JP4400091B2 - 液滴吐出方法、及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【0003】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を吐出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平2−173703号公報(第2頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、1枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
【0006】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する領域の相互間隔と、パターンの配列と、当該パターンの寸法と、隣接するパターンの相互間隔と、パターンを形成するために必要な液滴量と、パターンを形成するために必要な吐出ヘッドと基板との相対移動動作の回数と、吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、に基づいて、液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【0008】
ここで、「液滴吐出手段」とは、圧電素子等に供給された所定の電圧波形に応じて吐出ヘッド内の容積を変化させて、これに応じて押圧された液滴を吐出させる機能を有するものである。なお、当該液滴吐出手段としては、圧電素子等を用いた電気機械変換体を限定するものではなく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体や、帯電制御型及び加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式等であってもよい。
また、「液滴吐出データ」とは、上記の電圧波形を液滴吐出手段に供給するためのデータであり、即ち、液滴吐出手段による液滴の吐出を制御するためのデータである。なお、当該液滴吐出データには、吐出ヘッドと基板とを相対移動させるためのデータを含んでおり、即ち、基板上の液滴の吐出位置を決定するためのデータでもある。また、当該液滴吐出データのデータ形式は、「0」と「1」からなる時系列データであって、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)に記憶されているものである。
また、「パターン」とは、基板上に液滴として吐出可能な材料が所定の位置に吐出されて形成されたものであって、例えば、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)からなるRGBのカラーフィルタが有する画素パターンや、例えばラビリンス構造を有するコイルやアンテナ等のインダクタンス、コンデンサ等の容量素子からなるキャパシタンス、レジスタンスを有する回路パターン、又は半導体を有するTFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極等を有するパターン、又は局所的に吐出する必要がある液晶材料や配向膜材料等、を意味する。ここでいう、スイッチング素子とは、液体材料として吐出可能な材料によって形成されたものを意味する。
また、「基板」とは、上記の液滴が吐出されることによってパターンが形成される液滴吐出対象物である。その材料としては、種種のものが採用され、透明性を有する場合には例えばガラス等の基板、透明性が必要ない場合には例えば金属基板等が採用される。また、当該基板の寸法は限定するものではないが、本発明では、特に1mを超えるような大型基板を意味する。
また、「領域」とは、所謂チップと呼ばれるものであり、最終的に基板を領域毎に切り出して、例えば液晶装置等の一部品となるものである。また、領域の相互間隔とは、ピッチを意味する。
また、「相対移動動作の回数」とは、上記の液滴の吐出のために、吐出ヘッドと基板とを相対移動する回数であって、パス数を意味する。
本発明によれば、予めROMやRAM等に記憶された液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、パターンを形成することが可能となる。
【0009】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンの形状に応じて、液滴の吐出位置がXY格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータを変換することにより液滴吐出データを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【0010】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたCADデータを作成し、当該CADデータをビットマップデータに変換することによりビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをCADデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたCADデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【0011】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、CADデータのうち、液滴の吐出に必要なCADデータと、基板の寸法と、液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
ここで、液滴の吐出に必要なCADデータとは、CADデータのうち液滴の吐出を行う必要がない部分のデータを取り除いて、抽出された必要な部分のCADデータを意味する。
また、吐出分解能とは、吐出位置の細かさを意味するものである。例えば、吐出分解能が高い場合には単位面積に対して複数の液滴を密に吐出し、吐出分解能が低い場合には単位面積に対して複数の液滴を疎に吐出する。
本発明によれば、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なCADデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【0012】
また、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する転送手段とを具備し、液滴吐出データを転送手段を介して液滴吐出手段に転送し、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された上記の液滴吐出データを転送手段によって液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【0013】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、作成手段がパターンを形成するための全ての液滴吐出データを作成した後に、転送手段が当該全ての液滴吐出データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【0014】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、液滴吐出データを一時的に記憶する第1の記憶手段を更に具備し、作成手段が液滴吐出データを分割的に転送手段に転送するための分割データを作成し、第1の記憶手段が当該分割データを記憶した後に、転送手段が第1の記憶手段に記憶された分割データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって液滴吐出データが分割されて作成された分割データが第1の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。更に、その後に別の分割データが第1の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。
従って、第1の記憶手段が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【0015】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、液滴吐出データを一時的に記憶する、第1の記憶手段とは異なる第2の記憶手段を具備し、作成手段が液滴吐出データを分割的に転送手段に転送するための第1の分割データ及び第2の分割データを作成し、第1の記憶手段と第2の記憶手段のうち選択された第1の記憶手段が第1の分割データを記憶し、転送手段が当該第1の分割データを液滴吐出手段に転送している間に、第2の記憶手段が第2の分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、第1の分割データの液滴吐出手段への転送と、第2の分割データの第2の記憶手段への記憶とが、同時に行われるので、当該第2の分割データを作成手段内に滞らせることなく第2の記憶手段に記憶することが可能となる。
従って、第1の記憶手段と第2の記憶手段とを備えることで、第1の分割データと第2の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【0016】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、転送手段は、第1の記憶手段に記憶された第1の分割データを液滴吐出手段に転送した後に、第2の記憶手段に記憶された第2の分割データを、連続して液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、第1の分割データを液滴吐出手段に転送終了した状態において、第2の分割データが第2の記憶手段に記憶されているので、転送手段は第1の分割データに引き続いて第2の分割データを液滴吐出手段に連続的に転送することが可能となる。
従って、第1の記憶手段と第2の記憶手段とを備えることで、第1の分割データと第2の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【0017】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する領域の相互間隔と、パターンの配列と、当該パターンの寸法と、隣接するパターンの相互間隔と、を設定する第1の入力手段と、パターンを形成するために必要な液滴量と、パターンを形成するために必要な吐出ヘッドと基板との相対移動動作の回数と、吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、を設定する第2の入力手段と、第1の入力手段と第2の入力手段とに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、を具備し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、第1の入力手段と第2の入力手段に設定されたデータに基づいて作成手段が液滴吐出データを作成する。当該液滴吐出データはROMやRAM等に記憶されており、これに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、パターンを形成することが可能となる。
【0018】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴の吐出位置がXY格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段を更に具備し、作成手段はビットマップデータに基づいて、液滴吐出データを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータをビットマップデータ作成手段として用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【0019】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、複数のベクトルデータに組み合わせによって規定されたCADデータを作成するCADデータ作成手段を更に具備し、ビットマップデータ作成手段はCADデータに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータをCADデータ作成手段として用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをCADデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたCADデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板上にパターンを形成することが可能となる。
【0020】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、ビットマップデータ作成手段は、液滴の吐出に必要なCADデータと、基板の寸法と、液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、ビットマップデータを作成することを特徴とする。
本発明によれば、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なCADデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【0021】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを作成する作成手段と、当該液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する転送手段と、を具備し、液滴吐出データを転送手段を介して液滴吐出手段に転送し、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された上記の液滴吐出データを転送手段によって液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【0022】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、転送手段は作成手段によって作成された全ての液滴吐出データを液滴吐出手段に転送することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【0023】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを一時的に記憶する第1の記憶手段を更に具備し、当該第1の記憶手段は作成手段によって液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、作成手段によって液滴吐出データが分割されて作成された分割データが第1の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。更に、その後に別の分割データが第1の記憶手段に記憶された後に、当該分割データが転送手段によって液滴吐出手段に転送され、吐出ヘッドから液滴が吐出される。
従って、第1の記憶手段が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッドは当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【0024】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、液滴吐出データを一時的に記憶する、第1の記憶手段とは異なる第2の記憶手段を更に具備し、当該第2の記憶手段は、作成手段によって液滴吐出データが分割された分割データを記憶することを特徴とする。
本発明によれば、第1の分割データの液滴吐出手段への転送と、第2の分割データの第2の記憶手段への記憶とが、同時に行われるので、当該第2の分割データを作成手段内に滞らせることなく第2の記憶手段に記憶することが可能となる。また、第1の分割データを液滴吐出手段に転送終了した状態において、第2の分割データが第2の記憶手段に記憶されているので、転送手段は第1の分割データに引き続いて第2の分割データを液滴吐出手段に連続的に転送することが可能となる。
従って、第1の記憶手段と第2の記憶手段とを備えることで、第1の分割データと第2の分割データを連続的に液滴吐出手段に転送することが可能となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【0026】
図1に示すように液滴吐出装置1は、制御装置2と、吐出ヘッド群3と、ステージ4と、を主な構成要素として備えている。
このような液滴吐出装置1においては、制御装置2が吐出ヘッド群3及びステージ4の動作を制御することによって、ステージ4に載置された基板5に液滴を吐出し、当該基板5上に所定のパターンを形成するものである。
次に、各構成要素について説明する。
なお、以下の説明においては、吐出ヘッド群3の配置方向をX方向とし、また、基板5の搬送方向をY方向とし、また、XY平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【0027】
吐出ヘッド群3は、1列に配列した複数の吐出ヘッド3aから構成されており、基台6から立設する支柱7、7間にステージ4を跨ぐようにX方向に架設されたX方向軸8に移動可能に設けられている。当該吐出ヘッド群3を構成する各吐出ヘッド3aには、液滴を吐出するノズルが基板5に向かって多数穿設されている(例えば、180個のノズルが一列に穿設されている。)。
【0028】
当該吐出ヘッド3aは、液滴を貯留するキャビティと、当該キャビティに連通するノズルと、当該キャビティ内に貯留された液状体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出手段とを有した構成となっている。ここで、液滴吐出手段とは、圧電素子(ピエゾ素子)を意味しており、吐出ヘッド3aの壁面に設けられている。このように構成された吐出ヘッド3aにおいては、圧電素子に所望の電圧波形を供給することによって、吐出ヘッド3aの壁面が変形し、キャビティ内の容積が変化し、ノズルから所定量の液滴が吐出される。ここで、圧電素子に供給される電圧波形は、後述する液滴吐出データに基づいて生成されるものである。
なお、吐出ヘッド3aの液滴吐出手段としては、上記の圧電素子を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【0029】
また、上記の吐出ヘッド群3は、1列に配列した複数の吐出ヘッド3aから構成されたものであるが、これに限定されるものではない。例えば、各吐出ヘッド3aのノズルの穿設間隔(ピッチ)に対して、X方向に1/2ピッチずらした吐出ヘッド3aを2列配置してもよい。このように吐出ヘッド3aを多数配列した場合には、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
また、吐出ヘッド3aをX方向に対して所定の角度で傾かせて配置してもよい。この場合でも、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
【0030】
ステージ4は、基板5を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部4aと、当該載置部4aをXY平面上で面内回転可能に連結されたベース部4bとによって構成されたものである。また、ベース部4bには、エンコーダ4cが設けられている。このエンコーダ4cは、基台6のY方向に沿って設けられたリニアスケール15のスケールを読み取るものであって、これによってY方向のステージ4の位置を検出することが可能となる。
更に、ステージ4は、X方向と直交するように敷設してあるY方向軸9に沿って移動可能に構成されている。ステージ4をY方向に移動させる搬送機構としては、Y方向軸9上に配列した永久磁石10と、ステージ4のベース部4bの下側に固設したプレート11にY方向に沿って、かつ、永久磁石10に近接させて配列した複数のコイル(不図示)とから構成されるリニアモータがあげられる。
【0031】
基板5は、本実施形態でパターンが形成される対象物である。材料としてはガラス等の透明基板が用いられるが、透明性を要求しない場合には金属板等を採用してもよい。また、当該基板5のサイズは、縦横がそれぞれ1mを超えるものである。
また、基板5上に形成されるパターンとしては、RGB色を有するカラーフィルタによって形成される画素パターンや、TFT回路を形成する場合の金属配線等が挙げられる。
【0032】
制御装置2は、上述の液滴吐出装置1の各構成要素に電気的に接続されたものであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAM、入出力用のインターフェイス、発振回路等がバス接続された所謂コンピュータである。このような制御装置2は、予め入力されたプログラムに応じて液滴吐出装置1を統括して制御するようになっている。
【0033】
次に、図2を参照して制御装置2の詳細な構成について説明する。
図2は、制御装置2の機能を説明するためのブロック図である。
図2に示すように、制御装置2は、液滴吐出データ設定値入力部(第1の入力手段)20と、吐出ヘッド設定値入力部(第2の入力手段)22と、CADデータ操作部(CADデータ作成手段)24と、ビットマップデータ作成部(ビットマップデータ作成手段)26と、ビットマップ処理部28と、液滴吐出データ作成部(作成手段)30と、液滴吐出データ転送部(転送手段)32と、スイッチ群34と、ヘッド駆動部38と、ヘッド駆動制御部40と、ヘッド位置検出部42と、液滴吐出タイミング制御部44と、を有している。
【0034】
ここで、液滴吐出データ設定値入力部20は、基板5の寸法と、基板5を複数のチップ(領域)として切り出すためのチップの寸法と、隣接するチップのピッチ(相互間隔)と、画素(パターン)の配列と、画素の個数と、画素の寸法(画素の縦、横のサイズ)と、隣接する画素のピッチ(相互間隔)と、を設定する機能を有している。
また、吐出ヘッド設定値入力部22は、画素を形成するために必要な液滴量と、画素を形成するために必要な吐出ヘッド群3と基板5とのパス数(相対移動動作の回数)と、使用する上記の吐出ヘッド群3の吐出ヘッド3aの個数、及び吐出ヘッド3aの配置を設定する機能を有している。
【0035】
また、CADデータ操作部24は、基板に形成すべきパターンの設計図となるCADデータを生成する機能を有し、図形情報(ベクトルデータ、図形の属性等のデータ)を入力するための入力手段と、図形処理機能を有するワークステーション等から構成されている。
また、ビットマップデータ作成部26は、CADデータから要求される分解能のビットマップデータに変換する機能を有している。
また、ビットマップ処理部28は、ビットマップデータ作成部26により作成されたビットマップデータを吐出ヘッドの個数、配置、あるいは液滴の基板への着弾径を考慮した回路パターンの細線化の要求に応じて変更する処理を行う。
また、液滴吐出データ作成部30は、所望のパターンサイズとなるように液滴が着弾した際の着弾径を考慮し、液滴吐出データ(バイナリの時系列データ)を作成するものである。ここで、当該液滴吐出データは、吐出ヘッド群3の各ノズルに対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応するドット数の記録データを含んでいる。
【0036】
また、液滴吐出データ転送部32は、液滴吐出データ作成部30から出力される液滴吐出データを吐出ヘッド群3の液滴吐出手段に転送する機能を有する。
また、スイッチ群34は、液滴吐出データ転送部32と吐出ヘッド群3との間に設けられ、吐出ヘッド群3に含まれる複数の各駆動部に1対1に対応して接続され、液滴吐出データ転送部32から転送される記録データによりオン、オフ状態に設定される複数のスイッチから構成されている。
また、ヘッド駆動部38は、吐出ヘッド群3と一体化しており、例えば、リニアモータであり、吐出ヘッド群3を基板5の搬送方向と直交する方向に移動させる。
また、ヘッド駆動制御部40は、ヘッド駆動部38を図示してないシステムの上位コントローラの指示に基づいてヘッド駆動部38を駆動制御する。
また、ヘッド位置検出部42は、基板5が固定されるステージ4の位置の変位量、即ち、基板5上における吐出ヘッド群3の相対位置を検出する機能を有するものである。当該ヘッド位置検出部は、上記のエンコーダ4cに相当するものである。
また、液滴吐出タイミング制御部44は、ヘッド位置検出部42の検出出力に基づくタイミングで複数の駆動部の各々に駆動信号を供給する。
【0037】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作(液滴吐出方法)について説明する。
図3及び図4は基板5に画素を形成する場合のフローチャート図である。本実施形態では、例えば、画素として液晶パネルのカラーフィルタを想定している。
【0038】
まず、液滴吐出対象となる基板5の寸法、基板5から切り出すチップのチップ寸法、チップのピッチを決定し、液滴吐出データ設定値入力部20に入力する(ステップ100)。
次に、チップ上の画素配列(例えば、カラーフィルタの配列がストライプ型、デルタ型、モザイク型のいずれの配列であるか)、画素の個数、画素サイズ(画素の縦、横のサイズ)、画素ピッチを決定し、液滴吐出データ設定値入力部20に入力する(ステップ101)。
次に、画素への液滴吐出量、画素への液滴吐出回数(パス数P)、使用する吐出ヘッド3aの個数及び配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部22に入力する(ステップ102)。
【0039】
ここで、ステップ102について図5を参照して詳述する。
図5(a)は基板5上に形成された画素パターンRGBと、画素パターンRGBを形成するための吐出ヘッド群3を示す平面図、図5(b)は画素パターンRGBの要部Aを拡大視したピクセルPXを示す拡大図である。
図5(a)において、画素パターンRGBを形成するための有効吐出幅をW1、吐出ヘッド群3の幅をW2とすると、必要最小限のパス数P1は、W1/W2で求まる。ここで、パス数P1の値は小数点を切り上げて整数とする。
更に、液滴吐出量をq1、ピクセルPXを形成するために必要な要求体積をq2、液滴吐出量q1内の材料の含有率をrとすると、最低吐出発数n1はq2/(q1*r)で求まる。更に、ピクセルPXの長さをl、当該ピクセルPX内に吐出される液滴の着弾直径をdとすると、ピクセルPX内に一連に吐出してよい最大吐出発数n2は、l/dよりも以下であればよい。従って、最終的にパス数PはP1*(n1/n2)で求まる。
【0040】
次に、再び図3に戻り、液滴吐出装置の動作について説明する。
液滴吐出データ作成部30では、液滴吐出データ設定値入力部20及び吐出ヘッド設定値入力部22より入力されたデータに基づいて液滴吐出データを作成する(ステップ103)。
次に、ステージ4の搬送機構と、ヘッド駆動制御部40とによって基板5を搬送し、位置決めを行う(ステップ104)。
【0041】
次に、全ての液滴吐出データを液滴吐出データ転送部32に転送する(ステップ105)。
液滴吐出データ転送部32では、まず、最初のパスの液滴吐出データを、スイッチ群34を介して吐出ヘッド群3に転送する(ステップ106)。次に、吐出ヘッド群3のノズルに対向する位置まで搬送された基板5に対して吐出ヘッド群3より液滴が吐出される(ステップ107)。
【0042】
次に、最初のパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される(ステップ108)。ステップ108の判定が否定された場合にはステップ107に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ108の判定が肯定された場合には、次のパスの液滴吐出データを、スイッチ群34を介して吐出ヘッド群3に転送する(ステップ109)。次に、既述したように基板5に対して吐出ヘッド群3より液滴が吐出される(ステップ110)。
【0043】
次に、全てのパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される(ステップ111)。ステップ111の判定が否定された場合にはステップ109に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ111の判定が肯定された場合には、基板5は、ステージ4の搬送機構により他の工程に移送するように搬出される(ステップ112)。
【0044】
上述したように、液滴吐出装置1においては、予めROMやRAM等に記憶された液滴吐出データに基づいて吐出ヘッド群3から基板5上の所定の位置に吐出することにより、画素等のパターンを形成することが可能となる。
また、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成する画素等のパターンをビットマップデータとして予め作成することができる。また、このように作成されたビットマップデータを変換することにより液滴吐出データが作成され、当該液滴吐出データに基づいて基板5上にパターンを形成することが可能となる。
また、液滴吐出データ作成部30によって作成された上記の液滴吐出データを液滴吐出データ転送部32とによって液滴吐出手段に転送することが可能となる。また、液滴吐出データ作成部30によって作成された全ての液滴吐出データが一度に液滴吐出手段に転送されるので、吐出ヘッド群3は当該液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。
【0045】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例(液滴吐出方法)を図6に示す。
図6は、基板に回路パターンを形成する場合のフローチャート図である。回路パターンを形成するために、例えば、配線パターンを形成する場合には金属を含む液滴を使用するものとする。
【0046】
まず、液滴吐出対象となる基板のサイズ、液滴吐出分解能を決定する(ステップ200)。
次に、CADデータ操作部24により、回路パターンのCADデータから液滴吐出に必要な部分を抜き出し、ビットマップデータ作成部26に出力する(ステップ201)。
次に、ビットマップデータ作成部26は、CADデータから要求される分解能のビットマップデータに変換し、液滴吐出データ作成部30に出力する(ステップ202)。
【0047】
次に、ビットマップデータ処理部28は、液滴吐出の仕方に応じてビットマップデータを処理する(ステップ203)。即ち、吐出ヘッド群3のノズルピッチと画素ピッチが合わない場合、要求される液滴量が1度に打てない場合、あるいは1度に打つと液滴が固まってしまい目的とするパターンが得られない場合等を考慮してビットマップデータを変更する処理を行う。
【0048】
次に、使用する吐出ヘッド群3のヘッド個数、配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部22により液滴吐出データ作成部に入力する(ステップ204)。
次に、液滴吐出データ作成部30では、ビットマップデータ処理部28及び吐出ヘッド設定値入力部22より入力されたデータに基づいて液滴吐出データを作成する(ステップ205)。この後の動作は、図3及び図4におけるステップ104〜112と同一であるので、重複する説明は省略する。
【0049】
上述したように、液滴吐出装置1においては、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをCADデータとして予め作成することができる。
また、このように作成されたCADデータを変換することによりビットマップデータが作成され、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて基板5上にパターンを形成することが可能となる。
また、吐出される液滴の疎密を所望に設定した状態で、液滴の吐出に必要なCADデータを変換し、ビットマップデータを作成することができる。
【0050】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例(液滴吐出方法)を図7に示す。
図7(a)は制御装置2の機能を説明するためのブロック図、図7(b)は基板5に画素を形成する場合のフローチャート図である。
ここでは、先に記載した実施形態と同様のブロック図及びフローチャート図を省略し、異なる部分のみを示している。
【0051】
図7(a)に示すように、制御装置2は図2に示した液滴吐出データ作成部30と液滴吐出データ転送部32との間に、バッファ部(第1の記憶手段)50を備えた構成となっている。
バッファ部50とは、液滴吐出データ転送部32が液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する前に、液滴吐出データが複数に分割された分割データを一時的に記憶するものである。
【0052】
次に、上記バッファ部50を備えた場合の動作について説明する。
まず、図3のステップ103に示したように液滴吐出データを作成する。当該ステップ103より以前の動作は、上記と同様であるので説明を省略する。
次に、液滴吐出データを容易に液滴吐出データ転送部32に転送するためのデータ量にするために、液滴吐出データ作成部30が液滴吐出データを分割することにより分割データを作成する(ステップ300)。
次に、図3のステップ104に示したようにヘッド駆動制御部40とによって基板5を搬送し、位置決めを行う。
次に、分割データをバッファ部50に記憶する(ステップ301)。
次に、分割データを液滴吐出データ転送部32に転送する(ステップ302)。ここで、バッファ部50は、液滴吐出データ転送部32が全ての分割データを液滴吐出手段に転送するまで、当該分割データを記憶する。
次に、液滴吐出データ転送部32では、まず、最初のパスの分割データをスイッチ群34を介して吐出ヘッド群3に転送する(ステップ303)。この後の動作は、図3及び図4の液滴吐出データに代わって分割データが処理される。その処理過程はステップ104〜112と同一であるので、重複する説明は省略する。
【0053】
上述したように、バッファ部50を備えた構成においては、バッファ部50が一時的に分割データを記憶し、順次分割データが吐出ヘッド群3(液滴吐出手段)に転送されるので、吐出ヘッド群3は当該分割データに基づいて液滴を吐出することが可能となる。ここで、全ての液滴吐出データを一度に液滴吐出手段に転送する必要がない。
【0054】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作の他の例(液滴吐出方法)を図8に示す。
図8(a)は制御装置2の機能を説明するためのブロック図、図8(b)は基板5に画素を形成する場合のフローチャート図である。
ここでは、先に記載した実施形態と同様のブロック図及びフローチャート図を省略し、異なる部分のみを示している。
【0055】
図8(a)に示すように、制御装置2は図2に示した液滴吐出データ作成部30と液滴吐出データ転送部32との間に、第1のバッファ部(第1の記憶手段)51と、第2のバッファ部(第2の記憶手段)52を備えた構成となっている。
第1のバッファ部及び第2のバッファ部とは、液滴吐出データ転送部32が液滴吐出データを液滴吐出手段に転送する前に、液滴吐出データが複数に分割された分割データを一時的に記憶するものである。
【0056】
次に、上記バッファ部50を備えた場合の動作について説明する。
まず、図3のステップ103に示したように液滴吐出データを作成する。当該ステップ103より以前の動作は、上記と同様であるので説明を省略する。
次に、液滴吐出データを容易に液滴吐出データ転送部32に転送するためのデータ量にするために、液滴吐出データ作成部30が液滴吐出データを分割することにより第1の分割データと第2の分割データを作成する(ステップ400)。
次に、図3のステップ104に示したようにヘッド駆動制御部40とによって基板5を搬送し、位置決めを行う。
次に、第1の分割データを第1のバッファ部51に記憶する(ステップ401)。
【0057】
次に、第1の分割データを液滴吐出データ転送部32に転送する(ステップ302)。ここで、第1のバッファ部51は、液滴吐出データ転送部32が全ての第1の分割データを液滴吐出手段に転送するまで、当該第1の分割データを記憶する。
次に、液滴吐出データ転送部32では、まず、最初のパスの第1の分割データをスイッチ群34を介して吐出ヘッド群3に転送すると同時に、第2の分割データを第2のバッファ部52に記憶する。(ステップ403)。ここで、第1の分割データが転送されると、第2の記憶データは、上記同様に液滴吐出データ転送部32によって吐出ヘッド群3に転送される。
その処理過程はステップ104〜112と同一であるので、重複する説明は省略する。
【0058】
上述したように、第1のバッファ部51及び第2のバッファ部52を備えた構成においては、第1の分割データの吐出ヘッド群3(液滴吐出手段)への転送と、第2の分割データの第2のバッファ部52への記憶とが、同時に行われるので、当該第2の分割データを液滴吐出データ作成部30内に滞らせることなく第2のバッファ部52に記憶することが可能となる。
また、第1の分割データを吐出ヘッド群3に転送終了した状態において、第2の分割データが第2のバッファ部52に記憶されているので、液滴吐出データ転送部32は第1の分割データに引き続いて第2の分割データを吐出ヘッド群3に連続的に転送することが可能となる。
従って、第1の記憶手段と第2の記憶手段とを備えることで、第1の分割データと第2の分割データを連続的に吐出ヘッド群3に転送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図2】 本発明の液滴吐出装置の制御装置の機能を説明するブロック図。
【図3】 本発明の液滴吐出装置で画素を形成するフローチャート図。
【図4】 図3に続くフローチャート図。
【図5】 画素パターンと吐出ヘッド群とを示す平面図と、画素の拡大図。
【図6】 本発明の液滴吐出装置で回路を形成するフローチャート図。
【図7】 制御装置の他の機能を説明するブロック図、及びフローチャート図。
【図8】 制御装置の他の機能を説明するブロック図、及びフローチャート図。
【符号の説明】
1…液滴吐出装置、3…吐出ヘッド群、3a…吐出ヘッド、5…基板、RGB…画素パターン(パターン)、30…液滴吐出データ作成部(作成手段)、32…液滴吐出データ転送部(転送手段)、50、51…第1のバッファ部(第1の記憶手段)、52…第2のバッファ部(第2の記憶手段)、20…液滴吐出データ設定値入力部(第1の入力手段)、22…吐出ヘッド設定値入力部(第2の入力手段)、24…CADデータ操作部(CADデータ作成手段)、26…ビットマップデータ作成部(ビットマップデータ作成手段)
Claims (11)
- 液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、
前記基板の寸法と、当該基板を複数の領域に割り当てられた各領域の寸法と、隣接する前記領域の相互間隔と、前記パターンの配列と、当該パターンの個数と、当該パターンの寸法と、隣接する前記パターンの相互間隔と、に基づき、前記複数の領域の相互位置と、各々の領域における前記パターンを形成する前記液滴の吐出位置と、がXY格子により規定されたビットマップデータを作成し、
前記ビットマップデータと、前記パターンを形成するために必要な液滴量と、前記パターンを形成するために必要な前記吐出ヘッドと前記基板との相対移動動作の回数と、前記吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、
に基づいて、前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出方法。 - 前記パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたCAD(computer aided design)データを作成し、当該CADデータを前記ビットマップデータに変換することにより前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出方法。
- 前記CADデータのうち、前記液滴の吐出に必要なCADデータと、前記基板の寸法と、前記液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項2に記載の液滴吐出方法。
- 複数の前記液滴吐出データを一時的に記憶する第1の記憶手段を更に具備し、
前記作成手段が前記液滴吐出データを分割的に前記転送手段に転送するための分割データを作成し、
前記第1の記憶手段が当該分割データを記憶した後に、
前記転送手段が前記第1の記憶手段に記憶された前記分割データを前記液滴吐出手段に転送し、前記分割データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出方法。 - 前記液滴吐出データを一時的に記憶する、前記第1の記憶手段とは異なる第2の記憶手段を具備し、
前記作成手段が前記液滴吐出データを分割的に前記転送手段に転送するための第1の分割データ及び第2の分割データを作成し、
前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段のうち選択された前記第1の記憶手段が前記第1の分割データを記憶し、
前記転送手段が当該第1の分割データを前記液滴吐出手段に転送している間に、前記第2の記憶手段が前記第2の分割データを記憶することを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出方法。 - 前記転送手段は、前記第1の記憶手段に記憶された前記第1の分割データを前記液滴吐出手段に転送した後に、前記第2の記憶手段に記憶された第2の分割データを、連続して前記液滴吐出手段に転送することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出方法。
- 液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、
前記複数の領域の相互位置と、各々の領域における前記パターンを形成する前記液滴の吐出位置と、がXY格子により規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段と、
前記パターンを形成するために必要な液滴量と、前記パターンを形成するために必要な前記吐出ヘッドと前記基板との相対移動動作の回数と、前記吐出ヘッドの数量と、当該吐出ヘッドの配置と、を設定する入力手段と、
前記ビットマップデータと前記入力手段から入力される各々の設定値とに基づいて前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、
を具備し、
当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出装置。 - 複数のベクトルデータに組み合わせによって規定されたCADデータを作成するCADデータ作成手段を更に具備し、
前記ビットマップデータ作成手段は、前記CADデータに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出装置。 - 前記ビットマップデータ作成手段は、前記液滴の吐出に必要なCADデータと、前記基板の寸法と、前記液滴を吐出するための吐出分解能とに基づいて、前記ビットマップデータを作成することを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出装置。
- 前記液滴吐出データを一時的に記憶する第1の記憶手段を更に具備し、
当該第1の記憶手段は、前記作成手段によって前記液滴吐出データが分割された分割データを記憶し、
前記液滴吐出手段は、前記第1の記憶手段から転送される前記分割データに応じて駆動することを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出データを一時的に記憶する、前記第1の記憶手段とは異なる第2の記憶手段を更に具備し、
当該第2の記憶手段は、前記作成手段によって前記液滴吐出データが分割された分割データを記憶し、
前記液滴吐出手段は、前記第1の記憶手段および前記第2の記憶手段から交互に転送される前記分割データに応じて駆動することを特徴とする請求項10に記載の液滴吐出装置。
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