JP5082199B2 - インクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムベースのカラーフィルター製造やガラスベースのカラーフィルター製造に用いられるインクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法に関するものである。

従来、ノズルに圧電素子を備えた順次吐出して記録するマルチドロップ方式のインクジェットプリンタを利用して記録する場合、インクジェットヘッドのノズルから定められた液量のインクを複数回の吐出動作を行ない、インクの供給量のコントロールを行っていた（特許文献１、２）。
特開２００３−１４５８０５号公報 特開２００４−１７４８４９号公報

上述したマルチドロップ方式のインクジェットヘッドでは、吐出動作を行なう動作数は、決められた階調数の範囲内で設定が可能である。そこで、設定できる範囲よりインクの吐出量を増加させるためには、同じインクジェットヘッドを重ねて接続し、同じ位置に重ねてインクを吐出させる方法と、一個のヘッドから吐出させることのできる階調数を増やし、吐出できる量を増やすという方法がある。

しかし、同じインクジェットヘッドを重ねて接続させた場合、ヘッドの使用個数が増えてしまい、よってメンテナンスを行なう個数が増えて生産性が低くなる。また、システム全体のコストが上がってしまう。

このことから、ヘッドから吐出させることができる階調数を増やすには、ビット数を上げていかなければいけない。ビット数を上げていくと、シリアル伝送の場合には、データを伝送する１グループのビット数はシェアウェーブモードの場合、おおよそ
ビット数＝ビット×ノズル÷３
の式で求まるが、これに示されるように、ビット数を上げていくとデータの転送速度が遅くなる。また次に吐出できるまでの最短時間が延びてしまうため、タクト時間が増えてくる（図４参照）。

一方、パラレル転送で行なう場合は、シリアル転送と違い、転送連度が遅くなることや、また吐出できるまでの最短時問が延びてしまうことはない。しかし、ビット数分の信号線を増やさなければいけないため、回路の規模が大きくなってしまい、ヘッド単価が上がってしまい、結局、システムコストの増大につながる。

以上の点を図１、２に基づいて説明する。図１に示すように、上記シェアウェーブモードのインクジェットヘッド１は、Ａ，Ｂ，Ｃ列を繰り返し順次吐出を行なうインクジェットヘッドである。

このインクジェットヘッドから吐出されるまでの簡単な動作フローを図２に示す。フローは、まずインクジェットヘッドから吐出するためのデータ（吐出データであり吐出階調数である）を受け、そのデータをＡ相ラインバッファに転送する。その転送されたデータに基づいてＡ相ノズルから吐出を開始する。また、Ａ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＡ相ラインバッファからＢ相ラインバッファに転送する。Ａ相ノズルから吐出終了後、Ｂ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。また、Ｂ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＢ相ラインバッファからＣ相ラインバッファに転送する。Ｂ相ノズルから吐出終了後、Ｃ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。また、Ｃ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＡ相ラインバッファに転送する。Ｃ相ノズルから吐出終了後、ラインカウンターにて設定回数ライン吐出を行なったかどうかの判定を行ない、Ａ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。以下、前述した動作をライン数分繰り返し行ない、画像を作成する。

、
このような動作フローをするインクジェットヘッドにおいて、階調数を増やして吐出させたい場合、ビット数を上げてしまうとデータの転送速度が遅くなる。またパラレル伝送にすると回路規模が大きくなってしまいシステムコストの増大につながるなどの課題がある。
そこで本発明は上記事情に鑑み、ビット数を増やすことなく多階調での吐出が行えるようにすることを課題とし、コストの上昇のないインクジェット塗工機にて各種カラーフィルタを製造することを目的とする。

本発明は上記課題を考慮してなされたもので、フィルムベースのカラーフィルター製造またはガラスベースのカラーフィルター製造に用いられるインクジェット塗工機のインクジェットヘッドに吐出データを転送するに際し、吐出データである吐出階調数が対応する０を含む階調値を、該階調値を変化させるデータを有した吐出データパラメータの前記データに基づいて、インクジェットヘッド内の演算回路で吐出階調数増加方向に演算して多階調化し、多階調化された吐出データを前記インクジェットヘッドに転送し、前記インクジェットヘッドは、微小ドロップレットを階調値に基づいて画素毎に複数回連続吐出させることによって一回の吐出量を変化させて、階調値を変化させるマルチドロップインクジェットヘッドであることを特徴とするインクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法を提供して、上記課題を解消するものである。

そして、上記発明において、吐出データの転送を、シリアル伝送またはパラレル伝送で行なうことが良好である。

本発明によれば、吐出データパラメータに事前にデータを組み込んでおくことにより、ビット数を上げることなく希望する吐出量をコントロールすることができるようになり、ビット数を増やすことなく、即ちインクジェット塗工機の機械構成などを大きく変更させることなく多階調化された吐出が行えるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。

つぎに本発明を詳細に説明する。
本発明のインクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法に係る一つの実施の形態では、４ビット、即ち、０を含む１〜１５までの１６階調値に、階調値を変化させるためのデータを格納した吐出データパラメータファイルが用意されている。そして、吐出階調数に対応した吐出データをインクジェット塗工機のインクジェットヘッド側に転送するに際して、その吐出データを、吐出データパラメータ内に書き込まれているデータに基づいて、インクジェットヘッド内の演算回絡で、吐出階調数増加方向に演算して多階調化し、多階調化された吐出データを前記インクジェットヘッドに転送することにより、４ビットで通常の階調値以上の吐出を行なうことができるように設けられているものである。

本発明の方法で用いるインクジェット塗工機のインクジェットヘッドは、図１で説明したシェアウェーブモードのインクジェットヘッドであり、Ａ，Ｂ，Ｃ列を繰り返し順次吐出を行なうインクジェットヘッドである。

このインクジェットヘッドから吐出されるまでの簡単な動作フローを図３に示す。このフローでは、まずインクジェットヘッドから吐出するためのデータをインクジェットヘッド側の演算回路で受け、その演算回路で後述の多階調化されたデータとされ、そのデータをＡ相ラインバッファに転送する。その転送されたデータに基づいてＡ相ノズルから吐出を開始する。また、Ａ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＡ相ラインバッファからＢ相ラインバッファに転送する。Ａ相ノズルから吐出終了後、Ｂ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。また、Ｂ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＢ相ラインバッファからＣ相ラインバッファに転送する。Ｂ相ノズルから吐出終了後、Ｃ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。また、Ｃ相ノズルから吐出開始と同時に、吐出するためのデータをＡ相ラインバッファに転送する。Ｃ相ノズルから吐出終了後、ラインカウンターにて設定回数ライン吐出を行なったかどうかの判定を行ない、Ａ相ノズルに転送したデータに基づいて吐出開始する。以下、前述した動作をライン数分繰り返し行ない、画像を作成する。

本実施の形態では上述したように１６階調値の中の必要な吐出するデータをラインバッファに送る間に演算回路の動作を加え、吐出させたい量に変更したデータを各ノズルに送っているようにしている。

上記演算回路に対して吐出データパラメータファイルが用意されていて、吐出階調数増加方向の演算手法として加算が設定されているものとすることができる。階調値を変化させるための吐出データパラメータ内の、例えばｄａｔｅ１に「ｎ」が入っていた場合、０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「ｎ」を加算する。即ち、０＋ｎ，１＋ｎ，２＋ｎ，３＋ｎ，４＋ｎ，５＋ｎ，６＋ｎ，７＋ｎ，８＋ｎ，９＋ｎ，１０＋ｎ，１１＋ｎ，１２＋ｎ，１３＋ｎ，１４＋ｎ，１５＋ｎとなる。
例えば、ｄａｔｅ１に「８」が入っていた場合は、０を含む１〜１５までの１６階調全てに「８」を加算する。即ち、０〜１５の階調値の範囲が８〜２３で１画素形成することができる。

また、吐出階調数増加方向の演算手法として乗算が設定されているものとすることができる。階調値を変化させるための吐出データパラメータ内、例えばｄａｔｅ２に「ｍ」が入っていた地合、０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「ｍ」を乗算する。即ち、０×ｍ，１×ｍ，２×ｍ、３×ｍ，４×ｍ，５×ｍ、６×ｍ，７×ｍ，８×ｍ、９×ｍ，１０×ｍ，１１×ｍ、１２×ｍ，１３×ｍ，１４×ｍ、１５×ｍとなる．
例えば、ｄａｔｅ２に「３」が入っていた場合は、０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「３」を乗算する。即ち、０〜１５の階調値の範囲が０から３置きに４５までの範囲で１画素形成することができる。

さらに、吐出階調数増加方向の演算手法として加算と乗算とが設定されているものとすることができる。階調値を変化させるための吐出データパラメータ内の、例えばｄａｔｅ３に「ａ」、ｄａｔｅ４に「ｂ」が入っていた場合、０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「ｂ」を乗算しその後「ａ」を加算する。即ち、（０×ｂ）＋ａ，（１×ｂ）＋ａ，（２×ｂ）＋ａ，（３×ｂ）＋ａ，（４×ｂ）＋ａ，（５×ｂ）＋ａ，（６×ｂ）＋ａ，（７×ｂ）＋ａ，（８×ｂ）＋ａ，（９×ｂ）＋ａ，（１０×ｂ）＋ａ，（１１×ｂ）＋ａ，（１２×ｂ）＋ａ，（１３×ｂ）＋ａ，（１４×ｂ）＋ａ，（１５×ｂ）＋ａとなる。
例えば、ｄａｔａ３に「１５」、ｄａｔｅ４に「２」が入っていた場合は、０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「２」を乗算しその後「１５」を加算する。即ち、０〜１５の階調値の範囲が１５から２置きに４５までの範囲で１画素形成することができる。

その他、加算．乗算を多種に細み合わせることにより、希望の吐出量をコントロールすることができる。

具体的な実施例を説明する。実施例で使用したインクジェットヘッドは、下記に示す通りの動作をするものである。
ベースクロック：２５ＭＨｚ
有効ノズル：３９９
４ビット１６階調、マルチドロップ式
ＰＺＴシェアモード、ドロップオンデマンドインクジェット方式

図３の演算回路には０を含む１〜１５までの１６階調値全てに「２」を乗算するデータをセットしている。今回実施したデータは、１５に２を乗算させた「３０」で吐出を行った。

比較例として従来の吐出されるまでの波形データを図４に示す。波形は、印字開始トリガー信号が発生してから、Ａ，Ｂ，Ｃ相の吐出タイミング信号が発生する。このとき、吐出タイミング信号のＡ，Ｂ、Ｃ相位置で吐出データが印字される。印字されるデータは、従来の４ビット１６階調の範囲で１画素を形成している。

実施例での吐出されるまでの波形データを図５に示す。図４に比べ、吐出タイミング信号が発生すると、次の信号までの時間は変わらずに吐出データが増えている。
これは、同階調値と同じになるよう５ビットに増やした場合、ベースクロックは２５ＭＨｚなので、１ビットは４０ｎｓかかる。これより、１グループのビット数を転送するためには上記式であった通り、４ビットと５ビットでは１３３ビット数の違いがある。５ビットに増やすと、
４０ｎｓ×１３３＝６３２０ｎｓ
１グループあたり転送時間が増えてしまう。

実施した結果、ステージの搬送速度を低下させることなく吐出を行なうことができる。また、ドロップ量は１画素３０回吐出させた吐出体積は、規定量と殆ど変わりはなく吐出することができる。

シェアウェーブモードのインクジェットヘッドのノズル構成を示す説明図である。 従来のインクジェットヘッドから吐出されるまでの動作フローチャートを示す説明図である。 本発明のインクジェットヘッドから吐出されるまでの動作フローチャートを示す説明図である。 比較例としての従来のインクジェットヘッドから吐出されるまでの波形例を示す説明図である。 本発明のインクジェットヘッドから吐出されるまでの波形例を示す説明図である。

符号の説明

１…インクジェットヘッド

Claims (2)

1. フィルムベースのカラーフィルター製造またはガラスベースのカラーフィルター製造に用いられるインクジェット塗工機のインクジェットヘッドに吐出データを転送するに際し、吐出データである吐出階調数が対応する０を含む階調値を、該階調値を変化させるデータを有した吐出データパラメータの前記データに基づいて、インクジェットヘッド内の演算回路で吐出階調数増加方向に演算して多階調化し、多階調化された吐出データを前記インクジェットヘッドに転送し、前記インクジェットヘッドは、微小ドロップレットを階調値に基づいて画素毎に複数回連続吐出させることによって一回の吐出量を変化させて、階調値を変化させるマルチドロップインクジェットヘッドであることを特徴とするインクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法。
2. 吐出データの転送を、シリアル伝送またはパラレル伝送で行なう請求項１に記載のインクジェット塗工機のインクジェット吐出データ多階調化方法。

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