(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドの位置を目標位置に正確に一致させ、インクジェットヘッドの位置を自動で調節できるインクジェットプリンティング装置及びインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を提供する。【解決手段】  位置移動可能な設置台２４に固定され、インクを吐出するためのノズルを有するインクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃを備えたインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法であって、前記インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃを目標位置に移動して印刷し、印刷対象物のインク液滴を撮影してインク液滴の位置と目標位置との間の誤差を演算し、演算された誤差を補正する方向に前記インクジェットヘッドを移動してインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を構成する。【選択図】  図４
2007101568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置移動可能な設置台に固定され、インクを吐出するためのノズルを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法であって、
前記インクジェットヘッドを目標位置に移動して印刷し、
印刷対象物のインク液滴を撮影してインク液滴の位置と目標位置との間の誤差を演算し、
演算された誤差を補正する方向に前記インクジェットヘッドを移動することを特徴とするインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法。
【請求項２】
前記インク液滴の位置と目標位置との間の誤差は、インク液滴の中央点と印刷対象物である平板ディスプレイパネルのサブピクセル中央点との間の距離差であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法。
【請求項３】
演算された前記誤差を補正するために、前記インクジェットヘッドを線形移動または回転移動することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法。
【請求項４】
演算された前記誤差を補正するために、前記印刷対象物が位置するステージを線形移動または回転移動することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法。
【請求項５】
前記インクジェットヘッドを目標位置に移動する過程は、前記インクジェットヘッドに形成されたノズル間の間隔が前記印刷対象物である平板ディスプレイパネルのサブピクセル中央点のうち任意の二地点間の距離と一致するように、前記インクジェットヘッドを回転移動する過程を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法。
【請求項６】
設置台に固定されたインクジェットヘッドと、
前記設置台を回転移動する第１回転駆動部と、
前記設置台を線形移動する第１線形駆動部と、
印刷対象物を位置させるためのステージと、
前記ステージを回転移動する第２回転駆動部と、
前記ステージを線形移動する第２線形駆動部と、を含むことを特徴とするインクジェットプリンティング装置。
【請求項７】
前記インクジェットプリンティング装置は、前記インクジェットヘッドの位置が目標位置になるように１次的に位置補正し、補正された位置と目標位置との間の誤差を演算して２次的に位置補正するために各駆動部を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項８】
前記制御部は、２次的に位置補正するために、前記第１及び第２回転駆動部、第１及び第２線形駆動部のうち少なくとも一つの駆動部を作動することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項９】
前記設置台及び前記ステージは、互いに交差する方向に線形移動することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンティング装置及びインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法に関するもので、詳しくは、印刷対象物に応じてインクジェットヘッドを印刷に適した位置に調節できるインクジェットプリンティング装置及びインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラーフィルターは、ディスプレイ装置において所望の色を実現するために必需的に用いられる要素であり、液晶ディスプレイ(以下、ＬＣＤという)パネルなどに用いられる。ほとんどのディスプレイ装置において、カラーフィルターのない状態では白黒のみが示され、Ｒ(red)、Ｇ(green)、Ｂ(blue)の３色を有するカラーフィルターによって所望の色が表現される。ＬＣＤパネルの各ピクセルは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のサブピクセルを有するが、各サブピクセルに照らされる光量によってピクセルの色が決定される。
【０００３】
一方、インクジェットプリンティング装置は、インクを多数のノズルから噴射して印刷を行う装置であり、騒音が小さくカラー印刷が可能であって広く用いられている。このインクジェットプリンティング装置のヘッドは、印刷命令に従って印刷対象に画像を形成するためにインクを噴射する核心装置であり、インクを噴射する多数個のノズルを備えている。
【０００４】
通常、インクジェットプリンティング装置は、カラーフィルターを生産するために主に用いられるが、インクジェットヘッドから吐出されたインクをカラーフィルターに形成された各サブピクセルのキャビティ内に正確に投入するためには、インクの吐出時、インクジェットヘッドのノズルが各サブピクセルのキャビティに対応する位置にあるべきである。インクジェットヘッドのノズル位置と各サブピクセルのキャビティ位置とが正確に一致しない場合、インクが誤った位置に噴射されてカラーフィルターに不良が発生するので、両者の位置を一致させる過程は、カラーフィルターの生産性向上において重要な要素となる。
【０００５】
従来のインクジェットプリンティング装置は、特許文献１に開示されているように、Ｒ(レッド)、Ｇ(グリーン)、Ｂ(ブルー)の３色のインクジェットヘッド２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃが一つのヘッドマウント５５ａに設けられたインクジェットプリンティング装置の複数の微動ねじ２１８，２２２を回転することで、各ヘッドのθ方向への回転運動及び一方向への直線運動が可能になる。すなわち、各ヘッドは、２自由度の運動が可能となるため、各ヘッドの位置を調節できる。
【０００６】
しかしながら、従来のインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法は、各インクジェットヘッドの位置を調節するとき、２個の調節変数(インクジェットヘッドの回転位置を調節する回転位置調節変数及びインクジェットヘッドの長さ方向の位置を調節する線形位置調節変数)のみを有するので、インクジェットヘッドの位置を数ミクロン以下に精密に調節することが困難であるという問題点があった。
また、使用者が微動ねじを用いてインクジェットヘッドの位置を手動で調節するので、微細な調節が困難であって不便であるという問題点があった。
【特許文献１】米国特許第６，５６５，２０６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、インクジェットヘッドの位置を目標位置に正確に一致できるインクジェットプリンティング装置及びインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、インクジェットヘッドの位置を自動で調節できるインクジェットプリンティング装置及びインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、位置移動可能な設置台に固定され、インクを吐出するためのノズルを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法であって、前記インクジェットヘッドを目標位置に移動して印刷し、印刷対象物のインク液滴を撮影してインク液滴の位置と目標位置との間の誤差を演算し、演算された誤差を補正する方向に前記インクジェットヘッドを移動することを特徴とする。
【０００９】
また、前記インク液滴の位置と目標位置との間の誤差は、インク液滴の中央点と印刷対象物である平板ディスプレイパネルのサブピクセル中央点との間の距離差であることを特徴とする。
また、演算された前記誤差を補正するために、前記インクジェットヘッドを線形移動または回転移動することを特徴とする。
また、演算された前記誤差を補正するために、前記印刷対象物が位置するステージを線形移動または回転移動することを特徴とする。
【００１０】
また、前記インクジェットヘッドを目標位置に移動する過程は、前記インクジェットヘッドに形成されたノズル間の間隔が前記印刷対象物である平板ディスプレイパネルのサブピクセル中央点のうち任意の二地点間の距離と一致するように、前記インクジェットヘッドを回転移動する過程を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、設置台に固定されたインクジェットヘッドと、前記設置台を回転移動する第１回転駆動部と、前記設置台を線形移動する第１線形駆動部と、印刷対象物を位置させるためのステージと、前記ステージを回転移動する第２回転駆動部と、前記ステージを線形移動する第２線形駆動部と、を含むことを特徴とする。
また、前記インクジェットプリンティング装置は、前記インクジェットヘッドの位置が目標位置になるように１次的に位置補正し、補正された位置と目標位置との間の誤差を演算して２次的に位置補正するために各駆動部を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする。
また、前記制御部は、２次的に位置補正するために、前記第１及び第２回転駆動部、第１及び第２線形駆動部のうち少なくとも一つの駆動部を作動することを特徴とする。
また、前記設置台及び前記ステージは、互いに交差する方向に線形移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、インクジェットヘッドの位置補正をするために、ヘッド部及びステージ部を多様な方向に移動して数ミクロン以下の位置誤差を補償するので、ＬＣＤパネルの正確な位置にインクを噴射できる。
また、本発明は、位置誤差の演算及び補正を自動で行うので、インクジェットヘッドの位置補正が容易になり、従来よりも正確な位置補正が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態によるインクジェットプリンティング装置は、テーブル１０と、複数のインクジェットヘッドを有するヘッド部２０と、印刷するＬＣＤパネルを位置させるためのステージ部３０と、を含む。
ヘッド部２０は、第１リニアモーター２１の移動子２１ａの一側に結合され、第１リニアモーターの移動子２１ａは、両側の支持台２３上に横方向に設置された第１リニアモーターの固定子２１ｂの上部で移動するので、第１リニアモーター２１の動作によってヘッド部２０が左右方向に移動する。また、ヘッド部２０の側面には、ＬＣＤパネルの印刷状態を撮影するためのカメラ２２が設置される。
【００１４】
ステージ部３０は、印刷対象であるＬＣＤパネルを位置させるためのステージ３１と、このステージ３１を回転するためにステージ３１の下部に設置された第２回転モーター３２と、を備えている。このとき、ステージ部３０は、前後方向に設置された第２リニアモーターの固定子３３ｂの上部で移動する第２リニアモーターの移動子３３ａに結合され、第２リニアモーター３３の動作によって前後方向に移動する。
【００１５】
ヘッド部２０は、図２に示すように、インクジェットヘッドを搭載するためのヘッド設置台２４と、このヘッド設置台２４に装着された複数のインクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ヘッド設置台２４を回転するための第１回転モーター２６と、を備えている。各インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、下部に複数のノズルを備えており、ヘッド設置台２４に設けられたヘッド設置孔(図示せず)に挿入設置される。
【００１６】
本実施形態のインクジェットプリンティング装置には、多数のインクジェットヘッドが設置されうるが、本明細書では、レッドインクを噴射するレッドインクジェットヘッド２５ａと、グリーンインクを噴射するグリーンインクジェットヘッド２５ｂと、ブルーインクを噴射するブルーインクジェットヘッド２５ｃと、を備えたインクジェットプリンティング装置を例示する。
また、ヘッド設置台２４には、複数の微細位置調節器２７が設けられるが、各微細位置調節器２７を回転すると、レッド及びブルーインクジェットヘッド２５ａ，２５ｃが線形方向に移動する。
【００１７】
図３に示すように、図１及び図２に示したインクジェットプリンティング装置は、図１及び図２に示した装置の他に、各インクジェットヘッドノズルからの噴射可否や噴射時間などを調節する噴射部４２と、使用者が制御命令を入力するための入力部４１と、各種の装置を制御するマイコン４０と、を備えている。
【００１８】
本発明の一実施形態によるインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を、図４ないし図６に基づいて説明する。使用者は、ＬＣＤパネルのカラーフィルターを印刷するために、ＬＣＤパネルをステージ３１に位置させてヘッド位置を調節する。このとき、使用者は、ヘッド位置を調節するために、ノズルピッチとピクセルピッチとの間の距離が同一であるかどうかを確認する。ここで、ノズルピッチＮＰは、インクジェットヘッドのノズル間の間隔を意味し、ピクセルピッチＰＰは、同色のインクで印刷されるサブピクセルの列間の間隔を意味する。
【００１９】
ノズルピッチとＬＣＤパネルのピクセルピッチとが同一である場合、インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃのノズルラインと、レッド、グリーン及びブルーサブピクセルが繰り返されるサブピクセルラインと、を平行にして印刷を行う。しかし、ノズルピッチとＬＣＤパネルのピクセルピッチとが同一でない場合、インクジェットヘッドのノズル位置と目標位置であるＬＣＤパネルのサブピクセル位置(より正確には、サブピクセルの中央点)とが一致するようにインクジェットヘッドの位置を調節すべきである。
【００２０】
使用者は、インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの位置調節をするとき、まず、インクジェットヘッドの位置をラフ(rough)に補正するために、ノズルピッチ及びピクセルピッチによるインクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの回転角を演算し、この演算された回転角だけインクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃを回転する(段階５０)。このとき、回転角の大きさは、ノズルピッチがサブピクセル中央点のうち任意の二地点間の距離と一致するように設定され、ＣＯＳ(ピクセルピッチ/ノズルピッチ)となる。すなわち、図５に示すように、インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの最初位置でノズルピッチＮＰとＬＣＤパネル７０のピクセルピッチＰＰとが一致しない場合、第１回転モーター２６を駆動してインクジェットヘッドを所定角度αだけ回転することで、各ノズル位置とサブピクセルの位置とがラフにマッチされる。
【００２１】
インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの位置がラフに補正されると、各ノズルからインクを噴射してＬＣＤパネルに印刷を行う(段階５２)。次いで、カメラ２２を用いてＬＣＤパネルのインク液滴及びサブピクセルを撮影する(段階５４)。カメラ２２で撮影されたＬＣＤパネルの映像がマイコン４０に伝達されると、マイコン４０は、ＬＣＤパネルの映像を分析してインク液滴の座標及び各サブピクセルの座標を確認する。
【００２２】
また、図６に示すように、サブピクセル中央点とインク液滴との距離誤差を演算する(段階５６)。図６では、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向に設定し、ヘッド部２０が第１リニアモーター２１の駆動によってＸ方向に移動し、ステージ部３０が第２リニアモーター３３の駆動によってＹ方向に移動するとみなす。
【００２３】
図６に示すように、ＬＣＤパネル７０において、印刷が開始されるサブピクセルライン、及び印刷が終了されるサブピクセルラインの各サブピクセル中央点とインク液滴とが互いに一致していないことがある。すなわち、印刷が開始されるサブピクセルラインの一番上側に位置したレッドサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ１、Ｙ１の距離誤差があり、グリーンサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ２、Ｙ２の距離誤差があり、ブルーサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ３、Ｙ３の距離誤差がある。これと同様に、印刷が終了されるサブピクセルラインの一番上側に位置したレッドサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ１’、Ｙ１’の距離誤差があり、グリーンサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ２’、Ｙ２’の距離誤差があり、ブルーサブピクセルは、サブピクセル中央点とインク液滴との間にＸ３’、Ｙ３’の距離誤差がある。
【００２４】
カメラ２２によってキャプチャーされた映像の座標を通してこれら誤差が演算されると、各誤差を補正する補正値を計算する。補正値は、インクジェットプリンティング装置の仕様によって変わり、本実施形態では、次のような補正値を例示する。
Δｘ(Ｘ方向の補正値)=-Ｘ１
Δｙ(Ｙ方向の補正値)=-Ｙ２
Δθ(インクジェットヘッドの回転方向補正値)
＝{(Ｙ１＋ΔＹ)-(Ｙ３＋ΔＹ)}*Ｋ(常数)
＝(Ｙ１-Ｙ３)*Ｋ
Δｔ(ステージの回転方向補正値)
＝(｜Ｙ１-Ｙ１’｜ ＋｜Ｙ２-Ｙ２’｜＋｜Ｙ３-Ｙ３’｜)/３
【００２５】
上記の補正値が演算されると、ヘッド部２０またはステージ部３０を移動してインクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃやステージ３１の位置を補正値だけ変更することで、インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ノズルがＬＣＤパネルのサブピクセルにマッチされる(段階５８)。このとき、Δｘ方向に位置補正するために第１リニアモーター２１を駆動し、Δｙ方向に位置補正するために第２リニアモーター３３を駆動する。また、Δθ方向に位置補正するために第１回転モーター２６を駆動し、Δｔ方向に位置補正するために第２回転モーター３２を駆動する。
【００２６】
また、各インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの位置補正が終了されると、ＬＣＤパネルに対する印刷を行う(段階６０)。
本実施形態では、インクジェットヘッドの位置補正をするために第１及び第２リニアモーター２１，３３及び第１及び第２回転モーター２６，３２を用いる方法を示したが、インクジェットヘッド２５ａ，２５ｂ，２５ｃの位置補正には、微細位置調節器２７を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンティング装置のヘッド部を示した図である。
【図３】図１に示したインクジェットプリンティング装置の構成を示したブロック図である。
【図４】図１に示したインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を示したフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を示した概念図である。
【図６】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンティング装置のヘッド位置調節方法を示した概念図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    テーブル
２０    ヘッド部
２１    第１リニアモーター
２２    カメラ
２３    支持台
２４    ヘッド設置台
２５ａ  レッドインクジェットヘッド
２５ｂ  グリーンインクジェットヘッド
２５ｃ  ブルーインクジェットヘッド
２６    第１回転モーター
２７    微細位置調節器
３０    ステージ部
３１    ステージ
３２    第２回転モーター
３３    第２リニアモーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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