インク吐出装置およびその制御方法
【課題】輝点のない高品質な着色を行うことができるインク吐出装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】輪郭特定手段およびタイミング制御手段を備え、輪郭特定手段が、着色すべき領域（欠陥画素１７）の輪郭部分を特定し、タイミング制御手段が、すくなくとも上記特定された輪郭部分にインク滴１６を着弾させるように、インク吐出手段（インク吐出部２）によるインク吐出のタイミングを制御する。
【解決手段】輪郭特定手段およびタイミング制御手段を備え、輪郭特定手段が、着色すべき領域（欠陥画素１７）の輪郭部分を特定し、タイミング制御手段が、すくなくとも上記特定された輪郭部分にインク滴１６を着弾させるように、インク吐出手段（インク吐出部２）によるインク吐出のタイミングを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出する技術に関するものであり、特に、ノズルを備えるヘッドを用いて、媒体にインクを吐出するインク吐出装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクを吐出する技術は、民生用のプリンタに転用されるのみならず、液晶用のカラーフィルターパネル（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｐａｎｅｌ、以下「ＣＦパネル」と記載する）生産装置、その他の生産装置にも幅広く転用されるようになってきており、その用途が多様化している。その一例として、インクを吐出する技術を利用して、基板上にパターンを形成するインクジェットパターニング技術が挙げられる。インクジェットパターニング技術は、インク吐出装置から微量のインクを噴射し、基板上に直接微細なパターンを印字する技術である。このインクジェットパターニング技術は、従来のフォトリソグラフィーによる真空プロセスを用いたパターン生成方法に代わり、脱真空プロセスに使用可能な技術として注目が高まっている。
【０００３】
そして、このインクジェットパターニング技術を用いたＣＦパネルを形成するためのインク吐出装置の開発が盛んに進められている。このインク吐出装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色からなるインクを、ガラス基板上に形成されているＲＧＢ用画素領域内に着弾させることによって各画素を埋め、ＣＦパネルを形成する。このインク吐出装置は、特に、近年益々大面積化が進んでいる液晶用のＣＦパネル製造において用いられている。そして、このインク吐出装置は、その処理時間が厳重に管理され、一定の短時間で確実に処理を成し遂げることが要求される。さらに、液晶テレビ用途等では、特に高品質なＣＦパネルが要求される。
【０００４】
また、インクジェットパターニング技術は、画素の全面印刷技術としてのみならず、夾雑物の混入または付着に起因して生じる欠陥画素を修復するための技術としても広く用いられている。例えば、隣接画素間でのインクの混色等による欠陥画素の場合、混色が発生した欠陥画素のインク層をレーザ装置等により取り除き、その取り除いた部分に再度指定された色のインクをインクジェットパターニング技術によって吐出して修復する方法が用いられている。
【０００５】
インクジェットパターニング技術において、輝点（白抜け）のない高品質な着色をするための技術として、特許文献１には、画素にインク吐出する際に、同一ノズルからインクをずらしながら重ねて吐出し、吐出されたインクの間隔を、吐出の前半部よりも吐出の後半部で狭める方法が示されている。具体的には、図１２に示すように、吐出の前半部であるＢ−Ｃ間およびＣ−Ｄ間の幅を広くし、吐出の後半部であるＤ−Ｅ間およびＥ−Ｆ間の幅を狭くして吐出する方法が示されている。この方法により、先に吐出したインクドットに引き込まれるように後から吐出したインクドット液が吸い寄せられる現象を防止することが記載されている。同文献にはまた、インク吐出の開始位置を、吐出対象領域の枠に大きく重なる位置とすることが記載されている。
【特許文献１】特開平８−３２７８１６号公報（平成８年１２月１３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、境界付近にも輝点のない高品質な着色を行うことは困難であった。特に、上述したような欠陥画素を修復する際には、コーナー部分に輝点が非常に残り易い。これは、本発明らが鋭意検討したところ、欠陥画素の下地が撥水性を帯びていることが原因であった。
【０００７】
特許文献１に記載の、吐出されたインクの間隔を吐出の前半部よりも吐出の後半部で狭める第１の方法、および、インク吐出の開始位置を吐出対象領域の枠に大きく重なる位置とする第２の方法では、それぞれ吐出の終端部分および開始部分における輝点をある程度避けることができたが、十分ではなかった。
【０００８】
さらに、ＣＦパネルの形成または修復のように、着色すべき領域に隣接して、同一のインクにより着色すべきでない領域が存在する場合には、決められた領域内にのみ着色を行う必要があるので、着色すべき領域からインクがはみ出し得る第２の方法は用いることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、領域内にのみ着色を行う場合において、輝点のない高品質な着色を行うための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るインク吐出装置は、上記課題を解決するために、媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置であって、第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定手段と、少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御手段とをさらに備えていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、まず、上記輪郭特定手段が第１の領域における輪郭部分を特定する。例えば、上記輪郭特定手段は、カメラ等を用いて上記媒体の写真を撮影し、第１の領域の形状を認識する。そして、認識した第１の領域の形状から、周知の画像処理手段を用いて第１の領域の輪郭部分を算出する。
【００１２】
次に、上記タイミング制御手段が、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御する。例えば、上記輪郭特定手段が算出した上記輪郭部分をインクの吐出対象とするようにインク吐出パターンを生成し、当該インク吐出パターンに基づいて、上記インク吐出手段を制御する。
【００１３】
以上により、第１の領域の輪郭部分にインクを着弾させることができる。これにより、輝点が生じ易い第１の領域の境界近くにもインクを充填することができ、輝点のない高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００１４】
上記インク吐出装置では、第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御手段が、上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、上記タイミング制御手段は、少なくとも上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づいて、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御する。
【００１６】
上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲は、上記インクを着弾させるべき位置を中心とした、上記インクの吐出の際に発生し得るずれ（インク着弾精度）および吐出時における上記インク液滴の大きさに従った範囲となる。したがって、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づけば、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲を算出することができ、上記タイミング制御手段は、算出された範囲に基づいて、上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御することができる。
【００１７】
そして、上記インクが第１の領域内に着弾すれば、該インクは第１の領域の境界を超えて付着しない。すなわち、第１の領域は上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれているため、第１の領域内に着弾したインクは、第２の領域において広がりが遮られ、境界または隣接画素へインクが広がらず、第１の領域内に止まる。
【００１８】
すなわち、第１の領域が上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御手段が、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲に基づいて制御を行うことにより、上記インクが第１の領域の境界を超えて付着することを避け得、高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００１９】
また、上記インク吐出装置は、表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために好適に用いることができる。
【００２０】
上述したように、表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素の下地は撥水性を帯びている場合が多い。これは、欠陥画素部の不要なＣＦ膜を除去する際に、以下の理由により基板面に残渣が残ることが原因であった。
【００２１】
まず、ＣＦ膜を除去する際には、通常、比較的弱いレーザが短時間用いられる。そのため、不要なＣＦ膜を完全に除去し得ず、残渣が残ってしまう。一方、強力なレーザの適用、およびレーザの長時間の適用は、レーザ加工装置のタクト時間を増加させるだけでなく、カラーフィルターパネル上の画素周囲の縁取りを形成するＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）膜等にダメージを与える可能性が高まるため好ましくない。
【００２２】
また、プラズマ装置等を用いた基板面のプラズマクリーニングによって残渣を完全除去するのは困難である。すなわち、十分に残渣を除去するために長時間プラズマ照射することは、他の膜へのダメージ、特にＢＭ膜へのダメージが懸念されるため好ましくない。詳しく述べれば、まず、ＢＭ膜は、任意の画素に吐出されたインクが、該画素に隣接した画素に流れ込むことを防ぐため、撥水性を帯びていることが必要である。そして、長時間のプラズマ照射は、ＢＭ膜を親水性に改質する可能性があるため非常に好ましくない。
【００２３】
以上のように、欠陥画素にはＣＦ膜の残渣が残り易く、欠陥画素図の下地基板は撥水性を幾分帯びた状態となる。そのため、吐出されたインクの広がりが非常に悪く、特に画素の輪郭部において、着色が行われていない部分（輝点）が生じてしまう。
【００２４】
ここで、本発明に係るインク吐出装置は、第１の領域の境界部分においても上記インクを充填し、輝点のない品質の良好な画素膜を形成し得るので、画素の輪郭部において輝点の生じ易い表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために好適に用いることができる。
【００２５】
上記インク吐出装置では、上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用カラーフィルターパネルであってもよい。
【００２６】
本発明に係るインク吐出装置は、品質の良好な画素膜を形成し得るので、高い品質が求められる液晶表示用のカラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するためにも好適に用いることができる。
【００２７】
本発明に係るインク吐出装置の制御方法は、媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置の制御方法であって、第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定工程と、少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御工程とを包含していることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、上記輪郭特定工程において、第１の領域における輪郭部分を特定し、上記タイミング制御工程において、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するので、第１の領域の輪郭部分に上記インクを着弾させることができる。
【００２９】
第１の領域の輪郭部分に上記インクが着弾するので、輝点が生じ易い第１の領域の境界近くにも上記インクを充填することができ、輝点のない高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００３０】
上記インク吐出装置の制御方法では、第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御工程が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することが好ましい。
【００３１】
上述したように、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づけば、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲を算出することができるので、上記タイミング制御手段が、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づいて基づいて制御を行うことにより、上記インクが第１の領域の境界を超えて付着することを避け得、高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るインク吐出装置は、着色すべき領域の輪郭部分にインクを着弾させることができるので、輝点のない高品質な着色を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００３４】
〔１：インク吐出装置〕
（１−１：要部構成）
図１は、本発明の実施形態を示すものであり、インク吐出装置１の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、インク吐出装置１は、主として、インク吐出部２（インク吐出手段）、インク吐出領域認識部（輪郭特定手段）３、インク吐出順番決定部４、インク吐出液滴数演算部５、インク吐出パターン生成部（インク吐出パターン生成手段）６、ヘッドの角度制御部（角度調整手段）２１、ヘッドの移動制御部（移動制御手段）２２、インク吐出タイミング制御部（タイミング制御手段）２３を備えている。
【００３５】
なお、本実施形態では、ＣＦパネル上の欠陥画素を修復するためのインク吐出装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
インク吐出部２は、ＣＦパネル上に発生した複数個の欠陥画素１７（第１の領域）に対してインクを吐出するためのものである。インク吐出部２の詳細な構成については後述する。
【００３７】
インク吐出領域認識部３は、ＣＦパネル上に発生した複数個の欠陥画素１７の形状、位置、および輪郭を認識するためのものである。例えば、インク吐出領域認識部３は、観察用カメラ等の撮像部を用いることにより、欠陥画素１７の形状および位置を認識する。具体的には、インク吐出領域認識部３が欠陥画素の形状および位置を認識する方法として、実際に撮像部を用いて直接媒体上に点在した欠陥画素の形状、大きさおよび位置を認識する方法や、事前にファイル等を用いて欠陥画素の形状、大きさおよび位置を記述し、それらの情報を電子データとして入手する方法等がある。なお、本発明をＣＦパネル上の欠陥画素の修復以外の目的に用いる場合、例えば、ＣＦパネル等の形成のために本発明を用いる場合には、インク吐出領域認識部３は、基板上のＣＦパネル等を形成すべき形状が予め電子データとして入手されていることが好ましい。この場合、以下における「インク吐出領域認識部３が認識した複数個の欠陥画素の形状と位置との情報」を、「インク吐出領域認識部３に予め入力されたＣＦパネル等を形成すべき形状と位置との情報」と読みかえればよいことを当業者は容易に理解する。
【００３８】
また、欠陥画素１７の輪郭は、上記観察用カメラ等により直接認識してもよいし、得られた欠陥画素１７の形状から算出してもよい。ＣＦパネルの画素などに対しては、その形状に基づいて、その輪郭を容易に算出しえることを当業者は容易に理解する。輪郭の認識についての詳細は後述する。
【００３９】
インク吐出順番決定部４は、インク吐出領域認識部３が認識した複数個の欠陥画素１７の形状と位置との情報に基づいて、複数個の欠陥画素１７を修復する順番を決定するためのものである。つまり、インク吐出順番決定部４は、複数個の欠陥画素の形状と位置との情報に基づいて、後述するヘッド７の走査回数を最小化し、処理時間を最短化することを目的として欠陥画素１７の修復順番を決定する。さらに、インク吐出順番決定部４は、ヘッド７の走査方向も決定する。
【００４０】
インク吐出液滴数演算部５は、インク吐出領域認識部３によって認識された欠陥画素１７の大きさやインク吐出順番決定部４によって決定された修復順番および後述するヘッド７の走査方向に基づいて、欠陥画素１７に割り当てられた各ノズル１０からのインク液滴量を決定するためのものである。
【００４１】
インク吐出パターン生成部６は、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素１７の形状と位置、インク吐出順番決定部４によって決定された欠陥画素１７の修復順番並びに後述するヘッド７の走査方向、および、インク吐出液滴数演算部５によって決定されたインク液滴量に基づいて、インクの吐出パターンを生成するためのものである。インク吐出パターン生成部６は、すくなくともインク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素１７の輪郭部分にインクが積極的に吐出されるように上記吐出パターンを生成する。吐出パターンについての詳細は後述する。
【００４２】
さらに、インク吐出パターン生成部６は、生成したインク吐出パターンをインク吐出タイミング信号としてインク吐出部２に出力する。そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出パターン生成部６から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００４３】
ヘッドの角度制御部２１は、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素の形状と位置に基づいて、後述するヘッド７に備えられているノズル列の角度を算出し、ヘッド７に備えられているノズル列の角度の変更を行うためのものである。そして、インク吐出パターン生成部６は、より具体的には、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素の形状と位置、インク吐出順番決定部４によって決定された欠陥画素の修復順番並びにヘッド７の走査方向、インク吐出液滴数演算部５によって決定されたインク液滴量、インク吐出装置１におけるインク着弾精度、吐出時のインク滴１６の大きさ、および、ヘッドの角度制御部２１によって決定されたヘッド７に備えられているノズル列の角度に基づいて、インクの吐出パターンを生成する。生成されるインクの吐出パターンについては後に詳述する。
【００４４】
ここで、ヘッド７に備えられているノズル列の角度について、以下に説明する。ヘッド７に備えられているノズル列の角度とは、ヘッド７の移動方向に対して斜めに傾けられた角度のことをいう。
【００４５】
ヘッド７に備えられているノズル列の角度が大きい場合、例えば、４５度以上の場合には、その角度が小さい場合に比べて、個々のノズル間での印字幅はより大きくなり、欠陥画素に割り当てられるノズルの数はより少なくなる。そのため、欠陥画素１７を充填するために必要なインク量を確保するためには、ヘッド７を低速で移動させて、ヘッド７が欠陥画素上を通過する時間を長くするか、または、印加する電圧等を制御して、インク吐出部２が大きな液滴を吐出するように制御することが必要となる。逆に、ヘッド７に備えられている両端のノズル間での印字幅はより大きくなるため、両端のノズルを割り当てることにより、大きな欠陥画素に対してもインクの充填が可能となる。
【００４６】
一方、ヘッド７に備えられているノズル列の角度が小さい場合には、その角度が大きい場合に比べて、個々のノズル間での印字幅はより小さくなり、欠陥画素１７に割り当てられるノズルの数はより多くなる。そのため、ヘッド７を高速で移動させて、ヘッド７が欠陥画素上を通過する時間を短くしても、欠陥画素１７を充填するために必要なインク量を確保することが可能となる。逆に、ヘッド７に備えられている両端のノズル間での印字幅は小さくなるため、大きな欠陥画素に対しては両端のノズルを用いてもノズルを割り当てることができない。よって、インク充填時の十分なインクの広がり（濡れ性）が確保できない場合には、大きな欠陥画素に対してはインクの充填が不可能となる。
【００４７】
したがって、ヘッド７に備えられているノズル列の好ましい角度は、主として欠陥画素１７の大きさによって左右される。つまり、欠陥画素１７が小さい場合には、欠陥画素１７に多くのノズルを割り当てることができるように、その角度を小さくすることが好ましい。
【００４８】
一方、欠陥画素１７が大きい場合には、欠陥画素１７へのインク充填時のインクの広がり（濡れ性）にもよるが、その角度を大きくし、欠陥画素１７の端部にまでノズルを割り当てることが好ましい。
【００４９】
ヘッドの移動制御部２２は、インク吐出順番決定部４によって決定された修復順番および後述するヘッド７の走査方向に基づいて、ヘッド７を移動させるためのものである。
【００５０】
インク吐出タイミング制御部２３は、ヘッドの移動制御部２２によって後述するヘッド７が移動することにより欠陥画素の位置にヘッド７が到着したら、インク吐出パターン生成部６によって生成されたインク吐出パターンに基づいて、インク吐出部２にインク吐出タイミング信号を送るためのものである。そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出タイミング制御部２３から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００５１】
例えば、インク吐出部２は、インク吐出タイミング制御部２３からエンコーダ信号が入力され、エンコーダのカウント数が指定された数となった場合に、インクを吐出する仕組みとなっている。具体的には、まず、インク吐出タイミング制御部２３は、欠陥画素の位置をエンコーダのカウント数に変換する。次に、インク吐出タイミング制御部２３は、その変換した情報を、ヘッド７の移動に先立ってインク吐出部２に入力する。その後、ヘッド７の移動が開始する。最後に、インク吐出部２は、インク吐出タイミング制御部２３から入力されたエンコーダのカウント数が指定された数に達したら、インクの吐出を開始する。なお、インク吐出タイミング制御部２３が、タイミング信号をコンパレータとＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部とに出力する構成としてもよい。ここで、コンパレータは、タイミング信号をゲート信号として検出信号をＣＰＵに出力することになる。また、ＣＰＵは、コンパレータからの検出信号を判別できることになる。そして、ＣＰＵで判別された結果に基づいて、インク吐出部２の各ノズル１０は、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００５２】
（１−２：インク吐出部）
図２はインク吐出部２の構成を模式的に示す図である。インク吐出部２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色用の３個のヘッド７（ヘッド７Ｒ、ヘッド７Ｇおよびヘッド７Ｂ）を有している。各ヘッド７は、ノズル１０を備えている。なお、一つの局面において、インク吐出部２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）のいずれか一色または二色のヘッド７のみを有していてもよい。また、ヘッド７と、ヘッド７に備えられているノズル列とは、平行方向でなくてもよい。
【００５３】
各ヘッド７のノズル１０が段違いに配置されているのは、各ヘッド７を反時計周りに回転させ、主走査方向に対して斜めに傾けることで、各ヘッド７の両端のノズル１０を各ヘッド７の主走査方向と同一方向の直線状になるようにするためである。なお、ヘッド７を主走査方向に対して斜めに傾けることで、各ヘッド７の両端のノズル１０が各ヘッド７の主走査方向と同一方向の直線状にならない場合であってもよく、欠陥画素１７の形状と位置とに合わせてヘッド７の主走査方向に対する傾きを調整してもよい。
【００５４】
図２に示すように、各ヘッド７を主走査方向（図２のＶ方向）または副走査方向（図２のＨ方向）に対して斜めに傾けることによって、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（図２のＩｇ）は、斜めに傾けない場合に比べて小さくなる。つまり、各ヘッド７を主走査方向（Ｖ方向）または副走査方向（Ｈ方向）に対して斜めに傾けない場合には、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（Ｉｇ）は、各ヘッド７における各ノズル１０の間隔そのものとなる。これに対して、各ヘッド７を主走査方向（Ｖ方向）または副走査方向（Ｈ方向）に対して斜めに傾ける場合には、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（Ｉｇ）は、各ヘッド７における各ノズル１０の間隔よりも小さくなる。これにより、欠陥画素に対してより多くのノズルを割り当てることができる。その結果、割り当てられた各ノズル１０からのインク吐出量を少なくすることができる。よって、インク吐出部２が高速で移動しても、その移動している間に、所定のインク液滴量を欠陥画素１７に対して吐出することができる。したがって、欠陥画素１７の形状と位置とに合わせて、各ヘッド７を主走査方向または副走査方向に対して斜めに傾けることが望ましい。
【００５５】
（１−３：ヘッド）
図３（ａ）は、ヘッド７の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、ヘッド７と、ヘッド７の各ノズル１０からインクを吐出される基板８（ＣＦパネル）とを示す断面図である。また、基板８（ＣＦパネル）は、フィルタ層８ａとガラス層８ｂとの２層からなっている。
【００５６】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ヘッド７は、ノズル１０、筐体１１、ノズルプレート１２、インク吐出孔１３、圧電部材１４を備えており、インクを収容している。なお、ノズル１０の数は、図２におけるノズル１０の数と対応していないが、説明の便宜上、ノズル１０の数を４個としている。
【００５７】
具体的には、筐体１１の開口は、ノズルプレート１２によって防がれている。ノズルプレート１２には、ノズル１０が所定の間隔をあけて備えられている。ノズル１０には、直径が約２０μｍであるインク吐出孔１３が形成されている。筐体１１の内部には、インク流路１５を形成するように圧電部材１４が備えられている。ノズル１０から基板８にインクが吐出される際には、印加された電圧に応じて圧電部材１４が振動することにより、インク流路１５に沿って、ノズル１０からインク滴１６が基板８に吐出される。
【００５８】
なお、インクジェットを連続的に使用していると、ヘッドやインクの経時変化もあって、ノズルが不吐出ノズルになる場合が発生する。ここで、不吐出ノズルとは、ノズル中への異物混入等によって、インクを吐出することができない状態に陥ったノズル、または、吐出したインクの着弾精度が指定された範囲を超えるような不安定な吐出状態に陥ったノズルをいう。その場合、一般にはプライム処理やワイピング処理等の不吐回復処理を行い、安定した吐出状態となるようにする。
【００５９】
（１−４：インクの吐出パターン）
次にインクの吐出パターンについて詳細に説明する。なお、本発明の効果をわかりやすく説明するために、初めに本発明において用いるものとは異なるインクの吐出パターンと、その作用効果について述べ、最後に、本実施形態において用いるインクの吐出パターンと、その作用効果について述べる。
【００６０】
（第１の参考構成）
図４は、インク吐出部２が欠陥画素に対して修復を行う際の、第１の参考構成におけるインク吐出方法を説明する平面図である。ただし、インクの吐出パターン以外の構成については、本発明に係るインク吐出装置と同様であり、インクの吐出パターン以外の構成の説明は、本実施形態に係るインク吐出装置に対しても適用される。
【００６１】
図４は１種類のインクを吐出するヘッド７の構成としているが、例えばカラーフィルターの場合、ＲＧＢの３種類のインク用に３個のヘッド構成としても良い。図４において、図２に示したインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素に対して斜めに傾けられ、そのインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素短辺方向である図４での上方向に移動する。
【００６２】
図４において、欠陥画素（インクを吐出すべき領域）１７はＣＦパネルに発生した青色（Ｂ）の欠陥画素である。この欠陥画素１７に対しては、インク吐出部２の青色用のヘッド７Ｂを用いてインクの吐出を行う。具体的には、青色用のヘッド７Ｂの一列に並んでいるノズル１０のうち、この欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズル１０から、欠陥画素１７に対して、インク滴１６を一定間隔で吐出する。
【００６３】
ここで、図４に示すように、使用するインクとしてはＣＦパネルの各画素色に対応した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３色のインクとする。インク吐出部２に設けられたヘッド７Ｒおよび７Ｇおよび７Ｂは、各インクが内部でそれぞれ混じり合わないように、互いに分離して設けられており、互いに独立にインクの吐出を制御できる構成とする。また、ＣＦパネルの画素は、略矩形領域形状をしており、インクを充填する画素内側はインクの濡れ広がりが良いように親水化が施され、画素の周囲は隣り合う画素にインクが流れ込まないように撥水化処理が施されて隣接画素間を分離している。
【００６４】
図５は、図４においてインク吐出部２が欠陥画素１７にインクを吐出して数秒経過した際の、欠陥画素１７の画素長辺方向におけるインクの膜厚を示す断面図である。図５において、横軸は欠陥画素１７の画素長辺方向の相対位置を示しており、縦軸はインクの膜厚を示している。また、画素はそれぞれ画素境界１８（第２の領域）によって区切られている。
【００６５】
図５に示すように、インク吐出部２が画素短辺方向に移動する際、欠陥画素１７の中で先にインクを吐出された部分Ａはインクの膜厚が厚くなり、後にインクを吐出された部分Ｂはインクの膜厚が薄くなる。つまり、インク吐出の時間差により、後に吐出されたインクが、先に吐出されたインクに引き付けられて、画素内で膜厚が不均一になるという問題を生じる。具体的には、部分Ａと部分Ｂとの膜厚のバラツキは±１０％になる。
【００６６】
すなわち、画素の印字方向としてノズルを画素短辺方向に走査させて画素内にインクを吐出する際に、画素内に多くのノズルを割り当てるため、複数のノズルを有するヘッドを用いてそのヘッドを傾けてインクを吐出する場合、画素に先に到着したノズルから先に吐出したインクに、後に到着した他のノズルから後に吐出したインクが引き付けられるため、インク着弾後の画素の膜厚形状が不均一になる。その結果、品質の良好な膜を形成することができないという問題点を有している。
【００６７】
この問題は、欠陥画素のような撥水性を帯びた媒体上において特に顕著となる。図８に示すように、撥水性を帯びた媒体上では、ほぼ矩形状に吐出したものであってもインク溜まりはティアドロップのような形状となる。なお、レーザ加工装置などを用いて、不要な膜を除去した欠陥画素部は、レーザ加工後の不要な膜の残磋やその後の有機汚染などが原因となってインクの濡れ性が悪い撥水性を帯びている場合が一般的である。また、修復後における色むらなどを考慮すると、欠陥画素全体のＣＦ膜を除去する必要があり、特に、ＲＧＢの各色膜で混色した場合、混色した膜全体を除去することが望ましいため、レーザ加工に対しても画素形状と同じ矩形形状で不要膜全体を除去することが要求される。そのため、撥水性を帯びた欠陥画素全体に対してインクを着色する必要がある。
【００６８】
（第２の参考構成）
上記問題を解決するための一つ方法として、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法がある。図６（ａ）および（ｂ）は、図４と同様に、インク吐出部２が欠陥画素１７に対して修復を行う際のインク吐出方法を説明する平面図である。図４に示すインク吐出方法は、インク吐出部２の各ノズル１０から吐出されるインク液滴数を一定としているのに対して、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法は、インク吐出部２の各ノズル１０から吐出されるインク液適数を、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルのうち、一端のノズル１０Ａでは減少または増加させ、他端のノズル１０Ｂでは増加または減少させる。
【００６９】
ここで、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法を詳細に説明する。図６（ａ）は、欠陥画素１７に対して斜めに傾けたインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素短辺方向である図６（ａ）での上方向に移動し、欠陥画素１７にインク吐出をして欠陥修復を行っていることを示している。図６（ａ）において、インク吐出部２の各ノズル１０のうち、ノズル１０Ａは欠陥画素１７を最初に通過するノズルであり、ノズル１０Ｂは欠陥画素１７を最後に通過するノズルを示す。また、ノズル１０Ａからノズル１０Ｂの間のノズルは、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルを示す。
【００７０】
各ノズル１０から吐出されるインク液滴数については、例えば、欠陥画素１７を最初に通過するノズル１０Ａからのインク液滴数は６滴とし、ノズル１０Ａとノズル１０Ｂとの間に位置するノズル１０からのインク液滴数は９滴とし、最後に通過するノズル１０Ｂからのインク液滴数は１１滴とするというように、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を段階的に増加させる。
【００７１】
図６（ｂ）は、欠陥画素１７に対して斜めに傾けたインク吐出部２が、図６（ａ）とは逆の走査方向、つまり、ＣＦパネルの画素短辺方向である図６（ｂ）での下方向に移動し、欠陥画素１７にインク吐出をして欠陥修復を行っていることを示している。図６（ｂ）において、インク吐出部２の各ノズル１０のうち、ノズル１０Ｂは欠陥画素１７を最初に通過するノズルであり、ノズル１０Ａは欠陥画素１７を最後に通過するノズルを示す。また、ノズル１０Ｂからノズル１０Ａの間のノズルは、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルを示す。
【００７２】
各ノズル１０から吐出されるインク液滴数については、例えば、欠陥画素１７を最初に通過するノズル１０Ｂからのインク液滴数は６滴とし、ノズル１０Ｂとノズル１０Ａとの間に位置するノズル１０からのインク液滴数は９滴とし、最後に通過するノズル１０Ａからのインク液滴数は１１滴とするというように、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を段階的に増加させる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を増加させることで各ノズル１０から吐出するインク液滴量を増加させたが、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を一定として、インク１滴当たりの液量を増加させることで各ノズル１０から吐出するインク液滴量を増加させてもよい。
【００７４】
図７は、図６（ａ）および（ｂ）においてインク吐出部２が欠陥画素１７にインクを吐出して数秒経過した際の、欠陥画素１７の画素長辺方向における膜厚補正前および膜厚補正後のインクの膜厚を示す断面図である。図７において、図５と同様に、横軸は欠陥画素１７の画素長辺方向の相対位置を示しており、縦軸はインクの膜厚を示している。また、画素はそれぞれ画素境界１８によって区切られている。
【００７５】
図７に示すように、インク吐出部２が画素短辺方向に移動する際、欠陥画素１７を最初に通過するノズルから欠陥画素１７を最後に通過するノズルに向かって吐出するインク液滴数を段階的に増加させることにより、膜厚のバラツキが大きく低減していることが分かる。つまり、欠陥画素１７の中で先にインクを吐出された部分Ａ’において、補正前はインクの膜厚が厚くなっていたが、補正後はインクの膜厚が厚くなっていることはない。また、欠陥画素１７の中で後にインクを吐出された部分Ｂ’において、補正前はインクの膜厚が薄くなっていたが、補正後はインクの膜厚が薄くなっている程度が低減されている。そして、部分Ａ’と部分Ｂ’とのインクの膜厚のバラツキが大きく低減している。
【００７６】
しかしながら、段階的にインク量を増加減させて膜厚が均等になるようにインク量を制御するだけでは、撥水性を帯びた欠陥画素内では特にそのコーナー部においてインクが十分に広がり難い課題が発生する。
【００７７】
（本実施形態の構成）
本実施形態に係るインク吐出装置は、画素コーナー部などインク吐出対象の境界部分においてもインクが広がらず僅かな輝点となり得る部分をなくすため、図６で示した各ノズルからの液滴数を段階的に増加もしくは減少させる方法に加えて、図９に示すように欠陥画素の形状輪郭部を構成する位置に積極的にインクの着弾を図るように、各ノズルから吐出するインク着弾位置を制御する。
【００７８】
このように、輪郭部にも積極的にインクを着弾させることによって、インクの充填し難いコーナー部においてもインクを広げることができ、僅かな輝点と成り得る特に欠陥画素のコーナー部分などのインク吐出対象の境界付近においても十分にインクを充填できるものである。
【００７９】
なお、図９ではヘッドが傾いている場合を示したが、ヘッドが傾いていない場合でも同様に、インクの着弾位置には輪郭部を形成するように制御することが好ましい。図９ではまた、ヘッドの進行方向を一方向での例で示しているが、進行方向が反転した逆方向の場合でも同様であり、吐出対象物の形状の輪郭を形成する位置にインクを着弾させることが必要である。
【００８０】
以上のように、欠陥画素のインク吐出対象部の輪郭部位置にインクを着弾させることで、特にコーナー部などのインクの吐出対象物の境界部分に十分なインクを与えることができ、画素品質として、輝点のない良質なものを生成することができるものである。
【００８１】
更に、図１０で示すように輪郭部を形成するインクの着弾位置は、装置ステージ精度やインクジェットヘッドの吐出ばらつき精度を加味したインクジェット吐出装置における吐出位置精度ａ（μｍ）とインク吐出液滴の大きさ２ｂ（μｍ）を考慮することが望ましく、インク吐出対象へのインク着弾位置はその境界から少なくともａ＋ｂ（μｍ）内側へ吐出することによって欠陥画素の境界部における着弾が他の画素位置やその境界部を越える位置へ着弾することを防ぐことができ、良質な画素修復形成が可能となる。
【００８２】
以上を具体的に述べれば、まず、インク吐出領域認識部３が、基板８（ＣＦパネル）上に発生した複数個の欠陥画素の輪郭部分を以下のように認識する。
【００８３】
図１３は、本実施形態に係る基板８を示す平面図である。図１３に示すように、基板８上の画素の輪郭付近には、画素同士間の境界を超えたインクの流入を防ぐため画素境界１８上に形成された撥水性のＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）膜２４が存在している。したがって、インク滴１７を吐出すべき画素開口部はＢＭ膜２４に囲まれた領域となる。欠陥画素部の輪郭を特定し、インクを吐出する対象となるその開口部を特定するためには、ＢＭ膜２４の幅情報を用いることが好ましい。例えば、画素開口部の面積は下記の式１で表される。
【００８４】
画素開口部の面積＝（画素長辺長さ−ＢＭ幅（画素長辺方向））
×（画素短辺長さ−ＢＭ幅（画素短辺方向））………（式１）
インク吐出領域認識部３は、カメラ等を用いて基板８上の欠陥画素１７を認識してもよい。すなわち、基板８の画像データ上の各点について所定の色に着色されるか否かを判断し、所定の色に着色されていない部分を欠陥画素１７として認識する。その際、ＢＭ膜２４を併せて認識することにより、欠陥画素１７全体の形状を特定してもよい。また、欠陥画素１７に対し不要なＣＦ膜を除去したレーザ加工装置（図示せず）から電子データを介して座標値を受け取ってもよい。
【００８５】
欠陥画素１７の座標データは、図１３に示すように画素の中心位置を示すデータとすることもできるがこれに限られない。すなわち、欠陥画素１７の座標データは画素の四隅の位置をデータ等、当業者が容易に該座標データから欠陥画素１７の輪郭位置を特定し得るデータであればよい。
【００８６】
例えば、画素の中心位置を座標データとして取得した場合、予め入力されたレシピ情報（各画素の長辺方向および短辺方向の長さ、ＢＭ膜２４の画素長辺方向および画素短辺方向のそれぞれの幅）に基づいて欠陥画素１７の座標データから、その輪郭部分の位置を特定し得る。例えば、欠陥画素１７の長辺方向（以降、第１の方向とする）の上記輪郭部分の位置は下記の式２として表すことができ、欠陥画素１７の短辺方向（以降、第２の方向とする）の上記輪郭部分の位置は下記の式３として表すことができる。なお、ＢＭ膜２４の特定方向の幅を「ＢＭ幅」と表す。
【００８７】
輪郭部分の第１の方向の位置＝欠陥画素座標±（画素長辺の長さ−ＢＭ幅（画素長辺
方向））／２………（式２）
輪郭部分の第２の方向の位置＝欠陥画素座標±（画素短辺の長さ−ＢＭ幅（画素短辺
方向））／２………（式３）
インク吐出領域認識部３は、上記のように認識した欠陥画素１７の輪郭部分の位置を示すデータをインク吐出パターン生成部６に出力する。インク吐出パターン生成部６は、上記データに基づいて、すくなくとも上記輪郭部分にインク滴１６が吐出されるようにインク吐出パターンを生成する。
【００８８】
一実施形態において、上記インク吐出パターンは欠陥画素１７の開口部の輪郭部分において密となるような吐出パターンを生成する。一つの局面において、欠陥画素１７の開口部をいくつかの分割領域に分割してもよい。図１４は欠陥画素１７の分割を説明する平面図である。図１４で示すように欠陥画素１７の開口部を、各ノズル１０が通過する位置に基づき均等に分割する。そして、各分割領域について、欠陥画素１７の輪郭近傍が重くなるように重み付けを行う。重く重み付けされた分割領域にたいして、吐出するインク滴１６が密となるように（同一領域内にと出されるインク滴数が多くなるように）インク吐出パターンを生成する。
【００８９】
また、他の局面において、すくなくとも欠陥画素１７の輪郭部分にインク滴１６が吐出されるようにインク吐出パターンを生成するために、ノズル１０の第１の方向の位置が、式２で示される位置に近づいたとき、または、ノズル１０の第２の方向の位置が、式３で示される位置に近づいたときインク滴１６が吐出されるようにインクパターンを形成する。
【００９０】
さらに、一実施形態において、インク吐出パターン生成部６は、上記輪郭部分の位置情報に加えて、インクの吐出の際に発生し得るずれ（着弾精度）および吐出時におけるインク滴１６の大きさに基づき、欠陥画素１７の開口部内に着弾するように詳細な吐出位置を算出する。インク滴１６が「着弾」するとは、ノズル１０から吐出されたインク滴１６が基板８上の任意の位置に初めて接触することが意図される。「吐出時におけるインク滴１６の大きさ」（液滴サイズ）とは、インク滴１６が、基板８に着弾押し出され、完全にノズル１０から離れてインク滴となった時点における径が意図される。吐出時におけるインク滴１６の大きさは、インクの粘度および吐出量等に依存するデータであり、予め実験により求めておくことが好ましいが、インクの粘度および吐出量等から計算してもよい。また、インク着弾精度は、インク吐出装置１における絶対位置精度、繰り返し精度等の装置精度、ならびにヘッド７におけるインク吐出精度等が存在する。これらの精度は、予め実験によって求めておくことが好ましい。
【００９１】
具体的には、一つの局面において、インク吐出パターン生成部６は、下記の式４または式５のいずれかを満たす位置に、すくなくともインクを吐出するようにインク吐出パターンを生成する。
【００９２】
第１の方向での吐出位置＝欠陥画素座標±（画素長辺の長さ−ＢＭ幅（画素長辺方向）
−（着弾精度＋液滴サイズ））／２………（式４）
第２の方向での吐出位置＝欠陥画素座標±（画素短辺の長さ−ＢＭ幅（画素短辺方向）
−（着弾精度＋液滴サイズ））／２………（式５）
すなわち、欠陥画素１７の境界よりも（着弾精度＋液滴サイズ）／２の長さだけ内側の位置に着弾するようにインク吐出パターンが生成されるので、装置等に起因するインク着弾位置のずれが生じても、インク滴１６は、必ず欠陥画素１７の開口部内に着弾する。そして、上述したように、ＢＭ膜２４は撥水性でありインク滴１６の広がりを遮るため、インク滴１６は、境界領域および隣接画素にまで広がらない（実験により検証。データ示さず）。これにより、欠陥画素１７の境界を超えてインク滴１６が付着することを防ぐことができる。
【００９３】
そして、インク吐出タイミング制御部２３が、上記インク吐出パターンをインク吐出タイミング信号としてインク吐出部２に出力する。当業者であれば、周知慣用技術を用いれば、上記インク吐出パターンに基づいて、インク吐出タイミング信号を容易に生成し得ることを容易に理解する。一実施形態において、インク吐出タイミング制御部２３は、ヘッドの移動制御部２２から出力されたヘッド７の移動情報を示す信号に基づいて、インク吐出部２の各ノズル１０が、どのタイミングで上記インク吐出パターンに対応する位置に到達するかを算出し、その結果に基づいて、インクを吐出するまでのカウント数を指定したインク吐出タイミング信号（エンコーダ信号）をインク吐出部２に出力する。
【００９４】
そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出パターン生成部６から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。以上により、欠陥画素１７の輪郭部分にインク滴を着弾させることができる。
【００９５】
〔２：インク吐出装置の制御方法〕
本発明のインク吐出装置の制御方法について図１１のフローチャートに基づいて説明すれば以下の通りである。
【００９６】
ステップ１において、インク吐出領域認識部３が、インク吐出領域の認識を行う（輪郭特定工程）。本ステップでは、インク吐出領域認識部３は、インク吐出領域とともに、その輪郭部分についても認識を行う。
【００９７】
ステップ２において、ヘッドの角度制御部２１およびインク吐出液滴数演算部５が、インク吐出領域の形状および大きさの少なくとも一方に基づき、それぞれヘッド角度および吐出液滴数を算出する。
【００９８】
ステップ３において、インク吐出パターン生成部６が、算出したヘッド角度および吐出液滴数に基づき、すくなくとも上記輪郭部分にインクを吐出するように、吐出パターンを生成する。
【００９９】
ステップ４において、インク吐出パターン生成部６が、全てのインク吐出領域について吐出パターンを生成したかを判断する。吐出パターンを生成した場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップ５に進む。一方、吐出パターンを生成していない場合（ＮＯの場合）には、ステップ２に戻る。
【０１００】
ステップ５において、インク吐出順番決定部４が、ＣＦパネルに対するインク吐出順番の決定を行う。
【０１０１】
ステップ６において、インク吐出パターン生成部６が、インク吐出順番に基づく吐出パターンの累積を行う。
【０１０２】
ステップ７において、インク吐出タイミング制御部２３が、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力する（タイミング制御工程）。本ステップでは、インク吐出タイミング制御部２３が、すくなくとも上記輪郭部分にインクを吐出するようにステップ２〜３において生成された吐出パターンに基づいてインク吐出タイミングを生成し、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力する。
【０１０３】
ステップ８において、ヘッドの移動制御部２２が、インク吐出順番に基づき、ヘッドがＣＦパネルの吐出位置へ移動する。
【０１０４】
ステップ９において、インク吐出部２が、インクを吐出する。
【０１０５】
ステップ１０において、インク吐出領域認識部３が、次の吐出位置があるかを判断する。次の吐出位置がある場合（ＹＥＳの場合）には、ステップ８に戻る。一方、次の吐出位置がない場合（ＮＯの場合）には、インク吐出動作が終了する。
【０１０６】
上記の制御方法によれば、ステップ１において、インク吐出領域の輪郭部分が特定され、ステップ２〜３において、すくなくとも上記輪郭部分にインクが吐出されるように吐出パターンが生成され、ステップ７において、上記吐出パターンに基づいてインク吐出タイミングを生成し、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力し、ステップ９において上記インク吐出タイミングに基づいてインクの吐出が行われる。これにより、すくなくとも上記輪郭部分にインクが吐出され、輝点のない画素を形成することができる。
【０１０７】
また、一つの局面において、上記の制御方法のステップ２〜３では、インク吐出パターン生成部６が、インク吐出装置１におけるインク吐出精度ａ（μｍ）と吐出時のインク滴１６の大きさ２ｂ（μｍ）を考慮して吐出パターンを生成する。これにより、上述したように、欠陥画素１７の境界を超えてインク滴１６が着弾することを防ぐことができる。
【０１０８】
また、前述した実施の形態では、ＣＦパネルに生じた欠陥画素の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。マトリクス状またはストライプ状に並んだ複数のインク被吐出部を有するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の製造についても本発明を適用することができる。また、プラズマ表示装置の背面基板の製造についても本発明を適用することができ、電子放出素子を備えた画像表示装置の製造および配線の製造についても本発明を適用することができる。
【０１０９】
本実施の形態において、インク吐出装置１は、ヘッドの移動制御部２２を備えているとしたが、ヘッドの移動制御部２２の代わりに媒体の移動制御部を備えていてもよい。つまり、インク吐出装置１は、媒体が移動する構成であってもよい。その場合、ヘッドの移動制御部２２以外の構成は、前記実施の形態と同じであり、適宜実施の形態の図面も参照する。
【０１１０】
このように、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、ヘッドまたは媒体を相対的に移動させる手段を有するインク吐出装置であって、該ヘッドあるいはノズル列が上記インク吐出装置の移動方向に対して斜めに傾けられ、かつノズルの一端から他端に向かってインク吐出量を段階的に増大あるいは減少させる吐出手段を有するという構成を有しているものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【０１１１】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記媒体は基板であり、基板上の略短形形状の所定領域に吐出するインク吐出装置であって、該所定領域の長手方向は上記インク吐出装置の移動方向とほぼ直角に形成するという構成であってもよい。
【０１１２】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記インク吐出装置は、前記基板の所定領域に対して、該所定領域長手方向の横幅に割り当てられた前記傾けたノズル列のうち所定領域に早く到着し吐出するノズルからのインク吐出量を減少させ、遅く吐出するノズルからのインク吐出量を増加させる吐出手段を有するという構成であってもよい。
【０１１３】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記ヘッドあるいはノズル列の上記基板搬送方向に対して斜めに傾けられた角度は、上記所定領域長手方向の長さによって調整するという構成であってもよい。
【０１１４】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記基板が、液晶表示装置用ＣＦパネルであるという構成であってもよい。
【０１１５】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法について、インク吐出手段が複数のインク吐出孔を備えている場合について説明したが、インク吐出孔は単独であってもよい。インク吐出孔が単独であっても、上述したインク吐出パターンおよびインク吐出タイミングにてインクを吐出させ得ることを当業者は容易に理解する。
【０１１６】
本発明はまた、以下のように表現することができる。
【０１１７】
（第１の構成）
インクの吐出対象物である媒体に対して相対的に移動可能であり、媒体に対してインクを吐出可能とする複数のノズルがノズル列として設けられるヘッドを備えるインク吐出装置であって、前記ヘッドに対して主走査方向での一定速度での移動と、主走査方向に直交した副走査方向での移動可能な移動制御手段と、前記ノズル列の中からインクの吐出対象物に対してインクを噴射するノズルを決定する吐出対象ノズル決定手段と、インクの吐出対象物への適量なインク量を算出し吐出するように制御するインク吐出量制御手段と、吐出対象ノズル群に対してインク吐出量制御手段によって算出されたインクの吐出対象物へのインク量に基づき、インク滴をインクの吐出対象物内に納まるように吐出する際に、少なくともインクの吐出対象物形状の輪郭を形成する位置に、インク滴を着弾させるようにインクの吐出を制御するインク吐出タイミング制御手段とを備えることを特徴とするインク吐出装置。
【０１１８】
（第２の構成）
前記インク吐出タイミング制御手段ではインク吐出装置におけるインク着弾精度とインク液滴の吐出時の大きさに基づき、インクの吐出対象物の輪郭から内側方向にインクを着弾させることを特徴とするインク吐出装置。
【０１１９】
（第３の構成）
表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素修復用に用いられることを特徴とする第１の構成または第２の構成に記載のインク吐出装置。
【０１２０】
（第４の構成）
上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用にあることを特徴とする第３の構成に記載のインク吐出装置。
【０１２１】
（第５の構成）
インクの吐出対象物である媒体に対して相対的に移動可能であり、媒体に対してインクを吐出可能とする複数のノズルがノズル列として設けられるヘッドを備えるインク吐出装置であって、前記ヘッドに対して主走査方向での一定速度での移動と、主走査方向に直交した副走査方向での移動可能な移動制御手段と、前記ノズル列の中からインクの吐出対象物に対してインクを噴射するノズルを決定する吐出対象ノズル決定手段と、インクの吐出対象物への適量なインク量を算出し吐出するように制御するインク吐出量制御手段と、吐出対象ノズル群に対してインク吐出量制御手段によって算出されたインクの吐出対象物へのインク量に基づき、インク滴をインクの吐出対象物内に納まるように吐出する際に、少なくともインクの吐出対象物形状の輪郭を形成する位置に、インク滴を着弾させるようにインクの吐出を制御するインク吐出タイミング制御手段とを備えることを特徴とするインク吐出制御手段。
【０１２２】
（第６の構成）
前記インク吐出タイミング制御手段ではインク吐出装置におけるインク着弾精度とインク液滴の吐出時の大きさに基づき、インクの吐出対象物の輪郭から内側方向にインクを着弾させることを特徴とするインク吐出制御手段。
【０１２３】
上記の構成を有していることにより、膜厚形状が均一で、輝点のない品質が良好な膜を形成し、さらに、欠陥画素の修復時間を短縮することができるインク吐出装置およびその制御方法を提供する。ヘッドの移動制御部２２と、インク吐出領域認識部３と、インク吐出タイミング制御部２３と、インク吐出液滴数演算部５とを備えていることにより、同一ノズル列内でインク吐出タイミングをずらし、インク吐出量を段階的に増加させることができることに加え、インク吐出対象部の輪郭を形成する位置にも積極的にインク滴を着弾させるように吐出タイミングを制御する。
【０１２４】
これにより、インク着弾後のインク吐出領域の膜厚形状を全体として均一にすることができ、更にコーナー部を含むインク吐出対象の境界付近でのインク濡れ広がり残りをなくす。その結果、品質の良好な膜を形成することができる。また、ヘッド７は、複数のノズル１０を有するノズル列を備えているので、欠陥画素の修復時間を短縮することができる。
【０１２５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、ＣＦパネルに生じた欠陥画素の修復に利用することができる。また、本発明は、マトリクス状またはストライプ状に並んだ複数のインク被吐出部を有するＥＬ表示装置の製造についても利用することができる。また、本発明は、プラズマ表示装置の背面基板の製造についても利用することができ、電子放出素子を備えた画像表示装置の製造、および、配線の製造についても利用することができる。
【０１２７】
インクジェットパターニング技術が用いられるインク吐出装置により生産されるＣＦパネルを備えた液晶表示装置は、近年益々大型化しているので、膜厚形状が均一で品質が良好な膜を基板上に形成し、かつ、欠陥画素に対しては正確に位置調整を行い欠陥を修復して、高画質な画像を実現することが求められている。さらに、欠陥画素にインクを吐出することにより欠陥画素を修復する時間を短縮することは極めて重要である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の一実施形態におけるインク吐出装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるインク吐出部を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態におけるヘッドを示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態におけるヘッドとＣＦパネルが形成された基板とを示す断面図である。
【図４】インク吐出方法を説明する平面図である。
【図５】吐出されたインクの膜厚を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、インク吐出方法を説明する平面図であり、（ｂ）は、インク吐出方法を説明する平面図である。
【図７】吐出されたインクの膜厚を示す断面図である。
【図８】撥水性を有す基板上に吐出されたインクの液溜まりを示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるインク吐出方法を説明する平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるインクの着弾位置を説明する模式図である。
【図１１】本発明の一実施形態におけるインク吐出制御方法を示すフローチャートである。
【図１２】従来技術におけるインク吐出方法を説明する模式図である。
【図１３】本発明の一実施形態におけるカラーフィルターパネルを示す平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態における欠陥画素を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ インク吐出装置
２ インク吐出部（インク吐出手段）
３ インク吐出領域認識部（輪郭特定手段）
４ インク吐出順番決定部
５ インク吐出液滴数演算部
６ インク吐出パターン生成部
７ ヘッド
７Ｒ ヘッド
７Ｇ ヘッド
７Ｂ ヘッド
８ 基板
８ａ フィルタ層
８ｂ ガラス層
１０ ノズル
１１ 筐体
１２ ノズルプレート
１３ インク吐出孔
１４ 圧電部材
１５ インク流路
１６ インク滴
１７ 欠陥画素（第１の領域）
１８ 画素境界（第２の領域）
２１ ヘッドの角度制御部
２２ ヘッドの移動制御部
２３ インク吐出タイミング制御部（タイミング制御手段）
２４ ＢＭ膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出する技術に関するものであり、特に、ノズルを備えるヘッドを用いて、媒体にインクを吐出するインク吐出装置およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクを吐出する技術は、民生用のプリンタに転用されるのみならず、液晶用のカラーフィルターパネル（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｐａｎｅｌ、以下「ＣＦパネル」と記載する）生産装置、その他の生産装置にも幅広く転用されるようになってきており、その用途が多様化している。その一例として、インクを吐出する技術を利用して、基板上にパターンを形成するインクジェットパターニング技術が挙げられる。インクジェットパターニング技術は、インク吐出装置から微量のインクを噴射し、基板上に直接微細なパターンを印字する技術である。このインクジェットパターニング技術は、従来のフォトリソグラフィーによる真空プロセスを用いたパターン生成方法に代わり、脱真空プロセスに使用可能な技術として注目が高まっている。
【０００３】
そして、このインクジェットパターニング技術を用いたＣＦパネルを形成するためのインク吐出装置の開発が盛んに進められている。このインク吐出装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色からなるインクを、ガラス基板上に形成されているＲＧＢ用画素領域内に着弾させることによって各画素を埋め、ＣＦパネルを形成する。このインク吐出装置は、特に、近年益々大面積化が進んでいる液晶用のＣＦパネル製造において用いられている。そして、このインク吐出装置は、その処理時間が厳重に管理され、一定の短時間で確実に処理を成し遂げることが要求される。さらに、液晶テレビ用途等では、特に高品質なＣＦパネルが要求される。
【０００４】
また、インクジェットパターニング技術は、画素の全面印刷技術としてのみならず、夾雑物の混入または付着に起因して生じる欠陥画素を修復するための技術としても広く用いられている。例えば、隣接画素間でのインクの混色等による欠陥画素の場合、混色が発生した欠陥画素のインク層をレーザ装置等により取り除き、その取り除いた部分に再度指定された色のインクをインクジェットパターニング技術によって吐出して修復する方法が用いられている。
【０００５】
インクジェットパターニング技術において、輝点（白抜け）のない高品質な着色をするための技術として、特許文献１には、画素にインク吐出する際に、同一ノズルからインクをずらしながら重ねて吐出し、吐出されたインクの間隔を、吐出の前半部よりも吐出の後半部で狭める方法が示されている。具体的には、図１２に示すように、吐出の前半部であるＢ−Ｃ間およびＣ−Ｄ間の幅を広くし、吐出の後半部であるＤ−Ｅ間およびＥ−Ｆ間の幅を狭くして吐出する方法が示されている。この方法により、先に吐出したインクドットに引き込まれるように後から吐出したインクドット液が吸い寄せられる現象を防止することが記載されている。同文献にはまた、インク吐出の開始位置を、吐出対象領域の枠に大きく重なる位置とすることが記載されている。
【特許文献１】特開平８−３２７８１６号公報（平成８年１２月１３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、境界付近にも輝点のない高品質な着色を行うことは困難であった。特に、上述したような欠陥画素を修復する際には、コーナー部分に輝点が非常に残り易い。これは、本発明らが鋭意検討したところ、欠陥画素の下地が撥水性を帯びていることが原因であった。
【０００７】
特許文献１に記載の、吐出されたインクの間隔を吐出の前半部よりも吐出の後半部で狭める第１の方法、および、インク吐出の開始位置を吐出対象領域の枠に大きく重なる位置とする第２の方法では、それぞれ吐出の終端部分および開始部分における輝点をある程度避けることができたが、十分ではなかった。
【０００８】
さらに、ＣＦパネルの形成または修復のように、着色すべき領域に隣接して、同一のインクにより着色すべきでない領域が存在する場合には、決められた領域内にのみ着色を行う必要があるので、着色すべき領域からインクがはみ出し得る第２の方法は用いることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、領域内にのみ着色を行う場合において、輝点のない高品質な着色を行うための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るインク吐出装置は、上記課題を解決するために、媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置であって、第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定手段と、少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御手段とをさらに備えていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、まず、上記輪郭特定手段が第１の領域における輪郭部分を特定する。例えば、上記輪郭特定手段は、カメラ等を用いて上記媒体の写真を撮影し、第１の領域の形状を認識する。そして、認識した第１の領域の形状から、周知の画像処理手段を用いて第１の領域の輪郭部分を算出する。
【００１２】
次に、上記タイミング制御手段が、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御する。例えば、上記輪郭特定手段が算出した上記輪郭部分をインクの吐出対象とするようにインク吐出パターンを生成し、当該インク吐出パターンに基づいて、上記インク吐出手段を制御する。
【００１３】
以上により、第１の領域の輪郭部分にインクを着弾させることができる。これにより、輝点が生じ易い第１の領域の境界近くにもインクを充填することができ、輝点のない高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００１４】
上記インク吐出装置では、第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御手段が、上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、上記タイミング制御手段は、少なくとも上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づいて、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御する。
【００１６】
上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲は、上記インクを着弾させるべき位置を中心とした、上記インクの吐出の際に発生し得るずれ（インク着弾精度）および吐出時における上記インク液滴の大きさに従った範囲となる。したがって、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づけば、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲を算出することができ、上記タイミング制御手段は、算出された範囲に基づいて、上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御することができる。
【００１７】
そして、上記インクが第１の領域内に着弾すれば、該インクは第１の領域の境界を超えて付着しない。すなわち、第１の領域は上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれているため、第１の領域内に着弾したインクは、第２の領域において広がりが遮られ、境界または隣接画素へインクが広がらず、第１の領域内に止まる。
【００１８】
すなわち、第１の領域が上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御手段が、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲に基づいて制御を行うことにより、上記インクが第１の領域の境界を超えて付着することを避け得、高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００１９】
また、上記インク吐出装置は、表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために好適に用いることができる。
【００２０】
上述したように、表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素の下地は撥水性を帯びている場合が多い。これは、欠陥画素部の不要なＣＦ膜を除去する際に、以下の理由により基板面に残渣が残ることが原因であった。
【００２１】
まず、ＣＦ膜を除去する際には、通常、比較的弱いレーザが短時間用いられる。そのため、不要なＣＦ膜を完全に除去し得ず、残渣が残ってしまう。一方、強力なレーザの適用、およびレーザの長時間の適用は、レーザ加工装置のタクト時間を増加させるだけでなく、カラーフィルターパネル上の画素周囲の縁取りを形成するＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）膜等にダメージを与える可能性が高まるため好ましくない。
【００２２】
また、プラズマ装置等を用いた基板面のプラズマクリーニングによって残渣を完全除去するのは困難である。すなわち、十分に残渣を除去するために長時間プラズマ照射することは、他の膜へのダメージ、特にＢＭ膜へのダメージが懸念されるため好ましくない。詳しく述べれば、まず、ＢＭ膜は、任意の画素に吐出されたインクが、該画素に隣接した画素に流れ込むことを防ぐため、撥水性を帯びていることが必要である。そして、長時間のプラズマ照射は、ＢＭ膜を親水性に改質する可能性があるため非常に好ましくない。
【００２３】
以上のように、欠陥画素にはＣＦ膜の残渣が残り易く、欠陥画素図の下地基板は撥水性を幾分帯びた状態となる。そのため、吐出されたインクの広がりが非常に悪く、特に画素の輪郭部において、着色が行われていない部分（輝点）が生じてしまう。
【００２４】
ここで、本発明に係るインク吐出装置は、第１の領域の境界部分においても上記インクを充填し、輝点のない品質の良好な画素膜を形成し得るので、画素の輪郭部において輝点の生じ易い表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために好適に用いることができる。
【００２５】
上記インク吐出装置では、上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用カラーフィルターパネルであってもよい。
【００２６】
本発明に係るインク吐出装置は、品質の良好な画素膜を形成し得るので、高い品質が求められる液晶表示用のカラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するためにも好適に用いることができる。
【００２７】
本発明に係るインク吐出装置の制御方法は、媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置の制御方法であって、第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定工程と、少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御工程とを包含していることを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、上記輪郭特定工程において、第１の領域における輪郭部分を特定し、上記タイミング制御工程において、すくなくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するので、第１の領域の輪郭部分に上記インクを着弾させることができる。
【００２９】
第１の領域の輪郭部分に上記インクが着弾するので、輝点が生じ易い第１の領域の境界近くにも上記インクを充填することができ、輝点のない高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【００３０】
上記インク吐出装置の制御方法では、第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、上記タイミング制御工程が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することが好ましい。
【００３１】
上述したように、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づけば、上記インクが上記媒体上において着弾する可能性のある範囲を算出することができるので、上記タイミング制御手段が、上記インク着弾精度および上記インク液滴の大きさに基づいて基づいて制御を行うことにより、上記インクが第１の領域の境界を超えて付着することを避け得、高品質な着色を行うことができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るインク吐出装置は、着色すべき領域の輪郭部分にインクを着弾させることができるので、輝点のない高品質な着色を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の一実施形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００３４】
〔１：インク吐出装置〕
（１−１：要部構成）
図１は、本発明の実施形態を示すものであり、インク吐出装置１の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、インク吐出装置１は、主として、インク吐出部２（インク吐出手段）、インク吐出領域認識部（輪郭特定手段）３、インク吐出順番決定部４、インク吐出液滴数演算部５、インク吐出パターン生成部（インク吐出パターン生成手段）６、ヘッドの角度制御部（角度調整手段）２１、ヘッドの移動制御部（移動制御手段）２２、インク吐出タイミング制御部（タイミング制御手段）２３を備えている。
【００３５】
なお、本実施形態では、ＣＦパネル上の欠陥画素を修復するためのインク吐出装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
インク吐出部２は、ＣＦパネル上に発生した複数個の欠陥画素１７（第１の領域）に対してインクを吐出するためのものである。インク吐出部２の詳細な構成については後述する。
【００３７】
インク吐出領域認識部３は、ＣＦパネル上に発生した複数個の欠陥画素１７の形状、位置、および輪郭を認識するためのものである。例えば、インク吐出領域認識部３は、観察用カメラ等の撮像部を用いることにより、欠陥画素１７の形状および位置を認識する。具体的には、インク吐出領域認識部３が欠陥画素の形状および位置を認識する方法として、実際に撮像部を用いて直接媒体上に点在した欠陥画素の形状、大きさおよび位置を認識する方法や、事前にファイル等を用いて欠陥画素の形状、大きさおよび位置を記述し、それらの情報を電子データとして入手する方法等がある。なお、本発明をＣＦパネル上の欠陥画素の修復以外の目的に用いる場合、例えば、ＣＦパネル等の形成のために本発明を用いる場合には、インク吐出領域認識部３は、基板上のＣＦパネル等を形成すべき形状が予め電子データとして入手されていることが好ましい。この場合、以下における「インク吐出領域認識部３が認識した複数個の欠陥画素の形状と位置との情報」を、「インク吐出領域認識部３に予め入力されたＣＦパネル等を形成すべき形状と位置との情報」と読みかえればよいことを当業者は容易に理解する。
【００３８】
また、欠陥画素１７の輪郭は、上記観察用カメラ等により直接認識してもよいし、得られた欠陥画素１７の形状から算出してもよい。ＣＦパネルの画素などに対しては、その形状に基づいて、その輪郭を容易に算出しえることを当業者は容易に理解する。輪郭の認識についての詳細は後述する。
【００３９】
インク吐出順番決定部４は、インク吐出領域認識部３が認識した複数個の欠陥画素１７の形状と位置との情報に基づいて、複数個の欠陥画素１７を修復する順番を決定するためのものである。つまり、インク吐出順番決定部４は、複数個の欠陥画素の形状と位置との情報に基づいて、後述するヘッド７の走査回数を最小化し、処理時間を最短化することを目的として欠陥画素１７の修復順番を決定する。さらに、インク吐出順番決定部４は、ヘッド７の走査方向も決定する。
【００４０】
インク吐出液滴数演算部５は、インク吐出領域認識部３によって認識された欠陥画素１７の大きさやインク吐出順番決定部４によって決定された修復順番および後述するヘッド７の走査方向に基づいて、欠陥画素１７に割り当てられた各ノズル１０からのインク液滴量を決定するためのものである。
【００４１】
インク吐出パターン生成部６は、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素１７の形状と位置、インク吐出順番決定部４によって決定された欠陥画素１７の修復順番並びに後述するヘッド７の走査方向、および、インク吐出液滴数演算部５によって決定されたインク液滴量に基づいて、インクの吐出パターンを生成するためのものである。インク吐出パターン生成部６は、すくなくともインク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素１７の輪郭部分にインクが積極的に吐出されるように上記吐出パターンを生成する。吐出パターンについての詳細は後述する。
【００４２】
さらに、インク吐出パターン生成部６は、生成したインク吐出パターンをインク吐出タイミング信号としてインク吐出部２に出力する。そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出パターン生成部６から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００４３】
ヘッドの角度制御部２１は、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素の形状と位置に基づいて、後述するヘッド７に備えられているノズル列の角度を算出し、ヘッド７に備えられているノズル列の角度の変更を行うためのものである。そして、インク吐出パターン生成部６は、より具体的には、インク吐出領域認識部３が認識した欠陥画素の形状と位置、インク吐出順番決定部４によって決定された欠陥画素の修復順番並びにヘッド７の走査方向、インク吐出液滴数演算部５によって決定されたインク液滴量、インク吐出装置１におけるインク着弾精度、吐出時のインク滴１６の大きさ、および、ヘッドの角度制御部２１によって決定されたヘッド７に備えられているノズル列の角度に基づいて、インクの吐出パターンを生成する。生成されるインクの吐出パターンについては後に詳述する。
【００４４】
ここで、ヘッド７に備えられているノズル列の角度について、以下に説明する。ヘッド７に備えられているノズル列の角度とは、ヘッド７の移動方向に対して斜めに傾けられた角度のことをいう。
【００４５】
ヘッド７に備えられているノズル列の角度が大きい場合、例えば、４５度以上の場合には、その角度が小さい場合に比べて、個々のノズル間での印字幅はより大きくなり、欠陥画素に割り当てられるノズルの数はより少なくなる。そのため、欠陥画素１７を充填するために必要なインク量を確保するためには、ヘッド７を低速で移動させて、ヘッド７が欠陥画素上を通過する時間を長くするか、または、印加する電圧等を制御して、インク吐出部２が大きな液滴を吐出するように制御することが必要となる。逆に、ヘッド７に備えられている両端のノズル間での印字幅はより大きくなるため、両端のノズルを割り当てることにより、大きな欠陥画素に対してもインクの充填が可能となる。
【００４６】
一方、ヘッド７に備えられているノズル列の角度が小さい場合には、その角度が大きい場合に比べて、個々のノズル間での印字幅はより小さくなり、欠陥画素１７に割り当てられるノズルの数はより多くなる。そのため、ヘッド７を高速で移動させて、ヘッド７が欠陥画素上を通過する時間を短くしても、欠陥画素１７を充填するために必要なインク量を確保することが可能となる。逆に、ヘッド７に備えられている両端のノズル間での印字幅は小さくなるため、大きな欠陥画素に対しては両端のノズルを用いてもノズルを割り当てることができない。よって、インク充填時の十分なインクの広がり（濡れ性）が確保できない場合には、大きな欠陥画素に対してはインクの充填が不可能となる。
【００４７】
したがって、ヘッド７に備えられているノズル列の好ましい角度は、主として欠陥画素１７の大きさによって左右される。つまり、欠陥画素１７が小さい場合には、欠陥画素１７に多くのノズルを割り当てることができるように、その角度を小さくすることが好ましい。
【００４８】
一方、欠陥画素１７が大きい場合には、欠陥画素１７へのインク充填時のインクの広がり（濡れ性）にもよるが、その角度を大きくし、欠陥画素１７の端部にまでノズルを割り当てることが好ましい。
【００４９】
ヘッドの移動制御部２２は、インク吐出順番決定部４によって決定された修復順番および後述するヘッド７の走査方向に基づいて、ヘッド７を移動させるためのものである。
【００５０】
インク吐出タイミング制御部２３は、ヘッドの移動制御部２２によって後述するヘッド７が移動することにより欠陥画素の位置にヘッド７が到着したら、インク吐出パターン生成部６によって生成されたインク吐出パターンに基づいて、インク吐出部２にインク吐出タイミング信号を送るためのものである。そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出タイミング制御部２３から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００５１】
例えば、インク吐出部２は、インク吐出タイミング制御部２３からエンコーダ信号が入力され、エンコーダのカウント数が指定された数となった場合に、インクを吐出する仕組みとなっている。具体的には、まず、インク吐出タイミング制御部２３は、欠陥画素の位置をエンコーダのカウント数に変換する。次に、インク吐出タイミング制御部２３は、その変換した情報を、ヘッド７の移動に先立ってインク吐出部２に入力する。その後、ヘッド７の移動が開始する。最後に、インク吐出部２は、インク吐出タイミング制御部２３から入力されたエンコーダのカウント数が指定された数に達したら、インクの吐出を開始する。なお、インク吐出タイミング制御部２３が、タイミング信号をコンパレータとＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部とに出力する構成としてもよい。ここで、コンパレータは、タイミング信号をゲート信号として検出信号をＣＰＵに出力することになる。また、ＣＰＵは、コンパレータからの検出信号を判別できることになる。そして、ＣＰＵで判別された結果に基づいて、インク吐出部２の各ノズル１０は、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。
【００５２】
（１−２：インク吐出部）
図２はインク吐出部２の構成を模式的に示す図である。インク吐出部２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色用の３個のヘッド７（ヘッド７Ｒ、ヘッド７Ｇおよびヘッド７Ｂ）を有している。各ヘッド７は、ノズル１０を備えている。なお、一つの局面において、インク吐出部２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）のいずれか一色または二色のヘッド７のみを有していてもよい。また、ヘッド７と、ヘッド７に備えられているノズル列とは、平行方向でなくてもよい。
【００５３】
各ヘッド７のノズル１０が段違いに配置されているのは、各ヘッド７を反時計周りに回転させ、主走査方向に対して斜めに傾けることで、各ヘッド７の両端のノズル１０を各ヘッド７の主走査方向と同一方向の直線状になるようにするためである。なお、ヘッド７を主走査方向に対して斜めに傾けることで、各ヘッド７の両端のノズル１０が各ヘッド７の主走査方向と同一方向の直線状にならない場合であってもよく、欠陥画素１７の形状と位置とに合わせてヘッド７の主走査方向に対する傾きを調整してもよい。
【００５４】
図２に示すように、各ヘッド７を主走査方向（図２のＶ方向）または副走査方向（図２のＨ方向）に対して斜めに傾けることによって、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（図２のＩｇ）は、斜めに傾けない場合に比べて小さくなる。つまり、各ヘッド７を主走査方向（Ｖ方向）または副走査方向（Ｈ方向）に対して斜めに傾けない場合には、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（Ｉｇ）は、各ヘッド７における各ノズル１０の間隔そのものとなる。これに対して、各ヘッド７を主走査方向（Ｖ方向）または副走査方向（Ｈ方向）に対して斜めに傾ける場合には、各ノズル１０から吐出されたインクの間隔（Ｉｇ）は、各ヘッド７における各ノズル１０の間隔よりも小さくなる。これにより、欠陥画素に対してより多くのノズルを割り当てることができる。その結果、割り当てられた各ノズル１０からのインク吐出量を少なくすることができる。よって、インク吐出部２が高速で移動しても、その移動している間に、所定のインク液滴量を欠陥画素１７に対して吐出することができる。したがって、欠陥画素１７の形状と位置とに合わせて、各ヘッド７を主走査方向または副走査方向に対して斜めに傾けることが望ましい。
【００５５】
（１−３：ヘッド）
図３（ａ）は、ヘッド７の外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、ヘッド７と、ヘッド７の各ノズル１０からインクを吐出される基板８（ＣＦパネル）とを示す断面図である。また、基板８（ＣＦパネル）は、フィルタ層８ａとガラス層８ｂとの２層からなっている。
【００５６】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ヘッド７は、ノズル１０、筐体１１、ノズルプレート１２、インク吐出孔１３、圧電部材１４を備えており、インクを収容している。なお、ノズル１０の数は、図２におけるノズル１０の数と対応していないが、説明の便宜上、ノズル１０の数を４個としている。
【００５７】
具体的には、筐体１１の開口は、ノズルプレート１２によって防がれている。ノズルプレート１２には、ノズル１０が所定の間隔をあけて備えられている。ノズル１０には、直径が約２０μｍであるインク吐出孔１３が形成されている。筐体１１の内部には、インク流路１５を形成するように圧電部材１４が備えられている。ノズル１０から基板８にインクが吐出される際には、印加された電圧に応じて圧電部材１４が振動することにより、インク流路１５に沿って、ノズル１０からインク滴１６が基板８に吐出される。
【００５８】
なお、インクジェットを連続的に使用していると、ヘッドやインクの経時変化もあって、ノズルが不吐出ノズルになる場合が発生する。ここで、不吐出ノズルとは、ノズル中への異物混入等によって、インクを吐出することができない状態に陥ったノズル、または、吐出したインクの着弾精度が指定された範囲を超えるような不安定な吐出状態に陥ったノズルをいう。その場合、一般にはプライム処理やワイピング処理等の不吐回復処理を行い、安定した吐出状態となるようにする。
【００５９】
（１−４：インクの吐出パターン）
次にインクの吐出パターンについて詳細に説明する。なお、本発明の効果をわかりやすく説明するために、初めに本発明において用いるものとは異なるインクの吐出パターンと、その作用効果について述べ、最後に、本実施形態において用いるインクの吐出パターンと、その作用効果について述べる。
【００６０】
（第１の参考構成）
図４は、インク吐出部２が欠陥画素に対して修復を行う際の、第１の参考構成におけるインク吐出方法を説明する平面図である。ただし、インクの吐出パターン以外の構成については、本発明に係るインク吐出装置と同様であり、インクの吐出パターン以外の構成の説明は、本実施形態に係るインク吐出装置に対しても適用される。
【００６１】
図４は１種類のインクを吐出するヘッド７の構成としているが、例えばカラーフィルターの場合、ＲＧＢの３種類のインク用に３個のヘッド構成としても良い。図４において、図２に示したインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素に対して斜めに傾けられ、そのインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素短辺方向である図４での上方向に移動する。
【００６２】
図４において、欠陥画素（インクを吐出すべき領域）１７はＣＦパネルに発生した青色（Ｂ）の欠陥画素である。この欠陥画素１７に対しては、インク吐出部２の青色用のヘッド７Ｂを用いてインクの吐出を行う。具体的には、青色用のヘッド７Ｂの一列に並んでいるノズル１０のうち、この欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズル１０から、欠陥画素１７に対して、インク滴１６を一定間隔で吐出する。
【００６３】
ここで、図４に示すように、使用するインクとしてはＣＦパネルの各画素色に対応した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３色のインクとする。インク吐出部２に設けられたヘッド７Ｒおよび７Ｇおよび７Ｂは、各インクが内部でそれぞれ混じり合わないように、互いに分離して設けられており、互いに独立にインクの吐出を制御できる構成とする。また、ＣＦパネルの画素は、略矩形領域形状をしており、インクを充填する画素内側はインクの濡れ広がりが良いように親水化が施され、画素の周囲は隣り合う画素にインクが流れ込まないように撥水化処理が施されて隣接画素間を分離している。
【００６４】
図５は、図４においてインク吐出部２が欠陥画素１７にインクを吐出して数秒経過した際の、欠陥画素１７の画素長辺方向におけるインクの膜厚を示す断面図である。図５において、横軸は欠陥画素１７の画素長辺方向の相対位置を示しており、縦軸はインクの膜厚を示している。また、画素はそれぞれ画素境界１８（第２の領域）によって区切られている。
【００６５】
図５に示すように、インク吐出部２が画素短辺方向に移動する際、欠陥画素１７の中で先にインクを吐出された部分Ａはインクの膜厚が厚くなり、後にインクを吐出された部分Ｂはインクの膜厚が薄くなる。つまり、インク吐出の時間差により、後に吐出されたインクが、先に吐出されたインクに引き付けられて、画素内で膜厚が不均一になるという問題を生じる。具体的には、部分Ａと部分Ｂとの膜厚のバラツキは±１０％になる。
【００６６】
すなわち、画素の印字方向としてノズルを画素短辺方向に走査させて画素内にインクを吐出する際に、画素内に多くのノズルを割り当てるため、複数のノズルを有するヘッドを用いてそのヘッドを傾けてインクを吐出する場合、画素に先に到着したノズルから先に吐出したインクに、後に到着した他のノズルから後に吐出したインクが引き付けられるため、インク着弾後の画素の膜厚形状が不均一になる。その結果、品質の良好な膜を形成することができないという問題点を有している。
【００６７】
この問題は、欠陥画素のような撥水性を帯びた媒体上において特に顕著となる。図８に示すように、撥水性を帯びた媒体上では、ほぼ矩形状に吐出したものであってもインク溜まりはティアドロップのような形状となる。なお、レーザ加工装置などを用いて、不要な膜を除去した欠陥画素部は、レーザ加工後の不要な膜の残磋やその後の有機汚染などが原因となってインクの濡れ性が悪い撥水性を帯びている場合が一般的である。また、修復後における色むらなどを考慮すると、欠陥画素全体のＣＦ膜を除去する必要があり、特に、ＲＧＢの各色膜で混色した場合、混色した膜全体を除去することが望ましいため、レーザ加工に対しても画素形状と同じ矩形形状で不要膜全体を除去することが要求される。そのため、撥水性を帯びた欠陥画素全体に対してインクを着色する必要がある。
【００６８】
（第２の参考構成）
上記問題を解決するための一つ方法として、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法がある。図６（ａ）および（ｂ）は、図４と同様に、インク吐出部２が欠陥画素１７に対して修復を行う際のインク吐出方法を説明する平面図である。図４に示すインク吐出方法は、インク吐出部２の各ノズル１０から吐出されるインク液滴数を一定としているのに対して、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法は、インク吐出部２の各ノズル１０から吐出されるインク液適数を、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルのうち、一端のノズル１０Ａでは減少または増加させ、他端のノズル１０Ｂでは増加または減少させる。
【００６９】
ここで、図６（ａ）および（ｂ）に示すインク吐出方法を詳細に説明する。図６（ａ）は、欠陥画素１７に対して斜めに傾けたインク吐出部２が、ＣＦパネルの画素短辺方向である図６（ａ）での上方向に移動し、欠陥画素１７にインク吐出をして欠陥修復を行っていることを示している。図６（ａ）において、インク吐出部２の各ノズル１０のうち、ノズル１０Ａは欠陥画素１７を最初に通過するノズルであり、ノズル１０Ｂは欠陥画素１７を最後に通過するノズルを示す。また、ノズル１０Ａからノズル１０Ｂの間のノズルは、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルを示す。
【００７０】
各ノズル１０から吐出されるインク液滴数については、例えば、欠陥画素１７を最初に通過するノズル１０Ａからのインク液滴数は６滴とし、ノズル１０Ａとノズル１０Ｂとの間に位置するノズル１０からのインク液滴数は９滴とし、最後に通過するノズル１０Ｂからのインク液滴数は１１滴とするというように、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を段階的に増加させる。
【００７１】
図６（ｂ）は、欠陥画素１７に対して斜めに傾けたインク吐出部２が、図６（ａ）とは逆の走査方向、つまり、ＣＦパネルの画素短辺方向である図６（ｂ）での下方向に移動し、欠陥画素１７にインク吐出をして欠陥修復を行っていることを示している。図６（ｂ）において、インク吐出部２の各ノズル１０のうち、ノズル１０Ｂは欠陥画素１７を最初に通過するノズルであり、ノズル１０Ａは欠陥画素１７を最後に通過するノズルを示す。また、ノズル１０Ｂからノズル１０Ａの間のノズルは、欠陥画素１７の画素長辺方向幅Ｘに割り当てられた複数のノズルを示す。
【００７２】
各ノズル１０から吐出されるインク液滴数については、例えば、欠陥画素１７を最初に通過するノズル１０Ｂからのインク液滴数は６滴とし、ノズル１０Ｂとノズル１０Ａとの間に位置するノズル１０からのインク液滴数は９滴とし、最後に通過するノズル１０Ａからのインク液滴数は１１滴とするというように、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を段階的に増加させる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を増加させることで各ノズル１０から吐出するインク液滴量を増加させたが、各ノズル１０から吐出するインク液滴数を一定として、インク１滴当たりの液量を増加させることで各ノズル１０から吐出するインク液滴量を増加させてもよい。
【００７４】
図７は、図６（ａ）および（ｂ）においてインク吐出部２が欠陥画素１７にインクを吐出して数秒経過した際の、欠陥画素１７の画素長辺方向における膜厚補正前および膜厚補正後のインクの膜厚を示す断面図である。図７において、図５と同様に、横軸は欠陥画素１７の画素長辺方向の相対位置を示しており、縦軸はインクの膜厚を示している。また、画素はそれぞれ画素境界１８によって区切られている。
【００７５】
図７に示すように、インク吐出部２が画素短辺方向に移動する際、欠陥画素１７を最初に通過するノズルから欠陥画素１７を最後に通過するノズルに向かって吐出するインク液滴数を段階的に増加させることにより、膜厚のバラツキが大きく低減していることが分かる。つまり、欠陥画素１７の中で先にインクを吐出された部分Ａ’において、補正前はインクの膜厚が厚くなっていたが、補正後はインクの膜厚が厚くなっていることはない。また、欠陥画素１７の中で後にインクを吐出された部分Ｂ’において、補正前はインクの膜厚が薄くなっていたが、補正後はインクの膜厚が薄くなっている程度が低減されている。そして、部分Ａ’と部分Ｂ’とのインクの膜厚のバラツキが大きく低減している。
【００７６】
しかしながら、段階的にインク量を増加減させて膜厚が均等になるようにインク量を制御するだけでは、撥水性を帯びた欠陥画素内では特にそのコーナー部においてインクが十分に広がり難い課題が発生する。
【００７７】
（本実施形態の構成）
本実施形態に係るインク吐出装置は、画素コーナー部などインク吐出対象の境界部分においてもインクが広がらず僅かな輝点となり得る部分をなくすため、図６で示した各ノズルからの液滴数を段階的に増加もしくは減少させる方法に加えて、図９に示すように欠陥画素の形状輪郭部を構成する位置に積極的にインクの着弾を図るように、各ノズルから吐出するインク着弾位置を制御する。
【００７８】
このように、輪郭部にも積極的にインクを着弾させることによって、インクの充填し難いコーナー部においてもインクを広げることができ、僅かな輝点と成り得る特に欠陥画素のコーナー部分などのインク吐出対象の境界付近においても十分にインクを充填できるものである。
【００７９】
なお、図９ではヘッドが傾いている場合を示したが、ヘッドが傾いていない場合でも同様に、インクの着弾位置には輪郭部を形成するように制御することが好ましい。図９ではまた、ヘッドの進行方向を一方向での例で示しているが、進行方向が反転した逆方向の場合でも同様であり、吐出対象物の形状の輪郭を形成する位置にインクを着弾させることが必要である。
【００８０】
以上のように、欠陥画素のインク吐出対象部の輪郭部位置にインクを着弾させることで、特にコーナー部などのインクの吐出対象物の境界部分に十分なインクを与えることができ、画素品質として、輝点のない良質なものを生成することができるものである。
【００８１】
更に、図１０で示すように輪郭部を形成するインクの着弾位置は、装置ステージ精度やインクジェットヘッドの吐出ばらつき精度を加味したインクジェット吐出装置における吐出位置精度ａ（μｍ）とインク吐出液滴の大きさ２ｂ（μｍ）を考慮することが望ましく、インク吐出対象へのインク着弾位置はその境界から少なくともａ＋ｂ（μｍ）内側へ吐出することによって欠陥画素の境界部における着弾が他の画素位置やその境界部を越える位置へ着弾することを防ぐことができ、良質な画素修復形成が可能となる。
【００８２】
以上を具体的に述べれば、まず、インク吐出領域認識部３が、基板８（ＣＦパネル）上に発生した複数個の欠陥画素の輪郭部分を以下のように認識する。
【００８３】
図１３は、本実施形態に係る基板８を示す平面図である。図１３に示すように、基板８上の画素の輪郭付近には、画素同士間の境界を超えたインクの流入を防ぐため画素境界１８上に形成された撥水性のＢＭ（Ｂｌａｃｋ Ｍａｔｒｉｘ）膜２４が存在している。したがって、インク滴１７を吐出すべき画素開口部はＢＭ膜２４に囲まれた領域となる。欠陥画素部の輪郭を特定し、インクを吐出する対象となるその開口部を特定するためには、ＢＭ膜２４の幅情報を用いることが好ましい。例えば、画素開口部の面積は下記の式１で表される。
【００８４】
画素開口部の面積＝（画素長辺長さ−ＢＭ幅（画素長辺方向））
×（画素短辺長さ−ＢＭ幅（画素短辺方向））………（式１）
インク吐出領域認識部３は、カメラ等を用いて基板８上の欠陥画素１７を認識してもよい。すなわち、基板８の画像データ上の各点について所定の色に着色されるか否かを判断し、所定の色に着色されていない部分を欠陥画素１７として認識する。その際、ＢＭ膜２４を併せて認識することにより、欠陥画素１７全体の形状を特定してもよい。また、欠陥画素１７に対し不要なＣＦ膜を除去したレーザ加工装置（図示せず）から電子データを介して座標値を受け取ってもよい。
【００８５】
欠陥画素１７の座標データは、図１３に示すように画素の中心位置を示すデータとすることもできるがこれに限られない。すなわち、欠陥画素１７の座標データは画素の四隅の位置をデータ等、当業者が容易に該座標データから欠陥画素１７の輪郭位置を特定し得るデータであればよい。
【００８６】
例えば、画素の中心位置を座標データとして取得した場合、予め入力されたレシピ情報（各画素の長辺方向および短辺方向の長さ、ＢＭ膜２４の画素長辺方向および画素短辺方向のそれぞれの幅）に基づいて欠陥画素１７の座標データから、その輪郭部分の位置を特定し得る。例えば、欠陥画素１７の長辺方向（以降、第１の方向とする）の上記輪郭部分の位置は下記の式２として表すことができ、欠陥画素１７の短辺方向（以降、第２の方向とする）の上記輪郭部分の位置は下記の式３として表すことができる。なお、ＢＭ膜２４の特定方向の幅を「ＢＭ幅」と表す。
【００８７】
輪郭部分の第１の方向の位置＝欠陥画素座標±（画素長辺の長さ−ＢＭ幅（画素長辺
方向））／２………（式２）
輪郭部分の第２の方向の位置＝欠陥画素座標±（画素短辺の長さ−ＢＭ幅（画素短辺
方向））／２………（式３）
インク吐出領域認識部３は、上記のように認識した欠陥画素１７の輪郭部分の位置を示すデータをインク吐出パターン生成部６に出力する。インク吐出パターン生成部６は、上記データに基づいて、すくなくとも上記輪郭部分にインク滴１６が吐出されるようにインク吐出パターンを生成する。
【００８８】
一実施形態において、上記インク吐出パターンは欠陥画素１７の開口部の輪郭部分において密となるような吐出パターンを生成する。一つの局面において、欠陥画素１７の開口部をいくつかの分割領域に分割してもよい。図１４は欠陥画素１７の分割を説明する平面図である。図１４で示すように欠陥画素１７の開口部を、各ノズル１０が通過する位置に基づき均等に分割する。そして、各分割領域について、欠陥画素１７の輪郭近傍が重くなるように重み付けを行う。重く重み付けされた分割領域にたいして、吐出するインク滴１６が密となるように（同一領域内にと出されるインク滴数が多くなるように）インク吐出パターンを生成する。
【００８９】
また、他の局面において、すくなくとも欠陥画素１７の輪郭部分にインク滴１６が吐出されるようにインク吐出パターンを生成するために、ノズル１０の第１の方向の位置が、式２で示される位置に近づいたとき、または、ノズル１０の第２の方向の位置が、式３で示される位置に近づいたときインク滴１６が吐出されるようにインクパターンを形成する。
【００９０】
さらに、一実施形態において、インク吐出パターン生成部６は、上記輪郭部分の位置情報に加えて、インクの吐出の際に発生し得るずれ（着弾精度）および吐出時におけるインク滴１６の大きさに基づき、欠陥画素１７の開口部内に着弾するように詳細な吐出位置を算出する。インク滴１６が「着弾」するとは、ノズル１０から吐出されたインク滴１６が基板８上の任意の位置に初めて接触することが意図される。「吐出時におけるインク滴１６の大きさ」（液滴サイズ）とは、インク滴１６が、基板８に着弾押し出され、完全にノズル１０から離れてインク滴となった時点における径が意図される。吐出時におけるインク滴１６の大きさは、インクの粘度および吐出量等に依存するデータであり、予め実験により求めておくことが好ましいが、インクの粘度および吐出量等から計算してもよい。また、インク着弾精度は、インク吐出装置１における絶対位置精度、繰り返し精度等の装置精度、ならびにヘッド７におけるインク吐出精度等が存在する。これらの精度は、予め実験によって求めておくことが好ましい。
【００９１】
具体的には、一つの局面において、インク吐出パターン生成部６は、下記の式４または式５のいずれかを満たす位置に、すくなくともインクを吐出するようにインク吐出パターンを生成する。
【００９２】
第１の方向での吐出位置＝欠陥画素座標±（画素長辺の長さ−ＢＭ幅（画素長辺方向）
−（着弾精度＋液滴サイズ））／２………（式４）
第２の方向での吐出位置＝欠陥画素座標±（画素短辺の長さ−ＢＭ幅（画素短辺方向）
−（着弾精度＋液滴サイズ））／２………（式５）
すなわち、欠陥画素１７の境界よりも（着弾精度＋液滴サイズ）／２の長さだけ内側の位置に着弾するようにインク吐出パターンが生成されるので、装置等に起因するインク着弾位置のずれが生じても、インク滴１６は、必ず欠陥画素１７の開口部内に着弾する。そして、上述したように、ＢＭ膜２４は撥水性でありインク滴１６の広がりを遮るため、インク滴１６は、境界領域および隣接画素にまで広がらない（実験により検証。データ示さず）。これにより、欠陥画素１７の境界を超えてインク滴１６が付着することを防ぐことができる。
【００９３】
そして、インク吐出タイミング制御部２３が、上記インク吐出パターンをインク吐出タイミング信号としてインク吐出部２に出力する。当業者であれば、周知慣用技術を用いれば、上記インク吐出パターンに基づいて、インク吐出タイミング信号を容易に生成し得ることを容易に理解する。一実施形態において、インク吐出タイミング制御部２３は、ヘッドの移動制御部２２から出力されたヘッド７の移動情報を示す信号に基づいて、インク吐出部２の各ノズル１０が、どのタイミングで上記インク吐出パターンに対応する位置に到達するかを算出し、その結果に基づいて、インクを吐出するまでのカウント数を指定したインク吐出タイミング信号（エンコーダ信号）をインク吐出部２に出力する。
【００９４】
そして、インク吐出部２の各ノズル１０は、インク吐出パターン生成部６から出力されたインク吐出タイミング信号に基づいて、複数個の欠陥画素に対してインクを吐出する。以上により、欠陥画素１７の輪郭部分にインク滴を着弾させることができる。
【００９５】
〔２：インク吐出装置の制御方法〕
本発明のインク吐出装置の制御方法について図１１のフローチャートに基づいて説明すれば以下の通りである。
【００９６】
ステップ１において、インク吐出領域認識部３が、インク吐出領域の認識を行う（輪郭特定工程）。本ステップでは、インク吐出領域認識部３は、インク吐出領域とともに、その輪郭部分についても認識を行う。
【００９７】
ステップ２において、ヘッドの角度制御部２１およびインク吐出液滴数演算部５が、インク吐出領域の形状および大きさの少なくとも一方に基づき、それぞれヘッド角度および吐出液滴数を算出する。
【００９８】
ステップ３において、インク吐出パターン生成部６が、算出したヘッド角度および吐出液滴数に基づき、すくなくとも上記輪郭部分にインクを吐出するように、吐出パターンを生成する。
【００９９】
ステップ４において、インク吐出パターン生成部６が、全てのインク吐出領域について吐出パターンを生成したかを判断する。吐出パターンを生成した場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップ５に進む。一方、吐出パターンを生成していない場合（ＮＯの場合）には、ステップ２に戻る。
【０１００】
ステップ５において、インク吐出順番決定部４が、ＣＦパネルに対するインク吐出順番の決定を行う。
【０１０１】
ステップ６において、インク吐出パターン生成部６が、インク吐出順番に基づく吐出パターンの累積を行う。
【０１０２】
ステップ７において、インク吐出タイミング制御部２３が、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力する（タイミング制御工程）。本ステップでは、インク吐出タイミング制御部２３が、すくなくとも上記輪郭部分にインクを吐出するようにステップ２〜３において生成された吐出パターンに基づいてインク吐出タイミングを生成し、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力する。
【０１０３】
ステップ８において、ヘッドの移動制御部２２が、インク吐出順番に基づき、ヘッドがＣＦパネルの吐出位置へ移動する。
【０１０４】
ステップ９において、インク吐出部２が、インクを吐出する。
【０１０５】
ステップ１０において、インク吐出領域認識部３が、次の吐出位置があるかを判断する。次の吐出位置がある場合（ＹＥＳの場合）には、ステップ８に戻る。一方、次の吐出位置がない場合（ＮＯの場合）には、インク吐出動作が終了する。
【０１０６】
上記の制御方法によれば、ステップ１において、インク吐出領域の輪郭部分が特定され、ステップ２〜３において、すくなくとも上記輪郭部分にインクが吐出されるように吐出パターンが生成され、ステップ７において、上記吐出パターンに基づいてインク吐出タイミングを生成し、吐出パターンおよびインク吐出タイミングをインク吐出部に入力し、ステップ９において上記インク吐出タイミングに基づいてインクの吐出が行われる。これにより、すくなくとも上記輪郭部分にインクが吐出され、輝点のない画素を形成することができる。
【０１０７】
また、一つの局面において、上記の制御方法のステップ２〜３では、インク吐出パターン生成部６が、インク吐出装置１におけるインク吐出精度ａ（μｍ）と吐出時のインク滴１６の大きさ２ｂ（μｍ）を考慮して吐出パターンを生成する。これにより、上述したように、欠陥画素１７の境界を超えてインク滴１６が着弾することを防ぐことができる。
【０１０８】
また、前述した実施の形態では、ＣＦパネルに生じた欠陥画素の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。マトリクス状またはストライプ状に並んだ複数のインク被吐出部を有するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の製造についても本発明を適用することができる。また、プラズマ表示装置の背面基板の製造についても本発明を適用することができ、電子放出素子を備えた画像表示装置の製造および配線の製造についても本発明を適用することができる。
【０１０９】
本実施の形態において、インク吐出装置１は、ヘッドの移動制御部２２を備えているとしたが、ヘッドの移動制御部２２の代わりに媒体の移動制御部を備えていてもよい。つまり、インク吐出装置１は、媒体が移動する構成であってもよい。その場合、ヘッドの移動制御部２２以外の構成は、前記実施の形態と同じであり、適宜実施の形態の図面も参照する。
【０１１０】
このように、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、ヘッドまたは媒体を相対的に移動させる手段を有するインク吐出装置であって、該ヘッドあるいはノズル列が上記インク吐出装置の移動方向に対して斜めに傾けられ、かつノズルの一端から他端に向かってインク吐出量を段階的に増大あるいは減少させる吐出手段を有するという構成を有しているものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。
【０１１１】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記媒体は基板であり、基板上の略短形形状の所定領域に吐出するインク吐出装置であって、該所定領域の長手方向は上記インク吐出装置の移動方向とほぼ直角に形成するという構成であってもよい。
【０１１２】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記インク吐出装置は、前記基板の所定領域に対して、該所定領域長手方向の横幅に割り当てられた前記傾けたノズル列のうち所定領域に早く到着し吐出するノズルからのインク吐出量を減少させ、遅く吐出するノズルからのインク吐出量を増加させる吐出手段を有するという構成であってもよい。
【０１１３】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記ヘッドあるいはノズル列の上記基板搬送方向に対して斜めに傾けられた角度は、上記所定領域長手方向の長さによって調整するという構成であってもよい。
【０１１４】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法は、例えば、前記基板が、液晶表示装置用ＣＦパネルであるという構成であってもよい。
【０１１５】
また、本発明に係るインク吐出装置およびその制御方法について、インク吐出手段が複数のインク吐出孔を備えている場合について説明したが、インク吐出孔は単独であってもよい。インク吐出孔が単独であっても、上述したインク吐出パターンおよびインク吐出タイミングにてインクを吐出させ得ることを当業者は容易に理解する。
【０１１６】
本発明はまた、以下のように表現することができる。
【０１１７】
（第１の構成）
インクの吐出対象物である媒体に対して相対的に移動可能であり、媒体に対してインクを吐出可能とする複数のノズルがノズル列として設けられるヘッドを備えるインク吐出装置であって、前記ヘッドに対して主走査方向での一定速度での移動と、主走査方向に直交した副走査方向での移動可能な移動制御手段と、前記ノズル列の中からインクの吐出対象物に対してインクを噴射するノズルを決定する吐出対象ノズル決定手段と、インクの吐出対象物への適量なインク量を算出し吐出するように制御するインク吐出量制御手段と、吐出対象ノズル群に対してインク吐出量制御手段によって算出されたインクの吐出対象物へのインク量に基づき、インク滴をインクの吐出対象物内に納まるように吐出する際に、少なくともインクの吐出対象物形状の輪郭を形成する位置に、インク滴を着弾させるようにインクの吐出を制御するインク吐出タイミング制御手段とを備えることを特徴とするインク吐出装置。
【０１１８】
（第２の構成）
前記インク吐出タイミング制御手段ではインク吐出装置におけるインク着弾精度とインク液滴の吐出時の大きさに基づき、インクの吐出対象物の輪郭から内側方向にインクを着弾させることを特徴とするインク吐出装置。
【０１１９】
（第３の構成）
表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素修復用に用いられることを特徴とする第１の構成または第２の構成に記載のインク吐出装置。
【０１２０】
（第４の構成）
上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用にあることを特徴とする第３の構成に記載のインク吐出装置。
【０１２１】
（第５の構成）
インクの吐出対象物である媒体に対して相対的に移動可能であり、媒体に対してインクを吐出可能とする複数のノズルがノズル列として設けられるヘッドを備えるインク吐出装置であって、前記ヘッドに対して主走査方向での一定速度での移動と、主走査方向に直交した副走査方向での移動可能な移動制御手段と、前記ノズル列の中からインクの吐出対象物に対してインクを噴射するノズルを決定する吐出対象ノズル決定手段と、インクの吐出対象物への適量なインク量を算出し吐出するように制御するインク吐出量制御手段と、吐出対象ノズル群に対してインク吐出量制御手段によって算出されたインクの吐出対象物へのインク量に基づき、インク滴をインクの吐出対象物内に納まるように吐出する際に、少なくともインクの吐出対象物形状の輪郭を形成する位置に、インク滴を着弾させるようにインクの吐出を制御するインク吐出タイミング制御手段とを備えることを特徴とするインク吐出制御手段。
【０１２２】
（第６の構成）
前記インク吐出タイミング制御手段ではインク吐出装置におけるインク着弾精度とインク液滴の吐出時の大きさに基づき、インクの吐出対象物の輪郭から内側方向にインクを着弾させることを特徴とするインク吐出制御手段。
【０１２３】
上記の構成を有していることにより、膜厚形状が均一で、輝点のない品質が良好な膜を形成し、さらに、欠陥画素の修復時間を短縮することができるインク吐出装置およびその制御方法を提供する。ヘッドの移動制御部２２と、インク吐出領域認識部３と、インク吐出タイミング制御部２３と、インク吐出液滴数演算部５とを備えていることにより、同一ノズル列内でインク吐出タイミングをずらし、インク吐出量を段階的に増加させることができることに加え、インク吐出対象部の輪郭を形成する位置にも積極的にインク滴を着弾させるように吐出タイミングを制御する。
【０１２４】
これにより、インク着弾後のインク吐出領域の膜厚形状を全体として均一にすることができ、更にコーナー部を含むインク吐出対象の境界付近でのインク濡れ広がり残りをなくす。その結果、品質の良好な膜を形成することができる。また、ヘッド７は、複数のノズル１０を有するノズル列を備えているので、欠陥画素の修復時間を短縮することができる。
【０１２５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、ＣＦパネルに生じた欠陥画素の修復に利用することができる。また、本発明は、マトリクス状またはストライプ状に並んだ複数のインク被吐出部を有するＥＬ表示装置の製造についても利用することができる。また、本発明は、プラズマ表示装置の背面基板の製造についても利用することができ、電子放出素子を備えた画像表示装置の製造、および、配線の製造についても利用することができる。
【０１２７】
インクジェットパターニング技術が用いられるインク吐出装置により生産されるＣＦパネルを備えた液晶表示装置は、近年益々大型化しているので、膜厚形状が均一で品質が良好な膜を基板上に形成し、かつ、欠陥画素に対しては正確に位置調整を行い欠陥を修復して、高画質な画像を実現することが求められている。さらに、欠陥画素にインクを吐出することにより欠陥画素を修復する時間を短縮することは極めて重要である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の一実施形態におけるインク吐出装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるインク吐出部を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態におけるヘッドを示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態におけるヘッドとＣＦパネルが形成された基板とを示す断面図である。
【図４】インク吐出方法を説明する平面図である。
【図５】吐出されたインクの膜厚を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、インク吐出方法を説明する平面図であり、（ｂ）は、インク吐出方法を説明する平面図である。
【図７】吐出されたインクの膜厚を示す断面図である。
【図８】撥水性を有す基板上に吐出されたインクの液溜まりを示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるインク吐出方法を説明する平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるインクの着弾位置を説明する模式図である。
【図１１】本発明の一実施形態におけるインク吐出制御方法を示すフローチャートである。
【図１２】従来技術におけるインク吐出方法を説明する模式図である。
【図１３】本発明の一実施形態におけるカラーフィルターパネルを示す平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態における欠陥画素を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ インク吐出装置
２ インク吐出部（インク吐出手段）
３ インク吐出領域認識部（輪郭特定手段）
４ インク吐出順番決定部
５ インク吐出液滴数演算部
６ インク吐出パターン生成部
７ ヘッド
７Ｒ ヘッド
７Ｇ ヘッド
７Ｂ ヘッド
８ 基板
８ａ フィルタ層
８ｂ ガラス層
１０ ノズル
１１ 筐体
１２ ノズルプレート
１３ インク吐出孔
１４ 圧電部材
１５ インク流路
１６ インク滴
１７ 欠陥画素（第１の領域）
１８ 画素境界（第２の領域）
２１ ヘッドの角度制御部
２２ ヘッドの移動制御部
２３ インク吐出タイミング制御部（タイミング制御手段）
２４ ＢＭ膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置であって、
第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定手段と、
少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御手段とをさらに備えていることを特徴とするインク吐出装置。
【請求項２】
第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、
上記タイミング制御手段が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出装置。
【請求項３】
表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために用いられることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のインク吐出装置。
【請求項４】
上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用カラーフィルターパネルであることを特徴とする請求項３に記載のインク吐出装置。
【請求項５】
媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置の制御方法であって、
第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定工程と、
少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御工程とを包含していることを特徴とするインク吐出装置の制御方法。
【請求項６】
第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、
上記タイミング制御工程が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載のインク吐出装置の制御方法。
【請求項１】
媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置であって、
第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定手段と、
少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御手段とをさらに備えていることを特徴とするインク吐出装置。
【請求項２】
第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、
上記タイミング制御手段が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載のインク吐出装置。
【請求項３】
表示装置用カラーフィルターパネルの欠陥画素を修復するために用いられることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のインク吐出装置。
【請求項４】
上記カラーフィルターパネルが、液晶表示用カラーフィルターパネルであることを特徴とする請求項３に記載のインク吐出装置。
【請求項５】
媒体上に設けられた第１の領域内に、インク吐出孔を介してインクを吐出するインク吐出手段を備えているインク吐出装置の制御方法であって、
第１の領域における輪郭部分を特定する輪郭特定工程と、
少なくとも上記特定された輪郭部分に上記インクを着弾させるように、上記インク吐出手段によるインク吐出のタイミングを制御するタイミング制御工程とを包含していることを特徴とするインク吐出装置の制御方法。
【請求項６】
第１の領域が、上記インクに対する親和性が第１の領域に比べて低い第２の領域に囲まれており、
上記タイミング制御工程が、少なくとも上記インク吐出装置におけるインク着弾精度および吐出時のインク液滴の大きさに基づいて、上記タイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載のインク吐出装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２３３６９２（Ｐ２００８−２３３６９２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７５４９５（Ｐ２００７−７５４９５）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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