JP2005066454A - Droplet observation device - Google Patents
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Abstract
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装置に関する。 The present invention relates to 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出力信号を検出して、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。特に、レーザー光の中心を液滴が正確に通過するように、ノズル孔にレーザー光を位置合わせをする必要がある。この位置合わせをしないと、正確な測定をすることができない。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。
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. In particular, it is necessary to align the laser beam in the nozzle hole so that the droplet accurately passes through the center of the laser beam. If this alignment is not performed, accurate measurement cannot be performed. 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装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a droplet observation device capable of efficiently and accurately observing a droplet ejected from a nozzle hole of a droplet ejection head and flying.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴観測装置は、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、
前記液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように、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移動手段と、
前記移動手段の作動および前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔からの液滴の吐出を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記レーザー光を照射した状態で、前記移動手段を作動させて前記液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように前記液滴吐出ヘッドを微小距離ずつピッチ送りし、その各位置で前記ノズル孔から液滴を吐出し、前記受光手段の出力信号を検出することにより、前記受光手段の出力信号の変化が最大となるような前記液滴吐出ヘッドの前記レーザー光の光軸に対する相対位置を検出し、その位置に前記液滴吐出ヘッドを位置合わせした状態で前記ノズル孔から液滴を吐出するよう制御し、吐出された液滴を前記液滴観測手段によって観測することを特徴とする。
これにより、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、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 device of the present invention is a droplet observation device for observing a droplet ejected from a nozzle hole of 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 beam irradiation unit so that the trajectory of the droplet traverses the laser beam;
Control means for controlling the operation of the moving means and the discharge of droplets from the nozzle holes of the droplet discharge head,
The control means operates the moving means in a state where the laser light is irradiated, and pitches the droplet discharge heads by a minute distance so that the trajectory of the droplet traverses the laser light. With respect to the optical axis of the laser beam of the droplet discharge head, the change in the output signal of the light receiving means is maximized by discharging a droplet from the nozzle hole and detecting the output signal of the light receiving means. A relative position is detected, control is performed so that a droplet is ejected from the nozzle hole in a state where the droplet ejection head is positioned at that position, and the ejected droplet is observed by the droplet observation means. And
As a result, the droplets ejected from the nozzle holes of the droplet ejection head and flying can be observed efficiently and accurately.
本発明の液滴観測装置では、前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔を有しており、
前記移動手段は、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可能であり、
前記制御手段は、前記レーザー光を照射した状態で、前記複数のノズル孔について、それぞれ、前記移動手段を作動させて液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように前記液滴吐出ヘッドを微小距離ずつピッチ送りし、その各位置で当該ノズル孔から液滴を吐出して前記受光手段の出力信号を検出することにより、前記受光手段の出力信号の変化が最大となるような前記液滴吐出ヘッドの前記レーザー光の光軸に対する相対位置を検出し、その位置に前記液滴吐出ヘッドを位置合わせした状態で当該ノズル孔から液滴を吐出するよう制御し、吐出された液滴を前記液滴観測手段によって観測することが好ましい。
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。
In the droplet observation apparatus of the present invention, the droplet discharge head has a plurality of nozzle holes,
The moving means can move the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes,
The control means activates the moving means for each of the plurality of nozzle holes in a state of irradiating the laser light, and moves the droplet discharge head at a minute distance so that the trajectory of the droplet crosses the laser light. The droplet discharge head is configured so that the change in the output signal of the light receiving means is maximized by detecting the output signal of the light receiving means by discharging the liquid droplets from the nozzle holes at each position. The relative position of the laser beam with respect to the optical axis is detected, and control is performed so that the liquid droplet is ejected from the nozzle hole in a state where the liquid droplet ejection head is positioned at that position. It is preferable to observe by observation means.
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、液滴の弾道と同時に交差可能な複数本のレーザー光を照射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, it is preferable that the laser beam irradiation unit irradiates a plurality of laser beams that can intersect simultaneously with the trajectory of the droplet.
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。
図1は、本発明の液滴観測装置の実施形態を示す平面図、図2および図3は、本発明の液滴観測装置の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を概略的に示すブロック図、図6および図7は、図1中の一点鎖線で囲まれた領域[S]の拡大図、図8および図9は、受光手段の出力信号の経時変化を模式的に示すグラフである。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, the droplet observation apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the droplet observation apparatus of the present invention, FIGS. 2 and 3 are side views showing the embodiment of the droplet observation apparatus of the present invention, and FIG. 4 is A in FIG. -A line sectional view, BB line sectional view and CC line sectional view, FIG. 5 is a block diagram schematically showing the main part of the droplet observation apparatus of the present invention, FIG. 6 and FIG. FIG. 8 and FIG. 9 are graphs schematically showing changes over time in the output signal of the light receiving means, in an enlarged view of a region [S] surrounded by a one-dot chain line in 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。
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。
The
The liquid (including the dispersion liquid) discharged by the
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、液滴200の飛行方向と交差する方向に向かう(図1、図2参照)。
Next, when the
Next, the
次に、レーザー光233および234は、液滴200の弾道と同時に交差し、受光手段4により受光される(図1、図2参照)。
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、観測対象とするノズル孔101から吐出された液滴200の弾道がレーザー光233、234を横切るように、液滴吐出ヘッド100をレーザー光照射手段2に対し移動させる。
As shown in FIG. 1, the moving
The moving
制御手段6は、下記に示すように、レーザー光照射手段2、移動手段3、受光手段4およびヘッド駆動部300を制御し、液滴観測手段63によって液滴200を観測する(図1、図2参照)。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」または「液滴吐出ヘッド100を移動させる」と言う。
The control means 6 controls the laser light irradiation means 2, the moving
まず、制御手段6は、レーザー光233、234を照射した状態で、液滴吐出ヘッド100を所定の基準となる位置(初期位置)に移動させる。なお、この初期位置は、特に限定されないが、例えば、平面視で、ノズル孔101aとレーザー光233、234とが重ならない位置であるのが好ましい。このような初期位置としては、例えば、平面視で、ノズル面102のノズル孔101a側にある縁部103とレーザー光233、234とが重なる位置が挙げられる。以降、この位置を初期位置として説明する。
First, the control means 6 moves the
次に、制御手段6は、ヘッド駆動部300に液滴200を吐出させる吐出開始命令を入力する。この吐出開始命令に基づいて、所定の駆動周波数で吐出信号をヘッド駆動部300が生成して、液滴吐出ヘッド100のノズル孔101から液滴200が吐出される。なお、駆動周波数は、特に限定されないが、例えば100Hz程度とすることができる。
この吐出とともに、制御手段6は、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を横切るように、液滴吐出ヘッド100を初期位置から微小距離ずつピッチ送りする(移動させる)。なお、ピッチ送りする送り量(距離)は、特に限定されないが、隣り合うノズル孔101の中心間の距離よりも十分に小さく、かつ液滴200の直径よりも十分小さいのが好ましい。このような送り量は、例えば、1μm程度とすることができる。また、この距離を液滴吐出ヘッド100が移動する移動時間は、特に限定されないが、例えば5ms程度とすることができる。また、この移動時間内では、液滴200(200a)が吐出しないように設定するのが好ましい。
Next, the control unit 6 inputs a discharge start command for causing the
Along with this ejection, the control means 6 pitches (moves) the
次に、レーザー光233、234の中心を液滴200aが通過するような液滴吐出ヘッド100の位置(レーザー光233、234の光軸に対するノズル孔101aの位置)を検出する。なお、この位置の検出については、後に詳述する。
次に、この位置に液滴吐出ヘッド100を位置合わせした状態で、吐出された液滴200aを液滴観測手段63によって観測する。
以降順次、ノズル孔101c、101d、101eおよび101fのそれぞれに対応した液滴200c、200d、200eおよび200fについて、これを繰り返す。
Next, the position of the
Next, with the
Thereafter, this is repeated for the
さて、次に、レーザー光233、234の中心を、複数のノズル孔101から吐出されるそれぞれの液滴200が通過するような液滴吐出ヘッド100(ノズル孔101)の位置の検出について説明する。なお、この説明では、検出するノズル孔101として、ノズル孔101bを代表として説明する。また、この検出では、2つの受光素子433、434の内、受光素子434を用い、2本のレーザー光233、234は、この受光素子434に対応するレーザー光234を用いることとする。
Next, detection of the position of the droplet discharge head 100 (nozzle hole 101) such that each
まず、図6(A)に示すように、液滴吐出ヘッド100を(n−2)回ピッチ送りし、その送りが停止したとき、液滴200bは、レーザー光234と交差せずに、レーザー光234付近を通過(飛行)する。この通過の前後では、クロック信号発生手段(図示せず)から発生したクロック信号に基づいたタイミングで、受光素子434の出力信号は、A/D変換器(図示せず)によりA/D変換されて、かつ同タイミングでラッチ回路(図示せず)に一旦ラッチ(保持)される。そして、出力信号がラッチされる度に、ラッチされた出力信号が記憶媒体(記憶手段62)で記憶される。この位置での出力信号は、図8(A)に示すように、変化しない。
First, as shown in FIG. 6A, when the
次に、図6(B)に示すように、液滴吐出ヘッド100を1ピッチ((n−1)回)ピッチ送りし、その送りが停止したとき、液滴200bは、その一部がレーザー光234を遮光しつつ、通過する。この位置での出力信号は、図8(B)に示すような変化をする。このとき、制御手段6の作動により、各ラッチ時に記憶された出力信号を随時比較して、その最大値および最小値から差分をとり、出力信号の変化量Un−1を記憶媒体で記憶する。
Next, as shown in FIG. 6B, when the
次に、同様にして、液滴吐出ヘッド100をn回ピッチ送りした位置の出力信号の変化量Unを記憶媒体で記憶する(図7(C)、図9(C)参照)。
次に、変化量Un−1と変化量Unとの差分を取り、差分(Un−1−Un)の値が正または負であることを記憶する。
次に、同様にして、液滴吐出ヘッド100を(n+1)回ピッチ送りした位置の出力信号の変化量Un+1を記憶媒体で記憶する(図7(D)、図9(D)参照)。
Then, similarly, stores the change amount U n of the output signal of the position where the
Then, taking the difference between the change amount U n-1 and the change amount U n, and stores the value of the difference (U n-1 -U n) is positive or negative.
Next, similarly, the change amount U n + 1 of the output signal at the position where the
次に、変化量Unと変化量Un+1との差分を取り、差分(Un−Un+1)の値が正または負であることを記憶する。
次に、制御手段6の作動により、このような差分が負から正へ転じるところを判断し、この判断による位置を、レーザー光233、234の中心を液滴200が通過する液滴吐出ヘッド100の位置とする。なお、この位置における初期位置からのピッチ数を記憶媒体で記憶するのが好ましい。
Then, taking the difference between the change amount U n and the change amount U n + 1, and stores the value of the difference (U n -U n + 1) is positive or negative.
Next, it is determined by the operation of the control means 6 that such a difference turns from negative to positive, and the position determined by this determination is the
例えば、差分(Un−1−Un)の値が負となり、差分(Un−Un+1)の値が正となると、液滴吐出ヘッド100をn回ピッチ送りした位置が、レーザー光233、234の中心を液滴200bが通過する液滴吐出ヘッド100の位置(レーザー光233、234の光軸に対するノズル孔101bの位置)となる。
なお、nは整数である。本実施形態では、(n−2)も整数となるので、nは、2以上の整数であるのが好ましい。
For example, when the value of the difference (U n−1 −U n ) is negative and the value of the difference (U n −U n + 1 ) is positive, the position where the
Note that n is an integer. In the present embodiment, (n−2) is also an integer, and therefore n is preferably an integer of 2 or more.
また、図6および図7では、レーザー光233、234の幅を液滴200よりも大きく描いている。一方、レーザー光233、234の幅が液滴200よりも小さい場合でも、受光素子433、434からの出力信号の強度の変化の傾向は、変わらないので、同様にして、前述したような液滴吐出ヘッド100の位置を検出することができる。
また、このような検出で用いる受光素子は、上記のように、受光素子434に限定されず、受光素子433であってもよい。同様に、レーザー光もレーザー光234に限定されず、受光素子433に対応するレーザー光233であってもよい。
In FIGS. 6 and 7, the widths of the
Further, the light receiving element used for such detection is not limited to the
また、このような方法による受光手段4(受光素子434)からの出力信号の処理は、一例に過ぎない。従って、受光手段4の出力信号の変化が最大となるような液滴吐出ヘッド100の位置の検出を達成する上では、このような方法に限定はされない。
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。
The processing of the output signal from the light receiving means 4 (light receiving element 434) by such a method is only an example. Therefore, in order to achieve the detection of the position of the
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、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。
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
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。
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。
Further, the flight state of the
Further, the moving
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。
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。
In addition, the moving
Further, the number of
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。
以上、本発明の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。
Further, the light receiving means 4 is not limited to being configured by a plurality (two) of
The
The embodiment of the droplet observation apparatus of the present invention has been described above, but 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……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 100……液滴吐出ヘッド 101、101a、101b、101c、101d、101e、101f……ノズル孔 102……ノズル面 103……縁部 200、200a、200b、200c、200d、200e、200f……液滴 300……ヘッド駆動部 400……飛行領域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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、
前記液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように、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移動手段と、
前記移動手段の作動および前記液滴吐出ヘッドの前記ノズル孔からの液滴の吐出を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記レーザー光を照射した状態で、前記移動手段を作動させて前記液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように前記液滴吐出ヘッドを微小距離ずつピッチ送りし、その各位置で前記ノズル孔から液滴を吐出し、前記受光手段の出力信号を検出することにより、前記受光手段の出力信号の変化が最大となるような前記液滴吐出ヘッドの前記レーザー光の光軸に対する相対位置を検出し、その位置に前記液滴吐出ヘッドを位置合わせした状態で前記ノズル孔から液滴を吐出するよう制御し、吐出された液滴を前記液滴観測手段によって観測する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 nozzle hole of 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 beam irradiation unit so that the trajectory of the droplet traverses the laser beam;
Control means for controlling the operation of the moving means and the discharge of droplets from the nozzle holes of the droplet discharge head,
The control means operates the moving means in a state where the laser light is irradiated, and pitches the droplet discharge heads by a minute distance so that the trajectory of the droplet traverses the laser light. With respect to the optical axis of the laser beam of the droplet discharge head, the change in the output signal of the light receiving means is maximized by discharging a droplet from the nozzle hole and detecting the output signal of the light receiving means. A relative position is detected, control is performed so that a droplet is ejected from the nozzle hole in a state where the droplet ejection head is positioned at that position, and the ejected droplet is observed by the droplet observation means. Droplet observation device.
前記移動手段は、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可能であり、
前記制御手段は、前記レーザー光を照射した状態で、前記複数のノズル孔について、それぞれ、前記移動手段を作動させて液滴の弾道が前記レーザー光を横切るように前記液滴吐出ヘッドを微小距離ずつピッチ送りし、その各位置で当該ノズル孔から液滴を吐出して前記受光手段の出力信号を検出することにより、前記受光手段の出力信号の変化が最大となるような前記液滴吐出ヘッドの前記レーザー光の光軸に対する相対位置を検出し、その位置に前記液滴吐出ヘッドを位置合わせした状態で当該ノズル孔から液滴を吐出するよう制御し、吐出された液滴を前記液滴観測手段によって観測する請求項1に記載の液滴観測装置。 The droplet discharge head has a plurality of nozzle holes,
The moving means can move the droplet discharge head relative to the laser light irradiation means along the arrangement direction of the plurality of nozzle holes,
The control means operates the moving means for each of the plurality of nozzle holes in a state of irradiating the laser light, and moves the droplet discharge head at a minute distance so that the trajectory of the droplet crosses the laser light. The droplet discharge head is configured such that a change in the output signal of the light receiving means is maximized by detecting the output signal of the light receiving means by discharging a droplet from the nozzle hole at each position and detecting the output signal of the light receiving means. The relative position of the laser beam with respect to the optical axis is detected, and control is performed so that the droplet is ejected from the nozzle hole in a state where the droplet ejection head is aligned at that position. The droplet observation apparatus according to claim 1, which is observed by an observation means.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006346906A (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Canon Inc | Device for detecting liquid droplet delivering state, liquid droplet delivering apparatus, and inkjet recorder |
JP2007112078A (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Konica Minolta Ij Technologies Inc | Device/method for inspecting inkjet head nozzle |
JP2009166245A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Ricoh Elemex Corp | Liquid droplet ejecting device |
-
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- 2003-08-22 JP JP2003299256A patent/JP2005066454A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006346906A (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Canon Inc | Device for detecting liquid droplet delivering state, liquid droplet delivering apparatus, and inkjet recorder |
US7815278B2 (en) | 2005-06-14 | 2010-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Droplet discharge-condition detecting unit, droplet-discharging device, and inkjet recording device |
JP4652897B2 (en) * | 2005-06-14 | 2011-03-16 | キヤノン株式会社 | Droplet discharge state detection device, droplet discharge device, and ink jet recording apparatus |
JP2007112078A (en) * | 2005-10-24 | 2007-05-10 | Konica Minolta Ij Technologies Inc | Device/method for inspecting inkjet head nozzle |
JP2009166245A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Ricoh Elemex Corp | Liquid droplet ejecting device |
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