JP2021137690A - インク塗布装置、インク塗布装置の制御装置、及びインク塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのインクジェットヘッドでも動作不良のノズルによる塗布不良の発生を抑制することが可能なインク塗布装置を提供する。【解決手段】制御装置が、インクジェットヘッド及び移動機構を制御して、基板の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素にインクを着弾させる。制御装置は、インクを着弾させるべき孤立した画素で定義される孤立パターンと、インクを着弾させるべき連続した複数の画素で定義される連続パターンとを形成する機能を持つ。このとき、動作不良のノズルに孤立パターンの画素が割り当てられないようにする。さらに、連続パターンの画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないようする。各画素に割り当てられたノズルからインクを吐出させる。【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェットヘッドを有するインク塗布装置、インク塗布装置の制御装置、及びインク塗布方法に関する。

基板の表面に向かってインクジェットヘッドからインクを液滴化して吐出し、基板にインクを着弾させ、インクの膜を形成する技術が公知である。インクジェットヘッドの複数のノズルのいくつかが不良である場合にも、用紙に正常な画像を記録することができる画像記録装置が下記の特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された画像記録装置は、インクを吐出する多数のノズルが等ピッチで並んだインクジェットヘッドを２つ備えている。２つのインクジェットヘッドのノズルの配列方向は相互に平行である。２つのインクジェットヘッドに対してノズルの配列方向と直交する方向に用紙を搬送しながら、ノズルからインクを吐出して画像を記録する。一方のインクジェットヘッドの動作不良のノズルと、他方のインクジェットヘッドの動作不良のノズルとが重ならないように、一方のインクジェットヘッドを他方のインクジェットヘッドに対してノズルの配列方向にずらした状態で記録を行う。

このように、一方のインクジェットヘッドの動作不良のノズルを、他方のインクジェットヘッドの正常なノズルで補うことにより、正常な画像を記録することができる。

特開２０１３−２３７１６６号公報

特許文献１に開示された装置では、１つのインクジェットヘッドの動作不良のノズルを、他のインクジェットヘッドの正常なノズルで補うため、必ず２つのインクジェットヘッドを備えておかなければならない。

本発明の目的は、１つのインクジェットヘッドでも動作不良のノズルによる塗布不良の発生を抑制することが可能なインク塗布装置及びインク塗布方法を提供することである。本発明の他の目的は、このインク塗布装置を制御する制御装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
基板に向かってインクを液滴化して吐出して前記基板にインクを着弾させる複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記インクジェットヘッド及び前記移動機構を制御して、前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素に対応する位置にインクを着弾させる制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
動作不良のノズルを記憶しており、
インクを着弾させるべき孤立した１つの画素で定義される孤立パターンと、インクを着弾させるべき連続した複数の画素で定義される連続パターンとを、インクによって前記基板に形成するときに、
動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、割り当てられたノズルからインクを吐出させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成するインク塗布装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
基板に向かってインクを液滴化して吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッド、及び前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構とを制御して、前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素に対応する位置にインクを着弾させる制御装置であって、
動作不良のノズルを記憶する機能を備えており、
インクを着弾させるべき孤立した１つの画素で定義される孤立パターンと、インクを着弾させるべき連続した複数の画素で定義される連続パターンとを、インクによって前記基板に形成するときに、
動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、割り当てられたノズルからインクを吐出させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成する制御装置が提供される。

本発明のさらに他の観点によると、
基板に向かってインクを液滴化して吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記基板に孤立パターンと連続パターンとを形成するインク塗布方法であって、
前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ複数の画素が対応付けられており、
前記孤立パターンは、孤立した１つの画素で定義されており、
前記連続パターンは、連続した複数の画素で定義されており、
動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、当該画素に割り当てられたノズルからインクを着弾させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成するインク塗布方法が提供される。

孤立パターンに対応する画素が動作不良のノズルに割り当てられないため、孤立パターンを正常に形成することができる。連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、その画素を一方向に挟む２つの画素に正常なノズルから吐出されたインクが着弾する。このため、動作不良のノズルに割り当てられた画素へのインクの塗布不足を補償することができる。これにより、連続パターンを正常に形成することができる。

図１Ａは、本実施例によるインク塗布装置の概略正面図であり、図１Ｂは、可動テーブル及びインク吐出ユニットの平面視における位置関係を示す図である。 図２は、実施例におるインク塗布装置で塗布される塗布パターンの一例を示す基板の平面図である。 図３Ａは、基板（図１Ｂ）に対するインクジェットヘッドのｘ方向への移動の様子を示す模式図であり、図３Ｂは、インクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）とのｘ方向に関する位置関係を示す模式図であり、図３Ｃは、インクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｊ）とのｘ方向に関する位置関係を示す模式図である。 図４は、複数の孤立パターン（図２）の位置を定義する描画データを示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ１層目及び２層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッドのノズルとの対応関係を示す図である。 図６は、図５Ａに示した１層目のスキャン動作用の描画データとインクジェットヘッドのノズルとの割当関係を変更した割当関係の一例を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ比較例及び実施例による１層目及び２層目のスキャン動作のときのインクジェットヘッドの位置と連続パターンとの関係を示す図である。 図８Ａは、他の実施例による１層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッドのノズルとの対応関係を示す図であり、図８Ｂは、孤立パターンに対応する画素を含む画素列が、インクジェットヘッドの動作不良のノズルに割り当てられないように割当関係を変更した場合の対応関係を示す図である。 図９Ａは、インクジェットヘッドの底面図であり、図９Ｂは、さらに他の実施例による方法で、インク塗布時にインクジェットヘッドをｘ方向にシフトさせる様子を示す模式図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、さらに他の実施例による１層目及び２層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッドのノズルとの対応関係を示す図である。 図１１は、さらに他の実施例によるインク塗布方法のフローチャートである。

図１Ａ〜図７Ｂを参照して、本発明の一実施例によるインク塗布装置について説明する。

図１Ａは、本実施例によるインク塗布装置の概略正面図である。基台１０の上に移動機構１１によって可動テーブル１２が支持されている。ｘ軸及びｙ軸が水平方向を向き、ｚ軸が鉛直上方を向くｘｙｚ直交座標系を定義する。移動機構１１は、制御装置５０により制御されて、可動テーブル１２をｘ方向及びｙ方向の二方向に移動させる。移動機構１１として、例えば、Ｘ方向移動機構１１ＸとＹ方向移動機構１１Ｙとを含むＸＹステージを用いることができる。Ｘ方向移動機構１１Ｘは基台１０に対してＹ方向移動機構１１Ｙをｘ方向に移動させ、Ｙ方向移動機構１１Ｙは、基台１０に対して可動テーブル１２をｙ方向に移動させる。

可動テーブル１２の上面（保持面）に、インク塗布対象である基板２０が保持される。基板２０は、例えば真空チャックにより可動テーブル１２に固定される。可動テーブル１２の上方にインク吐出ユニット３０が、例えば門型の支持部材１３によって支持されている。インク吐出ユニット３０は基台１０に対して昇降可能に支持されている。インク吐出ユニット３０は、基板２０に対向する複数のノズルを有する。各ノズルは、基板２０の表面に向かって光硬化性（例えば紫外線硬化性）のインクを吐出する。インクの吐出は、制御装置５０によって制御される。

図１Ａでは、基台１０に対してインク吐出ユニット３０を静止させ、基板２０を移動させる構成を示したが、その逆に、基台１０に対して基板２０を静止させ、インク吐出ユニット３０を移動させる構成を採用してもよい。基板２０とインク吐出ユニット３０との一方を他方に対して相対的に移動させる構成とすればよい。

制御装置５０は、記憶部５１及び制御部５２を含む。記憶部５１に、インクを塗布すべき塗布領域の形状及び描画データが記憶されている。描画データは、基板２０の表面においてインクを着弾させるべき位置を定義する。例えば、描画データは、基板２０の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素を指定する。本明細書において、ある画素に対応する基板上の位置を、単に、「画素」という場合がある。

制御部５２は、この描画データに基づいて移動機構１１及びインク吐出ユニット３０を制御することにより、基板２０の表面の所定の位置に、インクを着弾させる。制御部５２は、基板２０の表面の特定の位置にインクを着弾させることにより、インクを塗布する。これにより、基板２０の表面にインクからなるドットや膜が形成される。「ドット」は、インクの１個の液滴により形成され、「膜」は、インクの複数の液滴が連なって連続することにより形成される。本明細書において、ドットを「孤立パターン」といい、膜を「連続パターン」という。孤立パターンは、インクを着弾させるべき他の画素から孤立した１つの画素に対応する。連続パターンは、相互に連続複数の画素に対応する。

図１Ｂは、可動テーブル１２及びインク吐出ユニット３０の平面視における位置関係を示す図である。可動テーブル１２の保持面に基板２０が保持されている。基板２０の上方にインク吐出ユニット３０が支持されている。インク吐出ユニット３０は、インクジェットヘッド３１及び硬化用光源３３を含む。インクジェットヘッド３１の、基板２０に対向する面に、複数のノズル３２が設けられている。複数のノズル３２は、ｘ方向に関して等間隔に並んでいる。この間隔は、例えば６００ｄｐｉの解像度に相当する寸法である。なお、複数のノズル３２は、ｘ方向に平行な１本の直線上に配置される必要はなく、ｘ方向と平行な基準線からｙ方向に規則的にずれた位置に配置されてもよい。例えば千鳥状に配置されていてもよい。

硬化用光源３３は、ｙ方向に関してインクジェットヘッド３１の両側にそれぞれ配置されており、基板２０に付着したインクを硬化させる硬化装置として機能する。移動機構１１が、制御装置５０によって制御されることにより、可動テーブル１２をｘ方向及びｙ方向に移動させる。さらに、制御装置５０は、インクジェットヘッド３１の各ノズル３２からのインクの吐出を制御する。

基板２０をｙ方向に移動させながら、インクジェットヘッド３１からインクを吐出することにより、ｘ方向に関して例えば６００ｄｐｉの解像度で、インクを基板２０に塗布することができる。基板２０に付着したインクは、基板２０の移動方向の下流側に位置する硬化用光源３３から放射される光により硬化される。基板２０をｙ方向に移動させながら、インクジェットヘッド３１から基板２０にインクを着弾させる動作を、「スキャン動作」ということとする。

さらに、制御装置５０は、可動テーブル１２をｘ方向に移動させることにより、インクジェットヘッド３１に対して基板２０をｘ方向にシフトさせる。この動作を、「シフト動作」ということとする。スキャン動作とシフト動作とを繰り返すことにより、基板２０の全域にインクを塗布することができる。スキャン動作とシフト動作との詳細については、後に図３Ａ〜図３Ｃを参照して説明する。

図２は、実施例によるインク塗布装置で塗布される塗布パターンの一例を示す基板２０の平面図である。複数の孤立パターン２１がｘ方向及びｙ方向に規則的に配置されている。例えば、複数の孤立パターン２１は正方格子の格子点の位置に配置されている。複数の孤立パターン２１が分布する領域を二方向から取り囲むように、Ｌ字形の連続パターン２２が配置されている。

このような塗布パターンを持つ基板２０は、例えば抵抗膜式のタッチパネルに利用される。複数の孤立パターン２１は、重ねられた２枚の導電膜の短絡を防止するスペーサとして機能する。連続パターン２２は、基板２０の表面に形成された配線の保護膜として機能する。

次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、スキャン動作及びシフト動作について説明する。実際には、インクジェットヘッド３１に対して基板２０を移動させているが、以下の説明では、基板２０に対してインクジェットヘッド３１が相対的に移動しているとする。

図３Ａは、基板２０（図１Ｂ）に対するインクジェットヘッド３１のｘ方向への移動の様子を示す模式図である。制御装置５０（図１Ｂ）はスキャン動作を行うたびにインクジェットヘッド３１を基板２０に対してｘ方向に移動させる。例えば、インクジェットヘッド３１は、インクジェットヘッド３１（ｉ）の位置からインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の位置までシフトする。このシフト量は、両端のノズル３２の間の距離にほぼ等しい。

図３Ｂは、インクジェットヘッド３１（ｉ）と、シフト後のインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）とのｘ方向に関する位置関係を示す模式図である。インクジェットヘッド３１の複数のノズル３２のｘ方向のピッチ（以下、「ノズルピッチ」という。）をＰＮと表記する。インクジェットヘッド３１（ｉ）のシフト方向前方側の端部のノズル３２Ａと、インクジェットヘッド３１（ｉ＋１）のシフト方向後方側の端部のノズル３２Ｂとのｘ方向のピッチは、インクジェットヘッド３１内のノズルピッチＰＮと等しい。

ここで、「端部のノズル３２」とは、インク塗布時に実際にインク塗布に使用される複数のノズル３２のうち端部に位置するノズル３２を意味する。例えば、ｘ方向に並ぶ複数のノズル３２のうち端部近傍のノズル３２は動作が不安定になりやすい。このため、端部近傍のいくつかのノズル３２はインクの塗布には使用しない場合がある。この場合には、インク塗布に使用しない端部近傍のノズル３２を除外して、インク塗布に使用する複数のノズル３２のみに着目してシフト動作を行う。

インクジェットヘッド３１（ｉ）からインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）へのシフト動作を、基板２０の一方の縁から他方の縁まで繰り返すことにより、ノズルピッチＰＮに等しいピッチでｘ方向に並ぶ複数の点に、インクを着弾させることができる。本明細書において、ノズルピッチＰＮに等しいピッチで、基板２０の一つの縁から反対側の縁までｘ方向に並ぶ複数の点に、インクを着弾させるための複数のスキャン動作を、１つの層のスキャン動作ということとする。

さらに、制御装置５０は、シフト動作前のある時点のインクジェットヘッド３１（ｉ）のノズル３２の位置とは異なる位置にノズル３２が位置するようにインクジェットヘッド３１をシフトさせる機能を持つ。例えば、図３Ａにおいて、インクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｊ）とでは、ノズル３２のｘ方向の位置が異なっている。

図３Ｃは、インクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｊ）とのｘ方向に関する位置関係を示す模式図である。インクジェットヘッド３１（ｊ）のノズル３２は、インクジェットヘッド３１（ｉ）の隣り合う２つのノズル３２の中央に位置する。すなわち、インクジェットヘッド３１（ｉ）のノズル３２と、インクジェットヘッド３１（ｊ）のノズル３２とのｘ方向の最小ピッチはノズルピッチＰＮの１／２になる。

インクジェットヘッド３１（ｉ）、３１（ｉ＋１）等の位置を基準として１層目のスキャン動作を行い、さらにインクジェットヘッド３１（ｊ）等の位置を基準として２層目のスキャン動作を行うことにより、ｘ方向の解像度を高めた描画を行うことができる。例えば、ノズルピッチＰＮが６００ｄｐｉに相当するピッチである場合、ｘ方向に関して１２００ｄｐｉの解像度で描画を行うことができる。

ここで、「１層目」、「２層目」は、１層目のインクの液滴の上に２層目のインクの液滴が重なっていることを意味しているわけではない。１層目のスキャン動作におけるインクの着弾点と、２層目のスキャン動作におけるインクの着弾点とは、少なくともノズルピッチＰＮの１／２に相当する距離だけｘ方向にずれている。また、複数の孤立パターン２１（図２）のうち一部の孤立パターン２１は１層目のスキャン動作で形成され、他の孤立パターンは、２層目のスキャン動作で形成される。

図４は、複数の孤立パターン２１（図２）の位置を定義する描画データを示す図である。描画データは、ｘ方向（行方向）及びｙ方向（列方向）に行列状に配置された複数の画素６０によって表される。複数の画素６０の各々に、インクを着弾させるか否かの情報が付与されている。複数の画素６０は、それぞれ基板２０の表面上の複数の位置に対応付けられている。図４において、インクを着弾させる画素６１を中実の黒丸記号で表し、インクを着弾させない画素６０を中空の丸記号で表している。インクを着弾させる画素６１が、孤立パターン２１（図２）の位置に対応する。

一例として、描画データのｘ方向及びｙ方向の画素ピッチは、ノズルピッチＰＮ（図３Ｂ）の１／２である。このため、１層分のスキャン動作のみでは、すべての画素６０に対応する位置にインクを着弾させることはできない。すべての画素６０に対応する位置にインクを着弾さえるためには、２層分のスキャン動作を行う必要がある。

制御装置５０（図１Ｂ）は、図４に示した描画データに基づいて、１層目のスキャン動作用の描画データと、２層目のスキャン動作用の描画データを生成する。

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ１層目及び２層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッド３１のノズル３２との対応関係を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂでは、インクジェットヘッド３１のノズル３２の個数を実際の個数より少なく表している。１層目及び２層目のスキャン動作用の描画データの各々の行方向の画素ピッチは、ノズルピッチＰＮに等しい。列方向に並ぶ複数の画素６０が画素列を構成している。複数の画素列がそれぞれ複数のノズル３２に割り当てられる。１つの画素列内の複数の画素６０には、同一のノズル３２から吐出されたインクが着弾する。

インクジェットヘッド３１の複数のノズル３２には動作不良のノズル３２ｄが含まれている。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、動作不良のノズル３２ｄにバツ印を付している。制御装置５０（図１Ｂ）は動作不良のノズル３２ｄの位置を記憶している。制御装置５０は、スキャン動作時に、動作不良のノズル３２ｄは動作させない。このため、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられた画素列内の画素６０には、インクを着弾させることができない。図５Ａに示した割当関係においては、１層目のスキャン用の描画データの孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が、インクジェットヘッド３１（ｉ）の動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている。この割り当てでスキャン動作を行うと、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられた画素６１に対応する孤立パターン２１（図２）を形成することができない。

インクジェットヘッド３１（ｉ）をシフトさせた後のインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の動作不良のノズル３２ｄには、孤立パターン２１に対応する画素６１が割り当てられていない。

図５Ｂに示すように、２層目のスキャン動作用の描画データにおいては、孤立パターン２１（図２）に対応するいずれの画素６１も、インクジェットヘッド３１（ｊ）〜３１（ｊ＋２）の動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていない。このため、２層目のスキャン動作においては、２層目のスキャン動作で形成すべきすべての孤立パターン２１を形成することができる。

図６は、図５Ａに示した１層目のスキャン動作用の描画データとインクジェットヘッド３１のノズル３２との割当関係を変更した割当関係の一例を示す図である。図６においては、孤立パターン２１（図２）に対応する画素６１が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていない。本実施例では、制御装置５０（図１）が、各層のスキャン動作用の描画データの画素列を、それぞれ複数のノズル３２に割り当てたときに、孤立パターン２１（図２）に対応する画素６１が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられているか否かを検証する。孤立パターン２１に対応する画素６１が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている場合には、割当関係を変更する。割当関係の変更は、孤立パターン２１に対応する画素６１が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていない状態が得られるまで繰り返す。

２層目のスキャン動作のときに、孤立パターン２１（図２）に対応する画素６１が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている場合には、１層目のスキャン動作の場合と同様に、割当関係を変更する。

ここまでは、図５Ａ〜図６を参照して、孤立パターン２１の形成に着目して本実施例について説明した。次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、連続パターン２２（図２）の形成に着目して本実施例について説明する。

孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ）が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていると、その孤立パターン２１は形成されない。ところが、連続パターン２２においては、１つの画素に対応する位置に着弾したインクが広がって、隣接する画素６０に対応する箇所を覆う。このため、連続パターン２２の内部の位置に対応する画素６０が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていても、大きな問題にはならない。

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ比較例及び実施例による１層目及び２層目のスキャン動作のときのインクジェットヘッド３１の位置と連続パターン２２との関係を示す図である。１層目のスキャン動作では、インクジェットヘッド３１（ｉ）、３１（ｉ＋１）・・・の位置にインクジェットヘッド３１を配置し、２層目のスキャン動作では、インクジェットヘッド３１（ｊ）、３１（ｊ＋１）・・・の位置にインクジェットヘッド３１を配置する。

１層目のスキャン動作によって連続パターン２２ａが形成され、２層目のスキャン動作によって、連続パターン２２ｂが形成される。最終的には、１層目の連続パターン２２ａと２層目の連続パターン２２ｂとが重なった連続パターン２２が形成される。１つの画素に着弾したインクは、他の層のスキャン動作のノズル３２に割り当てられている隣接する画素にまで広がる。このため、１層目のみのスキャン動作によっても、行方向に連続するパターンが形成される。

ところが、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素にはインクが着弾しない。隣の正常なノズル３２から着弾したインクが行方向に広がっても、インクが着弾しなかった画素を覆うインクが不十分になる。その結果、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられた画素に、インクが塗布されないか、塗布されても他の領域より薄い領域（以下、インク不足領域２２ｄという。）が現れる。

図７Ａに示した比較例では、１層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列と、２層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列とが行方向に隣接している。このため、１層目の連続パターン２２ａに現れているインク不足領域２２ｄと、２層目の連続パターン２２ｂに現れているインク不足領域２２ｄとが行方向に隣接する。

図７Ｂに示した実施例では、１層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列と、２層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列とが行方向に離れている。具体的には、１層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列と、２層目のスキャン動作時において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列との間に、正常なノズル３２に割り当てられている少なくとも１列分の画素列が配置されている。言い換えると、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素６０を一方向（行方向）に挟む２つの画素６０には、動作不良のノズルが割り当てられない。ここで、「一方向に挟む」とは、ノズル３２が等間隔で並んでいる方向（図１Ｂのｘ方向）に挟むことを意味する。すなわち、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている画素列の両隣の画素列に、動作不良のノズルが割り当てられない。

このため、１層目の連続パターン２２ａに現れているインク不足領域２２ｄの行方向の両側に隣接する画素列の画素に、２層目のスキャン動作時にインクが着弾する。このインクが、インク不足領域２２ｄの上に流れ込むことにより、インクの不足が解消し、インク不足領域２２ｄがほとんど目立たなくなる。また、２層目の連続パターン２２ｂに現れるインク不足領域２２ｄの下には、１層目のスキャン動作で十分な厚さの膜が形成されている。このため、２層目のインク不足領域２２ｄも目立たない。

これに対して図７Ａに示した比較例では、１層目の連続パターン２２ａに現れているインク不足領域２２ｄの片側に隣接する画素列の画素にインクが着弾しない。このため、２層目のスキャン動作においてインク不足領域２２ｄに流れ込むインクの量が図７Ｂの場合に比べて少ない。したがって、インクの不足が解消しにくい。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例では、孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ）が動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている場合には、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられないように割当関係を変更する（図６）。これにより、孤立パターン２１を正常に形成することができる。

また、本実施例では、１層目のスキャン動作のときに動作不良のノズル３２ｄ（図７Ｂ）に割り当てられる画素列と、２層目のスキャン動作のときに動作不良のノズル３２ｄ（図７Ｂ）に割り当てられる画素列との間に、正常なノズル３２に割り当てられた画素列が少なくとも１本存在する。これにより、インク不足領域２２ｄ（図７Ｂ）におけるインクの不足をほぼ解消することができる。

また、本実施例では、１つの層のスキャン動作で孤立パターン２１及び連続パターン２２（図２）の両方の画素にインクを着弾させても、両方のパターンを不都合なく形成することができる。このため、孤立パターン２１と連続パターン２２とを別々に形成する方法に比べて、パターン形成時間の短縮化を図ることができる。なお、上記実施例による方法で複数の画素列をそれぞれノズル３２に割り当てて孤立パターン２１を形成し、その後連続パターン２２を形成してもよい。

上記実施例では、１つのインクジェットヘッド３１のノズル３２と画素列との割当関係を、好ましい関係になるように変更してインク塗布を行うため、複数のインクジェットヘッドを用いることは必須ではない。このため、インク塗布装置の低価格化を図ることが可能である。なお、本実施例において、複数のインクジェットヘッド３１を用いてもよい。例えば、複数のインクジェットヘッド３１をｘ方向に並べて、ノズル３２の実質的な個数を増やしてもよい。また、複数のインクジェットヘッドをｙ方向に並べ、ノズルピッチＰＮの整数分の１だけｘ方向にずらすことにより、実質的なノズルピッチを小さくしてもよい。

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、１つのインクジェットヘッド３１に設けられている複数のノズル３２のうち１つのノズルが動作不良である場合について説明したが、複数のノズル３２が動作不良である場合にも上記実施例を適用することが可能である。

また、上記実施例では２層分のスキャン動作を行うことにより、ノズルピッチＰＮに対応する解像度（例えば６００ｄｐｉ）の２倍の解像度（例えば１２００ｄｐｉ）でインクを塗布したが、３層分以上のスキャン動作を行う場合にも、上記実施例を適用することが可能である。例えば、４層分のスキャン動作を行う場合には、ノズルピッチＰＮに対応する解像度の４倍の解像度（例えば２４００ｄｐｉ）でインクを塗布することができる。

次に、図８Ａ及び図８を参照して、他の実施例によるインク塗布装置及びインク塗布方法について説明する。以下、図１〜図７Ｂに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図８Ａは、１層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッド３１のノズル３２との対応関係を示す図である。孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列の１つ（図８Ａにおいて左から４列目の画素列）が、インクジェットヘッド３１（ｉ）の動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている。インクジェットヘッド３１（ｉ）を規定のシフト量だけシフトさせたときのインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の動作不良のノズル３２ｄには、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が割り当てられていない。

図８Ｂは、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が、インクジェットヘッド３１（ｉ）の動作不良のノズル３２ｄに割り当てられないように割当関係を変更した場合の対応関係を示す図である。インクジェットヘッド３１（ｉ）の動作不良のノズル３２ｄに、孤立パターン２１に対応する画素６１の画素列が割り当てられた状態は解消される。

ただし、図８Ｂに破線で示したように、インクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）との相対的な位置関係を変更することなく割当関係を変更すると、インクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の動作不良のノズル３２ｄに、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が割り当てられる場合がある。この場合には、インクジェットヘッド３１（ｉ）に対するインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の相対的な位置関係を変更する。例えば、インクジェットヘッド３１（ｉ）のシフト方向前方側の一部のノズル３２Ａと、インクジェットヘッド３１（ｉ＋１）のシフト方向後方側の一部のノズル３２Ｂとが重なる条件で、複数の画素列にインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）のノズル３２を割り当てる。

この割り当ては、インクジェットヘッド３１（ｉ）の位置でスキャン動作を行った後、シフト動作において、規定のシフト量より短いシフト量だけインクジェットヘッド３１（ｉ）を、インクジェットヘッド３１（ｉ＋１）の位置までシフトすることに相当する。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
シフト動作におけるシフト量を規定のシフト量に固定した場合、すなわちインクジェットヘッド３１（ｉ）とインクジェットヘッド３１（ｉ＋１）との相対的な位置関係を固定した場合には、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられないという条件を満たす割当関係を見出すことができない場合がある。本実施例では、シフト動作におけるシフト量を可変にしているため、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられないことという条件を満たす割当関係を見出すことが可能になる。

次に、図９Ａ〜図９Ｂを参照して、さらに他の実施例によるインク塗布装置及びインク塗布方法について説明する。以下、図１〜図７Ｂに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図９Ａは、インクジェットヘッド３１の底面図である。インクジェットヘッド３１の底面に複数のノズル３２が設けられている。複数のノズル３２はｘ方向に関してノズルピッチＰＮで配置されている。図９Ａでは、ノズル３２の個数を実際の個数より少なく表している。複数のノズル３２には、動作不良のノズル３２ｄが複数個含まれている。

制御装置５０（図１Ｂ）は、複数のノズル３２で構成されたノズル列を動作不良のノズル３２ｄの位置で分割して複数の有効ノズル列３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを抽出する。有効ノズル列３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々には、動作不良のノズル３２ｄは含まれず、正常なノズル３２のみが含まれる。有効ノズル列３４Ｂに含まれる正常なノズル３２の個数が、他の有効ノズル列３４Ａ、３４Ｃに含まれる正常なノズル３２の個数より多い。

制御装置５０は、スキャン動作において、正常なノズル３２の個数が最も多い有効ノズル列３４Ｂに含まれる正常なノズル３２のみを動作させ、それ以外の正常なノズル３２及び動作不良のノズル３２ｄは動作させない。すなわち、正常なノズル３２の個数が最も多い有効ノズル列３４Ｂに含まれる複数の正常なノズル３２に、それぞれ複数の画素列を割り当て、それ以外の複数のノズル３２には、画素列を割り当てないという条件で、複数の画素列をそれぞれ複数のノズル３２に割り当てる。

図９Ｂは、インク塗布時にインクジェットヘッド３１をｘ方向にシフトさせる様子を示す模式図である。１回のスキャン動作が終わると、制御装置５０はインクジェットヘッド３１を基板２０に対してｘ方向にシフトさせる。このシフト動作において、使用する有効ノズル列３４Ｂのシフト方向前方側のノズル３２Ａのシフト前の位置と、使用する有効ノズル列３４Ｂのシフト方向後方側のノズル３２Ｂのシフト後の位置とのｘ方向のピッチが、ノズルピッチＰＮに等しくなるようにインクジェットヘッド３１をシフトさせる。

つぎに、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例では、複数の画素列を、それぞれ複数の正常なノズル３２のみに割り当てるため、孤立パターン２１（図２）及び連続パターン２２（図２）を正常に形成することができる。また、図１Ａ〜図７Ｂに示した実施例では、動作不良のノズル３２ｄ（図５Ａ）の個数が増加すると、動作不良のノズル３２ｄに、孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ、図５Ｂ、図６）を含む画素列が割り当てられないという条件を満たすことができない場合が生じ得る。このような場合でも図９Ａ及び図９Ｂに示した実施例では、動作不良のノズル３２ｄに孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ、図５Ｂ、図６）を含む画素列が割り当てられないという条件を満たして割り当てを行うことができる。

次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、さらに他の実施例によるインク塗布装置及びインク塗布方法について説明する。以下、図１〜図７Ｂに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ１層目及び２層目のスキャン動作用の描画データと、インクジェットヘッド３１のノズル３２との対応関係を示す図である。図１０Ａに示すように、孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が、インクジェットヘッド３１（ｉ）の動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている。図１〜図７Ｂに示した実施例では、図６に示したように画素列とノズル３２との割当関係を変更する。これに対して本実施例では、割当関係は変更しない。このため、動作不良のノズル３２ｄが割り当てられている孤立パターン２１に対応する画素６１には、１層目のスキャン動作時にインクが着弾しない。

図１０Ｂに示すように、２層目のスキャン動作でインクの塗布対象となる画素６０のうち、１層目のスキャン動作でインクを着弾させなかった孤立パターン２１に対応する画素６１に最も近い１つの画素を代替画素６１ａとして選択する。この代替画素６１ａを、２層目のスキャン動作時のノズル３２に割り当てる。その結果、本来は１層目のスキャン動作でインクを着弾させて形成する孤立パターン２１が、２層目のスキャン動作でインクを着弾させることに形成されることになる。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
１層目のスキャン動作で形成すべき孤立パターン２１に対応する画素６１の代替画素６１ａとして、１層目のスキャン動作でインクの塗布対象となる画素６０から選択すると、本来の画素６１と代替画素６１ａとのピッチは、ノズルピッチＰＮと等しくなる。これに対して本実施例では、本来の画素６１と代替画素６１ａとのピッチが、ノズルピッチＰＮの１／２になる。ノズルピッチＰＮの１／２が孤立パターン２１の位置ずれの許容範囲内であれば、本実施例を適用することが可能である。

次に、図１１を参照して、さらに他の実施例によるインク塗布装置及びインク塗布方法について説明する。以下、図１〜図７Ｂに示した実施例と共通の構成については説明を省略する。

図１１は、本実施例によるインク塗布方法のフローチャートである。フローチャートの各ステップは、制御装置５０がインクジェットヘッド３１及び移動機構１１を制御することにより実現される。

まず、動作不良のノズル３２ｄが無いと仮定して、複数の画素列をそれぞれ複数のノズル３２に割り当てる（ステップＳ１）。この割当関係を用いて、動作不良のノズル３２ｄを動作させないでスキャン動作とシフト動作とを繰り返して、インクを着弾せるべきすべての画素に対応する位置にインクを塗布する（ステップＳ２）。

孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ、図５）を含む画素列が動作不良のノズル３２に割り当てられているか否かを判定する（ステップＳ３）。孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列が動作不良のノズル３２に割り当てられていない場合には、すべての基板２０へのインク塗布が終了するまで、ステップＳ２を繰り返し実行する（ステップＳ６）。

孤立パターン２１に対応する画素６１（図５Ａ、図５）を含む画素列が動作不良のノズル３２に割り当てられている場合、動作不良のノズル３２ｄに割り当てられていた孤立パターン２１に対応する画素６１を含む画素列を、正常なノズル３２に割り当てる（ステップＳ５）。新たに割り当てられた正常なノズル３２を用いて、インクが着弾していない孤立パターン２１に対応する画素６１にインクを着弾させる（ステップＳ５）。すべての基板２０へのインク塗布が終了するまで、ステップＳ２からステップＳ５までを、繰り返し実行する（ステップＳ６）。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。本実施例では、ステップＳ２において動作不良のノズル３２ｄに割り当てられている孤立パターン２１が形成されなかったとしても、ステップＳ５において孤立パターン２１が形成される。このため、すべての孤立パターン２１を正常に形成することができる。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ 基台
１１ 移動機構
１１Ｘ Ｘ方向移動機構
１１Ｙ Ｙ方向移動機構
１２ 可動テーブル
１３ 支持部材
２０ 基板
２１ 孤立パターン
２２ 連続パターン
２２ａ １層目のスキャン動作で形成される連続パターン
２２ｂ ２層目のスキャン動作で形成される連続パターン
２２ｄ インク不足領域
３０ インク吐出ユニット
３１ インクジェットヘッド
３２、３２Ａ、３２Ｂ ノズル
３２ｄ 動作不良のノズル
３３ 硬化用光源
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ 有効ノズル列
５０ 制御装置
５１ 記憶部
５２ 制御部
６０ 画素
６１ 孤立パターンに対応する画素
６１ａ 代替画素

Claims (11)

1. 基板に向かってインクを液滴化して吐出し、前記基板にインクを着弾させる複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構と、
   前記インクジェットヘッド及び前記移動機構を制御して、前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素に対応する位置にインクを着弾させる制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、
   動作不良のノズルを記憶しており、
   インクを着弾させるべき孤立した１つの画素で定義される孤立パターンと、インクを着弾させるべき連続した複数の画素で定義される連続パターンとを、インクによって前記基板に形成するときに、
   動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
   前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、割り当てられたノズルからインクを吐出させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成するインク塗布装置。
2. 前記複数の画素は行列状に配置されており、
   前記複数のノズルは、前記複数の画素の行方向に対応する方向に均一なノズルピッチで配置されており、
   前記制御装置は、
   前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記複数の画素の列方向に移動させながらインクを着弾させる複数のスキャン動作、及び前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記行方向にシフトさせるシフト動作を行い、
   複数の画素列が、それぞれ前記複数のノズルに割り当てられたとき、前記孤立パターンに対応する画素を含む画素列が動作不良のノズルに割り当てられた場合には、前記複数の画素列と前記複数のノズルとの割当関係を変更する請求項１に記載のインク塗布装置。
3. 前記行方向に関する画素のピッチは、前記ノズルピッチより狭く、
   前記制御装置は、
   前記複数のスキャン動作のそれぞれにおいて、前記複数の画素列をそれぞれ前記複数のノズルに割り当て、
   あるスキャン動作において、前記連続パターン内の画素列が動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素列に隣接する画素列は、他のスキャン動作において動作不良のノズルに割り当てられないように、前記複数のノズルを前記複数の画素列に割り当てる請求項２に記載のインク塗布装置。
4. 前記制御装置は、
   前記複数のノズルで構成されたノズル列を動作不良のノズルの位置で分割して得られる複数の有効ノズル列のうち、正常なノズルの個数が最も多い有効ノズル列に含まれる複数の正常なノズル以外の複数のノズルには、前記複数の画素列を割り当てないという条件で、前記複数の画素列をそれぞれ前記複数のノズルに割り当てる機能を持つ請求項２または３に記載のインク塗布装置。
5. 基板に向かってインクを液滴化して吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッド、及び前記インクジェットヘッドと前記基板との一方を他方に対して移動させる移動機構とを制御して、前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ対応付けられた複数の画素のうち、インクを着弾させるべき画素に対応する位置にインクを着弾させる制御装置であって、
   動作不良のノズルを記憶する機能を備えており、
   インクを着弾させるべき孤立した１つの画素で定義される孤立パターンと、インクを着弾させるべき連続した複数の画素で定義される連続パターンとを、インクによって前記基板に形成するときに、
   動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
   前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、割り当てられたノズルからインクを吐出させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成する制御装置。
6. 前記複数の画素は行列状に配置されており、
   前記複数のノズルは、前記複数の画素の行方向に対応する方向に均一なノズルピッチで配置されており、
   さらに、
   前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記複数の画素の列方向に移動させながらインクを着弾させる複数のスキャン動作、及び前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記行方向にシフトさせるシフト動作を行う機能と、
   複数の画素列に、それぞれ前記複数のノズルが割り当てられたとき、前記孤立パターンに対応する画素を含む画素列が動作不良のノズルに割り当てられた場合には、前記複数の画素列と前記複数のノズルとの割当関係を変更する機能を備えた請求項５に記載の制御装置。
7. 前記行方向に関する画素のピッチは、前記ノズルピッチより狭く、
   前記複数のスキャン動作のそれぞれにおいて、前記複数の画素列をそれぞれ前記複数のノズルに割り当て、
   あるスキャン動作において、前記連続パターン内の画素列が動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素列に隣接する画素列は、他のスキャン動作において動作不良のノズルに割り当てられないように、前記複数のノズルに前記複数の画素列を割り当てる機能を備えた請求項６に記載の制御装置。
8. 前記複数のノズルで構成されたノズル列を動作不良のノズルの位置で分割して得られる複数の有効ノズル列のうち、正常なノズルの個数が最も多い有効ノズル列に含まれる複数の正常なノズル以外のノズルには、前記複数の画素列のいずれも割り当てないという条件で、前記複数の画素列をそれぞれ前記複数のノズルに割り当てる機能を、さらに備えた請求項６または７に記載の制御装置。
9. 基板に向かってインクを液滴化して吐出する複数のノズルが設けられたインクジェットヘッドと、前記基板との一方を他方に対して移動させながら、前記基板に孤立パターンと連続パターンとを形成するインク塗布方法であって、
   前記基板の表面上の複数の位置にそれぞれ複数の画素が対応付けられており、
   前記孤立パターンは、孤立した１つの画素で定義されており、
   前記連続パターンは、連続した複数の画素で定義されており、
   動作不良のノズルに前記孤立パターンの画素が割り当てられないように、かつ
   前記連続パターンの形状を定義する複数の画素の少なくとも１つが、動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素を一方向に挟む２つの画素には、動作不良のノズルが割り当てられないように、各画素にノズルを割り当てて、各画素に対応する位置に、当該画素に割り当てられたノズルからインクを着弾させて前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成するインク塗布方法。
10. 前記複数の画素は行列状に配置されており、
    前記複数のノズルは、前記複数の画素の行方向に対応する方向に均一なノズルピッチで配置されており、
    前記孤立パターン及び前記連続パターンを形成するときに、前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記複数の画素の列方向に移動させながらインクを着弾させるスキャン動作と、前記インクジェットヘッド及び前記基板の一方を他方に対して前記行方向にシフトさせるシフト動作とを繰り返し、
    複数の画素列が、それぞれ前記複数のノズルに割り当てられたとき、前記孤立パターンに対応する画素を含む画素列が動作不良のノズルに割り当てられた場合には、前記複数の画素列と前記複数のノズルとの割当関係を変更する請求項９に記載のインク塗布方法。
11. 前記行方向に関する画素のピッチは、前記ノズルピッチより狭く、
    スキャン動作のそれぞれにおいて、前記複数の画素列をそれぞれ前記複数のノズルに割り当て、
    あるスキャン動作において、前記連続パターン内の画素列が動作不良のノズルに割り当てられているとき、動作不良のノズルに割り当てられている画素列に隣接する画素列は、他のスキャン動作において動作不良のノズルに割り当てられないように、前記複数のノズルを前記複数の画素列に割り当てる請求項１０に記載のインク塗布方法。
    

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