KR20040075715A - 잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터전송 방법, 및 액체방울 토출 장치 - Google Patents

잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터전송 방법, 및 액체방울 토출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노이즈의 영향을 저감시키고, 저(低)소비전류의 잉크젯식 헤드 모듈, 잉크젯식 헤드 제어 회로, 데이터 전송 방법, 및 액체방울 토출 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열과, 상기 제 1 데이터 열에 연속되는 제 2 데이터 열을 각각 유지하는 래치 회로(111)와, 유지된 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 의거하여 상태 천이 데이터 열을 산출하는 데이터 판정부(112)를 가지며, 데이터 판정부(112)는, 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열이 동일할 때에 제 1 값의 상태 천이 데이터 열(Low)을 출력하고, 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열이 다를 때에 제 2 값의 상태 천이 데이터 열(High)을 출력한다.

Description

잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터 전송 방법, 및 액체방울 토출 장치{INKJET TYPE HEAD CONTROL CIRCUIT, INKJET TYPE HEAD MODULE, DATA TRANSMITTING METHOD, AND DROPLET DISCHARGING APPARATUS}
본 발명은 잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터 전송 방법, 및 액체방울 토출 장치에 관한 것이다.
잉크젯식 액체방울 토출 장치의 헤드부와 그 구동 장치의 개요를 도 10을 참조하여 설명한다(예를 들어, 일본국 특개2002-264366호 공보, 일본국 특개평5-116282호 공보, 일본국 특개평9-39272호 공보 참조).
도 10은 제어 주체(主體)인 정보처리 장치 본체(이하, 「구동 장치」라고 함)(910)와, 제어 대상으로 되는 헤드부(950)를 갖는 액체방울 토출 장치(900)의 개략 구성도이다. 도 10에 있어서, 구동 장치(910)는 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키기 위한 구동 신호(Vout)를 생성하는 구동 신호 발생기(915)와, 상위(上位) 장치(도시 생략)로부터 입력된 구동 데이터를 헤드부(950)로의 전송에 적합한 구조로 변환하여 직렬(serial) 출력하기 위한 데이터 유지부, 즉, 래치 회로(911) 및 시프트 레지스터(913)를 구비하고 있다. 래치 회로(911)에는 상위 장치로부터 구동용의 프린트 타이밍 신호(PTS)(print timing signal)가 입력되고, 프린트 타이밍 신호(PTS)의 상승 에지(edge)에서 입력된 구동 데이터를 수용하여 유지한다.
구동 신호 발생기(915)에 대해서는, 상위 장치로부터 프린트 타이밍 신호(PTS)를 소정 시간 지연시킨 래치 신호(LAT)가 공급된다. 또한, 구동 신호 발생기(915)에는 대략 30V 정도의 정전원(定電源) 전압(VH)이 인가되어, 구동 신호를 위한 전원으로 된다. 그리고, 데이터 버스로부터 입력된 구동 신호 데이터는, 구동 신호 발생기(915)에 의해 디지털/아날로그 변환되어 구동 신호(Vout)로서 출력된다.
한편, 헤드부(950)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 노즐마다의 구동 정보인 데이터(DATA)를 입력하기 위한 시프트 레지스터(951)와, 시프트 레지스터(951)의 데이터를 유지하기 위한 래치 회로(952)와, 구동/비(非)구동을 선택하는실렉터(953)와, 복수의 액체방울 용기의 각각에 연통(連通)하는 노즐(도시 생략)을 구동하기 위한 액추에이터를 갖는 노즐 구동부(954)를 구비하고 있다. 시프트 레지스터(951)는 입력되는 직렬 데이터인 데이터(DATA)를 병렬(parallel) 데이터로 변환한다. 래치 회로(952)는 시프트 레지스터(951)로부터 출력되는 병렬 데이터를 노즐마다 유지하기 위한 데이터 유지부이다. 또한, 실렉터(953)에는 상기 구동 신호(Vout)가 구동 장치(910)로부터 보내지며, 노즐마다 배분된 구동 정보가 「구동」일 때만 원하는 노즐에 인가되고, 「비구동」일 경우에는 인가되지 않는 구성으로 되어 있다. 노즐 구동부(954)에서는 구동 신호(Vout)가 인가된 각각의 액추에이터를 구동하여, 노즐로부터 액체방울을 토출시킨다.
로직(logic) 전원(Vcc) 및 그라운드(ground)(GND)는 전원선이다. 로직 전원(Vcc)에는 +5V 또는 +3.3V가 공급된다.
상술한 바와 같은 잉크젯식 액체방울 토출 장치가 액체방울을 토출하는 대상으로 되는 기판은 대형화가 진행되고 있다. 대상 기판의 대형화에 따라, 헤드부와 기판이 설치된 테이블이 상대 이동하는 거리, 소위 주(主)주사 거리가 장대화(長大化)하는 경향이 있다. 헤드부와 구동 장치는, 예를 들어, 플렉시블 플랫 케이블(Flexible Flat Cable)(이하, 「FFC」라고 함) 등에 의해 접속되어 있다. 주주사 거리의 장대화에 따라, FFC 등의 신호 경로도 길어진다. 그리고, 신호 경로가 길어지면, 외부로부터의 노이즈의 영향을 받는 비율이 많아진다. 노이즈의영향을 받으면 액체방울 토출 장치가 정상적인 토출 동작을 행할 수 없다는 문제가 발생한다. 또한, 생산성 향상을 목적으로 하여, 헤드부의 수나 노즐의 수가 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 헤드부에 보내기 위한 데이터 수도 많아진다. 그 결과, 구동 장치나 헤드에서의 소비전력이 많아진다는 문제도 발생한다. 예를 들면, 공업용 액체방울 토출 장치에서는, 대상 기판이 크기 때문에, 노이즈 영향의 문제 및 소비전력 증가의 문제를 무시할 수는 없다. 이들 노이즈 영향의 문제 및 소비전력 증가의 문제는, 주주사 거리가 길고, 또한, 대상 기판에 대하여 액체방울을 균일하게 연속적으로 토출하는 경우(소위 전면(全面) 도포의 경우)에 보다 현저하게 나타난다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 노이즈의 영향을 저감시키고, 저(低)소비전류의 잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터 전송 방법, 및 액체방울 토출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 구동 장치와 헤드부의 개략 구성도.
도 2는 제 1 실시예의 구동 장치의 블록도.
도 3은 제 1 실시예의 구동 장치의 논리 회로도.
도 4는 제 1 실시예의 헤드부의 블록도.
도 5는 제 1 실시예의 헤드부의 회로도.
도 6은 도트 패턴을 나타내는 도면.
도 7은 종래 기술의 데이터 전송의 타이밍차트.
도 8은 제 1 실시예의 데이터 전송의 타이밍차트.
도 9는 제 2 실시예에 따른 액체방울 토출 장치의 개략 구성도.
도 10은 종래 기술의 구동 장치와 헤드부의 개략 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 구동 장치
111 : 래치(latch) 회로
112 : 데이터 판정부
113 : 시프트 레지스터
115 : 구동 신호 발생기
150 : 헤드부
151 : 시프트 레지스터
152 : 데이터 처리부
153 : 래치 회로
154 : 실렉터(selector)
155 : 노즐 구동부
200 : 컴퓨터
201 : 파형(波形) 데이터 입력부
203 : 토출 데이터 입력부
205 : 제어 신호 입력부
206 : 타이밍 제어부
800 : 액체방울 토출 장치
810 : 베이스부(base部)
820 : X축 테이블
830 : Y축 테이블
910 : 구동 장치
915 : 구동 신호 발생기
911 : 래치 회로
913 : 시프트 레지스터
950 : 헤드부
951 : 시프트 레지스터
952 : 래치 회로
953 : 실렉터
954 : 노즐 구동부
ICLK : 내부 시프트 클록 신호
LAT : 래치 신호
PTS : 프린트 타이밍 신호
SCLK : 외부 시프트 클록 신호
SDATA : 데이터 열(列)
Vout: 구동 신호
상기 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열(列)과, 상기 제 1 데이터 열에 연속되는 제 2 데이터 열을 각각 유지하는 데이터 유지부와, 상기 유지된 상기 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 의거하여 상태 천이(遷移) 데이터 열을 산출하는 데이터 변환부를 가지며, 상기 데이터 변환부는, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 동일할 때에 제 1 값의 상태 천이 데이터 열을 출력하고, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 다를 때에 제 2 값의 상태 천이 데이터 열을 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 제어 회로를 제공할 수 있다.
종래의 헤드 제어 회로는 헤드 모듈 측에 액체방울 토출을 위한 데이터 열을 출력하고 있다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 액체방울 토출을 위한 데이터 열 대신에, 액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 따라 산출되는 상태 천이 데이터 열을 출력한다. 여기서, 상태 천이 데이터 열은, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 동일할 때는 제 1 값, 다를 때는 제 2 값을 취하는 2치(binary) 데이터이다. 상태 천이 데이터 열은, 비교되는 데이터 열 사이의 차(差)에 변화가 생긴 경우에만 값이 변화한다. 예를 들면, 제 1 데이터 열, 제 2 데이터 열, …, 제 n 데이터 열이 동일한 값일 경우는, 비교되는 데이터 열 사이의 차는 일정하여 변화가 없다. 따라서, 이 경우에 상태 천이 데이터 열은 제 1 값을 계속하여 유지한다. 그리고, 상태 천이 데이터 열은, 비교되는 데이터 열 사이의 차에 변화가 생긴 경우에만 제 2 값으로 변화한다. 이와 같이, 상태 천이 데이터 열은 원래의 데이터 열 사이의 변화 정보만을 반영하는 것이다. 예를 들면, 대상 기판을 전면 도포할 경우는, 동일한 데이터 열(토출 데이터)을 연속하여 헤드 모듈에 출력한다. 이 경우, 데이터 열에 변화가 없기 때문에 상태 천이 데이터 열의 정보량은 상당히 적아서 좋다. 그리고, 헤드 제어 회로의 데이터 변환부는 유지된 액체방울 토출을 위한 데이터 열을 상태 천이 데이터 열로 변환한다. 이것에 의해, 적은 정보량으로 정확한 액체방울 토출을 행할 수 있다. 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 주주사 거리가 긴 경우에도 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 소비전력도 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 상기 잉크젯식 헤드 제어 회로는, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 상기 상태 천이 데이터 열을 출력하는 구동 장치에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동 장치와 헤드 모듈을 접속하는 것만으로 상태 천이 정보를 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 상기 잉크젯식 헤드 제어 회로는, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 상기 상태 천이 데이터 열을 출력하는 구동 장치에 접속되어 있는 컴퓨터 내에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 구동 장치의 조밀화(稠密化)가 도모되어, 장치 전체를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 있어서, 액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 따라 산출되는 상태 천이 데이터 열을 유지하는 데이터 유지부와, 상기 유지된 상기 상태 천이 데이터 열을 액체방울 토출을 위한 데이터 열로 변환하는 데이터 변환부를 가지며, 상기 데이터 변환부는, 상기 상태 천이 데이터 열이 제 1 값일 때에 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열은 동일하다고 판정하고, 상기 상태 천이 데이터 열이 제 2 값일 때에 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열은 다르다고 판정하는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 모듈을 제공할 수 있다. 종래 기술의 헤드 모듈은 구동 장치 측으로부터의 액체방울 토출을 위한 데이터 열에 의거하여 액체방울의 토출을 행하고 있다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 헤드모듈은 상술한 상태 천이 데이터 열을 구동 장치 측으로부터 수취한다. 그리고, 데이터 변환부는 상태 천이 데이터 열을 액체방울 토출을 위한 데이터 열로 변환한다. 이 때문에, 정보량이 저감된 상태 천이 데이터 열에 의거하여 정확한 액체방울 토출을 행할 수 있다. 그 결과, 주주사 거리가 긴 경우에도 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 소비전력도 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상술한 잉크젯식 헤드 제어 회로와 상술한 잉크젯식 헤드 모듈 사이를 인터페이스하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법을 제공할 수 있다. 이것에 의해, 잉크젯식 헤드 제어 회로와 상술한 잉크젯식 헤드 모듈 사이에서 전송되는 데이터는, 정보량이 압축된 상태 천이 정보를 출력 및 입력할 수 있다. 그 결과, 주주사 거리가 긴 경우에도 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 소비전력도 저감시킬 수 있다. 특히, 동일 노즐에 동일한 데이터를 반복하여 전송할 경우에는, 보다 큰 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상술한 잉크젯식 헤드 제어 회로와 상술한 잉크젯식 헤드 모듈을 갖는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치를 제공할 수 있다. 본 액체방울 토출 장치는 상술한 잉크젯식 헤드 제어 회로와 잉크젯식 헤드 모듈을 조합하여 구비하고 있다. 이것에 의해, 헤드 제어 회로로부터 헤드 모듈로는 정보량이 적은 상태 천이 정보를 출력할 수 있다. 그 결과, 주주사 거리가 긴 경우에도 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 소비전력도 저감시킬 수 있다.
(제 1 실시예)
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예를 설명한다. 우선, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 잉크젯식 헤드 제어 회로(105)를 갖는 구동 장치(110)의 개요를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 제어 주체인 정보처리 장치 본체로서의 잉크젯식 헤드 모듈의 구동 장치(이하, 「구동 장치」라고 함)(110)와, 제어 대상으로 되는 헤드부(150)를 갖는 액체방울 토출 장치(100)의 설명도이다. 도 1에 있어서, 구동 장치(110)는 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키기 위한 구동 신호(Vout)를 생성하는 구동 신호 발생기(115)와, 상위 장치(도시 생략)로부터 입력된 데이터 열을 헤드부(150)로의 전송에 적합한 구조로 변환하여 직렬 출력하기 위한 데이터 유지부, 즉, 래치 회로(111) 및 시프트 레지스터(113)를 구비하고 있다. 래치 회로(111)에는 상위 장치로부터 구동용의 프린트 타이밍 신호(PTS)가 입력되고, 프린트 타이밍 신호(PTS)의 상승 에지에서 입력된 구동 데이터를 수용하여 유지한다.
구동 신호 발생기(115)에 대해서는, 상위 장치로부터 프린트 타이밍 신호(PTS)를 소정 시간 지연시킨 래치 신호(LAT)가 공급된다. 또한, 구동 신호 발생기(115)에는 대략 30V 정도의 정전원 전압(VH)이 인가되어, 구동 신호를 위한 전원으로 된다. 그리고, 데이터 버스로부터 입력된 구동 신호 데이터는, 구동 신호발생기(115)에 의해 디지털/아날로그 변환되어 구동 신호(Vout)로서 출력된다.
또한, 데이터 변환부인 데이터 판정부(112)는 유지된 데이터 열의 내용에 대해서 판정한다. 데이터 판정부(112)의 상세에 대해서는 후술한다. 클록 신호 생성부(도시 생략)는 구동 장치(110) 내의 시프트 레지스터(113)를 구동하기 위한 내부 시프트 클록 신호(ICLK), 및 헤드부(150) 내의 시프트 레지스터(151)를 구동하기 위한 외부 시프트 클록 신호(SCLK)를 생성한다. 그리고, 시프트 레지스터(113)는 병렬의 상태 천이 데이터 열을 직렬의 데이터 열(SDATA)로 변환하여 헤드부(150)에 출력한다. 상태 천이 데이터 열의 상세에 대해서는 후술한다.
다음으로, 헤드부(150)의 개략 구성을 설명한다. 헤드부(150)에는, 직렬 변환된 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)이 입력되는 시프트 레지스터(151)가 설치되어 있다.
또한, 헤드부(150)는 복수의 액체방울 용기의 각각에 연통하는 노즐(도시 생략)을 구동하기 위한 액추에이터를 갖는 노즐 구동부(155)와, 구동 노즐을 선택하는 실렉터(154)를 구비하고 있다. 실렉터(154)의 전단(前段)에는 구동 장치(110)로부터 보내지는 데이터 열(SDATA)이 노즐마다 처리된 후에 유지하기 위한 데이터 유지부, 즉, 래치 회로(153)가 설치되어 있다. 실렉터(154)의 신호 입력에는 구동 장치(110)로부터 보내진 구동 신호(Vout)가 인가된다. 실렉터(154)의 선택 입력에는 노즐마다 배분된 구동 정보가 각각 인가되는 구성으로 되어 있다. 노즐 구동부(155)에서는 구동 신호(Vout)가 인가된 각각의 액추에이터를 구동하여, 노즐로부터 액체방울을 토출시킨다.
래치 회로(153)에 입력되는 래치 신호(LAT)는, 예를 들어, 64노즐 헤드에서 외부 시프트 클록 신호(SCLK)의 주파수가 1[㎒]라고 하면, 64[㎲] 이상의 주기로 구동 신호(Vout)와 동기하여 액티브(active)로 되는 신호이며, 이 래치 주기 내에 다음 주기의 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)이 시프트 레지스터(151)를 통하여 데이터 변환부인 데이터 처리부(152)에 입력된다. 데이터 처리부(152)는 상태 천이 데이터 열에 의거하여 액체방울 토출을 위한 데이터 열을 산출한다. 데이터 처리부(152)의 상세에 대해서는 후술한다. 데이터 처리부(152)로부터의 액체방울 토출을 위한 데이터 열은 래치 회로(153)에 래치되어, 실렉터(154)에 입력된다.
이상의 구성에서의 동작 타이밍은, 래치 신호(LAT)가 액티브로 될 때마다, 구동 신호(Vout)와 1래치 주기 전의 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)이 구동 장치(110)로부터 헤드부(150)로 전송된다. 헤드부(150)에서는 전송된 각종 신호나 데이터 열(SDATA)에 의거하여 상기 노즐을 구동하여, 피(被)인쇄 매체의 소정 영역에 각각 액체방울을 분사한다.
도 2의 (a)는 본 실시예의 액체방울 토출 장치(100)의 개략 블록도이다. 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 컴퓨터(200)로부터의 제어 신호는 전용(專用) 버스인 PCI 버스를 통하여 구동 장치(110)에 보내진다. 구동 장치(110)와 헤드부(150)는 FFC에 의해 접속되어 있다. 도 2의 (b)는 구동 장치(110)의 개략 블록도이다. 파형 데이터 입력부(201)에 헤드로부터 토출하는 액체방울 양에 따른 데이터가 입력된다. 구동 신호 발생기(115)는, 입력된 데이터에 의거하여 액체방울 토출량에 따른 파형의 신호를 생성하여, Vout신호로서 출력한다. 또한, 토출 데이터 입력부(203)에 입력된 데이터는 래치 회로(데이터 저장부)(111)에 일단 저장된다. 데이터 판정부(112)는 유지된 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 의거하여 상태 천이 데이터 열을 산출한다. 구체적으로는, 데이터 판정부(112)는, 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열이 동일할 때에 제 1 값(Low)의 상태 천이 데이터 열을 출력하고, 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열이 다를 때에 제 2 값(High)의 상태 천이 데이터 열을 출력한다. 또한, 제어 신호 입력부(205)에는 액체방울의 토출 타이밍에 따른 프린트 타이밍 신호(PTS)가 입력된다. 타이밍 제어부(206)는 입력된 프린트 타이밍 신호(PTS)에 의거하여 래치 신호(LAT)를 생성한다. 래치 신호(LAT)는 구동 신호 발생기(115)에 입력되고, 또한, FFC를 통하여 외부에 출력된다. 또한, 타이밍 제어부(206)는 프린트 타이밍 신호(PTS)를 트리거(trigger)로 하는 제어 신호를 래치 회로(111)와 클록 신호 생성부(114)에 공급한다. 클록 신호 생성부(114)는 시프트 레지스터(113)의 시프트 클록인 내부 시프트 클록 신호(ICLK)와, 외부 시프트 레지스터의 시프트 클록인 외부 시프트 클록 신호(SCLK)를 생성한다.
도 3에 데이터 판정부(112)의 회로를 논리기호로 나타낸다. 데이터 판정부(112)는 래치 회로(111)로부터의 제 1 데이터 열(Qx)(x=1∼n)의 값과, 제 1 데이터 열에 연속하여 입력되는 제 2 데이터 열(Dx)의 값을 비교한다. 그리고, 제1 데이터 열과 제 2 데이터 열이 동일한 값일 때는, 상태 천이 데이터 열로서 0을 출력한다. 구체적으로는, 예를 들어, 제 1 데이터 열이 모두 토출 데이터(예를 들어, 1)이며, 제 2 데이터 열이 모두 토출 데이터(예를 들어, 1)일 때는, 상태 천이 데이터 열은 0으로 된다. 또한, 리셋 신호(RESET)는 전원 온(on) 시에 초기 상태로 하기 위한 신호이다.
다음으로, 헤드부(150)에 대해서 도 4에 의거하여 설명한다. 도 4는 헤드부(150)의 개략 블록도이다. 구동 장치(110) 측으로부터 직렬 입력된 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)은 시프트 레지스터(151)에 의해 병렬 변환되어 출력된다. 그리고, 데이터 열은 데이터 처리부(152)에 병렬로 입력된다. 데이터 처리부(152)는 액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 따라 산출되는 상태 천이 데이터 열을 유지하는 데이터 유지부인 래치 회로(153)와 접속되어 있다. 그리고, 데이터 처리부(152)는 래치 회로(153)에 유지된 상태 천이 데이터 열을 액체방울 토출을 위한 데이터 열로 변환한다.
구체적으로는, 데이터 변환부(152)는, 상태 천이 데이터 열이 제 1 값(Low)일 때에 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열은 동일하다고 판정하고, 상태 천이 데이터 열이 제 2 값(High)일 때에 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열은 다르다고 판정한다. 변환된 액체방울 토출을 위한 데이터 열은 래치 회로(153)에 래치된다. 다음으로, 토출의 타이밍에 맞추어, n개의 실렉터(S1∼Sn)에 병렬로 입력된다. 각 실렉터(S1∼Sn)는 아날로그 스위치로 구성되어 있다. 그리고, 구동 장치(110) 측의 구동 신호 발생기(115)로부터의 신호가 모든 실렉터(S1∼Sn)에 입력된다. 다음으로, 실렉터(S1∼Sn)에 각각 입력되는 변환된 액체방울 토출을 위한 데이터 열의 내용에 따라, 대응하는 노즐(N1∼Nn)로부터 액체방울이 토출된다. 구체적으로는, 실렉터의 선택 입력이 1(High)일 때에 입력 신호를 그대로 출력하고, 실렉터의 선택 입력이 0(Low)일 때에는 입력 신호를 출력하지 않는다. 따라서, 액체방울 토출을 위한 데이터가 1인 노즐에 대해서만 액체방울이 토출된다.
도 5는 헤드부(150)의 데이터 처리부(152)의 회로도이다. 데이터 처리부(152)는, 시프트 레지스터(151)로부터의 각 데이터선에 대해서, 도 3에서 나타낸 회로와 동일한 회로가 설치되어 있다. 이것에 의해, 데이터 처리부(152)는 구동 장치(110) 측의 데이터 판정부(112)와 동일한 동작을 행할 수 있다. 그 결과, 데이터 처리부(152)는 상태 천이 데이터 열을 액체방울 토출을 위한 데이터 열로 복원(復元)할 수 있다.
본 실시예의 구동 장치(110)에 대해서 도 6, 도 7, 도 8에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 도 6은 8개의 노즐 헤드로부터 액체방울을 토출할 경우의 도트 패턴을 나타낸다. 도 6에 있어서, 흑색 도트는 액체방울을 토출하는 토출 데이터, 백색 도트는 액체방울을 토출하지 않는 비토출 데이터에 상당한다. 열 T1의 데이터 열은 제 1 행(N1)∼제 8 행(N8)의 8개 데이터로 구성되어 있다. 그리고, 열 T1의 액체방울 토출이 종료되면, 열 T2에 나타낸 액체방울 토출이 실행된다. 이 공정을 차례로 반복하여 최종 열인 열 T17에서 종료한다. 도 6에서 나타낸 바와 같은 도트 패턴은 토출 데이터(=1)가 차지하는 비율이 높은, 소위 전면 도포에 가까운 경우이다. 이러한 전면 도포의 대표적인 예로서는, 포토레지스트를 대상 기판의 전면에 도포하는 경우, 렌즈 표면에 하드코트를 실시하는 경우, 액정 기판의 오버코트 영역에 균일하게 액체방울을 토출하는 경우 등을 들 수 있다.
우선, 도 7의 (a)∼(h)에 종래 기술의 데이터 전송의 타이밍차트를 나타낸다. 여기서, 각 행인 N1∼N8은 노즐에 대응하고 있으며, 예를 들어, N1은 1번 노즐, N8은 8번 노즐이다. 도 7의 (a)∼(d)는 프린트 개시의 3개의 열 T1∼T3의 타이밍차트, 도 7의 (e)∼(h)는 프린트 종료의 3개의 열 T15∼T17의 타이밍차트를 각각 나타내고 있다. 예를 들면, 가장 처음의 열 T1에 주목하면, 제 3 행(N3)과 제 4 행(N4)은 백색 도트로 나타내는 비토출 데이터, 그 이외의 행(N1, N2, N5∼N8)은 흑색 도트로 나타내는 토출 데이터이다. 이 제 1 열(T1)에서는, 제 3 행(N3) 및 제 4 행(N4)일 때에는 데이터 열(SDATA)로서 비토출 데이터(=0), 그 이외의 행(N1, N2, N5∼N8)일 때에는 토출 데이터(=1)가 구동 장치(110)로부터 헤드부(150)에 출력된다.
또한, 제 2 열(T2)에 대해서 살펴보면, 모든 행(N1∼N8)이 흑색 도트로 나타내는 토출 데이터(=1)이다. 또한, 최종 열 T17에 대해서 살펴보면, 모든 행(N1∼N8)이 백색 도트로 나타내는 비토출 데이터(=0)이다. 종래 기술에서는, 구동 장치(110)의 시프트 레지스터(113)에 입력되는 데이터 열의 내용에 관계없이, 항상 입력된 데이터 열이 그대로 출력되고 있다. 이 때문에, 구동 장치(110)와 헤드부(150) 사이의 데이터의 정보량이 많아지게 된다. 따라서, 구동 장치(110)와 헤드부(150) 사이의 주주사 거리가 길어지면, 노이즈의 영향을 받는 비율이 증가하게 된다. 또한, 데이터의 정보량 증가에 따라, 전력 소비량도 증가하게 된다. 이것은 도 6에서 나타낸 바와 같은 토출 데이터(=1)가 차지하는 비율이 높은, 소위 전면 도포에 가까운 도트 패턴의 경우에 보다 현저하게 나타난다.
다음으로, 본 실시예에 따른 구동 장치(110)의 데이터 전송 방법의 타이밍차트를 도 8의 (a)∼(h)에 나타낸다. 도 8의 (a)∼(d)는 프린트 개시의 3개의 열 T1∼T3의 타이밍차트, 도 8의 (e)∼(h)는 프린트 종료의 3개의 열 T15∼T17의 타이밍차트를 각각 나타내고 있다. 예를 들면, 가장 처음의 열 T1에 관해서는, 상술한 종래 기술의 타이밍차트(도 7의 (a)의 열 T1)와 동일하다. 이것에 대하여, 제 2 열(T2)에 대해서 살펴보면, 모든 행(N1∼N8)이 흑색 도트로 나타내는 토출 데이터(=1)이다.
여기서, 각 행에 대해서 제 1 열(T1)과 제 2 열(T2)을 비교한다. 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 제 1 열(T1)과 제 2 열(T2)은 모두 토출 데이터(=1)이며 동일한 내용이다. 이 때문에, 도 8의 (c)의 제 2 열(T2)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)로서 제 1 값(Low)을 출력한다. 이것에 대하여, 제 1 열(T1)과 제 2 열(T2)의 행(N3, N4)에 관해서는, 비토출 데이터(=0)로부터 토출 데이터(=1)로 변화하여, 데이터가 상이하다. 이 때문에, 도 8의 (c)의 제 2 열(T2)의 데이터 열(SDATA)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N3, N4)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 2 값(High)을 출력한다.
다음으로, 제 2 열(T2)과 제 3 열(T3)을 비교한다. 제 2 열(T2)과 제 3 열(T3)은 모두 토출 데이터(=1)이며, 동일한 내용이다. 이 때문에, 도 8의 (c)의제 3 열(T3)의 데이터 열(SDATA)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N1∼N8)에 관하여, 상태 천이 데이터 열로서 제 1 값(Low)을 출력한다.
또한, 최종 열로부터 세어서 3번째의 열 T15의 경우를 도 8의 (g)의 제 15 열(T15)에 나타낸다. 제 14 열(T14)과 제 15 열(T15)을 비교한다. 행(N1∼N8)에 관해서는, 제 14 열(T14)과 제 15 열(T15)은 모두 토출 데이터(=1)이며 동일한 내용이다. 이 때문에, 도 8의 (g)의 제 15 열(T15)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N1∼N8)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 1 값(Low)을 출력한다.
다음으로, 제 15 열(T15)과 제 16 열(T16)을 비교한다. 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 제 1 열(T1)과 제 2 열(T2)은 토출 데이터(=1)로부터 비토출 데이터(=0)로 변화하여, 데이터가 상이하다. 이 때문에, 도 8의 (g)의 제 16 열(T16)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 2 값(High)을 출력한다. 이것에 대하여, 제 15 열(T15)과 제 16 열(T16)의 행(N3, N4)에 관해서는, 모두 토출 데이터(=1)이며, 동일한 내용이다. 이 때문에, 도 8의 (g)의 제 16 열(T16)의 데이터 열(SDATA)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N3, N4)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 1 값(Low)을 출력한다.
또한, 최종 열 T17의 경우를 도 8의 (g)의 제 17 열(T17)에 나타낸다. 제 16 열(T16)과 제 17 열(T17)을 비교한다. 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 제 1 열(T1)과 제 2 열(T2)은 모두 비토출 데이터(=0)이며, 동일한 내용이다. 이 때문에, 도 8의 (g)의 제 17 열(T17)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N1, N2, N5∼N8)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 1 값(Low)을 출력한다. 이것에 대하여, 제 16 열(T16)과 제 17 열(T17)의 행(N3, N4)에 관해서는, 토출 데이터(=1)로부터 비토출 데이터(=0)로 변화하고 있어, 내용이 상이하다. 이 때문에, 도 8의 (g)의 제 17 열(T17)의 데이터 열(SDATA)에 나타낸 바와 같이, 데이터 판정부(112)는, 행(N3, N4)에 관해서는, 상태 천이 데이터 열로서 제 2 값(High)을 출력한다.
도 8의 (c) 및 (g)로부터 명확히 알 수 있듯이, 본 실시예의 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)은 원래의 토출 데이터 및 비토출 데이터와 비교하여 정보량이 상당히 적어지고 있다. 상술한 바와 같이, 상태 천이 데이터 열은, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 동일할 때는 제 1 값, 다를 때는 제 2 값을 취하는 2치 데이터이다. 상태 천이 데이터 열은 비교되는 데이터 열 사이의 차에 변화가 생긴 경우에만 값이 변화한다. 상태 천이 데이터 열은 원래의 데이터 열 사이의 변화 정보만을 반영하는 것이다. 이것에 의해, 적은 정보량으로 정확한 액체방울 토출을 행할 수 있다. 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 주주사 거리가 긴 경우에도 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다. 또한, 상태 천이 데이터 열의 정보량은 적기 때문에, 소비전력도 저감시킬 수 있다. 특히, 동일 노즐에 동일한 데이터를 반복하여 전송할 경우에는, 보다 큰 효과를 기대할 수 있다. 또한, 데이터 전송에 관해서는 종래대로 High 액티브의 신호로 했지만, Low 액티브로 할 수도 있다. 이 경우, 보내는 측에 H-L 변환, 받는 측에 L-H 변환의 로직을입력하는 것이 좋다.
또한, 본 실시예에 있어서, 상기 잉크젯식 헤드 제어 회로(105)는, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 헤드부(150)에 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)을 출력하는 구동 장치(110)에 설치되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 헤드 제어 회로(105)는 헤드부(150)에 상태 천이 데이터 열인 데이터 열(SDATA)을 출력하는 구동 장치(110)에 접속되어 있는 컴퓨터(200)(도 2의 (a)) 내에 설치되어 있는 구성일 수도 있다. 이것에 의해, 컴퓨터(200)로부터 상태 천이 데이터 열이 구동 장치에 출력된다.
그 결과, 구동 장치는 종래 기술의 구성의 것을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 컴퓨터(200)는 데이터의 변환을 회로 기판 대신에 소프트웨어적으로 실행하여 처리할 수도 있다. 또한, 헤드 제어 회로(105)가 설치되어 있는 컴퓨터는 구동 장치(110)를 제어하는 컴퓨터(200) 이외의 다른 컴퓨터일 수도 있다.
(제 2 실시예)
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액체방울 토출 장치의 개략 구성을 도 9에 나타낸다. 본 액체방울 토출 장치는 액체방울로서 잉크를 이용하는 것이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 액체방울 토출 장치(800)는 베이스부(810)를 갖고 있다. 이 베이스부(810) 위에는, 액체방울 토출 대상, 예를 들어, 표시 장치에 이용되는 컬러 필터를 탑재하는 Y축 테이블(820)이 설치되어 있다. Y축 테이블(820)은 도 9의 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성되어 있다. 또한, Y축 테이블(820)의 위쪽에는 도 9의 X축 방향으로 이동 가능하게 형성되어 있는 X축 테이블(830)이 설치되어 있다.X축 테이블(830)에는, 액체방울 토출부인 상기 제 1 실시예에서 나타낸 잉크젯식 헤드부(150)가 설치되어 있다. 또한, 헤드부(150)와 FFC에 의해 접속되어 있는 상기 제 1 실시예에서 나타낸 구동 장치도 설치되어 있다(도시 생략). 잉크젯식 헤드부(150)는 X축 테이블(830)에 의해 X축 방향으로 이동할 수 있다. 그리고, 헤드부(150)의 잉크 노즐로부터 잉크젯 방식에 의해 잉크가 토출된다. 구체적으로는, 헤드부(150)의 내부에 설치된 압전 소자에 전압이 인가되고, 압전 소자가 진동함으로써 잉크 노즐로부터 잉크가 토출된다. 본 실시예의 액체방울 토출 장치(800)에 의하면, 노이즈의 영향이 저감되고, 저소비전력을 달성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있는 저(低)소비전류의 잉크젯식 헤드 제어 회로, 잉크젯식 헤드 모듈, 데이터 전송 방법, 및 액체방울 토출 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열(列)과, 상기 제 1 데이터 열에 연속되는 제 2 데이터 열을 각각 유지하는 데이터 유지부와,
    상기 유지된 상기 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 의거하여 상태 천이(遷移) 데이터 열을 산출하는 데이터 변환부를 가지며,
    상기 데이터 변환부는, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 동일할 때에 제 1 값의 상태 천이 데이터 열을 출력하고, 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열이 다를 때에 제 2 값의 상태 천이 데이터 열을 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 제어 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯식 헤드 제어 회로는, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 상기 상태 천이 데이터 열을 출력하는 구동 장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 제어 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯식 헤드 제어 회로는, 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 상기 상태 천이 데이터 열을 출력하는 구동 장치에 접속되어 있는 컴퓨터 내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 제어 회로.
  4. 복수의 노즐로부터 액체방울을 토출시키는 잉크젯식 헤드 모듈에 있어서,
    액체방울 토출을 위한 제 1 데이터 열과 제 2 데이터 열에 따라 산출되는 상태 천이 데이터 열을 유지하는 데이터 유지부와,
    상기 유지된 상기 상태 천이 데이터 열을 액체방울 토출을 위한 데이터 열로 변환하는 데이터 변환부를 가지며,
    상기 데이터 변환부는, 상기 상태 천이 데이터 열이 제 1 값일 때에 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열은 동일하다고 판정하고, 상기 상태 천이 데이터 열이 제 2 값일 때에 상기 제 1 데이터 열과 상기 제 2 데이터 열은 다르다고 판정하는 것을 특징으로 하는 잉크젯식 헤드 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯식 헤드 제어 회로와, 제 4 항에 기재된 잉크젯식 헤드 모듈 사이를 인터페이스(interface)하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 잉크젯식 헤드 제어 회로와, 제 4 항에 기재된 잉크젯식 헤드 모듈을 갖는 것을 특징으로 하는 액체방울 토출 장치.
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