JP2004320003A - 液滴吐出装置によるパターン形成方法および液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを用いて基材に液体からなるパターンを形成する方法において、いずれかのノズルに吐出不良が生じた場合でもパターンに抜けが生じないようにできる方法を提供する。
【解決手段】基材の同じ位置に液滴の吐出を２回以上行う際に、各回で前記インクジェットヘッドの異なるノズルを使用する。これを実現するために、ＢＭＤ（ビットマップデータ）作成・記憶部５４において、各吐出回用の異なるビットマップデータを作成して記憶する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液滴吐出装置（ノズルからインクの液滴を、電気信号により制御しながら基板に向けて吐出させ、基板上に前記インクに含まれている粒子からなるパターンを形成する装置）によるパターン形成方法に関する。

液滴吐出装置の従来例として、Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えたインクジェットヘッドをＸ方向に移動させるとともに、基材をＹ方向に移動させて、基材上のインク吐出位置を変化させながら、吐出を行うインクジェット装置がある。この装置では、基材に対する吐出位置をビットマップデータとして入力し、これに基づいて吐出を行っている。
その場合、図１３に示すように、Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップ７を想定し、ビットマップ７の列間隔をノズル間隔に合わせ、ビットマップ７の行間隔を基材のＹ方向への移動間隔に合わせる。そして、ビットマップ７の各列とインクジェットヘッド１の各ノズル１１を合わせて、ビットマップ７の行毎にビットマップデータに応じたインク吐出を行うことにより、図１４に示すようなパターン形成を行う。

この例では、Ｘ方向に８個のノズル１１を有するインクジェットヘッド１を使用し、ビットマップ７の列を８列ずつの単位に分けている。そして、第１単位列に対する吐出を、基材をＹ方向に移動させながら行った後に、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させて第２単位列の各列にノズル１１を配置し、第２単位列に対する吐出を、基材をＹ方向に移動させながら行う・・ということを繰り返して、全ての単位列に対する吐出を行っている。

このパターン形成方法では、一つのノズルがビットマップの一列を担当して吐出を行うため、インク詰まりがノズルに生じると、そのノズルが担当している列には液滴が吐出されない。基材の同じ位置にインクを重ねて吐出する場合でも、インクジェット装置の運転を一時停止してノズルの洗浄や交換を行わない限り、そのノズルが担当している列には液滴が吐出されないままとなる。

ノズルの小径化に伴いインク詰まりは生じやすくなっているため、このような吐出不良に対する対策が求められている。例えば、特許文献１には、ノズルからのインク吐出量を可変にしておき、インク詰まり等の異常が生じたノズルに隣接する正常なノズルから通常の２倍の量のインクを吐出させることで、異常ノズルの吐出位置にもインクが吐出されるようにすることが提案されている。
特開平１１−３４８２４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法は、幅の細い線をパターニングする場合等には採用できない。
本発明は、このような従来技術の未解決な課題を解決するためになされたものであり、複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッドを用いて前記ノズルから基材に向けて液滴を吐出することにより、基材に液体からなるパターンを形成する方法において、いずれかのノズルに吐出不良が生じた場合でもパターンに抜けが生じないようにできる方法であって、しかも幅の細い線をパターニングする場合等にも採用できる方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッドを基材に対して相対的に移動させるとともに、前記ノズルから基材に向けて液滴を吐出することにより、基材に液体からなるパターンを形成する液滴吐出装置によるパターン形成方法において、基材の同じ位置に液滴の吐出を２回以上行う際に、各回で前記液滴吐出ヘッドの異なるノズルを使用することを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法を提供する。この方法を本発明の第１の方法と称する。

本発明はまた、Ｘ方向に複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッドをＸ方向に、基材に対して相対移動させるとともに、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させることにより、基材上の液滴吐出位置を変化させながら前記ノズルから基材に向けて液滴を吐出して、基材に液体からなるパターンを形成する液滴吐出装置によるパターン形成方法において、液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、基材の所定領域に液滴の吐出を行った後、液滴吐出ヘッドをＸ方向に、基材に対して相対移動させ、この相対移動後の液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持しながら、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させることで、前記領域の少なくとも一部に再度液滴の吐出を行うことにより、基材の同じ位置に前回とは異なるノズルで液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法を提供する。この方法を本発明の第２の方法と称する。

本発明はまた、Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドを用い、この液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、前記ノズルから基材の所定領域に液滴を吐出する工程を有し、前記Ｘ方向に対応する行と前記Ｙ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップを用い、前記ノズル間隔にビットマップの列間隔を合わせ、このビットマップにビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて液滴吐出位置を設定し、ビットマップの各列と液滴吐出ヘッドの各ノズルを合わせて、ビットマップの行毎にビットマップデータに応じた液滴吐出を行う液滴吐出装置によるパターン形成方法において、前記ノズルにＸ方向での位置に対応させてノズル番号を与え、パターン全体を示すビットマップデータの全ての列を、Ｘ方向のノズル数毎の単位に分けて、単位列毎に前記ノズル番号に対応させた列番号を与え、前記列番号が与えられた各ビットマップデータを各単位列での１回目のビットマップデータに設定するとともに、同じ単位列に対する（ｎ＋１）回目の液滴吐出時のビットマップデータに、ｎ回目の吐出用のビットマップデータの列番号を所定数ずらしたビットマップデータを設定し、最初の単位列では、前記設定の際に、ずらすことで「パターン全体を示すビットマップデータ」に加わったビットマップ列に「吐出しない」を意味するビットを入れる処理を行い、ノズル番号とビットマップデータの列番号とを合わせて吐出を行うことを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法を提供する。この方法を本発明の第３の方法と称する。

本発明はまた、Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドを用い、この液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、前記ノズルから基材の所定領域に液滴を吐出する工程を有し、前記Ｘ方向に対応する行と前記Ｙ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップを用い、前記ノズル間隔にビットマップの列間隔を合わせ、このビットマップにビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて液滴吐出位置を設定し、ビットマップの各列と液滴吐出ヘッドの各ノズルを合わせて、ビットマップの行毎にビットマップデータに応じた液滴吐出を行う液滴吐出装置によるパターン形成方法において、前記所定領域へのｎ回目の液滴吐出と（ｎ＋１）回目の液滴吐出とで、各吐出を同じノズルを異なるビットマップ列に配置して行うことを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法を提供する。この方法を本発明の第４の方法と称する。

本発明の第１乃至４の方法によれば、液滴吐出ヘッドの或るノズルが吐出不良となっても、次回以降の吐出時にそのノズルによる吐出位置には、異なるノズルから吐出がなされるため、パターンに抜けが生じることが防止される。また、この方法は、ノズルからの吐出量を増加させる必要がないため、幅の細い線をパターニングする場合にも採用できる。
本発明はまた、Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドと、Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなり前記ノズル間隔に列間隔を合わせたビットマップに、ビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて、液滴吐出ヘッドからの液滴吐出を制御する液滴吐出制御手段と、液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動手段と、基材をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、を備えた液滴吐出装置において、各吐出回用のビットマップデータを設定するビットマップデータ設定手段を備え、このビットマップデータ設定手段は、前記ノズルにＸ方向での位置に対応させてノズル番号を与え、パターン全体を示すビットマップデータの全ての列を、Ｘ方向のノズル数毎の単位に分けて、単位列毎に前記ノズル番号に対応させた列番号を与え、前記列番号が与えられた各ビットマップデータを各単位列での１回目のビットマップデータに設定し、同じ単位列に対する（ｎ＋１）回目の液滴吐出時のビットマップデータに、ｎ回目の吐出用のビットマップデータの列番号を所定数ずらしたビットマップデータを設定し、最初の単位列では、前記設定の際に、ずらすことで「パターン全体を示すビットマップデータ」に加わったビットマップ列に「吐出しない」を意味するビットを入れる処理を行い、前記Ｘ方向移動手段は、ノズル番号とビットマップデータの列番号とが合うように、液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるものであることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。この液滴吐出装置によれば、本発明の第３の方法が容易に実施できる。

本発明はまた、Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドと、Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなり前記ノズル間隔に列間隔を合わせたビットマップに、ビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて、液滴吐出ヘッドからの液滴吐出を制御する液滴吐出制御手段と、液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動手段と、基材をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記Ｘ方向移動手段は、所定領域へのｎ回目の液滴吐出時と（ｎ＋１）回目の液滴吐出時とで、同じノズルが異なるビットマップ列に配置されるように、液滴吐出ヘッドを移動させるものであることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。この液滴吐出装置によれば、本発明の第４の方法が容易に実施できる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
この実施形態のインクジェット装置（液滴吐出装置）を図１乃至図７を用いて説明する。
図１に示すように、このインクジェット装置は、インクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させるヘッド移動装置（Ｘ方向移動手段）２と、基材を載せる台３１がＹ方向に移動可能に構成されたステージ移動装置（Ｙ方向移動手段）３を備えている。

インクジェットヘッド１はＸ方向に８個のノズル１１を等間隔で備えている。Ｙ方向のノズル数は１個である。ヘッド移動装置２は、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させる駆動部２１を有する。ステージ移動装置３は、台３１の下部にスライド自在に設けた１対のレール３２と、両レール３２を駆動する駆動部３３を備えている。
図２に示すように、このインクジェット装置は、また、ヘッド移動装置２の駆動回路２５と、ステージ移動装置３の駆動回路３５と、インクジェットヘッド１から液滴を吐出する吐出機構（液滴吐出制御手段）４と、その駆動回路４５と、マイクロコンピュータからなるコントローラ５と、情報入力装置６とを備えている。

コントローラ５は、Ｘ方向移動制御部５１と、Ｙ方向移動制御部５２と、液滴吐出制御部５３と、ＢＭＤ（ビットマップデータ）作成・記憶部（ビットマップデータ設定手段））５４と、中央制御部５５とで構成されている。
情報入力装置６は、インクジェット装置で形成するパターンの情報Ｐ、インクジェットヘッド１のＸ方向のノズル数Ｎ、および重ね塗り回数Ｔを入力する装置であって、コントローラ５のＢＭＤ作成・記憶部５４に接続されている。そして、情報入力装置６は、前記各値Ｐ，Ｎ，ＴをＢＭＤ作成・記憶部５４に向けて出力する。ＢＭＤ作成・記憶部５４は、各値Ｐ，Ｎ，Ｔに基づいて各吐出回用のビットマップデータを作成して記憶する。

ここで、ＢＭＤ作成・記憶部５４が行う処理の一例を、パターンの情報Ｐが図４に示すパターンの情報であり、ノズル数Ｎが８個、重ね塗りＮが４回である場合について説明する。
先ず、パターンの情報Ｐに基づいて、パターン全体のビットマップデータを作成する。図３に示すビットマップデータは、図４に示すパターンに対応するものであり、Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップ７に、ビット（「１」と「０」）でパターンが表現されている。このビットマップ７の列間隔は、インクジェットヘッド１の隣り合うノズル１１の間隔に合わせてある。

次に、インクジェットヘッド１のＸ方向のノズル数である「８」に合わせて、図３に示すように、ビットマップ７の列を８列ずつの単位に分ける。すなわち、基準列番号１〜８である列を第１単位列、基準列番号９〜１６である列を第２単位列、基準列番号１７〜１８である列を第３単位列とする。
次に、図３に示すビットマップデータを基にして、各吐出回用のビットマップデータを作成する。

そのために先ず、各ノズル１１に図５の左側から１〜８のノズル番号を付与し、このノズル番号１〜８に対応させた列番号１〜８を単位列毎に付与する。この８列ずつに分けられて列番号１〜８が付与された各ビットマップデータを、各単位列での１回目のビットマップデータとして記憶する。すなわち、１回目の吐出は第１単位列に対する１回目の吐出である。２回目の吐出は、第２単位列に対する１回目の吐出である。３回目の吐出は、第３単位列に対する１回目の吐出である。なお、第３単位列での１回目のビットマップデータは列番号１と２の２列のみからなる。

４回目の吐出は、第１単位列に対する２回目の吐出であり、第１単位列に対する１回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらし、且つずらされて加わったビットマップ列に「０」を入れたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図５に示すように、４回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１〜７の部分を列番号２〜８に置き換え、列番号１の全ての行に「０」を入れたビットマップデータを作成して記憶する。

５回目の吐出は、第２単位列に対する２回目の吐出であり、第２単位列に対する１回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図６に示すように、５回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号８〜１５の部分を列番号１〜８に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。
６回目の吐出は、第３単位列に対する２回目の吐出であり、第３単位列に対する１回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図７に示すように、６回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１６〜１８の部分を列番号１〜３に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。

７回目の吐出は、第１単位列に対する３回目の吐出であり、第１単位列に対する２回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらし、且つずらされて加わったビットマップ列に「０」を入れたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図５に示すように、７回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１〜６の部分を列番号３〜８に置き換え、列番号１および２の全ての行に「０」を入れたビットマップデータを作成して記憶する。

８回目の吐出は、第２単位列に対する３回目の吐出であり、第２単位列に対する２回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図６に示すように、８回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号７〜１４の部分を列番号１〜８に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。
９回目の吐出は、第３単位列に対する３回目の吐出であり、第３単位列に対する２回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図７に示すように、９回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１５〜１８の部分を列番号１〜４に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。

１０回目の吐出は、第１単位列に対する４回目の吐出であり、第１単位列に対する３回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらし、且つずらされて加わったビットマップ列に「０」を入れたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図５に示すように、１０回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１〜５の部分を列番号４〜８に置き換え、列番号１〜３の全ての行に「０」を入れたビットマップデータを作成して記憶する。

１１回目の吐出は、第２単位列に対する４回目の吐出であり、第２単位列に対する３回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図６に示すように、１１回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号６〜１３の部分を列番号１〜８に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。
１２回目の吐出は、第３単位列に対する４回目の吐出であり、第３単位列に対する３回目の吐出時のビットマップの列番号を１個ずらしたビットマップデータに基づいて行う。そのため、図７に示すように、１２回目の吐出用のビットマップデータとして、基準列番号１４〜１８の部分を列番号１〜５に置き換えたビットマップデータを作成して記憶する。

中央制御部５５は、ＢＭＤ作成・記憶部５４から、１回の吐出毎に各吐出回用のビットマップデータＢｎを読み込んで所定の演算処理を行い、ビットマップデータＢｎに基づいた各制御部用の制御信号Ｃ_１〜Ｃ_３を作成する。そして、Ｘ方向移動制御部５１、Ｙ方向移動制御部５２、および液滴吐出制御部５３にそれぞれ制御信号Ｃ_１〜Ｃ_３を出力する。
Ｘ方向移動制御部５１は、ビットマップデータＢｎに基づき作成された制御信号Ｃ_１に応じて、同じ番号のノズルとビットマップ列が合うように（番号「１」のノズルが番号「１」のビットマップ列に配置されるように）、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させる信号Ｓ_Ｘを作成し、これを駆動回路２５に向けて出力する。

Ｙ方向移動制御部５２は、ビットマップデータＢｎに基づき作成された制御信号Ｃ_２に応じて、ビットマップ７の行間隔と同じ間隔でステージ移動装置３の台３１をＹ方向に移動させる信号Ｓ_Ｙを作成し、これを駆動回路３５に向けて出力する。
液滴吐出制御部５３は、ビットマップデータＢｎに基づき作成された制御信号Ｃ_３に応じて、インクジェットヘッド１の各ノズル１１のうちビットマップデータＢｎが「１」のノズルでは吐出し、「０」では吐出しないとする信号Ｓ_Ｈを作成し、駆動回路４５に向けて出力する。なお、ビットマップデータのない位置に配置されたノズルからの吐出は行われない。

次に、このインクジェット装置の動作を説明する。
先ず、情報入力装置６に、図４に示すパターンの情報Ｐと、Ｘ方向のノズル数Ｎ＝８と、重ね塗り回数Ｔ＝４を入力した後に、ステージ移動装置３の台３１上に、パターン形成を行う基材を載せる。
これに伴い、ＢＭＤ作成・記憶部５４で、前述のように、各吐出回用のビットマップデータＢｎが作成されて記憶される。また、中央制御部５５で、１回の吐出毎にＢＭＤ作成・記憶部５４から各吐出回用のビットマップデータＢｎが読み出されて、これに基づく制御信号Ｃ_１がＸ方向移動制御部５１に、制御信号Ｃ_２がＹ方向移動制御部５２に、制御信号Ｃ_３が液滴吐出制御部５３に出力される。これに伴って、駆動回路２５によるヘッド移動装置２の移動、駆動回路３５によるステージ移動装置３の移動、駆動回路４５による吐出機構４の駆動が行われる。その結果、インクジェットヘッド１の各ノズル１１からの液滴吐出が、１回の吐出毎に、異なるビットマップデータに応じて行われる。

すなわち、この例において、１回目の吐出は、図５に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「（パターン全体のビットマップデータ７が備える）基準列番号１〜８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
２回目の吐出は、図６に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号９〜１６×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

３回目の吐出は、図７に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号１７〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
４回目の吐出は、図５に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号−１〜７×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。なお、図５の基準列番号「−１」〜「−３」は便宜的に設けた番号である。

５回目の吐出は、図６に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号８〜１５×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
６回目の吐出は、図７に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号１６〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
７回目の吐出は、図５に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号−２〜６×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

８回目の吐出は、図６に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号７〜１４×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
９回目の吐出は、図７に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号１５〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
１０回目の吐出は、図５に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号−３〜５×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

１１回目の吐出は、図６に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号６〜１３×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
１２回目の吐出は、図７に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「基準列番号１４〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
なお、図５に示すように、４回目用のビットマップデータの１列目、７回目用のビットマップデータの１列目と２列目、１０回用のビットマップデータの１〜３列目は、パターン全体のビットマップデータには無く、新たに付け加えたものであるが、これらの列のビットは全て「０」であるため、これらの回の吐出で第１単位列より左側の部分に吐出されることはない。

以上の説明から分かるように、この実施形態の方法では、基材に対する４回の重ね塗りで毎回異なるノズル１１から液滴が吐出される。そのため、ノズル番号１〜３のノズルのいずれかが１回目の吐出時から４回目までずっと吐出不良となっていた場合でも、４回の重ね塗り後にパターンに抜けは生じない。
したがって、１回吐出する毎に列番号を同じ方向に１個ずつずらしたビットマップデータを使用して重ね塗りすることによって、全てのノズルのいずれかが吐出不良になっていても重ね塗り終了後にパターンに抜けが生じないようにできる。
〔第２実施形態〕
この実施形態のインクジェット装置を、図１、図４、および図８乃至図１２を用いて説明する。

図１に示すように、このインクジェット装置は、インクジェットヘッド１と、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させるヘッド移動装置（Ｘ方向移動手段）２と、基材を載せる台３１がＹ方向に移動可能に構成されたステージ移動装置（Ｙ方向移動手段）３を備えている。
インクジェットヘッド１はＸ方向に８個のノズル１１を等間隔で備えている。Ｙ方向のノズル数は１個である。ヘッド移動装置２は、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させる駆動部２１を有する。ステージ移動装置３は、台３１の下部にスライド自在に設けた１対のレール３２と、両レール３２を駆動する駆動部３３を備えている。

図８に示すように、このインクジェット装置は、また、ヘッド移動装置２の駆動回路２５と、ステージ移動装置３の駆動回路３５と、インクジェットヘッド１から液滴を吐出する吐出機構（液滴吐出制御手段）４と、その駆動回路４５と、マイクロコンピュータからなるコントローラ５０と、情報入力装置６とを備えている。
コントローラ５０は、Ｘ方向移動制御部５１と、Ｙ方向移動制御部５２と、液滴吐出制御部５３と、ＢＭＤ（ビットマップデータ）作成・記憶部５６と、中央制御部５７とで構成されている。

情報入力装置６は、インクジェット装置で形成するパターンの情報Ｐ、インクジェットヘッド１のＸ方向のノズル数Ｎ、および重ね塗り回数Ｔを入力する装置であって、コントローラ５のＢＭＤ作成・記憶部５６および中央制御部５７に接続されている。そして、情報入力装置６は、パターンの情報ＰをＢＭＤ作成・記憶部５６に向けて出力し、前記各値Ｎ，Ｔを中央制御部５７に向けて出力する。ＢＭＤ作成・記憶部５６は、パターンの情報Ｐに基づいてビットマップデータＢを作成して記憶し、中央制御部５７に向けて出力する。

中央制御部５７は、ＢＭＤ作成・記憶部５６から入力されたビットマップデータＢと、情報入力装置６から入力されたノズル数Ｎおよび重ね塗り回数Ｔとを用いて所定の演算処理を行い、各制御部用の制御信号Ｃ_１１〜Ｃ_３１を作成する。そして、Ｘ方向移動制御部５１、Ｙ方向移動制御部５２、および液滴吐出制御部５３にそれぞれ制御信号Ｃ_１１〜Ｃ_３１を出力する。

中央制御部５７はノズル位置設定部５７ａを備えている。Ｘ方向移動制御部５１の制御信号Ｃ_１１は、ノズル位置設定部５７ａから出力される。
このノズル位置設定部５７ａは、ノズル数Ｎ、ビットマップの列をＮ列毎に分けた単位列の番号をｍ、各単位列内での現在の吐出回数をｎとした時に、下記の（１）式でビットマップの列番号Ｍを算出し、この列番号Ｍのビットマップ列に、ノズル番号（インクジェットヘッドのＸ方向の一端のノズルを「１」として順に付与した番号）ｎのノズルが配置されるようにノズル位置を設定する。

Ｍ＝１＋Ｎ（ｍ−１）…（１）
これにより、同じ単位列に対するｎ回目の吐出は、列番号Ｍのビットマップ列に、同じ単位列に対する吐出回数ｎと同じ番号（すなわち、毎回異なる番号）のノズル１１が配置されて行われる。
ここで、パターンの情報Ｐが図４に示すパターンの情報であり、ノズル数Ｎが８個、重ね塗りＴが４回である場合について説明する。

この場合、ＢＭＤ作成・記憶部５６により、パターンの情報Ｐに基づいて、図９に示すビットマップデータ７が作成される。このビットマップデータ７は、図４に示すパターンに対応するものであり、Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップ７に、ビット（「１」と「０」）でパターンが表現されている。このビットマップ７の列間隔は、インクジェットヘッド１の隣り合うノズル１１の間隔に合わせてある。

ノズル位置設定部５７ａでは、先ず、インクジェットヘッド１のＸ方向のノズル数である「８」に合わせて、図９に示すように、ビットマップ７の列を８列ずつの単位に分ける。すなわち、列番号１〜８である列を第１単位列、列番号９〜１６である列を第２単位列、列番号１７〜１８である列を第３単位列とする。また、インクジェットヘッド１の各ノズル１１に図１０の左側から１〜８のノズル番号を付与する。

次に、各単位列に対するｎ回目の吐出の際にノズルｎを合わせるビットマップ列の番号Ｍを算出する。この例の場合、第１単位列では、前記（１）式にＮ＝８と、ｍ＝１を代入して列番号Ｍ＝１が得られる。第２単位列では、前記（１）式にＮ＝８と、ｍ＝２を代入して列番号Ｍ＝９が得られる。第３単位列では、前記（１）式にＮ＝８と、ｍ＝３を代入して列番号Ｍ＝１７が得られる。

次に、第１回目から第１２回目の各吐出時のノズル位置を以下のように設定する。
第１回目の吐出時には、第１単位列に対する１回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせる。
第２回目の吐出時には、第２単位列に対する１回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせる。

第３回目の吐出時には、第３単位列に対する１回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせる。
第４回目の吐出時には、第１単位列に対する２回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせる。
第５回目の吐出時には、第２単位列に対する２回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせる。

第６回目の吐出時には、第３単位列に対する２回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせる。
第７回目の吐出時には、第１単位列に対する３回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせる。
第８回目の吐出時には、第２単位列に対する３回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせる。

第９回目の吐出時には、第３単位列に対する３回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせる。
第１０回目の吐出時には、第１単位列に対する４回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせる。
第１１回目の吐出時には、第２単位列に対する４回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせる。

第１２回目の吐出時には、第３単位列に対する４回目の吐出を行うために、ビットマップデータの列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせる。
ノズル位置設定部５７ａは、このように設定された各吐出時のノズル位置を示す制御信号Ｃ_１１を、Ｘ方向移動制御部５１に出力する。

Ｘ方向移動制御部５１は、この制御信号Ｃ_１１に応じて、ノズル位置設定部５７ａで設定された各吐出回毎の「ビットマップデータの列番号とインクジェットヘッドのノズル番号との組み合わせ」が実施されるように、インクジェットヘッド１をＸ方向に移動させる信号Ｓ_Ｘを作成し、これを駆動回路２５に向けて出力する。
Ｙ方向移動制御部５２は、ビットマップデータＢに基づき作成された制御信号Ｃ_２１に応じて、ビットマップ７の行間隔と同じ間隔でステージ移動装置３の台３１をＹ方向に移動させる信号Ｓ_Ｙを作成し、これを駆動回路３５に向けて出力する。

液滴吐出制御部５３は、ビットマップデータＢに基づき作成された制御信号Ｃ_３１に応じて、インクジェットヘッド１の各ノズル１１のうちビットマップデータＢが「１」のノズルでは吐出し、「０」では吐出しないとする信号Ｓ_Ｈを作成し、駆動回路４５に向けて出力する。なお、ビットマップデータのない位置に配置されたノズルからの吐出は行われない。

次に、このインクジェット装置の動作を説明する。
先ず、情報入力装置６に、図４に示すパターンの情報Ｐと、Ｘ方向のノズル数Ｎ＝８と、重ね塗り回数Ｔ＝４を入力した後に、ステージ移動装置３の台３１上に、パターン形成を行う基材を載せる。
これに伴い、ＢＭＤ作成・記憶部５６でビットマップデータＢが作成されて記憶される。また、１回の吐出毎に、中央制御部５７のノズル位置設定部５７ａから、「ビットマップデータの列番号とインクジェットヘッドのノズル番号との組み合わせ」を示す制御信号Ｃ_１１がＸ方向移動制御部５１に、中央制御部５７から制御信号Ｃ_２１がＹ方向移動制御部５２に、制御信号Ｃ_３１が液滴吐出制御部５３に出力される。

これに伴って、駆動回路２５によるヘッド移動装置２の移動、駆動回路３５によるステージ移動装置３の移動、駆動回路４５による吐出機構４の駆動が行われる。その結果、インクジェットヘッド１の各ノズル１１からの液滴吐出が、同じ単位列に対するｎ回目の吐出と（ｎ＋１）回目の吐出とで、同じノズルを異なるビットマップ列に配置して行われる。

すなわち、この例において、第１回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１０に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１〜８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第２回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１１に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号９〜１６×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

第３回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号１のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１２に「１」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１７〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第４回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１０に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１〜７×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

第５回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１１に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号８〜１５×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第６回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号２のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１２に「１Ａ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１６〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

第７回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１０に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１〜６×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第８回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１１に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号７〜１４×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

第９回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号３のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１２に「１Ｂ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１５〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第１０回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１０に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１〜５×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

第１１回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号９とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１１に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号６〜１３×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。
第１２回目の吐出は、ビットマップデータ７の列番号１７とインクジェットヘッド１のノズル番号４のノズル１１を合わせて行われる。これに伴い、図１２に「１Ｃ」で示すインクジェットヘッドの配置で、「列番号１４〜１８×行番号１〜２０」の範囲に相当する基材の領域に行われる。

このように、各単位列に相当する基材の領域には、ビットマップ７の各列に対応する基材の部分に、４回の重ね塗りで毎回異なるノズル１１から液滴が吐出される。そのため、ノズル番号１〜３のノズルのいずれかが１回目の吐出時から４回目までずっと吐出不良となっていた場合でも、４回の重ね塗り後にパターンに抜けは生じない。
なお、この実施形態では、同じ単位列に相当する領域へのｎ回目の液滴吐出と（ｎ＋１）回目の液滴吐出とで、ノズル１１が一つずつずれるようにインクジェットヘッド１を移動しているが、ノズル１１をずらす数は２個以上でもよい。また、重ね塗りで毎回異なるノズル１１から液滴が吐出されるようになっていれば、吐出するノズル１１の数を毎回変化させてもよい。

配線形成用の液滴吐出装置では、例えば、Ｘ方向に１８０個のノズルが配置された液滴吐出ヘッドを使用して、１８００列のビットマップデータに対応するパターンを形成する。この場合には、金属粒子が溶媒に分散された液滴を吐出する。そして、配線形成のためには同一領域へ複数回の重ね塗りを行って、断線が生じないようにする必要がある。したがって、本発明の液滴吐出装置は配線形成用の液滴吐出装置として好適であり、本発明のパターン形成方法は液滴吐出装置による配線形成方法として好適である。

また、本発明の液滴吐出装置は、絶縁パターン形成用および半導体パターン（半導体素子の構成要素、例えばトランジスタのソース／ドレイン等）形成用の液滴吐出装置としても好適であり、本発明のパターン形成方法は液滴吐出装置による絶縁パターン形成方法および半導体パターン形成方法としても好適である。
また、所定領域の全面に液滴吐出装置で液体を塗布して塗膜を形成する場合には、Ｘ方向でのノズル位置を固定して単位列毎に重ね塗りすると、複数の単位列の境界部分の膜厚が顕著に厚くなる現象が生じるが、Ｘ方向でのノズル位置を変化させて吐出を行う本発明の方法を採用することにより、このような現象が生じ難くなる。

なお、液滴吐出装置には、電圧を加えることで圧電素子が伸縮し、これに合わせて振動板が凹凸運動することにより、ノズルから液滴を追い出す方式の液滴吐出ヘッドを備えた装置と、ノズルの上にあるヒーターを一瞬で加熱することでヒーター付近のインクを突沸させ、その圧力でノズルからインク滴を飛ばす方式の液滴吐出ヘッドを備えた装置がある。本発明の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドは、いずれの方式のものであってもよい。

第１および２実施形態のインクジェット装置を示す斜視図。 第１実施形態のインクジェット装置を示すブロック図。 第１実施形態のパターン全体を示すビットマップデータの図。 第１および２実施形態で形成するパターンを示す図。 第１実施形態で、第１単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号を説明する図。 第１実施形態で、第２単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号を説明する図。 第１実施形態で、第３単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号を説明する図。 第２実施形態のインクジェット装置を示すブロック図。 第２実施形態で作成されたビットマップデータを示す図。 第２実施形態で、第１単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号とインクジェットヘッドのノズル番号との関係を説明する図。 第２実施形態で、第２単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号とインクジェットヘッドのノズル番号との関係を説明する図。 第２実施形態で、第３単位列に対する吐出時のビットマップデータの列番号とインクジェットヘッドのノズル番号との関係を説明する図。 従来の方法を説明する図。 従来の方法を説明する図。

符号の説明

１…インクジェットヘッド、１１…ノズル、２…ヘッド移動装置（Ｘ方向移動手段）、２５…ヘッド移動装置の駆動回路、３…ステージ移動装置（Ｙ方向移動手段）、３１…基材を載せる台、３５…ステージ移動装置の駆動回路、４…吐出機構（液滴吐出制御手段）、４５…吐出機構の駆動回路、５…コントローラ、５０…コントローラ、５１…Ｘ方向移動制御部５１、５２…Ｙ方向移動制御部、５３…液滴吐出制御部、５４…ＢＭＤ（ビットマップデータ）作成・記憶部（ビットマップデータ設定手段）、５６…ＢＭＤ（ビットマップデータ）作成部・記憶部、５５…中央制御部、５７…中央制御部、５７ａ…ノズル位置設定部、６…情報入力装置。

Claims (6)

1. 複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッドを基材に対して相対的に移動させるとともに、前記ノズルから基材に向けて液滴を吐出することにより、基材に液体からなるパターンを形成する液滴吐出装置によるパターン形成方法において、
   基材の同じ位置に液滴の吐出を２回以上行う際に、各回で前記液滴吐出ヘッドの異なるノズルを使用することを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法。
2. Ｘ方向に複数のノズルを備えた液滴吐出ヘッドをＸ方向に、基材に対して相対移動させるとともに、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させることにより、基材上の液滴吐出位置を変化させながら前記ノズルから基材に向けて液滴を吐出して、基材に液体からなるパターンを形成する液滴吐出装置によるパターン形成方法において、
   液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、基材の所定領域に液滴の吐出を行った後、
   液滴吐出ヘッドをＸ方向に、基材に対して相対移動させ、この相対移動後の液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持しながら、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させることで、前記領域の少なくとも一部に再度液滴の吐出を行うことにより、
   基材の同じ位置に前回とは異なるノズルで液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法。
3. Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドを用い、この液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、前記ノズルから基材の所定領域に液滴を吐出する工程を有し、
   前記Ｘ方向に対応する行と前記Ｙ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップを用い、前記ノズル間隔にビットマップの列間隔を合わせ、このビットマップにビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて液滴吐出位置を設定し、
   ビットマップの各列と液滴吐出ヘッドの各ノズルを合わせて、ビットマップの行毎にビットマップデータに応じた液滴吐出を行う液滴吐出装置によるパターン形成方法において、
   前記ノズルにＸ方向での位置に対応させてノズル番号を与え、
   パターン全体を示すビットマップデータの全ての列を、Ｘ方向のノズル数毎の単位に分けて、単位列毎に前記ノズル番号に対応させた列番号を与え、前記列番号が与えられた各ビットマップデータを各単位列での１回目のビットマップデータに設定するとともに、
   同じ単位列に対する（ｎ＋１）回目の液滴吐出時のビットマップデータに、ｎ回目の吐出用のビットマップデータの列番号を所定数ずらしたビットマップデータを設定し、最初の単位列では、前記設定の際に、ずらすことで「パターン全体を示すビットマップデータ」に加わったビットマップ列に「吐出しない」を意味するビットを入れる処理を行い、
   ノズル番号とビットマップデータの列番号とを合わせて吐出を行うことを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法。
4. Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドを用い、この液滴吐出ヘッドと基材とのＸ方向での相対位置を保持した状態で、基材をＹ方向に、液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながら、前記ノズルから基材の所定領域に液滴を吐出する工程を有し、
   前記Ｘ方向に対応する行と前記Ｙ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなるビットマップを用い、前記ノズル間隔にビットマップの列間隔を合わせ、このビットマップにビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて液滴吐出位置を設定し、
   ビットマップの各列と液滴吐出ヘッドの各ノズルを合わせて、ビットマップの行毎にビットマップデータに応じた液滴吐出を行う液滴吐出装置によるパターン形成方法において、
   前記所定領域へのｎ回目の液滴吐出と（ｎ＋１）回目の液滴吐出とで、各吐出を、同じノズルを異なるビットマップ列に配置して行うことを特徴とする液滴吐出装置によるパターン形成方法。
5. Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドと、
   Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなり前記ノズル間隔に列間隔を合わせたビットマップに、ビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて、液滴吐出ヘッドからの液滴吐出を制御する液滴吐出制御手段と、
   液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動手段と、
   基材をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、
   を備えた液滴吐出装置において、
   各吐出回用のビットマップデータを設定するビットマップデータ設定手段を備え、
   このビットマップデータ設定手段は、
   前記ノズルにＸ方向での位置に対応させてノズル番号を与え、
   パターン全体を示すビットマップデータの全ての列を、Ｘ方向のノズル数毎の単位に分けて、単位列毎に前記ノズル番号に対応させた列番号を与え、前記列番号が与えられた各ビットマップデータを各単位列での１回目のビットマップデータに設定し、
   同じ単位列に対する（ｎ＋１）回目の液滴吐出時のビットマップデータに、ｎ回目の吐出用のビットマップデータの列番号を所定数ずらしたビットマップデータを設定し、最初の単位列では、前記設定の際に、ずらすことで「パターン全体を示すビットマップデータ」に加わったビットマップ列に「吐出しない」を意味するビットを入れる処理を行い、
   前記Ｘ方向移動手段は、ノズル番号とビットマップデータの列番号とが合うように、液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるものであることを特徴とする液滴吐出装置。
6. Ｘ方向に複数のノズルを等間隔で備えた液滴吐出ヘッドと、
   Ｘ方向に対応する行とＹ方向に対応する列で構成された碁盤の目からなり前記ノズル間隔に列間隔を合わせたビットマップに、ビットでパターンが表現されたビットマップデータに応じて、液滴吐出ヘッドからの液滴吐出を制御する液滴吐出制御手段と、
   液滴吐出ヘッドをＸ方向に移動させるＸ方向移動手段と、
   基材をＹ方向に移動させるＹ方向移動手段と、
   を備えた液滴吐出装置において、
   前記Ｘ方向移動手段は、所定領域へのｎ回目の液滴吐出時と（ｎ＋１）回目の液滴吐出時とで、同じノズルが異なるビットマップ列に配置されるように、液滴吐出ヘッドを移動させるものであることを特徴とする液滴吐出装置。

Images