JP2008173910A - Liquid droplet discharging apparatus, and its driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge device and a driving method thereof.
近年、例えば表示装置用のカラーフィルタ基板に、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタ層を形成する装置として液滴吐出装置(インクジェット装置)が注目されている。この液滴吐出装置は、ピエゾ素子等の圧電素子を駆動することで液滴を吐出可能なノズルが複数形成された液滴吐出ヘッドを備え、この液滴吐出ヘッドを走査させつつ、上記ノズルからカラーフィルタ材料の液滴をカラーフィルタ基板上の画素領域に吐出することによりカラーフィルタ層を形成するものである。 In recent years, for example, a droplet discharge device (inkjet device) has attracted attention as a device for forming R (red), G (green), and B (blue) color filter layers on a color filter substrate for a display device. This droplet discharge device includes a droplet discharge head in which a plurality of nozzles capable of discharging droplets by driving a piezoelectric element such as a piezo element are formed. A color filter layer is formed by discharging droplets of a color filter material onto a pixel region on a color filter substrate.
例えば、下記特許文献1には、インク吐出量に対応した複数の駆動電圧波形を発生する共通波形発生手段を備え、当該共通波形発生手段が生成する複数の駆動電圧波形の中から1つの駆動電圧波形を、階調データ信号に基づいて選択して各圧電素子に供給するインクジェットヘッドの駆動装置が開示されている。
ところで、液滴吐出ヘッドにおける各ノズルの吐出特性にはバラツキがあるため、同一の駆動信号を全ノズルに対応する圧電素子に印加した場合、駆動信号が吐出特性に適合せずに吐出状態が不良となるノズルが発生する。その結果、各ノズルの液滴吐出量にバラツキが発生し、均一な膜厚のカラーフィルタ層を形成することができず、すじムラなどの表示不良の原因となる。 By the way, since the ejection characteristics of each nozzle in the droplet ejection head vary, when the same drive signal is applied to the piezoelectric elements corresponding to all nozzles, the drive signal does not match the ejection characteristics and the ejection state is poor. Nozzle is generated. As a result, the droplet discharge amount of each nozzle varies, and a color filter layer with a uniform film thickness cannot be formed, causing display defects such as streak unevenness.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液滴吐出ヘッドにおける各ノズルの吐出特性に起因する液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な膜層を形成することが可能な液滴吐出装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to suppress a variation in droplet discharge amount due to the discharge characteristics of each nozzle in the droplet discharge head and to form a uniform film layer. An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejection apparatus and a driving method thereof.
上記目的を達成するために、本発明に係る液滴吐出装置は、複数のノズル及び各ノズルに対応して設けられた駆動素子を有する液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを格納する波形データ記憶手段と、前記波形データ記憶手段から前記駆動波形データを読み出して前記駆動信号を生成する複数の駆動信号生成手段と、前記複数の駆動信号生成手段のそれぞれが読み出す前記駆動波形データを指定するための波形選択データを受信する受信手段と、各駆動素子毎に、前記複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成した駆動信号の中から1つを選択して供給する駆動信号選択手段とを備えることを特徴とする。
このような特徴を有する液滴吐出装置によれば、波形データ記憶手段によって複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを記憶しておき、波形選択データによって使用する駆動波形データを選択することにより、各種類の駆動信号の波形(電圧値)を、液滴吐出ヘッド毎の吐出特性に応じて任意に可変することができる。特に、ヘッドに応じて、あるいはノズルデューティに応じて、波形選択データを変化させることにより、汎用的な装置構成でヘッドの個体差やデューティ変化に対応することができる。
In order to achieve the above object, a droplet discharge device according to the present invention is a droplet discharge device including a plurality of nozzles and a droplet discharge head having a drive element provided corresponding to each nozzle. Waveform data storage means for storing drive waveform data corresponding to each type of drive signal, a plurality of drive signal generation means for reading the drive waveform data from the waveform data storage means and generating the drive signal, and the plurality of drive signals A receiving unit that receives waveform selection data for designating the driving waveform data read by each of the driving signal generating units, and one driving signal generated by the plurality of driving signal generating units for each driving element. Drive signal selection means for selecting and supplying one of them.
According to the droplet discharge apparatus having such a feature, the drive waveform data corresponding to each of a plurality of types of drive signals is stored by the waveform data storage means, and the drive waveform data to be used is selected by the waveform selection data. Thus, the waveform (voltage value) of each type of drive signal can be arbitrarily varied according to the ejection characteristics of each droplet ejection head. In particular, by changing the waveform selection data according to the head or according to the nozzle duty, it is possible to cope with individual differences and duty changes of the head with a general-purpose device configuration.
また、上述した液滴吐出装置は、前記ノズルの吐出特性に基づいて予め設定された、前記駆動素子と当該駆動素子に供給する駆動信号の種類との対応関係を示す駆動信号選択データと前記波形選択データとを記憶する第1の記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号選択手段が使用する駆動信号選択データに対応する波形選択データによって指定される前記駆動波形データを取得することが好ましい。
このような構成を採用することにより、液滴吐出ヘッドにおけるノズルの吐出特性に基づいて予め設定された、前記駆動素子と当該駆動素子に供給する駆動信号の種類との対応関係を示す駆動信号選択データに基づいて、各駆動素子毎に、複数種類の駆動信号の中から1つを選択して供給するので、ノズルの吐出特性に起因する液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な膜層を形成することが可能である。
Further, the droplet discharge device described above is configured so that the drive signal selection data indicating the correspondence between the drive element and the type of the drive signal supplied to the drive element and the waveform set in advance based on the discharge characteristic of the nozzle First drive means for storing selection data; and the drive signal generation means obtains the drive waveform data specified by the waveform selection data corresponding to the drive signal selection data used by the drive signal selection means. It is preferable.
By adopting such a configuration, a drive signal selection indicating a correspondence relationship between the drive element and the type of drive signal supplied to the drive element, which is set in advance based on the ejection characteristics of the nozzles in the droplet ejection head. Based on the data, for each drive element, one of the multiple types of drive signals is selected and supplied, so that variations in the droplet discharge amount due to the discharge characteristics of the nozzles are suppressed, and a uniform film layer Can be formed.
また、上述した液滴吐出装置において、前記第1の記憶手段は、液滴吐出対象物の吐出パターンに基づいて予め設定された、前記駆動素子と当該駆動素子に駆動信号を供給するか否かを規定する情報との対応関係を示す吐出データを記憶し、前記吐出データに基づいて、各駆動素子毎に、前記駆動信号選択手段によって選択した駆動信号の供給または非供給を切り替える供給切替手段を備えることが好ましい。
このような構成を採用することにより、駆動信号選択データと吐出データの追加、削除、変更を自由に行うことができ、これらデータの管理が容易になると共に、液滴吐出対象物の吐出パターンに応じて即座に必要な吐出データを得ることができるので、吐出工程の高速化に寄与することができる。
Further, in the above-described droplet discharge device, the first storage unit supplies the drive element and a drive signal to the drive element that are set in advance based on the discharge pattern of the droplet discharge target. Supply switching means for storing discharge data indicating a correspondence relationship with the information defining the information and switching supply or non-supply of the drive signal selected by the drive signal selection means for each drive element based on the discharge data It is preferable to provide.
By adopting such a configuration, it is possible to freely add, delete, and change the drive signal selection data and the discharge data, and it becomes easy to manage these data, and also to the discharge pattern of the droplet discharge target object. Accordingly, the necessary ejection data can be obtained immediately, which can contribute to speeding up the ejection process.
また、上述した液滴吐出装置において、前記第1の記憶手段は、前記駆動信号選択データを前記液滴吐出ヘッドにおける未使用ノズルと使用ノズルとの比率であるノズルデューティに応じて記憶し、前記駆動信号選択手段は、前記液滴吐出対象物の吐出パターンから求められるノズルデューティに対応する前記駆動信号選択データに基づいて駆動信号の選択を行い、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号選択手段が使用する前記駆動信号選択データに対応する前記波形データの組み合わせを取得することが好ましい。
液滴吐出ヘッドにおけるノズルの吐出特性は、液滴吐出対象物の吐出パターンによって決まるノズルデューティによって変化する。従って、駆動信号選択データをノズルデューティに応じて記憶しておくことにより、液滴吐出対象物の吐出パターン(ノズルデューティ)に応じて必要な駆動信号選択データ及び駆動信号の波形データを得ることができるので、ノズルデューティの変化によって生じるノズル吐出特性の変化に起因する液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な膜層を形成することが可能である。
In the above-described droplet discharge device, the first storage unit stores the drive signal selection data according to a nozzle duty that is a ratio of an unused nozzle to a used nozzle in the droplet discharge head, and The drive signal selection means selects a drive signal based on the drive signal selection data corresponding to the nozzle duty obtained from the discharge pattern of the droplet discharge target object, and the drive signal generation means is the drive signal selection means It is preferable to acquire a combination of the waveform data corresponding to the drive signal selection data used by.
The ejection characteristics of the nozzles in the droplet ejection head vary depending on the nozzle duty determined by the ejection pattern of the droplet ejection object. Accordingly, by storing the drive signal selection data according to the nozzle duty, it is possible to obtain the necessary drive signal selection data and drive signal waveform data according to the discharge pattern (nozzle duty) of the droplet discharge target. Therefore, it is possible to suppress a variation in droplet discharge amount due to a change in nozzle discharge characteristics caused by a change in nozzle duty and to form a uniform film layer.
また、上述した液滴吐出装置において、前記駆動信号選択手段及び供給切替手段を前記液滴吐出ヘッドに設け、前記波形データ記憶手段、前記受信手段、前記第1の記憶手段及び前記駆動信号生成手段が設けられた駆動回路基板を備えることが好ましい。
このような構成を採用することにより、液滴吐出ヘッドの交換や駆動回路基板の交換、または使用部品の交換などが容易となり、メンテナンス性の向上を図ることができる。
In the above-described droplet discharge device, the drive signal selection unit and the supply switching unit are provided in the droplet discharge head, and the waveform data storage unit, the reception unit, the first storage unit, and the drive signal generation unit are provided. It is preferable to provide a drive circuit board provided with
By adopting such a configuration, replacement of the droplet discharge head, replacement of the drive circuit board, replacement of used parts, and the like can be facilitated, and maintenance can be improved.
また、上述した液滴吐出装置において、前記駆動信号の種類は4種類であることが好ましい。
このように駆動信号を4種類の中から選択した場合であっても、各ノズルの吐出特性の
バラツキに起因する液滴吐出量のバラツキを目標レベルまで低減することができるので、
必要最小限の部品点数及びコストに抑えることができる。
In the droplet discharge device described above, it is preferable that there are four types of drive signals.
Thus, even when the drive signal is selected from the four types, it is possible to reduce the variation in the droplet discharge amount due to the variation in the ejection characteristics of each nozzle to the target level.
The minimum number of parts and cost can be reduced.
また、上述した液滴吐出装置において、前記駆動素子は圧電素子であることが好ましい。
このように圧電素子を使用することにより、駆動信号に応じた量の液滴を高精度に吐出
することができる。
In the droplet discharge device described above, the driving element is preferably a piezoelectric element.
By using the piezoelectric element in this way, it is possible to eject a droplet of an amount corresponding to the drive signal with high accuracy.
また、本発明に係る液滴吐出装置の駆動方法は、複数のノズル及び各ノズルに対応して設けられた駆動素子を有する液滴吐出ヘッドを複数の駆動信号生成手段を用いて駆動するための液滴吐出装置の駆動方法であって、複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを格納し、前記複数の駆動信号がそれぞれ読み出すべき前記駆動波形データを指定するための波形選択データを受信し、前記複数の駆動信号発生手段が、それぞれ対応する前記駆動波形データを読み出して前記駆動信号を生成し、各駆動素子毎に、前記生成した複数の種類の駆動信号の中から1つを選択して供給することを特徴とする。
このような特徴を有する液滴吐出装置の駆動方法によれば、波形データ記憶手段によって複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを記憶しておき、波形選択データによって使用する駆動波形データを選択することにより、各種類の駆動信号の波形(電圧値)を、液滴吐出ヘッド毎の吐出特性に応じて任意に可変することができる。
Also, the driving method of the droplet discharge device according to the present invention is for driving a droplet discharge head having a plurality of nozzles and a drive element provided corresponding to each nozzle using a plurality of drive signal generating means. A method for driving a droplet discharge device, which stores drive waveform data corresponding to each of a plurality of types of drive signals, and receives waveform selection data for designating the drive waveform data to be read by each of the plurality of drive signals. Then, the plurality of drive signal generation units read the corresponding drive waveform data to generate the drive signal, and select one of the generated types of drive signals for each drive element. It is characterized by supplying it.
According to the driving method of the droplet discharge device having such a feature, the drive waveform data corresponding to each of a plurality of types of drive signals is stored by the waveform data storage means, and the drive waveform data used by the waveform selection data is stored. By selecting, the waveform (voltage value) of each type of drive signal can be arbitrarily varied according to the ejection characteristics of each droplet ejection head.
以下、図面を参照して本発明に係る液滴吐出装置及びその駆動方法の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態における液滴吐出装置IJの構成概略図である。本液滴吐出装置IJは、例えばインクジェット方式によりカラーフィルタ基板(液滴吐出対象物)上にカラーフィルタ材料の液滴を吐出してカラーフィルタ層を形成する装置である。図1に示すように、本液滴吐出装置IJは、装置架台1、ワークステージ2、ステージ移動装置3、キャリッジ4、液滴吐出ヘッド5、キャリッジ移動装置6、チューブ7、第1タンク8、第2タンク9、第3タンク10及び制御装置11から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a droplet discharge device and a driving method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a droplet discharge device IJ according to the present embodiment. The droplet discharge device IJ is a device that forms a color filter layer by discharging droplets of a color filter material onto a color filter substrate (droplet discharge target) by, for example, an inkjet method. As shown in FIG. 1, the present droplet discharge apparatus IJ includes an
なお、以下の説明においては、図1中に示されたXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がワークステージ2に対して平行となるよう設定され、Z軸がワークステージ2に対して直交する方向に設定されている。図1中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。
In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the
装置架台1は、ワークステージ2及びステージ移動装置3の支持台である。ワークステージ2は、装置架台1上においてステージ移動装置3によってX軸方向に移動可能に設置されており、上流側の搬送装置(図示せず)から搬送されるカラーフィルタ基板Pを、真空吸着機構によりXY平面上に保持する。ステージ移動装置3は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置11から入力される、ワークステージ2のX座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ2をX軸方向に移動させる。
The
キャリッジ4は、液滴吐出ヘッド5を保持するものであり、キャリッジ移動装置6によってY軸方向及びZ軸方向に移動可能に設けられている。液滴吐出ヘッド5は、図2(a)に示すように、Y軸方向に対して平行に複数(例えば180個)のノズルN1〜N180を備えており、制御装置11から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、カラーフィルタ材料の液滴を吐出する。この液滴吐出ヘッド5は、カラーフィルタ材料のR(赤)、G(緑)、B(青)に対応して設けられており、それぞれの液滴吐出ヘッド5はキャリッジ4を介してチューブ7と連結されている。そして、R(赤)に対応する液滴吐出ヘッド5はチューブ7を介して第1タンク8からR(赤)用のカラーフィルタ材料の供給を受け、G(緑)に対応する液滴吐出ヘッド5はチューブ7を介して第2タンク9からG(緑)用のカラーフィルタ材料の供給を受け、また、B(青)に対応する液滴吐出ヘッド5はチューブ7を介して第3タンク10からB(青)用のカラーフィルタ材料の供給を受ける。
The carriage 4 holds the
図2(b)に、液滴吐出ヘッド5の詳細構成図を示す。この図2(b)に示すように、液滴吐出ヘッド5は、チューブ7と連結される材料供給孔20aが設けられた振動板20と、ノズルN1〜N180が設けられたノズルプレート21と、これら振動板20とノズルプレート21との間に設けられた液溜まり22、複数の隔壁23、及び複数のキャビティ24から構成されている。また、振動板20上には、各ノズルN1〜N180に対応して圧電素子PZ1〜PZ180が配置されている。これら圧電素子PZ1〜PZ180は、例えばピエゾ素子である。
FIG. 2B shows a detailed configuration diagram of the
液溜まり22には、材料供給孔20aを介して供給される液状のカラーフィルタ材料が充填される。キャビティ24は、振動板20と、ノズルプレート21と、1対の隔壁23とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルN1〜N180に1対1に対応して設けられている。また、各キャビティ24には、一対の隔壁23の間に設けられた供給口24aを介して、液溜まり22からカラーフィルタ材料が導入される。
The
図2(c)は、液滴吐出ヘッド5の1ノズル分(ノズルN1)の正面断面図である。図
2(c)に示すように、圧電素子PZ1は、圧電材料25を一対の電極26で挟持したも
のであり、一対の電極26に駆動信号を印加すると圧電材料25が収縮するよう構成され
たものである。そして、このような圧電素子PZ1が配置されている振動板20は、圧電
素子PZ1と一体になって同時に外側(キャビティ24の反対側)へ撓曲するようになっ
ており、これによってキャビティ24の容積が増大するようになっている。従って、キャ
ビティ24内に増大した容積分に相当するカラーフィルタ材料が、液溜まり22から供給
口24aを介して流入する。また、このような状態から圧電素子PZ1への駆動信号の印
加を停止すると、圧電素子PZ1と振動板20はともに元の形状に戻り、キャビティ24
も元の容積に戻ることから、キャビティ24内のカラーフィルタ材料の圧力が上昇し、ノ
ズルN1からカラーフィルタ基板Pに向けてカラーフィルタ材料の液滴Lが吐出される。
FIG. 2C is a front sectional view of one nozzle (nozzle N 1 ) of the
From the back to the original volume, the pressure rises in the color filter material in the
なお、液滴吐出ヘッド5に設けるノズル数は任意に変更可能であり、ノズルをY軸方向
に対して平行に一列だけでなく複数列設けても良い。また、キャリッジ4内に配置する液
滴吐出ヘッド5の数も任意に変更可能である。さらに、キャリッジ4をサブキャリッジ単位で複数設けるような構成としても良い。
Note that the number of nozzles provided in the
また、図1及び図2では図示を省略したが、上述した圧電素子PZ1〜PZ180に駆動信号を供給するための駆動回路基板30(図3参照)が液滴吐出ヘッド5に対応して設けられている。この駆動回路基板30は、制御装置11とPCIバスによって接続されており、制御装置11から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、各圧電素子PZ1〜PZ180に印加する駆動信号の選択、駆動信号の生成、吐出タイミングの制御などを行う。この駆動回路基板30の詳細については後述する。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, a drive circuit board 30 (see FIG. 3) for supplying drive signals to the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 described above corresponds to the
図1に戻って説明すると、キャリッジ移動装置6は、装置架台1を跨ぐ橋梁構造をしており、Y軸方向及びZ軸方向に対してボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置11から入力される、キャリッジ4のY座標及びZ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ4をY軸方向及びZ軸方向に移動させる。チューブ7は、第1タンク8、第2タンク9及び第3タンク10とキャリッジ4(液滴吐出ヘッド5)とを連結するカラーフィルタ材料の供給用チューブである。第1タンク8は、R(赤)用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ7を介してR(赤)に対応する液滴吐出ヘッド5にカラーフィルタ材料を供給する。第2タンク9は、G(緑)用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ7を介してG(緑)に対応する液滴吐出ヘッド5にカラーフィルタ材料を供給する。第3タンク10は、B(青)用のカラーフィルタ材料を貯蔵すると共に、チューブ7を介してB(青)に対応する液滴吐出ヘッド5にカラーフィルタ材料を供給する。
Returning to FIG. 1, the
制御装置11は、ステージ移動装置3にステージ位置制御信号を出力し、キャリッジ移動装置6にキャリッジ位置制御信号を出力すると共に、液滴吐出ヘッド5の駆動回路基板30に描画データ及び駆動制御信号を出力して、液滴吐出ヘッド5による液滴吐出動作、ワークステージ2の移動によるカラーフィルタ基板Pの位置決め動作、キャリッジ4の移動による液滴吐出ヘッド5の位置決め動作の同期制御を行うことにより、カラーフィルタ基板P上の所定の位置にカラーフィルタ材料の液滴を吐出する。
The
次に、駆動回路基板30、液滴吐出ヘッド5の回路構成について詳細に説明する。なお、1つの液滴吐出ヘッド5に対して1つの駆動回路基板30が設けられているが、R(赤)、G(緑)、B(青)のそれぞれに対応する液滴吐出ヘッド5及び駆動回路基板30は全て同一構成であるため、以下では便宜上、1つの液滴吐出ヘッド5及び駆動回路基板30を用いて説明する。
Next, the circuit configuration of the
図3に示すように、駆動回路基板30は、インターフェース31、描画データメモリ32、アドレス変換回路33、第1の駆動波形メモリ34、第2の駆動波形メモリ35、第1のD/Aコンバータ36、第2のD/Aコンバータ37、第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39を備えている。また、液滴吐出ヘッド5は、COM選択回路40、スイッチング回路50及び圧電素子PZ1〜PZ180からなる圧電素子群60を備えている。なお、圧電素子PZ1〜PZ180は、図3に示すようにコンデンサとして標記することができる。
As shown in FIG. 3, the
上記の描画データメモリ32は、本発明における第1の記憶手段に相当し、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35は、本発明における波形データ記憶手段に相当し、第1のD/Aコンバータ36、第2のD/Aコンバータ37、第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39は、本発明における駆動信号生成手段に相当する。また、COM選択回路40は、本発明における駆動信号選択手段に相当し、スイッチング回路50は本発明における供給切替手段に相当する。
The drawing
制御装置11と駆動回路基板30のインターフェース31とは図示しないPCIバスで接続されており、制御装置11からPCIバスを介して、描画データSIと、駆動制御信号としてクロック信号CLK、ラッチ信号LT、DACクロック信号CLK1及びCLK2、描画データアドレス信号AD1、描画データライトイネーブル信号WE1、駆動波形データ信号WD、波形データアドレス信号AD2、波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS1及びCS2、アウトプットイネーブル信号OE1及びOE2がインターフェース31に出力される。
The
インターフェース31は、描画データSI、描画データライトイネーブル信号WE1、描画データアドレス信号AD1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1を描画データメモリ32に出力する。また、インターフェース31は、クロック信号CLK及びラッチ信号LTを液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40及びスイッチング回路50に出力する。また、インターフェース31は、DACクロック信号CLK1を第1のD/Aコンバータ36及び第3のD/Aコンバータ38に出力し、DACクロック信号CLK2を第2のD/Aコンバータ37及び第4のD/Aコンバータ39に出力する。また、インターフェース31は、波形データライトイネーブル信号WE2、波形データアドレス信号AD2、駆動波形データ信号WD、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に出力する。
The
描画データメモリ32は、例えば32ビットのSRAMであり、描画データライトイネーブル信号WE1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1によってデータ書き込みが要求されている場合、描画データアドレス信号AD1が指定するアドレスに描画データSIを記憶する。ここで、描画データSIは、吐出データSIA及びCOM選択データSIB(駆動信号選択データ)から構成される。吐出データSIAとは、カラーフィルタ基板P上に形成された画素パターンをマトリクス状に区分し、このマトリクスを構成する各ドット毎に、液滴を吐出するか否かを規定する2値データをマッピングしたビットマップデータである。このマトリクスのY軸方向のドットピッチは、液滴吐出ヘッド5のノズルピッチと対応しており、つまり上記の吐出データSIAは、液滴吐出ヘッド5を所定の位置に移動させた場合に、各ノズルN1〜N180に対応する圧電素子PZ1〜PZ180に駆動信号を供給するか否かを規定するデータである。
The drawing
本実施形態では、圧電素子PZ1〜PZ180に駆動信号を供給するか否かを規定するために2ビットのデータを使用する。この2ビットのデータの内、上位ビットをSIH、下位ビットをSILと呼び、(SIH、SIL)=(0、0)の場合は、駆動信号の非供給(非吐出)を規定するものとし、(SIH、SIL)=(0、1)、(1、0)、(1、1)の場合は、駆動信号の供給(吐出)を規定するものとする。つまり、圧電素子PZ1〜PZ180の各々に対応するSIHデータ(SIH1〜SIH180)と、SILデータ(SIL1〜SIL180)とが吐出データSIAに含まれている。このような吐出データSIAは、カラーフィルタ基板Pの画素パターンに応じて異なるため、画素パターンの数に対応して制御装置11から送られ、描画データメモリ32に記憶される。なお、本実施形態では、圧電素子PZ1〜PZ180に駆動信号を供給するか否かを規定するために2ビットのデータを使用したが、これに限らず、1ビットのデータを用いても勿論良い。
In the present embodiment, 2-bit data is used to define whether or not to supply drive signals to the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 . Of these 2-bit data, the upper bit is called SIH and the lower bit is called SIL. When (SIH, SIL) = (0, 0), the non-supply (non-ejection) of the drive signal is specified. In the case of (SIH, SIL) = (0, 1), (1, 0), (1, 1), the supply (discharge) of the drive signal is defined. That is, the SIH data corresponding to each of the piezoelectric elements PZ 1 ~PZ 180 (SIH 1 ~SIH 180), and the
一方、COM選択データSIBとは、各圧電素子PZ1〜PZ180に供給する駆動信号の種類を規定するデータである。本実施形態では、各圧電素子PZ1〜PZ180毎に4種類の駆動信号の中から1つの駆動信号を選択して供給する。また、本実施形態では、4種類の駆動信号をそれぞれCOM1、COM2、COM3、COM4と呼ぶ。つまり、COM選択データSIBは、各圧電素子PZ1〜PZ180に印加する駆動信号としてCOM1、COM2、COM3、COM4のいずれかを規定するデータである。さらに、このCOM選択データSIBには、各駆動信号COM1、COM2、COM3、COM4の波形(駆動波形)を規定するための駆動波形番号データWNが含まれている。 On the other hand, the COM selection data SIB is data that defines the type of drive signal supplied to each of the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 . In the present embodiment, one drive signal is selected and supplied from the four types of drive signals for each of the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 . In the present embodiment, the four types of drive signals are referred to as COM1, COM2, COM3, and COM4, respectively. That is, the COM selection data SIB is data that defines one of COM1, COM2, COM3, and COM4 as a drive signal applied to each of the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 . Further, the COM selection data SIB includes drive waveform number data WN for defining the waveforms (drive waveforms) of the drive signals COM1, COM2, COM3, and COM4.
本実施形態では、駆動信号を4種類の中から選択するため、駆動信号を規定するには2ビットのデータが必要である。本実施形態では、駆動信号を規定する2ビットのデータの内、上位ビットをWSH、下位ビットをWSLと呼び、(WSH、WSL)=(0、0)の場合はCOM1を規定するものとし、(WSH、WSL)=(0、1)の場合はCOM2を規定するものとし、(WSH、WSL)=(1、0)の場合はCOM3を規定するものとし、(WSH、WSL)=(1、1)の場合はCOM4を規定するものとする。つまり、圧電素子PZ1〜PZ180の各々に対応するWSHデータ(WSH1〜WSH180)と、WSLデータ(WSL1〜WSL180)とがCOM選択データSIBに含まれている。また、本実施形態では、駆動信号COM1〜COM4の駆動波形の組み合わせを64種類の中から1つ選択できるものとする。つまり、駆動波形を規定するための駆動波形番号データWNは6ビットのデータである。
In this embodiment, since the drive signal is selected from four types, 2-bit data is required to define the drive signal. In the present embodiment, of the 2-bit data defining the drive signal, the upper bits are called WSH and the lower bits are called WSL. When (WSH, WSL) = (0, 0), COM1 is defined. When (WSH, WSL) = (0, 1), COM2 is defined. When (WSH, WSL) = (1, 0), COM3 is defined, and (WSH, WSL) = (1 In the case of 1), COM4 is specified. That is, the WSH data corresponding to each of the piezoelectric elements PZ 1 ~PZ 180 (WSH 1 ~WSH 180), and
上記のCOM選択データSIBは、液滴吐出ヘッド5の各ノズルN1〜N180の液滴吐出量のバラツキ特性に応じて設定される。図4に、液滴吐出量のバラツキ分布の一例を示す。図4において、横軸はノズル番号、縦軸は液滴吐出量(重量)である。なお、液滴吐出ヘッド5の特性上、両端のノズル(ノズルN1〜N9及びノズルN171〜N180)では液滴吐出量のバラツキが非常に大きいため、これらのノズルのバラツキ分布を省略している。実際に液滴吐出ヘッド5を使用する場合でも、180個のノズルの内、ノズルN10〜N170の160個が使用される。
The COM selection data SIB is set according to the variation characteristics of the droplet discharge amounts of the nozzles N 1 to N 180 of the
図4に示すような液滴吐出量のバラツキを補正するためには、各ノズルN10〜N170の液滴吐出量が適正重量に近づくように、各圧電素子PZ10〜圧電素子PZ170に供給する駆動信号を変えれば良い。例えば、図4に示すように、バラツキ分布1において適正重量から大きくずれているノズルの液滴吐出量を適正重量に補正するには、このノズルに対応する圧電素子に供給する駆動信号の電圧値を大きくすれば良い。
In order to correct the variation in the droplet discharge amount as shown in FIG. 4, the piezoelectric elements PZ 10 to PZ 170 are arranged so that the droplet discharge amounts of the nozzles N 10 to N 170 approach the appropriate weight. What is necessary is just to change the drive signal to supply. For example, as shown in FIG. 4, in order to correct the droplet discharge amount of a nozzle that is largely deviated from the appropriate weight in the
実際には、事前に(例えば本液滴吐出装置IJの出荷検査時などに)、図4に示すような液滴吐出量のバラツキ分布を測定し、各ノズルN10〜N170の液滴吐出量が適正重量に近づくような各圧電素子PZ10〜PZ170の駆動信号を求める。原理的には、各圧電素子PZ10〜PZ170毎に求めた駆動信号を用意して供給すれば良いが、その場合、駆動信号を最大で160種類も用意しなければならず、部品点数の増加、装置コストの増大、駆動回路基板30の大型化及び消費電力の増大などの問題が生じるため、現実的には実現困難である。そこで、本実施形態では、4種類の駆動信号を使用して各ノズルN10〜N170の液滴吐出量が適正重量に近づくように設定する。これは、少なくとも4種類の駆動電信号を使用することにより、液滴吐出量のバラツキをすじムラとして人に視認されないレベル(バラツキ1.2%以内)まで抑えることができるためである。このように求めた4種類の駆動信号をCOM1〜COM4としてCOM選択データSIBに設定する。以下、COM選択データSIBの設定方法の具体例について説明する。
Actually, the dispersion distribution of the droplet discharge amount as shown in FIG. 4 is measured in advance (for example, at the time of shipping inspection of the droplet discharge apparatus IJ), and the droplet discharge of each of the nozzles N 10 to N 170 is performed. A drive signal for each of the piezoelectric elements PZ 10 to PZ 170 whose amount approaches the appropriate weight is obtained. In principle, the drive signals obtained for each of the piezoelectric elements PZ 10 to PZ 170 may be prepared and supplied. However, in that case, a maximum of 160 types of drive signals must be prepared, and the number of parts can be reduced. Since problems such as an increase, an increase in device cost, an increase in size of the
(COM選択データSIBの設定方法の具体例1)
最初に、COM選択データSIBの設定方法の具体例1について図5のフローチャートを用いて説明する。まず、事前に、各圧電素子PZ10〜PZ170に所定の基準駆動電圧V0を印加し、図6に示すようなノズルN10〜N170の液滴吐出量のバラツキ分布を測定する(ステップS1)。そして、最小重量から最大重量までのレンジを均等に4分割し、レンジ1、レンジ2、レンジ3、レンジ4とする(ステップS2)。次に、下記(1)式に基づいて、各レンジ1〜4毎にCOM設定電圧を算出し、レンジ1について算出したCOM設定電圧をCOM1、レンジ2について算出したCOM設定電圧をCOM2、レンジ3について算出したCOM設定電圧をCOM3、レンジ4について算出したCOM設定電圧をCOM4と設定する(ステップS3)。なお、下記(1)式において、Kは液滴重量を電圧値に変換するための定数である。また、下記(1)式において、「レンジの中心重量」を「各レンジ内における全ノズルの平均重量」に替えても良い。
COM設定電圧=V0−K・(レンジの中心重量−適正重量) ・・・・(1)
(Specific example 1 of setting method of COM selection data SIB)
First, a specific example 1 of the method for setting the COM selection data SIB will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in advance, to the
COM set voltage = V0-K ((range center weight-proper weight) (1)
そして、レンジ1に含まれるノズルにCOM1を割り当て(ステップS4)、レンジ2に含まれるノズルにCOM2を割り当て(ステップS5)、レンジ3に含まれるノズルにCOM3を割り当て(ステップS6)、レンジ4に含まれるノズルにCOM4を割り当てる(ステップS7)。以上のように求めたノズルとCOM1〜COM4との対応関係に基づきCOM選択データSIBを設定する(ステップS8)。図7は、上記のようにして求めた電圧値を有するCOM1〜COM4の駆動波形の一例である。これらCOM1〜COM4の駆動波形のデジタルデータ(駆動波形データ)を設定し、これらCOM1〜COM4の駆動波形データの組み合わせを示す駆動波形番号データWNを設定する。 Then, COM1 is allocated to the nozzles included in range 1 (step S4), COM2 is allocated to the nozzles included in range 2 (step S5), COM3 is allocated to the nozzles included in range 3 (step S6), COM4 is assigned to the included nozzle (step S7). COM selection data SIB is set based on the correspondence relationship between the nozzles obtained as described above and COM1 to COM4 (step S8). FIG. 7 is an example of drive waveforms of COM1 to COM4 having the voltage values obtained as described above. Digital data (drive waveform data) of the drive waveforms of these COM1 to COM4 is set, and drive waveform number data WN indicating a combination of the drive waveform data of these COM1 to COM4 is set.
(COM選択データSIBの設定方法の具体例2)
次に、COM選択データSIBの設定方法の具体例2について図8のフローチャートを用いて説明する。まず、事前に、各圧電素子PZ10〜PZ170に所定の基準駆動電圧V0を印加し、具体例1と同様にノズルN10〜N170の液滴吐出量のバラツキ分布を測定する(ステップS10)。そして、バラツキ分布の最小重量を許容バラツキレンジの最小値に合わせ、この許容バラツキレンジ内に含まれるノズルの内、液滴重量の小さい方から順にピックアップし、ピックアップしたノズル数をカウントする(ステップS11)。ここで、許容バラツキレンジとは、品質管理上許容することができるノズル間の吐出量バラツキの許容レンジを指すものであって予めユーザが設定することができる値である。
(Specific example 2 of setting method of COM selection data SIB)
Next, a specific example 2 of the method for setting the COM selection data SIB will be described with reference to the flowchart of FIG. First, a predetermined reference drive voltage V0 is applied to each of the piezoelectric elements PZ 10 to PZ 170 in advance, and the variation distribution of the droplet discharge amounts of the nozzles N 10 to N 170 is measured in the same manner as in the first specific example (step S10). ). Then, the minimum weight of the variation distribution is matched with the minimum value of the allowable variation range, the nozzles included in the allowable variation range are picked up in order from the smallest droplet weight, and the number of picked up nozzles is counted (step S11). ). Here, the permissible variation range refers to the permissible range of discharge amount variation between nozzles that can be permitted in quality control, and is a value that can be set in advance by the user.
続いて、ステップS11でピックアップしたノズル数が、COM1に割り当て可能な最大許容ノズル数より大きいか否かを判定する(ステップS12)。ここで、この最大許容ノズル数は、第1のD/Aコンバータ36の電流容量に応じて設定されており、本実施形態では80個とする。ステップS12において、ピックアップしたノズル数が最大許容ノズル数(つまり80個)より大きい場合(「YES」)、80個目までのノズルにCOM1を割り当てる(ステップS13)。一方、ステップS12において、ピックアップしたノズル数が80個以下の場合(「NO」)、ピックアップした全ノズルにCOM1を割り当てる(ステップS14)。
Subsequently, it is determined whether or not the number of nozzles picked up in step S11 is larger than the maximum allowable number of nozzles that can be assigned to COM1 (step S12). Here, the maximum allowable number of nozzles is set according to the current capacity of the first D /
そして、COM1を割り当てたノズルの最大重量と最小重量との中心重量を算出し、下記(2)式に基づいて、COM1の電圧値(COM設定電圧)を決定する(ステップS15)。なお、下記(2)式において、Kは液滴重量を電圧値に変換するための定数である。
COM設定電圧=V0−K・(中心重量−適正重量) ・・・・(2)
Then, the center weight of the maximum weight and the minimum weight of the nozzle to which COM1 is assigned is calculated, and the voltage value of COM1 (COM set voltage) is determined based on the following equation (2) (step S15). In the following equation (2), K is a constant for converting the droplet weight into a voltage value.
COM set voltage = V0−K (center weight-proper weight) (2)
次に、残ったノズルの最小重量を許容バラツキレンジの最小値に合わせ、この許容バラツキレンジ内に含まれるノズルの内、液滴重量の小さい方から順にピックアップし、ピックアップしたノズル数をカウントする(ステップS16)。続いて、ステップS16でピックアップしたノズル数が、COM2に割り当て可能な最大許容ノズル数より大きいか否かを判定する(ステップS17)。ここで、この最大許容ノズル数は、第2のD/Aコンバータ37の電流容量に応じて設定されており、本実施形態では80個とする。ステップS17において、ピックアップしたノズル数が最大許容ノズル数(つまり80個)より大きい場合(「YES」)、80個目までのノズルにCOM2を割り当てる(ステップS18)。一方、ステップS17において、ピックアップしたノズル数が80個以下の場合(「NO」)、ピックアップした全ノズルに対応する圧電素子にCOM2を割り当てる(ステップS19)。そして、COM2を割り当てたノズルの最大重量と最小重量との中心重量を算出し、上記(2)式に基づいて、COM2の電圧値(COM設定電圧)を決定する(ステップS20)。
Next, the minimum weight of the remaining nozzles is adjusted to the minimum value of the allowable variation range, and the nozzles included in this allowable variation range are picked up in order from the smallest droplet weight, and the number of picked up nozzles is counted ( Step S16). Subsequently, it is determined whether or not the number of nozzles picked up in step S16 is larger than the maximum allowable number of nozzles that can be assigned to COM2 (step S17). Here, the maximum allowable number of nozzles is set according to the current capacity of the second D /
次に、残ったノズルの最小重量を許容バラツキレンジの最小値に合わせ、許容バラツキレンジ内に含まれるノズルの内、液滴重量の小さい方から順にピックアップし、ピックアップしたノズル数をカウントする(ステップS21)。続いて、ステップS21でピックアップしたノズル数が、COM3に割り当て可能な最大許容ノズル数より大きいか否かを判定する(ステップS22)。ここで、この最大許容ノズル数は、第3のD/Aコンバータ38の電流容量に応じて設定されており、本実施形態では80個とする。ステップS22において、ピックアップしたノズル数が最大許容ノズル数(つまり80個)より大きい場合(「YES」)、80個目までのノズルにCOM3を割り当てる(ステップS23)。一方、ステップS22において、ピックアップしたノズル数が80個以下の場合(「NO」)、ピックアップした全ノズルに対応する圧電素子にCOM3を割り当てる(ステップS24)。そして、COM3を割り当てたノズルの最大重量と最小重量との中心重量を算出し、上記(2)式に基づいて、COM3の電圧値(COM設定電圧)を決定する(ステップS25)。
Next, the minimum weight of the remaining nozzles is adjusted to the minimum value of the allowable variation range, the nozzles included in the allowable variation range are picked up in order from the smallest droplet weight, and the number of picked up nozzles is counted (step) S21). Subsequently, it is determined whether or not the number of nozzles picked up in step S21 is larger than the maximum allowable number of nozzles that can be assigned to COM3 (step S22). Here, the maximum allowable number of nozzles is set according to the current capacity of the third D /
次に、残ったノズルの最小重量を許容バラツキレンジの最小値に合わせ、許容バラツキレンジ内に含まれるノズルの内、液滴重量の小さい方から順にピックアップし、ピックアップしたノズル数をカウントする(ステップS26)。続いて、ステップS26でピックアップしたノズル数が、COM4に割り当て可能な最大許容ノズル数より大きいか否かを判定する(ステップS27)。ここで、この最大許容ノズル数は、第4のD/Aコンバータ39の電流容量に応じて設定されており、本実施形態では80個とする。ステップS27において、ピックアップしたノズル数が最大許容ノズル数(つまり80個)より大きい場合(「YES」)、80個目までのノズルにCOM4を割り当てる(ステップS28)。一方、ステップS27において、ピックアップしたノズル数が80個以下の場合(「NO」)、ピックアップした全ノズルに対応する圧電素子にCOM4を割り当てる(ステップS29)。そして、COM4を割り当てたノズルの最大重量と最小重量との中心重量を算出し、上記(2)式に基づいて、COM4の電圧値(COM設定電圧)を決定する(ステップS30)。
Next, the minimum weight of the remaining nozzles is adjusted to the minimum value of the allowable variation range, the nozzles included in the allowable variation range are picked up in order from the smallest droplet weight, and the number of picked up nozzles is counted (step) S26). Subsequently, it is determined whether or not the number of nozzles picked up in step S26 is larger than the maximum allowable number of nozzles that can be assigned to COM4 (step S27). Here, the maximum allowable number of nozzles is set according to the current capacity of the fourth D /
そして、ノズルとCOM1〜COM4との対応関係に基づきCOM選択データSIBを設定する(ステップS31)。そして、具体例1と同様に、上記のように決定した電圧値を有するCOM1〜COM4の駆動波形のデジタルデータ(駆動波形データ)を設定し、これらCOM1〜COM4の駆動波形データの組み合わせを示す駆動波形番号データWNを設定する。なお、ステップS30が終了した時点で、残りノズルがあった場合、警報を発生し、この液滴吐出ヘッド5を不良品とするか、または再組み立てを行うかを判断する。
Then, the COM selection data SIB is set based on the correspondence between the nozzles and COM1 to COM4 (step S31). Then, similarly to the specific example 1, the drive waveform digital data (drive waveform data) of the COM1 to COM4 having the voltage value determined as described above is set, and the drive indicating the combination of the drive waveform data of the COM1 to COM4 is set. Set the waveform number data WN. When step S30 is completed and there are remaining nozzles, an alarm is generated to determine whether the
上述したCOM選択データSIBの設定方法の具体例1は、具体例2と比較して簡単にノズルに対するCOM1〜COM4の割り当てを行うことができるが、COM毎に、つまりD/Aコンバータ毎に最大許容ノズル数が設定されている場合、4分割したレンジ1〜4に含まれるノズル数が最大許容ノズル数を越えてしまうと、D/Aコンバータの駆動能力が低下し、駆動信号の電圧値が低下したり波形に歪が生じたりするなどの問題が発生するという欠点がある。よって、各レンジ1〜4に含まれるノズル数が最大許容ノズル数を越えた場合は、警報を発生し、液滴吐出ヘッド5を不良品とするか、または再組み立てを行うかを判断する必要がある。具体例2の方法では、D/Aコンバータ毎に最大許容ノズル数が設定されている場合であっても、問題なく各ノズルに対するCOM1〜COM4の割り当てを行うことができる。また、具体例2では、液滴吐出量のバラツキがほとんどなく均一に近い特性であった場合、ほとんどのノズルがCOM1及びCOM2に割り当てられるが、具体例1では各ノズルが必ず均等にCOM1〜COM4に割り当てられることになる。
In the first specific example of the setting method of the COM selection data SIB described above, COM1 to COM4 can be easily assigned to the nozzles as compared with the second specific example. However, the maximum is set for each COM, that is, for each D / A converter. When the allowable number of nozzles is set, if the number of nozzles included in the four divided
また、上述したように、液滴吐出ヘッド5のノズルデューティが変化すると液滴吐出量のバラツキ特性は変化する。よって、事前に、ノズルデューティ毎に液滴吐出量のバラツキ分布を測定し、各ノズルN10〜N170の液滴吐出量が適正重量に近づくような各圧電素子PZ10〜PZ170の駆動信号COM1〜COM4を求め、ノズルデューティに対応するCOM選択データSIBを設定する。なお、0〜100%までの全てのノズルデューティについてCOM選択データSIBを設定する必要はなく、実際によく使用されるノズルデューティ(例えば25%、50%、75%、100%)についてCOM選択データSIBを設定すれば良い。
Further, as described above, when the nozzle duty of the
図3に戻って説明すると、描画データメモリ32は、描画データライトイネーブル信号WE1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1によってデータ読み出しが要求されている場合、描画データアドレス信号AD1が指定するアドレスに記憶されている吐出データSIAをシリアルデータとして液滴吐出ヘッド5のスイッチング回路50に出力し、また、COM選択データSIBをシリアルデータとして液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。なお、駆動波形番号データWNは、アドレス変換回路33に出力される。
Returning to FIG. 3, when the data read is requested by the drawing data write enable signal WE1, the chip selector signal CS1, and the output enable signal OE1, the drawing
アドレス変換回路33は、駆動波形番号データWNが指定する駆動波形番号に該当する駆動波形データの記憶先アドレスを示すアドレス信号AD3を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に出力する。第1の駆動波形メモリ34は、32Kワード×16ビットのSRAMであり、COM1及びCOM2に対応する駆動波形のデジタルデータ(駆動波形データ)を記憶するメモリである。第2の駆動波形メモリ35も同様に、32Kワード×16ビットのSRAMであり、COM3及びCOM4に対応する駆動波形データを記憶するメモリである。
The
これら第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35は、波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2によってデータ書き込みが要求されている場合、波形データアドレス信号AD2で指定されるアドレスに、駆動波形データ信号WDを記憶する。なお、この駆動波形データ信号WDは、上位2バイトがCOM3及びCOM4に対応する駆動波形データに割り当てられ、下位2バイトがCOM1及びCOM2に対応する駆動波形データに割り当てられた4バイトのデータ信号であり、上位2バイト分の駆動波形データ信号WDは第1の駆動波形メモリ34に入力され、上位2バイト分の駆動波形データ信号WDは第2の駆動波形メモリ35に入力される。
The first
本実施形態では、1つの駆動波形の最大長さを25μsとし、後述する第1のD/Aコンバータ36、第2のD/Aコンバータ37、第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39の時間軸分解能を20MHzと想定する。この場合、1つの駆動波形データは500バイトになるが、メモリ上はアドレス操作を容易に行うために200h(512バイト)バウンダリとする。図9は、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35における駆動波形データの記憶先アドレスを示すものである。図9に示すように、第1の駆動波形メモリ34のアドレス「00000h」〜「07FFFh」には、200h毎に各駆動波形番号「0」〜「63」のCOM1に対応する駆動波形データが記憶され、アドレス「08000h」〜「0FFFFh」にはCOM2に対応する駆動波形データが記憶される。また、同様に第2の駆動波形メモリ35のアドレス「00000h」〜「07FFFh」には、200h毎に各駆動波形番号「0」〜「63」のCOM3に対応する駆動波形データが記憶され、アドレス「08000h」〜「0FFFFh」にはCOM4に対応する駆動波形データが記憶される。
なお、上述したように、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35によって64種類の駆動波形データを記憶することができるが、これらの駆動波形データはCOM選択データSIBの数(つまりノズルデューティの数)に対応して記憶すれば良い。
In the present embodiment, the maximum length of one drive waveform is set to 25 μs, and a first D /
As described above, the first
また、第1の駆動波形メモリ34は、波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2によってデータ読み出しが要求されている場合、アドレス信号AD3で指定されるアドレスに記憶されている駆動波形データを第1のD/Aコンバータ36及び第2のD/Aコンバータ37に出力する。第2の駆動波形メモリ35は、波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2によってデータ読み出しが要求されている場合、アドレス信号AD3で指定されるアドレスに記憶されている駆動波形データを第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39に出力する。
Further, the first
第1のD/Aコンバータ36は、DACクロック信号CLK1の立ち上がりに同期して、第1の駆動波形メモリ34から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号COM1を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。第2のD/Aコンバータ37は、DACクロック信号CLK2の立ち上がりに同期して、第1の駆動波形メモリ34から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号COM2を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。第3のD/Aコンバータ38は、DACクロック信号CLK1の立ち上がりに同期して、第2の駆動波形メモリ35から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号COM3を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。第4のD/Aコンバータ39は、DACクロック信号CLK2の立ち上がりに同期して、第2の駆動波形メモリ35から入力される駆動波形データをラッチし、当該ラッチした駆動波形データをアナログ変換して駆動信号COM4を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。
The first D /
図10に示すように、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40は、シフトレジスタ回路41、ラッチ回路42、COM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180から構成されている。シフトレジスタ回路41は、クロック信号CLK及びCOM選択データSIBを入力とし、クロック信号CLKに同期してシリアルデータであるCOM選択データSIBをパラレル変換してラッチ回路42に順次出力する。具体的には、シフトレジスタ回路41は、圧電素子PZ1〜PZ180に対応するWSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)をパラレルに順次出力する。
As illustrated in FIG. 10, the
ラッチ回路42は、上記のWSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)を、ラッチ信号LTに同期してラッチし、各WSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)を一括してCOM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180に出力する。具体的には、ラッチ回路42は、WSH1及びWSL1をCOM選択スイッチ回路CSW1に出力し、WSH2及びWSL2をCOM選択スイッチ回路CSW2に出力し、以下同様に、WSH180及びWSL180をCOM選択スイッチ回路CSW180に出力する。
The
各COM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180は、駆動信号COM1〜COM4を入力とし、ラッチ回路42から入力されるWSH及びWSLデータに応じて駆動信号COM1〜COM4のいずれかを選択し、選択した駆動信号をV1〜V180として後述するスイッチング回路50のスイッチング素子SW1〜SW180に出力する。具体的には、COM選択スイッチ回路CSW1は、(WSH1、WSL1)=(0、0)の場合、駆動信号COM1を選択し、(WSH1、WSL1)=(0、1)の場合、駆動信号COM2を選択し、(WSH1、WSL1)=(1、0)の場合、駆動信号COM3を選択し、(WSH1、WSL1)=(1、1)の場合、駆動信号COM4を選択し、選択した駆動信号をV1としてスイッチング回路50のスイッチング素子SW1に出力する。以下同様に、COM選択スイッチ回路CSW180は、(WSH180、WSL180)=(0、0)の場合、駆動信号COM1を選択し、(WSH180、WSL180)=(0、1)の場合、駆動信号COM2を選択し、(WSH180、WSL180)=(1、0)の場合、駆動信号COM3を選択し、(WSH180、WSL180)=(1、1)の場合、駆動信号COM4を選択し、選択した駆動信号をV180としてスイッチング回路50のスイッチング素子SW180に出力する。
Each of the COM selection switch circuits CSW 1 to CSW 180 receives the drive signals COM 1 to COM 4, selects one of the drive signals COM 1 to COM 4 according to the WSH and WSL data input from the
続いて、図11に示すように、スイッチング回路50は、シフトレジスタ回路51、ラッチ回路52、論理和回路OR1〜OR180、レベルシフタ回路53、スイッチング素子SW1〜SW180から構成されている。シフトレジスタ回路51は、クロック信号CLK及び吐出データSIAを入力とし、クロック信号CLKに同期してシリアルデータである吐出データSIAをパラレル変換してラッチ回路52に順次出力する。具体的には、シフトレジスタ回路51は、圧電素子PZ1〜PZ180に対応するSIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)をパラレルに順次出力する。
Subsequently, as shown in FIG. 11, the switching
ラッチ回路52は、上記のSIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)を、ラッチ信号LTに同期してラッチし、各SIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)を一括して論理和回路OR1〜OR180に出力する。具体的には、ラッチ回路52は、SIH1及びSIL1を論理和回路OR1に出力し、SIH2及びSIL2を論理和回路OR2に出力し,以下同様に、SIH180及びSIL180を論理和回路OR180に出力する。
The
論理和回路OR1は、SIH1とSIL1との論理和であるスイッチング信号S1をレベルシフタ回路53に出力する。つまり、SIH1とSIL1との少なくとも一方が「1」であれば駆動信号の供給(吐出)を規定しているので、「1」を示すスイッチング信号S1が出力される。論理和回路OR2は、SIH2とSIL2との論理和であるスイッチング信号S2をレベルシフタ回路53に出力する。以下同様に、論理和回路OR180は、SIH180とSIL180との論理和であるスイッチング信号S180をレベルシフタ回路53に出力する。
OR circuit OR 1 outputs the switching signals S 1 is a logical sum of the SIH 1 and SIL 1 to the
レベルシフタ回路53は、スイッチング信号S1〜S180を各スイッチング素子SW1〜SW180を駆動可能なレベルまで電圧増幅する。具体的には、レベルシフタ回路53は、スイッチング信号S1を電圧増幅してスイッチング素子SW1に出力し、スイッチング信号S2を電圧増幅してスイッチング素子SW2に出力し、以下同様に、スイッチング信号S180を電圧増幅してスイッチング素子SW180に出力する。
The
スイッチング素子SW1は、駆動信号V1及びスイッチング信号S1を入力とし、「1」を示すスイッチング信号S1が入力された場合にON状態となり、駆動信号V1を図3に示す圧電素子PZ1の一方の電極に出力する。スイッチング素子SW2は、駆動信号V2及びスイッチング信号S2を入力とし、「1」を示すスイッチング信号S2が入力された場合にON状態となり、駆動信号V2を図3に示す圧電素子PZ2の一方の電極に出力する。以下同様に、スイッチング素子SW180は、駆動信号V180及びスイッチング信号S180を入力とし、「1」を示すスイッチング信号S180が入力された場合にON状態となり、駆動信号V180を図3に示す圧電素子PZ180の一方の電極に出力する。 The switching element SW 1 receives the driving signal V 1 and the switching signal S 1 and is turned on when the switching signal S 1 indicating “1” is input, and the driving signal V 1 is turned on by the piezoelectric element PZ shown in FIG. 1 is output to one of the electrodes. The switching element SW 2 receives the driving signal V 2 and the switching signal S 2 and is turned on when the switching signal S 2 indicating “1” is input, and the driving signal V 2 is turned on by the piezoelectric element PZ shown in FIG. 2 to one of the electrodes. Similarly, the switching element SW 180 receives the driving signal V 180 and the switching signal S 180 and is turned on when the switching signal S 180 indicating “1” is input, and the driving signal V 180 is shown in FIG. It outputs to one electrode of the piezoelectric element PZ 180 shown.
図3に戻って説明すると、各圧電素子PZ1〜PZ180の他方の電極は、液滴吐出ヘッド5内で互いに接続され、且つ駆動回路基板30側のグランドと共通接地されている。つまり、圧電素子PZ1は、駆動信号V1とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号V1に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルN1から吐出される。また、圧電素子PZ2は、駆動信号V2とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号V2に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルN2から吐出される。以下同様に、圧電素子PZ180は、駆動信号V180とグランド間の電位差によって伸縮し、これにより駆動信号V180に応じた重量のカラーフィルタ材料の液滴がノズルN180から吐出される。
Returning to FIG. 3, the other electrodes of the piezoelectric elements PZ 1 to PZ 180 are connected to each other within the
次に、このように構成された本液滴吐出装置IJの動作について説明する。
まず、カラーフィルタ基板Pの画素パターンに応じて事前に設定した吐出データSIAと、ノズルデューティ毎に設定したCOM選択データSIBとを駆動回路基板30の描画データメモリ32に記憶し、また、COM選択データSIBに対応するCOM1〜COM4の駆動波形データを第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に予め記憶する。
Next, the operation of the droplet discharge apparatus IJ configured as described above will be described.
First, the ejection data SIA set in advance according to the pixel pattern of the color filter substrate P and the COM selection data SIB set for each nozzle duty are stored in the drawing
具体的には、制御装置11は、インターフェース31を介して、描画データSI(吐出データSIA及びCOM選択データSIB)と、これら吐出データSIA及びCOM選択データSIBの記憶先アドレスを示す描画データアドレス信号AD1と、データ書き込み要求を示す描画データライトイネーブル信号WE1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1とを描画データメモリ32に出力する。これにより、描画データメモリ32には、描画データアドレス信号AD1が指定する記憶先アドレスに、吐出データSIA及びCOM選択データSIBが順次記憶される。
Specifically, the
また、制御装置11は、インターフェース31を介して、駆動波形データWDと、波形データアドレス信号AD2と、データ書き込み要求を示す波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2とを第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に出力する。図9を参照して詳細に説明すると、例えば駆動波形番号「0」の駆動波形データを記憶する場合、アドレス「+00000h」を指定する波形データアドレス信号AD2を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に入力し、COM1の駆動波形データに割り当てられた下位2バイト分の駆動波形データWDを第1の駆動波形メモリ34に入力し、COM3の駆動波形データに割り当てられた上位2バイト分の駆動波形データWDを第2の駆動波形メモリ35に入力する。これにより、第1の駆動波形メモリ34のアドレス「+00000h」には、2バイト分のCOM1の駆動波形データが記憶され、第2の駆動波形メモリ35のアドレス「+00000h」には、2バイト分のCOM3の駆動波形データが記憶される。同様な処理をアドレス「+001FFh」まで繰り返すことにより、駆動波形番号「0」に該当するCOM1の1波形分(512バイト)の駆動波形データが第1の駆動波形メモリ34に記憶され、COM3の1波形分の駆動波形データが第2の駆動波形メモリ35に記憶される。そして、駆動波形番号「1」〜「63」についても同様な処理を行い、それぞれの駆動波形番号に該当するCOM1の1波形分の駆動波形データを第1の駆動波形メモリ34に記憶し、COM3の1波形分の駆動波形データを第2の駆動波形メモリ35に記憶する。
In addition, the
次に、アドレス「+08000h」を指定する波形データアドレス信号AD2を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に入力し、駆動波形番号「0」に該当するCOM2の駆動波形データに割り当てられた下位2バイト分の駆動波形データWDを第1の駆動波形メモリ34に入力し、COM4の駆動波形データに割り当てられた上位2バイト分の駆動波形データWDを第2の駆動波形メモリ35に入力する。これにより、第1の駆動波形メモリ34のアドレス「+08000h」には、2バイト分のCOM2の駆動波形データが記憶され、第2の駆動波形メモリ35のアドレス「+08000h」には、2バイト分のCOM4の駆動波形データが記憶される。同様な処理をアドレス「+081FFh」まで繰り返すことにより、駆動波形番号「0」に該当するCOM2の1波形分の駆動波形データが第1の駆動波形メモリ34に記憶され、COM4の1波形分の駆動波形データが第2の駆動波形メモリ35に記憶される。そして、駆動波形番号「1」〜「63」についても同様な処理を行い、それぞれの駆動波形番号に該当するCOM2の1波形分の駆動波形データを第1の駆動波形メモリ34に記憶し、COM4の1波形分の駆動波形データを第2の駆動波形メモリ35に記憶する。
Next, the waveform data address signal AD2 designating the address “+ 08000h” is input to the first
以上のような処理により、カラーフィルタ基板Pの画素パターンに応じて事前に設定した吐出データSIAと、ノズルデューティ毎に設定したCOM選択データSIBとが描画データメモリ32に記憶され、また、COM選択データSIBに対応するCOM1〜COM4の駆動波形データが第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に記憶される。
Through the processing as described above, the ejection data SIA set in advance according to the pixel pattern of the color filter substrate P and the COM selection data SIB set for each nozzle duty are stored in the drawing
次に、実際にカラーフィルタ基板Pにカラーフィルタ材料を吐出する動作について図12のタイミングチャートを用いて説明する。
制御装置11は、ワークステージ2にカラーフィルタ基板Pが搬送され、上位の制御装置からカラーフィルタ基板Pに関する情報(画素パターンや基板サイズなどの情報)を取得すると、搬送されたカラーフィルタ基板Pに対応する吐出データSIAを決定する。
また、制御装置11は、カラーフィルタ基板Pに関する情報に基づいてノズルデューティを求め、そのノズルデューティに対応するCOM選択データSIBを決定する。そして、制御装置11は、ステージ移動装置3及びキャリッジ移動装置6を制御して、液滴吐出ヘッド5をカラーフィルタ基板P上の所定のXYZ座標に移動させる。
Next, the operation of actually discharging the color filter material onto the color filter substrate P will be described with reference to the timing chart of FIG.
When the color filter substrate P is transported to the
Further, the
続いて、制御装置11は、上記のように決定した吐出データSIA及びCOM選択データSIBの記憶先アドレスを示す描画データアドレス信号AD1と、データ読み出し要求を示す描画データライトイネーブル信号WE1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1とを駆動回路基板30の描画データメモリ32に出力する。これにより、搬送されたカラーフィルタ基板Pに対応する吐出データSIAが液滴吐出ヘッド5のスイッチング回路50(具体的にはシフトレジスタ回路51)に出力され、カラーフィルタ基板Pのノズルデューティに対応するCOM選択データSIBが液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40(具体的にはシフトレジスタ回路41)に出力される。また、COM選択データSIBに含まれる駆動波形番号データWNは、アドレス変換回路33に出力される。
Subsequently, the
図12に示すように、時刻T1に、吐出データSIAがスイッチング回路50のシフトレジスタ回路51に出力され、COM選択データSIBがCOM選択回路40のシフトレジスタ回路41に出力されたと想定する。シフトレジスタ回路51は、時刻T1からT2までの期間、クロック信号CLKに同期してシリアルデータである吐出データSIAをパラレル変換してラッチ回路52に順次出力する。つまり、圧電素子PZ1〜PZ180に対応するSIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)がパラレルに順次出力される。一方、シフトレジスタ回路41は、クロック時刻T1からT2までの期間、クロック信号CLKに同期してシリアルデータであるCOM選択データSIBをパラレル変換してラッチ回路42に順次出力する。つまり、圧電素子PZ1〜PZ180に対応するWSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)がパラレルに順次出力される。
As shown in FIG. 12, it is assumed that the ejection data SIA is output to the
ここで、この時刻T1からT2までの期間におけるアドレス変換回路33、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35、第1のD/Aコンバータ36、第2のD/Aコンバータ37、第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39の動作について図13のタイミングチャートを用いて説明する。
Here, the
図13に示すように、時刻T1’においてアドレス変換回路33は、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して、駆動波形番号データWNが指定する駆動波形番号に該当する駆動波形データの記憶先アドレスを示すアドレス信号AD3を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に出力する。例えば駆動波形番号「0」が指定されている場合を想定すると、アドレス信号AD3はアドレス「+00000h」を示す。時刻T2’において、第1の駆動波形メモリ34は、アドレス「+00000h」に記憶されているCOM1の2バイト分の駆動波形データを第1のD/Aコンバータ36及び第2のD/Aコンバータ37に出力し、第2の駆動波形メモリ35は、アドレス「+00000h」に記憶されているCOM3の2バイト分の駆動波形データを第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39に出力する。
As shown in FIG. 13, at time T1 ′, the
そして、時刻T3’において、DACクロック信号CLK1の立ち上がりが発生すると、第1のD/Aコンバータ36は、DACクロック信号CLK1の立ち上がりに同期してCOM1の2バイト分の駆動波形データをラッチして取り込み、同様に第3のD/Aコンバータ38も、DACクロック信号CLK1の立ち上がりに同期してCOM3の2バイト分の駆動波形データをラッチして取り込む。
When the rising edge of the DAC clock signal CLK1 occurs at time T3 ′, the first D /
また、この時刻T3’において、アドレス変換回路33は、クロック信号CLKの立ち上りに同期して、アドレス「+08000h」を示すアドレス信号AD3を第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35に出力する。そして、時刻T4’において、第1の駆動波形メモリ34は、アドレス「+08000h」に記憶されているCOM2の2バイト分の駆動波形データを第1のD/Aコンバータ36及び第2のD/Aコンバータ37に出力し、第2の駆動波形メモリ35は、アドレス「+08000h」に記憶されているCOM4の2バイト分の駆動波形データを第3のD/Aコンバータ38及び第4のD/Aコンバータ39に出力する。
Further, at this time T3 ′, the
そして、時刻T5’において、DACクロック信号CLK2の立ち上がりが発生すると、第2のD/Aコンバータ37は、DACクロック信号CLK2の立ち上がりに同期してCOM2の2バイト分の駆動波形データをラッチして取り込み、同様に第4のD/Aコンバータ39も、DACクロック信号CLK2の立ち上がりに同期してCOM4の2バイト分の駆動波形データをラッチして取り込む。
When the rising edge of the DAC clock signal CLK2 occurs at time T5 ′, the second D /
このように、第1のD/Aコンバータ36はCOM1の駆動波形データだけ取り込み、第2のD/Aコンバータ37はCOM2の駆動波形データだけ取り込み、第3のD/Aコンバータ38はCOM3の駆動波形データだけ取り込み、第4のD/Aコンバータ39はCOM4の駆動波形データだけ取り込むことになる。以降、アドレス変換回路33は、クロック信号CLKの立ち上りに同期してアドレスをインクリメントしていき、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35から駆動波形番号「0」に該当する512バイト分(1波形分)のCOM1〜COM4の駆動波形データが出力される。
Thus, the first D /
そして、第1のD/Aコンバータ36は、1波形分のCOM1の駆動波形データを取り込み、アナログ変換して駆動信号COM1を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。また、第2のD/Aコンバータ37は、1波形分のCOM2の駆動波形データを取り込み、アナログ変換して駆動信号COM2を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。また、第3のD/Aコンバータ38は、1波形分のCOM3の駆動波形データを取り込み、アナログ変換して駆動信号COM3を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。また、第4のD/Aコンバータ39は、1波形分のCOM4の駆動波形データを取り込み、アナログ変換して駆動信号COM4を生成し、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力する。
Then, the first D /
このように、図12の時刻T1〜T2の期間において、図13に示す動作が行われ、液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40には、駆動信号COM1〜COM4が入力される。なお、図13に示す動作中において、第1の駆動波形メモリ34及び第2の駆動波形メモリ35にはデータ読み出し要求を示す波形データライトイネーブル信号WE2、チップセレクタ信号CS2及びアウトプットイネーブル信号OE2が入力される。
In this manner, during the period from time T1 to T2 in FIG. 12, the operation shown in FIG. 13 is performed, and the drive signals COM1 to COM4 are input to the
図12に戻って説明すると、時刻T3においてラッチ信号LTの立ち上がりが発生した場合、COM選択回路40のラッチ回路42は、ラッチ信号LTの立ち上がりに同期して、WSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)をラッチし、ラッチ信号LTの立ち下がりが発生する時刻T4に各WSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)を一括してCOM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180に出力する。ここでは、図12に示すように、(WSH1、WSL1)=(0、1)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW1に入力され、(WSH2、WSL2)=(0、1)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW2に入力され、以下同様に、(WSH180、WSL180)=(0、1)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW180に入力されたものとする。つまり、COM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180は、駆動信号COM2を選択し、駆動信号V1〜V180をスイッチング回路40に出力する。なお、駆動波形番号「0」に該当する駆動波形データから生成されたCOM1〜COM4は、図12に示すようにグランドレベルより少し高い電圧値を有するフラットな波形であるものとする。このような駆動波形番号「0」に該当する駆動波形データから生成されたCOM1〜COM4は、本液滴吐出装置IJの電源投入時などにおいて、各圧電素子PZ1〜PZ180を待機状態に遷移させるためのものであり、液滴が吐出されないレベルの電圧値に設定されている。
Returning to FIG. 12, when the rising edge of the latch signal LT occurs at time T3, the
一方、時刻T3において、スイッチング回路50のラッチ回路52は、ラッチ信号LTの立ち上がりに同期して、SIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)をラッチし、ラッチ信号LTの立ち下がりが発生する時刻T4に、各SIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)を一括して論理和回路OR1〜OR180に出力する。ここでは、図12に示すように、(SIH1、SIL1)=(0、1)のデータが論理和回路OR1に入力され、(SIH2、SIL2)=(0、1)のデータが論理和回路OR2に入力され、以下同様に、(SIH180、SIL180)=(0、1)のデータが論理和回路OR180に入力されたものとする。つまり、各論理和回路OR1〜OR180は、ハイレベルのスイッチング信号S1〜S180をレベルシフタ回路53に出力し、レベルシフタ回路53は各スイッチング信号S1〜S180を増幅して各スイッチング素子SW1〜SW180に出力する。
At time T3, the
上述したように、時刻T4において、各スイッチング素子SW1〜SW180にハイレベルのスイッチング信号S1〜S180が入力されることにより、各スイッチング素子SW1〜SW180はオン状態となり、COM選択回路40から供給される駆動信号V1〜V180を、それぞれに対応する圧電素子PZ1〜PZ180に出力する。これにより、各圧電素子PZ1〜PZ180には待機状態に遷移し、液滴吐出の準備が完了する。
As described above, in time T4, by the high level of the
一方、時刻T5において、制御装置11は、次の吐出データSIA及びCOM選択データSIBの記憶先アドレスを示す描画データアドレス信号AD1と、データ読み出し要求を示す描画データライトイネーブル信号WE1、チップセレクタ信号CS1及びアウトプットイネーブル信号OE1とを駆動回路基板30の描画データメモリ32に出力する。ここで、次の吐出データSIA及びCOM選択データSIBとは、液滴吐出ヘッド5の現在位置で液滴を吐出するためのデータである。これにより、液滴吐出ヘッド5の現在位置に対応する吐出データSIAが液滴吐出ヘッド5のスイッチング回路50(具体的にはシフトレジスタ回路51)に出力され、COM選択データSIBは液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40(具体的にはシフトレジスタ回路41)に出力される。また、この時のCOM選択データSIBに含まれる駆動波形番号データWNは、アドレス変換回路33に出力される。ここでは、駆動波形番号「1」が指定されたものとする。
On the other hand, at time T5, the
そして、時刻T5において、吐出データSIAがスイッチング回路50のシフトレジスタ回路51に出力され、COM選択データSIBがCOM選択回路40のシフトレジスタ回路41に出力される。シフトレジスタ回路51は、時刻T5からT6までの期間、クロック信号CLKに同期してシリアルデータである吐出データSIAをパラレル変換してラッチ回路52に順次出力する。ここで、時刻T5からT6までの期間において、図13で説明したような動作により、第1のD/Aコンバータ36から、駆動波形番号「1」に対応する1波形分の駆動信号COM1が液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力され、第2のD/Aコンバータ37から、駆動波形番号「1」に対応する1波形分の駆動信号COM2が液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力され、第3のD/Aコンバータ38から、駆動波形番号「1」に対応する1波形分の駆動信号COM3が液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力され、第4のD/Aコンバータ39から、駆動波形番号「1」に対応する1波形分の駆動信号COM4が液滴吐出ヘッド5のCOM選択回路40に出力される。
At time T5, the ejection data SIA is output to the
そして、時刻T7においてラッチ信号LTの立ち上がりが発生すると、COM選択回路40のラッチ回路42は、ラッチ信号LTの立ち上がりに同期して、WSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)をラッチし、ラッチ信号LTの立ち下がりが発生する時刻T8に各WSHデータ(WSH1〜WSH180)及びWSLデータ(WSL1〜WSL180)を一括してCOM選択スイッチ回路CSW1〜CSW180に出力する。ここでは、図12に示すように、(WSH1、WSL1)=(1、0)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW1に入力され、(WSH2、WSL2)=(1、0)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW2に入力され、(WSH180、WSL180)=(0、0)のデータがCOM選択スイッチ回路CSW180に入力されたものとする。つまり、COM選択スイッチ回路CSW1及びCSW2は駆動信号COM3を選択し、COM選択スイッチ回路CSW180は駆動信号COM1を選択して、それぞれ駆動信号V1〜V180をスイッチング回路40に出力する。
When the rising edge of the latch signal LT occurs at time T7, the
一方、時刻T7において、スイッチング回路50のラッチ回路52は、ラッチ信号LTの立ち上がりに同期して、SIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)をラッチし、ラッチ信号LTの立ち下がりが発生する時刻T8に、各SIHデータ(SIH1〜SIH180)及びSILデータ(SIL1〜SIL180)を一括して論理和回路OR1〜OR180に出力する。ここでは、図12に示すように、(SIH1、SIL1)=(1、0)のデータが論理和回路OR1に入力され、(SIH2、SIL2)=(1、0)のデータが論理和回路OR2に入力され、以下同様に、(SIH180、SIL180)=(1、0)のデータが論理和回路OR180に入力されたものとする。つまり、各論理和回路OR1〜OR180は、ハイレベルのスイッチング信号S1〜S180をレベルシフタ回路53に出力し、レベルシフタ回路53は各スイッチング信号S1〜S180を増幅して各スイッチング素子SW1〜SW180に出力する。
At time T7, the
上述したように、時刻T8において、各スイッチング素子SW1〜SW180にハイレベルのスイッチング信号S1〜S180が入力されることにより、各スイッチング素子SW1〜SW180はオン状態となり、COM選択回路40から供給される駆動信号V1〜V180を、それぞれに対応する圧電素子PZ1〜PZ180に出力する。これにより、圧電素子PZ1及びPZ2にはCOM3の駆動信号が供給され、圧電素子PZ180にはCOM1の駆動信号が供給され、それぞれの駆動信号に応じた重量の液滴がカラーフィルタ基板P上に吐出される。以上のような動作をカラーフィルタ基板P上の全ての位置に対して繰り返すことにより、カラーフィルタ基板P上の全画素にカラーフィルタ層が形成される。
As described above, at time T8, by the high level of the
なお、時刻T9では、(SIH1、SIL1)=(0、0)のデータが論理和回路OR1に入力され、(SIH2、SIL2)=(0、0)のデータが論理和回路OR2に入力され、以下同様に、(SIH180、SIL180)=(0、0)のデータが論理和回路OR180に入力されるため、スイッチング信号S1〜S180は全てローレベルとなり、各スイッチング素子SW1〜SW180はオフ状態となる。従って、この場合、駆動信号COM1〜COM4は液滴吐出ヘッド5に供給されるが、各圧電素子PZ1〜PZ180に対する駆動信号V1〜V180は供給されない。
At time T9, data of (SIH 1 , SIL 1 ) = (0, 0) is input to the OR circuit OR 1, and data of (SIH 2 , SIL 2 ) = (0, 0) is OR circuit. is input to the OR 2, likewise, be because (SIH 180, SIL 180) data = (0, 0) is input to the OR circuit OR 180, all switching
以上説明したように、本液滴吐出装置IJによると、液滴吐出ヘッド5におけるノズルの液滴吐出バラツキ特性に基づいて予め設定されたCOM選択データSIBに基づいて、各圧電素子毎に、駆動信号COM1〜COM4の中から1つを選択して供給するので、液滴吐出量のバラツキを抑制し、均一な膜層を形成することが可能である。また、各駆動信号COM1〜COM4に割り当てる波形データの組み合わせを複数記憶しておくことにより、各駆動信号COM1〜COM4の波形(電圧値)を、液滴吐出ヘッド5毎の吐出特性に応じて任意に可変することができる。さらに、カラーフィルタ基板Pのノズルデューティに応じた駆動信号を各圧電素子に供給するので、ノズルデューティの変化による液滴吐出量のバラツキを抑制することができる。
As described above, according to the present droplet discharge device IJ, driving is performed for each piezoelectric element based on the COM selection data SIB set in advance based on the droplet discharge variation characteristics of the nozzles in the
なお、液晶表示装置などに使用されるカラーフィルタ基板Pでは、各画素がX軸方向及びY軸方向に規則正しく配列しているため、使用する吐出データSIA及びCOM選択データSIBは一種類である場合が多い。従って、この場合、液滴吐出ヘッド5への吐出データSIA及びCOM選択データSIBの転送は初回の1度だけにし、液滴吐出ヘッド5を移動させる毎に同じ吐出データSIA及びCOM選択データSIBを再送しないようにすることが好ましい。例えば回路部品にCOMS−ICを使用すると転送周波数に依存して発熱量が大きくなるので、上記のように不必要な場合には吐出データSIA及びCOM選択データSIBを再送しないことにより、発熱量を抑制することができる。
In the color filter substrate P used for a liquid crystal display device or the like, since each pixel is regularly arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction, the discharge data SIA and the COM selection data SIB to be used are one type. There are many. Therefore, in this case, the transfer of the discharge data SIA and the COM selection data SIB to the
また、上記実施形態では、1つの液滴吐出ヘッド5とそれに対応する1つの駆動回路基板30を例示して説明したが、これら液滴吐出ヘッド5及び駆動回路基板30が複数であっても同様な構成、動作を採用することができる。また、駆動素子として圧電素子を例示して説明したが、これに限らず、駆動信号に応じてキャビティ24の容積を変化させて液滴を吐出することが可能な素子ならば他の駆動素子を使用しても良い。また、上記実施形態では、4種類の駆動信号COM1〜COM4を使用する場合を例示して説明したが、装置コストや駆動回路基板30のサイズなどの設計条件に応じて、さらに複数種類の駆動信号を使用しても良い。
In the above-described embodiment, one
IJ…液滴吐出装置、1…装置架台、2…ワークステージ、3…ステージ移動装置、4…キャリッジ、5…液滴吐出ヘッド、6…キャリッジ移動装置、7…チューブ、8…第1タンク、9…第2タンク、10…第3タンク、11…制御装置、30…駆動回路基板、31…インターフェース、32…描画データメモリ、33…アドレス変換回路、34…第1の駆動波形メモリ、35…第2の駆動波形メモリ、36…第1のD/Aコンバータ、37…第2のD/Aコンバータ、38…第3のD/Aコンバータ、39…第4のD/Aコンバータ、N1〜N180…ノズル、PZ1〜PZ180…圧電素子、40…COM選択回路、50…スイッチング回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS IJ ... Droplet discharge apparatus, 1 ... Apparatus stand, 2 ... Work stage, 3 ... Stage moving apparatus, 4 ... Carriage, 5 ... Droplet discharge head, 6 ... Carriage transfer apparatus, 7 ... Tube, 8 ... 1st tank, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... 2nd tank, 10 ... 3rd tank, 11 ... Control apparatus, 30 ... Drive circuit board, 31 ... Interface, 32 ... Drawing data memory, 33 ... Address conversion circuit, 34 ... 1st drive waveform memory, 35 ... Second drive waveform memory, 36 ... first D / A converter, 37 ... second D / A converter, 38 ... third D / A converter, 39 ... fourth D / A converter, N 1 to N 180 ... Nozzle, PZ 1 to PZ 180 ... Piezoelectric element, 40 ... COM selection circuit, 50 ... Switching circuit
Claims (8)
複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを格納する波形データ記憶手段と、
前記波形データ記憶手段から前記駆動波形データを読み出して前記駆動信号を生成する複数の駆動信号生成手段と、
前記複数の駆動信号生成手段のそれぞれが読み出す前記駆動波形データを指定するための波形選択データを受信する受信手段と、
各駆動素子毎に、前記複数の駆動信号生成手段がそれぞれ生成した駆動信号の中から1つを選択して供給する駆動信号選択手段と、
を備えることを特徴とする液滴吐出装置。 A droplet discharge device comprising a droplet discharge head having a plurality of nozzles and a driving element provided corresponding to each nozzle,
Waveform data storage means for storing drive waveform data respectively corresponding to a plurality of types of drive signals;
A plurality of drive signal generation means for reading the drive waveform data from the waveform data storage means and generating the drive signal;
Receiving means for receiving waveform selection data for designating the drive waveform data read by each of the plurality of drive signal generating means;
Drive signal selection means for selecting and supplying one of the drive signals generated by the plurality of drive signal generation means for each drive element;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号選択手段が使用する駆動信号選択データに対応する波形選択データによって指定される前記駆動波形データを取得することを特徴とする請求項1記載の液滴吐出装置。 First storage for storing drive signal selection data and the waveform selection data, which are preset based on the ejection characteristics of the nozzles and indicate the correspondence between the drive elements and the types of drive signals supplied to the drive elements. With means,
2. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein the drive signal generation unit acquires the drive waveform data specified by waveform selection data corresponding to drive signal selection data used by the drive signal selection unit. .
前記吐出データに基づいて、各駆動素子毎に、前記駆動信号選択手段によって選択した駆動信号の供給または非供給を切り替える供給切替手段を備えることを特徴とする請求項2記載の液滴吐出装置。 The first storage means indicates a correspondence relationship between the driving element and information specifying whether to supply a driving signal to the driving element, which is set in advance based on a discharge pattern of the droplet discharge target object. Store discharge data,
3. The droplet discharge device according to claim 2, further comprising supply switching means for switching supply or non-supply of the drive signal selected by the drive signal selection means for each drive element based on the discharge data.
前記駆動信号選択手段は、前記液滴吐出対象物の吐出パターンから求められるノズルデューティに対応する前記駆動信号選択データに基づいて駆動信号の選択を行い、
前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号選択手段が使用する前記駆動信号選択データに対応する前記駆動波形データを取得することを特徴とする請求項3記載の液滴吐出装置。 The first storage means stores the drive signal selection data according to a nozzle duty that is a ratio of unused nozzles to used nozzles in the droplet discharge head,
The drive signal selection means selects a drive signal based on the drive signal selection data corresponding to the nozzle duty determined from the discharge pattern of the droplet discharge target;
4. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 3, wherein the drive signal generation unit acquires the drive waveform data corresponding to the drive signal selection data used by the drive signal selection unit.
前記波形データ記憶手段、前記受信手段、前記第1の記憶手段及び前記駆動信号生成手段が設けられた駆動回路基板を備えることを特徴とする請求項3または4記載の液滴吐出装置。 The drive signal selection unit and the supply switching unit are provided in the droplet discharge head,
5. The droplet discharge device according to claim 3, further comprising a drive circuit board provided with the waveform data storage unit, the reception unit, the first storage unit, and the drive signal generation unit.
複数種類の駆動信号にそれぞれ対応する駆動波形データを格納し、
前記複数の駆動信号がそれぞれ読み出すべき前記駆動波形データを指定するための波形選択データを受信し、
前記複数の駆動信号発生手段が、それぞれ対応する前記駆動波形データを読み出して前記駆動信号を生成し、
各駆動素子毎に、前記生成した複数の種類の駆動信号の中から1つを選択して供給する、
ことを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
A droplet ejection apparatus driving method for driving a droplet ejection head having a plurality of nozzles and a drive element provided corresponding to each nozzle using a plurality of drive signal generation means,
Stores drive waveform data corresponding to multiple types of drive signals,
Receiving the waveform selection data for designating the drive waveform data to be read by each of the plurality of drive signals;
The plurality of drive signal generation means read the corresponding drive waveform data to generate the drive signal,
For each drive element, select and supply one of the generated types of drive signals.
A driving method of a droplet discharge device.
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