JP4779310B2 - 描画装置、カラーフィルタ製造装置、描画方法およびカラーフィルタ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のインクジェットを使用し、各機能液滴を吐出するインクジェット複数のインクジェットから機能液滴を選択的に吐出することにより基材上に描画を行う描画方法、描画装置並びにこれを用いたカラーフィルタの製造装置およびその製造方法に関するものであり、特に基材が伸縮する場合にも位置合わせが的確に行える描画装置、カラーフィルタ製造装置、描画方法およびカラーフィルタ製造方法に係る技術である。

機能液滴の着弾位置にずれを生じることなく、且つ迅速に描画することを目的として、機能液滴の種類に応じたインクジェット毎に、ビットマップ化された吐出パターンデータを記憶する吐出パターンデータ記憶工程と、移動する基板を連続的に位置検出することによって位置検出信号を生成する位置検出信号生成工程と、位置検出信号を分周することにより、吐出信号を生成する吐出信号生成工程と、吐出信号をトリガとして、記憶された吐出パターンデータを転送する吐出パターンデータ転送工程と、転送された吐出パターンデータに基づいて各機能液滴を吐出するインクジェットを駆動する工程とを備えた描画装置や描画方法が公知である。

特許文献は以下の通り。
特開２００３−２６６６７１号公報

本発明は上記技術の問題点を解決するためになされたもので、従来、例えば特許文献１では、基板が伸縮する様な場合には吐出すべき領域とは異なった領域に吐出される様な問題点が起きていた。

そこで、複数のインクジェットを使用し、各機能液滴を吐出するインクジェット複数のインクジェットから機能液滴を選択的に吐出することにより基材上に描画を行う描画方法、描画装置並びにこれを用いたカラーフィルタの製造装置およびその製造方法に関するものであり、特に基材が伸縮する場合にも位置合わせが的確に行える。描画装置、カラーフィルタ製造装置、描画方法およびカラーフィルタ製造方法が求められていた。

本発明は上記課題を克服するために考え出されたものであり、請求項１記載の発明は、移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画装置において、被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像する撮像装置と、該撮像装置の撮像画像から吐出位置を決定する吐出位置決定手段と、被描画基材を載置しながら移動可能な搬送機能を持つステージと、被描画基材の描画位置にインクジェット列が来た場合に該吐出位置決定手段により決定された位置のインクジェットのみが選択的に機能液滴を吐出するインクジェット列と、からなることを特徴とする描画装置を提供するものである。なおこのステージは、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に移動可能なものが一般的であるが、他のステージの構成でも構わない。

また、撮像装置は、基材を読み込むＣＣＤセンサを備え、吐出する前に基材をＣＣＤでスキャンを行う様なものであるのが一般的であるが、他の撮像装置や撮像手段をとるものでも構わない。さらに、この結果得られる撮像画像をもとに隔壁の間隔情報を得、それに基づいて吐出信号を生成し描画を行うようにしているのが一般的であるが、他の画像処理方法をとるものでも構わない。

また、請求項１記載の発明は、機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が隔壁であることを特徴とする描画装置を提供するものである。

さらに、請求項１記載の発明は、移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画装置において、
被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像する撮像装置と、
該撮像装置の撮像画像を、隔壁部と非隔壁部をそれぞれ１と０とする２値化したデータに変換する画像処理手段と、
前記２値化したデータから吐出位置信号を生成するファンクションジェネレータと、
被描画基材を載置しながらＹ方向に移動可能な搬送機能を持つステージと、
ステージの位置を管理するステージコントローラと、
機能液滴を吐出するインクジェット列と、
前記ステージをＹ方向に移動させながら、位置信号パルスを発生させる手段と、
インクジェットヘッドのインク吐出を制御するヘッドドライバーと、
前記位置信号パルスにより、前記ステージの前記インクジェット列に対するＹ方向位置を判断するエンコーダーコントローラとからなり、
前記ヘッドドライバーは描画パターンのビットマップデータである吐出データを保持し、
前記エンコーダーコントローラは、前記ファンクションジェネレータから読み出した前記吐出位置信号と、前記Ｙ方向位置から、所定の吐出タイミング信号を生成し、
前記ヘッドドライバーは、前記吐出タイミング信号と、前記吐出データを同期させて、吐出信号を生成し、インクジェットヘッドに吐出を行わせ、
機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が隔壁であり、
該撮像装置の撮像画像から機能液滴吐出量を決定する機能液滴吐出量決定手段を持ち、インクジェットがその機能液滴吐出量決定手段に応じた量を吐出することを特徴とする描画装置である。

請求項２記載の発明は、インクジェット列が、色種毎にインクジェット列を備え、各々の列のインクジェットが選択的に機能液滴を吐出するものである請求項１記載の描画装置から構成されるカラーフィルタ製造装置を提供するものである。

請求項３記載の発明は、移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へ順次搬送されながらインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画方法において、
被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像して決定した吐出位置の被描画基材にインクジェットの吐出位置が来た場合に選択的に機能液滴を吐出することを特徴とする描画方法を提供するものである。

また、請求項３記載の発明は、移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へ順次搬送されながらインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画方法において、
被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像して、
該撮像装置の撮像画像を、隔壁部と非隔壁部部をそれぞれ１と０とする２値化したデータに変換し、
前記２値化したデータから吐出位置信号を生成する工程と、
ステージをＹ方向に移動させながら、位置信号パルスを発生させ、
エンコーダーコントローラが、前記位置信号パルスから、前記ステージの前記インクジェット列に対するＹ方向位置を判断する工程とを行い、
前記エンコーダーコントローラは、前記Ｙ方向位置を、吐出位置信号に照らし合わせて、吐出タイミング信号を出力し、
ヘッドドライバーが、吐出タイミング信号と、描画パターンのビットマップデータを同期させて、インクジェットに選択的に機能液滴を吐出する描画方法であって、
機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が隔壁であり、
機能液滴の吐出量を制御することを特徴とする描画方法を提供するものである。

また、請求項３記載の発明は、上記描画方法において、機能液滴の吐出量を制御することを特徴とする描画方法を提供するものである。

請求項４記載の発明は、複数種のインクジェット列を備え、各インクジェット列が選択的に吐出するものである請求項３記載の描画方法を用いるカラーフィルタ製造方法を提供するものである。

本願発明により、複数のインクジェット列から機能液滴を吐出し描画する装置において、あらかじめ隔壁を備えた基材などの吐出位置を規定する撮像対象手段が伸縮する様な寸法精度の低い基材に対しても、吐出位置がずれることなく描画できる吐出位置制御が可能になった。

また、あらかじめ隔壁を備えた基材が伸縮し寸法精度の低い基材に対しても、ヘッドを制御して機能液滴をどの隔壁間の描画エリアにおいても着弾された機能液滴の厚みが等しいという所望の量にコントロールすることができることが可能となった。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この描画装置は塗工装置である例である。本発明の実施の形態を図１から図７を用いて説明する。

図４は、基材の隔壁が、精度良く配置された結果、吐出位置にずれが生じていないことを示す吐出信号波形とそれに対応する概念断面図である。図５は、基材の隔壁が、精度悪く配置された結果、吐出位置にずれが生じていることを示す吐出信号波形とそれに対応する概念断面図である。図６は、図５の基材をＣＣＤでスキャンして、生成した吐出信号を用いて塗工した場合の吐出信号波形とそれに対応する概念断面図である。を表した例である。図７は、位置信号パルスとトリガー信号と吐出タイミング信号の関係を示す、特定のＸ軸部分の一定のＹ軸方向の範囲の波形図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る塗工装置の構成例を示す機能ブロック図である。図２は、本発明の実施の形態に係る塗工装置の全体構成例を示す外形斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る塗工装置の制御例を示すフローチャートである。

すなわち、図１に示すように、メインコントローラ１は、ステージコンローラ２およびエンコーダコントローラ４、ファンクショエンコーダーコントローラ、塗工装置の全体を制御する部位である。次に、以上のように構成した本発明の実施の形態に係るインクジェットの動作について図３に示すフローチャートを用いて説明する。

なお、図３のフローチャートに示した処理の流れは、あくまで一例であり、この処理の流れの一部を変形または追加した処理についても、特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

まず、本実施の形態の動作を開始する前にステージ上の定められた位置に被描画基材を載置する。次に、本発明の実施の形態に係る塗工装置を動作させるためには、メインコントローラ１からステージの初期化を行う（Ｓ１）。これにより初期位置にステージが位置する。次に、ＣＣＤで基材の全面のスキャンを行う（Ｓ２）。この結果撮像画像が得られる。

次に、スキャンした濃淡データの画像処理を行い、任意のスライスレベルで、２値化を行い、隔壁の位置および形状を示す画像を得る（Ｓ３）。この場合のスライスレベルは隔壁部と非隔壁部がそれぞれ１と０である様に予め設定されるレベルを用いる。次に、２値化されたデータを基に、隔壁にファンクションジェネレータデータ変換し、吐出位置信号を生成し、ファンクションジェネレータに格納する（Ｓ４）。

次に、ステージコントローラに塗工動作パラメータステージの撮像開始位置とスタート位置とステージの実位置を関連付けるためにその位置関係分だけ位置を補正するパラメータ、つまりデータ上の塗工開始位置を定める。次に、エンコーダコントローラにステージの移動速度に応じた吐出周波数と吐出間隔を規定するパラメータを各々セットする（Ｓ２５）

次に、吐出データ、つまり描画パターンのビットマップデータをヘッドドライバー８に格納する。（Ｓ７）。次に、ステージを移動し、塗工開始位置をあわせる（Ｓ８）。次に、Ｓ８で合わせた、ステージの座標値を読み込む。（Ｓ９）。

次に、ヘッドをスタート位置になるようにステージを移動する（Ｓ１０）。次に、ヘッドの状態を良好にするためフラッシングを行う（Ｓ１１）。次に、ステージをＹ方向に位置信号パルスを発生しながら移動を行い、ステップＳ９で読み込んだ位置のＹ軸値に応じてステージコントローラ２からトリガー信号を発生される。

ヘッドドライバー８にある描画パターンのビットマップデータである吐出データは順次吐出の制御単位であるクロックパルスである吐出タイミング信号と掛け合わされ、吐出信号となる。ステージコントローラ２からエンコーダコントローラ４を経由してヘッドドライバー８で掛け合わされて、さらにこのトリガーコエンコーダーコントローラドライバー８に対して、吐出開始を指示する信号であるトリガー信号を出力する（Ｓ１３）。

トリガー信号がエンコーダコントローラ４に入力されるとファンクションジェネレータに格納されていた吐出位置信号を読み出しエンコーダーコントローラ成する。さらに、ヘッドドライバー８はこのトリガー信号を受信してから吐出タイミング信号と吐出データを同期させて、吐出信号となし、塗工動作パラメータにより信号処理をすることにより吐出位置を決定してインクジェットのヘッド９に対して吐出動作を出力する。

これをＸ軸方向に並行してヘッドユニットの間隔で同様な処理を同時に並行して行う。
これを全てのＹ軸値の位置にインクジェット列が来た状態で全ての描画エリアに対して終了すれば動作は終了する。この場合の吐出量は、吐出タイミングパルスの周期に応じてヘッドの駆動電圧を上下することによって定める。

本発明は、複フィルムベースのカラーフィルター製造方法，ガラスベースのカラーフィルター製造方法，薄膜電子回路基板の製造方法など、各種の基材の伸縮の有無に係わらず製造できる手段を提供する制御方法が必要な各種基板の描画装置、カラーフィルタ製造装置、描画方法およびカラーフィルタ製造方法に係る技術である。

本発明の実施の形態に係る塗工装置の構成例を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る塗工装置の全体構成例を示す外形斜視図である。 本発明の実施の形態に係る制御例を示す、フローチャート図である。 基材の隔壁が精度良く配置された結果、着弾位置にずれが生じていないこと を示す吐出信号波形とそれに対応する概念断面図である。 基材の隔壁が精度悪く配置された結果、着弾位置にずれが生じていることを 示す吐出信号波形とそれに対応する概念断面図である。 図５の基材をＣＣＤでスキャンしファンクションジェネレータタから生成 した吐出信号を基に吐出した結果、着弾位置にずれが生じていないことを示す吐出信 号波形とそれに対応する概念断面図である。 位置信号パルスとトリガー信号と吐出信号の関係を示す、特定のＸ軸部分の 一定のＹ軸方向の範囲の波形図である。斜線部はＨもＬもありうる。

１…メインコントローラ
２…ステージコントローラ
４…エンコーダコントローラ
５…ファンクションジェネレータ
６ファンクションジェネレータ処理部
８…ヘエンコーダーコントローラインクジェットヘッド
１２…基材
１３…ステージ
１４…隔壁
１５…吐出タイミング波形（ステージのエンコーダから得られたデータをもとにした吐出タイミング波形）
１６…吐出タイミング波形（ファンクショファンクションジェネレータータを含めて求めた吐出タイミング波形）

Claims (4)

1. 移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画装置において、
   被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像する撮像装置と、
   該撮像装置の撮像画像を、隔壁部と非隔壁部部をそれぞれ１と０とする２値化したデータに変換する画像処理手段と、
   前記２値化したデータから吐出位置信号を生成するファンクションジェネレータと、
   被描画基材を載置しながらＹ方向に移動可能な搬送機能を持つステージと、
   ステージの位置を管理するステージコントローラと、
   機能液滴を吐出するインクジェット列と、
   前記ステージをＹ方向に移動させながら、位置信号パルスを発生させる手段と、
   インクジェットヘッドのインク吐出を制御するヘッドドライバーと、
   前記位置信号パルスにより、前記ステージの前記インクジェット列に対するＹ方向位置を判断するエンコーダーコントローラとからなり、
   前記ヘッドドライバーは描画パターンのビットマップデータである吐出データを保持し、
   前記エンコーダーコントローラは、前記ファンクションジェネレータから読み出した前記吐出位置信号と、前記Ｙ方向位置から、所定の吐出タイミング信号を生成し、
   前記ヘッドドライバーは、前記吐出タイミング信号と、前記吐出データを同期させて、吐出信号を生成し、インクジェットヘッドに吐出を行わせ、
   機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が隔壁であり、
   該撮像装置の撮像画像から機能液滴吐出量を決定する機能液滴吐出量決定手段を持ち、インクジェットがその機能液滴吐出量決定手段に応じた量を吐出することを特徴とする描画装置。
2. インクジェット列が、色種毎にインクジェット列を備え、各々の列のインクジェットが選択的に機能液滴を吐出するものである請求項１記載の描画装置から構成されるカラーフィルタ製造装置。
3. 移動可能なステージに配置された伸縮性の被描画基材上の所定の位置へ順次搬送されながらインクジェット列のインクジェットから機能液滴を吐出する描画方法において、
   被描画基材の機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が設けられている被描画基材を撮像して、
   該撮像装置の撮像画像を、隔壁部と非隔壁部部をそれぞれ１と０とする２値化したデータに変換し、
   前記２値化したデータから吐出位置信号を生成する工程と、
   ステージをＹ方向に移動させながら、位置信号パルスを発生させ、
   エンコーダーコントローラが、前記位置信号パルスから、前記ステージの前記インクジェット列に対するＹ方向位置を判断する工程とを行い、
   前記エンコーダーコントローラは、前記Ｙ方向位置を、吐出位置信号に照らし合わせて、吐出タイミング信号を出力し、
   ヘッドドライバーが、吐出タイミング信号と、描画パターンのビットマップデータを同期させて、インクジェットに選択的に機能液滴を吐出する描画方法であって、
   機能液滴の吐出位置を規定する撮像対象が隔壁であり、
   機能液滴の吐出量を制御することを特徴とする描画方法。
4. 複数種のインクジェット列を備え、各インクジェット列が選択的に吐出するものである請求項３記載の描画方法を用いるカラーフィルタ製造方法。

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