JPH1170643A - インクジェット描画方法及びカラーフィルタ及び表示装置及びこの表示装置を備えた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクの吐出状態が安定した状態で描画を行な
うことができるインクジェット描画方法を提供する。 【解決手段】１つのインクジェットヘッドからインクを
吐出させ、このインクジェットヘッドの全寿命期間にわ
たるインク吐出量の経時変化を計測する計測工程と、求
めたインク吐出量の経時変化からインクの吐出状態が安
定している吐出安定期間を特定する特定工程と、前記１
つのインクジェットヘッドと同一種類であって、実際の
描画に使用する他のインクジェットヘッドでも計測工程
で計測されたインク吐出量の経時変化が再現されるもの
として、この他のインクジェットヘッドの吐出安定期間
のみを使用して描画を行なう描画工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドを用いて描画を行なうインクジェット描画方法及び
カラーフィルタ及び表示装置及びこの表示装置を備えた
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットヘッドを用い
た記録方式が知られている。インクジェットによる記録
方式では、使用初期にインクジェットヘッドがインクと
十分なじむまでの初期の期間、及び最終的にインクジェ
ットヘッドの寿命がくる末期の期間において、インクの
吐出状態がその他の期間と比べて大きく変動し不安定と
なる。使用初期にインクジェットヘッドをインクとなじ
ませる操作は、一般にエージングまたは親インク化処理
等の言葉で呼ばれている。この使用初期及び寿命末期の
吐出不安定期間は、インクの吐出条件や種類により異な
るものの再現性がある。ただしこの不安定期間は、通常
のプリンター等において必要とされる精度においては、
不吐出が生じない限りそれ程問題となっていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
ジェット方式により例えばカラー液晶表示装置に用いら
れるカラーフィルタを製造する場合のように、非常に高
い吐出安定度が要求される場合に、大きな問題となる。

【０００４】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、インクの吐出状態が安
定した状態で描画を行なうことができるインクジェット
描画方法を提供することである。

【０００５】また、本発明の他の目的は、上記の方法を
適用して製造されたカラーフィルタ及び表示装置及びこ
の表示装置を備えた装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わるインクジェット
描画方法は、１つのインクジェットヘッドからインクを
吐出させ、該インクジェットヘッドの全寿命期間にわた
るインク吐出量の経時変化を計測する計測工程と、前記
インク吐出量の経時変化からインクの吐出状態が安定し
ている吐出安定期間を特定する特定工程と、前記１つの
インクジェットヘッドと同一種類であって、実際の描画
に使用する他のインクジェットヘッドでも前記計測工程
で計測されたインク吐出量の経時変化が再現されるもの
として、前記他のインクジェットヘッドの前記吐出安定
期間のみを使用して描画を行なう描画工程とを具備する
ことを特徴としている。

【０００７】また、この発明に係わるインクジェット描
画方法において、前記特定工程では、使用するインクの
種類毎に前記吐出安定期間を特定することを特徴として
いる。

【０００８】また、この発明に係わるインクジェット描
画方法において、前記吐出安定期間とは、前記インクジ
ェットの使用初期の吐出が安定しない初期不安定期間
と、前記インクジェットヘッドの寿命に近づいて吐出が
安定しなくなる末期不安定期間とを除いた期間であるこ
とを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わるインクジェット描
画方法において、前記吐出安定期間とは、前記初期不安
定期間と末期不安定期間以外に再現性をもって現われる
吐出不安定期間をさらに除いた期間であることを特徴と
している。

【００１０】また、この発明に係わるインクジェット描
画方法において、前記インクジェットヘッドは、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イ
ンクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギ
ー発生体を備えることを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わるインクジェット描
画方法において、前記インクジェットヘッドにより、カ
ラーフィルタの本体となる被着色体にインクを吐出して
着色し、カラーフィルタを製造することを特徴としてい
る。

【００１２】また、本発明に係わるカラーフィルタは、
インクジェットヘッドにより被着色体に向けてインクを
吐出し、前記被着色体を着色して製造されたカラーフィ
ルタであって、１つのインクジェットヘッドからインク
を吐出させ、該インクジェットヘッドの全寿命期間にわ
たるインク吐出量の経時変化を計測する計測工程と、前
記インク吐出量の経時変化からインクの吐出状態が安定
している吐出安定期間を特定する特定工程と、前記１つ
のインクジェットヘッドと同一種類であって、実際の描
画に使用する他のインクジェットヘッドでも前記計測工
程で計測されたインク吐出量の経時変化が再現されるも
のとして、前記他のインクジェットヘッドの前記吐出安
定期間のみを使用して着色を行なう着色工程とを経て製
造されたことを特徴としている。

【００１３】また、本発明に係わる表示装置は、インク
ジェットヘッドにより被着色体に向けてインクを吐出
し、前記被着色体を着色して製造されたカラーフィルタ
を備えた表示装置であって、１つのインクジェットヘッ
ドからインクを吐出させ、該インクジェットヘッドの全
寿命期間にわたるインク吐出量の経時変化を計測する計
測工程と、前記インク吐出量の経時変化からインクの吐
出状態が安定している吐出安定期間を特定する特定工程
と、前記１つのインクジェットヘッドと同一種類であっ
て、実際の描画に使用する他のインクジェットヘッドで
も前記計測工程で計測されたインク吐出量の経時変化が
再現されるものとして、前記他のインクジェットヘッド
の前記吐出安定期間のみを使用して着色を行なう着色工
程とを経て製造されたカラーフィルタと、光量を変更可
能とする光量変更手段とを一体に備えることを特徴とし
ている。

【００１４】また、本発明に係わる表示装置を備えた装
置は、インクジェットヘッドにより被着色体に向けてイ
ンクを吐出し、前記被着色体を着色して製造されたカラ
ーフィルタを有する表示装置を備えた装置であって、１
つのインクジェットヘッドからインクを吐出させ、該イ
ンクジェットヘッドの全寿命期間にわたるインク吐出量
の経時変化を計測する計測工程と、前記インク吐出量の
経時変化からインクの吐出状態が安定している吐出安定
期間を特定する特定工程と、前記１つのインクジェット
ヘッドと同一種類であって、実際の描画に使用する他の
インクジェットヘッドでも前記計測工程で計測されたイ
ンク吐出量の経時変化が再現されるものとして、前記他
のインクジェットヘッドの前記吐出安定期間のみを使用
して着色を行なう着色工程とを経て製造されたカラーフ
ィルタと、光量を変更可能とする光量変更手段とを一体
に備える表示装置と、該表示装置に画像信号を供給する
画像信号供給手段とを具備することを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット描
画方法をカラーフィルタの製造に適用した場合の一実施
形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】なお、本発明において定義するカラーフィ
ルタとは、着色部と被着色体とを備えるものであり、入
力光に対し、特性を変えた出力光を得ることができるも
のである。

【００１７】図１はカラーフィルタの製造装置の一実施
形態の構成を示す概略図である。

【００１８】図１において、５１は装置架台、５２は架
台５１上に配置されたＸＹθステージ、５３はＸＹθス
テージ５２上にセットされたカラーフィルタ基板、５４
はカラーフィルタ基板５３上に形成されるカラーフィル
タ、５５はカラーフィルタ５４の着色を行うＲ（赤）,
Ｇ（緑）,Ｂ（青）のインクジェットヘッド、５８はカ
ラーフィルタ製造装置９０の全体動作を制御するコント
ローラ、５９はコントローラの表示部であるところのテ
ィーチングペンダント（パソコン）、６０は５９の操作
部であるところのキーボードを示している。

【００１９】図２はカラーフィルタ製造装置９０の制御
コントローラの構成図である。５９は制御コントローラ
５８の入出力手段であるティーチングペンダント、６２
は製造の進行状況及びヘッドの異常の有無等の情報を表
示する表示部、６０はカラーフィルタ製造装置９０の動
作等を指示する操作部（キーボード）である。

【００２０】５８はカラーフィルタ製造装置９０の全体
動作を制御するところのコントローラ、６５はティーチ
ングペンダント５９とのデータの受け渡しを行うインタ
フェース、６６はカラーフィルタ製造装置９０の制御を
行うＣＰＵ、６７はＣＰＵ６６を動作させるための制御
プログラムを記憶しているＲＯＭ、６８は異常情報等を
記憶するＲＡＭ、７０はカラーフィルタの各画素内への
インクの吐出を制御する吐出制御部、７１はカラーフィ
ルタ製造装置９０のＸＹθステージ５２の動作を制御す
るステージ制御部、９０はコントローラ５８に接続さ
れ、その指示に従って動作するカラーフィルタ製造装置
を示している。

【００２１】次に、図３は、上記のカラーフィルタ製造
装置９０に使用されるインクジェットヘッド５５の構造
を示す図である。図１においては、インクジェットヘッ
ドはＲ,Ｇ,Ｂの３色に対応して３個設けられているが、
これらの３個のヘッドは夫々同一の構造であるので、図
３にはこれらの３個のヘッドのうちの１つの構造を代表
して示している。

【００２２】図３において、インクジェットヘッド５５
は、インクを加熱するための複数のヒータ１０２が形成
された基板であるヒータボード１０４と、このヒータボ
ード１０４の上にかぶせられる天板１０６とから概略構
成されている。天板１０６には、複数の吐出口１０８が
形成されており、吐出口１０８の後方には、この吐出口
１０８に連通するトンネル状の液路１１０が形成されて
いる。各液路１１０は、隔壁１１２により隣の液路と隔
絶されている。各液路１１０は、その後方において１つ
のインク液室１１４に共通に接続されており、インク液
室１１４には、インク供給口１１６を介してインクが供
給され、このインクはインク液室１１４から夫々の液路
１１０に供給される。

【００２３】ヒータボード１０４と、天板１０６とは、
各液路１１０に対応した位置に各ヒータ１０２が来る様
に位置合わせされて図３の様な状態に組み立てられる。
図３においては、２つのヒータ１０２しか示されていな
いが、ヒータ１０２は、夫々の液路１１０に対応して１
つずつ配置されている。そして、図３の様に組み立てら
れた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを供給す
ると、ヒータ１０２上のインクが沸騰して気泡を形成
し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０８か
ら押し出されて吐出される。従って、ヒータ１０２に加
える駆動パルスを制御、例えば電力の大きさを制御する
ことにより気泡の大きさを調整することが可能であり、
吐出口から吐出されるインクの体積を自在にコントロー
ルすることができる。

【００２４】本発明のカラーフィルタにおいては、基板
として透光性の基板が好ましく、一般にガラス基板が用
いられるが、液晶用カラーフィルタとしての透明性、機
械的強度等の必要特性を有するものであればガラス基板
に限定されるものではない。

【００２５】図４は、カラーフィルタの製造工程の例を
示した図である。

【００２６】図４（ａ）は、光透過部７と遮光部である
ブラックマトリクス２を備えたガラス基板１を示す。ま
ず、ブラックマトリクス２の形成された基板１上に光照
射又は光照射と加熱により硬化可能であり且つインク受
容性を有する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベ
ークを行って樹脂層３を形成する（図４（ｂ））。樹脂
層３の形成には、スピンコート、ロールコート、バーコ
ート、スプレーコート、ディップコート等の塗布方法を
用いることができ、特に限定されるものではない。

【００２７】次に、ブラックマトリクス２により遮光さ
れる部分の樹脂層をフォトマスク４を使用して予めパタ
ーン露光を行うことにより樹脂層の一部を硬化させてイ
ンクを吸収しない部位５（非着色部位）を形成し（図４
（ｃ））、その後インクジェットヘッドを用いてＲ、
Ｇ、Ｂの各色を一度に着色し（図４（ｄ））、必要に応
じてインクの乾燥を行う。

【００２８】パターン露光の際に使用されるフォトマス
ク４としては、ブラックマトリクスによる遮光部分を硬
化させるための開口部を有するものを使用する。この
際、ブラックマトリクスに接する部分での着色剤の色抜
けを防止するために、比較的多くのインクを付与するこ
とが必要である。そのためにブラックマトリクスの（遮
光）幅よりも狭い開口部を有するマスクを用いることが
好ましい。

【００２９】着色に用いるインクとしては、染料系、顔
料系共に用いることが可能であり、また液状インク、ソ
リッドインク共に使用可能である。

【００３０】本発明で使用する硬化可能な樹脂組成物と
しては、インク受容性を有し、且つ光照射又は光照射と
加熱の少なくとも一方の処理により硬化し得るものであ
ればいずれでも使用可能であり、樹脂としては例えばア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ヒドロキ
シプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの
セルロース誘導体あるいはその変性物等が挙げられる。

【００３１】これらの樹脂を光あるいは光と熱により架
橋反応を進行させるために光開始剤（架橋剤）を用いる
ことも可能である。光開始剤としては、重クロム酸塩、
ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始
剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。またこれら
の光開始剤を混合して、あるいは他の増感剤と組み合わ
せて使用することもできる。更にオニウム塩などの光酸
発生剤を架橋剤として併用することも可能である。な
お、架橋反応をより進行させるために光照射の後に熱処
理を施してもよい。

【００３２】これらの組成物を含む樹脂層は、非常に耐
熱性、耐水性等に優れており、後工程における高温ある
いは洗浄工程に十分耐え得るものである。

【００３３】本発明で使用するインクジェット方式とし
ては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた
バブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用いたピエ
ゾジェットタイプ等が使用可能であり、着色面積及び着
色パターンは任意に設定することができる。

【００３４】また、本例では基板上にブラックマトリク
スが形成された例を示しているが、ブラックマトリクス
は、硬化可能な樹脂組成物層を形成後、あるいは着色後
に樹脂層上に形成されたものであっても特に問題はな
く、その形態は本例に限定されるものではない。また、
その形成方法としては、基板上にスパッタもしくは蒸着
により金属薄膜を形成し、フォトリソ工程によりパター
ニングすることが好ましいが、これに限定されるもので
はない。

【００３５】次いで光照射のみ、熱処理のみ、又は光り
照射及び熱処理を行って硬化可能な樹脂組成物を硬化さ
せ（図４（ｅ））、必要に応じて保護層８を形成（図４
（ｆ）する。なお、図中ｈνは光の強度を示し、熱処理
の場合は、ｈνの光の代わりに熱を加える。保護層８と
しては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用
タイプの第２の樹脂組成物を用いて形成するか、あるい
は無機材料を用いて蒸着またはスパッタによって形成す
ることができ、カラーフィルタとした場合の透明性を有
し、その後のＩＴＯ形成プロセス、配向膜形成プロセス
等に十分耐えうるものであれば使用可能である。

【００３６】また、本例では基板上に樹脂組成物を形成
する例を示しているが、以下のように基板に直接インク
を付与してもよい。

【００３７】すなわち、インクジェット方式を利用し
て、Ｒ、Ｇ、Ｂインクがちょうど遮光部を構成するブラ
ックマトリクスの間の光透過部をうめるようにして付与
される。このＲ、Ｇ、Ｂパターンは、いわゆるキャステ
ィングのような形で形成されてもよい。また、ブラック
マトリクス上で各色インクが重ならない範囲で印字され
るのが好ましい。

【００３８】使用されるインクは、光や熱などのエネル
ギーの付与により硬化可能であれば、染料系、顔料系い
ずれでも用いることができ、また、液状インク、ソリッ
ドインク共に使用可能である。インク中には光硬化可能
な成分あるいは熱硬化可能な成分あるいは光及び熱の双
方により硬化可能な成分を含有することが必須であり、
このような成分としては、様々な市販の樹脂、硬化剤を
用いることができ、インク中に固着等の問題を起こすも
のでなければ特に限られない。具体的には、アクリル系
樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いら
れる。

【００３９】図５乃至図７は上記のカラーフィルタを組
み込んだカラー液晶表示装置３０の基本構成を示す断面
図である。

【００４０】カラー液晶表示装置は、一般的にカラーフ
ィルタ基板１と対向基板２１を合わせこみ、液晶化合物
１８を封入することにより形成される。液晶表示装置の
一方の基板２１の内側に、ＴＦＴ(Thin Film Transisto
r)（不図示）と透明な画素電極２０がマトリクス状に形
成される。また、もう一方の基板１の内側には、画素電
極に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するようカラー
フィルタ５４が設置され、その上に透明な対向電極（共
通電極）１６が一面に形成される。ブラックマトリクス
２は、通常カラーフィルター基板１側に形成されるが
（図５参照）、ＢＭ（ブラックマトリクス）オンアレイ
タイプの液晶パネルにおいては対向するＴＦＴ基板側に
形成される（図６参照）。さらに、両基板の面内には配
向膜１９が形成されており、これをラビング処理するこ
とにより液晶分子を一定方向に配列させることができ
る。また、それぞれのガラス基板の外側には偏光板１
１,２２が接着されており、液晶化合物１８は、これら
のガラス基板の間隙（２〜５μｍ程度）に充填される。
また、バックライトとしては蛍光灯（不図示）と散乱板
（不図示）の組み合わせが一般的に用いられており、液
晶化合物をバックライト光の透過率を変化させる光シャ
ッターとして機能させることにより表示を行う。

【００４１】また、図７に示すように、画素電極２０上
に着色部を形成し、カラーフィルタとして機能させるよ
うにしても良い。すなわち、カラーフィルタを構成する
着色部は、ガラス基板上に形成されることに限定される
ものではない。なお、図７に示す形式においては、画素
電極上にインク受容層を形成し、この受容層にインクを
付与する場合と、画素電極上に色材を混入した樹脂イン
クを直射ちする場合とがある。

【００４２】このような液晶表示装置を情報処理装置に
適用した場合の例を図８乃至図１０を参照して説明す
る。

【００４３】図８は上記の液晶表示装置をワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複
写装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場
合の概略構成を示すブロック図である。

【００４４】図中、１８０１は装置全体の制御を行う制
御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポ
ートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力した
り、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を
行っている。１８０２はディスプレイ部で、この表示画
面には各種メニューや文書情報及びイメージリーダ１８
０７で読み取ったイメージデータ等が表示される。１８
０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた透明な感
圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧する
ことにより、ディスプレイ部１８０２上での項目入力や
座標位置入力等を行うことができる。

【００４５】１８０４はＦＭ(Frequency Modulation)音
源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ
部１８１０や外部記憶装置１８１２にデジタルデータと
して記憶しておき、それらメモリ等から読み出してＦＭ
変調を行うものである。ＦＭ音源部１８０４からの電気
信号はスピーカ部１８０５により可聴音に変換される。
プリンタ部１８０６はワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端末と
して用いられる。

【００４６】１８０７は原稿データを光電的に読取って
入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路中に設け
られており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原稿
の読取りを行う。

【００４７】１８０８はイメージリーダ部１８０７で読
取った原稿データのファクシミリ送信や、送られてきた
ファクシミリ信号を受信して復号するファクシミリ（Ｆ
ＡＸ）の送受信部であり、外部とのインタフェース機能
を有する。１８０９は通常の電話機能や留守番電話機能
等の各種電話機能を有する電話部である。

【００４８】１８１０はシステムプログラムやマネージ
ャープログラム及びその他のアプリケーションプログラ
ム等や文字フォント及び辞書等を記憶するＲＯＭや、外
部記憶装置１８１２からロードされたアプリケーション
プログラムや文書情報、さらにはビデオＲＡＭ等を含む
メモリ部である。

【００４９】１８１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。

【００５０】１８１２はフロッピーディスクやハードデ
ィスク等を記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記
憶装置１８１２には文書情報や音楽あるいは音声情報、
ユーザのアプリケーションプログラム等が格納される。

【００５１】図９は図８に示す情報処理装置の模式的概
観図である。

【００５２】図中、１９０１は上記の液晶表示装置を利
用したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや
図形情報及び文書情報等を表示する。このディスプレイ
１９０１上ではタッチパネル１８０３の表面は指等で押
圧することにより座標入力や項目指定入力を行うことが
できる。１９０２は装置が電話機として機能するときに
使用されているハンドセットである。キーボード１９０
３は本体と着脱可能にコードを介して接続されており、
各種文書機能や各種データ入力を行うことができる。ま
た、このキーボード１９０３には各種機能キー１９０４
等が設けられている。１９０５は外部記憶装置１８１２
へのフロッピーディスクの挿入口である。

【００５３】１９０６はイメージリーダ部１８０７で読
取られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原稿
は装置後部より排出される。またファクシミリ受信等に
おいては、インクジェットプリンタ１９０７よりプリン
トされる。

【００５４】上記情報処理装置をパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部１８１１から入力された各種情報が制御部１８０１に
より所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１
８０６に画像として出力される。

【００５５】ファクシミリ装置の受信機として機能する
場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入
力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定の
プログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【００５６】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読取られ
た原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１８
０６に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ
装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部１
８０７によって読取られた原稿データは、制御部１８０
１により所定のプログラムに従って送信処理された後、
ＦＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信され
る。

【００５７】なお、上述した情報処理装置は図１０に示
すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体
型としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高め
ることが可能となる。同図において、図９と同一機能を
有する部分には、対応する符号を付す。

【００５８】次に、本発明の特徴的な部分であるインク
の吐出が不安定な期間を避けてインクジェットヘッドを
使用する方法について説明する。

【００５９】インクジェットヘッドをインクの吐出が不
安定な期間を避けて使用するためには、インクジェット
ヘッドの全寿命範囲にわたるインク吐出安定性を評価す
る必要がある。このインクジェットヘッドの全寿命にわ
たるインク吐出の安定性の変化は、本願発明者等の実験
によれば、同一種類（ここで、同一種類とは実質的に同
一機種あるいは同一モデルを意味する）のヘッドであれ
ば、個体差があまりなく、再現性があることが確認され
ている。従って、本実施形態では、カラーフィルタの着
色に実際使用するインクジェットヘッドと同一種類のイ
ンクジェットヘッドを用いて、その全寿命範囲にわたり
インク吐出実験を行ない、インクの吐出が安定している
範囲を特定するようにしている。

【００６０】インクジェットヘッドの全寿命範囲におけ
る吐出安定性評価の一例を次に記す。

【００６１】インクジェット描画装置に新しくインクジ
ェットヘッドを取り付け、インクを充填する。その後イ
ンクジェットヘッドの寿命までインクを吐出させ続ける
のであるが、その際に実生産におけるカラーフィルタの
着色と同様のインク吐出工程で行なう。ただし、コスト
の面から次々と基板を着色するということは避け、何ら
かのインク受けに吐出させる。そして途中、一定の吐出
回数（またはカラーフィルタの着色に換算した場合の一
定枚数分）吐出させるごとにインク吐出量のサンプリン
グを行い、インクジェットヘッドの全寿命期間内での変
動を調べる。その結果より吐出安定期間（実使用期間）
を特定する。

【００６２】初め、１２．１インチのカラーフィルタに
換算して１０枚、２０枚、４０枚相当吐出後（カラーフ
ィルタ１枚は吐出回数３．３×１０4に相当）、その後
は２０枚相当吐出ごとに吐出量のサンプリングを行い、
測定した各ノズルのインク吐出量の平均値を求め、その
変化率（使用開始直後を基準とする）を算出する。この
変化率を累計吐出回数に対して表したものを図１１に示
す。ここに表される吐出量の測定方法は後に記す。

【００６３】図１１の吐出条件下において安定している
期間では、平均吐出量変動率が±１％以内で推移してい
る。そこでこれを基準とし、これを上回って変動する部
分（初期および末期）に関して吐出不安定期間と判断し
た。初期吐出不安定期間の終了の判断は、確実に安定し
たところを考え、変動率が安定時と同等の幅内（±１％
以内）に収まり始めた部分ではなく、平均吐出量そのも
のが安定期間の吐出量変動幅内（図１１においては、変
化率が４〜６％に相当する吐出量範囲）に達したところ
をもって行なった。この初期不安定期間はインクとイン
クジェットヘッドのなじみの期間であり、実際のカラー
フィルタの製造にあたってはこの期間ではカラーフィル
タの着色は行なわず、カラーフィルタ以外の部分にイン
クを吐出するエージング（親インク化処理）を行なう。
また末期吐出不安定期間は、インクジェットヘッドの寿
命と考えられるので、使用初期よりカウントした累計吐
出回数（またはカラーフィルタ着色枚数）が先に述べた
実使用期間（インクの吐出が安定している期間）を終了
した後、新しいインクジェットヘッドと交換することに
より回避する。すなわち、インクジェットヘッドの吐出
が安定している期間のみを使用してカラーフィルタの着
色を行なう。

【００６４】また、図１１には現れていないが、安定期
から一時的に不安定になり、再び元の変動幅に安定する
ような場合（吐出量の絶対値が変化することはかまわな
い）、これが再現性をもって現れるときには、この期間
カラーフィルタ以外のところでインクを吐出させ、不安
定な期間をカラーフィルタの着色に使用するのを回避す
る。

【００６５】これらの操作により、不安定な吐出状態で
の着色によるカラーフィルタの欠陥品の多発を防ぐこと
ができる。

【００６６】このような評価を、カラーフィルタの着色
に使用するレッド、ブルー、グリーンすべてのインクに
関して行ない、それに基づいて吐出安定期間をインクの
種類ごとに特定していく。

【００６７】ただし、実際にカラーフィルタを着色して
製造する場合には、一つのヘッドユニットを複数のイン
クジェットヘッドで構成し、複数のインクを同時に吐出
させて行なうので、インクジェットヘッドの交換は、各
インクに関して安定期間の特定をした後、最も寿命の短
かいインクに合せ、すべてのヘッドについて行なう。

【００６８】次に、インクジェットヘッドのインク吐出
量の測定方法について説明する。

【００６９】Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則から、吸
光度と溶液濃度の関係は下式で表される。

【００７０】 吸光度Ａ＝ａｃｌ ａ：比例定数 ｃ：溶液の厚さ（光の透過する長さ） ｌ：溶液の濃度（ｍｏｌ／ｌ） 上式において、ｃ（溶液の厚さ）を一定とすると、吸光
度はｌ（溶液濃度）に比例する。本実施形態では、この
点に着目して、測定した吸光度（実際に画像処理で求め
ているのは輝度レベルではあるが）を溶液濃度（インク
吐出量）とみなす。

【００７１】吸光度は、図１２に示すラインセンサ装置
を用いて測定する。１は濃度を測定する画像処理装置、
２は画像処理装置及びＸ軸ステージ４を制御するパーソ
ナルコンピュータ（以下、ＰＣ）、３は画像拡大光学
系、４は測定対象物の濃度を連続的に測定するためのＸ
軸制御ステージ、５は測定対象物の画像を画像処理装置
に取り込むラインセンサカメラ、６はステージの下に設
置された透過光源である。Ｘ軸制御ステージ４のステー
ジ表面は中心部分がガラスになっており、透過光源６を
利用して測定対象物を透過照明でラインセンサカメラ５
に取り込むことができる。ＰＣ２はＸ軸制御ステージ４
をＲＳ２３２ＣあるいはＧＰＩＢインターフェースを用
いて制御している。

【００７２】図１３は、各ノズルの吐出量（吸光度）測
定用のサンプルパターンである。透明なガラス基板上
に、各ノズルより適当な射ち込み密度でラインパターン
となるようにインクを吐出したものである。ここで、単
なるガラス基板にインクを吐出してもインクは弾かれて
しまうため、ガラス基板上にはインクを受けとめる特殊
な処理（本実施形態ではインク吸収性のある樹脂組成物
層を塗布した）を施しておく必要がある。この処理によ
り各ノズルから吐出されたインクは樹脂組成物層で均一
に吸収され、図１３に示すようなラインパターンを形成
する。樹脂組成物層にはできる限り無色透明に近い（透
過光を吸収しない）ものが望ましいことは言うまでもな
い。

【００７３】図１３のように描画したラインパターンを
透過光源の強度を適当に設定した状態でラインセンサカ
メラ５を通して画像処理装置に取り込む。この際、光学
系により画像を拡大する。Ｘ軸制御ステージ４をＰＣ２
を使って制御することにより連続してラインパターンを
取り込むことが可能となる。取り込んだ画像は、画像処
理装置が分解しうる最小画素単位に分解され、その最小
画素は各画素点での透過光の強度に応じて０〜２５５ま
での２５６段階の輝度レベルを持つようになっている
（画素輝度）。

【００７４】取り込んだ画像に対しては、図１４に示す
ような固定サイズの枠（以下ウィンドウと呼ぶ）をかけ
る。同サイズのウインドウをラインパターンの無い部分
（素ガラスの部分）で取り込んだ画像に対してかけて、
そのときの全画素の輝度レベル（画素参照輝度）を求め
ておく。そして、ラインパターンにかけたウインドウを
構成する各画素ごとに次式から画素吸光度を算出する。

【００７５】 画素吸光度＝ｌｏｇ（画素参照輝度／画素輝度） 続いて下式のように、枠内のすべての画素の画素吸光度
を積算処理することによりウインドウ内の吸光度を求め
る。ウインドウサイズは測定するラインパターンの大き
さを考慮して適当に決定すればよい。ラインより大きな
ウインドウをかけたとしても吸光度の小さい画素（ほと
んど着色されていない画素）の画素吸光度は、上式より
限りなく０に近い値になるので、下式より求まる本来の
ライン吸光度の値に対する影響は極めて小さいものとな
る。すなわち、ウインドウのサイズによらず正しいライ
ン吸光度を算出できることになる。

【００７６】枠内全画素 ライン吸光度 ＝ Σ （画素吸光度） 以降、取り込んだラインパターンに、順次同サイズの枠
をかけていくことにより、全ラインの吸光度を求める。
この吸光度の値から各インク吐出ノズルからのインク吐
出量を算出することができる。

【００７７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、インクジェットヘッドの全寿命のうちの吐出が安定
している期間のみを使用してカラーフィルタを製造する
ことにより、品質の安定したカラーフィルタを製造する
ことができる。

【００７８】また、カラーフィルタの製造に限らず、イ
ンクジェットヘッドの吐出が安定している期間のみを使
用することにより、高品質な描画を行なうことができ
る。

【００７９】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。

【００８０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００８１】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

【００８２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構
成としても良い。

【００８３】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。

【００８４】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

【００８５】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
るので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００８６】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、使用記録信号付与時にインクが液
状をなすものであればよい。

【００８７】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェットヘッドの全寿命のうちの吐出が安定して
いる期間のみを使用して描画を行なうことにより、高品
質な描画が可能となる。

【００８９】

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの製造装置の一実施形態の構成
を示す概略図である。

【図２】カラーフィルタの製造装置の動作を制御する制
御部の構成を示す図である。

【図３】カラーフィルタの製造装置に使用されるインク
ジェットヘッドの構造を示す図である。

【図４】カラーフィルタの製造工程を示した図である。

【図５】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成の一例を示す断面図である。

【図６】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成の他の例を示す断面図であ
る。

【図７】一実施形態のカラーフィルタを組み込んだカラ
ー液晶表示装置の基本構成のさらに他の例を示す断面図
である。

【図８】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図９】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示し
た図である。

【図１０】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示
した図である。

【図１１】インクジェットヘッドのインク吐出量の変動
を示す図である。

【図１２】インク吐出量の測定装置の構成を示す図であ
る。

【図１３】インクジェット描画装置を使用して作成した
ラインパターンを示した図である。

【図１４】測定対象ラインパターンに固定サイズのウイ
ンドウをかけた状態を示した図である。

【図１５】ウインドウを画素に分割して示した図であ
る。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ パーソナルコンピュータ ３ 画像拡大光学系 ４ Ｘ軸制御ステージ ５ ラインセンサカメラ ６ 透過光源

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのインクジェットヘッドからインク
   を吐出させ、該インクジェットヘッドの全寿命期間にわ
   たるインク吐出量の経時変化を計測する計測工程と、 前記インク吐出量の経時変化からインクの吐出状態が安
   定している吐出安定期間を特定する特定工程と、 前記１つのインクジェットヘッドと同一種類であって、
   実際の描画に使用する他のインクジェットヘッドでも前
   記計測工程で計測されたインク吐出量の経時変化が再現
   されるものとして、前記他のインクジェットヘッドの前
   記吐出安定期間のみを使用して描画を行なう描画工程と
   を具備することを特徴とするインクジェット描画方法。
2. 【請求項２】 前記特定工程では、使用するインクの種
   類毎に前記吐出安定期間を特定することを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェット描画方法。
3. 【請求項３】 前記吐出安定期間とは、前記インクジェ
   ットの使用初期の吐出が安定しない初期不安定期間と、
   前記インクジェットヘッドの寿命に近づいて吐出が安定
   しなくなる末期不安定期間とを除いた期間であることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット描画方法。
4. 【請求項４】 前記吐出安定期間とは、前記初期不安定
   期間と末期不安定期間以外に再現性をもって現われる吐
   出不安定期間をさらに除いた期間であることを特徴とす
   る請求項３に記載のインクジェット描画方法。
5. 【請求項５】 前記インクジェットヘッドは、熱エネル
   ギーを利用してインクを吐出するヘッドであって、イン
   クに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー
   発生体を備えることを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット描画方法。
6. 【請求項６】 前記インクジェットヘッドにより、カラ
   ーフィルタの本体となる被着色体にインクを吐出して着
   色し、カラーフィルタを製造することを特徴とする請求
   項１に記載のインクジェット描画方法。
7. 【請求項７】 インクジェットヘッドにより被着色体に
   向けてインクを吐出し、前記被着色体を着色して製造さ
   れたカラーフィルタであって、 １つのインクジェットヘッドからインクを吐出させ、該
   インクジェットヘッドの全寿命期間にわたるインク吐出
   量の経時変化を計測する計測工程と、前記インク吐出量
   の経時変化からインクの吐出状態が安定している吐出安
   定期間を特定する特定工程と、前記１つのインクジェッ
   トヘッドと同一種類であって、実際の描画に使用する他
   のインクジェットヘッドでも前記計測工程で計測された
   インク吐出量の経時変化が再現されるものとして、前記
   他のインクジェットヘッドの前記吐出安定期間のみを使
   用して着色を行なう着色工程とを経て製造されたことを
   特徴とするカラーフィルタ。
8. 【請求項８】 インクジェットヘッドにより被着色体に
   向けてインクを吐出し、前記被着色体を着色して製造さ
   れたカラーフィルタを備えた表示装置であって、 １つのインクジェットヘッドからインクを吐出させ、該
   インクジェットヘッドの全寿命期間にわたるインク吐出
   量の経時変化を計測する計測工程と、前記インク吐出量
   の経時変化からインクの吐出状態が安定している吐出安
   定期間を特定する特定工程と、前記１つのインクジェッ
   トヘッドと同一種類であって、実際の描画に使用する他
   のインクジェットヘッドでも前記計測工程で計測された
   インク吐出量の経時変化が再現されるものとして、前記
   他のインクジェットヘッドの前記吐出安定期間のみを使
   用して着色を行なう着色工程とを経て製造されたカラー
   フィルタと、 光量を変更可能とする光量変更手段とを一体に備えるこ
   とを特徴とする表示装置。
9. 【請求項９】 インクジェットヘッドにより被着色体に
   向けてインクを吐出し、前記被着色体を着色して製造さ
   れたカラーフィルタを有する表示装置を備えた装置であ
   って、 １つのインクジェットヘッドからインクを吐出させ、該
   インクジェットヘッドの全寿命期間にわたるインク吐出
   量の経時変化を計測する計測工程と、前記インク吐出量
   の経時変化からインクの吐出状態が安定している吐出安
   定期間を特定する特定工程と、前記１つのインクジェッ
   トヘッドと同一種類であって、実際の描画に使用する他
   のインクジェットヘッドでも前記計測工程で計測された
   インク吐出量の経時変化が再現されるものとして、前記
   他のインクジェットヘッドの前記吐出安定期間のみを使
   用して着色を行なう着色工程とを経て製造されたカラー
   フィルタと、光量を変更可能とする光量変更手段とを一
   体に備える表示装置と、 該表示装置に画像信号を供給する画像信号供給手段とを
   具備することを特徴とする表示装置を備えた装置。