DE69637270T2

DE69637270T2 - Herstellung von Farbfiltern

Info

Publication number: DE69637270T2
Application number: DE69637270T
Authority: DE
Inventors: Shigeo Ohta-ku Sakino; Kazuaki Ohta-ku Masuda; Shinsuke Ohta-ku Tsuruoka; Toshikazu Ohta-ku Sakai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: EP1001281A2; EP0738905B1; US5984470A; EP0992815A3; EP0738905A3; DE69614435D1; US6244702B1; EP0992815A2; DE69637270D1; DE69635999T2; EP1001281A3; DE69635999D1; EP0738905A2; DE69637584D1; EP0992815B1; DE69614435T2; EP1001281B1; EP1074862B1; EP1074862A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Farbfilters für ein Flüssigkristallanzeigegerät zur Verwendung in einem Farbfernsehgerät, einem Personalcomputer oder in ähnlichen Geräten, besonders aber ein Verfahren und ein Gerät zur Herstellung eines Farbfilters durch Anordnen mehrerer Farbfilterelemente auf einem optisch durchlässigen Substrat, den Farbfilter selbst, ein Flüssigkristallanzeigegerät und eine Anordnung mit diesem Flüssigkristallanzeigegerät.
Stand der Technik
Die Herstellung des Farbfilters erfolgt nach herkömmlichen Verfahren wie dem Färbeerfahren, dem Pigmentdispersionsverfahren, dem Elektroablagerungsverfahren, dem Druckverfahren oder ähnlichen Verfahren.
Beim Färbeerfahren erfolgt die Herstellung des Farbfilters durch Erzeugung eines zum Färben geeigneten wasserlöslichen Polymerstoffes auf einem Glassubstrat, welcher durch ein fotolithographisches Verfahren in ein gewünschtes Muster gebracht wird, und durch anschließendes Eintauchen des Glassubstrats in ein Färbebad zur Erzeugung eines Farbmusters, wobei dieser Vorgang dreimal wiederholt wird, für rote, grüne und blaue Farbe.
Beim Pigmentdispersionsverfahren erfolgt die Herstellung des Farbfilters durch Erzeugung einer fotoempfindlichen Harzschicht mit feinverteilten Pigmenten auf einem Glassubstrat und anschließende Behandlung der Harzschicht zur Erzeugung eines einfarbigen Musters, wobei dieser Vorgang dreimal wiederholt wird, für rote, grüne und blaue Farbe.
Beim Elektroablagerungsverfahren erfolgt die Herstellung des Farbfilters durch Erzeugung eines transparenten Elektrodenmusters auf einem Glassubstrat, durch Eintauchen des Glassubstrats in eine Pigment, Harz, den Elektrolyten und andere Stoffe enthaltende Elektroablagerungsflüssigkeit zur Ablagerung einer einzigen Farbe, wobei dieser Vorgang dreimal wiederholt wird, für rote, grüne und blaue Farbe.
Beim Druckverfahren erfolgt die Herstellung des Farbfilters durch Drucken eines mit dem feinverteilten Pigment versehenen Duroplasts, wobei dieser Vorgang dreimal wiederholt wird, für rote, grüne bzw. blaue Farbe, und anschließendes Aushärten des Harzes.
Von diesen vier Verfahren erfordert jedes das dreifache Wiederholen des gleichen Vorgangs zur Erzeugung der roten, grünen und blauen Farbe, so daß die Vielzahl dieser Schritte den Produktionsausstoß verringern und die Kosten erhöhen.
Das Elektroablagerungsverfahren ist auch wegen des in der Form eingeschränkten herstellbaren Musters kaum für die Herstellung eines TFT-Flüssigkristallanzeigegerätes geeignet. Das Druckverfahren ist hinsichtlich des Auflösungsvermögens begrenzt und eignet sich deshalb nicht bei feineren Mustern.
Um diese Nachteile zu überwinden, wird die Erzeugung des Filtermusters auf einem Glassubstrat durch Tintenstrahlemission vorgeschlagen, wie in den japanischen Offenlegungsschriften 59-75205 , 63-235901 , 1-217320 usw. offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein solches Tintenstrahlverfahren ist für Produktionszwecke bisher noch nicht entwickelt worden. Genauer ausgedrückt, die Erzeugung hochpräziser Muster ist deshalb nicht möglich, weil z. B. es noch kein System gibt, die Tintenauftreffstelle im voraus zu messen, dann beim Aufsetzen des Glassubstrats auf das Herstellungsgerät dieses in sechs möglichen Richtungen auf den Aufzeichnungskopf (oder den Aufzeichnungskopf auf das Glassubstrats) auszurichten und beim Zeichnen des Musters einen konstanten Abstand zwischen Aufzeichnungskopf und Glassubstrat beizubehalten. Auch der Produktivität ist noch keine Beachtung geschenkt worden.
Die Druckschrift WO 95/21400 , welche Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ darstellt, offenbart eine Vorrichtung zum Herstellen eines Farbfilters durch Formen einer Vielzahl von farbigen Filterelementen, die auf einem optisch lichtdurchlässigen Substrat eingerichtet sind, mit
einer Ausstoßeinrichtung zum Ausstoßen eines färbenden Materials basierend auf einem vorbestimmten Muster unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfes, während der Tintenstrahlkopf und das Substrat sich relative zueinander bewegen, um die Filterelemente zu färben;
einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Position des färbenden Materials auf dem Substrat, das durch den Tintenstrahlkopf ausgestoßen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren des Herstellens eines Farbfilters bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Erfassen einer ersten relativen Position zwischen einem Aufzeichnungskopf und einem ersten Substrat durch Erfassen einer ersten Markierung auf dem ersten Substrat, das durch eine Bewegungseinrichtung zum Halten und Bewegen eines Substrats gehalten wird;
Ausrichten des ersten Substrats mit Bezug auf den Aufzeichnungskopf basierend auf der erfassten ersten relativen Position;
Aufzeichnen eines Bewertungsmusters auf dem ausgerichteten ersten Substrat durch Ausstoßen von Tinte von dem Aufzeichnungskopf;
Erfassen einer Auftreffstelle der ausgestoßenen Tinte auf dem ersten Substrat;
Erfassen einer zweiten relativen Position zwischen dem Aufzeichnungskopf und einem zweiten Substrat durch Erfassen einer zweiten Markierung auf dem zweiten Substrat, das durch die Bewegungseinrichtung gehalten wird;
Ausrichten des zweiten Substrats mit Bezug auf den Aufzeichnungskopf basierend auf der erfassten ersten relativen Position, der erfassten Auftreffstelle und der erfassten zweiten relativen Position; und
Aufzeichnen eines Musters auf dem ausgerichteten zweiten Substrat durch Ausstoßen von Tinte von dem Aufzeichnungskopf.
Vorzugsweise wird in den Schritten des Erfassens der ersten und zweiten relativen Position die erste und zweite Markierung entsprechend optisch erfasst.
Zusätzlich oder alternativ wird in dem Schritt des Erfassens der Auftreffstelle die Auftreffstelle optisch erfasst.
In dem Aufzeichnungsschritt kann das Muster aufgezeichnet werden, während ein Spalt zwischen dem Aufzeichnungskopf und dem zweiten Substrat erfasst und korrigiert wird.
Auch die in dem Verfahren eingesetzte Bewegungseinrichtung kann einen beweglichen Tisch aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B zeigen teilweise vergrößerte Ansichten von Farbfiltern, welche nach dem Verfahren und mit dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
2 zeigt eine Schnittseitenansicht des in den 1A und 1B dargestellten Farbfilters.
Die 3 und 4 zeigen in Schnittseitenansichten den Aufbau einer Flüssigfarbkristallanzeigetafel.
Die 5 bis 7 zeigen Aufbau bzw. Ansichten eines Informationsverarbeitungsgerätes, bei welchem die Flüssigkristallanzeigetafel verwendet wird.
8 zeigt in perspektivischer Darstellung die Außenansicht eines Gerätes, welches in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
9 zeigt in der Ansicht Details des Tisches des in 8 dargestellten Gerätes.
10 zeigt in der Ansicht die Anordnung des Kopfes und des optischen Systems bei dem in 8 dargestellten Gerät.
11 zeigt in der Ansicht das Konzept des Tintenausstoßes bei dem in 8 dargestellten Gerät.
12 zeigt den Flußplan des Zeichenablaufs bei dem in 8 dargestellten Gerät.
Die 13 und 14 zeigen in Ansichten die Anordnung des Kopfes und des optischen Systems in Verfahren gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Farbfilterherstellungsgerätes.
16 zeigt schematisch in der Ansicht die positionelle Beziehung zwischen Kolorierkopf, Ausbesserungskopf, Sensor und Tisch.
17 zeigt in der Ansicht den Aufbau des Tintenstrahlkopfes IJH zum Ausstoßen von Tinte auf eine zu färbende Schicht.
Die 18A und 18B zeigen in der Ansicht die positionelle Beziehung zwischen Kolorierkopf, Ausbesserungskopf und einem transparenten Abschnitt, welcher auf einem zu färbenden Glassubstrat vorhanden ist.
Die 19A und 19B zeigen in der Ansicht das Kolorierverfahren, wenn der Kolorierkopf unter einem bestimmten Winkel geneigt ist.
Die 20A und 20B zeigen in der Ansicht das Kolorierverfahren, wenn mehrere unter einem bestimmten Winkel geneigte Kolorierköpfe verwendet werden.
21 zeigt in der Ansicht ein Beispiel eines zum Justieren erzeugten Farbmusters.
22 zeigt im Blockschaltbild ein Beispiel einer Bilderzeugungseinheit zum Messen der Tintenpunktauftreffstelle.
23 zeigt den Flußplan für den Justiervorgang.
24 zeigt in der Ansicht die Streuversetzung der Aufgespritzten Punkte.
Die 25A und 25B zeigen in der Ansicht die Beziehung zwischen dem Kolorierkopf und dem transparenten Abschnitt, wenn die Ausstoßdüsen des Kolorierkopfes versetzt zueinander vorhanden sind.
26 zeigt den Flußplan des Vorgangs zur Erfassung der Auftreffstellen und zur Steuerung der Ausstoßtaktfolge.
Die 27A und 27B zeigen in der Ansicht ein Beispiel des Farbmusters, welches zur Kontrolle der Auftreffstellen der aus den Kolorierkopfdüsen ausgestoßenen Tinte verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die 1A und 1B zeigen teilweise vergrößerte Ansichten von Farbfiltern, welche nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Bei dem in den 1A und 1B gezeigten Farbfilter 10, welcher die Frontfläche eines z. B. in einem transportablen Personalcomputer verwendeten Flüssigfarbkristallanzeigegerätes bildet, sind die Filterelemente 10a in den Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) in einem zweidimensionalen Gittermuster z. B. angeordnet. Dabei zeigt 1A die Anordnung der Filterelemente 10a in einem einfachen Gittermuster und 1B deren Anordnung gegeneinander versetzt.
Zwischen den Filterelementen 10a ist zur klaren Trennung ein Lichtschutzrahmen 10b, um ein deutlicheres Bild der einzelnen Filterelemente zu erhalten.
2 zeigt in der Schnittseitenansicht den in den 1A und 1B dargestellten Farbfilter, mit dem Glassubstrat 12 als Hauptkörper des Farbfilters 10, dem Lichtschutzrahmen 10b und den darauf erzeugten Filterelementen 10a unterschiedlicher Farbe.
Bei der Herstellung des Farbfilters 10 wird Chrom auf das Glassubstrat 12 gesprüht und fotolithographisch zu einem Gittermuster geformt, wodurch der Lichtschutzrahmen 10b entsteht. Dann wird eine z. B. aus Zellulose, Akrylharz oder Gelatine bestehende, Flüssigkeit absorbierende, färbbare Schicht 14 auf dem Lichtschutzrahmen 10b erzeugt und anschließend werden von einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf Farbstoff (Farbe) enthaltende Flüssigkeitströpfchen (nachfolgend Tinte genannt) auf die Filterelementerzeugungsfläche der färbbaren Schicht 14 gespritzt, wodurch diese Schicht farbig wird und somit das Farbfilterelement 10a entsteht. Es ist auch möglich, anstatt Farbstoff ein Pigment oder durch UV-Strahlen aushärtende Tinte zu verwenden. Im Falle der Verwendung von Pigment oder durch UV-Strahlen aushärtende Tinte kann auf die färbbare Schicht verzichtet werden.
Falls erforderlich, wird dann noch eine Schutzschicht erzeugt. Die Schutzschicht kann z. B. ein durch Licht und/oder Wärme aushärtendes Harzmaterial oder ein durch Aufdampfen oder Aufsprühen erzeugter anorganischer Film sein, welches(r) transparent auf dem Farbfilter vorhanden und gegen die nachfolgenden Prozesse wie der Indium-Zinnoxid-Erzeugung und der Erzeugung eines Orientierungsfilms beständig ist.
Die Flüssigfarbkristallanzeigetafel wird im allgemeinen auf die Weise erzeugt, daß das Farbfiltersubstrat 12 und ein Gegensubstrat 54 sich gegenüber liegend placiert werden und zwischen beide eine Flüssigkristallabdichtverbindung 52 eingebracht wird. Auf der Innenfläche des Substrats 54 dieser Flüssigkristalltafel sind Dünnfilmwiderstände (nicht dargestellt) und transparente Pixelelektroden 53 in Matrixform angeordnet. Auf der Innenfläche des anderen Substrats 12 ist der Farbfilter so angeordnet, daß die Filterelemente R, G, B sich den Pixelelektroden gegenüber befinden und auf der gesamten Fläche von einer (gemeinsamen) transparenten Gegenelektrode 50 bedeckt sind. Der Lichtschutzrahmen 10b wird gewöhnlich auf dem Farbfiltersubstrat 12 (siehe 3), im Falle einer Flüssigkristalltafel vom Typ On-array BM (siehe 4) aber auf dem gegenüber angeordneten TFT-Substrat erzeugt. Auf der Innenfläche jedes dieser beiden Substrate sind Orientierungsfilme 51 vorhanden, welche zum Orientieren der im Flüssigkristall vorhandenen Moleküle in eine bestimmte Richtung einem Reibprozeß unterzogen werden. An den Außenflächen des Glassubstrats sind Polarisierplatten 55 angebracht und die Flüssigkristallverbindung 52 wird in den zwischen den beiden Substraten gebildeten Spalt (etwa 2 bis 5 Mikrometer) gefüllt. Die Hinterleuchtungsquelle ist gewöhnlich eine Kombination aus einer Leuchtstofflampe und einer Diffusionsplatte (beide nicht dargestellt) und die Anzeige erfolgt durch Nutzung der Flüssigkristallverbindung als optische Blende zum Variieren der Durchlässigkeit für das von der Hinterleuchtungsquelle erzeugte Licht.
Anwendungsbeispiele für eine solche Flüssigkristalltafel in einem Informationsverarbeitungsgerät zeigen die 5 bis 7.
5 zeigt schematisch das Blockschaltbild für den Fall der Verwendung der genannten Flüssigkristalltafel in einem Informationsverarbeitungsgerät wie z. B. einem Textautomaten, einem Personalcomputer, einem Faxgerät und einem Kopierer.
In 5 ist die Steuereinheit 1801 zum Steuern des gesamten Gerätes mit einer ZVE wie einem Mikroprozessor und verschiedenen E/A-Datenkanälen ausgestattet und sie steuert die Vorgänge durch Senden und Empfangen von Steuersignalen und Datensignalen an bzw. durch verschiedene Einheiten. Die Anzeigeeinheit 1802 zeigt verschiedene Menüs und Dokumentinformationen und die von einem Bildleser 1807 gelesenen Bilddaten an. Das auf der Anzeigeeinheit 1802 vorhandene transparente Berührungsfeld 1803 wird zur Eingabe verschiedener Größen oder Koordinaten auf der Anzeigeeinheit 1802 durch Fingerdruck genutzt.
Die FM(Frequenzmodulation)-Tonquelle 1804 speichert die z. B. von einem Musikeditor usw. in Form von Digitaldaten vorbereiteten Musikinformationen in der Speichereinheit 1810 oder in der externen Speichervorrichtung 1812 und nimmt die Frequenzmodulation solcher aus dem Speicher gelesenen Musikinformationen vor. Das von der FM-Tonquelle 1804 gesendete elektrische Signal wird vom Lautsprecher 1805 in einen hörbaren Ton umgewandelt. Der Drucker 1806 wird als Ausgabeterminal für den Textautomaten, den Personalcomputer, das Faxgerät und den Kopierer verwendet.
Der Bildleser 1807 zum fotoelektrischen Lesen der Originaldaten ist in der Transportbahn für ein Originaldokument untergebracht und wird zum Lesen der Originale für Faxübertragungen oder zum Kopieren verwendet.
Die Faxsende-/-empfangseinheit 1808 wird zum Senden der vom Bildleser 1807 gelesenen Originaldaten als Fax oder zum Empfangen und Dekodieren des gesendeten Faxsignals verwendet und dient als Schnittstelle für die externe Leitung. Die Telefoneinheit 1809 hat verschiedene Funktionen wie z. B. gewöhnliches Telefonieren und das Aufzeichnen von Nachrichten. Zur Speichereinheit 1810 gehören ein ROM zum Speichern des Systemprogramms, des Verwaltungsprogramms, der anderen Anwendungsprogramme, Symbolschriftarten und Wörterbücher, ein RAM zum Speichern von Anwendungsprogrammen und den von der externen Speichereinheit 1812 heruntergeladenen Dokumentinformationen und ein Video-RAM.
Die Tastatur 1811 wird zur Eingabe von Textinformationen, verschiedenen Kommandos usw. verwendet.
Die externe Speichereinheit 1812, welche mit einem Laufwerk für Floppy-Disketten oder mit einer Festplatte usw. ausgerüstet ist, wird zum Speichern von Dokumentinformationen, Musik- oder Stimmeninformationen, Nutzeranwendungsprogrammen usw. verwendet.
6 zeigt schematisch die Ansicht des in 5 dargestellten Informationsverarbeitungsgerätes.
Von dem mit der genannten Flüssigkristalltafel bestückten flachen Anzeigepaneel 1901 werden verschiedene Menüs, Grafikinformationen und Textinformationen angezeigt. Auf diesem Anzeigepaneel 1901 können durch Drücken des Berührungsfeldes mit einem Finger usw. Koordinaten oder ausgewählte Schriftzeichen eingegeben werden. Das Handgerät 1902 wird verwendet, wenn das Gerät als Telefon dient. Die mit dem Hauptkörper über ein abnehmbares Kabel verbundene Tastatur 1903 wird für verschiedene Dokumentverarbeitungsinformationen und zur Eingabe verschiedener Daten verwendet. Sie ist außerdem mit Funktionstasten 1904 ausgestattet. Vorhanden ist auch ein Einschiebeschlitz 1905 für die zur Benutzung der externen Speichereinheit 1812 benötigte Floppy-Diskette. Die Blattaufnahme 1906 unterstützt die vom Bildleser 1807 zu lesenden Originaldokumente und die gelesenen Originale werden an der Rückseite des Gerätes ausgeworfen. Der Faxeingang wird vom Tintenstrahldrucker 1907 ausgedruckt. Wenn das Informationsverarbeitungsgerät als Personalcomputer oder Textautomat dient, werden die über die Tastatur 1811 eingegebenen Informationen entsprechend den vorgegebenen Programmen in der Steuereinheit 1801 verarbeitet und das Bild wird vom Drucker 1806 ausgedruckt. Wenn es als Faxempfänger dient, werden die von der Kommunikationsleitung über die Faxsende-/-empfangseinheit 1808 empfangenen Faxinformationen entsprechend einem vorgegebenen Programm in der Steuereinheit 1801 verarbeitet und das empfangene Bild wird vom Drucker 1806 gedruckt. Wenn es als Kopierer dient, wird das Original vom Bildleser 1807 gelesen und die gelesenen Originaldaten werden über die Steuereinheit 1801 vom Drucker 1806 als kopiertes Bild ausgegeben. Wenn es als Faxsendegerät dient, werden die vom Bildleser 1807 gelesenen Originaldaten nach einem vorgegebenen Programm von der Steuereinheit 1801 verarbeitet und über die Faxsende-/-empfangseinheit 1808 zur Kommunikationsleitung gesendet.
Im oben beschriebenen Informationsverarbeitungsgerät kann zur Gewährleistung besserer Tragbarkeit der Tintenstrahldrucker integriert sein, wie 7 zeigt. In den 6 und 7 haben gleiche Komponenten die gleiche Nummer.
Die 8 bis 12 zeigen das Farbfilterherstellungsgerät, welches in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei 8 in perspektivischer Darstellung die Außenansicht des Gerätes, 9 die detaillierte Ansicht des Tisches, 10 die Anordnung des Aufzeichnungskopfes und des optischen Systems, 11 das Konzept des Tintenausstoßens und 12 schematisch den Flußplan für den Zeichenvorgang zeigt.
Diese Zeichnungen zeigen die Grundplatte 101 zur Aufnahme des Gerätes, die Schwingungsdämpfer 102 zum Abfangen von Außenschwingungen, den auf der Grundplatte 101 angeordneten und für eine große Hubbewegung vorgesehenen XY-Tisch 103, den auf dem XY-Tisch 103 angeordneten, um die Z-Achse schwenkbaren O-Tisch 104, das auf dem um die Z-Achse schwenkbaren O-Tisch 104 befestigte Glassubstrat 105, den R-, G- und B-Aufzeichnungskopf 106 (106a-106c), das optische Erfassungssystem 107 zum Erfassen der Justierung der Grundplatte 101 in X-, Y- und θ-Richtung, das optische Erfassungssystem 108 (108a-108c) zum Erfassen der Z-Achse und das optische System 109 zum Erfassen der Auftreffstelle der vom Aufzeichnungskopf 106 ausgestoßenen Tinte.
In dieser Konfiguration wird beim Zusammenbau des Gerätes ein Blindsubstrat (nicht dargestellt) aufgesetzt und mit dem Justiererfassungssystem 107 in X-Y-Z-Richtung ausgerichtet und mit den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c ein Bewertungsmuster gezeichnet. Danach wird der XY-Tisch 103 bewegt und mit dem Auftreffstellenerfassungssystem 109 die Auftreffstelle gemessen. Auf diese Weise können die Koordinate des Ausrichterfassungssystems 107 und die Koordinaten der von den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c erreichten Auftreffstellen genau gemessen werden. Da diese Koordinatenwerte auch für andere Substrate die gleichen bleiben, muß die genannte Messung nur bei Veränderung der Systemparameter durchgeführt werden, z. B. beim Zusammenbau des Gerätes oder beim Auswechseln der Aufzeichnungsköpfe. Es ist auch möglich, die Auftreffstellen bei einem weiteren Gerät zu messen und dieses Gerät so zu justieren, daß die Meßwerte auf dem Farbfilterherstellungsgerät reproduziert werden können.
Bei der Herstellung des Farbfilters wird das Glassubstrat 105 auf den um die Z-Achse schwenkbaren θ-Tisch 104 aufgelegt, wie 12 zeigt (Schritt S51) und das Justieren in Z-Schwenkrichtung erfolgt mit dem um die Z-Achse schwenkbaren O-Tisch 104 auf die Weise, daß die Oberfläche des Glassubstrats 105 im Erfassungsbereich (Schärfentiefe) des Justiererfassungssystems 107 bleibt (Schritt S52). Dann werden vom Ausrichterfassungssystem 107 die Versetzungen der Aufzeichnungsköpfe 106a-106c in X-, Y- und θ-Richtung erfaßt (Schritt S53). Das kann durch Erfassen mehrerer Marken mit mehreren Erfassungssystemen oder durch Erfassen mehrerer Marken mit einem einzigen Erfassungssystem bei der Tischbewegung erfolgen. Auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse wird die Versetzung in der θ-Komponente von dem um die Z-Achse schwenkbaren θ-Tisch 104 korrigiert, während die Korrektur der Versetzung in X-Richtung durch Justieren des XY-Tisches 103 in X-Richtung erfolgt. Die Versetzung in Y-Richtung (Druckabtastrichtung) wird entweder durch Justieren des XY-Tisches 103 in Y-Richtung oder durch Steuern der Taktfolge des Ausstoßens aus den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c durchgeführt (Schritt S54). Wie 11 zeigt, variiert die Auftreffstelle auch, wenn im Spalt zwischen dem Glassubstrat 105 und den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c eine Veränderung zu verzeichnen ist. Folglich werden der Spalt und die Neigung zwischen dem Substrat und den Köpfen mit dem Z-Erfassungssystemen 108a-108c bestimmt und das Zeichnen mit den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c wird bei ständiger Kontrolle der Beibehaltung eines konstanten Spaltes durchgeführt (Schritt S56). In Abhängigkeit von der erforderlichen Genauigkeit werden Messung und Korrektur nur beim Auflegen des Glassubstrats durchgeführt und die Spaltbreite wird während des Zeichnens auf einem festen Wert gehalten.
Die vorliegende Erfindung bietet folgende Vorteile:

(1) Die Anzahl an Schritten kann im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren verringert werden, da der Zeichenvorgang mit den drei Farben gleichzeitig durchgeführt werden kann.
(2) Staubablagerung auf dem Glassubstrat 105 kann verringert werden, da über dem XY-Tisch 103 keine beweglichen Teile vorhanden sind.
(3) Der XY-Tisch 103 kann schneller bewegt werden, um die Produktivität zu erhöhen, da beim Bewegen des Glassubstrats 105 eine geringere Masse als beim Bewegen der Aufzeichnungsköpfe 106a-106c und des Mikroskops des Erfassungssystems beschleunigt werden muß.
(4) Hochgenaues Zeichnen ist möglich, da eine Versetzung zwischen dem Glassubstrat 103 und den Auftreffstellen der aus den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c ausgestoßenen Tinte in der XY-Ebene gemessen und korrigiert wird.
(5) Da der Spalt zwischen dem Glassubstrat 105 und den Aufzeichnungsköpfen 106a-106c (in Z-Richtung) konstant gehalten wird, bleibt die relative Verschiebung in den sechs möglichen Richtungen konstant, so daß die Auftreffstelle selbst dann konstant gehalten werden kann, wenn beim Tintenausstoß eine Richtwirkung vorhanden ist, wodurch hochgenaues Zeichnen gewährleistet wird.

13 zeigt die Anordnung der Aufzeichnungsköpfe 106a-106c in einer weiteren Ausführungsform des Farbfilterherstellungsgerätes, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei Komponenten, welche denen der vorhergehenden Ausführungsform gleichen, auch die gleichen Nummern tragen. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Länge der Aufzeichnungsköpfe 106a-106c der Breite der Substratzeichenfläche, woraus zusätzlich folgende Vorteile sich ergeben:

(1) Der Geräteaufbau kann einfach werden, da der Hub des XY-Tisches 103 in X-Richtung nur zum Justieren erforderlich ist und demzufolge kleiner gehalten werden kann.
(2) Die für das Gerät benötigte Fläche kann durch den verringerten Hub in X-Richtung kleiner werden.

14 zeigt die Anordnung der Aufzeichnungsköpfe in noch einer weiteren Ausführungsform des Farbfilterherstellungsgerätes, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, wobei Komponenten, welche denen der vorhergehenden Ausführungsform gleichen, die gleichen Nummern tragen.
Da bei dieser Ausführungsform mehrere Köpfe (106a1-106an, 106b1-106bn, 106c1-106cn) so angeordnet sind, daß deren Länge gleich oder größer ist als die Breite der Zeichenfläche auf dem Substrat, kann neben den vorher genannten Vorteilen die Anpassung an eine Veränderung der Substratgröße leichter erfolgen.
15 zeigt das Blockschaltbild eines Farbfilterherstellungsgerätes, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
15 zeigt folgende Einheiten: Den Hauptrechner 201 zur Steuerung des gesamten Gerätes, die Steuereinheit 202 für den Tisch 209, die Steuereinheit 203 für den Farbtintenstrahlkolorierkopf 208, die Bildverarbeitungseinheit 204 zur Verarbeitung des Bildsignals vom Sensor 207, die Steuereinheit 205 für die Korrektur des Tintenstrahlkopfes 206, den Sensor 207 zum Erfassen des Tintenausstoßes vom Tintenstrahlkopf 208, die Stellungsjustiersteuereinheit 201a zur Steuerung der Stellung des Tintenstrahlkolorierkopfes 208 und des Tintenstrahlausbesserungskopfes 206 und den Tisch 209. Der Tintenstrahlkopf 208 wird zum Kolorieren, der Tintenstrahlkopf 206 dagegen zum Ausbessern verwendet, fall Kopf 208 einen Kolorierfehler verursacht. Die Kopfeinheit 210 setzt sich aus dem Kolorierkopf 208, dem Sensor 207 und dem Ausbesserungskopf 206 zusammen.
16 zeigt schematisch die positionelle Beziehung zwischen dem Kolorierkopf 208, dem Ausbesserungskopf 206, dem Sensor 207 und dem Tisch 209. Auf den Tisch wird zuerst ein zu färbendes Glassubstrat 12 mit der vorher beschriebenen färbbaren Schicht gelegt. Mit dem Tisch 209 kann das Substrat 12 in X- und Y-Richtung bewegt und in θ-Richtung gedreht werden. Das Bezugszeichen 215 kennzeichnet die in Z-Richtung ausgestoßene Tinte.
Außerdem sind Stellungsjustiermechanismen 202a, 202b zum Justieren der Stellung des Kolorierkopfes 208 bzw. der Stellung des Ausbesserungskopfes 206 in X-, Y-, Z- und θ-Richtung vorhanden. Mit jedem Mechanismus wird die Bewegung in jede Richtung z. B. durch Kombination eines linear beweglichen Tisches und eines drehbaren Tisches möglich. Die Bewegung in jede Richtung kann manuell oder mit einer geeigneten Antriebsquelle in Form eines Motors z. B. erfolgen.
Der Kolorierkopf 208, der Sensor 207 und der Ausbesserungskopf 206 sind bezüglich dem Substrat 12 in X- und Y-Richtung beweglich, in der anderen Richtung jedoch fixiert. Der Kolorierkopf 208 und der Ausbesserungskopf 206 haben mehrere linear angeordnete Tintenausstoßöffnungen.
17 zeigt den Aufbau eines Einfarben-Tintenstrahlkopfes IJH, welcher entweder als Kolorierkopf 208 oder als Ausbesserungskopf 206 verwendet wird. Der Kopf 208 oder 206 ist mit je einem solchen Einfarben-Tintenstrahlkopf IJH für rote, grüne bzw. blaue Tinte ausgerüstet und setzt sich somit aus drei Tintenstrahlköpfen IJH zusammen.
Der in 17 gezeigte Tintenstrahlkopf IJH ist aus der Heizleiterplatte 104, bestehend aus einem Substrat mit zahlreichen Heizelementen 102 zum Erwärmen der Tinte, und einer Deckplatte 106 zum Abdecken der Heizleiterplatte 104 zusammengesetzt. In der Deckplatte 106 sind mehrere Ausstoßöffnungen 108 vorhanden, welche mit tunnelförmigen Flüssigkeitskanälen 110 verbunden sind. Jeder Flüssigkeitskanal 110 ist durch Trennwände 112 vom benachbarten getrennt. Die Flüssigkeitskanäle sind am hinteren Ende mit der Tintenkammer 114 verbunden, welche von der Tintenzuführöffnung 116 gespeist Tinte an diese Kanäle liefert.
Die Heizleiterplatte 104 und die Deckplatte 106 sind so miteinander verbunden, daß die Heizelemente 102 mit den Flüssigkeitskanälen 110 korrespondieren, wie aus 17 zu erkennen ist. Obwohl in 17 nur zwei Heizelemente 102 dargestellt sind, ist jeder Flüssigkeitskanal 110 mit einem Heizelement 102 bestückt. Durch einen bestimmten Treiberimpuls an das Heizelement 102 beginnt die über dem Heizelement vorhandene Tinte zu kochen, erzeugt ein Bläschen und wird durch Ausdehnung des Bläschen aus der Ausstoßöffnung 108 gestoßen. Durch Steuerung des Treiberimpulses, z. B. durch dessen auf das Heizelement 102 übertragene Energie, kann die Bläschengröße gesteuert und dadurch das Volumen der aus der Öffnung auszustoßenden Tinte willkürlich festgelegt werden. Die 18A und 18B zeigen die positionelle Beziehung zwischen dem Kolorier- oder Ausbesserungskopf und der transparenten Fläche (Filterelement) auf dem zu färbenden Glassubstrat 12 für die Fälle, daß die Abstände zwischen den Tintenausstoßöffnungen zum Kolorieren und die Abstände zwischen den transparenten Flächen auf dem Glassubstrat 12 sich gleichen bzw. voneinander unterscheiden. 18A zeigt den Kolorierkopf 208, die Tintenausstoßöffnung 217, das auf dem Substrat 12 vorhandene Filterelement (optisch transparente Fläche) und den aus der Öffnung 217 ausgestoßenen und aufgetroffenen Tintenpunkt 219. Da in diesem Fall die Teilung L der Tintenausstoßöffnungen 217 der Teilung W1 der Filterelemente 10a entspricht, ist die Drehbeziehung zwischen dem Glassubstrat 12 und dem Kolorierkopf 208 Null. Wenn dagegen, wie in 18B gezeigt, die Teilung L der Tintenausstoßöffnungen 217 sich von der Teilung W2 der Filterelemente 10a unterscheidet, kann der Kolorierkopf 208 um den Winkel θ, ausgedrückt durch die Gleichung W2/L = cosθ,zum Glassubstrat 12 eingestellt werden, so daß das Kolorieren bei jeder Teilung der Filterelemente 10a auf dem Substrat 12 durchgeführt werden kann.
Nachfolgend wird das Kolorierverfahren für den Fall beschrieben, wenn Kolorierkopf und Glassubstrat sich in einer bestimmten Winkelbeziehung zueinander befinden.
Wie 19 zeigt, sind der Kolorierkopf 208 und das Glassubstrat 12 unter einem Winkel θ zueinander eingestellt und es wird angenommen, daß sich beide mit der Relativgeschwindigkeit S zueinander in Richtung 227 bewegen. In diesem Zustand haben die zahlreichen Tintenausstoßöffnungen zum Kolorieren die Teilung H1 in Horizontalrichtung und die Filterelemente 10a die Teilung H2 in Richtung 227 der Relativbewegung. 19B zeigt die Ausstoßtaktfolge der Tintenausstoßöffnungen. Der Tintenausstoß beginnt mit den Taktfolgen t1, t2 und t3 für die erste, zweite bzw. dritte Ausstoßöffnung. Die Beziehung zwischen t1, t2 und t3 wird durch die Relativgeschwindigkeit S und die horizontale Teilung H1 der Ausstoßöffnungen bestimmt, wie aus den folgenden Gleichungen hervorgeht: (t2 – t1) = H1/S (t3 – t2) = H1/S.
Die Taktfolge t der Ausstöße aus den Ausstoßöffnungen für die in Richtung der Relativbewegung aneinander grenzenden Filterelemente 10a wird bestimmt durch die Gleichung t2 = H2/S.
Auf diese Weise kann ein Farbfilter mit einer willkürlichen Teilung der Filterelemente 10a erzeugt werden, ohne daß dafür ein Kolorierkopf mit einer besonderen Teilung der Tintenausstoßöffnungen erforderlich wird, da die Taktfolge des Tintenausstoßes gesteuert werden kann. Obwohl der Vorgang bei Verwendung eines einzigen Kolorierkopfes beschrieben wurde, ist ein ähnliches Verfahren gelegentlich auch mit mehreren Köpfen möglich.
Nachfolgend wird die Verwendung mehrerer Kolorierköpfe beschrieben. Die 20A und 20B zeigen diesen Fall mit den Kolorierköpfen für rote, grüne bzw. blaue Farbe.
Wie 20A zeigt, ist der Kolorierkopf 208 aus mehreren Tintenstrahlköpfen IJH zum Ausstoßen von roter, grüner bzw. blauer Farbe zusammengesetzt. Die Tintenausstoßöffnungen 217 sind so angeordnet, daß die Tinten R, G, B in wiederholten Zyklen in Richtung rechtwinklig zur Richtung der Relativbewegung 227 aufgespritzt werden und dabei Filterelemente 10a der gleichen Farbe in der erwähnten Richtung 227 entstehen. Der Kolorierkopf 208 und das Glassubstrat 12 sind unter dem Winkel θ zueinander eingestellt und es wird angenommen, daß sich beide mit der Relativgeschwindigkeit S zueinander in Richtung 227 bewegen. In diesem Zustand haben die zahlreichen Tintenausstoßöffnungen im Kolorierkopf 208 die horizontalen Teilungen Wrg, Wgb. Der Sensor 207, bestehend aus einer Bildaufnahmevorrichtung in Form eines Zeilensensors, ist hinter der Kombination aus mehreren Tintenstrahlköpfen IJH angeordnet. 20B zeigt die Taktfolge des Ausstoßens aus den Tintenausstoßöffnungen. Der Kolorierkopf R beginnt mit dem Ausstoßen von Tinte in den Taktfolgen RT1, RT2, RT3 für die erste, zweite bzw. dritte Öffnung. Der Kolorierkopf G beginnt mit dem Ausstoßen von Tinte in den Taktfolgen GT1, GT2, GT3 für die erste, zweite bzw. dritte Öffnung. Der Kolorierkopf B beginnt mit dem Ausstoßen von Tinte in den Taktfolgen BT1, BT2, BT3 für die erste, zweite bzw. dritte Öffnung. Die Beziehung zwischen RT1, GT1 und BT1 wird aus der Relativgeschwindigkeit S und den horizontalen Teilungen Wrg, Wgb der Tintenausstoßöffnungen der Kolorierköpfe R, G, B wie folgt bestimmt: (GT1 – RT1) = Wrg/S (BT1 – GT1) = Wgb/S.
Die Ausstoßtaktfolgen einer Tintenausstoßöffnung für das in Richtung der Relativbewegung erzeugte Filterelement sind die gleichen wie die bereits mit Bezug auf 19B genannten. Auch jene der im gleichen Tintenstrahlkopf vorhandenen anderen Tintenausstoßöffnungen sind die gleichen wie mit Bezug auf 19B genannten. Bei der vorhergehenden Beschreibung Tintenstrahlköpfe aus den Kolorierköpfen für rote, grüne bzw. blaue Farbe zusammengesetzt, obwohl diese drei Farben keine Beschränkung darstellen. Eine Kopfkombination kann z. B. auch nur für eine einzige Farbe verwendet werden.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Justieren der Teilung der Tintenausstoßöffnungen bei einer Kolorierkopfkombination beschrieben, welches dem für die optisch transparenten Flächen gleicht.
21 zeigt ein Beispiel eines Testmusters aus dem Koloriermaterials zum Justieren im Falle der Verwendung der Tintenstrahlköpfe R, G und B. Die auf dem Glassubstrat 12 erzeugten Punkte 233, 234, 235 stammen aus dem Tintenstrahlkopf R, G bzw. B, wobei die in vertikaler Richtung dargestellten Punkte die gleiche Farbe haben und von den Tintenausstoßöffnungen eines Tintenstrahlkopfes erzeugt wurden. Diese Figur zeigt auch die Punktteilung Pr für die Tinte R, Pg für die Tinte G und Pb für die Tinte B, die Teilung Prg zwischen dem Tintenpunkt R und dem Tintenpunkt G und die Teilung Pgb zwischen dem Tintenpunkt G und dem Tintenpunkt B. Diese Teilungen werden gemessen und die Tintenstrahlköpfe so justiert, daß diese Teilungen den Teilungen der Filterelemente 10a entsprechen.
22 zeigt das Blockschaltbild einer Bildverarbeitungseinheit zum Messen der Punktauftreffstellen mittels dem in 21 dargestellten Muster und 23 den Flußplan für den Justiervorgang.
22 zeigt die an den Verarbeitungsrechner ZVE angeschlossene ZVE 236 zum Steuern der Bildverarbeitungseinheit, den z. B. aus einem Zeilensensor gebildeten Sensor 207 zum Erfassen der entstandenen Punkte in Form von Bilddaten, die Bildeingabeeinheit 237 zur Durchführung der Wechselstrom-/Gleichstrom-Umwandlung und von Korrekturen z. B. von Ungleichmäßigkeiten in der Empfindlichkeit des Zeilensensors und in der Beleuchtungsintensität eines nicht dargestellten Beleuchtungssystems bei den vom Sensor 207 erhaltenen Bilddaten, die Nichtausstoß-Erfassungseinheit 238, welche erfaßt, ob das Ausstoßen von Tinte aus den Tintenstrahlköpfen erfolgte, die Bildspeichereinheit 239 zum Speichern der von der Bildeingabeeinheit 237 gesendeten Bilddaten, die Trenneinheit 240 zum individuellen Trennen und Identifizieren der erzeugten Punkte und die Einheit 241 zum Berechnen der Position des Schwerpunktes eines individuell herausgelösten Punktes. Die Bildeingabeeinheit 237, die Nichtausstoß- Erfassungseinheit 238, die Bildspeichereinheit 239, die Trenn-Verarbeitungseinheit 240 und die Schwerpunktberechnungseinheit 241 sind über das Bussystem 242 und den lokalen Bus 243 miteinander verbunden. Die Nichtausstoß-Erfassungseinheit 238 ist an die Kolorierkopf-Steuereinheit 203 und die Ausbesserungskopf-Steuereinheit 205 angeschlossen. Wie 20A zeigt, ist der Sensor 207 unmittelbar hinter dem Kolorierkopf 238 angeordnet, um die erreichten Punkte des in 21 dargestellten Testmusters sofort nach deren Entstehung zu lesen, doch dieser kann auch an irgendeiner anderen Stelle angeordnet werden. In einem solchen Fall kann nach dem Erzeugen des in 21 dargestellten Testmusters dieses durch erneutes Bewegen des Tisches 209 mit konstanter Geschwindigkeit gelesen werden.
Nun wird mit Bezug auf den in 23 gezeigten Flußplan das Verfahren zur Erfassung der Auftreffstelle und zum Justieren des Tintenstrahlkopfes auf der Grundlage der so erfaßten Stellung beschrieben. Im ersten Schritt S1 wird das in 21 gezeigte Testmuster erzeugt und im Schritt S2 von dem unmittelbar hinter dem Kolorierkopf 208 angeordneten Sensor 207 das Testmuster gelesen. Im Schritt S3 werden die im Bildspeicher 239 gespeicherten aufgespritzten Punkte von der Trenneinheit 240 einzeln erkannt. In Schritt S4 berechnet die Schwerpunktberechnungseinheit 241 die Schwerpunktposition jedes in Schritt S3 separierten Punktes. In Schritt S5 werden die in 21 gezeigten Teilungen Pr für R, Pg für G und Pb für B aus den in Schritt S4 ermittelten Schwerpunkt jedes einzelnen Punktes bestimmt. Dann werden in Schritt S6 die Teilung Prg zwischen den Tintenpunkten R und G und die Teilung Pgb zwischen den Tintenpunkten G und B, welche aus 21 zu erkennen sind, berechnet. In Schritt S7 wird ermittelt, ob die in Schritt S5 erfaßten Teilungen Pr, Pg, Pb den Teilungen der auf dem Substrat 12 erzeugten R-, G- und B-Filterelemente 10a entsprechen. Wenn keine Übereinstimmung besteht, wird in Schritt S10 der in 16 gezeigte θ-Bewegungsmechanismus für den Kolorierkopf 208 in Gang gesetzt und die Schritte S1 bis S7 werden wiederholt. Besteht Übereinstimmung, wird in Schritt S8 ermittelt, ob die Teilung Prg zwischen den Tintenpunkten R und G und die Teilung Pgb zwischen den Tintenpunkten G und B, bestimmt in Schritt S6, der R-G-Teilung bzw. G-B-Teilung der Filterelemente 10a entspricht, wenn nicht, wird in Schritt S9 der in 16 gezeigte Y-Bewegungsmechanismus des Kolorierkopfes 208 in Gang gesetzt und die Schritte S1 bis S7 werden wiederholt. Besteht Übereinstimmung, wird der Justiervorgang beendet und damit die Kolorierung freigegeben.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Steuerung der Ausstoßtaktfolge für jede Tintenausstoßöffnung beschrieben, und zwar für den Fall, daß alle Tintenausstoßöffnungen in einem Tintenausstoßkopf Versetzungen in den von jenen erreichten Auftreffstellen aufweisen.
24 zeigt solche Versetzungen in den Punktauftreffstellen z. B. im Falle nicht streuend erzeugter Ausstoßöffnungen im Tintenausstoßkopf. Dargestellt sind die aufgespritzten Punkte 247 und die Näherungslinie 248 für die so erzeugten Punkte. Der in 24 angedeutete Pfeil verweist auf die Kolorierrichtung. Wenn angenommen wird, daß die Näherungslinie die ideale Auftreffstelle angibt, hat der in 24 gezeigte erste Punkt die richtige Auftreffstelle erreicht, während in Kolorierrichtung gesehen der zweite Punkt vor und der dritte Punkt hinter der idealen Auftreffstelle liegt. Mit einem solchen Tintenstrahlkopf kann nur ein fehlerhafter Farbfilter erzeugt werden, da die Tinte nicht innerhalb des entsprechenden Filterelements 10a, welches den Farbfilter bildet, untergebracht werden kann.
25A zeigt die positionelle Beziehung zwischen dem Tintenstrahlkopf IJH mit derartig versetzten Ausstoßöffnungen und den Filterelementen 10a und 25B die Ausstoßtaktfolge für den in 25A dargestellten Fall.
In 25A verweist das Bezugszeichen 227 auf die Richtung der Relativbewegung zwischen dem Glassubstrat 12 und dem Tintenstrahlkopf IJH bei der Kolorierung.
In 25B bedeutet t1 die Ausstoßtaktfolge für die erste Ausstoßöffnung, während t2 und t3 die Originalausstoßfolgen für die zweite bzw. dritte Ausstoßöffnung bedeuten. Wenn die Ausstoßöffnungen im Tintenstrahlkopf solche Streuversetzungen wie in 25A gezeigt aufweisen, können die Filterelemente 10a nicht bei diesen Originaltaktfolgen t1, t2, t3 präzise gefärbt werden. Folglich wird entsprechend der Auftreffstelle die Ausstoßtaktfolge für jede Öffnung zeitlich nach vorn oder hinten verschoben. Da die erste Öffnung in 25A sich auf der Bezugsposition befindet, muß die Ausstoßtaktfolge t1 nicht verändert werden. Da die zweite Öffnung vor der Bezugsposition liegt, wird die Taktfolge t2 um Δt2 zeitlich verzögert, die dritte Öffnung aber hinter der Bezugsposition liegt, wird die Taktfolge t3 um Δt3 zeitlich vorverlegt. Durch eine solche Steuerung der Ausstoßtaktfolge für jede Tintenausstoßöffnung kann entsprechend der erreichten Auftreffstelle das Filterelement 10a präzise gefärbt werden.
Die 27A und 27B zeigen Beispiele von Farbmustern, welche zum Kontrollieren der Auftreffstellen der aus den Tintenausstoßöffnungen des Kolorierkopfes ausgestoßenen Tinte verwendet werden. Das Muster kann entweder in Form einer vertikalen Säule gemäß 27A durch Tintenausstoß aus den nur zum Kolorieren verwendeten Ausstoßöffnungen der insgesamt im Kolorierkopfes vorhandenen Öffnungen oder durch eine bestimmte Teilung in Kolorierrichtung gemäß 27B durch Tintenausstoß aus allen Ausstoßöffnungen im Kolorierkopf erzeugt werden. Nachfolgend wird mit Bezug auf 26 das Verfahren zur Bestimmung der Auftreffstellen aus einem solchen Muster und der Bestimmung der Taktfolgen des Tintenausstoßes beschrieben.
26 zeigt im Flußplan das Erfassen der Auftreffstelle und das Steuern der Ausstoßtaktfolge. Zunächst wird in Schritt S21 das in 27A oder 27B gezeigte Testmuster erzeugt und in Schritt S22 von dem unmittelbar hinter dem Kolorierkopf angeordneten Sensor 207 dieses Testmuster gelesen. In Schritt S23 erkennt die Trenneinheit 240 jeden einzelnen im Bildspeicherabschnitt 239 gespeicherten aufgespritzten Punkt separat. In Schritt S24 berechnet die Einheit 241 den Schwerpunkt jedes in Schritt S23 separat erkannten Punktes. Auf der Grundlage der in Schritt S24 berechneten Lage des Schwerpunktes jedes Tintenpunktes wird in Schritt S25 die lineare Näherung für alle Punkte im Falle des in 27A gezeigten Musters oder für jede vertikale Säule im Falle des in 27B gezeigten Musters vorgenommen. Nach der Bestimmung einer solchen Näherungslinie wird in Schritt S26 die Versetzungsgröße des Schwerpunktes jedes Tintenpunktes von der Näherungslinie berechnet und in Schritt S27 wird ermittelt, ob die Versetzungsgröße jedes Punktes in einem vorbestimmten Bereich liegt. Wenn nicht, muß die Ausstoßtaktfolge angepaßt werden und in Schritt S29 wird auf der Grundlage der Versetzungsgröße jedes Punktes der Anpaßwert für die Taktfolge berechnet werden. Der berechnete Wert wird vom Verarbeitungsrechner 201 in die Kolorierkopfsteuereinheit 203 eingegeben, dann in Schritt S30 die Ausstoßtaktfolge für jede Ausstoßöffnung korrigiert, bevor die Schritte S21 bis S27 wiederholt werden. Wenn in Schritt S27 festgestellt wird, daß die Versetzungsgröße jedes Punktes in einem vorbestimmten Bereich liegt, macht das Anpassen der Ausstoßtaktfolge sich nicht mehr erforderlich und wird abgeschlossen.
Die erwähnte Anpassung der Ausstoßtaktfolge auf der Grundlage der Tintenauftreffstelle ist selbstverständlich auch im Falle der Verwendung von zusammengesetzten Tintenstrahlköpfen möglich. Genauer ausgedrückt, in einem solchen Fall kann das in 27A oder 27B gezeigte Muster für den Tintenstrahlkopf jeder einzelnen Farbe vorbereitet und der in 26 gezeigte Vorgang durchgeführt werden.
Wie bereits erwähnt, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung eines präzisen Farbfilters selbst in dem Fall, daß die Auftreffstellen der von den zahlreichen Tintenausstoßöffnungen ausgestoßenen Tinte verstreut liegen. Dadurch ist es möglich, einen Farbfilters hoher Qualität herzustellen, Schwankungen in der Genauigkeit bei jedem Wechsel des Tintenstrahlkopfes zu unterbinden und die erreichte Qualität zu stabilisieren.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die bisher beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, denn innerhalb des Geltungsbereiches und des Grundgedankens der beiliegenden Ansprüche sind verschiedene Modifikationen und Veränderungen möglich.
Bei den zahlreichen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bringt die vorliegende Erfindung einen besonderen Effekt dann hervor, wenn diese beim oben beschriebenen Verfahren angewendet wird und Vorrichtungen (z. B. elektrothermische Umwandlungselemente oder Laserlicht) zum Erzeugen von Wärmeenergie für das Ausstoßen von Tinte und zum Anzeigen der Zustandsänderung in der Tinte durch diese Wärmeenergie vorhanden sind, so daß mit einem solchen System eine höhere Dichte und höhere Auflösung beim Aufzeichnen erreicht werden können.
Das Prinzip und die entsprechende Konfiguration eines solchen Aufzeichnungsverfahrens sind z. B. in den US-Patenten 4,723,129 und 4,740,796 offenbart. Dieses System ist beim sogenannten Nachbedarf-Aufzeichnen oder beim kontinuierlichen Aufzeichnen anwendbar.
Das Nachbedarf-Aufzeichnen ist besonders effektiv. Das ist darauf zurückzuführen, daß beim Senden zumindest eines Steuersignals entsprechend der Aufzeichnungsinformation an ein über einem Blatt oder in einem Flüssigkeitskanal mit darin vorhandener Flüssigkeit (Tinte) angeordnetes elektrothermisches Umwandlungselement zur Erzeugung von Wärmeenergie zwecks rapider Temperaturerhöhung über die Filmsiedetemperatur der Flüssigkeit und damit zum Auslösen des Filmsiedens an der Wärmewirkungsfläche des Aufzeichnungskopfes ein Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte) entsprechend dem Steuersignal erzeugt werden kann, woraus die Beziehung ein Bläschen pro Steuersignal resultiert. Durch Ausdehnen und Zusammenziehen des Bläschens wird aus der Ausstoßöffnung Tinte ausgestoßen und dabei mindestens ein Flüssigkeitströpfchen erzeugt. Das Steuersignal wird vorzugsweise in Impulsform gesendet, da diese sofortiges Ausdehnen und Zusammenziehen des Bläschens und dadurch schnelles Ansprechausstoßen der Tinte bewirkt.
Das in den US-Patenten 4,463,359 und 4,345,262 offenbarte impulsförmige Steuersignal wird besonders bevorzugt. Auch die im US-Patent 4,313,124 beschriebenen Bedingungen bezüglich Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Wärmewirkungsfläche ermöglichen ebenfalls verbessertes Aufzeichnen.
Die Konfiguration des Aufzeichnungskopfes ist eine Kombination aus Flüssigkeitsausstoßöffnungen, linear oder rechtwinklig verlaufenden Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Umwandlungselementen gemäß den erwähnten Patenten, aber auch die im US-Patent 4,558,533 offenbarte Konfiguration, in welcher die Wärmewirkungsfläche in einem gebogenen Abschnitt angeordnet ist, und die im US-Patent 4,459,600 offenbarte Konfiguration sind auf das Wesentlichste der vorliegenden Erfindung gerichtet. Die vorliegende Erfindung ist auch effektiv bei dem im japanischen Offenlegungspatent 59-123670 offenbarten Aufbau, welcher einen für mehrere elektrothermische Umwandlungselemente gemeinsam dienenden Schlitz als Ausstoßöffnung aufweist, oder dem im japanischen Offenlegungspatent 59-138461 offenbarten Aufbau, welcher eine Öffnung zum Absorbieren der durch die Wärmeenergie ausgelösten Druckwelle in Übereinstimmung mit jeder Ausstoßöffnung aufweist. Ein Ganzzeilenaufzeichnungskopf mit einer Länge entsprechend der Maximalbreite des Aufzeichnungsmediums, auf welchem mit einem Aufzeichnungsgerät Daten aufgezeichnet werden können, kann aus mehreren Aufzeichnungsköpfen so zusammengesetzt sein, daß die in den genannten Patenten offenbarte erforderliche Länge erhalten, wird, oder ein einstückig gefertigter Aufzeichnungskopf sein, wobei die Vorteile der vorliegenden Erfindung in einem solchen Aufzeichnungskopf noch besser zur Wirkung kommen können.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem effektiv bei einem in Form eines austauschbaren Chips gefertigten Aufzeichnungskopf, welcher Tinte vom Hauptgerät zugeführt bekommt und mit diesem bei der Montage elektrisch gekoppelt wird, oder einem Aufzeichnungskopf in Patronenform, bei welchem der Tintenbehälter integraler Bestandteil des Kopfes ist.
Das Gerät wird vorzugsweise auch mit einer Emissionsregeneriervorrichtung und anderen Hilfsvorrichtungen für den Aufzeichnungskopf ausgerüstet, um die Effekte des Aufzeichnungskopfes gemäß der vorliegenden Erfindung noch zu verbessern. Beispiele solcher Vorrichtungen für den Aufzeichnungskopf sind eine Deckelvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung, eine Druck- oder Saugvorrichtung, eine aus elektrothermischen Umwandlungselementen und/oder anderen Heizelementen bestehende Vorheizvorrichtung und eine Vorrichtung zur Durchführung von Tintenblindausstößen unabhängig vom Aufzeichnungsvorgang, von denen alle dazu dienen, stabiles Aufzeichnen zu gewährleisten.
Der Aufzeichnungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist außerdem nicht nur verwendbar für flüssige Tinte, sondern auch für Tinte, welche unterhalb Raumtemperatur fest ist und bei Raumtemperatur weich oder flüssig wird oder welche in einem für den Tintenstrahlkopf gewöhnlich festgelegten Temperaturkontrollbereich von 30 bis 70°C weich oder flüssig wird. Dadurch muß die Tinte nur beim Senden des Aufzeichnungssignals flüssig sein.
Im Aufzeichnungskopf, der in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann außerdem Tinte verwendet werden, welche beim Aufbringen von Wärmeenergie entsprechend dem Aufzeichnungssignal flüssig wird, wie z. B. Tinte, in welcher die durch die Wärmeenergie entstandene höhere Temperatur zur Durchführung des Übergangs vom festen in den flüssigen Zustand absorbiert wird, Tinte, welche im nicht genutzten Zustand fest bleibt, um ein Verdampfen zu verhindern, oder Tinte welche beim Auftreffen auf dem Substrat zu erstarren beginnt. In diesen Fällen kann wie in den japanischen Offenlegungspatenten 54-56847 und 60-71260 beschrieben die Tinte in fester oder flüssiger Form in Rücksprüngen oder Poren eines porösen Blattes gespeichert sein, welches den elektrothermischen Umwandlungselementen gegenüber angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist am effektivsten, wenn das Filmkochen in Tinte der erwähnten Formen ausgelöst wird.

Claims

Verfahren des Herstellens eines Farbfilters, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Erfassen einer ersten relativen Position zwischen einem Aufzeichnungskopf (106) und einem ersten Substrat durch Erfassen einer ersten Markierung auf dem ersten Substrat, das durch eine Bewegungseinrichtung (103, 104) zum Halten und Bewegen eines Substrats gehalten wird; Ausrichten des ersten Substrats mit Bezug auf den Aufzeichnungskopf (106) basierend auf der erfassten ersten relativen Position; Aufzeichnen eines Bewertungsmusters auf dem ausgerichteten ersten Substrat durch Ausstoßen von Tinte von dem Aufzeichnungskopf (106); Erfassen einer Auftreffstelle der ausgestoßenen Tinte auf dem ersten Substrat; Erfassen einer zweiten relativen Position zwischen dem Aufzeichnungskopf (106) und einem zweiten Substrat (105) durch Erfassen einer zweiten Markierung auf dem zweiten Substrat, das durch die Bewegungseinrichtung gehalten wird (103, 104); Ausrichten des zweiten Substrats (105) mit Bezug auf den Aufzeichnungskopf (106) basierend auf der erfassten ersten relativen Position, der erfassten Auftreffstelle und der erfassten zweiten relativen Position; und Aufzeichnen eines Musters auf dem ausgerichteten zweiten Substrat (105) durch Ausstoßen von Tinte von dem Aufzeichnungskopf (106).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in den Schritten des Erfassens der ersten und zweiten relativen Position die erste und zweite Markierung entsprechend optisch erfasst wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in dem Schritt des Erfassens der Auftreffstelle die Auftreffstelle optisch erfasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Aufzeichnungsschritt das Muster aufgezeichnet wird, während ein Spalt zwischen dem Aufzeichnungskopf (106) und dem zweiten Substrat (105) erfasst und korrigiert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bewegungseinrichtung (103, 104) einen beweglichen Tisch aufweist.