DE69721678T2

DE69721678T2 - Tintenstrahldrucker und Tintenstrahldruckverfahren, Zusatzstück, Tintenstrahlkopf, Verfahren zur Korrektur der Verformung, Tintenstrahlkopfelement und Verfahren zur Reduzierung der Farbenmischung

Info

Publication number: DE69721678T2
Application number: DE69721678T
Authority: DE
Inventors: Makoto Ohta-ku Akahira; Hiromitsu Ohta-ku Yamaguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: EP0832743A2; KR19980025102A; EP0832743A3; US6505908B1; EP0832743B1; KR100233635B1; JP3115549B2; DE69721678D1; US6109727A; JPH10151748A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker und ein Tintenstrahl-Druckverfahren, welche den Druck durch Ausstoßen von Tinte aus einem Tintenstrahlkopf auf ein Druckobjekt ausführen, ein Zusatzstück, einen Tintenstrahlkopf, ein Verfahren zur Korrektur der Verformung, eine Tintenstrahlkopfeinheit und ein Verfahren zur Reduzierung der Farbvermischung.
In den letzten Jahren entstand ein zunehmender Bedarf an Flüssigkristallanzeigen und insbesondere an Farbflüssigkristallanzeigen im Zusammenhang mit der Entwicklung von Personalcomputern, und insbesondere von Taschencomputern. Es ist jedoch notwendig, die Kosten von Flüssigkristallanzeigen so zu verringern, daß die Personalcomputer noch weiter verbreitet verwendet werden können. Insbesondere ist es erforderlich, die Kosten des Farbfilters zu vermindern, welcher recht teuer ist. Herkömmlich sind verschiedene Verfahren in Anwendung, den vorstehend erwähnten Anforderungen zu entsprechen, während die notwendigen Eigenschaften des Farbfilters erfüllt werden, es erbringt jedoch keines der Verfahren alle notwendigen Eigenschaften. Die vorstehend erwähnten Verfahren sind wie folgt.
Das erste Verfahren ist ein Pigmentdiffusionsverfahren. Dieses Verfahren erzielt eine Einfarbstruktur durch Erzeugen einer lichtempfindlichen Harzschicht, in welcher Pigment auf einem Substrat diffundiert ist, und dem folgt das Strukturieren der Harzschicht. Dieser Prozeß wird dreimal wiederholt, um eine R-, G- und B-Farbfilterschicht zu erzeugen. Das zweite Verfahren ist ein Einfärbeverfahren. Dieses Verfahren erzielt eine Farbstruktur durch Beschichten eines Glassubstrats mit wasserlöslichem Polymermaterial als ein Einfärbematerial, dessen Ausbilden zu einer gewünschten Struktur durch einen photolithographischen Prozeß und durch Tauchen der erhaltenen Struktur in ein Färbebad. Dieser Prozeß wird dreimal wiederholt, um eine R-, G- und B-Farbfilterschicht zu erzeugen.
Das dritte Verfahren ist ein galvanisches Abscheideverfahren. Dieses Verfahren führt das galvanische Abscheiden einer ersten Farbe durch Ausbilden einer transparenten Elektrode zu einer Struktur auf einem Substrat und das Eintauchen der Elektrode in eine Beschichtungsflüssigkeit mit Pigment, Harz, Elektrolyt und dergleichen zur galvanischen Abscheidung aus. Dieser Prozeß wird dreimal wiederholt, um eine R-, G- und B-Farbfilterschicht zu erzeugen, und schließlich wird die Farbfilterschicht gesintert.
Das vierte Verfahren ist ein Druckverfahren. Dieses Verfahren erzeugt eine eingefärbte Schicht durch Diffundieren von Pigment in ein heißhärtendes Harz durch dreimaliges Drucken für die R-, G- und B-Einfärbung und Erhitzen des Harzes zum Härten.
Im allgemeinen wird eine Schutzschicht auf der eingefärbten Schicht in jedem dieser Verfahren erzeugt.
Die vorstehend erwähnten Verfahren wiederholen einen Prozeß dreimal, um in den drei Farben R, G und B einzufärben, wodurch die Kosten steigen. Da ferner die Anzahl der Prozesse groß ist, liegt eine verminderte Ausbeute vor. Ferner kann das Verfahren zur galvanischen Abscheidung, in dem die erzeugbare Strukturform begrenzt ist, unter Anwendung der vorliegenden Technologie nicht auf einen TFT (Dünnschichttransistor) ohne Schwierigkeiten angewendet werden. Ferner kann das Druckverfahren mit geringer Auflösung und Gleichmäßigkeit nicht angewendet werden, um ohne Schwierigkeiten fein beabstandete Strukturen zu erzeugen.
Um diese Nachteile zu beheben, offenbaren die Japanischen Offenlegungssehriften Nr. 59-75205, Nr. 63-235901 und Nr. 1-217320 die Herstellung eines Farbfilters unter Verwendung eines Tintenstrahldruckverfahrens. Gemäß diesen herkömmlichen Technologien wird Tinte in drei Farben, R (Rot), G (Grün) und B (Blau), auf ein lichtdurchlässiges Objekt gemäß einem Tintenstrahlverfahren ausgestoßen, und die jeweilige Farbtinte wird getrocknet, um einen eingefärbten Bildabschnitt zu erzeugen. Das Tintenstrahlverfahren ermöglicht die Erzeugung von R-, G- und B-Pixeln in einem Prozeß, wodurch der Herstellungsprozeß wesentlich vereinfacht wird und die Kosten umfassend gesenkt werden.
Ein bekanntes Tintenstrahlverfahren ist das sogenannte Bubble-Jet-Verfahren, welches das Filmsieden durch Wärmeenergie bewirkt, um eine Blase zu erzeugen und durch die Volumenausdehnung der Blase Tinte auszustoßen. In einem Fall, wenn das Bubble-Jet-Verfahren auf einen Tintenstrahlkopf angewendet ist, nimmt die Temperatur des Tintenstrahlkopfs infolge der Wärmeenergie zu. Der Temperaturanstieg führt zur Ausdehnung des Tintenstrahlkopfs, wodurch die Positionen der Ausstoßdüsen zum Ausstoßen von Tinte verschoben werden können. Seit kurzer Zeit wird ein langer Tintenstrahlkopf verwendet, in dem eine große Anzahl von Düsen angeordnet ist, und der Tintenstrahlkopf wird in einer Richtung ungefähr rechtwinklig zu einer Richtung entlang der Düsenmatrix zum Einfärben einer großen Anzahl von Pixelanordnungen mit einer Abtastbewegung abgetastet. Die Verschiebung der Positionen der Ausstoßdüsen infolge der Ausdehnung des Tintenstrahlkopfs in dessen Längsrichtung ist ein ernstes Problem.
Ferner ist es in dem vorstehend erwähnten langen Tintenstrahlkopf schwierig, einen Kopf so herzustellen, daß eine große Anzahl von Düsen im Mikrometer-Abstand in einer Reihe angeordnet ist. Insbesondere dann, wenn der hochgenaue Tintenausstoß bei der Herstellung eines Farbfilters erforderlich ist, ist es sehr wichtig, die Lagegenauigkeit der Düsen zu erhöhen.
Die EP-A-0683406 beschreibt einen Tintenstrahlkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Situation, und es ist deren Aufgabe, einen Tintenstrahlkopf und ein Verfahren zur Korrektur der Verformung für den Tintenstrahlkopf zu schaffen.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahlkopf aufgezeigt, der mit einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen versehen ist, die in einer linearen Reihe angeordnet sind und zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters durch abtastendes Bewegen des Tintenstrahlkopfs in einer Abtastbewegungsrichtung in bezug auf ein Färbungsobjekt angepaßt sind, während das Drucken durch Ausstoßen von Tinte aus dem Tintenstrahlkopf ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenstrahlkopf so angeordnet ist, daß eine Pixelbreite GL eines Pixels des Farbfilters, ein Tintenpunktdurchmesser CL, ein Neigungswinkel θ des Tintenstrahlkopfs in einer Richtung rechtwinklig zu der Abtastbewegungsrichtung und eine Düsenverschiebungsbreite y in einer Richtung rechtwinklig zu einer ideal geraden Linie, auf welcher, wenn der Tintenstrahlkopf nicht verformt ist, die Vielzahl der Tintenausstoßdüsen angeordnet ist, die Beziehung erfüllen: y ≤ (GL – CL)/sinθ, wobei 0° < θ < 90°.
In einem anderen Gesichtspunkt zeigt die vorliegende Erfindung eine Tintenstrahlkopfeinheit mit einer Vielzahl von Tintenstrahlköpfen gemäß dem ersten Gesichtspunkt auf.
In einem anderen Gesichtspunkt zeigt die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Herstellung eines Farbfilters auf, wie z. B. einen Tintenstrahlkopf oder eine Tintenstrahlkopfeinheit und eine Ausstoßsteuervorrichtung zum Steuern des Tintenausstoßes aus dem oder jedem Kopf.
In einem anderen Gesichtspunkt zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen auf, die in einer linearen Reihe angeordnet sind, wobei das Verfahren ein Steuergerät aufweist, das einen Farbfilter-Herstellungsschritt ausführt, indem bewirkt wird, daß Tinten aus Tintenstrahldüsen des Tintenstrahlkopfs auf ein Einfärbeobjekt ausgestoßen werden, während die abtastende Relativbewegung in einer Abtastbewegungsrichtung zwischen dem Tintenstrahlkopf und dem Einfärbeobjekt ausgeführt wird, um den Farbfilter herzustellen, gekennzeichnet durch Ausführen des Farbfilter-Herstellungsschritts in einer Weise, daß eine Pixelbreite GL eines Pixels des Farbfilters, ein Tintenpunktdurchmesser CL, ein Neigungswinkel Θ des Tintenstrahlkopfs in einer Richtung rechtwinklig zu der Abtastbewegungsrichtung und eine Düsenverschiebungsbreite y in einer Richtung rechtwinklig zu einer ideal geraden Linie, auf welcher, wenn der Tintenstrahlkopf nicht verformt ist, die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen angeordnet ist, die Beziehung erfüllen: y < (GL – CL)/sinθ, wobei 0° < θ < 90°.
Andere Gesichtspunkte und Vorteile außer den vorstehend beschriebenen werden dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deutlich. In der Beschreibung erfolgt Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche ein Teil dieser sind, und welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Ein solches Ausführungsbeispiel begrenzt jedoch die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nicht, und daher erfolgt Bezugnahme auf die Ansprüche, welche der Beschreibung folgen, um den Rahmen der Erfindung zu definieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, welche einbezogen sind und einen Teil der Beschreibung ausbilden, stellen die Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Erfindungsprinzipien.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Farbfilter-Herstellungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung des Aufbaus einer Steuervorrichtung, welche die Operation des Farbfilter-Herstellungsgeräts steuert,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Tintenstrahlkopfs, der in dem Farbfilter-Herstellungsgerät verwendet wird,
4A bis 4F zeigen Querschnittansichten eines Beispiels eines Farbfilter-Herstellungsprozesses,
5 zeigt eine Querschnittansicht zur Darstellung des Grundaufbaus einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Farbfilter der Ausführungsform,
6 zeigt eine Querschnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Grundaufbaus einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem Farbfilter der Ausführungsform,
7 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Darstellung eines Beispiels der Einfärbung des Farbfilters,
8 zeigt eine Ansicht des Tintenstrahlkopfs, an welchem eine Platte angeordnet ist,
9 zeigt eine Querschnittansicht des Tintenstrahlkopfs in 8, wenn von links des Tintenstrahlkopfs gesehen,
10 zeigt eine Teilquerschnittansicht zur Darstellung eines Tintenstrahlkopfs in 8, wenn von unterhalb des Tintenstrahlkopfs gesehen,
11A und 11B zeigen Erläuterungsansichten zur Darstellung der Korrektur der Verformung des Tintenstrahlkopfs,
12 zeigt ein Kurvenbild zur Darstellung der Verformungsmenge des Tintenstrahlkopfs vor der Korrektur und nach der Korrektur,
13 zeigt eine Ansicht des Aufbaus eines Geräts zur Beobachtung der Verformung des Tintenstrahlkopfs,
14 zeigt eine Ansicht einer Abwandlung der Platte,
15 zeigt eine Erläuterungsansicht zum Erlangen einer Versatzmenge eines Tintenpunkts, welche die Vermischung der Farben bewirkt,
16 zeigt ein Kurvenbild, welches die Beziehung zwischen einer Tintenauftragposition und einer Düsenposition darstellt,
17 zeigt eine Erläuterungsansicht zum Erläutern eines Versatzes einer Düse in der Richtung einer Pixelbreite infolge einer Krümmung des Kopfs,
18 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Erläuterung eines Positionsversatzes in der Kopfeinheit, wenn kurze Köpfe kombiniert sind,
19 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen einem Farbfilter, einem Pixel und einem Tintenpunkt, und
20 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Darstellung von Bereichen der Farbvermischung zum Zeitpunkt der Einfärbung eines Farbfilters.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend gemäß den beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Farbfilter-Herstellungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine Plattform des Geräts, 52 bezeichnet einen XYθ-Tisch, der auf der Plattform 51 angeordnet ist, 53 bezeichnet ein Farbfiltersubstrat, das auf dem XYθ-Tisch 52 angeordnet ist, 54 bezeichnet einen Farbfilter, der auf dem Farbfiltersubstrat 53 erzeugt ist, 55 bezeichnet einen R- (Rot)-, G- (Grün)- und B- (Blau)-Tintenstrahlkopf zum Einfärben des Farbfilters 54, 58 bezeichnet eine Steuervorrichtung, welche die Gesamtoperation eines Farbfilter-Herstellungsgeräts 90 steuert, 59 bezeichnet ein Kommandogerät (Personalcomputer) als eine Anzeigeeinheit der Steuervorrichtung 58, und 60 bezeichnet eine Tastatur als eine Betätigungseinheit des Kommandogeräts 59.
2 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung des Aufbaus einer Steuervorrichtung, welche die Operation des Farbfilter-Herstellungsgeräts 90 steuert. In 2 dient das Kommandogerät 59 als eine Eingabe/Ausgabevorrichtung der Steuervorrichtung 58. Das Bezugszeichen 62 bezeichnet eine Anzeigeeinheit, welche Informationen zum Fortschritt des Herstellungsprozesses, das Vorliegen bzw. Fehlen der Unnormalität des Tintenstrahlkopfs und dergleichen anzeigt. Die Tastatur 60 dient als eine Betätigungseinheit zum Anweisen der Operation und dergleichen des Farbfilter-Herstellungsgeräts 90.
Die Steuervorrichtung 58 steuert die Gesamtoperation des Farbfilter-Herstellungsgeräts 90, 65 bezeichnet eine Schnittstelleneinheit zum Empfangen bzw. Senden von Daten in bezug auf das Kommandogerät 59, 66 bezeichnet eine CPU, welche das Farbfilter-Herstellungsgerät 90 steuert, 67 bezeichnet einen ROM, in welchem Steuerprogramme zur Operation der CPU 66 gespeichert sind, 68 bezeichnet einen RAM, in welchem Produktionsdaten und dergleichen gespeichert sind, 70 bezeichnet eine Ausstoßsteuervorrichtung, welche den Tintenausstoß zu jeweiligen Pixeln eines Farbfilters steuert, 71 bezeichnet eine Tischsteuervorrichtung, welche die Operation des XYθ-Tischs 52 steuert. Das Farbfilter-Herstellungsgerät 90 ist mit der Steuervorrichtung 58 verbunden und arbeitet gemäß Anweisungen von der Steuervorrichtung 58.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des Tintenstrahlkopfs 55, der in dem vorstehend beschriebenen Farbfilter-Herstellungsgerät 90 verwendet ist. In 1 sind die drei Tintenstrahlköpfe entsprechend den drei Farben R, G und B angeordnet, da jedoch die drei Köpfe den gleichen Aufbau aufweisen, zeigt 3 den Aufbau von einem dieser Köpfe.
In 3 weist der Tintenstrahlkopf 55 hauptsächlich eine Heizvorrichtungsplatte 104 als eine Grundplatte auf, eine Vielzahl von Heizvorrichtungen 102, die auf der Heizvorrichtungsplatte 104 erzeugt sind, und eine Oberplatte 106, die auf der Heizvorrichtungsplatte 104 angeordnet ist. Eine Vielzahl von Ausstoßdüsen 108 ist auf der Oberplatte 106 erzeugt, und tunnelförmige Flüssigkeitskanäle 110, die mit den Ausstoßdüsen 108 verbunden sind, sind am hinteren Teil der Ausstoßdüsen 108 erzeugt. Die jeweiligen Flüssigkeitskanäle 110 sind durch Trennwände 112 voneinander getrennt. Die Flüssigkeitskanäle 110 sind mit einer gemeinsamen Tintenkammer 114 am hinteren Teil der Flüssigkeitskanäle verbunden. Tinte wird über eine Tintenzuführöffnung 116 der Tintenkammer 114 zugeführt, und die Tinte wird von der Tintenkammer 114 den jeweiligen Flüssigkeitskanälen 114 zugeführt.
Die Heizvorrichtungsplatte 104 und die Oberplatte 106 sind so montiert, daß die jeweiligen Heizvorrichtungen 102 entsprechend den jeweiligen Flüssigkeitskanälen 110 angeordnet sind, wie in 3 gezeigt ist. Obgleich 3 nur zwei Heizvorrichtungen 102 zeigt, sind die Heizvorrichtungen 102 jeweils entsprechend den jeweiligen Flüssigkeitskanälen 110 angeordnet. Wenn in dem montierten Zustand, wie in 3 gezeigt, ein vorbestimmter Ansteuerimpuls an die Heizvorrichtungen 102 angelegt ist, siedet die Tinte auf den Heizvorrichtungen 102, um Blasen zu erzeugen, und die Tinte wird infolge der Volumenausdehnung der Blasen unter Druck gesetzt und aus den Ausstoßdüsen 108 entladen. Demgemäß kann die Größe der Blasen durch Steuern der Ansteuerimpulse, z. B. der elektrischen Spannungspegel, die an die Heizvorrichtungen 102 angelegt sind, gesteuert werden. Somit ist das Volumen der aus den Ausstoßdüsen ausgestoßenen Tinte frei steuerbar.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Substrat 1 ein Glassubstrat, jedoch das Substrat 1 ist nicht auf das Glassubstrat begrenzt, solange das Substrat die notwendigen Eigenschaften für einen Flüssigkristall-Farbfilter aufweist, wie z. B. Transparenz, mechanische Festigkeit und dergleichen.
4A bis 4F zeigen Querschnittansichten zur Darstellung eines Beispiels eines Farbfilter-Herstellungsprozesses.
4A zeigt das Glassubstrat 1 mit einem Lichtdurchlaßabschnitt 7 und einer Schwarzmatrix 2 als ein Lichtabschirmabschnitt. Zuerst wird eine Harzkomposition, welche durch Bestrahlung mit Licht oder eine Kombination der Bestrahlung mit Licht und Erwärmung gehärtet wird, auf das Substrat 1 aufgetragen, auf welchem die Schwarzmatrix 2 erzeugt ist, und das Vorhärten wird erforderlichenfalls ausgeführt, um eine Harzschicht 3' zu erzeugen (4B).
Die Harzschicht 3' kann durch verschiedene Beschichtungsverfahren erzeugt werden, wie z. B. Schleuderbeschichtung, Walzenbeschichtung, Rakelbeschichtung, Sprühbeschichtung oder Tauchbeschichtung, und die Erzeugung der Harzschicht 3' ist nicht auf ein spezielles Verfahren begrenzt.
Daraufhin wird ein Teil der Harzschicht 3' gehärtet, um einen uneingefärbten Abschnitt (Abschnitt, welcher keine Tinte absorbiert) 5' zu erzeugen, indem eine Strukturbelichtung der Harzschicht im voraus in einem Abschnitt ausgeführt wird, der durch die Schwarzmatrix 2 (4C) lichtabgeschirmt ist. Dann wird die Harzschicht 3' unter Verwendung des Tintenstrahlkopfs jeweils in den Farben R, G und B eingefärbt (4D), und die Tinten werden erforderlichenfalls getrocknet.
Bei der Strukturbelichtung wird eine Photomaske 4' mit Öffnungen zum Härten der lichtabgeschirmten Abschnitte durch die Schwarzmatrix 2 verwendet. Um zu diesem Zeitpunkt das Auftreten eines uneingefärbten Abschnitts in einem Abschnitt zu verhindern, welcher an der Schwarzmatrix 2 anliegt, ist es notwendig, eine verhältnismäßig große Tintenmenge auf einen solchen Abschnitt aufzutragen. Zu diesem Zweck weist die Photomaske 4' Öffnungen auf, die größer als die Breite (Lichtabschirmbreite) der Schwarzmatrix 2 sind.
Als die Tinte, die zum Einfärben verwendet wird, sind sowohl Farbstoffe als auch Pigmente verfügbar, und ferner sind sowohl Flüssigtinte als auch Festtinte verfügbar.
Als die Harzkomposition, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist jede Komposition verwendbar, solange sie Tinteneignung aufweist und mindestens durch eines der Verfahren, Lichtbestrahlung und Erwärmung, härtbar ist. Z. B. sind Harze, wie z. B. Acrylharze, Epoxyharze, Silikonharze, Cellulosederivate, wie z. B. Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose oder degenerierte Materialien dieser verwendbar.
Um die Vernetzungsreaktion durch Licht oder Licht und Wärme zu begünstigen, kann ein Photoinitiator (Vernetzungsmittel) verwendet werden. Als Vernetzungsmittel können Bichromat, Bisazid, Radikalinitiator, kationischer Initiator, anionischer Initiator und dergleichen verwendet werden. Ferner können diese Photoinitiatoren vermischt werden oder sie können mit anderen Sensibilisatoren kombiniert werden. Um ferner die Vernetzungsreaktion zu fördern, kann die Heißverarbeitung nach der Bestrahlung mit Licht ausgeführt werden.
Die Harzschicht mit den vorstehend erwähnten Zusammensetzungen weist hervorragende Wärmebeständigkeit und Wasserbeständigkeit auf, um der Hochtemperatur-Nachverarbeitung oder dem Reinigungsprozeß ausreichend standzuhalten.
Als das Tintenstrahlverfahren, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann ein Bubble-Jet-Verfahren unter Anwendung eines Elektrizität-Wärme-Umwandlungselements als ein Energieerzeugungselement verwendet werden. Die Größe der eingefärbten Fläche und die Farbstruktur sind beliebig einstellbar.
Anschließend wird die Harzkomposition nur durch Bestrahlung mit Licht, nur durch Wärmebehandlung oder Bestrahlung mit Licht und Wärmebehandlung gehärtet (4E), und eine Schutzschicht 8 wird erforderlichenfalls erzeugt (4F). Es ist darauf hinzuweisen, daß in 4A bis 4F die Buchstaben bν die Lichtstärke bezeichnen. Im Fall der Wärmebehandlung wird die Harzschicht durch Wärme anstelle von Licht der Lichtstärke bν gehärtet. Die Schutzschicht 8 wird unter Verwendung einer zweiten Harzkomposition der lichthärtenden Type, der heißhärtenden Type oder der licht- und heißhärtenden Type oder durch Vakuumabscheidung oder Sputtern unter Verwendung von anorganischem Material erzeugt. Jedes Material ist verwendbar, um die Schutzschicht 8 auszubilden, solange es Lichtdurchlässigkeit und ausreichende Haltbarkeit beim ITO-Erzeugungsprozeß, Ausrichtschicht-Er zeugungsprozeß und dergleichen aufweist, der anschließend ausgeführt wird.
Ferner wird in diesem Beispiel die Harzkomposition auf dem Substrat angeordnet. Sie kann jedoch so angeordnet werden, daß Tinte direkt auf das Substrat aufgetragen wird.
D. h., R-, G- und B-Tinte werden so aufgetragen, daß die lichtdurchlässigen Abschnitte zwischen der Schwarzmatrix unter Anwendung des Tintenstrahlverfahrens in den jeweiligen Farben R, G und B eingefärbt werden können. Die R-, G- und B-Struktur kann in dem sogenannten Gießen ausgebildet werden. Ferner ist zu bevorzugen, daß die jeweiligen Farben innerhalb von Bereichen so gedruckt werden, daß sie nicht einander überlappen.
Als die Tinte, die zum Einfärben verwendet wird, sind sowohl Farbstoffe als auch Pigmente verfügbar, und ferner sind sowohl Flüssigtinte als auch Festtinte verfügbar. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Tinte eine lichthärtende Komponente, eine heißhärtende Komponente oder eine Komponente enthalten muß, die durch Licht und Wärme härtbar ist, wie z. B. verschiedene Harze und Härtemittel auf dem Markt, und diese Komponente ist nicht auf eine spezielle Art der Komponente begrenzt, es sei denn, sie wird in der Tinte fest. Z. B. können Acrylharze, Epoxyharze, Melaminharze und dergleichen vorzugsweise verwendet werden.
5 und 6 zeigen Querschnittansichten des Grundaufbaus einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 30, die den vorstehend beschriebenen Farbfilter verwendet.
Im allgemeinen wird die Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung durch Montieren des Farbfiltersubstrats 1 und eines in Gegenüberlage befindlichen Substrats 21 und Einfüllen der Flüssigkristallverbindung 18 zwischen diesen erzeugt. Auf der Innenfläche des Substrats 21 sind ein TFT (nicht gezeigt) und lichtdurchlässige Pixelelektroden in einer Matrix erzeugt. Auf der Innenfläche des Substrats 1 ist der Farbfilter 54 so angeordnet, daß die eingefärbten R-, G- und B-Abschnitte entsprechend jeder der Pixelelektroden angeordnet werden können. Eine lichtdurchlässige gemeinsame Elektrode 16 ist auf der gesamten Oberfläche des Farbfilters 54 erzeugt. Im allgemeinen ist die Schwarzmatrix 2 auf der Seite des Farbfiltersubstrats 1 erzeugt (siehe 5), jedoch in einer Schwarzmatrix-Auf-Matrix-Type der Flüssigkristalltafel ist die Schwarzmatrix 2 auf der entgegengesetzten TFT-Seite erzeugt (siehe 6). Ferner ist eine Ausrichtschicht 19 auf den Oberflächen der beiden Substrate 1 und 21 erzeugt. Flüssigkristallmoleküle können durch Reibbearbeitung der Ausrichtschicht 19 in einer vorbestimmten Richtung ausgerichtet werden. Weiterhin sind Polarisationsplatten 11 und 22 an den Außenflächen der jeweiligen Glassubstrate angeordnet. Die Flüssigkristallverbindung 18 ist in den Freiraum (etwa 2 bis 5 μm) zwischen diesen Glassubstraten eingefüllt. Als von hinten einfallendes Licht wird die Kombination eines Leuchtstofflichts (nicht gezeigt) und einer Lichtstreuplatte (nicht gezeigt) im allgemeinen verwendet. Die Flüssigkristallverbindung wirkt als ein optischer Verschluß zum Ändern der Lichtübertragung der Rückbeleuchtungsvorrichtung, welche die Anzeigevorrichtung realisiert.
Anschließend wird ein Farbfilter-Einfärbprozeß gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird das Glassubstrat 53 auf dem XYθ-Tisch 52 des Farbfilter-Herstellungsgeräts 90 angeordnet, und die Justierung wird ausgeführt. Dann wird ein Farbfilter-Erzeugungsbereich (eingefärbte Fläche) des Glassubstrats 53 in eine Position direkt unter dem Tintenstrahlkopf 55 bewegt. Der Tintenstrahlkopf 55 und das Glassubstrat 53 werden in bezug zueinander abtastend bewegt, während Tinte ausgestoßen wird, wodurch die jeweiligen Pixel des Farbfilters eingefärbt werden.
7 zeigt die Beziehung zwischen einem Kopf 55a, der Rot-(R)-Tinte in dem Tintenstrahlkopf 55 ausstößt, und dem Glassubstrat 53.
In 7 weist der Kopf 55a Düsen 313 auf, die in Abständen von 70,5 μm angeordnet sind. Wenn der Kopf 55a zum Einfärben eines Farbfilters mit R-, G- und B-Pixeln 314 verwendet wird, die in dieser R→G→B-Reihenfolge in Abständen von z. B. 100 μm angeordnet sind, muß die Position der Düsen mit den Rotpixeln ausgerichtet werden, die in Abständen von 300 μm angeordnet sind. Zu diesem Zweck werden die Düsen des Kopfs 55a bei jeder fünften Düse verwendet, und der Kopf 55a wird in einem Winkel von 31,7° in bezug auf die Abtastbewegungsrichtung geneigt. Dann wird jede fünfte Düse direkt über den Rotpixeln angeordnet, wodurch die Einfärbung genau ausgeführt wird. Diese Beziehung wird auch auf die anderen Köpfe 55b und 55c angewendet.
8 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufbaus zum Unterdrücken des Temperaturanstiegs des Tintenstrahlkopfs, welcher ein kennzeichnender Teil der vorliegenden Ausführungsform ist. 9 zeigt eine Querschnittansicht des Tintenstrahlkopfs in 8 von links des Tintenstrahlkopfs betrachtet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Beschreibung nur des Tintenstrahlkopfs 55a erfolgt, um Rottinte auszustoßen, weil die anderen Köpfe 55b und 55c den gleichen Aufbau aufweisen.
Der Tintenstrahlkopf 55a wendet das sogenannte Bubble-Jet-Verfahren an, welches eine Blase in Tinte durch Wärmeenergie erzeugt und die Blase ausdehnt, um Tinte auszustoßen. In diesem Verfahren nimmt die Temperatur des Tintenstrahlkopfs infolge der Erzeugung von Wärmeenergie zu. Der Temperaturanstieg bewirkt die Wärmeausdehnung des Tintenstrahlkopfs, welche den Abstand zwischen den Düsen verändert. In dieser Ausführungsform erhöht sich die Temperatur des Tintenstrahlkopfs 55a um etwa 5°C, wenn dieser ständig Tinte ausstößt. Der Tintenstrahlkopf 55a weist einen Aluminiumlegierung- Hauptkörper mit einer Länge von etwa 100 mm auf. Wenn dieser Temperaturanstieg von 5°C eintritt, wird der Abstand zwischen den Düsen auf etwa 10 μm vergrößert. Wenn sich die Positionen der Düsen jeweils um 10 μm ändern, vermischt sich die Rotpixelfarbe mit angrenzender Pixelfarbe bei der Einfärbeverarbeitung des Farbfilters. Um das Eintreten der Farbvermischung zu verhindern, muß die Lageverschiebung der Düsen auf etwa 3 μm oder weniger verringert werden.
Wie in 7 und 8 gezeigt, ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Platte 120 mit einer Wärmekapazität des Zwei- bis Vierfachen der Wärmekapazität des Tintenstrahlkopfs 55a an der hinteren Oberfläche des Tintenstrahlkopfs 55a so angeordnet, daß die Wärmekapazität des Tintenstrahlkopfs und die der Platte als eine Gesamtwärmekapazität drei- bis fünfmal der des Tintenstrahlkopfs 55a ist. In dieser Anordnung wird der Temperaturanstieg des Tintenstrahlkopfs um 1/3 bis 1/5 verringert, wodurch der Abstand zwischen den Düsen in der Längsrichtung des Tintenstrahlkopfs um etwa 2 μm bis 3 μm vermindert wird. Daher kann ein Tintenstrahlkopf geschaffen werden, welcher die Einfärbung ausführt, ohne die Farbvermischung zu verursachen. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Material der Platte 120 vorzugsweise aus Aluminiumlegierung oder rostfreiem Stahl ist, da ein solches Material auf leichte Weise bei geringen Kosten verarbeitet werden kann.
10 zeigt eine Teilquerschnittansicht des Tintenstrahlkopfs in 8 von unterhalb des Tintenstrahlkopfs gesehen. Die Platte 120, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet ist, weist eine Funktion zum Korrigieren der Verformung des Tintenstrahlkopfs 55a auf. Der Aufbau zum Korrigieren der Verformung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 8 und 10 beschrieben.
In 8 und 10 ist die Platte 120 durch drei Schrauben 122 an einem Kopfhauptkörper 56 des Tintenstrahlkopfs 55a fest angeordnet. Eine Ebene 56a, die eine Höhe aufweist, welche geringfügig höher als andere Abschnitte des Hauptkörpers 56 sind, ist um Innengewinde 56b angeordnet, welche mit den drei Schrauben 122 des Kopfhauptkörpers 56 im Eingriff sind. Die Platte 120 ist auf der oberen Oberfläche der Ebene 56a fest angeordnet.
Auf der Platte 120 ist eine Vielzahl von Schraubenlöchern 120a in dem Mittelabschnitt zwischen den Schrauben 122 erzeugt. Die Schraubenlöcher 120a sind z. B. M4-Schraubenlöcher, durch welche zwei Arten von Schrauben 124 und 126 eingedreht sind. Der Tintenstrahlkopf 55a weist eine Vielzahl von Schraubenlöchern (Innengewinde) 56c mit kleinerem Durchmesser (z. B. M3) in Positionen entsprechend den Schraubenlöchern 120a auf. Die Schraube 124 ist in dem Schraubenloch 120a gewindegängig verschraubt. Um den Kopfhauptkörper 56 von der Platte 120 wegzubewegen, ist die Schraube 124 in dem Schraubenloch 120a gewindegängig verschraubt und das distale Ende der Schraube 124 wird mit der Oberfläche des Kopfhauptkörpers 56 in Kontakt gebracht, um den Kopfhauptkörper 56 zu drücken. Dies verschiebt die Düse in die Richtung des Pfeils A in 10. Die Schraube 126 ist z. B. eine M3-Schraube, welche durch das Schraubenloch 120a mit einem Spalt dazwischen frei eingedreht werden kann und gewindegängig in das Schraubenloch 56c des Tintenstrahlkopfs 55a mit kleinerem Durchmesser gewindegängig eingedreht ist. Um den Kopfhauptkörper 56 zu der Platte 120 zu ziehen, wird die Schraube 126 in das M3-Schraubenloch 56c gewindegängig eingedreht. Dies verschiebt die Düse in der Richtung des Pfeils B in 10. Auf diese Weise kann die Position der Düse in einem Schraubenloch in die Richtung des Pfeils A oder B verschoben werden, indem die Schraube 124 selektiv eingefügt wird, die in dem Schraubenloch 120a gewindegängig eingedreht ist, und die Schraube 126, die durch das Schraubenloch 120a frei eingefügt ist und in dem Schraubenloch 56c gewindegängig eingedreht ist. Daher kann eine geringe Verformung des Tintenstrahlkopfs 55a, wenn dieser hergestellt wird, beliebig korrigiert werden.
11A und 11B zeigen Erläuterungsansichten zur Darstellung der Korrektur der Verformung des Tintenstrahlkopfs.
Wie in 11A gezeigt, weist der Tintenstrahlkopf 55a eine geringfügige Verformung auf, wenn dieser hergestellt ist (In 11A ist die Verformung übertrieben dargestellt). Diese Verformung wird durch Drücken bzw. Ziehen des Tintenstrahlkopfs in bezug auf die Platte 120 korrigiert, während die Schrauben 124 und 126 selektiv verwendet werden, wie in 10 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 11A gezeigt ist, werden Operationen, wie schwaches Ziehen, kräftiges Ziehen, schwaches Drücken, kräftiges Drücken und dergleichen, gemäß dem Grad der Verformung kombiniert, um die Form des Tintenstrahlkopfs zu einer geraden Form zu korrigieren, wie in 11B gezeigt ist.
Diese Korrektur verringert die Verformung von + 10 μm oder mehr, wie durch eine Vollinie in 12 dargestellt ist, wenn der Tintenstrahlkopf hergestellt ist, zu einer geringfügigen Verformung von ±2 μm, wie durch eine Linie aus abwechselnd langen und kurzen Strichen in 12 gezeigt ist.
Bei der Korrektur tastet eine TV-Kamera 202 Düsenlöcher des Tintenstrahlkopfs 55a über ein Mikroskop 200 bildmäßig ab, und ein Monitor 206 zeigt das erhaltene vergrößerte Bild der Düsenlöcher über eine Bildverarbeitungsvorrichtung 204 an, wie in 13 gezeigt ist. Die Korrektur wird ausgeführt, während die Positionen der Düsenlöcher beobachtet werden.
Auf diese Weise kann die geringfügige Verformung des Tintenstrahlkopfs, wenn dieser hergestellt ist, so korrigiert werden, daß die Düsen mit sehr geringer Lageverschiebung von etwa ±2 μm auf einer geraden Linie angeordnet sind.
Es ist darauf hinzuweisen, daß 14 eine Abwandlung der Platte zeigt. Wie in 14 gezeigt, kann die Wärmestrahlung erhöht und der Temperaturanstieg des Tintenstrahlkopfs durch Ausbildung einer Rippe 130 auf einer Platte 120' weiter unterdrückt werden.
Wenn ferner die Platte schwarz eingefärbt wird, kann die Wärmestrahlung erhöht werden, und der Temperaturanstieg des Tintenstrahlkopfs kann wirkungsvoller unterdrückt werden.
Nachstehend wird die Genauigkeit der Korrektur der Verformung in einem Fall beschrieben, wenn ein Farbfilter hergestellt wird, indem Tinte aus dem Tintenstrahlkopf auf das Glassubstrat ausgestoßen wird, während der Tintenstrahlkopf in bezug auf das Glassubstrat abtastend bewegt wird.
Bei der Herstellung eines Farbfilters durch Tintenstrahldruck ist die Farbvermischung von eingefärbten angrenzenden Pixeln, welche für das Tintenstrahlverfahren kennzeichnend ist, ein ernstes Problem.
Um die Ursache der Farbvermischung zu ermitteln, führte der vorstehend genannte Erfinder einen Versuch aus, wie in 15 gezeigt ist. D. h., das Glassubstrat 53 wird so bewegt, daß der Tintenstrahlkopf in einer geneigten Richtung in bezug auf eine Pixellängsrichtung abtastend bewegt wird, während Tinte ausgestoßen wird, um die Beziehung zwischen einer Tintenpunktverschiebungsmenge (Δx) zu Beginn der Farbvermischung, einem Tintenpunktdurchmesser CL und einer Pixelbreite GL zu prüfen.
Der Tintenausstoß aus einer Vielzahl von Düsen wird unter Änderung der Ausstoßmenge wiederholt, d. h. des Durchmessers des Tintenpunkts, wenn auf das Substrat aufgetragen, und Änderung der Pixelbreite GL (Abstand zwischen den Mitten angrenzender Schwarzmatrizen 2a und 2b in 15). Dann wird festgestellt, daß das Auftreten der Farbvermischung plötzlich zunimmt, wenn die folgende Beziehung erfüllt ist: GL < CL + Δx.
In anderen Worten, es besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit der Farbvermischung, wenn die folgende Beziehung erfüllt ist: Δx ≤ GL – CL.
Es ist bekannt, daß bei der Herstellung eines Farbfilters, wenn Pixel unterschiedliche Abstände aufweisen, die Einfärbung ohne Problem ausführbar ist, indem der Tintenstrahlkopf geneigt wird, wie in 7 gezeigt ist. Dies ermöglicht, mit dem Tintenstrahlkopf verschiedene Arten von Farbfiltern einzufärben.
Der vorstehend erwähnte Erfinder offenbart in dem Japanischen Patent Nr. 7-195235, daß die Verschiebung der Tintenauftragposition infolge des Tintendralls vermieden werden kann, indem Tinte auf das Glassubstrat aufgetragen wird, bevor die Tintentröpfchen eine Kugelform annehmen, wodurch eine höhere Lagegenauigkeit des Tintenauftrags realisiert wird. Wenn die Tintenauftragposition geprüft wird, stellt sich heraus, daß die Position ungefähr mit der Position eines Düsenlochs des Tintenstrahlkopfs übereinstimmt, wie in 16 gezeigt ist.
D. h., es wurde experimentell bestimmt, daß die Lagegenauigkeit des Düsenlochs wesentlich die Wahrscheinlichkeit der Farbvermischung beim Einfärben unter Verwendung des Tintenstrahlkopfs beeinflußt.
Demgemäß hat der vorstehend erwähnte Erfinder festgestellt, daß, wie in 15 und 17 gezeigt, die folgenden Ausdrücke hinsichtlich der Beziehung zwischen der Pixelbreite GL (Abstand zwischen den Mitten von angrenzenden Schwarzmatrizen), dem Punktdurchmesser CL (Durchmesser des Tintentröpfchens, das auf das Substrat aufgetragen ist), einer positiven Düsenverschiebungsmenge y₁, d. h. der Verschiebungsmenge der Düse, die zu einer positiven Seite in einer Richtung rechtwinklig zu einer Ideallinie der Düsenmatrix ver schoben ist (annähernd gerade Linie, die nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate erhalten wird, welche erhalten wird, wenn der Tintenstrahlkopf nicht verformt ist, einer negativen Düsenverschiebungsmenge y₂, d. h. der Verschiebungsmenge der Düse, die zu einer negativen Seite in der Richtung rechtwinklig zu der Ideallinie der Düsenmatrix verschoben ist, eines Neigungswinkels θ des Tintenstrahlkopfs in eine Richtung (Pixelbreitenrichtung) rechtwinklig zu der Kopfabtastbewegungsrichtung und der Tintenpunktverschiebungsmenge Δx in der Richtung rechtwinklig zu der Abtastbewegungsrichtung gelten: y = y1 + y2 Δx = y × sinθ Δx ≤ GL – CL
Das heißt: y × sinθ ≤ GL – CL y ≤ (GL – CL)/sinθ (0° < θ < 90°) (1)
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Punktdurchmesser CL der Durchmesser des Tintentröpfchens ist, das auf ungeteiltes Glas oder Glas aufgetragen ist, auf dem eine Tintenaufnahmeschicht angeordnet ist, und sich ausbreitet, bis es trocknet. In einem Tintenstrahlkopf, der Düsen mit unterschiedlichen Tintenauftragdurchmessern aufweist, wird der größte Durchmesser als der Durchmesser CL verwendet.
Demgemäß kann ein Farbfilter ohne Farbvermischung hergestellt werden, indem die Verformung des Tintenstrahlkopfs gemäß dem vorstehend beschriebenen Korrekturverfahren korrigiert wird, so daß die Düsenverschiebungsmenge y den Ausdruck (1) erfüllt. Selbst wenn die Verformungskorrektur nicht ausgeführt wird, kann andererseits ein Farbfilter ohne Farbvermischung hergestellt werden, indem ein Filtersubstrat unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs mit der Düsenverschiebungsmenge y eingefärbt wird, welche den Ausdruck (1) erfüllt.
Bei der Herstellung eines Tintenstrahlkopfs tritt die Lageverschiebung von Düsen in einem gewissen Grad auch in der Düsenanordnungsrichtung auf. Es ist notwendig, daß mindestens die Düsenverschiebungsmenge in einer Richtung rechtwinklig zu der Düsenanordnung den Ausdruck (1) erfüllt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß in dem Ausdruck (1) gilt: 0° < θ < 90°, es ist jedoch im allgemeinen bestimmt, vom Standpunkt der Herstellungseffizienz 0° < θ ≤ 45° zu sein.
In dem Versuch durch den vorstehend erwähnten Erfinder beträgt die Pixelbreite GL 102,5 μm, der Tintenpunktdurchmesser CL beträgt 85 μm und der Tintenstrahlkopf ist ein Kopf von 4 Zoll [101,6 mm] Länge mit einer Auflösung von 360 dpi (Tinte wird durch jede fünfte Düse von 1408 Düsen ausgestoßen) und einer Neigung von θ = 29,27°.
Zu diesem Zeitpunkt gilt y₁ = y₂ in dem Ausdruck (1), da die positive und die negative Düsenverschiebungsmenge annähernd gleich sind. Demgemäß ist: y ≤ ±{(102,5 – 85)/sin 29,27°}/2, und daher gilt y ≤ ±17,9 μm.
Der vorstehend genannte Erfinder führte die Korrektur der Verformung des Tintenstrahlkopfs unter Berücksichtigung eines Abmaßes von ±10 μm, wie z. B. die Genauigkeit des Geräts, so aus, daß die Verformung auf ±8 μm oder weniger vermindert wird und die Einfärbung unter Verwendung dieses Kopfs ausgeführt wird. Demzufolge wurde ein Farbfilter ohne Farbvermischung hergestellt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Ausdruck (1) unter der Annahme erhalten ist, daß das Abmaß, wie z. B. die Genauigkeit des Geräts, „0" ist. Wenn ein solches Abmaß eingeschlossen wird, ist es so abgestimmt, daß der Abmaßwert von dem Wert subtrahiert wird, der aus dem Ausdruck (1) erhalten ist, wie vorstehend beschrieben, und daß die Verformung des Kopfs korrigiert wird, um einen Wert zu haben, der gleich oder kleiner als der Wert ist, der aus der Subtraktion erhalten wird.
Es ist anzumerken, daß 18 eine Erläuterungsansicht zeigt, welche die Lageverschiebung in einer Kopfeinheit darstellt, in welcher kurze Köpfe kombiniert sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Düsenverschiebungsmenge y eingestellt, daß sie den Ausdruck (1) erfüllt.
19 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen Farbfilterpixeln und Tintenpunkten, und 20 zeigt eine Erläuterungsansicht zur Darstellung des maximalen Tintenpunktdurchmessers, der die Farbvermischung beim Einfärben des Farbfiltersubstrats vermeidet.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß der Temperaturanstieg des Tintenstrahlkopfs unterdrückt werden, indem eine Platte mit einer großen Wärmekapazität an dem Tintenstrahlkopf angeordnet wird. Dies führt zu einem Farbfilter ohne Lageverschiebung von Düsen und ohne Farbvermischung von Pixeln.
Ferner weist in der vorliegenden Ausführungsform die Platte Schraubenlöcher auf, und der Kopfhauptkörper weist kleinere Schraubenlöcher auf. Die Verformung des Tintenstrahlkopfs kann in der Position jedes Schraubenlochs durch Drücken des Tintenstrahlkopfs von der Platte weg oder durch Ziehen näher zu der Platte hin korrigiert werden, während die Schraube selektiv eingebracht wird, die gewindegängig in das Schraubenloch der Platte eingedreht werden kann, und die Schraube mit kleinerem Durchmesser, die durch das Loch frei eingebracht und in dem Schraubenloch des Tintenstrahlkopfs gewindegängig eingedreht werden kann. Dies führt zu einem Tintenstrahlkopf, in welchem Düsen genau in einer geraden Linie angeordnet sind.
Ferner kann ein Farbfilter ohne Farbvermischung hergestellt werden, indem ein Tintenstrahlkopf verwendet wird, in welchem die Düsenverschiebungsmenge den Ausdruck (1) erfüllt.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist unter den Tintenstrahldruckern am Beispiel eines Druckers beschrieben, welcher eine Vorrichtung (z. B. ein Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement, eine Laserstrahl-Erzeugungsvorrichtung und dergleichen) zum Erzeugen von Wärmeenergie als zur Ausführung des Tintenausstoßes genutzte Energie aufweist und eine Zustandsänderung einer Tinte durch die Wärmeenergie bewirkt. Gemäß diesem Tintenstrahldrucker und dem Druckverfahren kann eine hochdichte, hochgenaue Druckoperation erzielt werden.
Als der typische Aufbau und das Prinzip des Tintenstrahldrucksystems, ist eines zu bevorzugen, welches das z. B. in den USA-Patenten Nr. 4 723 129 und Nr. 4 740 796 beschriebene Grundprinzip nutzt. Das vorstehend erwähnte System ist entweder auf die sogenannte Auf-Anforderung-Type oder eine Dauerbetriebstype anwendbar. Insbesondere in dem Fall der Auf-Anforderung-Type ist das System wirkungsvoll, weil durch Anlegen mindestens eines Ansteuersignals, welches den Druckdaten entspricht und zu einem raschen Temperaturanstieg führt, der das Filmsieden bewirkt, an jedes der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente, die entsprechend einer Unterlage oder Flüssigkeitskanälen angeordnet sind, welche eine Flüssigkeit (Tinte) vorhalten, Wärmeenergie durch das Elektrizität-Wärme-Umwandlungselement erzeugt wird, um das Filmsieden auf der wärmeaktiven Oberfläche des Druckkopfs zu bewirken, und folglich eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) entsprechend einem Verhältnis 1 : 1 zu dem Ansteuersignal erzeugt werden kann. Durch Ausstoßen der Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßöffnung durch Wachsen und Schrumpfen der Blase wird mindestens ein Tröpfchen erzeugt. Wenn das Ansteuersignal als ein Impulssignal angelegt ist, kann das Wachsen und Schrumpfen der Blase augenblicklich und angemessen erzielt werden, um den Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) mit dem besonders hohen Ansprechverhalten zu erreichen.
Als Impulsansteuersignal sind Signale geeignet, die in den USA-Patenten Nr. 4 463 359 und Nr. 4 345 262 beschrieben sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß weiterhin ein hervorragender Druck erzielt werden kann, indem die in dem USA-Patent Nr. 4 313 124 der Erfindung beschriebenen Bedingungen verwendet werden, welche die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der wärmeaktiven Oberfläche betreffen.
Als ein Aufbau des Druckkopfs ist zusätzlich zu dem Aufbau als eine Kombination von Ausstoßdüsen, Flüssigkeitskanälen und Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen (geradliniger Flüssigkeitskanäle oder rechtwinklige Flüssigkeitskanäle), wie in den vorstehend erwähnten Patenten beschrieben, der Aufbau in Anwendung der USA-Patente Nr. 4 558 333 und Nr. 4 459 600, welche den Aufbau offenbaren, der einen wärmeaktiven Abschnitt aufweist, der in einem gekrümmten Bereich angeordnet ist, ebenfalls in die vorliegende Erfindung einbezogen. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf wirkungsvolle Weise auf einen Aufbau auf der Grundlage der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-123670 anwendbar, welcher den Aufbau unter Verwendung eines Schlitzes aufweist, der einer Vielzahl von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen als ein Ausstoßabschnitt der Elektrizität-Wärme-Umwandlungselemente gemeinsam ist, oder der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-138461, welche den Aufbau beschreibt, der eine Öffnung zum Absorbieren einer Druckwelle der Wärmeenergie entsprechend einem Ausstoßabschnitt aufweist.
Weiterhin kann als ein Vollzeilen-Druckkopf mit einer Länge entsprechend der maximalen Breite des Druckmediums, welche durch den Drucker bedruckt werden kann, entweder der Aufbau verwendet werden, welcher die Vollzeilenlänge durch Kombinieren einer Vielzahl von Druckköpfen erbringt, wie in den vorhergehend erwähnten Beschreibungen dargelegt, oder der Aufbau als ein einzelner Druckkopf, der durch einstückige Ausbildung von Druckköpfen erhalten wird.
Außerdem ist ein auswechselbarer Druckkopf der Chip-Type, welcher mit der Gerätehaupteinheit elektrisch verbunden werden kann und eine Tinte von der Gerätehaupteinheit aufnehmen kann, weil dieser an der Gerätehaupteinheit montiert ist, oder ein Druckkopf der Kassettentype, in welchem ein Tintenbehälter an dem Druckkopf einstückig angeordnet ist, auf die vorliegende Erfindung anwendbar.
Es ist zu bevorzugen, eine Wiederherstellungsvorrichtung für den Druckkopf, eine vorläufige Hilfsvorrichtung und dergleichen als ein Aufbau des erfindungsgemäßen Druckers hinzuzufügen, da die Druckoperation weiter stabilisiert werden kann. Beispiele solcher Vorrichtungen schließen für den Druckkopf eine Verkappungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung, eine Druckerzeugungs- oder Saugvorrichtung und eine vorläufige Heizvorrichtung unter Verwendung von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen, ein anderes Heizelement oder eine Kombination dieser ein. Es ist auch wirkungsvoll für den zuverlässigen Druck, einen vorläufigen Ausstoßmodus vorzusehen, welcher den Ausstoß unabhängig vom Druck ausführt.
Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angenommen, daß die Tinte eine Flüssigkeit ist. Wahlweise kann die vorliegende Erfindung eine Tinte verwenden, welche bei Raumtemperatur oder weniger fest ist und bei Raumtemperatur erweicht oder sich verflüssigt, oder eine Tinte, welche beim Anlegen eines Drucksignals verflüssigt wird.
Um außerdem einen Temperaturanstieg zu verhindern, der durch Wärmeenergie verursacht ist, durch deren gezielte Nutzung als eine Energie zum Bewirken einer Zustandsänderung der Tinte von einem Festzustand zu einem Flüssigkeitszustand oder zum Verhindern des Verdunstens der Tinte, kann eine Tinte verwendet werden, welche in einem Nichtverwendungszustand fest ist und beim Erhitzen verflüssigt. In jedem Fall, ist eine Tinte auf die vorliegende Erfindung anwendbar, wel che bei Einwirkung von Wärmeenergie gemäß einem Drucksignal flüssig wird und in einem flüssigen Zustand ausgestoßen wird, eine Tinte, welche sich zu verfestigen beginnt, wenn sie ein Druckmedium erreicht oder dergleichen. In diesem Fall kann eine Tinte in Gegenüberlage von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen vorliegen, während sie in einem flüssigen oder festen Zustand in Vertiefungsabschnitten einer porösen Folie oder in Durchgangslöchern vorgehalten wird, wie in den Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 54-56847 oder Nr. 60-71260 beschrieben ist. In der vorliegenden Erfindung ist das vorstehend erwähnte Filmsiedesystem für die vorstehend erwähnten Tinten am wirkungsvollsten.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß der Temperaturanstieg des Tintenstrahlkopfs unterdrückt werden, indem eine Platte mit einer großen Wärmekapazität an dem Tintenstrahlkopf angeordnet wird. Daher ist ein Farbfilter ohne Lageverschiebung von Düsen und ohne Farbvermischung herstellbar.
Ferner weist das Hilfselement Schraubenlöcher auf, und der Tintenstrahlkopf-Hauptkörper weist kleinere Schraubenlöcher auf. Die Verformung des Tintenstrahlkopfs kann in der Position jedes Schraubenlochs durch Drücken des Tintenstrahlkopfs von der Platte weg und durch Ziehen näher zu der Platte korrigiert werden, während die Schraube selektiv eingebracht wird, die in das Schraubenloch gewindegängig eingedreht wird, und die Schraube mit einem kleineren Durchmesser kann frei in das Schraubenloch eingebracht werden und in das kleinere Schraubenloch eingeschraubt werden.
Ferner kann ein Farbfilter ohne Farbvermischung unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs hergestellt werden, bei dem die Düsenverschiebungsmenge den Ausdruck (1) erfüllt.

Claims

Tintenstrahlkopf (55a; 55b; 55c) mit einer Vielzahl von Tintenausstoßdüsen (313), die in einer linearen Reihe angeordnet sind und zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters (54) durch abtastendes Bewegen des Tintenstrahlkopfs in einer Abtastbewegungsrichtung in ezug auf ein Färbungsobjekt (53) angepaßt sind, während das Drucken durch Ausstoßen von Tinte aus dem Tintenstrahlkopf ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß: der Tintenstrahlkopf so angeordnet ist, daß eine Pixelbreite GL eines Pixels des Farbfilters (54), ein Tintenpunktdurchmesser CL, ein Neigungswinkel θ des Tintenstrahlkopfs (55a; 55b; 55c) in einer Richtung rechtwinklig zu der Abtastbewegungsrichtung und eine Düsenverschiebungsbreite y in einer Richtung rechtwinklig zu einer ideal geraden Linie, auf welcher, wenn der Tintenstrahlkopf nicht verformt ist, die Vielzahl der Tintenausstoßdüsen angeordnet ist, die Beziehung erfüllen: y < (GL – CL)/sinθ, wobei 0° < θ < 90°.
Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1, wobei der Tintenstrahlkopf (55a; 55b; 55c) eingerichtet ist, Tinte unter Ausnutzung von Wärmeenergie auszustoßen, und eine Wärmeener gieerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von auf die Tinte einwirkende Wärmeenergie aufweist.
Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei CL der Durchmesser eines Tintenpunkts nach einem Ausbreiten der Tinte auf dem Färbungsobjekt in dem Fall ist, daß die Tinte auf das Färbungsobjekt aufgetragen wird, welches eine Tintenaufnahmeschicht aufweist oder ungegliedert ist.
Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei GL der Abstand zwischen Mittelpunkten von zwei auf dem Färbungsobjekt angeordneten angrenzenden Schwarzmatrixlinien ist.
Tintenstrahlkopf gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Tintenstrahlkopf verformt ist.
Tintenstrahlkopfeinheit mit einer Vielzahl von Tintenstrahlköpfen, jeweils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Farbfilterherstellungsqerät, das einen Tintenstrahlkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder eine Tintenstrahlkopfeinheit gemäß Anspruch 6 aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs (55a; 55b; 55c) mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen (313), die in einer linearen Reihe angeordnet sind, wobei das Verfahren ein Steuergerät (58) aufweist, das einen Farbfilter-Herstellungsschritt ausführt, indem es bewirkt, daß Tinte aus Tintenstrahldüsen (313) des Tintenstrahlkopfs (55a; 55b; 55c) auf ein Färbungsobjekt (53) ausgestoßen wird, während die Relativabtastbewegung in einer Abtastbewegungsrichtung zwischen dem Tintenstrahlkopf und dem Färbungsobjekt ausgeführt wird, um den Farbfilter (54) herzustellen, gekennzeichnet durch: – Ausführen des Farbfilter-Herstellungsschritts in einer Weise, daß eine Pixelbreite GL eines Pixels des Farbfilters (54), ein Tintenpunktdurchmesser CL, ein Neigungswinkel θ des Tintenstrahlkopfs (55a; 55b; 55c) in einer Richtung rechtwinklig zu der Abtastbewegungsrichtung und eine Düsenverschiebungsbreite y in einer Richtung rechtwinklig zu einer ideal geraden Linie, auf welcher, wenn der Tintenstrahlkopf nicht verformt ist, die Vielzahl von Tintenausstoßdüsen angeordnet ist, die Beziehung erfüllen: y < (GL – CL) /sinθ, wobei 0° < θ < 90°.
Verfahren zur Reduzierung der Farbmischung eines Farbfilters, welches die Farbmischung angrenzender Pixel eines Farbfilters durch Färben eines Färbungsobjekts unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, einer Tintenstrahlkopfeinheit gemäß Anspruch 6 oder eines Farbfilter-Herstellungsgeräts gemäß Anspruch 7 reduziert.