JP2006078828A

JP2006078828A - 液晶フィルタの製造装置

Info

Publication number: JP2006078828A
Application number: JP2004263561A
Authority: JP
Inventors: Jun Takamura; 純高村
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23
Also published as: EP1634712A3; US20060054086A1; EP1634712A2

Abstract

【課題】インクジェットヘッドから吐出されるインクを飛び散りなく各セルに確実に収容して塗布することができ、これにより液晶フィルタの品質低下を回避することができる液晶フィルタの製造装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎが液晶フィルタ２の各セル３と対向したとき、各ノズルから数滴の小粒のインクＱを連発的に吐出させる。連発的に吐出される数滴の小粒のインクＱは、各セル３の周縁部に当たって砕けることなく、各セル３の中に確実に収容されて塗布される。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶ディスプレイ等の画面を成す液晶フィルタの製造装置に関する。

液晶ディスプレイ等の画面を成す液晶フィルタは、透光性の板状部材の上面に複数の凹状のセル（エレメントともいう）を配列し、インクジェットヘッドから吐出される着色用のインクを各セルに投入して塗布することにより、構成される（例えば特許文献１，２，３）。着色用のインクとして、例えば赤色インク（Ｒ）、緑色インク（Ｇ）、青色インク（Ｂ）がある。
特開平９−３００６６４号公報特開２００１−１０８８２０号公報特開２００２−２７３８６８号公報

上記インクジェットヘッドから吐出されるインクは、１つの大きな液滴となってセルの中に投入される。このとき、投入された液滴が、寸法的に大きいため、セルの周縁部に当たって砕けることがある。砕けた液滴の一部は、飛び散って、隣のセルとの間の領域に付着したり、隣のセルに流入してしまう。こうなると、液晶フィルタの品質が著しく低下してしまう。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、インクジェットヘッドから吐出されるインクを飛び散りなく各セルに確実に収容して塗布することができ、これにより液晶フィルタの品質低下を防ぐことができる液晶フィルタの製造装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明の液晶フィルタの製造装置は、液晶フィルタの各セルに着色用のインクを吐出するための複数のノズルを有し、液晶フィルタに対して相対的に移動するインクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドの各ノズルが液晶フィルタの各セルと対向したとき、各ノズルから数滴の小粒のインクを連発的に吐出させる制御手段と、を備えている。連発的に吐出される数滴の小粒のインクは、各セルの周縁部に当たって砕けることなく、各セルの中に確実に収容されて塗布される。

この発明の液晶フィルタの製造装置によれば、インクジェットヘッドから吐出されるインクを飛び散りなく各セルに確実に収容して塗布することができる。これにより、液晶フィルタの品質低下を回避することができる。

［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、太線矢印の方向に移動可能なテーブル１に、液晶フィルタ２が載置されている。液晶フィルタ２は、透光性の板状部材の上面に、複数の凹状のセル３を有している。これらセル３は、液晶フィルタ２の移動方向（Ｘ方向）に沿って、かつその移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に沿って、マトリクス状に配列されている。また、各セル３は、矩形状に形成され、液晶フィルタ２の移動方向（Ｘ方向）に沿う長手方向の長さがＬ１、液晶フィルタ２の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に沿う短手方向の長さがＬ２に設定されている。液晶フィルタ２の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）における各セル３の相互間ピッチは、Ｌ３に設定されている。

液晶フィルタ２が移動していく側に、インクジェットヘッド１０が設けられている。このインクジェットヘッド１０は、液晶フィルタ２の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に延びる細長形状を有し、液晶フィルタ２の移動経路上に、かつその移動経路を横切る状態に、配置されている。そして、インクジェットヘッド１０の下面部に、多数のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎが設けられている。これらノズルは、液晶フィルタ２の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に沿って、一定間隔で順次に配置されている。一定間隔は、液晶フィルタ２がインクジェットヘッド１０の下まで移動してきたときに各ノズルと各セル３とが相対向し得るよう、液晶フィルタ２上の各セル３の相互間ピッチＬ３を予め考慮して定められている。

インクジェットヘッド１０は、図２に示す振動子１０ａ，１０ｂ，…１０ｎを有し、インク供給ユニット１２から供給される赤色インク（Ｒ）、緑色インク（Ｇ）、青色インク（Ｂ）をノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎに分配し、分配したインクを振動子１０ａ，１０ｂ，…１０ｎの選択的な動作によってノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎから選択的に吐出する。すなわち、振動子１０ａが動作すると、ノズル１１ａからインクが吐出される。振動子１０ｂが動作すると、ノズル１１ｂからインクが吐出される。振動子１０ｎが動作すると、ノズル１１ｎからインクが吐出される。

このインクジェットヘッド１０の振動子１０ａ，１０ｂ，…１０ｎを駆動するために、ヘッド駆動部１３が設けられている。ヘッド駆動部１３は、振動子１０ａ，１０ｂ，…１０ｎに対応するスイッチＳａ，Ｓｂ，…Ｓｎを有し、これらスイッチのオン時に振動子１０ａ，１０ｂ，…１０ｎに対して駆動パルス電圧を供給する。たとえば、スイッチＳａのオンによって４発の駆動パルス電圧が振動子１０ａに供給されると、振動子１０ａが短時間の動作を４回繰り返し、ノズル１１ａから４滴の小粒のインクが連発的に吐出される。同様に、スイッチＳｂのオンによって４発の駆動パルス電圧が振動子１０ｂに供給された場合は、振動子１０ｂが短時間の動作を４回繰り返し、ノズル１１ｂから４滴の小粒のインクが連発的に吐出される１つのセルの画素を形成する。

一方、コントローラ２０は、当該装置を統括的に制御する。このコントローラ２０に、上記インク供給ユニット１２、上記ヘッド駆動部１３、操作部２１、およびテーブル駆動機構２２が接続されている。テーブル駆動機構２２は、コントローラ２０からの制御指令に応じた位置に、テーブル１を移動する。

コントローラ２０は、主要な機能として次の（１）（２）の手段を有している。
（１）テーブル駆動機構２２の制御を通じて、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎと液晶フィルタ２の各セル３との位置関係を演算により求める手段。

（２）上記位置関係の演算に基づき、ヘッド駆動部１３のスイッチＳａ，Ｓｂ，…Ｓｎを所定期間（例えば４発の駆動パルス電圧に相当する期間）だけオンして、ノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎから数滴（例えば４滴）の小粒のインクを連発的に吐出させる制御手段。

つぎに、図３のフローチャートおよび図４のタイムチャートを参照しながら、作用を説明する。
テーブル駆動機構２２の動作により、テーブル１がインクジェットヘッド１０側に移動する（ステップ１０１）。この移動に伴い、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎと液晶フィルタ２の各セル３との位置関係が演算により求められる（ステップ１０２）。

インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎが液晶フィルタ２の第１列目の各セル３に対向すると（ステップ１０３のＹＥＳ）、ヘッド駆動部１３のスイッチＳａ，Ｓｂ，…Ｓｎが４発の駆動パルス電圧に相当する期間だけオンされる。これにより、ノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎから、それぞれ、４滴の小粒のインクが連発的に吐出される。この吐出の様子を図５に示している。図５は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面を矢印方向に見た図である。

すなわち、図５に示すように、セルへインクが着弾する前にインク滴が１つに合体しないように連発的に吐出された４滴の小粒のインクＱは、第１列目の各セル３の中に投入される。このとき、投入された液滴は、寸法的に小さいため、各セル３の周縁部に当たって砕けることなく、各セル３に確実に収容されて塗布される。この塗布された様子を図６に示している。

なお、各ノズルから吐出されるインクＱが１つの大粒の液滴である場合を、参考例として、図７に示している。この場合、吐出された液滴が、寸法的に大きいため、セル３の周縁部に当たって砕けることがある。砕けた液滴の一部は、飛び散って、図８に示すように隣のセル３との間の領域に付着したり、隣のセル３に流入して他の色のインクＱと混ざってしまうことがある。

本実施形態によれば、各ノズルから４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。吐出されたインクＱは、周辺に飛び散ることなく、各セル３に確実に収容され塗布される。これにより、液晶フィルタ２の品質低下を生じない。

インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎが液晶フィルタ２の第２列目の各セル３に対向すると（ステップ１０３のＹＥＳ）、再び、各ノズルから４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。

液晶フィルタ２における全てのセル３に対してインクＱが塗布されると（ステップ１０５のＹＥＳ）、テーブル１の移動が停止される（ステップ１０６）。

［２］第２の実施形態について説明する。
インクジェットヘッド１０の製造に際し、そのインクジェットヘッド１０に反りなどの変形が生じることがある。この場合、図９に示すように、ノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎに位置ずれが生じて、各ノズルが一点鎖線で示す一直線上に並ばなくなる。この各ノズルの位置ずれは、係員のチェックにより発見される。

各ノズルの位置ずれを発見した係員は、操作部２１の操作により、各ノズルの位置ずれを表わすデータをコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力されたデータに基づき、各ノズルのインクＱの吐出タイミングを調整する。

図１０のタイムチャートを参照しながら、作用を説明する。

ノズル１１ａ，１１ｂは一点鎖線上の適正位置に存しているので、スイッチＳａ，Ｓｂが通常のタイミングでオンされる。これにより、ノズル１１ａ，１１ｂからは、通常のタイミングで、４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。

ノズル１１ｃ，１１ｄ，１１ｅの位置は、一点鎖線上の適正位置よりも、液晶フィルタ２の移動方向（Ｘ方向）側に、少しずれている。このため、スイッチＳｃ，Ｓｄ，Ｓｅは、通常のタイミングよりも駆動電圧パルスの１発分だけ遅れて、オンされる。これにより、ノズル１１ｃ，１１ｄ，１１ｅからは、通常のタイミングよりも駆動電圧パルスの１発分だけ遅れて、４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。

ノズル１１ｆの位置は、ノズル１１ｃ，１１ｄ，１１ｅの位置よりも、液晶フィルタ２の移動方向（Ｘ方向）側に、少しずれている。このため、スイッチＳｆは、通常のタイミングよりも駆動電圧パルスの２発分だけ遅れて、オンされる。これにより、ノズル１１ｆからは、通常のタイミングよりも駆動電圧パルスの２発分だけ遅れて、４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。

このように、各ノズルのインクＱの吐出タイミングをが整されることにより、各ノズルの位置ずれにかかわらず、インクＱを各セル３に確実に収容して塗布することができる。

他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。

［３］第３の実施形態について説明する。
図１１に示すように、インクジェットヘッド１０にヘッド回動機構１４が連結されている。ヘッド回動機構１４は、コントローラ２０からの制御指令に応じた角度に、インクジェットヘッド１０を回動する。このインクジェットヘッド１０の回動角度を、係員による操作部２１の操作によって設定することができる。

液晶フィルタ２における各セル３の相互間ピッチＬ３が小さい場合（高詳細型の液晶フィルタ）、係員により、インクジェットヘッド１０が回動操作される。この回動操作により、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎの列が、液晶フィルタ２の移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ）に対し、所定角度θだけ傾斜する。

ノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎの列が所定角度θだけ傾斜することにより、各セル３の相互間ピッチＬ３が小さくても、ノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎを各セル３に対し確実に対向させることができる。

コントローラ２０は、主要な機能として次の（１１）（１２）の手段を有している。
（１１）テーブル駆動機構２２の制御を通じて、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎと液晶フィルタ２の各セル３との位置関係を演算により求める手段。

（１２）上記位置関係の演算に基づき、各ノズルのうちいずれか１つまたは複数のノズルが、各セル３のうちいずれか１つまたは複数のセル３の略中間領域と対向した場合に、ヘッド駆動部１３のスイッチＳａ，Ｓｂ，…Ｓｎのうち、上記対向したノズルに対応する１つまたは複数のスイッチを所定期間（例えば４発の駆動パルス電圧に相当する期間）だけオンして、上記対向したノズルから数滴（例えば４滴）の小粒のインクを連発的に吐出させる制御手段。

つぎに、図１２のフローチャート、および図１３〜図１８の状態遷移図を参照しながら、作用について説明する。なお、図１３〜図１８の状態遷移図には、説明の便宜上、ノズルの個数およびセル３の個数が少なめに記載されている。
テーブル駆動機構２２の動作により、テーブル１がインクジェットヘッド１０側に移動する（ステップ２０１）。この移動に伴い、インクジェットヘッド１０のノズル１１ａ，１１ｂ，…１１ｎと液晶フィルタ２の各セル３との位置関係が演算により求められる（ステップ１０２）。

各セル３の領域は、図１３〜図１８に示すように、テーブル１の移動に伴って発生するタイミングパルス信号により、見かけ上、長手方向に１０分割されている。タイミングパルス信号は、テーブル駆動機構２２からコントローラ２０に供給される。コントローラ２０は、タイミングパルス信号に応じて、各セル３の分割された各領域を認識する。そして、コントローラ２０は、５番目の領域と６番目の領域を合せた２つの領域を、略中間領域Ｐとして認識する。

最初は、図１３に示すように、ノズル１１ａが第１列目の最上部のセル３の略中間領域Ｐに対向する（ステップ２０３のＹＥＳ）。このとき、ヘッド駆動部１３のスイッチＳａが４発の駆動パルス電圧に相当する期間だけオンされる。これにより、ノズル１１ａから、４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される（ステップ２０４）。吐出された４滴の小粒のインクＱは、セル３の中に投入される。投入された液滴は、セル３の全領域に均等に行き渡り、塗布される。インクＱが塗布された様子を図１４に点々で示している。

続いて、図１４に示すように、ノズル１１ｂが第１列目の上から２段目のセル３の略中間領域Ｐに対向する（ステップ２０３のＹＥＳ）。このとき、ヘッド駆動部１３のスイッチＳｂが４発の駆動パルス電圧に相当する期間だけオンされる。これにより、ノズル１１ｂから、４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される（ステップ２０４）。吐出された４滴の小粒のインクＱは、セル３の中に投入される。投入された液滴は、セル３の全領域に均等に行き渡り、塗布される。

こうして、液晶フィルタ２の移動に伴い、図１５ないし図１８に示すように、液晶フィルタ２の各セル３に対し、インクＱが順次に投入されていく。

とくに、図１５ないし図１８は、２つのノズルが、２つのセル３の略中間領域Ｐに対向した状態を示している。この場合、２つのノズルから、それぞれ４滴の小粒のインクＱが連発的に吐出される。吐出されたそれぞれ４滴の小粒のインクＱは、２つのセル３の中に投入される。

なお、各ノズルから４滴の小粒のインクＱが吐出される例を説明したが、各セル３の面積が小さい場合には、各ノズルから吐出される液滴の数が３滴あるいは２滴に減らされる。

液晶フィルタ２における全てのセル３に対してインクＱが塗布されると（ステップ２０５のＹＥＳ）、テーブル１の移動が停止される（ステップ２０６）。

他の構成、作用、効果は、第１の実施形態と同じである。

［４］変形例
上記各実施形態では、インクジェットヘッド１０を固定して液晶フィルタ２を移動する構成としたが、液晶フィルタ２を固定してインクジェットヘッド１０を移動する構成としてもよい。

その他、この発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

第１および第２の実施形態の構成を示す図。各実施形態におけるインクジェットヘッドおよびヘッド駆動部の具体的な構成を示す図。第１および第２の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。第１の実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。各実施形態におけるインクジェットヘッドの各ノズルから４滴のインクが連発的に吐出される様子を示す図。各実施形態における液晶フィルタの各セルにインクが収容されて塗布された様子を示す図。インクジェットヘッドの各ノズルから１滴の大粒のインクが吐出される様子を参考のために示す図。インクジェットヘッドの各ノズルから１滴の大粒のインクが吐出された場合に、インクが飛び散った状態を示す図。第２の実施形態におけるインクジェットヘッドの構成を示す図。第２の実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。第３の実施形態の構成を示す図。第３の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。第３の実施形態におけるインクジェットヘッドの各ノズルと液晶フィルタの各セルとの対応を示す状態遷移図。図１３に続く状態遷移図。図１４に続く状態遷移図。図１５に続く状態遷移図。図１６に続く状態遷移図。図１７に続く状態遷移図。

符号の説明

１…テーブル、２…液晶フィルタ、３…セル、１０…インクジェットヘッド、１０ａ，１０ｂ，…１０ｎ……振動子、１１ａ，１１ｂ，…１１ｎ……ノズル、１２…インク供給ユニット、１３…ヘッド駆動部、１３ａ，１３ｂ，…１３ｎ……スイッチ、１４…ヘッド回動機構、２０…コントローラ、２１…操作部、２２…テーブル駆動機構、Ｑ…インク

Claims

透光性の板状部材の上面に複数の凹状のセルが配列された液晶フィルタの製造装置であって、
前記各セルに着色用のインクを吐出するための複数のノズルを有し、前記液晶フィルタに対して相対的に移動するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの各ノズルが前記液晶フィルタの各セルと対向したとき、各ノズルから数滴の小粒のインクを連発的に吐出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする液晶フィルタの製造装置。
前記液晶フィルタの各セルは、前記液晶フィルタと前記インクジェットヘッドとの相対的な移動方向に沿って、かつその移動方向と直交する方向に沿って、マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶フィルタの製造装置。
前記インクジェットヘッドの各ノズルは、前記相対的な移動方向と直交する方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶フィルタの製造装置。
前記制御手段は、前記各ノズルの位置ずれに従い、各ノズルのインクの吐出タイミングを調整する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の液晶フィルタの製造装置。
前記インクジェットヘッドの各ノズルは、前記相対的な移動方向と直交する方向に対し、所定角度θだけ傾斜して、配列されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶フィルタの製造装置。
前記制御手段は、前記インクジェットヘッドの各ノズルのうちいずれか１つまたは複数のノズルが、前記液晶フィルタの各セルのうちいずれか１つまたは複数のセルと対向したとき、その対向した１つまたは複数のノズルから、数滴の小粒のインクを連発的に吐出させることを特徴とする請求項５に記載の液晶フィルタの製造装置。
前記制御手段は、前記インクジェットヘッドの各ノズルのうちいずれか１つまたは複数のノズルが、前記液晶フィルタの各セルのうちいずれか１つまたは複数のセルの略中間領域と対向したとき、その対向した１つまたは複数のノズルから、数滴の小粒のインクを連発的に吐出させることを特徴とする請求項５に記載の液晶フィルタの製造装置。