JP2005181472A - パターン形成装置、パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 調整機構及び制御機構を簡素化すると共にパターン形成を高精度かつ効率的に行うことを可能とするインクジェット方式のパターン形成装置等を提供する。
【解決手段】 インクジェットヘッドユニット１０２は、回転機構１１１、複数の配列ヘッドユニット１１２等から構成される。配列ヘッドユニット１１２は、バー２０３に複数のインクジェットヘッド２０１が取り付けられて構成される。スライド機構２０４は、隣接する配列ヘッドユニットのバー間に設けられる直線移動機構、スライダ、スライドレールであり、スライド機構２０４は、配列ヘッドユニット間を連結する。各配列ヘッドユニットは、隣接する配列ヘッドユニットに対して互いに平行移動可能である。スライド機構２０４は、インクジェットヘッド２０１について相対位置を保ったまま、インクジェットヘッドの並び方向に対して精密な平行位置移動を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイや有機ＥＬなどにおけるカラーフィルタ等のパターンを形成するパターン形成装置等に関する。より詳細には、インクジェット方式によりパターンを形成するパターン形成装置等に関する。

従来、基板上に液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタのパターンを形成する方法として、染色法、顔料分散法、電着法、印刷法等の各種方法がある。
染色法では、基板上に染色用の水溶性高分子材料を塗布し、フォトリソグラフィ工程をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色について繰り返し、基板上に所望の形状のカラーフィルタパターンを形成する。
顔料分散法では、基板上に感光性樹脂層を形成し、フォトリソグラフィ工程をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色について繰り返し、基板上に所望の形状のカラーフィルタパターンを形成する。
電着法では、基板上に透明電極をパターニングし、顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬し、これをＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色について繰り返し、基板上に所望の形状のカラーフィルタパターンを形成する。
印刷法では、熱硬化樹脂に顔料を分散させ、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色について印刷を行い、基板上に所望の形状のカラーフィルタパターンを形成する。

しかしながら、上記の方法はいずれもＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色について同一工程を繰り返す必要があるので、コスト、歩留まり等の面で問題点がある。
そこで、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のインクをインクジェット方式により基板上に吐出して着色層パターンを形成するパターン形成装置が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。
このインクジェット方式によれば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のパターン形成を一度の工程により行い、製造工程を簡素化することができるので、コストの低減、歩留まりの向上等を図ることができる。

図１３及び図１４は、従来のインクジェット方式のパターン形成装置におけるインクジェットヘッドの配置及び位置決め方法を示す図である。
図１３に示すように、塗布幅（Ｙ方向）を拡大するためにインクジェットヘッドを複数配列する場合、千鳥足状に配列する方法が一般的である。この場合、例えば、複数のインクジェットヘッド１３０１は、平行する２つの直線状に交互に配列される。ノズル孔１３０２は、インクジェットヘッド１３０１の左右端部には設けられないので、塗布方向（Ｘ方向）から見てノズル孔の全配列において空白部分が生じないようにするために交互に配列される。この従来のパターン形成装置は、各インクジェットヘッド１３０１について、Ｙ方向の調整機構１３０４及びθ方向の調整機構１３０５とを備える。

図１４に示すように、従来のインクジェット方式のパターン形成装置は、パターン間ピッチが変更された場合、各インクジェットヘッド１４０１をＹ方向（ｙ１、ｙ２、ｙ３、…）及びθ方向（φ）について調整し、ノズル孔１４０２の位置を塗布対象である基板上の所定のパターン１４０３の位置に調整する。

また、複数のヘッドを同時に回転させて角度を調整し、ノズル並び方向に各ヘッド個別に微調させるカラーフィルタの製造装置が提案されている（例えば、［特許文献２］参照。）。

特開２００２−３６１８５２号公報 特開平９−３００６６４号公報

しかしながら、塗布幅の拡大、変更に対応するためには、インクジェットヘッドを大規模化したりインクジェットヘッド数を増加する必要があるが、この場合、上記Ｙ方向及びθ方向の調整機構はインクジェットヘッド毎に個別に設ける必要があるので、調整機構の大規模化あるいは増設等を行う必要が生じてコスト的負担、維持管理負担等が増大するという問題点がある。また、各インクジェットヘッドに対する制御も困難かつ複雑化するという問題点がある。

また、［特許文献２］のカラーフィルタの製造装置は、ヘッドの位置決め機構に関し、スライド部材、ホルダ等を用いる構成となっており（［特許文献２］図３参照。）、塗布幅が拡大した場合、ヘッド位置決め機構が大型化し、ガタが生じて所要の精度を得ることが困難であり、また、コスト的負担、維持管理負担等が増大するという問題点がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、調整機構及び制御機構を簡素化すると共にパターン形成を高精度かつ効率的に行うことを可能とするインクジェット方式のパターン形成装置等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、基板上にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成装置であって、複数のインクジェットヘッドが設けられるヘッドユニットと、前記ヘッドユニット間を連結して摺動させる摺動手段と、複数の前記ヘッドユニットを一体として回転する回転手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。

また、ヘッドユニットは、前記インクジェットヘッドを個別に摺動させるヘッド摺動手段、個別に位置決めするヘッド位置決め手段を具備するようにしてもよい。

第１の発明のパターン形成装置は、パターン間ピッチに基づいて、ベアリング等の回転手段を制御してヘッドユニットの角度を調整し、スライダ等の摺動手段を制御してヘッドユニットを平行移動し、インクジェットヘッドのノズル孔をパターン位置に合わせる。
パターン形成装置は、全てのヘッドユニットを一体として角度調整を行って、ノズル孔間ピッチとパターン間ピッチとのずれを調整し、さらに、ヘッドユニット毎に平行移動を行って、角度調整に伴い位置ずれを生じたノズル孔列の位置調整を行う。

パターン形成装置は、インクジェット方式等によりカラーフィルタ等を製造する装置である。カラーフィルタは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）等に用いられる。

インクジェットヘッドは、複数のノズル孔を有し、インクを吐出して基板上にパターン形成を行う。
ヘッドユニット（配列ヘッドユニット）は、複数のインクジェットヘッドが取り付けられ、ノズル孔の列を形成する。各ヘッドユニットには、インクジェットヘッドのノズル孔が列状に（例えば１列に）配置される。尚、ヘッドユニットは、それぞれ色毎に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎に、設けるようにしてもよい。

摺動手段は、ヘッドユニットをスライドさせるスライド機構であり、例えば、スライダ、スライドレール、ボールネジ、アクチュエータとしてのシャフト式リニアモータ等を用いることができる。
回転手段は、回転機構であり、ベアリング、ダイレクトドライブモータ等を用いることができる。
ヘッド摺動手段は、インクジェットヘッドを個別にスライドさせるスライド機構であり、例えば、スライダ、スライドレール、ボールネジ、アクチュエータとしてのシャフト式リニアモータ等を用いることができる。
ヘッド位置決め手段は、インクジェットヘッドを個別に位置決め及び固定をする機構であり、例えば、チャック、ベアリング等を用いることができる。

第１の発明では、パターン形成装置は、相対的位置関係、θ軸回転角を保持しつつ、ノズル孔の各列毎にヘッドユニットのスライド移動を行って各ノズル孔位置を制御可能であるので、パターン形成を高精度かつ効率的に行うことができる。また、調整機構及び制御機構が簡素化されるので、コスト的負担、維持管理負担等を軽減することができる。例えば、インクジェットヘッドの交換は、配列ヘッドユニット単位で行うことができる。また、複数のインクジェットヘッドを使用することにより、パターン形成を迅速に行うことができる。

第２の発明は、基板にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成装置であって、複数のインクジェットヘッドが設けられるヘッドユニットと、複数の前記ヘッドユニットを取り付けるベース部材と、前記ヘッドユニットと前記ベース部材との間を連結して摺動させる摺動手段と、前記ベース部材を回転する回転手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。

第２の発明のパターン形成装置では、複数のヘッドユニットがスライド機構により１のベース部材（ベース）に連結され、回転手段は、このベース部材を回転する。
第１の発明のパターン形成装置では、摺動手段は、ヘッドユニット間に設けられるが、第２の発明のパターン形成装置では、摺動手段は、ベース部材とヘッドユニットとの間に設けられる。

第２の発明では、ベース部材により全てのヘッドユニットが支持されるので、当該ベース部材に一定の剛性を持たせることにより、ヘッドユニットの自重による撓みを防止してヘッドユニットの位置決め精度を維持することができる。

第３の発明は、基板上にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成方法であって、複数のインクジェットヘッドを有する複数のヘッドユニットを一体として回転する回転工程と、前記複数のヘッドユニット毎に平行移動する平行移動工程と、前記パターンの位置と前記インクジェットヘッドのノズル孔の位置とを合わせる位置合わせ工程と、を備えることを特徴とするパターン形成方法である。
第３の発明は、第１の発明及び第２の発明のパターン形成装置におけるパターン形成方法に関する発明である。

本発明によれば、調整機構及び制御機構を簡素化すると共にパターン形成を高精度かつ効率的に行うことを可能とするインクジェット方式のパターン形成装置等を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るパターン形成装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

最初に、図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係るパターン形成装置１０１の構成について説明する。
図１は、パターン形成装置１０１の概略斜視図である。
尚、θ軸は鉛直方向回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Ｙ軸は塗布幅方向を示し、Ｘ軸は塗布方向を示し、θ軸、Ｙ軸、Ｘ軸は、互いに直角をなす。

図１に示すパターン形成装置１０１は、インクジェットヘッドユニット１０２、吸着テーブル１０３、アライメントカメラ１０４、θ軸移動ステージ１０５、Ｙ軸移動ステージ１０６、Ｘ軸移動ステージ１０７等により構成される。

パターン形成装置１０１は、インクジェット方式によりカラーフィルタを製造する装置である。パターン形成装置１０１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色の色素を含有するインクをインクジェット方式で光透過性の基板上に吐出し、各インクを乾燥させて着色画素部を形成し、当該基板上にカラーフィルタパターンを形成する。

インクジェットヘッドユニット１０２は、複数のインクジェットヘッドの位置決めを行い、基板に対してインクを吐出してパターン形成を行う。インクジェットヘッドユニット１０２については、後述する。
吸着テーブル１０３は、カラーフィルタパターンを形成する対象となる基板１０８（ガラス基板、フィルム基板等）を吸着して固定するテーブルである。基板の吸着は、例えば、吸着テーブルと基板との間の空気を減圧、真空にすることにより行われる。この場合、吸着テーブルには、空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ（図示しない）等により空気の吸引が行われる。

アライメントカメラ１０４は、吸着テーブル１０３に吸着固定された基板１０８のθ方向角度及びＸＹ座標を検出するために、基板１０８の所定箇所（基板上に形成されるアライメントマーク（図示しない）等）を撮像するカメラである。アライメントカメラ１０４の撮像画像は、パターン形成装置１０１のアライメント部（図示しない）に入力される。
尚、アライメントカメラ１０４は、パターン形成装置１０１のフレーム（図示しない）に固定支持される。

アライメント部（図示しない）は、撮像画像に基づいて基板１０８のθ方向角度及びＸＹ座標を抽出する処理を行う。アライメント部（図示しない）は、抽出したデータを所定のデータと比較してそれらの偏差を算出し、偏差を小さくするように制御量を演算する。アライメント部（図示しない）は、θ軸移動ステージ１０５、Ｙ軸移動ステージ１０６、Ｘ軸移動ステージ１０７に対してそれぞれの制御量を出力して各ステージの位置制御を行う。このように、アライメント部（図示しない）は、アライメントカメラ１０４の撮像画像に基づいて、基板１０８が所定のθ方向角度、所定のＸＹ座標となるように制御する。

θ軸移動ステージ１０５は、回転ステージであり、例えば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の回転軸に回転自在に支持される。θ軸移動ステージ１０５は、アライメント部（図示しない）が出力する制御量に基づいて、吸着テーブル１０３を回転する。

Ｙ軸移動ステージ１０６は、直線移動ステージであり、例えば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の軸方向に移動可能に支持される。Ｙ軸移動ステージ１０６は、アライメント部（図示しない）が出力する制御量に基づいて、θ軸移動ステージ１０５をＹ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動ステージ１０７は、直線移動ステージであり、例えば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の軸方向に移動可能に支持される。Ｘ軸移動ステージ１０７は、アライメント部（図示しない）が出力する制御量に基づいて、Ｙ軸移動ステージ１０６をＸ軸方向に移動する。

このように、パターン形成装置１０１は、θ軸移動ステージ１０５、Ｙ軸移動ステージ１０６、Ｘ軸移動ステージ１０７により、所定のθ方向角度、所定のＸＹ座標となるように、基板１０８の位置決めを行う。

次に、図２及び図３を参照しながら、インクジェットヘッドユニット１０２の構成について説明する。
図２は、インクジェットヘッドユニット１０２の概略構成図である。
図３は、ヘッド位置決め機構２０２の概略構成図である。

図２に示すインクジェットヘッドユニット１０２は、回転機構１１１、複数の配列ヘッドユニット１１２等から構成される。

配列ヘッドユニット１１２は、スライド機構２０４を備えるバー２０３に複数のインクジェットヘッド２０１がヘッド位置決め機構２０２等を介して取り付けられて構成される。
１つのインクジェットヘッド２０１には、複数のノズル孔２０５が設けられ、このノズル孔２０５からインクが吐出される。
インクジェットヘッドは、ピエゾ方式、サーマル方式等、種々の方式のものを用いることができ、ピエゾの駆動や瞬間的な高熱の付与によりノズルから微小液滴を吐出する。例えば、ノズル孔ピッチは０．５ｍｍ程度、ノズル孔数は１２８個のものを用いることができる（ｓｐｅｃｔｒａ社の製品でＳＥ−１２８等）。

スライド機構２０４は、隣接する配列ヘッドユニットのバー間に設けられる直線移動機構、スライダ、スライドレール等であり、スライド機構２０４は、配列ヘッドユニット間を連結する。各配列ヘッドユニットは、それぞれ、隣接する配列ヘッドユニットに対して互いに平行移動可能である。
スライド機構２０４は、インクジェットヘッド２０１について相対位置を保ったまま、インクジェットヘッドの並び方向に対して精密な平行位置移動を行う（（ＮＳＫ社の製品でＡＬシリーズ等）。

回転機構１１１は、インクジェットヘッドユニット１０２のθ方向角度を調整する角度調整手段である。回転機構１１１は、例えば、ステップモータ、サーボモータ等の制御可能なモータによって所定の回転軸に回転自在に支持された回転ステージを所定の角度に回転するように構成した機構、ベアリングである。
回転機構１１１は、複数の配列ヘッドユニット１１２を一体として同時に回転させる。
尚、回転機構１１１は、パターン形成装置１０１のフレーム（図示しない）に固定支持される。

ヘッド位置決め機構２０２は、個々のインクジェットヘッド２０１の位置決め及び固定を行う機構である。
図３に示すヘッド位置決め機構２０２は、チャック３０１、ベアリング３０２、円柱３０３等により構成される。

チャック３０１は、インクジェットヘッド２０１を支持する円柱３０３を固定する。チャック３０１は、インクジェットヘッド２０１の中心位置及び高低位置の位置決めを行うことができる。
尚、ダイヤフラム式のチャックの場合、位置決め精度は、１μｍ程度であることが望ましい。
ベアリング３０２は、インクジェットヘッド２０１に固定される円柱３０３を回転させ固定する。ベアリング３０２は、インクジェットヘッド２０１のθ方向角度を調整する。

尚、１つのインクジェットヘッドユニット１０２に設ける配列ヘッドユニット１１２の数、１つの配列ヘッドユニット１１２に設けるインクジェットヘッド２０１の数は、限定されない。また、インク色についても限定されない。例えば、同一の配列ヘッドユニット１１２には同一色のインクを吐出する複数のインクジェットヘッド２０１を設けるようにしてもよい。
また、１つのインクジェットヘッドユニット１０２に、Ｒ（赤）のインクジェットヘッドを備える配列ヘッドユニット、Ｇ（緑）のインクジェットヘッドを備える配列ヘッドユニット、Ｂ（青）のインクジェットヘッドを備える配列ヘッドユニットというように、３色の配列ヘッドユニットを設けるようにしてもよい。

また、配列ヘッドユニットは、各機構の重量で変形しない剛性を有することが望ましく、例えば、ダイス鋼、セラミックス等を用いることが望ましい。
ヘッド位置決め機構（チャック、ベアリング、円柱等）、スライド機構、回転機構の取付面は、平面度、直角度、平行度について一定の精度（例えば、１μｍオーダ）を有することが望ましい。

次に、図４〜図７を参照しながら、パターン形成装置１０１による配列ヘッドユニットの制御について説明する。
図４〜図７は、配列ヘッドユニット、ノズル孔位置、パターン位置（画素の並び）の関係図である。
尚、ノズル孔の列は、複数のインクジェットヘッドにより実現されるものであるが、図４〜図７では、ノズル孔の図示に際し、インクジェットヘッド外形を省略してある。
また、θ軸回転角φは、配列ヘッドユニットの摺動方向（列方向、横方向）とＹ軸方向（塗布幅方向）とがなす角度のうち鋭角の角度の大きさを示すものとして説明する。

図４に示すように、ノズル孔間ピッチ４０４とパターン間ピッチ４０５とが一致しない場合、パターン形成装置１０１は、回転機構１１１等により配列ヘッドユニット４０１をθ軸回転して、ノズル孔４０２の位置をパターン４０３に合わせる。この場合、パターン形成装置１０１は、［式１］を満たすようにして、配列ヘッドユニット４０１の位置を制御、調整する。

ｂ＝ｎａ・ｃｏｓφ…［式１］
但し、
ａ：ノズル孔間ピッチ４０４、
ｂ：パターン間ピッチ４０５、
φ：配列ヘッドユニット４０１のθ軸回転角４０６、
ｎ：正の整数、
である。

また、図５に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３列の配列ヘッドユニット５０１−１〜５０１−３によりカラーフィルタパターンを形成する場合において、ノズル孔間ピッチ５０４とパターン間ピッチ５０５とが一致する場合、パターン形成装置１０１は、配列ヘッドユニット５０１のθ軸回転を行わず（θ軸回転角φ＝０）、スライド機構２０４等により各色毎に配列ヘッドユニット５０１をＹ方向に移動（横移動）させて（ｙ（Ｒ）、ｙ（Ｇ）、ｙ（Ｂ））、各色毎にノズル孔５０２の位置を各色のパターン５０３に合わせる。

また、図６に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３列の配列ヘッドユニット６０１−１〜６０１−３によりカラーフィルタパターンを形成する場合において、各色毎のノズル孔間ピッチ６０４と各色毎のパターン間ピッチ６０５とが一致しない場合、パターン形成装置１０１は、回転機構１１１等により配列ヘッドユニット６０１のθ軸回転を行い（θ軸回転角６０６φ≠０）、図７に示すように、スライド機構２０４等により各色毎に配列ヘッドユニット６０１をθ方向の角度を保ちつつスライド移動（横移動）させて、各色毎にノズル孔６０２の位置を各色のパターン６０３に合わせる。

この場合、スライド移動に関しては、パターン形成装置１０１は、［式２］を満たすようにして、配列ヘッドユニット６０１の位置を制御、調整する。

ｄ＝ｃ・ｓｉｎφ…［式２］
但し、
ｄ：配列ヘッドユニットスライド移動量（Ｙ方向成分）６０８、
ｃ：配列ヘッドユニット間ピッチ６０７、
φ：配列ヘッドユニット６０１のθ軸回転角６０６、
である。

尚、図６及び図７に示すように、配列ヘッドユニット（Ｂ）６０１−３をスライド移動の基準とする場合、配列ヘッドユニット６０１−１、配列ヘッドユニット６０１−２のみをスライド移動させるようにしてもよいし、全ての配列ヘッドユニット６０１−１〜６０１−３をスライド移動させて、パターン６０３に対するノズル孔の位置調整を行うようにしてもよい。

以上の過程を経て、パターン形成装置は、インクジェットヘッドユニットの回転機構により、全列の配列ヘッドユニット（インクジェットヘッド）に対して一括して同時にθ軸回転制御を行い、インクジェットヘッドユニットのスライド機構により、配列ヘッドユニット（インクジェットヘッド）に対して各列毎にスライド移動制御を行い、各ノズル孔位置とパターン位置とを一致させる。

このように、パターン形成装置１０１は、相対的位置関係、θ軸回転角を保持しつつ、ノズル孔の各列毎に配列ヘッドユニット（インクジェットヘッド）のスライド移動を行って各ノズル孔位置を制御可能であるので、パターン形成を高精度かつ効率的に行うことができる。
また、調整機構及び制御機構が簡素化されるので、コスト的負担、維持管理負担等を軽減することができる。例えば、インクジェットヘッドの交換は、配列ヘッドユニット単位で行うことができる。
また、複数のインクジェットヘッドを使用することにより、パターン形成を迅速に行うことができる。

次に、図８を参照しながら、本発明の他の実施の形態における、インクジェットヘッドユニット８０１について説明する。
図８は、インクジェットヘッドユニット８０１の概略構成図である。
図８に示すインクジェットヘッドユニット８０１は、複数の配列ヘッドユニット８０２がそれぞれスライド機構８０３を介してベース８０４に取り付けられて構成される。

インクジェットヘッドユニット８０１は、先述のインクジェットヘッドユニット１０２（図１及び図２）と同様にパターン形成装置に設けられ、複数のインクジェットヘッドの位置決めを行い、基板に対してインクを吐出してパターン形成を行う。
配列ヘッドユニット８０２は、先述の配列ヘッドユニット１１２（図２）と同様のものであり、複数のインクジェットヘッドがヘッド位置決め機構を介してバーに取り付けられて構成される。

スライド機構８０３は、各配列ヘッドユニット８０２毎にベース８０４との間に設けられる直線移動機構、スライダ、スライドレール等であり、各配列ヘッドユニットは、隣接する配列ヘッドユニットに対して互いに平行移動可能である。
スライド機構８０３は、インクジェットヘッドについて相対位置を保ったまま、インクジェットヘッドの並び方向に対して精密な平行位置移動を行う（ＮＳＫ社の製品でＡＬシリーズ等）。
ベース８０４は、複数の配列ヘッドユニット８０２をスライド機構８０３を介して支持する１枚板である。
回転機構８０５は、先述の回転機構１１１（図２）と同様のものであり、インクジェットヘッドユニット８０１のθ方向角度を調整する角度調整手段である。

尚、パターン形成装置による配列ヘッドユニット８０２の制御については、図４〜図７について先述したとおりである。
図２について先述したインクジェットヘッドユニット１０２では、隣接する配列ヘッドユニットのバー側面にスライド機構が設られるが、図８について説明したインクジェットヘッドユニット８０１では、配列ヘッドユニット毎にベースとの間にスライド機構が設けられる。

インクジェットヘッドユニット１０２（図２）では、装置規模等にもよるが、回転機構は中央列の配列ヘッドユニットを軸支持して他の列の配列ヘッドユニットを支持せず、当該他の配列ヘッドユニットはその側面のみを中央列の配列ヘッドユニットに片持梁状態で支持されるので、回転機構により支持されない配列ヘッドユニットが自重により下方に撓み、インクジェットヘッドの位置決め精度が劣化する可能性がある。

一方、インクジェットヘッドユニット８０１（図８）では、回転機構に軸支持されるベースにより全ての配列ヘッドユニットが支持されるので、当該ベースに一定の剛性を持たせることにより、配列ヘッドユニットの自重による撓みを防止してインクジェットヘッドユニットの位置決め精度を維持することができる。
すなわち、インクジェットヘッドやヘッド取付部の重量のため、スライダ、スライドレールの精度に問題がある場合、別途ベースユニットを用意し、スライダ、スライドレールをベース上に取り付けることにより、配列ヘッドユニット間に発生する撓みを減ずることができる。

次に、図９〜図１１を参照しながら、本発明の他の実施の形態における、配列ヘッドユニットについて説明する。
図９〜図１１は、それぞれ、配列ヘッドユニットの一態様を示す図である。

先述の配列ヘッドユニット１１２（図２）、配列ヘッドユニット８０２（図８）は、複数のインクジェットヘッドがヘッド位置決め機構（チャック、ベアリング、円柱等）を介してバーに取り付けられて構成されるものとして説明したが、配列ヘッドユニットの構成は、これに限られない。
例えば、インクジェットヘッドのヘッド位置決め機構に代えてあるいは加えて、スライダ、スライドレールを設置し、インクジェットヘッドのスライドレール方向に対する位置決めを簡便にするようにしてもよい。
また、インクジェットヘッドのバーへの取り付けに関しては、嵌合治具等種々のものを用いることができる。

図９に示す配列ヘッドユニット９０１は、複数のインクジェットヘッド９０２が直接バー９０３に固定されて構成される。
この場合、インクジェットヘッド９０２をバー９０３に対して精度よく位置固定するする必要があるが、ヘッド位置決め機構が不要であり、より簡素な機構とすることができるので、費用的負担、維持管理負担等を軽減することができる。

図１０に示す配列ヘッドユニット１００１は、複数のインクジェットヘッド１００２がヘッドスライド機構１００４を介してバー１００３に取り付けられて構成される。
この場合、同一の配列ヘッドユニット上に設けられるインクジェットヘッドであっても、配列ヘッドユニットを交換することなく、個別に列方向（ｙ方向）の位置調整を行うことができる。

図１１に示す配列ヘッドユニット１１０１は、複数のインクジェットヘッド１１０２がヘッド位置決め機構１１０５及びヘッドスライド機構１１０４を介してバー１１０３に取り付けられて構成される。ヘッド位置決め機構１１０５は、先述のヘッド位置決め機構２０２（図２及び図３）と同様の機構である。ヘッドスライド機構１１０４は、先述のヘッドスライド機構１００４（図９）と同様の機構である。
この場合、同一の配列ヘッドユニット上に設けられるインクジェットヘッドであっても、配列ヘッドユニットを交換することなく、個別に列方向（ｙ方向）及び回転方向（θ方向）の位置調整を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態に係るパターン形成装置について、インクジェットヘッドユニットの構成及び動作について説明した。
次に、図１２を参照しながら、本発明の実施の形態に係るパターン形成装置１０１の動作の一態様について説明する。
図１２は、パターン形成装置１０１の動作の一態様を示すフローチャートである。

オペレータは、塗布を行う対象品目における塗布位置の配列間隔（パターン間ピッチ）をパターン形成装置１０１に指示入力する（ステップ１２０１）。
パターン形成装置１０１のアライメント部（図示しない）は、入力された配列間隔に基づいて、回転機構１１１を制御して配列ヘッドユニット１１２のθ方向角度（θ軸回転角φ）を調整する（ステップ１２０２）。
アライメント部（図示しない）は、スライド機構２０４（横方向移動機構）を制御して配列ヘッドユニット１１２をｙ方向（ノズル孔の配列方向）に移動し、ノズル孔の位相を一致させる横移動調整を行う（ステップ１２０３）。

パターン形成装置１０１は、自動供給装置（図示しない）によりガラス基板を吸着テーブル１０３に供給し（ステップ１２０４）、制御部（図示しない）は、真空ポンプを動作させてガラス基板を吸着テーブル１０３に吸着させる（ステップ１２０５）。

アライメント部（図示しない）は、θ軸移動ステージ１０５、Ｙ軸移動ステージ１０６、Ｘ軸移動ステージ１０７を制御して、ガラス基板のθ方向角度（θ軸回転角φ）、塗布位置の配列間隔及びノズル孔の配列に関するＹ方向位置調整、塗布開始のタイミング合わせのためのＸ方向位置調整を行う（ステップ１２０６）。

パターン形成装置１０１は、Ｘ軸移動ステージ１０７を塗布速度で移動させ、インクジェットヘッドユニット１０２の下にガラス基板を搬送する（ステップ１２０７）。
パターン形成装置１０１は、所定のタイミングで配列ヘッドユニット１１２のノズル孔から塗布材料（インク）を吐出させてガラス基板上に塗布を行い、所定のタイミングで吐出を停止し塗布を終了する（ステップ１２０８）。さらに、Ｘ軸移動ステージ１０７をガラス基板を供給・排出する位置に移動させる。

パターン形成装置１０１は、次の塗布対象が同一品目のガラス基板であるか否かを判定し、同一品目である場合（ステップ１２０９のＹｅｓ）、ステップ１２０４からの処理を繰り返し、同一品目でない場合（ステップ１２０９のＮｏ）、ステップ１２０１からの処理を繰り返す。

尚、上述のパターン形成装置の動作制御、各種判定等の処理については、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶装置（ハードディスク等）、入出力装置（メディアリーダ）等を備えるコンピュータ等の電子計算機等を用いることができる。
この場合、各種処理・制御等に必要なプログラム、プログラム実行に必要なデータ、入力データ等を記憶装置に保持し、ＣＰＵが処理実行時にこれらをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、演算処理（四則演算や比較演算等）、ハードウェアやソフトウェアの動作制御等を行い、上述の各種機能を実現することができる。
また、各種処理・制御等に必要なプログラム等をＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させてもよいし、このプログラムを通信回線を介して送受することもできる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、パターン形成装置は、相対的位置関係、θ軸回転角を保持しつつ、ノズル孔の各列毎に配列ヘッドユニット（インクジェットヘッド）のスライド移動を行って各ノズル孔位置を制御可能であるので、パターン形成を高精度かつ効率的に行うことができる。また、調整機構及び制御機構が簡素化されるので、コスト的負担、維持管理負担等を軽減することができる。また、複数のインクジェットヘッドを使用することにより、パターン形成を迅速に行うことができる。
尚、インクの吐出は、インクジェットヘッドに限られず、例えば、ディスペンサ等を用いることもできる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるパターン形成装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

パターン形成装置１０１の概略斜視図 インクジェットヘッドユニット１０２の概略構成図 ヘッド位置決め機構２０２の概略構成図 配列ヘッドユニット、ノズル孔位置、パターン位置の関係図 配列ヘッドユニット、ノズル孔位置、パターン位置の関係図 配列ヘッドユニット、ノズル孔位置、パターン位置の関係図 配列ヘッドユニット、ノズル孔位置、パターン位置の関係図 インクジェットヘッドユニット８０１の概略構成図 配列ヘッドユニットの一態様を示す図 配列ヘッドユニットの一態様を示す図 配列ヘッドユニットの一態様を示す図 パターン形成装置１０１の動作の一態様を示すフローチャート 従来のインクジェット方式のパターン形成装置におけるインクジェットヘッドの配置及び位置決め方法を示す図 従来のインクジェット方式のパターン形成装置におけるインクジェットヘッドの配置及び位置決め方法を示す図

符号の説明

１０１………パターン形成装置
１０２………インクジェットヘッドユニット
１０３………吸着テーブル
１０４………アライメントカメラ
１０５………θ軸移動ステージ
１０６………Ｙ軸移動ステージ
１０７………Ｘ軸移動ステージ
１０８………基板
１１１………回転機構
１１２………配列ヘッドユニット
２０１………インクジェットヘッド
２０２………ヘッド位置決め機構
２０３………バー
２０４………スライド機構
２０５………ノズル孔
３０１………チャック
３０２………ベアリング
３０３………円柱
４０１、５０１、６０１………配列ヘッドユニット
４０２、５０２、６０２………ノズル孔
４０３、５０３、６０３………パターン
４０４、５０４、６０４………ノズル孔間ピッチ
４０５、５０５、６０５………パターン間ピッチ
４０６、６０６………θ軸回転角
６０７………配列ヘッドユニット間ピッチ
６０８………配列ヘッドユニットスライド移動量（Ｙ方向成分）
８０１………インクジェットヘッドユニット
８０２………配列ヘッドユニット
８０３………スライド機構
８０４………ベース
８０５………回転機構
９０１、１００１、１１０１………配列ヘッドユニット
９０２、１００２、１１０２………インクジェットヘッド
９０３、１００３、１１０３………バー
１００４、１１０４………ヘッドスライド機構
１１０５………ヘッド位置決め機構

Claims (10)

1. 基板上にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成装置であって、
   複数のインクジェットヘッドが設けられるヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニット間を連結して摺動させる摺動手段と、
   複数の前記ヘッドユニットを一体として回転する回転手段と、
   を具備することを特徴とするパターン形成装置。
2. 基板にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成装置であって、
   複数のインクジェットヘッドが設けられるヘッドユニットと、
   複数の前記ヘッドユニットを取り付けるベース部材と、
   前記ヘッドユニットと前記ベース部材との間を連結して摺動させる摺動手段と、
   前記ベース部材を回転する回転手段と、
   を具備することを特徴とするパターン形成装置。
3. 前記ヘッドユニットは、前記インクジェットヘッドを個別に摺動させるヘッド摺動手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン形成装置。
4. 前記摺動手段または前記ヘッド摺動手段は、スライドレールを備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のパターン形成装置。
5. 前記ヘッドユニットは、前記インクジェットヘッドを個別に位置決めするヘッド位置決め手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のパターン形成装置。
6. 前記ヘッド位置決め手段は、チャック及びベアリングを備えることを特徴とする請求項５に記載のパターン形成装置。
7. 前記ヘッドユニットは、色毎に設けられることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のパターン形成装置。
8. 基板上にインクを吐出してパターンを形成するパターン形成方法であって、
   複数のインクジェットヘッドを有する複数のヘッドユニットを一体として回転する回転工程と、
   前記複数のヘッドユニット毎に平行移動する平行移動工程と、
   前記パターンの位置と前記インクジェットヘッドのノズル孔の位置とを合わせる位置合わせ工程と、
   を備えることを特徴とするパターン形成方法。
9. 前記平行移動工程は、前記複数のヘッドユニット間に設けられる摺動手段により平行移動を行い、
   前記回転工程は、前記複数のヘッドユニットのうちの１つに軸結合される回転手段により回転を行うことを特徴とする請求項８に記載のパターン形成方法。
10. 前記平行移動工程は、前記複数のヘッドユニットと１のベース部材との間に設けられる摺動手段により平行移動を行い、
    前記回転工程は、前記ベース部材に軸結合される回転手段により回転を行うことを特徴とする請求項８に記載のパターン形成方法。

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