]
次に、図5および図6を参照して、第2実施形態の描画装置を説明する。尚、上述した第1実施形態の描画装置100と共通する要素については、図中同一符号を付すことにより説明を省略あるいは簡略する。
描画装置200は、図5に示すように、複数の液滴を吐出するインクジェットヘッド201と、基板102を保持する保持台103と、保持台103に保持された基板102に対してインクジェットヘッド201を相対移動させる移動手段と、を備えている。
インクジェットヘッド201には、図6に示すように、所定量の溶液を間欠的に液滴として吐出するノズル104が、主走査方向に3個以上並んで設けられている。このようなインクジェットヘッド201によれば、基板102の各走査ラインにおける一定の領域を主走査方向への相対移動なしに描画することができる。
以上のように構成された描画装置200は、基板102の所定の走査ラインにおいて、インクジェットヘッド201の主走査方向への相対移動と一定の領域の描画とを交互に繰り返し、所定の走査ラインにおける描画を行う。次いで、インクジェットヘッド201を副走査方向に相対移動させ、隣接する走査ラインにおける描画を同様にして行う。尚、インクジェットヘッド201が、基板102の各走査ラインの全て領域を一度に描画し得るフルラインヘッドである場合には、インクジェットヘッド201の主走査方向への相対移動はなされず、副走査方向にのみ相対移動される。
本実施形態の描画方法においても、上述した第1実施形態の描画方法と同様に、3以上のドットで構成される線状の画像データに基づき、基板102の所定の走査ラインにおいて、同数の液滴111を用いて主走査方向に延びる線状のパターンを描画する。そして、複数の液滴111を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分ける。2滴以上で構成される組において、各液滴111は、隣り合う同じ組の液滴111と重なって基板102に着弾させる。また、各組の端の液滴111は、隣り合う他の組の端の液滴111との間に隙間をおいて基板102に着弾させ、且つ基板102上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴111と合一させる。
ここで、上述した第1実施形態の描画装置100では、インクジェットヘッド101の主走査方向への相対移動量や液滴の吐出周波数を調整して上述の描画方法を実施しているのに対し、本実施形態の描画装置200では、インクジェットヘッド201に複数のノズル104を設け、それらの配列により上述の描画方法を実施する。
インクジェットヘッド201の複数のノズル104は、隣り合う2つ以上で構成される組を少なくとも含み、1つまたは2つ以上で構成される複数の組に分けられる。図6は、複数のノズル104を、1つまたは2つで構成される複数の組に分ける例を示している。図6(A)に示す例では、ノズル104の列の一方の端(図中左端)を基点とし、nを奇数として、ノズルの並び順にn番目のノズル104とn+1番目のノズル104n+1とを一組とし、且つn+1番目のノズル104n+1とn+2番目のノズル104n+2とは別々の組としたものである。具体的には、図6(A)に示す例において、1番目のノズル104と2番目のノズル104とが組aを構成し、3番目のノズル104と4番目のノズル104とが組bを構成している。以降のノズルも同様に2つ一組で組c〜fを構成している。そして、最後の13番目のノズル10413は、それ1つで組gを構成している。
また、図6(B)に示す例では、ノズルの列の一方の端(図中左端)を基点とし、nを偶数(0を含む)として、ノズルの並び順にn番目のノズル104とn+1番目のノズル104n+1とを一組として、n+1番目のノズル104n+1とn+2番目のノズル104n+2とは別の組としたものである。具体的には、図6(B)に示す例において、1番目のノズル104は、それ1つで組aを構成している。そして、2番目以降のノズルでは、2つ一組で組b〜fを構成している。
以上のように組分けされる複数のノズル104は、2つ以上のノズル104で構成される組において隣り合う2つのノズル104のピッチが、両ノズル104から吐出された液滴111が重なって基板102に着弾するピッチであり、また、各組の端のノズル104と隣り合う他の組の端のノズル104とのピッチが、両ノズル104から吐出された液滴111が隙間をおい基板102に着弾し、且つ基板102上で濡れ広がることにより合一するピッチであるように配列される。
例えば、図6(A)に示す例では、nを奇数として、同じ組の隣り合うn番目のノズル104とn+1番目のノズル104n+1とのピッチP1は、両ノズル104から吐出された液滴111が重なって基板102に着弾するピッチであり、他の組で隣り合うn+1番目のノズル104n+1とn+2番目のノズル104n+2とのピッチP2は、両ノズル104から吐出された液滴111が隙間をおい基板102に着弾し、且つ基板102上で濡れ広がることにより合一するピッチであるように配列されている。
また、図6(B)に示す例では、nを偶数として、同じ組の隣り合うn番目のノズル104とn+1番目のノズル104n+1とのピッチP1は、両ノズル104から吐出された液滴111が重なって基板102に着弾するピッチであり、他の組で隣り合うn+1番目のノズル104n+1とn+2番目のノズル104n+2とのピッチP2は、両ノズル104から吐出された液滴111が隙間をおい基板102に着弾し、且つ基板102上で濡れ広がることにより合一するピッチであるように配列されている。
複数のノズル104が上述のように配列される場合に、2つ以上のノズル104で構成される組において隣り合う2つのノズル104のピッチは、各組の端のノズル104と隣り合う他の組の端のノズル104とのピッチよりも小さくなる。
以上のように構成されたインクジェットヘッド201では、2つ以上で構成される組の各ノズル104から吐出された液滴111は、互いに重なって着弾し、着弾時に一続きをなす。そして、各組の端のノズル104から吐出された液滴111は、着弾後に濡れ広がって、隣り合う他の組の端のノズル104から吐出された液滴111と合一する。それにより、全ての液滴111は一続きをなし、基板102の各走査ラインにおいて、主走査方向に延びる所定のパターンが描画される。
2つ以上で構成される組の各ノズル104から吐出された液滴111を互いに重なって着弾させており、液滴の間隔が長くなりすぎることがなく、ジャギーの発生が抑制される。そして、各組の端のノズル104から吐出された液滴111は、着弾後に濡れ広がって、隣り合う他の組の端のノズル104から吐出された液滴111と合一させており、2滴以上で構成される組においてバルジが発生してもバルジから合一箇所への溶液の流動が生じ、バルジが収縮ないし消滅する。
このように、本実施形態の描画方法、インクジェットヘッド201、およびこのインクジェットヘッド201を備えた描画装置200によれば、ジャギーおよびバルジの発生が抑制され、均一な幅のパターンが描画される。それにより、プリント配線板においては配線パターンのパターン幅が均一に形成され、また、カラーフィルタにおいては、画素および/またはブラックマトリックスのパターン幅が均一に形成され、品質が向上する。
好ましくは、同じ組の隣り合う2つのノズル104のピッチP1を、着弾前の液滴111の直径D以下とする。例えば、図6(A)に示す例において、同じ組bのノズル104とノズル104とのピッチや、組cのノズル104とノズル104とのピッチ、換言すれば、nを奇数として、n番目のノズル104とn+1番目のノズル104n+1とのピッチP1を、着弾前の液滴111の直径D以下とする。このようにすれば、先に着弾した液滴111の基板102上での濡れ広がりを待たなくとも、確実に先に着弾した液滴111に重なって着弾させることができる。
また、好ましくは、各組の端のノズル104と隣り合う他の組の端のノズル104とのピッチP2を、着弾前の液滴111の直径をD、基板102と液滴111との接触角をθとして、下記の数式(ii)を満たすものとする。例えば、図6(A)に示す例において、組bのノズル104と組cのノズル104とのピッチや、組cの液滴104と組dのノズル104とのピッチ、換言すれば、nを奇数として、n+1番目のノズル104n+1とn+2番目のノズル104n+2とのピッチP2を下記の数式(ii)を満たすものとする。
Figure 2009233612
このようにすれば、先に着弾した液滴111の基板102上での濡れ広がりによらず、着弾時には先に着弾した液滴111との間に隙間をおいて着弾し、そして着弾後に濡れ広がって先に着弾した液滴111に合一させることができる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各要素の形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
第1実施形態の描画装置の構成を示す正面図である。 第1実施形態の描画装置の構成を示す斜視図である。 第1実施形態の描画方法を説明する図である。 第1実施形態の描画方法を説明する図である。 第2実施形態の描画装置の構成を示す斜視図である。 第2実施形態の描画方法を説明する図である。
符号の説明
100 描画装置
101 インクジェットヘッド
102 基板(被記録材)
103 保持台
104 ノズル
107 保持台移動機構(移動手段)
108 ヘッド移動機構(移動手段)
111 液滴
200 描画装置
201 インクジェットヘッド

Claims (19)

  1. インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画方法であって、
    前記複数の液滴を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分け、
    2滴以上で構成される組の各液滴は、隣り合う同じ組の液滴と重なって前記被記録材に着弾させ、
    各組の端の液滴は、隣り合う他の組の端の液滴との間に隙間をおいて前記被記録材に着弾させ、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴と合一させることを特徴とする描画方法。
  2. 前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を前記被記録材に順次着弾させることを特徴とする請求項1に記載の描画方法。
  3. インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画方法であって、
    前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を前記被記録材に順次着弾させ、
    nを奇数または偶数として、n番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねてn+1番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重ねることなくn+2番目の液滴を着弾させ、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴を合一させることを特徴とする描画方法。
  4. n番目の液滴が着弾した後にn+1番目の液滴が着弾するまでの時間を、n+1番目の液滴が着弾した後にn+2番目の液滴が着弾するまでの時間よりも長くすることを特徴とする請求項3に記載の描画方法。
  5. n番目の液滴とn+1番目の液滴とのピッチp1を、着弾前の液滴の直径D以下とすることを特徴とする請求項3に記載の描画方法。
  6. n+1番目の液滴とn+2番目の液滴とのピッチp2を、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(i)を満たすものとすることを特徴とする請求項3に記載の描画方法。
    Figure 2009233612
  7. 3個以上の複数のノズルを所定の方向に整列して備え、各ノズルから液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画するインクジェットヘッドであって、
    前記複数のノズルを、隣り合う2つ以上で構成される組を少なくとも含み、1つまたは2つ以上で構成される複数の組に分け、
    2つ以上のノズルで構成される組において隣り合う2つのノズルのピッチが、両ノズルから吐出された液滴が互いに重なって前記被記録材に着弾するピッチであり、
    各組の端のノズルと隣り合う他の組の端のノズルとのピッチが、両ノズルから吐出された液滴が、隙間をおいて前記被記録材に着弾し、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより合一するピッチであることを特徴とするインクジェットヘッド。
  8. 3個以上の複数のノズルを所定の方向に整列して備え、各ノズルから液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画するインクジェットヘッドであって、
    前記複数のノズルの列の一方の端を基点とし、nを奇数または偶数として、
    n番目のノズルとn+1番目のノズルとのピッチP1が、n番目のノズルから吐出された液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なってn+1番目のノズルから吐出された液滴が着弾するピッチであり、
    n+1番目のノズルとn+2番目のノズルとのピッチP2が、n+1番目のノズルから吐出された液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なることなくn+2番目のノズルから吐出された液滴が着弾し、n+1番目のノズルから吐出された液滴およびn+2番目のノズルから吐出された液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴が合一するピッチであることを特徴とするインクジェットヘッド。
  9. n番目のノズルとn+1番目のノズルとのピッチP1が、着弾前の液滴の直径D以下であることを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド。
  10. n+1番目のノズルとn+2番目のノズルとのピッチP2が、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(ii)を満たすことを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド。
    Figure 2009233612
  11. インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画装置であって、
    前記複数の液滴を吐出するインクジェットヘッドと、
    前記被記録材に対して前記インクジェットヘッドを前記所定の方向に相対移動させる移動手段と、
    を備え、
    前記複数の液滴を、隣り合う2滴以上で構成される組を少なくとも含み、1滴または2滴以上で構成される複数の組に分け、
    2滴以上で構成される組の各液滴は、隣り合う同じ組の液滴と重なって前記被記録材に着弾し、また、各組の端の液滴は、隣り合う他の組の端の液滴との間に隙間をおいて前記被記録材に着弾し、且つ前記被記録材上で濡れ広がることにより該他の組の端の液滴と合一するように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする描画装置。
  12. 前記インクジェットヘッドが、前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を順次吐出しながら相対移動されることを特徴とする請求項11に記載の描画装置。
  13. インクジェットにより3滴以上の複数の液滴を吐出して、被記録材上に所定の方向に延びるパターンを描画する描画装置であって、
    前記複数の液滴を吐出するインクジェットヘッドと、
    前記被記録材に対して前記インクジェットヘッドを前記所定の方向に相対移動させる移動手段と、
    を備え、
    前記インクジェットヘッドが、前記パターンの一方の端を基点として、該パターンに沿って前記複数の液滴を順次吐出しながら相対移動され、
    nを奇数または偶数として、n番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なってn+1番目の液滴が着弾し、n+1番目の液滴が着弾後に前記被記録材上で濡れ広がっている領域に重なることなくn+2番目の液滴が着弾し、n+1番目の液滴およびn+2番目の液滴の前記被記録材上での濡れ広がりにより両液滴が合一するように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする描画装置。
  14. n番目の液滴が吐出された後にn+1番目の液滴が吐出されるまでの時間が、n+1番目の液滴が吐出された後にn+2番目の液滴が吐出されるまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項13に記載の描画装置。
  15. n番目の液滴とn+1番目の液滴とのピッチp1が着弾前の液滴の直径D以下となるように、前記移動手段が前記インクジェットヘッドを相対移動させることを特徴とする請求項13に記載の描画装置。
  16. n+1番目の液滴とn+2番目の液滴とのピッチp2が、着弾前の液滴の直径をD、前記被記録材と液滴との接触角をθとして、下記の数式(i)を満たすように、前記移動手段が前記インクジェットを相対移動させることを特徴とする請求項13に記載の描画装置。
    Figure 2009233612
  17. 請求項7〜10のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備えた描画装置。
  18. 配線パターンが設けられたプリント配線板の製造方法であって、
    請求項1〜6に記載の描画方法により前記配線パターンを描画することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  19. 複数の画素および各画素を隔絶するブラックマトリクスが設けられたカラーフィルタの製造方法であって、
    請求項1〜6に記載の描画方法により前記複数の画素および/または前記ブラックマトリクスを描画することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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