JP2003028696A - Droplet quantity measuring method and apparatus and system for manufacturing ink-jet printer provided with the same - Google Patents

Droplet quantity measuring method and apparatus and system for manufacturing ink-jet printer provided with the same

Info

Publication number
JP2003028696A
JP2003028696A JP2001217120A JP2001217120A JP2003028696A JP 2003028696 A JP2003028696 A JP 2003028696A JP 2001217120 A JP2001217120 A JP 2001217120A JP 2001217120 A JP2001217120 A JP 2001217120A JP 2003028696 A JP2003028696 A JP 2003028696A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
droplet
measured
liquid
amount
droplets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001217120A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4865155B2 (en
JP2003028696A5 (en
Inventor
Yoshihiro Uehara
良浩 上原
Yasunobu Murofushi
康信 室伏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2001217120A priority Critical patent/JP4865155B2/en
Publication of JP2003028696A publication Critical patent/JP2003028696A/en
Publication of JP2003028696A5 publication Critical patent/JP2003028696A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4865155B2 publication Critical patent/JP4865155B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for measuring the quantity of droplets to be discharged capable of accurately measuring the quantity of each droplet to be discharged. SOLUTION: The apparatus for measuring the quantity of droplets to be discharged is provided with a liquid discharge recording head 2 for discharging the droplets 1, for example, in a horizontal direction, a head controller 21 for driving the head 2, a camera 3 for picking up the images of the droplets 1 discharged from the head 2, an illumination light source 5 for illuminating the droplets 1, a magnifying lens 4 mounted to the camera 3, and an information processor 6 such as a personal computer for computing the quantity of the droplets 1 by measuring the fall velocity of the droplets 1 on the basis of the images from the camera 3 and by analyzing the images.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液滴量測定方法、
液滴量測定装置及びそれを備えたインクジェットプリン
タの製造システムに関し、特に、インクジェットプリン
タより吐出されたインク液滴の液滴量測定方法、液滴量
測定装置及びそれを備えたインクジェットプリンタの製
造システムに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a droplet amount measuring method,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a droplet amount measuring device and an inkjet printer manufacturing system including the same, and more particularly to a droplet amount measuring method for ink droplets ejected from the inkjet printer, a droplet amount measuring device, and an inkjet printer manufacturing system including the same. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタなどの液
滴吐出装置は、液体吐出記録ヘッド(以下、記録ヘッド
と記載)の吐出口から吐出した液滴を、紙やOHPシー
ト等の記録媒体に着弾させることで画像を形成してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, a droplet discharge device such as an inkjet printer causes droplets discharged from a discharge port of a liquid discharge recording head (hereinafter referred to as a recording head) to land on a recording medium such as paper or an OHP sheet. This formed an image.

【0003】液滴吐出装置は、高精細かつ高画質化が求
められており、吐出された液滴量にばらつきがあると、
濃度むらやカラー画像における色調ずれ等の影響を及ぼ
し、高精細かつ高画質化の妨げとなる。
The droplet discharge device is required to have high definition and high image quality, and if the discharged droplet amount varies,
This affects density unevenness and color tone deviation in a color image, which hinders high definition and high image quality.

【0004】こうした問題を解決するためには、液滴吐
出ヘッドの液滴吐出特性の解析を行う必要があり、液滴
量に関しては吐出液滴1滴1滴の量のばらつきを測定す
ることが求められてきた。
In order to solve such a problem, it is necessary to analyze the droplet discharge characteristics of the droplet discharge head, and it is necessary to measure the variation in the amount of each discharged droplet with respect to the droplet amount. I have been asked.

【0005】しかし、液滴は、液滴径が20μm、量で
4pl程度と微小であることから、液滴1滴の量を測定
するのは困難である。このため、以下説明するような手
法が採用されていた。
However, since the droplet diameter is as small as 20 μm and the amount is about 4 pl, it is difficult to measure the amount of one droplet. Therefore, the method described below has been adopted.

【0006】(従来技術1)予めインクタンクの質量を
測定しておき、その後規定のヘッド駆動を行わせ、さら
にそのインクタンクの質量を測定することにより、ヘッ
ド駆動動作前後の液滴質量差から平均的な液滴吐出量を
算出していた。
(Prior Art 1) The mass of the ink tank is measured in advance, and then the specified head drive is performed, and the mass of the ink tank is measured to obtain the difference in the droplet mass before and after the head drive operation. The average droplet discharge amount was calculated.

【0007】(従来技術2)染料の含まれる液滴をガラ
ス基板上に形成した透明受容層上に着弾させ、その着弾
滴部に光を照射し、透過した光量の計測値から着弾液滴
内に含まれる染料の量を見積もる。そして液適量とそれ
に含まれる染料の量との比が既知であるとし液滴量を算
出していた。
(Prior Art 2) A droplet containing a dye is landed on a transparent receptive layer formed on a glass substrate, and the landing drop portion is irradiated with light. Estimate the amount of dye contained in. Then, the droplet amount was calculated assuming that the ratio between the proper amount of liquid and the amount of dye contained therein is known.

【0008】(従来技術3)特開平5−149869号
公報に記載のように、液滴の飛翔像をカメラ等で撮影
し、撮影画像を画像処理しその画像の大きさから液滴量
を算出していた。
(Prior Art 3) As described in Japanese Patent Laid-Open No. 149869/1993, a flying image of a liquid droplet is photographed by a camera, the photographed image is image-processed, and the droplet amount is calculated from the size of the image. Was.

【0009】(従来技術4)特開2000−15360
3号公報に記載のように、所定の深さと幅とを持つシャ
ーレ形態の媒体に吐出液滴を受け、天板で覆う。天板に
押しつぶされ変形した液滴のサイズを測定し、その測定
値に基づいて、液滴量を算出していた。
(Prior Art 4) Japanese Patent Laid-Open No. 2000-15360
As described in Japanese Patent Publication No. 3, a petri dish-shaped medium having a predetermined depth and width receives discharged droplets and is covered with a top plate. The size of the droplet deformed by being crushed by the top plate was measured, and the droplet amount was calculated based on the measured value.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術1
は、あくまで算出するのは多数滴の平均値であり、1滴
1滴の液滴量ではない。そのため、液滴間のばらつきや
過渡的な液適量の変化を測定することはできない。
However, the prior art 1
Is the average value of a large number of droplets, not the droplet amount of each droplet. Therefore, it is not possible to measure variations between droplets or transient changes in the appropriate amount of liquid.

【0011】従来技術2は、液滴を受ける受容層の表面
エネルギーむら等のばらつきが、液滴の受容層内での広
がり方に影響を与えるので、透過光量を計測するセンサ
を高精度にする必要がある。またこの方法では、光を吸
収しない透明液滴や光の透過量が極端に落ちる顔料イン
ク等には適用できない。また高速で連続的に吐出される
液滴量を測定しようとすると、図13に示すように基板
に着弾した液滴と液滴とがつながり、1滴毎の液適量を
測定することができない場合がある。
In the prior art 2, variations in surface energy unevenness of the receiving layer that receives the droplets affect how the droplets spread in the receiving layer, so that the sensor for measuring the amount of transmitted light has high accuracy. There is a need. Further, this method cannot be applied to transparent droplets that do not absorb light, pigment ink or the like in which the amount of transmitted light is extremely low. When it is attempted to measure the amount of liquid droplets that are continuously ejected at high speed, the liquid droplets that have landed on the substrate are connected to each other as shown in FIG. 13, and it is not possible to measure the appropriate liquid amount for each liquid droplet. There is.

【0012】従来技術3は、照明の方法、つまり照明光
の強さや向き等により撮像される液滴の大きさが変って
しまう。またこの方法では液滴径から量を算出するの
で、量の誤差は測定する径の誤差の3/2乗に比例し、
径の測定誤差を小さく抑えないと量の誤差が大きくなる
場合がある。
In the prior art 3, the size of the imaged droplet changes depending on the illumination method, that is, the intensity and direction of the illumination light. In addition, since the amount is calculated from the droplet diameter in this method, the amount error is proportional to the 3/2 power of the measured diameter error,
If the diameter measurement error is not kept small, the amount error may increase.

【0013】従来技術4は、基板のたわみや表面むらの
ため、液滴を挟む受容基板と天板面との間隔をばらつき
なく一定にするのは難しい。さらに両面のぬれの状態も
ばらつきなく一定にすることは難しいため、測定に誤差
が生じてしまう。さらに高速で連続的に吐出される液滴
量を測定しようとすると、図13に示すように基板に着
弾した液滴と液滴とがつながり、1滴毎の液適量を測定
することができない場合がある。
In the prior art 4, it is difficult to make the distance between the receiving substrate sandwiching the liquid drop and the top plate surface uniform without variation because of the deflection and surface unevenness of the substrate. Further, it is difficult to make the wet state on both sides uniform without variation, and therefore an error occurs in the measurement. When an attempt is made to measure the amount of liquid droplets that are continuously ejected at a higher speed, the liquid droplets that have landed on the substrate are connected to each other as shown in FIG. 13, and it is not possible to measure the appropriate liquid amount for each liquid droplet. There is.

【0014】そこで、本発明は、吐出液滴の1滴1滴の
量を精度よく計測する吐出液滴測定装置を提供すること
を課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an ejected liquid droplet measuring device which accurately measures the amount of each ejected liquid droplet.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液滴量測定装置は、気体中の液滴の落下速
度を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測さ
れた落下速度と予め測定してある前記液滴の密度及び前
記気体の粘性係数とに基づいて液滴量を算出する算出手
段とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a droplet amount measuring device of the present invention comprises a measuring means for measuring the falling velocity of droplets in a gas, and a drop measured by the measuring means. It is characterized by comprising a calculating means for calculating the droplet amount based on the velocity and the density of the droplet and the viscosity coefficient of the gas measured in advance.

【0016】また、本発明のインクジェットプリンタの
製造システムは、液滴量測定装置と、前記液滴量測定装
置の測定結果に基づいてインクジェットプリンタのイン
ク液滴の吐出量を調整する調整装置とを備えることを特
徴とする。
The ink jet printer manufacturing system of the present invention includes a droplet amount measuring device and an adjusting device for adjusting the ejection amount of ink droplets of the ink jet printer based on the measurement result of the droplet amount measuring device. It is characterized by being provided.

【0017】さらに、本発明の液滴量測定方法は、気体
中の液滴の落下速度を計測し、計測した落下速度と予め
測定してある前記液滴の密度及び前記気体の粘性係数と
に基づいて液滴量を算出することを特徴とする。
Further, in the droplet amount measuring method of the present invention, the drop velocity of the droplet in the gas is measured, and the measured drop velocity and the previously measured density of the droplet and the viscosity coefficient of the gas are measured. It is characterized in that the droplet amount is calculated based on the above.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】(実施形態1) 「構成の説明」図1は、本発明の実施形態1の液体吐出
記録ヘッドの液滴測定装置の概略構成図である。図2
は、図1のブロック図である。図1,図2に示すように
本実施形態の液滴測定装置は、液滴1を例えば水平方向
に吐出する液体吐出記録ヘッド(以下、「ヘッド」と称
する。)2と、ヘッド2を駆動するヘッドコントローラ
21と、ヘッド2から吐出された液滴1を撮像するカメ
ラ3と、液滴1を照明する照明光源5と、カメラ3に取
り付けられた拡大レンズ4と、カメラ3からの画像に基
づいて液滴1の落下速度を計測することにより液滴1の
量を算出するパーソナルコンピュータなどの情報処理装
置6とを示している。
(Embodiment 1) "Description of Configuration" FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a droplet measuring apparatus for a liquid discharge recording head according to Embodiment 1 of the present invention. Figure 2
FIG. 3 is a block diagram of FIG. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the droplet measuring apparatus of the present embodiment drives a head 2 and a liquid ejection recording head (hereinafter, referred to as “head”) 2 that ejects a droplet 1 in a horizontal direction, for example. The head controller 21, the camera 3 for capturing the droplet 1 ejected from the head 2, the illumination light source 5 for illuminating the droplet 1, the magnifying lens 4 attached to the camera 3, and the image from the camera 3. It shows an information processing device 6 such as a personal computer that calculates the amount of the droplet 1 by measuring the drop velocity of the droplet 1 based on it.

【0020】ヘッド2は、ヘッドコントローラ21の指
令に従って電気熱変換体により液滴1に熱を加え、イン
クの一部を発泡させその発泡の作用力により、オリフィ
スプレートに開いたノズルからインクを吐出させるタイ
プのものを用いている。ノズルの数は64個から140
8個までさまざまなタイプが生産されており、いずれを
用いてもよいが、本実施形態では128個のものを用い
ている。
In accordance with a command from the head controller 21, the head 2 applies heat to the droplet 1 by the electrothermal converter to foam a part of the ink, and the foaming action force ejects the ink from the nozzle opened on the orifice plate. I am using the type that makes me. Number of nozzles from 64 to 140
Various types are produced up to eight, and any type may be used, but in the present embodiment, 128 types are used.

【0021】また、ヘッド2は、吐出口のオリフィス面
が垂直になるように設置して液滴1が水平方向に吐出す
るようにしている。これは、液滴1が斜めに吐出すれ
ば、液滴1の移動ベクトルをベクトル分解し、鉛直方向
の成分を算出する作業が必要になり面倒だからである。
The head 2 is installed so that the orifice surface of the ejection port is vertical so that the droplet 1 is ejected in the horizontal direction. This is because if the droplet 1 is discharged obliquely, it is troublesome to perform a vector decomposition of the movement vector of the droplet 1 to calculate the vertical component.

【0022】ヘッド2の吐出周波数は10kHzほどま
で上げることができるが、ここでは、液滴1相互の影響
により雰囲気内の気体による抵抗が減少しないように、
5Hz程度としている。
The ejection frequency of the head 2 can be increased up to about 10 kHz, but here, in order not to reduce the resistance due to the gas in the atmosphere due to the mutual influence of the droplets 1,
It is set to about 5 Hz.

【0023】カメラ3は、例えばコダック製のメガプラ
ス(商標名)を用い、それに5倍の拡大レンズ4を装着
している。カメラ3で撮像された液滴1の画像は、情報
処理装置6に送られる。
The camera 3 is, for example, a Kodak Megaplus (trademark), and is equipped with a magnifying lens 4 of 5 times. The image of the droplet 1 captured by the camera 3 is sent to the information processing device 6.

【0024】照明光源5は、例えば菅原研究所製のナノ
パルスライト(商標名)を使用し、ライトガイドを通し
て照明光が、観察光学系の光軸上にあり、液滴通過領域
を通過して観察光学部に入るように設置している。照明
による雰囲気温度の上昇を抑えるため、照明光はライト
ガイドを出射後、赤外カットフィルターを通して液滴1
に照射するようにしている。
As the illumination light source 5, for example, a nano pulse light (trade name) manufactured by Sugawara Laboratories is used, and the illumination light is on the optical axis of the observation optical system through the light guide and passes through the droplet passage area. It is installed so as to enter the observation optical section. In order to prevent the ambient temperature from rising due to illumination, the illumination light exits the light guide and then passes through the infrared cut filter to form droplets 1.
I am trying to irradiate.

【0025】情報処理装置6は、カメラ3で撮像された
液滴1の画像から液滴位置と、照明光源5の発光時間と
に基づいて液滴1の速度を算出し、その算出結果に基づ
いて液滴1の量を測定する。
The information processing device 6 calculates the velocity of the droplet 1 from the image of the droplet 1 taken by the camera 3 based on the droplet position and the light emission time of the illumination light source 5, and based on the calculation result. Then, the amount of the droplet 1 is measured.

【0026】また、定速度後の液滴1の落下速度を測定
するため、液滴1の測定領域がヘッド2の吐出口から5
0〜70mm下に位置するよう、観察系全体を設置して
いる。
Further, in order to measure the falling velocity of the droplet 1 after the constant velocity, the measurement area of the droplet 1 is 5 from the ejection port of the head 2.
The entire observation system is installed so as to be located 0 to 70 mm below.

【0027】さらに、液滴1の進路は、気流の乱れ等の
外乱を防ぐためアクリル板で覆っている。アクリル板内
に湿度計測機能が付属している加湿器を設置し、アクリ
ル板内の雰囲気を相対湿度が70%程度になるように制
御する。
Further, the path of the droplet 1 is covered with an acrylic plate in order to prevent disturbance such as turbulence of the air flow. A humidifier with a humidity measuring function is installed in the acrylic plate, and the atmosphere in the acrylic plate is controlled so that the relative humidity is about 70%.

【0028】なお相対湿度が50%より低いと、吐出さ
れた液滴の一部が飛翔中に蒸発することが観察されてい
る。また相対湿度が90%より高いと、ヘッド2の吐出
口に水蒸気が凝結し、吐出する液滴量に誤差を及ぼした
り、吐出方向を変動させる悪影響を及ぼす。
It has been observed that when the relative humidity is lower than 50%, a part of the ejected droplets evaporates during flight. When the relative humidity is higher than 90%, water vapor is condensed at the ejection port of the head 2 to cause an error in the amount of ejected liquid droplets and adversely change the ejection direction.

【0029】また、アクリル板内には温度計を設置し、
温度が例えば25℃になるように制御する。
Further, a thermometer is installed in the acrylic plate,
The temperature is controlled to be 25 ° C., for example.

【0030】「動作の説明」図3は、図1のヘッド2の
駆動、照明光源5の閃光、カメラ3の露光のタイミング
図である。カメラ3の露光する毎に、照明光源5をオン
して閃光を行う。カメラ3の露光及び閃光は、1滴の液
滴1につき例えば30Hzの周波数で4パルス分駆動す
る。
[Explanation of Operation] FIG. 3 is a timing chart for driving the head 2 in FIG. 1, flashing the illumination light source 5, and exposing the camera 3. Each time the camera 3 exposes, the illumination light source 5 is turned on and flashing is performed. The exposure and the flash of the camera 3 are driven by 4 pulses at a frequency of, for example, 30 Hz per one droplet of one droplet.

【0031】なお、図3に示すタイミングの制御は、図
1,図2に示すように、情報処理装置6に接続されてい
る制御部によって行っており、カメラ3、ヘッド2、照
明光源5のそれぞれに制御信号を同期合わせして出力し
ている。
The control of the timing shown in FIG. 3 is performed by the control unit connected to the information processing device 6 as shown in FIGS. 1 and 2, and the camera 3, the head 2 and the illumination light source 5 are controlled. The control signals are output in synchronization with each other.

【0032】また、測定前に、カメラ3で露光等を4回
行う際の1回目で、モニタの上方に液滴1が位置するよ
うに設定したり、カメラ3上方であって液滴1の経路に
液滴1の通過を検知するセンサを設け、このセンサの検
知結果に基づいて1回目の駆動のトリガ信号を生成する
ようにしている。
Before the measurement, the camera 1 is set so that the droplet 1 is positioned above the monitor at the first exposure when the camera 3 is exposed four times, or the droplet 1 is positioned above the camera 3. A sensor for detecting the passage of the droplet 1 is provided on the path, and a trigger signal for the first drive is generated based on the detection result of this sensor.

【0033】また、ヘッド2から吐出された液滴1は、
測定領域に達するまでにかかる時間にほとんどバラツキ
がなくほぼ一定になる。そのため、一連の実験を何時間
にもわたって行うことでもなければ、情報処理装置6の
画面に表示される液滴1の画像が一つになるほど、液滴
1のスピードが速くならない。
The droplet 1 discharged from the head 2 is
There is almost no variation in the time taken to reach the measurement area, and the time is almost constant. Therefore, unless a series of experiments are performed for many hours, the speed of the droplet 1 does not increase so much that the number of images of the droplet 1 displayed on the screen of the information processing device 6 becomes one.

【0034】カメラ3で撮像された画像データは、情報
処理装置6のメモリに記憶される。画像データをメモリ
から読み出し、画像処理ソフトなどにより液滴1の重心
位置座標を算出する。
The image data taken by the camera 3 is stored in the memory of the information processing device 6. The image data is read from the memory, and the barycentric position coordinates of the droplet 1 are calculated by image processing software or the like.

【0035】なお、実際の測定に先だって、所定の間隔
の格子パターンを描いたガラス基板を測定領域に設置し
た状態で、カメラ3により撮像を行い、画像上の画素単
位での格子間隔と、ガラス基板上での実際の格子間隔と
から、画像データの1画素が実空間でどれだけの長さに
相当するかというキャリブレーションを行っておく。
Prior to the actual measurement, a camera 3 is used to pick up an image with a glass substrate on which a grid pattern having a predetermined interval is drawn in the measurement area, and the grid interval in pixel units on the image and the glass are measured. From the actual grid spacing on the substrate, calibration is performed to determine how long one pixel of image data corresponds to in real space.

【0036】このキャリブレーションデータは情報処理
装置6に記憶しておき、画像処理により液滴重心位置が
算出される際に用いる。連続する複数の画像データに対
して液滴重心位置を算出し、その重心位置の差を撮影さ
れた時刻の差で割ることで速度が求められる。
This calibration data is stored in the information processing device 6 and used when the position of the center of gravity of the droplet is calculated by image processing. The velocity is obtained by calculating the position of the center of gravity of the droplet for a plurality of consecutive image data and dividing the difference between the positions of the center of gravity of the droplets by the difference in the time of photographing.

【0037】液滴1はヘッド2から水平に吐出される
と、10mmほどほぼ直進し、その後垂直に落下する軌
道を描く。測定視野が1.8mm角で液滴1の落下速度
は、およそ12mm/sほどのため、撮影周波数を30
Hzとすることで1滴あたり3枚か4枚の画像を取得で
きる。
When the liquid droplet 1 is ejected horizontally from the head 2, it travels approximately 10 mm in a straight line, and then draws a trajectory that drops vertically. Since the measurement visual field is 1.8 mm square and the drop velocity of the droplet 1 is about 12 mm / s, the imaging frequency is 30
By setting it to Hz, it is possible to acquire three or four images per drop.

【0038】液滴の落下速度は、最低2枚の画像があれ
ば上記方法で求めることができる。1滴あたり3枚か4
枚の画像を取得できた場合は、そのうち2枚の画像を複
数の組み合わせで選択し、その選択した2枚の画像から
求めた落下速度の平均をとり、それを計測した液滴の落
下速度とする。
The drop velocity of the droplet can be obtained by the above method if there are at least two images. 3 or 4 per drop
When one image can be obtained, two images among them are selected by a plurality of combinations, the drop velocity obtained from the selected two images is averaged, and the average drop velocity is measured as the drop velocity. To do.

【0039】実際に、後述する数式(1)〜数式(3)
より計算される液滴1の直径は、約φ20μmになる。
Actually, the following equations (1) to (3)
The diameter of the droplet 1 calculated from the above is approximately 20 μm.

【0040】ところで、ヘッド2から吐出させた液滴1
の水平方向の移動速度は、雰囲気内の気体による抵抗に
より減少し、やがて0になる。また、重力の影響により
鉛直方向にも液滴1は移動するが、一定時間後に重力と
雰囲気内の気体による抵抗とが釣り合い、液滴1の大き
さに応じた一定速度になる。その後、落下速度vを測定
する。
By the way, the droplet 1 ejected from the head 2
The horizontal moving speed of is decreased by the resistance due to the gas in the atmosphere and eventually becomes zero. Further, the droplet 1 also moves vertically due to the influence of gravity, but after a certain period of time, the gravity and the resistance due to the gas in the atmosphere are balanced, and the velocity becomes constant according to the size of the droplet 1. Then, the falling speed v is measured.

【0041】ちなみに、液滴1を水平方向に向けて吐出
すると、水平方向及び鉛直方向とも液滴の落下速度vの
変化具合を支配する時定数は同じであるため、水平方向
も鉛直方向も速度が一定とみなせる速度になるのにかか
る時間は同等と考えられる。
Incidentally, when the droplet 1 is ejected in the horizontal direction, the time constant governing the degree of change of the drop velocity v of the droplet is the same in both the horizontal direction and the vertical direction. It is considered that the time required for the speeds to be regarded as constant is the same.

【0042】ここで、液滴1の落下速度vは、液滴1の
密度をρ、重力加速度をg、気体の粘性係数をη、液滴
1の半径をa、抗力係数をCd、レイノルズ数をReと
したときに、以下の数式(1)〜(3)を用いて算出す
ることが可能であり、ひいては液滴1の半径aを算出す
ることができる。
Here, the drop velocity v of the droplet 1 is the density of the droplet 1, ρ, the gravitational acceleration g, the viscosity coefficient of the gas η, the radius of the droplet 1 a, the drag coefficient Cd, and the Reynolds number. When Re is Re, it can be calculated using the following mathematical formulas (1) to (3), and thus the radius a of the droplet 1 can be calculated.

【0043】 Cd=8ag/3v2 …(1) Cd=f(Re) …(2) Re=2avρ/η …(3) また、レイノルズ数Reが1以下の場合には、一定速度
後の液滴の落下速度vは、液滴質量をmとすると、スト
ークスの法則により、以下の数式(4)が成り立つ。
Cd = 8ag / 3v 2 (1) Cd = f (Re) (2) Re = 2avρ / η (3) When the Reynolds number Re is 1 or less, the liquid after a constant speed is obtained. The drop velocity v of the drop is expressed by the following equation (4) according to Stokes' law, where m is the mass of the drop.

【0044】v=mg/6πηa …(4) 落下速度vを測定し、液滴1の密度と気体の粘性係数を
前もって求めておけば、数式(1)〜(3)あるいは数
式(4)より液滴半径aが求まる点に着目して1滴毎の
液滴1の量を測定する。
V = mg / 6πηa (4) If the drop velocity v is measured and the density of the liquid droplet 1 and the viscosity coefficient of the gas are obtained in advance, the following formulas (1) to (3) or (4) can be used. Paying attention to the point that the droplet radius a can be obtained, the amount of the droplet 1 for each droplet is measured.

【0045】本実施形態では液滴1として水を用いたた
め、液滴1の密度は1g/cm3である。また気体の粘
性係数は、例えば25℃の空気中では18.2×10-6
Pa・Sである。
Since water is used as the droplet 1 in this embodiment, the density of the droplet 1 is 1 g / cm 3 . The viscosity coefficient of gas is 18.2 × 10 −6 in air at 25 ° C.
Pa · S.

【0046】なお、数式(1)〜(4)は、球状の物体
に対して成り立つ。液滴吐出直後の液滴の形状は球では
なく弾丸状だが、液滴1の表面張力の作用で吐出後10
0μs以内には球になるので、その後にカメラ3で液滴
1の画像を撮像するようにしている。
The expressions (1) to (4) hold for a spherical object. The shape of the droplet immediately after the droplet is discharged is not a sphere but a bullet shape.
Since it becomes a sphere within 0 μs, after that, the camera 3 captures an image of the droplet 1.

【0047】(実施形態2)図4は、本発明の実施形態
2の液体吐出記録ヘッドの液滴測定装置の概略構成図で
ある。図5は、図4のブロック図である。図4,図5に
は、ヘッド2から吐出される液滴1の間隔が狭いときに
液滴1の進路に直交する方向に電界を生じさせるワイヤ
電極7と、ワイヤ電極7に電力を供給する給電回路20
と、給電回路20による電界を生じさせていないときの
液滴1を収納するガター8と、液滴1の水平方向の移動
を制御する偏向板9とを示している。なお、図4,図5
では、図1,図2に示した部分と同様の部分には同一符
号を付している。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a liquid droplet measuring apparatus for a liquid discharge recording head according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of FIG. 4 and 5, a wire electrode 7 that generates an electric field in a direction orthogonal to the path of the droplet 1 when the distance between the droplets 1 ejected from the head 2 is narrow, and power is supplied to the wire electrode 7. Power supply circuit 20
2 shows a gutter 8 that accommodates the droplet 1 when an electric field is not generated by the power supply circuit 20, and a deflection plate 9 that controls the horizontal movement of the droplet 1. 4 and 5
Then, the same parts as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals.

【0048】また、ワイヤ電極7とヘッド2とは、2つ
のワイヤ電極7間の真ん中を液滴1が通過するように、
位置合わせしてある。
The wire electrode 7 and the head 2 are arranged so that the droplet 1 passes through the center between the two wire electrodes 7.
It is aligned.

【0049】実施形態1で説明したように、数式
(3),数式(4)には、雰囲気内の気体による粘性抵
抗係数ηが含まれている。そのため、ヘッド2の吐出周
波数が小さい場合は、液滴1間の間隔が広いため、ある
液滴1が移動することで生じた雰囲気内の気体による乱
れが、次に吐出された液滴1の移動に影響を与えること
はない。
As described in the first embodiment, the equations (3) and (4) include the viscous resistance coefficient η due to the gas in the atmosphere. Therefore, when the ejection frequency of the head 2 is small, the interval between the droplets 1 is wide, and therefore the turbulence due to the gas in the atmosphere caused by the movement of a certain droplet 1 causes the next ejected droplet 1 to be disturbed. It does not affect movement.

【0050】しかし、ヘッド2の吐出周波数が大きい場
合は、液滴1間の間隔が狭いため、ある液滴1が移動す
ることで生じた雰囲気内の気体による乱れが、次に吐出
された液滴1の移動に影響を与えることがある。
However, when the ejection frequency of the head 2 is high, the interval between the droplets 1 is narrow, so that the turbulence due to the gas in the atmosphere caused by the movement of a certain droplet 1 causes the next ejected liquid. This may affect the movement of the drop 1.

【0051】ところで、ヘッド2から吐出された液滴1
は帯電しているので、給電回路20によってワイヤ電極
7に電圧を印加したときに、ちょうどワイヤ電極7間を
通過する液滴1が偏向する。
By the way, the droplet 1 ejected from the head 2
Are charged, the droplet 1 just passing between the wire electrodes 7 is deflected when a voltage is applied to the wire electrodes 7 by the power supply circuit 20.

【0052】そこで、本実施形態では、ヘッド2から吐
出される液滴1の間隔が狭いときに、ワイヤ電極7によ
って液滴1の進路に直交する方向に電界を生じさせ、偏
向板9側に進路が変更された液滴1をカメラ3で撮像す
ることによって、液滴1の量を測定するようにしてい
る。
Therefore, in the present embodiment, when the distance between the droplets 1 ejected from the head 2 is narrow, an electric field is generated by the wire electrode 7 in the direction orthogonal to the path of the droplets 1 and the deflection plate 9 side. The amount of the droplet 1 is measured by capturing an image of the droplet 1 whose course has been changed with the camera 3.

【0053】なお、ワイヤ電極7に電圧を印加していな
いときには、液滴1はガター8に回収される。
When no voltage is applied to the wire electrode 7, the droplet 1 is collected in the gutter 8.

【0054】図6は、図4のヘッド2の駆動、カメラ3
の露光、照明光源5の閃光、ワイヤ電極7の電圧印加の
タイミング図である。図6に示すように、給電回路20
から一時的にワイヤ電極7に例えば2.4kVで20μ
s間電圧を印加し、液滴1の中のいくつかを偏向させ、
実施形態1と同様のタイミングでカメラ3の露光、照明
光源5の閃光を行う。
FIG. 6 shows the drive of the head 2 and the camera 3 of FIG.
6 is a timing chart of exposure of the light source, flash of the illumination light source 5, and voltage application to the wire electrode 7. As shown in FIG.
To the wire electrode 7 from 20μ at 2.4kV
applying a voltage between s to deflect some of the droplets 1,
The exposure of the camera 3 and the flash of the illumination light source 5 are performed at the same timing as in the first embodiment.

【0055】ちなみに、ヘッド2を10kHzで駆動し
ながら、ワイヤ電極7に5Hzの周波数で図5のように
電圧を印加すると、液滴1の間隔は2mになり、互いに
影響しあうこともなく、雰囲気内の気体による粘性抵抗
係数ηも実施形態1と同様に一定と考えることができ
る。
By the way, when the voltage is applied to the wire electrode 7 at a frequency of 5 Hz as shown in FIG. 5 while the head 2 is driven at 10 kHz, the distance between the liquid droplets 1 becomes 2 m and they do not affect each other. The viscous resistance coefficient η due to the gas in the atmosphere can be considered to be constant as in the first embodiment.

【0056】さらに、本実施形態では液滴1の進路に、
観察系の光学軸と鉛直軸に直角に弱い定常電磁場を生じ
させている。具体的には、ヘッド2の吐出口より水平方
向に10mm程度離したところに偏向板9を相互に数1
00mm離して配置し、これらの100V程度の電圧を
かけている。
Further, in the present embodiment, in the path of the droplet 1,
A weak stationary electromagnetic field is generated at right angles to the optical axis and vertical axis of the observation system. More specifically, the deflection plates 9 are placed at a distance of about 10 mm from the ejection port of the head 2 in the horizontal direction.
They are arranged at a distance of 00 mm, and these voltages of about 100 V are applied.

【0057】この電場域に液滴1が入ると、液滴1は静
電力により水平方向にひかれ、真下ではなく斜め下に移
動する。よって落下速度vを算出する際には、実施形態
1の場合のように規定時間内に移動した液滴1の距離か
ら計算するのではなく、移動距離の垂直成分を用いて計
算をする。
When the liquid droplet 1 enters this electric field region, the liquid droplet 1 is attracted in the horizontal direction by the electrostatic force and moves not obliquely downward but obliquely downward. Therefore, when calculating the falling velocity v, the vertical component of the moving distance is used instead of the distance of the droplet 1 that has moved within a specified time as in the first embodiment.

【0058】これは、電場をかけないことで、液滴1が
時折外乱の影響を受けて進路が斜めになって落下速度v
の計測ができなくなることを防止するためである。
This is because, by not applying an electric field, the droplet 1 is sometimes influenced by disturbance and the course becomes oblique, resulting in a drop velocity v.
This is to prevent that the measurement of is not possible.

【0059】(実施形態3)図7は、本発明の実施形態
3の液体吐出記録ヘッドの液滴測定装置の一例を示す概
略構成図である。図8は、図7のブロック図である。図
7,図8には、吐出された液滴1のいくつかを蒸発させ
るレーザ光を出射する数W級のグリーン連続発光レーザ
などのレーザ10と、レーザ10から発せられたレーザ
光を変調する音響光学変調器(AOM)11と、AOM
11で変調されたレーザ光を反射する反射ミラー12
と、反射ミラー12の反射光を集める縮小レンズ13
と、縮小レンズ13によって集められた反射光を液滴1
に照射する集光部14とを示している。
(Embodiment 3) FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a droplet measuring apparatus for a liquid discharge recording head according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8 is a block diagram of FIG. 7. In FIGS. 7 and 8, a laser 10 such as a green continuous emission laser of several W class that emits a laser beam that evaporates some of the ejected droplets 1 and a laser beam emitted from the laser 10 are modulated. Acousto-optic modulator (AOM) 11 and AOM
Reflection mirror 12 for reflecting the laser light modulated by 11
And a reduction lens 13 that collects the light reflected by the reflection mirror 12.
And the reflected light collected by the reduction lens 13 to the droplet 1
The light condensing unit 14 for irradiating the light is shown.

【0060】なお、図7,図8において図4,図5と同
様の部分には同一符号を付しているが、本実施形態で
は、ヘッド2を、吐出した液滴1の直径が平均φが30
μmで、ノズルの数が64個のヘッドを用いている。ま
た、液滴1の画像がきちんと取り込めるようにヘッド2
とカメラ3との位置合わせしている。
In FIGS. 7 and 8, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals, but in the present embodiment, the diameter of the droplet 1 ejected from the head 2 is an average φ. Is 30
A head having a size of μm and 64 nozzles is used. In addition, the head 2 is used so that the image of the droplet 1 can be captured properly.
Is aligned with the camera 3.

【0061】図9は、図7の集光部14付近の上面図で
ある。図9に示すように、液滴1の進路と集光レンズ1
3を通過した反射光の光路とは直交するようにしてい
る。一方、液滴1の進路と集光部14の中心を結ぶ線と
は直交しないようにして液滴1の進路を反射光が数往復
するようにしている。
FIG. 9 is a top view of the vicinity of the light collecting section 14 of FIG. As shown in FIG. 9, the path of the droplet 1 and the condenser lens 1
The optical path of the reflected light that has passed through 3 is orthogonal. On the other hand, the reflected light makes several round trips in the path of the droplet 1 so that the path of the droplet 1 and the line connecting the centers of the light condensing units 14 are not orthogonal to each other.

【0062】図10は、図7のヘッド2の駆動、カメラ
3の露光、照明光源5の閃光、AOM11の駆動のタイ
ミング図である。実施形態2と同様に、1回のカメラ露
光時間内に、1回閃光を行い、カメラ3及び照明光源5
は1滴の液滴1につき30Hzの周波数で4パルス分駆
動する。
FIG. 10 is a timing chart of driving the head 2, the exposure of the camera 3, the flash of the illumination light source 5, and the driving of the AOM 11 in FIG. Similar to the second embodiment, the flash light is emitted once within one camera exposure time, and the camera 3 and the illumination light source 5 are illuminated.
Drives for 4 pulses at a frequency of 30 Hz per droplet of one droplet.

【0063】なお、測定前には、実施形態1と同様に、
AOM11の駆動信号、カメラ3の露光信号及び照明光
源5の閃光制御信号のタイミングを調整している。
Before the measurement, as in the first embodiment,
The timings of the drive signal of the AOM 11, the exposure signal of the camera 3, and the flash control signal of the illumination light source 5 are adjusted.

【0064】ヘッド2から吐出された液滴1は、レーザ
光の集光部14を通過する際に、レーザ光を吸収して蒸
発する。一方、例えば5Hzの周波数で、1回当たりの
偏向時間が50μsになるように外部パルスを入力して
AOM11を駆動し、レーザ光を偏向する。
The droplets 1 ejected from the head 2 absorb the laser light and evaporate when passing through the laser light focusing portion 14. On the other hand, at a frequency of, for example, 5 Hz, an external pulse is input so that each deflection time is 50 μs, the AOM 11 is driven, and the laser light is deflected.

【0065】レーザ光が偏向されると、液滴1の軌道上
には達しないので、その間の液滴1は、レーザ光を吸収
することなく進行する。このように進行した液滴1の落
下速度vを、実施形態2と同様の手法により測定する。
When the laser light is deflected, it does not reach the orbit of the droplet 1, so that the droplet 1 during that time proceeds without absorbing the laser light. The drop velocity v of the droplet 1 that has proceeded in this way is measured by the same method as in the second embodiment.

【0066】(実施形態4)本発明の実施形態4では、
カラーフィルタの製造装置に係る液滴測定装置と、液滴
測定装置の測定結果に基づいてカラーフィルタの製造装
置の液滴の吐出量を調整する調整装置である制御部を有
する情報処理装置6とを備えた製造システムについて説
明する。
(Embodiment 4) In Embodiment 4 of the present invention,
A droplet measuring device relating to a color filter manufacturing device; and an information processing device 6 having a control unit which is an adjusting device for adjusting the discharge amount of droplets of the color filter manufacturing device based on the measurement result of the droplet measuring device. A manufacturing system provided with will be described.

【0067】図11は、本発明の実施形態4の製造シス
テムの模式的な構成図である。図11には、カラーフィ
ルタが形成される基板の載置される印字領域15と、液
滴量の測定を行う測定領域16と、印字領域15と測定
領域16との間でヘッド2を搬送する搬送機構18と、
印字領域15に基板を搬入する搬入口17と、計測領域
16内での計測時の外乱を少なくするためのシャッター
19とを示している。なお、図11において図1で示し
た部分と同様の部分には同一符号を付している。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a manufacturing system according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, the print area 15 on which the substrate on which the color filter is formed is placed, the measurement area 16 for measuring the droplet amount, and the head 2 is conveyed between the print area 15 and the measurement area 16. A transport mechanism 18,
A carry-in port 17 for loading the substrate into the print region 15 and a shutter 19 for reducing disturbance during measurement in the measurement region 16 are shown. In FIG. 11, the same parts as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0068】図12は、図11の動作を示すフローチャ
ートである。ヘッド2は、通常時には、印字領域16に
備えられている高精度ステージに載置されている。この
状態で、システムの電源が投入されたり、ユーザの指示
があると、これらを契機にヘッド2が計測領域16に搬
送機構18によって搬送される(ステップS1)。
FIG. 12 is a flow chart showing the operation of FIG. The head 2 is normally mounted on a high-precision stage provided in the print area 16. In this state, when the power of the system is turned on or there is a user's instruction, the head 2 is transported to the measurement region 16 by the transport mechanism 18 triggered by these (step S1).

【0069】計測領域16では、まず、ヘッド2の各ノ
ズルを順次選択する(ステップS2)。
In the measurement area 16, first, each nozzle of the head 2 is sequentially selected (step S2).

【0070】そして、実施形態1等で説明したような手
法によって選択したノズルから液滴を吐出させて、その
量を測定する(ステップS3)。
Then, a droplet is ejected from the nozzle selected by the method described in the first embodiment and the amount thereof is measured (step S3).

【0071】つぎに、計測結果に基づいて、吐出される
液滴量が所定の設計範囲内にあるかどうかを判別する
(ステップS4)。
Next, based on the measurement result, it is judged whether or not the ejected droplet amount is within a predetermined design range (step S4).

【0072】判別の結果、吐出される液滴量が所定の設
計範囲内にない場合には、それを是正するように、ヘッ
ド2の駆動電圧などの駆動パラメータを情報処理装置6
の制御部によって調整する(ステップS5)。
As a result of the discrimination, if the ejected droplet amount is not within the predetermined design range, the driving parameter such as the driving voltage of the head 2 is set so as to correct it.
Is adjusted by the control section of (step S5).

【0073】具体的には、測定された液滴量が所定設計
値より小さければ、駆動電圧を大きくし、逆に設計値よ
り大きければ、駆動電圧を小さくする。
Specifically, if the measured droplet amount is smaller than a predetermined design value, the drive voltage is increased, and conversely, if it is larger than the design value, the drive voltage is decreased.

【0074】それから、調整時のデータを情報処理装置
6内のメモリに記憶する(ステップS6)。
Then, the data at the time of adjustment is stored in the memory in the information processing device 6 (step S6).

【0075】そして、ヘッド2の全てのノズルの液滴量
の計測が終了したか判別される(ステップS7)。
Then, it is judged whether or not the measurement of the droplet amounts of all the nozzles of the head 2 has been completed (step S7).

【0076】全てのノズルの液滴量の計測が終了してい
なければ、ステップS2に戻り、終了していればヘッド
2を印字領域15に戻す(ステップS8)。
If the measurement of the droplet amounts of all the nozzles is not completed, the process returns to step S2, and if the measurement is completed, the head 2 is returned to the print area 15 (step S8).

【0077】液滴量が調整されたヘッド2によってカラ
ーフィルタの印字を行うときには、情報処理装置6でメ
モリ内のデータを読み出して、そのデータに従ってヘッ
ド2を駆動する。
When the color filter is printed by the head 2 of which the droplet amount is adjusted, the information processing device 6 reads the data in the memory and drives the head 2 according to the data.

【0078】なお、本実施形態では、カラーフィルタの
製造装置を例に説明したが、液滴を吐出するヘッドを備
えていればこれに限定されず、実施形態1等で説明した
ようにインクジェットプリンタの製造装置や、電子放出
素子の製造装置にも適用することができる。
In the present embodiment, the color filter manufacturing apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited to this as long as it has a head for ejecting droplets, and the ink jet printer as described in Embodiment 1 and the like. Can also be applied to the manufacturing apparatus for the above and the manufacturing apparatus for the electron-emitting device.

【0079】(実施形態5)本実施形態では、本発明の
計測方法及び装置を利用することで、高精度なヘッドを
より効率良く生産する方法を説明する。
(Embodiment 5) In this embodiment, a method for producing a highly accurate head more efficiently by using the measuring method and apparatus of the present invention will be described.

【0080】生産されたヘッドは、上記説明してきた計
測方法及び装置により全ノズルの液滴量測定がなされ
る。そのデータはLAN等によりリアルタイムで工場の各
工程部に送信される。
The produced head is subjected to droplet amount measurement of all nozzles by the measuring method and apparatus described above. The data is transmitted to each process section of the factory in real time via LAN or the like.

【0081】規格外の液滴量が計測された場合は、各工
程内の検査結果と併せて解析され、不良原因の早期探索
がなされる。例えば、あるヘッドの一部のノズルで吐出
量が規定以上に大きいという計測結果が得られると、そ
のヘッドノズルの径や、そのヘッドノズルに対応する熱
変換素子の抵抗値が調べられる。
When the non-standard droplet amount is measured, it is analyzed together with the inspection result in each process, and the cause of the defect is searched early. For example, when the measurement result that the ejection amount of a part of the nozzles of a certain head is larger than the specified value is obtained, the diameter of the head nozzle and the resistance value of the heat conversion element corresponding to the head nozzle are examined.

【0082】そこで例えば、吐出量が規定以上に大きい
ノズルのノズル径が、設計値よりも大きかった場合は、
ノズル形成工程において製造パラメータの再チェックが
なされ、設計規定値のノズル径が製造できるようにノズ
ル形成工程の調整がなされる。こうした最終製品から各
製造工程へ計測データのフィードバックをかけること
で、高精度なヘッドをより効率良くできる。また製品立
ち上げ時の歩留まり向上を早めることができる。
Therefore, for example, when the nozzle diameter of the nozzle whose discharge amount is larger than the specified value is larger than the design value,
The manufacturing parameters are rechecked in the nozzle forming process, and the nozzle forming process is adjusted so that the nozzle diameter of the design specified value can be manufactured. By feeding back measurement data from the final product to each manufacturing process, a highly accurate head can be made more efficient. In addition, the yield at the time of product startup can be accelerated.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
吐出液滴の1滴1滴の量を精度よく計測し、その計測結
果に基づいて液体吐出装置の吐出量の解析が可能となる
ので、吐出された液滴量のばらつきがなくなるように調
整することによって、形成する画像を高詳細かつ高画質
にすることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to accurately measure the amount of each of the ejected droplets and analyze the ejection amount of the liquid ejecting apparatus based on the measurement result. Therefore, it is adjusted so that there is no variation in the ejected droplet amount. As a result, the image to be formed can have high detail and high image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1の液体吐出記録ヘッドの液
滴測定装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a droplet measuring device of a liquid ejection recording head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of FIG.

【図3】図1のヘッド2の駆動、カメラ3の露光、照明
光源5の閃光のタイミング図である。
3 is a timing chart of driving of the head 2 of FIG. 1, exposure of the camera 3, and flashing of the illumination light source 5. FIG.

【図4】本発明の実施形態2の液体吐出記録ヘッドの液
滴測定装置の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a droplet measuring device of a liquid ejection recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of FIG.

【図6】図4のヘッド2の駆動、カメラ3の露光、照明
光源5の閃光、ワイヤ電極7の電圧印加のタイミング図
である。
6 is a timing chart of driving the head 2, exposing the camera 3, flashing the illumination light source 5, and applying a voltage to the wire electrode 7 in FIG.

【図7】本発明の実施形態3の液体吐出記録ヘッドの液
滴測定装置の一例を示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of a droplet measuring device of a liquid ejection recording head according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図7のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of FIG. 7.

【図9】図7の集光部14付近の上面図である。9 is a top view of the vicinity of the light collecting unit 14 of FIG. 7. FIG.

【図10】図7のヘッド2の駆動、カメラ3の露光、照
明光源5の閃光、AOM11の駆動のタイミング図であ
る。
10 is a timing chart of driving the head 2, exposing the camera 3, flashing the illumination light source 5, and driving the AOM 11 in FIG.

【図11】本発明の実施形態4の製造システムの模式的
な構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a manufacturing system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】図11の動作を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the operation of FIG. 11.

【図13】従来技術に係る液滴の状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state of droplets according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液滴 2 ヘッド 3 カメラ 4 拡大レンズ 5 照明光源 6 情報処理装置 7 ワイヤ電極 8 ガター 9 偏向板 10 レーザ 11 AOM 12 反射ミラー 13 縮小レンズ 14 集光部 15 印字領域 16 測定領域 17 搬入口 18 搬送機構 19 シャッター 20 給電回路 21 ヘッドコントローラ 1 droplet 2 heads 3 cameras 4 magnifying lens 5 Illumination light source 6 Information processing equipment 7 wire electrode 8 gutter 9 Deflection plate 10 laser 11 AOM 12 reflective mirror 13 Reduction lens 14 Focusing section 15 print area 16 measurement area 17 carry-in entrance 18 Transport mechanism 19 shutters 20 power supply circuit 21 head controller

フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA06 EB07 EB27 EB30 EB31 EB35 EB48 EC07 EC30 EC41 HA58 KD06 2F030 CA02 CC01 CE04 2F035 JB02 JB05 Continued front page    F term (reference) 2C056 EA06 EB07 EB27 EB30 EB31                       EB35 EB48 EC07 EC30 EC41                       HA58 KD06                 2F030 CA02 CC01 CE04                 2F035 JB02 JB05

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気体中の液滴の落下速度を計測する計測
手段と、前記計測手段によって計測された落下速度と予
め測定してある前記液滴の密度及び前記気体の粘性係数
とに基づいて液滴量を算出する算出手段とを備えること
を特徴とする液滴量測定装置。
1. A measuring means for measuring a drop velocity of a droplet in a gas, and a drop velocity measured by the measuring means, a density of the droplet and a viscosity coefficient of the gas which are measured in advance. A droplet amount measuring device comprising: a calculating unit that calculates the droplet amount.
【請求項2】 前記算出手段は、前記液滴の密度をρ、
重力加速度をg、気体の粘性係数をη、液滴の半径を
a、液滴の落下速度をv、抗力係数をCd、レイノルズ
数をReとしたときに、以下の数式を用いて前記液滴量
を算出することを特徴とする請求項1記載の液滴量測定
装置。 Cd=8ag/3v2 Cd=f(Re) Re=2avρ/η
2. The calculating means calculates the density of the droplet by ρ,
When gravitational acceleration is g, viscosity coefficient of gas is η, radius of droplet is a, drop velocity of droplet is v, drag coefficient is Cd, and Reynolds number is Re, The droplet amount measuring device according to claim 1, wherein the amount is calculated. Cd = 8ag / 3v 2 Cd = f (Re) Re = 2avρ / η
【請求項3】 前記算出手段は、レイノルズ数Reが1
以下であって、前記液滴の重さをm、重力加速度をg、
気体の粘性係数をη、液滴の半径をa、液滴の落下速度
をvとしたときに、以下の数式を用いて前記液滴量を算
出することを特徴とする請求項1又は2記載の液滴量測
定装置。 v=mg/6πηa
3. The Reynolds number Re is 1 in the calculating means.
Where m is the weight of the droplet, g is the gravitational acceleration,
3. The droplet amount is calculated using the following mathematical expression, where η is the viscosity coefficient of gas, a radius of the droplet is a, and a drop velocity of the droplet is v. Droplet amount measuring device. v = mg / 6πηa
【請求項4】 前記液滴の落下速度が一定になった後
に、前記計測手段によって液滴の落下速度を計測するこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の液
体量測定装置。
4. The liquid amount measurement according to claim 1, wherein the drop velocity of the droplet is measured by the measuring means after the drop velocity of the droplet becomes constant. apparatus.
【請求項5】 前記計測手段は、前記液滴に光を照射す
る光源と、前記光源からの光で照射された液滴の画像を
撮像する撮像手段とを備えることを特徴とする請求項1
から4のいずれか1項記載の液滴量測定装置。
5. The measuring means includes a light source that irradiates the droplet with light, and an image capturing means that captures an image of the droplet irradiated with the light from the light source.
5. The droplet amount measuring device according to any one of 1 to 4.
【請求項6】 前記液滴を前記気体中に吐出する吐出手
段によって吐出される液滴の間隔が狭いときに当該液滴
の進路に直交する方向に電界を生じさせる発生手段を備
え、 前記発生手段の生じさせた電界によって前記進路から取
り出された計測対象の液滴の落下速度を前記計測手段で
計測することを特徴とする請求項1から5のいずれか1
項記載の液体量測定装置。
6. A generator for generating an electric field in a direction orthogonal to a path of the liquid droplet when the space between the liquid droplets discharged by the discharging device for discharging the liquid droplet into the gas is small, 6. The dropping speed of a droplet to be measured taken out from the path by the electric field generated by the means is measured by the measuring means.
The liquid amount measuring device according to the item.
【請求項7】 前記吐出手段によって吐出される液滴の
間隔が狭いときに当該液滴を蒸発させるビームを照射す
る照射手段を備え、 前記照射手段から発せられたビームによって非計測対象
の液滴を蒸発した後に計測対象の液滴の落下速度を前記
計測手段で計測することを特徴とする請求項1から6の
いずれか1項記載の液体量測定装置。
7. A droplet that is not measured by the beam emitted from the irradiation means, the irradiation means irradiating with a beam that evaporates the droplet when the distance between the droplets ejected by the ejection means is narrow. The liquid amount measuring device according to any one of claims 1 to 6, wherein the drop velocity of the droplet to be measured is measured by the measuring means after evaporating the liquid.
【請求項8】 前記吐出手段から前記液滴を水平に吐出
させること特徴とする請求項1から7のいずれか1項記
載の液体量測定装置。
8. The liquid amount measuring device according to claim 1, wherein the liquid droplets are ejected horizontally from the ejection means.
【請求項9】 前記吐出手段によって吐出された液滴の
水平方向の移動速度が一定になった後に前記計測手段に
よって液滴の落下速度を計測することを特徴とする請求
項8記載の液体量測定装置。
9. The liquid amount according to claim 8, wherein the drop velocity of the droplet is measured by the measuring unit after the horizontal moving velocity of the droplet discharged by the discharging unit becomes constant. measuring device.
【請求項10】 前記吐出手段及び前記計測手段の設置
領域に湿温計を備えるとともに、前記湿温計の測定結果
に基づいて湿温を調整する湿温調整手段を備えることを
特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の液滴量
測定装置。
10. A wet thermometer is provided in the installation area of the discharge means and the measuring means, and a wet temperature adjusting means for adjusting the wet temperature based on the measurement result of the wet thermometer is provided. Item 10. The droplet amount measuring device according to any one of items 1 to 9.
【請求項11】 前記湿温調整手段は、前記湿温計で測
定される相対湿度が50%から90%になるように湿度
を調整することを特徴とする請求項10記載の液滴量測
定装置。
11. The droplet amount measurement according to claim 10, wherein the humidity temperature adjusting means adjusts the humidity so that the relative humidity measured by the humidity thermometer is 50% to 90%. apparatus.
【請求項12】 前記液滴は、インクジェットプリンタ
から吐出されたインク液滴であることを特徴とする請求
項1から11のいずれか1項記載の液滴量測定装置。
12. The droplet amount measuring device according to claim 1, wherein the droplets are ink droplets ejected from an inkjet printer.
【請求項13】 請求項1から12のいずれか1項記載
の液滴量測定装置と、前記液滴量測定装置の測定結果に
基づいてインクジェットプリンタのインク液滴の吐出量
を調整する調整装置とを備えることを特徴とするインク
ジェットプリンタの製造システム。
13. A droplet amount measuring device according to claim 1, and an adjusting device for adjusting the ejection amount of ink droplets of an inkjet printer based on a measurement result of the droplet amount measuring device. An inkjet printer manufacturing system comprising:
【請求項14】 気体中の液滴の落下速度を計測し、計
測した落下速度と予め測定してある前記液滴の密度及び
前記気体の粘性係数とに基づいて液滴量を算出すること
を特徴とする液滴量測定方法。
14. A drop velocity of a droplet in a gas is measured, and a drop amount is calculated based on the measured drop velocity, a density of the droplet and a viscosity coefficient of the gas which are measured in advance. Characteristic droplet amount measuring method.
【請求項15】 前記液滴の密度をρ、重力加速度を
g、気体の粘性係数をη、液滴の半径をa、液滴の落下
速度をv、抗力係数をCd、レイノルズ数をReとした
ときに、以下の数式を用いて前記液滴量を算出すること
を特徴とする請求項14記載の液滴量測定方法。 Cd=8ag/3v2 Cd=f(Re) Re=2avρ/η
15. The density of the droplet is ρ, the acceleration of gravity is g, the viscosity coefficient of the gas is η, the radius of the droplet is a, the drop velocity of the droplet is v, the drag coefficient is Cd, and the Reynolds number is Re. 15. The liquid drop amount measuring method according to claim 14, wherein the liquid drop amount is calculated using the following mathematical formula. Cd = 8ag / 3v 2 Cd = f (Re) Re = 2avρ / η
【請求項16】 レイノルズ数Reが1以下であって、
前記液滴の重さをm、重力加速度をg、気体の粘性係数
をη、液滴の半径をa、液滴の落下速度をvとしたとき
に、以下の数式を用いて前記液滴量を算出することを特
徴とする請求項14又は15記載の液滴量測定方法。 v=mg/6πηa
16. The Reynolds number Re is 1 or less,
When the weight of the droplet is m, the gravitational acceleration is g, the viscosity coefficient of the gas is η, the radius of the droplet is a, and the drop velocity of the droplet is v, the droplet amount is calculated using the following mathematical formula. The liquid droplet amount measuring method according to claim 14 or 15, wherein v = mg / 6πηa
【請求項17】 前記液滴の落下速度が一定になった後
に、液滴の落下速度を計測することを特徴とする請求項
14から16のいずれか1項記載の液体量測定方法。
17. The liquid amount measuring method according to claim 14, wherein the drop velocity of the droplet is measured after the drop velocity of the droplet becomes constant.
【請求項18】 前記液滴に光を照射した状態で液滴の
画像を撮像することを特徴とする請求項14から17の
いずれか1項記載の液滴量測定方法。
18. The droplet amount measuring method according to claim 14, wherein an image of the droplet is captured while the droplet is irradiated with light.
【請求項19】 前記液滴を前記気体中に吐出したとき
の液滴の間隔が狭いときに当該液滴の進路に直交する方
向に電界を生じさせ、前記進路から取り出された計測対
象の液滴の落下速度を計測することを特徴とする請求項
14から18のいずれか1項記載の液体量測定方法。
19. The liquid to be measured, which is taken out from the path by generating an electric field in a direction orthogonal to the path of the droplet when the interval between the droplets when the droplet is discharged into the gas is narrow. The liquid amount measuring method according to any one of claims 14 to 18, wherein a drop velocity of the droplet is measured.
【請求項20】 吐出した液滴の間隔が狭いときに当該
液滴を蒸発させるビームを照射し、非計測対象の液滴を
蒸発した後に計測対象の液滴の落下速度を計測すること
を特徴とする請求項14から19のいずれか1項記載の
液体量測定方法。
20. When the distance between the ejected droplets is narrow, a beam for evaporating the droplets is irradiated, and the drop velocity of the droplets to be measured is measured after the droplets to be non-measured are vaporized. The liquid amount measuring method according to any one of claims 14 to 19.
【請求項21】 前記液滴を水平に吐出させること特徴
とする請求項14から20のいずれか1項記載の液体量
測定方法。
21. The liquid amount measuring method according to claim 14, wherein the droplet is discharged horizontally.
【請求項22】 吐出した液滴の水平方向の移動速度が
一定になった後に液滴の落下速度を計測することを特徴
とする請求項21記載の液体量測定方法。
22. The liquid amount measuring method according to claim 21, wherein the drop velocity of the droplet is measured after the horizontal movement velocity of the ejected droplet becomes constant.
【請求項23】 前記液体を吐出位置及び前記液滴量の
計測位置近傍の湿温を調整することを特徴とする請求項
14から22のいずれか1項記載の液滴量測定方法。
23. The liquid drop amount measuring method according to claim 14, wherein the wet temperature in the vicinity of the liquid discharge position and the liquid drop amount measuring position is adjusted.
【請求項24】 前記湿温は、相対湿度が50%から9
0%になるように湿度を調整することを特徴とする請求
項23記載の液滴量測定方法。
24. The relative humidity is between 50% and 9 for said humidity temperature.
The droplet amount measuring method according to claim 23, wherein the humidity is adjusted so as to be 0%.
【請求項25】 前記液滴は、インクジェットプリンタ
から吐出されたインク液滴であることを特徴とする請求
項14から24のいずれか1項記載の液滴量測定方法。
25. The droplet amount measuring method according to claim 14, wherein the droplet is an ink droplet ejected from an inkjet printer.
JP2001217120A 2001-07-17 2001-07-17 Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same Expired - Fee Related JP4865155B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001217120A JP4865155B2 (en) 2001-07-17 2001-07-17 Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001217120A JP4865155B2 (en) 2001-07-17 2001-07-17 Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2003028696A true JP2003028696A (en) 2003-01-29
JP2003028696A5 JP2003028696A5 (en) 2008-09-04
JP4865155B2 JP4865155B2 (en) 2012-02-01

Family

ID=19051501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001217120A Expired - Fee Related JP4865155B2 (en) 2001-07-17 2001-07-17 Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4865155B2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142808A (en) * 2004-10-05 2006-06-08 Applied Materials Inc Visualization of liquid droplet of ink-jetting
JP2007040813A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Canon Inc Liquid drop amount measuring instrument, and method of manufacturing liquid delivery head
JP2007098669A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Konica Minolta Ij Technologies Inc Liquid droplet jet device, method of controlling speed of liquid droplet, liquid droplet speed detection device, method of detecting speed of liquid droplet, program, and recording medium
JP2007107933A (en) * 2005-10-11 2007-04-26 Sharp Corp Droplet quantity measuring method and droplet quantity measuring device
JP2007313773A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Shibaura Mechatronics Corp Supply device and feeding method of solution
JP2008540069A (en) * 2005-04-25 2008-11-20 ライトレックス コーポレーション Droplet analysis system
JP2009515725A (en) 2005-09-15 2009-04-16 フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド Waveform shaping interface
JP2009090175A (en) * 2007-10-04 2009-04-30 Shibaura Mechatronics Corp Liquid droplet applying apparatus and liquid droplet applying method
KR100917993B1 (en) 2007-12-13 2009-09-18 한국화학연구원 Method for determining ink drop velocity and volume of printhead
WO2009128572A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-22 Soonchunhyang University Industry Academy Cooperation Foundation Printing system
KR100927696B1 (en) 2007-12-13 2009-11-18 한국화학연구원 How to measure the speed of ink droplets in inkjet printers
JP2010264714A (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Konica Minolta Holdings Inc Liquid droplet imaging device and inkjet recorder
WO2021157069A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 ソニーグループ株式会社 Information processing device, information processing method, and information processing program

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56118642A (en) * 1980-02-23 1981-09-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Measuring apparatus for distribution of size of droplet sprayed from nozzle
JPH0948111A (en) * 1995-05-30 1997-02-18 Canon Inc Method and apparatus for measuring ink emitting quantity, printer and method for measuring ink emitting quantity in printer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56118642A (en) * 1980-02-23 1981-09-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Measuring apparatus for distribution of size of droplet sprayed from nozzle
JPH0948111A (en) * 1995-05-30 1997-02-18 Canon Inc Method and apparatus for measuring ink emitting quantity, printer and method for measuring ink emitting quantity in printer

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142808A (en) * 2004-10-05 2006-06-08 Applied Materials Inc Visualization of liquid droplet of ink-jetting
JP4905998B2 (en) * 2005-04-25 2012-03-28 株式会社アルバック Droplet analysis system
JP2008540069A (en) * 2005-04-25 2008-11-20 ライトレックス コーポレーション Droplet analysis system
JP2007040813A (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Canon Inc Liquid drop amount measuring instrument, and method of manufacturing liquid delivery head
JP2009515725A (en) 2005-09-15 2009-04-16 フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド Waveform shaping interface
US9195237B2 (en) 2005-09-15 2015-11-24 Fujifilm Dimatix, Inc. Waveform shaping interface
US8740334B2 (en) 2005-09-15 2014-06-03 Fujifilm Dimatix, Inc. Waveform shaping interface
JP2007098669A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Konica Minolta Ij Technologies Inc Liquid droplet jet device, method of controlling speed of liquid droplet, liquid droplet speed detection device, method of detecting speed of liquid droplet, program, and recording medium
JP2007107933A (en) * 2005-10-11 2007-04-26 Sharp Corp Droplet quantity measuring method and droplet quantity measuring device
JP2007313773A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Shibaura Mechatronics Corp Supply device and feeding method of solution
JP2009090175A (en) * 2007-10-04 2009-04-30 Shibaura Mechatronics Corp Liquid droplet applying apparatus and liquid droplet applying method
KR100927696B1 (en) 2007-12-13 2009-11-18 한국화학연구원 How to measure the speed of ink droplets in inkjet printers
KR100917993B1 (en) 2007-12-13 2009-09-18 한국화학연구원 Method for determining ink drop velocity and volume of printhead
WO2009128572A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-22 Soonchunhyang University Industry Academy Cooperation Foundation Printing system
JP2010264714A (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Konica Minolta Holdings Inc Liquid droplet imaging device and inkjet recorder
WO2021157069A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 ソニーグループ株式会社 Information processing device, information processing method, and information processing program

Also Published As

Publication number Publication date
JP4865155B2 (en) 2012-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4865155B2 (en) Droplet volume measuring method, droplet volume measuring apparatus, and inkjet printer manufacturing system including the same
TWI293921B (en) Droplet visualization of inkjetting
CN109435473B (en) A kind of flight ink droplet detection device and method suitable for inkjet printing
CN111397539B (en) Multi-view visual detection system and method for ink-jet printing
CN1939730B (en) Methods and system for calibration of inkjet drop positioning
JP2006142808A5 (en)
KR20070036727A (en) Methods and system for inkjet drop positioning
US7992956B2 (en) Systems and methods for calibrating inkjet print head nozzles using light transmittance measured through deposited ink
KR20080043233A (en) Apparatus and method for inspecting of droplet discharge characteristics of ink-jet printer head
EP1102965B1 (en) Apparatus and method for measurement of a liquid droplet
JP2006047235A (en) Liquid drop measuring instrument, liquid drop measuring method, liquid drop application device, device manufacturing apparatus, and electronic equipment
JP2005022222A (en) Method and apparatus for observing flight state of droplet
US20120287198A1 (en) Imaging Jetted Ink
KR20180092275A (en) Ink-jet printing method
JP2004069483A (en) Droplet amount measuring method and device for liquid discharge head
JP2004069484A (en) Liquid discharge head, and droplet amount measuring method therefor, check system, liquid discharging device, manufacturing system, and droplet amount measuring device
JP2006167534A (en) Measuring method of amount of liquid droplet, method for optimizing driving signal of liquid droplet discharging head, and apparatus for discharging liquid droplet
JP2008018659A (en) Apparatus for measuring liquid droplet speed
JP3774649B2 (en) Liquid discharge recording head discharge droplet amount measuring method, liquid discharge recording head discharge droplet amount measuring apparatus
JP2007114055A (en) Apparatus for measuring droplet diameter
JP2005238787A (en) Ink ejection amount measuring method, and ink ejection amount control method and ink-jet device using the same
JP2007107933A (en) Droplet quantity measuring method and droplet quantity measuring device
JP2003227705A (en) Device for measuring position of flying liquid drop and method therefor
JP2008018658A (en) Apparatus for measuring liquid droplet speed
JP2010036388A (en) Droplet amount measuring method and droplet discharging system employing thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080717

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080717

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20090324

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100201

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111108

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111110

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees