JP2004291457A - Device and method for discharging liquid droplet - Google Patents

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JP2004291457A JP2003088065A JP2003088065A JP2004291457A JP 2004291457 A JP2004291457 A JP 2004291457A JP 2003088065 A JP2003088065 A JP 2003088065A JP 2003088065 A JP2003088065 A JP 2003088065A JP 2004291457 A JP2004291457 A JP 2004291457A
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秀範 臼田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a viscosity reduction of a liquid for discharge corresponding to various operation conditions. <P>SOLUTION: A liquid droplet discharging device which discharges liquid droplets from discharge nozzles by selectively supplying a drive signal to an actuator via a switching circuit is equipped with a selector and a control driving means. The selector set between the switching circuit and the actuator alternatively selects the drive signal or a minute vibration drive signal for applying oscillation to the liquid for discharge within the discharge nozzles. The control driving means controls the selector to suitably supply the minute vibration drive signal to the actuator in accordance with a preliminarily set plurality of viscosity reduction modes corresponding to the operation conditions of the liquid droplet discharging device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平9−193407号公報には、揺動させることによりヘッド部内のインクの粘度増加を防止するに際し、揺動のための信号をホスト側からヘッド部に転送することなくヘッド部で自動生成するインクジェットヘッド駆動回路が開示されている。このインクジェットヘッド駆動回路は、複数回のインク吐出の過程で一度も液滴を吐出しなかったノズルをヘッド部において検出し、当該ノズル内のインクをヘッド部で生成した微振動信号を用いて揺動させるものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平09−193407号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のインクジェットヘッド駆動回路は、インクの吐出によって所定の記録を行っている期間(印字期間)内においてインクを揺動させるものであり、印字期間以外の期間におけるインクの粘度増加を考慮したものではない。通常、インクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)を用いた液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドを記録対象物に対してスキャニングさせながら液滴を吐出することにより記録対象物の表面に液滴による二次元的な記録を行うので、液滴吐出ヘッドには、印字期間以外にも様々な動作期間がある。このような様々な動作期間においても、吐出液体の液滴吐出ノズルにおける粘度増加は起こり得るので、各動作期間の特徴に応じたメニスカスの揺動が必要となる。
【0005】
本発明は、液滴吐出ヘッドの各種動作期間に応じた吐出用液体の減粘を実現することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、駆動信号をスイッチ回路を介して選択的にアクチュエータに供給することにより吐出ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置において、スイッチ回路とアクチュエータとの間に設けられ、駆動信号あるいは吐出ノズル内の吐出用液体に揺動を与える微振動駆動信号を択一的に選択するセレクタと、液滴吐出装置の動作状態に対応して予め複数設定された減粘モードに応じて微振動駆動信号をアクチュエータに適宜供給するようにセレクタを制御する制御駆動手段とを具備する構成を採用する。
【0007】
また、本発明では、駆動信号を選択的にアクチュエータに供給することにより吐出ノズルから液滴を吐出させる方法において、吐出ノズル内の吐出用液体を揺動させるための微振動駆動信号を生成し、当該微振動駆動信号を液滴吐出装置の動作状態に対応して予め複数設定された減粘モードに応じてアクチュエータに供給するという構成を採用する。
【0008】
このような手段によれば、微振動駆動信号を液滴吐出装置の動作状態に応じて予め複数設定された減粘モードに応じてアクチュエータに供給するので、吐出用液体のメニスカスにおける増粘を液滴吐出装置の動作状態に応じて抑制することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係わる液滴吐出装置の全体構成を示す斜視図である。この図1に示すように、本液滴吐出装置Aは、本体Bと制御コンピュータCとから構成されている。本体Bは、基台1、X方向駆動軸2、Y方向駆動軸3、X軸駆動モータ4、Y軸駆動モータ5、ステージ6、吐出ヘッド7、及び制御装置8等から構成され、制御コンピュータCは、キーボード10、コンピュータ本体11及び表示部12等から構成されている。
【0010】
基台1は所定面積を有する方形状の平板であり、その表面(上面)上には、互いに直交配置されたX方向駆動軸2及びY方向駆動軸3が設けられている。X方向駆動軸2は、ボールねじ等から構成されており、X軸駆動モータ4によって回転駆動される。このX軸駆動モータ4は、例えばステッピングモータであり、制御装置8から入力される駆動信号に基づいてX方向駆動軸2を回転させことにより、基台1上において吐出ヘッド7をX方向(主走査方向)に移動させる。
【0011】
Y方向駆動軸3は、上記X方向駆動軸2と同様にボールねじから構成されており、Y軸駆動モータ5によって回転駆動される。このY軸駆動モータ5は、例えばステッピングモータであり、制御装置8から入力される駆動信号に基づいてY方向駆動軸3を回転させることにより、基台1上においてステージ6をY方向(副走査方向)に移動させる。ステージ6は、方形状の平板であり、その上面には対象物Wが固定状態で載置されている。この対象物Wは、吐出ヘッド7から吐出された液滴を付着させる対象であり、各種の用紙や基板等である。
【0012】
吐出ヘッド7は、内部に貯留する吐出用液体を圧電素子の機械的変形を利用して吐出ノズルから液滴として吐出するものであり、その詳細構成については後述する。制御装置8は、制御コンピュータCによる指示の下に、上記X軸駆動モータ4、Y軸駆動モータ5及び吐出ヘッド7を制御・駆動するものである。
【0013】
ここで、上記吐出用液体(つまり液滴)は、本液滴吐出装置Aの用途に応じて種々のものが適用され、その種類に応じて粘度が大きく異なる。この吐出用液体は、例えば本液滴吐出装置Aを印刷装置をして用いる場合には各種の印刷用インクとなり、パターン配線装置として用いる場合には配線パターンを形成する導電性材料となり、マイクロレンズ形成装置として用いる場合にはマイクロレンズを形成するための透明樹脂となり、カラーフィルタ製造装置として用いる場合にはカラーフィルタの着色層を形成するための樹脂となり、有機EL基板製造装置として用いる場合には発光画素を形成する電気光学物質(エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物)となる。
【0014】
一方、制御コンピュータCにおいて、キーボード10は、対象物Wへの液滴吐出に関する各種設定情報をコンピュータ本体11に入力するためのものである。このキーボード10からは、上記各種設定情報の1つとして、例えば本液滴吐出装置Aの減粘モードを指定する情報(減粘モード情報)を入力される。この減粘モード情報は、本液滴吐出装置Aの各種動作期間(各種動作状態)における吐出用液体の減粘動作の内容(すなわち減粘モード)を指定するものである。
【0015】
ここで、上記減粘動作は、吐出用液体を吐出するためのアクチュエータである圧電素子に微振動波形(微振動駆動信号)を印加することによって吐出用液体を微振動させるものである。このような吐出用液体の微振動によって、吐出ノズルのメニスカスが揺動するので当該メニスカスにおける吐出用液体の増粘を抑えることができる。このような減粘動作は、減粘モードに応じたタイミングで行われる。
【0016】
コンピュータ本体11は、上記各吐出ノズルから吐出する液滴によって対象物W上に描画する二次元画像の画像情報や上記各種設定情報を画像データaや設定データbとして記憶すると共に、これら画像データaや設定データbを制御装置8に提供するものである。表示部12は、コンピュータ本体11に記憶された上記各種設定情報や画像情報等を画面表示するためのものである。
【0017】
次に、図2は、上記吐出ヘッド7及び制御装置8の詳細機能構成を示すブロック図である。制御装置8は、この図2に示すように、I/F8a、RAM8b、ROM8c、演算制御部8d、駆動信号生成部8e、発振回路8f及びI/F8gから構成されている。
【0018】
I/F8aは、制御コンピュータCから提供される上記画像データaや各種設定データbを受信するものである。RAM8bは、上記画像データaや設定データb、及び演算制御部8dのワークデータを一時的に記憶するものである。ROM8cは、演算制御部8dが処理する制御プログラム、駆動信号COMの波形を示す波形データc及び制御プログラムの実行に必要な各種制御データを記憶するものである。
【0019】
ここで、図3は、上記駆動信号COMの波形例を示す模式図である。この図において、(a)は吐出波形(通常吐出波形)を示しており、通常の液滴の吐出に用いられるものである。このような吐出波形には、液滴の大きさに対応して異なる振幅のものがある。(b)は立上波形を示しており、上記吐出波形のバイアスレべルを基底レベルから動作レベルに設定変更するためのものである。吐出波形を用いて液滴を吐出する場合には、前準備として立上波形によってバイアスレベルが上昇され、その上で吐出波形による液滴吐出が行われる。なお、この図には示していないが、立上波形とは逆にバイアスレベルを動作レベルから基底レベルに戻すための立下波形もある。
【0020】
(c)はフラッシング波形を示しており、上記立上波形による液滴の通常吐出の前準備として、吐出ノズルに付着した異物を除去するために吐出ヘッド7に印加されるものである。このフラッシング波形には、定期フラッシング波形とパワーフラッシング波形の2種類がある。
【0021】
ROM8cは、このような各種波形に各々対応する波形データcを予め記憶すると共に、減粘モードデータdが格納された減粘モードデータテーブル8hを備えている。上記減粘モードデータdは、上記減粘動作の内容を示す減粘モードを規定するデータであり、上記減粘モード情報(つまり減粘モード情報に対応する設定データb)に対応している。
【0022】
図4は、上記減粘モードデータテーブル8hのテーブル構造を示す模式図である。この図に示すように、減粘モードデータdは4ビットデータとして構成されており、減粘モードに対応して各ビット値が設定されている。この減粘モードデータテーブル8hでは、合計で10種類の減粘モードに対して各々に異なる減粘モードデータdが割り当てられている。
【0023】
ここで、各減粘モードについて補足説明すると、最上段の「印字外」は、吐出前の待機期間における減粘動作に相当し、上述したバイアスレベルが基底レベルに設定されたままの状態における減粘動作である。「印字前」は、このような印字外からバイアスレベルが動作レベルに変更された状態における減粘動作であり、吐出波形による通常吐出の直前期間における減粘動作である。印字内は、上記印字前期間に続く期間における減粘動作であり、吐出波形による通常吐出を行う期間における減粘動作に相当する。
【0024】
また、この減粘モードデータテーブル8hでは、図示するように、印字内における減粘モードとして、「印字内A」、「印字内B」及び「印字内C」の3種類が設けられている。「印字内A」は、印字内期間において、液滴を吐出しない吐出ノズルの吐出用液体のみを微振動させる、つまり液滴を吐出しない吐出ノズルの圧電素子に微振動波形を印加する場合に相当する。「印字内B」は、印字内期間において、液滴の吐出の有無に係わりなく、すべての圧電素子7d1〜7d180に微振動波形を印加する場合に相当する。「印字内C」は、印字内期間において、液滴を吐出する吐出ノズルの圧電素子のみに微振動波形を印加する場合に相当する。
【0025】
「常時」は、本液滴吐出装置Aの動作常態に依らず常時行う減粘動作に相当する。「定期フラッシング」は、上述した定期フラッシング波形を用いて定期的に行われるフラッシング動作時における減粘動作である。これに対して、「パワーフラッシング」は、フラッシング動作の必要が判断された場合に、上記定期フラッシング波形よりも波高値の高いパワーフラッシング波形を用いて不定期に行われるパワーフラッシング動作時における減粘動作である。
【0026】
また、本液滴吐出装置Aでは、吐出ノズルをワイプ材に摺動させてクリーニングすることが定期あるいは不定期に行われる。「クリーニングA」は、このようなクリーニング動作のうち、定期的なクリーニング動作に相当する期間である。これに対して、「クリーニングB」は、クリーニング動作のうち、不定期的なクリーニング動作に相当する期間である。なお、クリーニング動作には、上記定期及び不定期の他にもいくつかの動作パターンが設定されることがある。
【0027】
このように各減粘モードは、本液滴吐出装置Aにおける複数の動作状態(動作期間)、つまり印字外期間、印字前期間、印字内期間、フラッシング期間及びクリーニング期間の各々について、1あるいは複数設定されている。これら各減粘モードは、キーボード10から入力される減粘モード情報に対応している。すなわち、キーボード10から入力された減粘モード情報は、コンピュータ本体11によって設定データbの一部として制御装置8に供給され、当該制御装置8の演算制御部8dは、このような減粘モード情報に関連する設定データbに基づいて減粘モードデータテーブル8hを検索することにより特定の減粘モードデータdを取得する。
【0028】
演算制御部8dは、上記画像データaや設定データbに基づいて制御プログラムを実行することにより、各吐出ノズルにおける液滴の吐出パターンを示す吐出パターンデータeと上記減粘モードデータdとから成る印加パターンデータg、及び上記X軸モータ4及びY軸モータ5を駆動するためのモータ駆動信号を生成してI/F8gに出力すると共に、画像データaに基づいてROM8cから波形データcを取得して駆動信号生成部8eに出力する。
【0029】
上記印加パターンデータgの一方の構成要素である吐出パターンデータeは、画像を構成する各ドットつまり液滴によって対象物W上に形成される各ドットに対応するドットパターンデータである、すなわち、吐出パターンデータeは、各吐出ノズルにおける液滴吐出の有無を規定する、つまり各スイッチ回路7b1〜7b180の開閉状態を規定する信号である。このような吐出パターンデータdに対して、波形データcは、上記各ドットを形成するための液滴のサイズを規定するものであり、図3に示した各駆動波形のサンプリングデータである。
【0030】
駆動信号生成部8eは、このような波形データcに基づいてアクチュエータとしての圧電素子7d1〜7d180を駆動するための駆動信号COM、つまり波形によって圧電素子7d1〜7d180の変形状態を規定することにより液滴のサイズを規定するアナログ信号を生成してI/F8gに出力する。発振回路8fは、所定周期の基準クロックを生成してI/F8gに出力するものである。I/F8gは、この基準クロックに同期させて印加パターンデータgや駆動信号COM並びに上記モータ駆動信号を上記各部に同期出力する。
【0031】
ここで、図5は、演算制御部8dが生成する上記印加パターンデータgのビット構成を示す模式図である。この図に示すように、印加パターンデータgは、180ビットから成る吐出パターンデータeと4ビットから成る増粘モードデータdとから構成されている。このような印加パターンデータgのうち、吐出パターンデータeは、圧電素子7d1〜7d180の個数(つまり180個)に相当するシリアルデータ(180ビットのビット列データ)であり、各吐出ノズルにおける液滴の吐出の有無を規定するものである。
【0032】
続いて吐出ヘッド7の電気的な詳細構成について図2を参照して説明する。
吐出ヘッド7は、デジタル処理部7a、スイッチ回路7b1〜7b180、セレクタ7c、圧電素子7d1〜7d180等から構成されている。
【0033】
デジタル処理部7aは、上記I/F8gから入力された印加パターンデータgに所定のロジック処理を施すことにより開閉信号f1〜f180と微振動選択信号iとを生成し、開閉信号f1〜f180を各スイッチ回路7b1〜7b180に、一方、微振動選択信号iをセレクタ7cに出力するものである。また、デジタル処理部7aは、DC電圧発生部7eを備えている。このDC電圧発生部7eは、圧電素子7d1〜7d180に微振動駆動信号を印加するための微振動用DC電圧hを生成してセレクタ7cに出力する。
【0034】
各スイッチ回路7b1〜7b180は、180個の各圧電素子7d1〜7d180に各々対応して設けられており、一端が上記I/F8gの駆動信号COMの出力端に共通接続され、他端がセレクタ7cの各入力端に接続されている。このような各スイッチ回路7b1〜7b180は、上記開閉信号f1〜f180の値(0あるいは1)に応じて開/閉する。セレクタ7cは、入力端に対応する出力端を備え、上記微振動選択信号iに基づいて各スイッチ回路7b1〜7b180から入力される駆動信号COMあるいは微振動用DC電圧hのいずれかを択一的に選択して各出力端に出力する。
【0035】
各圧電素子7d1〜7d180は、一端が上記セレクタ7cの各出力端に各々接続される一方、他端がGNDにそれぞれ接続(すなわち接地)されている。これら圧電素子7d1〜7d180は、吐出ノズルに対応して設けられており、駆動信号COMの印加を受けて機械的に変形することにより吐出ノズルから液滴を吐出させる。
【0036】
次に、このように構成された本液滴吐出装置Aの動作について、さらに詳しく説明する。
【0037】
最初に、吐出波形やフラッシング波形による液滴吐出動作の概要について説明する。、演算制御部8dは、上制御コンピュータCから提供された記画像データaや設定データbに基づいて制御プログラムを実行することにより、上記印加パターンデータg、上記X軸モータ4及びY軸モータ5を駆動するためのモータ駆動信号を生成すると共に、画像データaに基づいてROM8cから波形データcを取得する。
【0038】
このように演算制御部8dによって生成された印加パターンデータgとモータ駆動信号とはI/F8gに、また波形データcは駆動信号生成部8eにそれぞれ出力される。駆動信号生成部8eは、波形データcをD/A変換することによって駆動信号COMを生成し、この駆動信号COMをI/F8gに出力する。そして、上記印加パターンデータg、モータ駆動信号及び駆動信号COMは、発振回路8fが発生する基準クロックに同期してデジタル処理部7a、X軸モータ4及びY軸モータ5あるいは各スイッチ回路7b1〜7b180に同期出力される。
【0039】
このように印加パターンデータg、モータ駆動信号及び駆動信号COMがI/F8gから各部に同期出力されることにより、吐出ヘッド7の対象物に対する相対運動(つまり走査運動)と吐出ヘッド7からの液滴の吐出との同期が実現する。すなわち、吐出ヘッド7は、モータ駆動信号によってX軸駆動モータ4が駆動されることによりX方向(主走査方向)に往復移動し、ステージ6(すなわち対象物W)は、モータ駆動信号によってY軸駆動モータ5が駆動されることによりY方向(副走査方向)に順次間欠移動する。
【0040】
そして、印加パターンデータgがデジタル処理部7aによって上記走査運動に同期して処理されることにより各スイッチ回路7b1〜7b180が走査運動に同期して開閉されると共にセレクタ7cが微振動選択信号iによって各スイッチ回路7b1〜7b180を選択するように設定されることにより、駆動信号COMが各スイッチ回路7b1〜7b180の動作状態に応じて各圧電素子7d1〜7d180に印加される。この結果、駆動信号COMが印加された圧電素子に対応する吐出ノズルから走査運動に同期して液滴が吐出し、対象物W上には画像データaに対応した二次元画像が描画(記録)される。
【0041】
以上が本液滴吐出装置Aの液滴吐出動作の概要であるが、本液滴吐出装置Aの特徴である減粘動作について、図6に示すフローチャートに沿ってさらに詳しく説明する。このフローチャートは、制御プログラムに基づく演算制御部8dの減粘処理動作を示すものである。なお、以下の説明では、一例として減粘モードとして図4に示した「印字内A」が指定された場合について説明する。
【0042】
最初に、演算制御部8dは、設定データbの内容を確認することにより減粘モードの指定状態を把握する(ステップS1)。そして、減粘モードが指定されている場合は、設定データbに基づいて減粘モードデータテーブル8hを検索することにより減粘モードの指定内容に応じた減粘モードデータdを取得する(ステップS2)。
【0043】
ここで、演算制御部8dは、減粘モードデータテーブル8hから「印字内A」に対応する減粘モードデータd、つまり「0011」を取得する。なお、上記ステップS1の処理において、減粘モードが指定されていない場合には、ステップS2の処理を実行することなく、次のステップS3の処理を実行する。
【0044】
続いて、演算制御部8dは、画像データaに基づいて吐出パターンデータeを生成し(ステップS3)、この吐出パターンデータeに上記減粘モードデータテーブル8hから取得した減粘モードデータdを結合させることにより、図5に示した合計184ビットから成る印加パターンデータgを生成する(ステップS4)。そして、このような印加パターンデータgの生成処理が完了すると、当該印加パターンデータgをI/F8gに出力する(ステップS5)。
【0045】
さらに、演算制御部8dは、「印字内A」に対応する吐出波形の波形データc(吐出波形データ)をROM8cから取得し(ステップS6)、当該吐出波形データを駆動信号生成部8eに出力する(ステップS7)。すなわち、駆動信号生成部8eには、演算制御部8dから時系列的に吐出波形データが順次入力される。駆動信号生成部8eは、吐出波形データを順次D/A変換することにより、吐出内期間において吐出波形に相当する駆動信号COMを順次生成してI/F8gに出力する。そして、このように生成された吐出波形に係わる駆動信号COMは、I/F8gを介して各スイッチ回路7b1〜7b180の一端に並列供給される。
【0046】
一方、デジタル処理部7aは、印加パターンデータgから吐出パターンデータeと減粘モードデータdとを分離抽出し、吐出パターンデータe(シリアルデータ)をパラレルデータに変換することによって開閉信号f1〜f180を生成すると共に、減粘モードデータd及び吐出パターンデータeに所定のロジック処理を施すことにより微振動選択信号iを生成する。そして、開閉信号f1〜f180を各スイッチ回路7b1〜7b180に出力する一方、微振動選択信号iをセレクタ7cに出力する。
【0047】
ここで、デジタル処理部7aは、吐出パターンデータeからスイッチ回路を開状態とすること(すなわち吐出波形を圧電素子に印加しないこと)を指定するビット(開指定ビット)を検索し、当該開指定ビットに減粘モードデータdのビット配列「0011」を用いてロジック処理することにより微振動選択信号iを生成する。この結果、微振動選択信号iは、印字内期間において、開指定ビットに対応する圧電素子のみに所定周期で微振動用DC電圧hを繰り返し印加するパルス信号となる。なお、デジタル処理部7aは、例えばI/F8gからの印加パターンデータgの供給タイミングに基づいて印字内期間を検出することにより印字内期間を検出して微振動選択信号iを生成する。
【0048】
図7は、このような微振動選択信号i、吐出波形及び各印加波形との関係を示すタイミングチャートである。すなわち、開指定ビットに対応する圧電素子には、印字内期間において、吐出波形の間にはパルス信号である微振動選択信号iと一定の直流電圧である微振動用DC電圧hとによって生成された所定周期の微振動波形がそれぞれ挿入される。そして、このような微振動波形が液滴を吐出しない圧電素子に印加されることにより、吐出ノズルのメニスカスが揺動して増粘が抑制される。
【0049】
本実施形態によれば、液滴吐出装置Aにおける各種の動作期間、つまり「印字外」、「印字前」、「印字内A」、「印字内B」、「印字内C」、「定期フラッシング」、「パワーフラッシング」、「クリーニングA」あるいは「クリーニングB」に応じた吐出用液体の減粘を実現することができる。
【0050】
減粘が最も必要な動作期間は液滴の吐出を行わない期間であり、主に印字内以外の期間である。このような動作期間で液滴の吐出を行わない吐出ノズルでは溶剤の揮発によってメニスカスにおける吐出用液体の増粘が生じ易い。従来技術は印字内期間における減粘のみを考慮したものであるが、本実施形態では、上述したように印字内の各動作期間に対応する減粘モードのみならず、印字外においても減粘動作を行うので、各種動作期間において吐出用液体の増粘を抑制することができる。
【0051】
また、本実施形態では、印字内期間についても「印字内A」、「印字内B」及び「印字内C」の3パターンの減粘モードを備えているので、吐出用液体について従来技術よりも有効な減粘を実現することができる。また、微振動用DC電圧hを微振動選択信号iでスイッチングすることのみによって微振動波形を生成するので、微振動波形用の波形データを別途設ける必要がない。
【0052】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記実施形態では減粘モードデータdを4ビットで構成したが、減粘モードデータdのビット数は、必要な減粘モードの応じて適宜設定されるものであり、4ビットには限定されない。
【0053】
(2)上記実施形態では、スイッチ回路7b1〜7b180と圧電素子7d1〜7d180とをセレクタ7cを介して接続する構成を採用したが、スイッチ回路7b1〜7b180の各出力端にバッファアンプ7c1〜7c180をそれぞれ設ける構成を採用しても良い。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吐出用液体のメニスカスにおける増粘を液滴吐出装置の動作状態に応じて抑制することが可能なので、従来のように印字内のみにおける増粘抑制だけではなく、メニスカスにおけるより有効な増粘抑制を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる液滴吐出装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態における吐出ヘッド7及び制御装置8の要部機能構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態における駆動信号COMの波形例を示す模式図である。
【図4】本発明の一実施形態における減粘モードデータテーブル8hのテーブル構造を示す模式図である。
【図5】本発明の一実施形態における印加パターンデータgのビット構成を示す模式図である。
【図6】本発明の一実施形態における減粘動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の一実施形態における微振動選択信号i、吐出波形及び各印加波形との関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
A……液滴吐出装置
B……本体
C……制御コンピュータ
1……基台
2……X方向駆動軸
3……Y方向駆動軸
4……X軸駆動モータ
5……Y軸駆動モータ
6……ステージ
7……吐出ヘッド
7a……デジタル処理部
7b1〜7b180……スイッチ回路
7c……セレクタ
7d1〜7d180……圧電素子
7e……DC電圧発生部
8……制御装置
8a……I/F
8b……RAM
8c……ROM
8d……演算制御部
8e……駆動信号生成部
8f……発振回路
8g……I/F
8h……減粘モードデータテーブル
10……キーボード
11……コンピュータ本体
12……表示部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge device and method.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-193407 discloses that a signal for oscillation is automatically generated by the head unit without transferring the signal from the host to the head unit when preventing the viscosity of the ink in the head unit from increasing by swinging. An inkjet head driving circuit is disclosed. The inkjet head drive circuit detects a nozzle that has never ejected a droplet in the course of a plurality of ink ejections in the head unit, and oscillates the ink in the nozzle using a micro-vibration signal generated by the head unit. To move.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-09-193407
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned conventional ink jet head driving circuit swings the ink during a predetermined recording period (printing period) by discharging the ink, and considers an increase in ink viscosity during a period other than the printing period. It was not done. Generally, in a droplet discharge apparatus using an ink jet head (droplet discharge head), a droplet is discharged onto a recording target by scanning the droplet discharge head with respect to the recording target, so that the droplet is discharged onto the surface of the recording target. Since dimensional recording is performed, the droplet discharge head has various operation periods in addition to the printing period. Even during such various operation periods, an increase in the viscosity of the ejection liquid at the liquid droplet ejection nozzles may occur, and therefore, it is necessary to swing the meniscus according to the characteristics of each operation period.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the viscosity of an ejection liquid according to various operation periods of a droplet ejection head.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a droplet discharging apparatus for discharging a droplet from a discharging nozzle by selectively supplying a driving signal to an actuator via a switching circuit. A selector that selectively selects a drive signal or a micro-vibration drive signal that oscillates the ejection liquid in the ejection nozzle, and a plurality of reduction signals set in advance corresponding to the operation state of the droplet ejection device. A configuration including control driving means for controlling a selector so as to appropriately supply a micro-vibration driving signal to the actuator according to the viscous mode is adopted.
[0007]
Further, according to the present invention, in a method of discharging a droplet from a discharge nozzle by selectively supplying a drive signal to an actuator, a micro-vibration drive signal for swinging a discharge liquid in the discharge nozzle is generated, A configuration is employed in which the micro-vibration drive signal is supplied to the actuator in accordance with a plurality of viscosity reduction modes set in advance corresponding to the operation state of the droplet discharge device.
[0008]
According to such a means, since the micro-vibration drive signal is supplied to the actuator in accordance with a plurality of viscosity reduction modes set in advance in accordance with the operation state of the droplet discharge device, the viscosity of the meniscus of the discharge liquid is increased. It can be suppressed according to the operation state of the droplet discharge device.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the droplet discharge device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the present droplet discharge device A includes a main body B and a control computer C. The main body B includes a base 1, an X-direction drive shaft 2, a Y-direction drive shaft 3, an X-axis drive motor 4, a Y-axis drive motor 5, a stage 6, a discharge head 7, a control device 8, and the like. C includes a keyboard 10, a computer main body 11, a display unit 12, and the like.
[0010]
The base 1 is a rectangular flat plate having a predetermined area, and an X-direction drive shaft 2 and a Y-direction drive shaft 3 are provided on the surface (upper surface) of the base 1 at right angles to each other. The X-direction drive shaft 2 is composed of a ball screw or the like, and is rotationally driven by an X-axis drive motor 4. The X-axis drive motor 4 is, for example, a stepping motor. The X-axis drive motor 4 rotates the X-direction drive shaft 2 based on a drive signal input from the control device 8 to move the ejection head 7 on the base 1 in the X direction (main direction). (Scanning direction).
[0011]
The Y-direction drive shaft 3 is formed of a ball screw similarly to the X-direction drive shaft 2, and is rotationally driven by a Y-axis drive motor 5. The Y-axis drive motor 5 is, for example, a stepping motor. The Y-axis drive motor 5 rotates the Y-direction drive shaft 3 based on a drive signal input from the control device 8 to move the stage 6 on the base 1 in the Y direction (sub-scanning). Direction). The stage 6 is a rectangular flat plate, and an object W is mounted on the upper surface thereof in a fixed state. The target object W is a target to which the droplets discharged from the discharge head 7 are attached, and are various types of paper, substrates, and the like.
[0012]
The ejection head 7 ejects the ejection liquid stored in the ejection head as droplets from ejection nozzles by using mechanical deformation of a piezoelectric element, and its detailed configuration will be described later. The control device 8 controls and drives the X-axis drive motor 4, the Y-axis drive motor 5, and the ejection head 7 under instructions from the control computer C.
[0013]
Here, as the above-described liquid for ejection (that is, droplets), various liquids are applied according to the application of the present droplet ejection device A, and the viscosity greatly differs depending on the type. The ejection liquid becomes various printing inks when the present droplet ejection apparatus A is used as a printing apparatus, and becomes a conductive material for forming a wiring pattern when used as a pattern wiring apparatus. When used as a forming device, it becomes a transparent resin for forming microlenses, when used as a color filter manufacturing device, becomes a resin for forming a colored layer of a color filter, and when used as an organic EL substrate manufacturing device. An electro-optical material (a fluorescent organic compound exhibiting electroluminescence) that forms a light-emitting pixel is obtained.
[0014]
On the other hand, in the control computer C, the keyboard 10 is used to input various setting information relating to the ejection of droplets to the object W into the computer main body 11. From the keyboard 10, for example, information (thinning mode information) specifying the thinning mode of the present droplet discharge device A is input as one of the various setting information. The viscosity reducing mode information designates the content of the viscosity reducing operation of the discharge liquid during the various operation periods (various operation states) of the droplet discharge device A (that is, the viscosity reducing mode).
[0015]
Here, the thinning operation is to vibrate the ejection liquid by applying a minute vibration waveform (a minute vibration drive signal) to a piezoelectric element which is an actuator for ejecting the ejection liquid. Since the meniscus of the ejection nozzle swings due to the fine vibration of the ejection liquid, the increase in the viscosity of the ejection liquid at the meniscus can be suppressed. Such a viscosity reducing operation is performed at a timing according to the viscosity reducing mode.
[0016]
The computer main body 11 stores the image information of the two-dimensional image drawn on the object W by the droplets discharged from the respective discharge nozzles and the various kinds of setting information as image data a and setting data b. And the setting data b are provided to the control device 8. The display unit 12 is for displaying the various setting information, image information, and the like stored in the computer main body 11 on a screen.
[0017]
Next, FIG. 2 is a block diagram showing a detailed functional configuration of the ejection head 7 and the control device 8. As shown in FIG. 2, the control device 8 includes an I / F 8a, a RAM 8b, a ROM 8c, an arithmetic control unit 8d, a drive signal generation unit 8e, an oscillation circuit 8f, and an I / F 8g.
[0018]
The I / F 8a receives the image data a and the various setting data b provided from the control computer C. The RAM 8b temporarily stores the image data a, the setting data b, and the work data of the arithmetic control unit 8d. The ROM 8c stores a control program processed by the arithmetic and control unit 8d, waveform data c indicating a waveform of the drive signal COM, and various control data necessary for executing the control program.
[0019]
Here, FIG. 3 is a schematic diagram showing a waveform example of the drive signal COM. In this figure, (a) shows a discharge waveform (normal discharge waveform), which is used for normal droplet discharge. Such ejection waveforms have different amplitudes depending on the size of the droplet. (B) shows a rising waveform for changing the bias level of the ejection waveform from the base level to the operation level. When a droplet is ejected by using an ejection waveform, the bias level is raised by a rising waveform as preparation before the droplet is ejected by the ejection waveform. Although not shown in this figure, there is a falling waveform for returning the bias level from the operating level to the base level, contrary to the rising waveform.
[0020]
(C) shows a flushing waveform, which is applied to the ejection head 7 in order to remove foreign matter adhering to the ejection nozzle as preparation for normal ejection of the droplet by the rising waveform. There are two types of flushing waveforms: periodic flushing waveforms and power flushing waveforms.
[0021]
The ROM 8c stores waveform data c corresponding to each of such various waveforms in advance, and includes a viscosity reduction mode data table 8h in which viscosity reduction mode data d is stored. The thinning mode data d is data defining a thinning mode indicating the content of the thinning operation, and corresponds to the thinning mode information (that is, setting data b corresponding to the thinning mode information).
[0022]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a table structure of the viscosity reduction mode data table 8h. As shown in this figure, the viscosity reduction mode data d is configured as 4-bit data, and each bit value is set corresponding to the viscosity reduction mode. In the thinning mode data table 8h, different thinning mode data d is assigned to each of a total of ten types of thinning modes.
[0023]
Here, a supplementary explanation of each viscosity reduction mode is as follows. The “outside of printing” at the top corresponds to the viscosity reduction operation in the standby period before ejection, and the reduction in the state where the above-described bias level is set to the base level. It is a viscous movement. “Before printing” is a thinning operation in a state in which the bias level is changed to an operation level from outside of such printing, and is a thinning operation in a period immediately before normal ejection by an ejection waveform. The inside of the printing is a viscosity reducing operation in a period following the above-described pre-printing period, and corresponds to a viscosity reducing operation in a period in which a normal ejection is performed using an ejection waveform.
[0024]
Further, in the viscosity reduction mode data table 8h, as shown in the drawing, three types of viscosity reduction modes in the printing, "A in the printing", "B in the printing", and "C in the printing" are provided. “Intra-printing A” corresponds to a case where, during the in-printing period, only the ejection liquid of the ejection nozzle that does not eject droplets is micro-vibrated, that is, a micro-vibration waveform is applied to the piezoelectric element of the ejection nozzle that does not eject droplets. I do. “Intra-print B” corresponds to a case where a micro-vibration waveform is applied to all the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 regardless of whether or not droplets are ejected during the in-print period. “Intra-print C” corresponds to a case where the micro-vibration waveform is applied only to the piezoelectric element of the discharge nozzle that discharges the liquid droplet during the intra-print period.
[0025]
“Always” corresponds to a viscosity reducing operation that is always performed irrespective of the normal operation state of the droplet discharge device A. “Periodic flushing” is a viscosity reducing operation during a flushing operation that is periodically performed using the above-described periodic flushing waveform. On the other hand, the “power flushing” is a method of reducing the viscosity during the power flushing operation that is performed irregularly using a power flushing waveform having a higher peak value than the periodic flushing waveform when the necessity of the flushing operation is determined. Action.
[0026]
In the present droplet discharge device A, cleaning is performed by sliding the discharge nozzle against the wipe material regularly or irregularly. “Cleaning A” is a period corresponding to a periodic cleaning operation among such cleaning operations. On the other hand, “cleaning B” is a period corresponding to an irregular cleaning operation in the cleaning operation. In the cleaning operation, some operation patterns may be set in addition to the regular and irregular periods.
[0027]
As described above, each of the viscosity reducing modes includes one or a plurality of operating states (operating periods) in the droplet discharge device A, that is, each of the non-printing period, the pre-printing period, the in-printing period, the flushing period, and the cleaning period. Is set. Each of these viscosity reduction modes corresponds to viscosity reduction mode information input from the keyboard 10. That is, the thinning mode information input from the keyboard 10 is supplied to the control device 8 as a part of the setting data b by the computer main body 11, and the arithmetic control unit 8d of the control device 8 executes the thinning mode information. The specific thinning mode data d is obtained by searching the thinning mode data table 8h based on the setting data b related to the above.
[0028]
The arithmetic control unit 8d executes the control program based on the image data a and the setting data b, and is composed of ejection pattern data e indicating a droplet ejection pattern of each ejection nozzle and the viscosity reducing mode data d. Generated application pattern data g and motor drive signals for driving the X-axis motor 4 and Y-axis motor 5 are output to the I / F 8g, and waveform data c is obtained from the ROM 8c based on the image data a. And outputs it to the drive signal generator 8e.
[0029]
The ejection pattern data e, which is one of the components of the application pattern data g, is dot pattern data corresponding to each dot forming the image, that is, each dot formed on the target object W by the liquid droplets. The pattern data e is a signal that defines the presence or absence of droplet ejection at each ejection nozzle, that is, the signal that defines the open / close state of each of the switch circuits 7b1 to 7b180. With respect to such ejection pattern data d, the waveform data c defines the size of the droplet for forming each dot, and is sampling data of each drive waveform shown in FIG.
[0030]
The drive signal generation unit 8e determines a deformation state of the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 by a drive signal COM for driving the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 as actuators based on the waveform data c, that is, by defining a deformation state of the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 by a waveform. An analog signal that defines the size of the droplet is generated and output to the I / F 8g. The oscillation circuit 8f generates a reference clock having a predetermined cycle and outputs the generated reference clock to the I / F 8g. The I / F 8g synchronously outputs the applied pattern data g, the drive signal COM, and the motor drive signal to the respective units in synchronization with the reference clock.
[0031]
Here, FIG. 5 is a schematic diagram showing a bit configuration of the applied pattern data g generated by the arithmetic control unit 8d. As shown in this figure, the applied pattern data g is composed of ejection pattern data e of 180 bits and thickening mode data d of 4 bits. Among such application pattern data g, the ejection pattern data e is serial data (180-bit bit string data) corresponding to the number of piezoelectric elements 7d1 to 7d180 (that is, 180 pieces), This defines whether or not ejection is performed.
[0032]
Next, a detailed electrical configuration of the ejection head 7 will be described with reference to FIG.
The ejection head 7 includes a digital processing unit 7a, switch circuits 7b1 to 7b180, a selector 7c, piezoelectric elements 7d1 to 7d180, and the like.
[0033]
The digital processing unit 7a generates opening / closing signals f1 to f180 and a micro vibration selection signal i by performing predetermined logic processing on the applied pattern data g input from the I / F 8g, and converts the opening / closing signals f1 to f180 into respective signals. It outputs the micro-vibration selection signal i to the selector circuits 7b1 to 7b180 and the selector 7c. The digital processing section 7a includes a DC voltage generation section 7e. The DC voltage generator 7e generates a micro-vibration DC voltage h for applying a micro-vibration drive signal to the piezoelectric elements 7d1 to 7d180, and outputs it to the selector 7c.
[0034]
Each of the switch circuits 7b1 to 7b180 is provided corresponding to each of the 180 piezoelectric elements 7d1 to 7d180. One end is commonly connected to the output end of the drive signal COM of the I / F 8g, and the other end is the selector 7c. Are connected to each input terminal. These switch circuits 7b1 to 7b180 open / close in accordance with the values (0 or 1) of the open / close signals f1 to f180. The selector 7c has an output terminal corresponding to the input terminal, and selectively selects either the drive signal COM input from each of the switch circuits 7b1 to 7b180 or the DC voltage h for micro vibration based on the micro vibration selection signal i. And output to each output terminal.
[0035]
One end of each of the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 is connected to each output end of the selector 7c, and the other end is connected to GND (that is, ground). The piezoelectric elements 7d1 to 7d180 are provided corresponding to the ejection nozzles, and eject the droplets from the ejection nozzles by being mechanically deformed in response to the application of the drive signal COM.
[0036]
Next, the operation of the liquid droplet ejection apparatus A thus configured will be described in more detail.
[0037]
First, an outline of a droplet discharge operation using a discharge waveform or a flushing waveform will be described. The arithmetic control unit 8d executes the control program based on the image data a and the setting data b provided from the upper control computer C, thereby executing the applied pattern data g, the X-axis motor 4, and the Y-axis motor 5. And generates waveform drive data c from the ROM 8c based on the image data a.
[0038]
The application pattern data g and the motor drive signal thus generated by the arithmetic control unit 8d are output to the I / F 8g, and the waveform data c is output to the drive signal generation unit 8e. The drive signal generation unit 8e generates a drive signal COM by performing D / A conversion on the waveform data c, and outputs the drive signal COM to the I / F 8g. The applied pattern data g, the motor drive signal, and the drive signal COM are synchronized with the reference clock generated by the oscillation circuit 8f, and the digital processing unit 7a, the X-axis motor 4, the Y-axis motor 5, or each of the switch circuits 7b1 to 7b180 Is output synchronously.
[0039]
As described above, the application pattern data g, the motor drive signal, and the drive signal COM are synchronously output from the I / F 8g to each unit, so that the relative movement (that is, the scanning movement) of the discharge head 7 with respect to the object and the liquid from the discharge head 7 Synchronization with drop ejection is realized. That is, the ejection head 7 reciprocates in the X direction (main scanning direction) by driving the X-axis drive motor 4 by the motor drive signal, and the stage 6 (that is, the object W) is moved in the Y-axis by the motor drive signal. When the drive motor 5 is driven, it moves intermittently in the Y direction (sub-scanning direction).
[0040]
Then, the applied pattern data g is processed by the digital processing unit 7a in synchronization with the scanning motion, whereby each of the switch circuits 7b1 to 7b180 is opened and closed in synchronization with the scanning motion, and the selector 7c is operated by the micro vibration selection signal i. By setting to select each of the switch circuits 7b1 to 7b180, the drive signal COM is applied to each of the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 in accordance with the operation state of each of the switch circuits 7b1 to 7b180. As a result, a droplet is ejected from the ejection nozzle corresponding to the piezoelectric element to which the drive signal COM is applied in synchronization with the scanning motion, and a two-dimensional image corresponding to the image data a is drawn (recorded) on the object W. Is done.
[0041]
The outline of the droplet discharging operation of the present droplet discharging apparatus A has been described above. The viscosity reducing operation which is a feature of the present droplet discharging apparatus A will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart shows the viscosity reducing operation of the arithmetic control unit 8d based on the control program. In the following description, as an example, a case will be described in which “in-print A” shown in FIG. 4 is designated as the viscosity reducing mode.
[0042]
First, the arithmetic control unit 8d grasps the designated state of the viscosity reducing mode by confirming the contents of the setting data b (step S1). If the viscosity reduction mode is designated, the viscosity reduction mode data d corresponding to the designated content of the viscosity reduction mode is obtained by searching the viscosity reduction mode data table 8h based on the setting data b (step S2). ).
[0043]
Here, the arithmetic control unit 8d acquires the reduced viscosity mode data d corresponding to “A in printing”, that is, “0011” from the reduced viscosity mode data table 8h. In the process of step S1, if the viscosity reduction mode is not specified, the process of the next step S3 is executed without executing the process of step S2.
[0044]
Subsequently, the arithmetic control unit 8d generates ejection pattern data e based on the image data a (step S3), and combines the ejection pattern data e with the reduced viscosity mode data d obtained from the reduced viscosity mode data table 8h. Thereby, the application pattern data g composed of a total of 184 bits shown in FIG. 5 is generated (step S4). When the generation processing of the application pattern data g is completed, the application pattern data g is output to the I / F 8g (step S5).
[0045]
Further, the arithmetic and control unit 8d acquires the waveform data c (ejection waveform data) of the ejection waveform corresponding to “in-print A” from the ROM 8c (step S6), and outputs the ejection waveform data to the drive signal generation unit 8e. (Step S7). That is, the ejection waveform data is sequentially input to the drive signal generation unit 8e in time series from the arithmetic control unit 8d. The drive signal generation unit 8e sequentially generates a drive signal COM corresponding to the ejection waveform during the in-ejection period by sequentially D / A converting the ejection waveform data, and outputs the drive signal COM to the I / F 8g. The drive signal COM related to the ejection waveform generated in this way is supplied in parallel to one end of each of the switch circuits 7b1 to 7b180 via the I / F 8g.
[0046]
On the other hand, the digital processing unit 7a separates and extracts the ejection pattern data e and the reduced viscosity mode data d from the applied pattern data g, and converts the ejection pattern data e (serial data) into parallel data to thereby open / close signals f1 to f180. And a predetermined logic process is performed on the reduced viscosity mode data d and the ejection pattern data e to generate a micro-vibration selection signal i. Then, it outputs the open / close signals f1 to f180 to the switch circuits 7b1 to 7b180, and outputs the micro vibration selection signal i to the selector 7c.
[0047]
Here, the digital processing unit 7a searches the ejection pattern data e for a bit (open designation bit) for designating that the switch circuit is to be in the open state (that is, for not applying the ejection waveform to the piezoelectric element), and The micro-vibration selection signal i is generated by performing logic processing using the bit array “0011” of the viscosity reduction mode data d for bits. As a result, the micro-vibration selection signal i is a pulse signal that repeatedly applies the DC voltage h for micro-vibration at a predetermined cycle only to the piezoelectric element corresponding to the open designation bit during the printing period. The digital processing unit 7a detects the in-printing period by detecting, for example, the in-printing period based on the supply timing of the application pattern data g from the I / F 8g, and generates the micro-vibration selection signal i.
[0048]
FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between the micro vibration selection signal i, the ejection waveform, and each applied waveform. That is, the piezoelectric element corresponding to the open designation bit is generated by the micro-vibration selection signal i, which is a pulse signal, and the micro-vibration DC voltage h, which is a constant DC voltage, during the ejection waveform during the printing period. Each of the micro-vibration waveforms having a predetermined period is inserted. Then, by applying such a micro-vibration waveform to a piezoelectric element that does not discharge droplets, the meniscus of the discharge nozzle oscillates and the increase in viscosity is suppressed.
[0049]
According to the present embodiment, various operation periods in the droplet discharge device A, that is, “out of printing”, “before printing”, “in printing A”, “in printing B”, “in printing C”, “periodic flushing” , "Power flushing", "cleaning A" or "cleaning B" can reduce the viscosity of the ejection liquid.
[0050]
The operation period in which viscosity reduction is most necessary is a period during which droplet ejection is not performed, and is mainly a period other than during printing. In a discharge nozzle that does not discharge liquid droplets during such an operation period, the viscosity of the discharge liquid in the meniscus tends to increase due to the volatilization of the solvent. Although the prior art considers only the viscosity reduction during the in-printing period, in the present embodiment, as described above, not only the viscosity reduction mode corresponding to each operation period in the printing but also the viscosity reduction operation outside the printing period. Is performed, it is possible to suppress the viscosity of the ejection liquid during various operation periods.
[0051]
Further, in the present embodiment, since the in-printing period is provided with three patterns of the viscosity decreasing mode of “in-printing A”, “in-printing B” and “in-printing C”, the ejection liquid is more than the prior art. Effective thinning can be achieved. Further, since the micro-vibration waveform is generated only by switching the micro-vibration DC voltage h by the micro-vibration selection signal i, there is no need to separately provide waveform data for the micro-vibration waveform.
[0052]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the thinning mode data d is composed of 4 bits. However, the number of bits of the thinning mode data d is appropriately set according to the required thinning mode. Not limited.
[0053]
(2) In the above embodiment, the switch circuits 7b1 to 7b180 and the piezoelectric elements 7d1 to 7d180 are connected via the selector 7c, but the buffer amplifiers 7c1 to 7c180 are connected to the output terminals of the switch circuits 7b1 to 7b180. A configuration in which each is provided may be adopted.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the viscosity increase in the meniscus of the discharge liquid in accordance with the operation state of the droplet discharge device. Instead, more effective suppression of thickening in the meniscus can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of a droplet discharge device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a main part of a discharge head 7 and a control device 8 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a waveform example of a drive signal COM according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a table structure of a viscosity reduction mode data table 8h according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a bit configuration of applied pattern data g according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a viscosity reducing operation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing a relationship among a micro-vibration selection signal i, an ejection waveform, and each applied waveform in one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
A: Droplet discharge device
B ... body
C ... Control computer
1. Base
2 ... X direction drive shaft
3 ... Y-direction drive shaft
4 X-axis drive motor
5 ... Y-axis drive motor
6 ... stage
7. Discharge head
7a Digital processing unit
7b1 to 7b180 switch circuit
7c: Selector
7d1 to 7d180... Piezoelectric element
7e DC voltage generator
8 Control device
8a ... I / F
8b RAM
8c ROM
8d: arithmetic control unit
8e: drive signal generation unit
8f oscillating circuit
8g ... I / F
8h: Thinning mode data table
10. Keyboard
11 Computer body
12 Display part

Claims (22)

駆動信号をスイッチ回路を介して選択的にアクチュエータに供給することにより吐出ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
前記スイッチ回路とアクチュエータとの間に設けられ、駆動信号あるいは前記吐出ノズル内の吐出用液体に揺動を与える微振動駆動信号を択一的に選択するセレクタと、
液滴吐出装置の動作状態に対応して予め複数設定された減粘モードに応じて前記微振動駆動信号をアクチュエータに適宜供給するようにセレクタを制御する制御駆動手段と
を具備することを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet discharge device that discharges droplets from a discharge nozzle by selectively supplying a drive signal to an actuator via a switch circuit,
A selector provided between the switch circuit and the actuator, for selectively selecting a drive signal or a micro-vibration drive signal for swinging the ejection liquid in the ejection nozzle;
Control driving means for controlling a selector so as to appropriately supply the microvibration drive signal to the actuator in accordance with a plurality of viscosity reduction modes set in advance corresponding to the operation state of the droplet discharge device. Droplet discharge device.
制御駆動手段は、各減粘モード毎に当該各減粘モードに対応するビット配列の減粘モードデータを記憶し、外部から指定された減粘モードに基づいて減粘モードデータを特定することによりセレクタを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の液滴吐出装置。
The control driving unit stores the thinning mode data of the bit array corresponding to each of the thinning modes for each of the thinning modes, and specifies the thinning mode data based on the thinning mode specified from the outside. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the selector controls the selector.
制御駆動手段は、固定配置された制御装置と、スイッチ回路及びアクチュエータを備えると共に液滴吐出の対象物上を移動する吐出ヘッドに設けられたデジタル処理部とから成り、
制御装置は、各減粘モード毎に当該各減粘モードに対応するビット配列の減粘モードデータを予め記憶し、外部から指定された減粘モードに基づいて減粘モードデータを特定してデジタル処理部に供給し、
当該デジタル処理部は、微振動駆動信号を生成すると共に減粘モードデータに基づいて微振動駆動信号をアクチュエータに印加するようにセレクタを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の液滴吐出装置。
The control drive unit includes a fixedly arranged control device, and a digital processing unit provided on a discharge head that includes a switch circuit and an actuator and moves on an object to discharge droplets,
The control device stores in advance the thinning mode data of the bit array corresponding to each of the thinning modes for each of the thinning modes, specifies the thinning mode data based on the thinning mode specified from the outside, and performs digital control. Supply to the processing unit,
2. The droplet discharge apparatus according to claim 1, wherein the digital processing unit generates a micro-vibration drive signal and controls the selector to apply the micro-vibration drive signal to the actuator based on the viscosity reduction mode data. .
デジタル処理部は、
所定のDC電圧を発生させるDC電圧発生部を備えると共に、減粘モードデータに基づいてパルス信号を生成し、該パルス信号を選択信号としてセレクタに供給すると共にDC電圧を被選択信号としてセレクタに供給することによりセレクタで微振動駆動信号を生成させてアクチュエータに印加させる
ことを特徴とする請求項3記載の液滴吐出装置。
The digital processing unit
A DC voltage generator for generating a predetermined DC voltage is provided, and a pulse signal is generated based on the reduced viscosity mode data, and the pulse signal is supplied to the selector as a selection signal and the DC voltage is supplied to the selector as a selected signal. 4. The droplet discharging apparatus according to claim 3, wherein the selector generates a micro-vibration drive signal by the selector and applies the signal to the actuator.
減粘モードには、液滴吐出装置の異なる動作状態である印字外期間、印字前期間、印字内期間、フラッシング期間及びクリーニング期間について設定されていることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の液滴吐出装置。The thinning mode is set for a non-printing period, a pre-printing period, an in-printing period, a flushing period, and a cleaning period, which are different operation states of the droplet discharge device. 3. The droplet discharge device according to 1. 液滴は、印刷用のインクであることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet is printing ink. 液滴は、配線パターンを形成する導電性材料であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet is a conductive material forming a wiring pattern. 液滴は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet is a transparent resin for forming a microlens. 液滴は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 5, wherein the droplet is a resin for forming a colored layer of a color filter. 液滴は、電気光学物質であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の液滴吐出装置。The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet is an electro-optical material. 電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であることを特徴とする請求項10記載の液滴吐出装置。11. The droplet discharge device according to claim 10, wherein the electro-optical material is a fluorescent organic compound exhibiting electroluminescence. 駆動信号を選択的にアクチュエータに供給することにより吐出ノズルから液滴を吐出させる方法であって、
前記吐出ノズル内の吐出用液体を揺動させるための微振動駆動信号を生成し、当該微振動駆動信号を液滴吐出装置の動作状態に対応して予め複数設定された減粘モードに応じてアクチュエータに供給することを特徴とする液滴吐出方法。
A method of discharging a droplet from a discharge nozzle by selectively supplying a drive signal to an actuator,
Generating a micro-vibration drive signal for oscillating the discharge liquid in the discharge nozzle, and applying the micro-vibration drive signal to a plurality of preset viscosity reduction modes corresponding to the operation state of the droplet discharge device. A droplet discharging method comprising supplying the droplet to an actuator.
各減粘モード毎に当該各減粘モードに対応するビット配列の減粘モードデータを記憶し、外部から入力される減粘モードに基づいて減粘モードデータを特定することにより微振動駆動信号を各減粘モードに応じてアクチュエータに印加することを特徴とする請求項12記載の液滴吐出方法。By storing the thinning mode data of the bit array corresponding to each of the thinning modes for each of the thinning modes, and specifying the thinning mode data based on the thinning mode input from the outside, the micro vibration drive signal is generated. 13. The droplet discharging method according to claim 12, wherein the voltage is applied to the actuator according to each of the viscosity decreasing modes. アクチュエータを備えると共に液滴吐出の対象物上を移動する吐出ヘッドを固定配置された制御装置から制御して液滴を吐出する場合には、
制御装置において、各減粘モード毎に当該各減粘モードに対応するビット配列の減粘モードデータを記憶すると共に、外部から入力される減粘モードに基づいて減粘モードデータを特定して吐出ヘッドに供給し、
吐出ヘッドにおいて、前記減粘モードデータに基づいて微振動駆動信号を生成してアクチュエータに印加させる
ことを特徴とする請求項12記載の液滴吐出方法。
When discharging a droplet by controlling an ejection head that moves on an object to be ejected with an actuator together with an actuator from a fixedly arranged control device,
In the control device, the thinning mode data of the bit array corresponding to each of the thinning modes is stored for each of the thinning modes, and the thinning mode data is specified and discharged based on the thinning mode input from the outside. Supply to the head,
13. The droplet discharge method according to claim 12, wherein the ejection head generates a micro-vibration drive signal based on the viscosity reduction mode data and applies the signal to an actuator.
吐出ヘッドにおいて、所定のDC電圧を発生させると共に減粘モードデータに基づいてパルス信号を生成し、該パルス信号を選択信号としてセレクタに供給すると共にDC電圧を被選択信号としてセレクタに供給することにより微振動駆動信号を生成させてアクチュエータに印加させる
ことを特徴とする請求項14記載の液滴吐出方法。
In the ejection head, a predetermined DC voltage is generated, a pulse signal is generated based on the reduced viscosity mode data, the pulse signal is supplied to the selector as a selection signal, and the DC voltage is supplied to the selector as a selected signal. 15. The method according to claim 14, wherein a micro-vibration drive signal is generated and applied to an actuator.
減粘モードには、液滴吐出装置の異なる動作状態である印字外期間、印字前期間、印字内期間、フラッシング期間及びクリーニング期間について設定されていることを特徴とする請求項10〜15いずれかに記載の液滴吐出方法。The thinning mode is set for a non-printing period, a pre-printing period, an in-printing period, a flushing period, and a cleaning period, which are different operation states of the droplet discharge device. 2. The droplet discharging method according to 1. 液滴は印刷用のインクであることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の液滴吐出方法。17. The droplet discharging method according to claim 10, wherein the droplet is printing ink. 液滴は、配線パターンを形成する導電性材料であることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の液滴吐出方法。17. The droplet discharging method according to claim 10, wherein the droplet is a conductive material for forming a wiring pattern. 液滴は、マイクロレンズを形成するための透明樹脂であることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の液滴吐出方法。17. The droplet discharging method according to claim 10, wherein the droplet is a transparent resin for forming a microlens. 液滴は、カラーフィルタの着色層を形成するための樹脂であることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の液滴吐出方法。17. The droplet discharging method according to claim 10, wherein the droplet is a resin for forming a colored layer of a color filter. 液滴は、電気光学物質であることを特徴とする請求項10〜16いずれかに記載の液滴吐出方法。17. The droplet discharging method according to claim 10, wherein the droplet is an electro-optical material. 電気光学物質は、エレクトロルミネセンスを呈する蛍光性有機化合物であることを特徴とする請求項21記載の液滴吐出方法。22. The droplet discharging method according to claim 21, wherein the electro-optical material is a fluorescent organic compound exhibiting electroluminescence.
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