JP2005066415A - Droplet observation method and droplet observation device - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測することができる液滴観測方法および液滴観測装置に関する。 The present invention relates to a droplet observation method and a droplet observation apparatus that can observe a droplet ejected from a nozzle hole of a droplet ejection head and flying.
近年、液滴吐出装置を用いて、液晶表示装置、配向膜装置、オーバーコート装置、有機EL(Electro-Luminescence)装置、電子放出装置、PDP(Plasma Display Panel)装置、電気泳動表示装置、レジスト装置、マイクロレンズアレイ、金属配線、バイオ分野における生成物等を製造することが提案されている。
このような液滴吐出装置では、各液滴をワーク上の正確な位置に着弾させる必要があるので、液滴吐出装置の制御を行う場合、あるいは液滴吐出装置の開発・設計を行う場合などには、液滴吐出ヘッドのノズル孔から吐出されて飛行する液滴の飛行状態(例えば、飛行速度、飛行方向、着弾位置等)を観測する必要がある。
In recent years, liquid crystal display devices, alignment film devices, overcoat devices, organic EL (Electro-Luminescence) devices, electron emission devices, PDP (Plasma Display Panel) devices, electrophoretic display devices, resist devices using droplet discharge devices It has been proposed to produce microlens arrays, metal wiring, products in the bio field, and the like.
In such a droplet discharge device, since it is necessary to land each droplet at an accurate position on the workpiece, when controlling the droplet discharge device, or when developing or designing the droplet discharge device, etc. In this case, it is necessary to observe the flight state (for example, flight speed, flight direction, landing position, etc.) of the droplet ejected from the nozzle hole of the droplet ejection head.
従来、飛行する液滴の飛行状態を観測するに当たっては、レーザー光照射部(半導体レーザー)および受光素子(フォトダイオード)を有する撮像光学装置により、液滴にレーザー光を照射し、その照射したレーザー光を受光する受光素子の受光量を計測して、飛行状態を観測している(例えば、特許文献1参照)。
ところで、液滴の飛行状態を観測するには、レーザー光照射部および受光素子に、観測対象の液滴が吐出するノズル孔の位置を合わせる必要がある。しかし、液滴吐出ヘッドには、ノズル孔が多数(例えば、180個)形成されており、異なるノズル孔から吐出される液滴の飛行状態を観測する際、その都度、この位置合わせを異なるノズル孔ごとに行う必要があるという問題がある。
また、この位置合わせは、手作業により行われるため、手間が掛かり、位置精度にバラツキが生じるという問題がある。
Conventionally, when observing the flight state of a flying droplet, a laser beam is irradiated to the droplet by an imaging optical device having a laser beam irradiation unit (semiconductor laser) and a light receiving element (photodiode), and the irradiated laser The amount of light received by a light receiving element that receives light is measured to observe the flight state (see, for example, Patent Document 1).
By the way, in order to observe the flight state of the droplet, it is necessary to align the position of the nozzle hole from which the droplet to be observed is ejected with the laser beam irradiation unit and the light receiving element. However, a large number of nozzle holes (for example, 180) are formed in the droplet discharge head, and each time the position of the droplets discharged from different nozzle holes is observed, this alignment is set to a different nozzle. There is a problem that it is necessary to carry out every hole.
In addition, since this positioning is performed manually, there is a problem that it takes time and variation in positional accuracy occurs.
本発明の目的は、液滴吐出ヘッドの複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、効率よく、かつ正確に観測することができる液滴観測方法および液滴観測装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a droplet observation method and a droplet observation device capable of efficiently and accurately observing droplets ejected from a plurality of nozzle holes of a droplet ejection head and flying. is there.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴観測方法は、液滴吐出ヘッドが備える複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測方法であって、
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けてレーザー光照射手段から少なくとも1本のレーザー光を照射するとともに、前記レーザー光を受光して光電変換する受光手段の出力信号を検出しつつ、
前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記液滴吐出ヘッドを前記レーザー光照射手段に対し相対的に移動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的にピッチ送りし、その間、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について、前記受光手段の出力信号に基づき、吐出された液滴に関する情報を得、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドの複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、効率よく、かつ正確に観測することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The droplet observation method of the present invention is a droplet observation method for observing droplets ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying.
While irradiating at least one laser beam from the laser beam irradiation unit in a direction crossing the flight direction of the droplet, and detecting the output signal of the light receiving unit that receives the laser beam and performs photoelectric conversion,
By moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means based on the information on the position of each nozzle hole, the state in which the trajectory of the droplet intersects the laser light is the plurality of nozzle holes. The droplet discharge heads are relatively pitch-fed along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes so that the nozzle trajectory of the droplet intersects the laser light. Information on the ejected liquid droplets is obtained based on the output signal of the light receiving means, whereby the liquid droplets are sequentially observed for the plurality of nozzle holes.
Thereby, it is possible to efficiently and accurately observe the droplets ejected from the plurality of nozzle holes of the droplet ejection head and flying.
本発明の液滴観測装置は、液滴吐出ヘッドが備える複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けて少なくとも1本のレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記レーザー光を受光し、光電変換する受光手段と、
前記受光手段の出力信号に基づいて、観測対象とするノズル孔から吐出された液滴に関する情報を得る液滴観測手段と、
前記液滴吐出ヘッドを、前記レーザー光照射手段に対し前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記ノズル孔の位置を検出するノズル孔位置検出手段とを備え、
前記ノズル孔位置検出手段によって検出された前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記移動手段を作動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを相対的にピッチ送りし、その間、前記液滴観測手段は、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について液滴の観測を行い、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドの複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、効率よく、かつ正確に観測することができる。
The droplet observation device of the present invention is a droplet observation device for observing a droplet ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying.
Laser light irradiation means for irradiating at least one laser light in a direction crossing the flight direction of the droplets;
A light receiving means for receiving the laser beam and performing photoelectric conversion;
Based on the output signal of the light receiving means, a droplet observing means for obtaining information about a droplet ejected from a nozzle hole to be observed;
Moving means for moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes;
Control means for controlling the operation of the moving means;
Nozzle position detecting means for detecting the position of the nozzle hole,
By operating the moving means based on the information regarding the position of each nozzle hole detected by the nozzle hole position detecting means, the state in which the trajectory of the droplet intersects the laser beam is sequentially applied to the plurality of nozzle holes. The droplet discharge head is relatively pitch-fed so as to obtain, during which the droplet observation means observes the droplet in the nozzle hole where the trajectory of the droplet intersects the laser beam, Thus, droplets are sequentially observed for the plurality of nozzle holes.
Thereby, it is possible to efficiently and accurately observe the droplets ejected from the plurality of nozzle holes of the droplet ejection head and flying.
本発明の液滴観測装置では、前記ノズル孔位置検出手段は、前記液滴吐出ヘッドのノズル面の電子画像を撮像するカメラと、前記電子画像を画像処理することにより前記ノズル孔の位置を検出する画像処理手段とを有することが好ましい。
これにより、撮影されたノズル面の画像をより正確に処理することができ、ノズル孔の位置の検出を容易に行うことができる。
In the droplet observation apparatus according to the aspect of the invention, the nozzle hole position detecting unit detects the position of the nozzle hole by performing image processing on the electronic image and a camera that captures an electronic image of the nozzle surface of the droplet discharge head. It is preferable to have an image processing means.
Thereby, the photographed image of the nozzle surface can be processed more accurately, and the position of the nozzle hole can be easily detected.
本発明の液滴観測装置は、液滴吐出ヘッドが備える複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を観測する液滴観測装置であって、
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けて少なくとも1本のレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記レーザー光を受光し、光電変換する受光手段と、
前記受光手段の出力信号に基づいて液滴を観測する液滴観測手段と、
前記液滴吐出ヘッドを、前記レーザー光照射手段に対し前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記各ノズル孔の位置に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記移動手段を作動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを相対的にピッチ送りし、その間、前記液滴観測手段は、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について液滴の観測を行い、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする。
これにより、液滴吐出ヘッドの複数のノズル孔から吐出されて飛行する液滴を、効率よく、かつ正確に観測することができる。
The droplet observation device of the present invention is a droplet observation device for observing a droplet ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying.
Laser light irradiation means for irradiating at least one laser light in a direction crossing the flight direction of the droplets;
A light receiving means for receiving the laser beam and performing photoelectric conversion;
Droplet observation means for observing a droplet based on an output signal of the light receiving means;
Moving means for moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes;
Control means for controlling the operation of the moving means;
Storage means for storing information regarding the position of each nozzle hole,
By operating the moving means based on the information on the position of each nozzle hole stored in the storage means, a state in which the trajectory of the droplet intersects the laser light can be obtained sequentially for the plurality of nozzle holes. The droplet discharge head is relatively pitch-fed, and during that time, the droplet observation means observes the droplet with respect to the nozzle hole where the trajectory of the droplet intersects the laser beam, It is characterized in that droplets are observed sequentially for a plurality of nozzle holes.
Thereby, it is possible to efficiently and accurately observe the droplets ejected from the plurality of nozzle holes of the droplet ejection head and flying.
本発明の液滴観測装置では、前記レーザー光照射手段は、複数本のレーザー光を照射するものであり、該複数本のレーザー光は、観測対象とするノズル孔に対応した液滴の弾道とそれぞれ交差することが好ましい。
これにより、同一の液滴が複数箇所でレーザー光を遮光し、この遮光により、受光手段が受光するレーザー光の受光量に時間的な変化が生じる。この時間的な変化により、受光手段が出力する出力信号の時間差を測定することができる。
In the droplet observation apparatus of the present invention, the laser beam irradiation means irradiates a plurality of laser beams, and the plurality of laser beams includes a droplet trajectory corresponding to a nozzle hole to be observed. It is preferable to cross each other.
As a result, the same droplet blocks the laser beam at a plurality of locations, and this blockage causes a temporal change in the amount of laser beam received by the light receiving means. Due to this temporal change, it is possible to measure the time difference between the output signals output from the light receiving means.
本発明の液滴観測装置では、前記液滴観測手段は、前記複数本のレーザー光についての前記受光手段の出力信号変化の時間差に基づいて、前記液滴の飛行速度に関する情報を得ることが好ましい。
これにより、液滴の飛行速度をより正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記複数本のレーザー光は、互いに交差することが好ましい。
これにより、液滴の飛行速度をより正確に観測することができる。
本発明の液滴観測装置では、前記複数本のレーザー光が互いに交差する位置と、前記複数本のレーザー光が液滴の弾道とそれぞれ交差する位置とが異なることが好ましい。
これにより、液滴に関する情報をより正確に得ることができる。
In the droplet observation apparatus of the present invention, it is preferable that the droplet observation unit obtains information related to the flight speed of the droplet based on a time difference in output signal change of the light receiving unit with respect to the plurality of laser beams. .
Thereby, the flight speed of the droplet can be observed more accurately.
In the droplet observation apparatus of the present invention, it is preferable that the plurality of laser beams intersect each other.
Thereby, the flight speed of the droplet can be observed more accurately.
In the droplet observation apparatus of the present invention, it is preferable that a position where the plurality of laser beams intersect with each other and a position where the plurality of laser beams intersect with the trajectory of the droplet are different.
Thereby, the information regarding a droplet can be obtained more correctly.
以下、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す平面図、図2、図3および図6は、本発明の液滴観測装置の第1実施形態を示す側面図、図4は、図3中のA−A線断面図、B−B線断面図およびC−C線断面図、図5は、本発明の液滴観測装置の主要部の第1実施形態を概略的に示すブロック図である。なお、以下では、説明の都合上、特に述べない限り、図2、図3および図4中の上方を「上」、下方を「下」として説明する。また、図3中のレーザー光は、便宜上、誇張して描いている。
Hereinafter, a droplet observation method and a droplet observation device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the droplet observation apparatus of the present invention, FIGS. 2, 3 and 6 are side views showing the first embodiment of the droplet observation apparatus of the present invention, FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA, a cross-sectional view taken along the line BB and a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3, and FIG. FIG. In the following description, for convenience of explanation, unless otherwise specified, the upper part in FIGS. 2, 3 and 4 is described as “upper” and the lower part is described as “lower”. Further, the laser beam in FIG. 3 is exaggerated for convenience.
図1および図2に示すように、液滴観測装置1は、液滴吐出ヘッド100が備える複数(図1中では、6つ)のノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を観測する装置である。この液滴観測装置1は、2本のレーザー光233、234を照射するレーザー光照射手段2と、レーザー光233、234を受光し、光電変換する受光手段4と、受光手段4の出力信号に基づいて、液滴200に関する情報を得る液滴観測手段63と、液滴吐出ヘッド100を移動させる移動手段3と、移動手段3の作動を制御する制御手段6と、ノズル孔101の位置を検出するノズル孔位置検出手段7とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、液滴吐出ヘッド100のノズル面(ノズルプレート)102には、ノズル孔101が形成されている。ノズル孔101には、これに連通する圧力室とこの圧力室内に充填された液体の圧力を変化させるアクチュエータ(いずれも図示せず)が設けられている。液滴吐出ヘッド100は、このアクチュエータを駆動することにより、圧力室内の液体をノズル孔101から液滴200として吐出する。液滴吐出ヘッド100が備えるアクチュエータは、特に限定されず、圧電アクチュエータで構成されていても、液体を加熱して気泡を生じさせる発熱体で構成されていてもよい。
As shown in FIG. 2,
この液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部(ヘッドドライバ)300により駆動される。ヘッド駆動部300は、所定のタイミング(駆動周波数)で吐出信号を生成する。液滴吐出ヘッド100は、ヘッド駆動部300から入力された吐出信号によりアクチュエータが作動し、液滴200を吐出する。
液滴吐出ヘッド100が吐出する液体(分散液を含む)としては、特に限定されるものではなく、例えば、インク、カラーフィルタのフィルタ材料、有機EL装置におけるEL発光層を形成するための蛍光材料、PDP装置における蛍光体を形成するための蛍光材料、電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料、基板の表面にバンクを形成するためのバンク材料、各種コーティング材料、電極を形成するための液状電極材料、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料、金属配線を形成するための液状金属材料、マイクロレンズを形成するためのレンズ材料、レジスト材料、光拡散体を形成するための光拡散材料等が挙げられる。
The
The liquid (including the dispersion liquid) discharged by the
このような液滴吐出ヘッド100は、移動手段3のガイドレール31の案内により、6つのノズル孔101の配列方向(以降、単に「配列方向」と言う)に沿って移動可能に設置されている。
Such a
図5に示すように、制御手段6は、レーザー光照射手段2、移動手段3、受光手段4、ノズル孔位置検出手段7およびヘッド駆動部300をそれぞれ制御する。この制御手段6は、CPU(Central Processing Unit)61と、記憶手段62と、液滴観測手段63とを有している。記憶手段62は、CPU61に読み取り可能な記憶媒体(記録媒体)を有しており、この記憶媒体は、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリ等で構成されている。
As shown in FIG. 5, the control unit 6 controls the laser
図1〜図3に示すように、レーザー光照射手段2は、1本のレーザー光23を照射するレーザー光照射部21と、レーザー光23をレーザー光231とレーザー光232とに分岐させるビームスプリッター(プリズム)25と、レーザー光231および232のそれぞれの一部を遮光するレーザーブレード26と、レンズ27とを有している。
レーザー光照射手段2の作動により照射されたレーザー光23は、その断面が下記に示すように変化しつつ、受光手段4により受光される。なお、図3は、図1中の液滴観測装置1の一部(レーザー光照射手段2の付近)を抜粋した側面図である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the laser beam irradiation means 2 includes a laser
The
まず、図4に示すように、レーザー光照射部21から照射されたレーザー光23は、その断面がほぼ円形である(図4(A)参照)。
次に、このレーザー光23がビームスプリッター25を通過すると、レーザー光231とレーザー光232とに上下に分岐する。レーザー光231および232の断面は、それぞれほぼ半円形となる(図4(B)参照)。
First, as shown in FIG. 4, the
Next, when the
次に、レーザー光231およびレーザー光232がレーザーブレード26を通過すると、レーザー光231は、その上部が遮光され、レーザー光232は、その下部が遮光される。このとき、レーザー光231および232は、それぞれ帯状の光束のレーザー光233および234となり、その断面が長尺状となる(図4(C)参照)。
次に、レーザー光233および234は、レンズ27によって集光され、互いに交差し、観測対象とするノズル孔101に対応した液滴200の弾道とそれぞれ交差する(図1参照)。
Next, when the
Next, the
次に、液滴200の弾道と交差したレーザー光233および234は、受光手段4により受光される。(図1参照)。
このような構成により、同一の液滴200がレーザー光233および234のそれぞれを遮光し、この遮光により、受光手段4が受光するレーザー光233および234との受光量に時間的な変化が生じる。この時間的な変化により、受光手段4が出力する出力信号の時間差を測定することができる。
Next, the
With such a configuration, the
図1および図2に示すように、受光手段4は、一定距離H(図2中のHで示す距離)で上下に設けられた受光素子433および434で構成されている。
受光素子433および434は、液滴200の飛行領域400を介してレーザー光照射手段2のレンズ27の反対側に設置されている。すなわち、レーザー光233、234は、飛行領域400を介して受光素子433、434と反対側から照射される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the light receiving means 4 is composed of light receiving
The
図5に示すように、ノズル孔位置検出手段7は、液滴吐出ヘッド100のノズル面102の電子画像を撮像するカメラ71と、この電子画像を画像処理することによりノズル孔101の位置を検出する画像処理手段72とを有している。
カメラ71は、例えばCCD(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子と、カメラレンズとを有し、液滴200が飛行する飛行領域400内のレーザー光が通過する通過領域401を介して、ノズル面102の反対側に設置されている(図2参照)。
このような構成により、撮影されたノズル面102の画像をより正確に処理することができ、ノズル孔101の位置の検出を容易に行うことができる。
As shown in FIG. 5, the nozzle hole position detecting means 7 detects the position of the
The
With such a configuration, the photographed image of the
図1に示すように、移動手段3は、配列方向に延在し、液滴吐出ヘッド100を同方向に案内するガイドレール31と、ガイドレール31と同方向に設置され、液滴吐出ヘッド100に連結されたボールネジ33と、ボールネジ33に回転力を与えるサーボモータ34とを有している。
この移動手段3は、ノズル孔位置検出手段7によって検出された各ノズル孔101の位置に関する情報に基づいて作動する。
As shown in FIG. 1, the moving means 3 extends in the arrangement direction and is installed in the same direction as the
The moving means 3 operates based on information on the position of each
この検出としては、特に限定されないが、例えば、下記に示すように行うのが好ましい。なお、液滴吐出ヘッド100は、移動手段3の作動により、図1中、矢印方向に移動するが、以下では、単に「液滴吐出ヘッド100が移動する」と言う。また、下記に示すαおよびpは、任意の数値とする。
まず、液滴吐出ヘッド100が所定の基準となる位置(初期位置)に移動する(図6(A)参照)。
次に、液滴吐出ヘッド100が初期位置から、予め測定してある距離α(図6中、αで示す距離)移動し、カメラ71によって液滴吐出ヘッド100のノズル面102の画像を撮像する(図6(B)参照)。
Although it does not specifically limit as this detection, For example, it is preferable to carry out as shown below. Note that the
First, the
Next, the
次に、ノズル孔位置検出手段7の画像処理手段72により、撮像した画像を画像処理する。なお、画像処理としては、特に限定されないが、二値化処理が一般的に用いられている。この場合、まず、画像処理手段72は、撮像したノズル面102の画像を二値化処理し、ノズル孔101aの領域を抽出する。次に、この領域の中心点を算出し、この中心点をノズル孔101aの中心点(位置)とする。
次に、ノズル孔101aの中心点から下側の飛行領域400がレーザー光233および234に交差するように、液滴吐出ヘッド100の位置を調整(移動)する。
Next, the captured image is processed by the
Next, the position of the
次に、この位置から液滴吐出ヘッド100が各ノズル孔101間の距離(ピッチ間距離)p(図6中、pで示す距離)移動し、カメラ71によって液滴吐出ヘッド100のノズル面102の画像を撮像する(図6(C)参照)。
次に、同様にして、ノズル孔101bの中心点(位置)を検出し、液滴吐出ヘッド100の位置を調整する。
以降順次、ノズル孔101c(図6(D)参照)、101d、101eおよび101fについて、これを繰り返す。
Next, the
Next, similarly, the center point (position) of the
Thereafter, this is repeated sequentially for the nozzle holes 101c (see FIG. 6D), 101d, 101e, and 101f.
図1および図2に示すように、制御手段6は、ノズル孔位置検出手段7の作動によって検出された各ノズル孔101の位置に関する情報に基づいて移動手段3を作動させることにより、液滴200の弾道がレーザー光233、234に交差した状態が6つのノズル孔101について順次得られるように液滴吐出ヘッド100をピッチ送りする(ピッチ間距離pで移動させる)。その間、液滴観測手段63の作動により、液滴200の弾道がレーザー光233、234に交差しているノズル孔101について液滴200の飛行速度の観測(計測)を行う。これにより、6つのノズル孔101について、順次、液滴200の観測を行う。すなわち、制御手段6は、下記に示すような制御を行う。
As shown in FIGS. 1 and 2, the control unit 6 operates the moving unit 3 on the basis of information on the position of each
まず、前述したように、ノズル孔位置検出手段7の作動によりノズル孔101aの位置を検出する。
次に、前述したように、この検出に基づき、液滴吐出ヘッド100が移動し、ノズル孔101aから吐出される液滴200aの弾道がレーザー光233および234に交差する。
First, as described above, the position of the
Next, as described above, based on this detection, the
次に、液滴200aの弾道と交差したレーザー光233および234のそれぞれを受光素子433および434が受光する。
次に、液滴観測手段63が作動し、レーザー光233および234を受光した受光素子433および434の出力信号に基づいて、液滴200aの飛行速度の計測を行う。
次に、前述したように、ノズル孔位置検出手段7の作動によりノズル孔101bの位置を検出する。
Next, the
Next, the droplet observation means 63 is activated, and the flying speed of the
Next, as described above, the position of the
次に、前述したように、この検出に基づき、液滴吐出ヘッド100が移動し、ノズル孔101bから吐出される液滴200bの弾道がレーザー光233および234に交差する。
次に、液滴200bの弾道と交差したレーザー光233および234のそれぞれを受光素子433および434が受光する。
Next, as described above, based on this detection, the
Next, the
次に、液滴観測手段63が作動し、レーザー光233および234を受光した受光素子433および434の出力信号に基づいて、液滴200bの飛行速度の計測を行う。
以降順次、液滴200c、200d、200eおよび200fについて、これを繰り返す。
その後、例えば、前述と同様にして、距離pずつ戻りつつ、前述した液滴吐出ヘッド100の移動方向とは逆の方向から、それぞれのノズル孔101からの液滴200の飛行速度の計測を行ってもよい。
Next, the droplet observation means 63 is activated, and the flight speed of the
Thereafter, this is sequentially repeated for the
Thereafter, for example, in the same manner as described above, the flight speed of the
このような構成により、液滴観測装置1は、制御手段6の制御に基づいて液滴吐出ヘッド100の位置を変化させることにより、6つのノズル孔101のそれぞれについて、吐出された液滴200を観測することができる。
これにより、液滴吐出ヘッド100の6つのノズル孔101から吐出されて飛行する液滴200を、効率よく、かつ正確に観測することができる。
With such a configuration, the
As a result, the
液滴観測手段63は、前述したように、2本のレーザー光233、234を受光する受光手段4の出力信号変化の時間差に基づいて、観測対象とするノズル孔101から吐出された液滴200の飛行速度に関する情報を得るように構成されている。
これにより、予め測定してある、液滴200がレーザー光233とレーザー光234との間を移動(飛行)する距離h(図2中のhで示す距離)を、液滴観測手段63により計測された受光素子433および434の出力信号変化の時間差で除算することにより、液滴200の飛行速度を算出することができる。このように算出された飛行速度は、誤差が少なく、より正確な数値となる。
As described above, the droplet observation means 63 is based on the time difference of the output signal change of the light receiving means 4 that receives the two
As a result, the distance h (distance indicated by h in FIG. 2) that the
このような液滴200の飛行速度の算出には、液滴200を受光素子433と受光素子434とで検出する必要があるため、レーザー光233とレーザー光234とが互いに交差する位置(図2中のFで示す点)と、レーザー光233および234が液滴200の弾道とそれぞれ交差する位置とが異なっている。
これにより、前記時間差を計測することができるので、液滴200の飛行速度を算出することが可能となる。
In order to calculate the flying speed of the
Thereby, since the time difference can be measured, the flight speed of the
なお、このような液滴200を観測する際、観測する液滴200は、レーザー光233とレーザー光234とが交差する点Fの近傍であることが好ましい。このとき、距離hが非常に小さくなる。一方、受光素子433および434自体に一定の大きさがあるため、距離Hを距離hのように小さく設定することが困難である。しかし、本実施形態のように、レーザー光233とレーザー光234とが互いに交差していることにより、距離Hを大きく設定することができる。
When observing such a
また、液滴200を観測する際、本実施形態のように、それぞれの液滴200を観測する度に、ノズル孔位置検出手段7の作動により、観測対象となるノズル孔101の位置を検出し、そのノズル孔101からの液滴200を観測することに限定されない。例えば、ノズル孔位置検出手段7の作動により、観測対象となるそれぞれのノズル孔101の位置を、予め制御手段6の記憶手段62に記憶させておき、その情報(位置)に基づいて、それぞれの液滴200を観測してもよい。
Further, when observing the
また、複数のノズル孔101とは、液滴吐出ヘッド100が備える全てのノズル孔101であるのに限定されず、例えば、観測するべき液滴200が吐出するノズル孔101であればよい。
また、液滴吐出ヘッド100に形成されるノズル孔101の個数は、本実施形態のように、6つであるのに限定されず、2〜5つまたは7つ以上であってもよい。
また、観測することができる液滴200の飛行状態としては、本実施形態のように、飛行速度に限定されず、例えば、吐出抜け、飛行曲がり、飛行方向等が挙げられる。
The plurality of nozzle holes 101 is not limited to all the nozzle holes 101 provided in the
Further, the number of nozzle holes 101 formed in the
Further, the flight state of the
また、移動手段3は、本実施形態のように、ボールネジ33を利用したものに限定されることなく、いかなる構造を利用したものでもよく、例えば、タイミングベルト等のベルト、ラック&ピニオンギア、リニアモータなどを利用した任意の構成とすることができる。また、液滴吐出ヘッド100の位置精度をより向上させるようにリニアスケールを設置した構成としてもよい。
また、移動手段3は、本実施形態のように、レーザー光照射手段2(レーザー光233、234)に対し、液滴吐出ヘッド100を移動させるのに限定されず、液滴吐出ヘッド100に対し、レーザー光照射手段2および受光手段4を移動させてもよい。
Further, the moving means 3 is not limited to the one using the
In addition, the moving unit 3 is not limited to moving the
また、液滴200の弾道と交差するレーザー光233、234は、本実施形態のように、2本であることに限定されず、1本または3本以上のレーザー光であってもよい。
また、受光手段4は、本実施形態のように、複数(2個)の受光素子433、434で構成されていることに限定されず、例えば、CCDカメラを用いた構成であってもよい。
また、受光素子433、434としては、特に限定されないが、例えば、フォトダイオード、光電子増倍管等が挙げられる。
Further, the number of
Further, the light receiving means 4 is not limited to being configured by a plurality (two) of
The
<第2実施形態>
図7は、本発明の液滴観測装置が具備する液滴吐出ヘッドの断面側面図である。
以下、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置の第2実施形態について説明するが、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、液滴観測装置1Aがノズル孔101の位置を検出するノズル孔位置検出手段7を具備せず、制御手段6の記憶手段62が各ノズル孔101の位置に関する情報を記憶すること以外は前記第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional side view of a droplet discharge head provided in the droplet observation apparatus of the present invention.
Hereinafter, the second embodiment of the droplet observation method and the droplet observation apparatus of the present invention will be described. However, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same matters will be omitted.
In the present embodiment, the
記憶手段62には、予め各ノズル孔101の位置に関する情報が記憶されている。この情報としては、特に限定されないが、例えば、下記に示すような情報が好ましい。
まず、液滴吐出ヘッド100の各ノズル孔101の中心間の距離(図7中、p1、p2、p3、p4およびp5で示す距離)を測定する(図7参照)。
次に、ノズル孔101aから吐出される液滴200aの弾道がレーザー光233、234と交差するように、液滴吐出ヘッド100の位置を調整(移動)する。
Information relating to the position of each
First, the distance between the centers of the nozzle holes 101 of the droplet discharge head 100 (the distances indicated by p 1 , p 2 , p 3 , p 4 and p 5 in FIG. 7) is measured (see FIG. 7).
Next, the position of the
次に、この位置をノズル孔101aの位置(情報)として記憶手段62に記憶させる(以降、この位置を「ポジションa」と言う)。
次に、ポジションaから距離p1移動した液滴吐出ヘッド100の位置をノズル孔101bの位置(情報)として記憶手段62に記憶させる(以降、この位置を「ポジションb」と言う)。
Next, this position is stored in the storage means 62 as the position (information) of the
Next, the position of the
次に、ポジションbから距離p2移動した液滴吐出ヘッド100の位置をノズル孔101cの位置(情報)として記憶手段62に記憶させる(以降、この位置を「ポジションc」と言う)。
以降順次、ノズル孔101d、101eおよび101fについて、これを繰り返し、それぞれに対応するポジションd、ポジションeおよびポジションfを記憶手段62に記憶させる。
Next, position of the
Thereafter, this is repeated sequentially for the
液滴観測装置1Aの制御手段6は、記憶手段62に記憶された各ノズル孔101の位置に関する情報に基づいて移動手段3を作動させることにより、液滴200の弾道がレーザー光233、234に交差した状態が6つのノズル孔101について順次得られるように液滴吐出ヘッド100をピッチ送りする。その間、液滴観測手段63は、液滴200の弾道がレーザー光233、234に交差しているノズル孔101について液滴200の観測を行う。これにより、6つのノズル孔101について、順次、液滴200の観測を行う。すなわち、この制御手段6は、下記に示すような制御を行う(図1参照)。
The control unit 6 of the
まず、液滴吐出ヘッド100がポジションaに移動し、ノズル孔101aから吐出される液滴200aの弾道がレーザー光233および234に交差する。
次に、液滴200aの弾道と交差したレーザー光233および234のそれぞれを受光素子433および434が受光する。
次に、液滴観測手段63が作動し、レーザー光233および234を受光した受光素子433および434の出力信号に基づいて、液滴200aの飛行速度の計測を行う。
First, the
Next, the
Next, the droplet observation means 63 is activated, and the flying speed of the
次に、液滴吐出ヘッド100がポジションbに移動し、ノズル孔101bから吐出される液滴200bの弾道がレーザー光233および234に交差する。
次に、液滴200bの弾道と交差したレーザー光233および234のそれぞれを受光素子433および434が受光する。
次に、液滴観測手段63が作動し、レーザー光233および234を受光した受光素子433および434の出力信号に基づいて、液滴200bの飛行速度の計測を行う。
Next, the
Next, the
Next, the droplet observation means 63 is activated, and the flight speed of the
以降順次、液滴吐出ヘッド100をポジションc、ポジションd、ポジションeおよびポジションfに移動し、それぞれに対応する液滴200c、200d、200eおよび200fについて、これを繰り返す。
これにより、前述と同様の効果を得ることができる。
なお、各ノズル孔101の位置に関する情報としては、本実施形態のように、各ノズル孔101の中心間の距離を利用した情報に限定されず、例えば、ノズル孔101aから計測したノズル孔101b、101c、101d、101eおよび101fまでのそれぞれの距離を利用した情報であってもよい。
Thereafter, the
Thereby, the effect similar to the above can be acquired.
Note that the information regarding the position of each
以上、本発明の液滴観測方法および液滴観測装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。液滴観測装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。 The droplet observation method and the droplet observation apparatus of the present invention have been described above with reference to the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this. Each unit constituting the droplet observation apparatus can be replaced with any component that can exhibit the same function. Moreover, arbitrary components may be added.
1、1A……液滴観測装置 2……レーザー光照射手段 21……レーザー光照射部 23、231、232、233、234……レーザー光 25……ビームスプリッター 26……レーザーブレード 27……レンズ 3……移動手段 31……ガイドレール 33……ボールネジ 34……サーボモータ 4……受光手段 433、434……受光素子 6……制御手段 61……CPU 62……記憶手段 63……液滴観測手段 7……ノズル孔位置検出手段 71……カメラ 72……画像処理手段 100……液滴吐出ヘッド 101、101a、101b、101c、101d、101e、101f……ノズル孔 102……ノズル面 200、200a、200b、200c、200d、200e、200f……液滴 300……ヘッド駆動部 400……飛行領域 401……通過領域
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けてレーザー光照射手段から少なくとも1本のレーザー光を照射するとともに、前記レーザー光を受光して光電変換する受光手段の出力信号を検出しつつ、
前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記液滴吐出ヘッドを前記レーザー光照射手段に対し相対的に移動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的にピッチ送りし、その間、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について、前記受光手段の出力信号に基づき、吐出された液滴に関する情報を得、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする液滴観測方法。 A droplet observation method for observing a droplet ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying,
While irradiating at least one laser beam from the laser beam irradiation unit in a direction crossing the flight direction of the droplet, and detecting the output signal of the light receiving unit that receives the laser beam and performs photoelectric conversion,
By moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means based on the information on the position of each nozzle hole, the state in which the trajectory of the droplet intersects the laser light is the plurality of nozzle holes. The droplet discharge heads are relatively pitch-fed along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes so that the nozzle trajectory of the droplet intersects the laser light. A droplet observing method characterized in that information on ejected droplets is obtained based on an output signal of a light receiving means, whereby droplets are sequentially observed for the plurality of nozzle holes.
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けて少なくとも1本のレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記レーザー光を受光し、光電変換する受光手段と、
前記受光手段の出力信号に基づいて、観測対象とするノズル孔から吐出された液滴に関する情報を得る液滴観測手段と、
前記液滴吐出ヘッドを、前記レーザー光照射手段に対し前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記ノズル孔の位置を検出するノズル孔位置検出手段とを備え、
前記ノズル孔位置検出手段によって検出された前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記移動手段を作動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを相対的にピッチ送りし、その間、前記液滴観測手段は、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について液滴の観測を行い、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする液滴観測装置。 A droplet observation apparatus for observing a droplet ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying,
Laser light irradiation means for irradiating at least one laser light in a direction crossing the flight direction of the droplets;
A light receiving means for receiving the laser beam and performing photoelectric conversion;
Based on the output signal of the light receiving means, a droplet observing means for obtaining information about a droplet ejected from a nozzle hole to be observed;
Moving means for moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes;
Control means for controlling the operation of the moving means;
Nozzle position detecting means for detecting the position of the nozzle hole,
By operating the moving means based on the information regarding the position of each nozzle hole detected by the nozzle hole position detecting means, the state in which the trajectory of the droplet intersects the laser beam is sequentially applied to the plurality of nozzle holes. The droplet discharge head is relatively pitch-fed so as to obtain, during which the droplet observation means observes the droplet in the nozzle hole where the trajectory of the droplet intersects the laser beam, Thus, the droplet observation apparatus is configured to sequentially observe the droplets with respect to the plurality of nozzle holes.
前記液滴の飛行方向と交差する方向に向けて少なくとも1本のレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記レーザー光を受光し、光電変換する受光手段と、
前記受光手段の出力信号に基づいて液滴を観測する液滴観測手段と、
前記液滴吐出ヘッドを、前記レーザー光照射手段に対し前記複数のノズル孔の配列方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記各ノズル孔の位置に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶された前記各ノズル孔の位置に関する情報に基づいて前記移動手段を作動させることにより、液滴の弾道が前記レーザー光に交差した状態が前記複数のノズル孔について順次得られるように前記液滴吐出ヘッドを相対的にピッチ送りし、その間、前記液滴観測手段は、液滴の弾道が前記レーザー光に交差しているノズル孔について液滴の観測を行い、これにより、前記複数のノズル孔について、順次、液滴の観測を行うことを特徴とする液滴観測装置。 A droplet observation apparatus for observing a droplet ejected from a plurality of nozzle holes provided in a droplet ejection head and flying,
Laser light irradiation means for irradiating at least one laser light in a direction crossing the flight direction of the droplets;
A light receiving means for receiving the laser beam and performing photoelectric conversion;
Droplet observation means for observing a droplet based on an output signal of the light receiving means;
Moving means for moving the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes;
Control means for controlling the operation of the moving means;
Storage means for storing information regarding the position of each nozzle hole,
By operating the moving means based on the information on the position of each nozzle hole stored in the storage means, a state in which the trajectory of the droplet intersects the laser light can be obtained sequentially for the plurality of nozzle holes. The droplet discharge head is relatively pitch-fed, and during that time, the droplet observation means observes the droplet with respect to the nozzle hole where the trajectory of the droplet intersects the laser beam, A droplet observation apparatus that sequentially observes droplets from a plurality of nozzle holes.
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-
2003
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