JP2005185942A - Droplet discharging apparatus and method of driving droplet discharging head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドのヘッド駆動方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge apparatus including a droplet discharge head that discharges a functional liquid as droplets, and a head driving method of the droplet discharge head.
近年、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルからワーク(基板など)に向けて機能液の液滴を吐出し、ワーク上の所定の位置に液滴を着弾させるような液滴吐出装置(インクジェット装置)を用い、電気光学装置などを製造することが行われている。 2. Description of the Related Art Recently, a droplet discharge device (inkjet device) that discharges a droplet of a functional liquid from a discharge nozzle of a droplet discharge head toward a workpiece (substrate, etc.) and lands the droplet at a predetermined position on the workpiece. It is used to manufacture electro-optical devices and the like.
このような液滴吐出ヘッドには、液滴吐出ヘッドに設けられた電歪振動子に電圧を加え、その歪現象により、液滴吐出ヘッド内の機能液収容室の体積を変化させることによって、機能液収容室内の機能液に圧力を加えてノズルより吐出させるものがある。 In such a droplet discharge head, a voltage is applied to an electrostrictive vibrator provided in the droplet discharge head, and due to the distortion phenomenon, by changing the volume of the functional liquid storage chamber in the droplet discharge head, There is one that applies pressure to the functional liquid in the functional liquid storage chamber and discharges it from the nozzle.
このような液滴吐出ヘッドにおいては、機能液の粘度の増加や、気泡の混入、塵の付着等の原因によって、ノズルが目詰まりして機能液滴を吐出できない場合や、吐出液粒の重量がばらつく場合や、吐出方向にばらつきが生じて着弾すべき位置に着弾しない場合などがある。これらの不具合の発生を監視する方法として、空中を飛行している液滴の状態の光学的な観察や、吐出した液滴の重量測定や、液低が着弾して形成された点の光学的な観察などがある。 In such a droplet discharge head, if the nozzle is clogged due to an increase in the viscosity of the functional liquid, bubble bubbles, dust adhesion, etc. In some cases, the ejection direction may vary, and the landing position may not be reached. As a method of monitoring the occurrence of these defects, optical observation of the state of droplets flying in the air, measurement of the weight of the discharged droplets, and optical formation of the point formed by the liquid low landing There are other observations.
上記した不具合の発生を監視する別の方法として、及び原因を特定する方法として、機能液滴が吐出された後に機能液の流路内に残留する圧力波(残留振動)を検出し、不具合が発生した場合に生ずる残留振動の変化を観察することが考えられている(特許文献1参照)。 As another method for monitoring the occurrence of the above-mentioned failure and as a method for identifying the cause, a pressure wave (residual vibration) remaining in the flow path of the functional liquid after the functional liquid droplet is discharged is detected. It is considered to observe a change in residual vibration that occurs when it occurs (see Patent Document 1).
ところで、液滴吐出装置が吐出できる機能液には様々なものがあり、各々の機能液によって液滴吐出ヘッドの最適な駆動条件、即ち印加するヘッド駆動信号の最適な波形は異なっている。また、例えば電歪振動子の取付位置の微妙な差やノズル径の微妙なばらつきなどによって、ノズル毎の最適駆動信号は微妙に異なっている。 By the way, there are various functional liquids that can be ejected by the liquid droplet ejection apparatus, and the optimum driving conditions of the liquid droplet ejection head, that is, the optimum waveform of the applied head driving signal differs depending on each functional liquid. Further, the optimum drive signal for each nozzle is slightly different due to, for example, a subtle difference in the mounting position of the electrostrictive vibrator or a subtle variation in the nozzle diameter.
一方、電気光学装置用基板においては、着色層の厚さによって発光する光の特性が変化する。このため、各電気光学装置用基板毎の着色層の厚さがばらつくと、各電気光学装置用基板毎に特性がばらつき、目標とする表示特性が得られない可能性がある。また、同一電気光学装置用基板内の各着色層の厚さがばらつくと、同一表示画面内の表示特性の均一性が損なわれる可能性がある。着色層の厚さは基板上に吐出された色素機能液の量によって定まる。従って、着色層の厚さを決める色素機能液の吐出量の精度は、電気光学装置用基板や電気光学装置用基板を備えた電気光学装置の表示特性に影響を与える重要な要素である。 On the other hand, in the electro-optical device substrate, the characteristics of the emitted light vary depending on the thickness of the colored layer. For this reason, if the thickness of the colored layer for each electro-optical device substrate varies, the characteristics vary for each electro-optical device substrate, and the target display characteristics may not be obtained. In addition, if the thickness of each colored layer in the same electro-optical device substrate varies, the uniformity of display characteristics in the same display screen may be impaired. The thickness of the colored layer is determined by the amount of the dye functional liquid discharged onto the substrate. Therefore, the accuracy of the ejection amount of the dye functional liquid that determines the thickness of the colored layer is an important factor that affects the display characteristics of the electro-optical device substrate or the electro-optical device including the electro-optical device substrate.
そのため、新規の機能液を使用するときには、各液滴吐出装置毎に、さらに各ノズル毎に、最適ヘッド駆動条件、即ち印加する最適なヘッド駆動信号の条件出し(駆動信号調整)が行われ、ヘッド駆動信号の条件決定が行われている。このために、吐出した液滴の重量測定や空中を飛行している液滴の状態の光学的な観察などが行われており、多くの時間と試験吐出する機能液とがそのために消費されている。 Therefore, when a new functional liquid is used, optimum head driving conditions, that is, optimum head driving signal conditions to be applied (driving signal adjustment) are determined for each droplet discharge device and for each nozzle. The condition of the head drive signal is determined. For this reason, the weight of discharged droplets and the optical observation of the state of droplets flying in the air have been performed, which consumes a lot of time and the functional liquid to be tested and discharged. Yes.
また、同じ機能液を同じ液滴吐出装置で吐出する場合であっても、機能液の特性は例えば機能液の製造ロットごとのばらつきがあり、上記した最適なヘッド駆動信号の条件出しをしばしば実施する必要がある。特に、高精度を必要とする液滴吐出装置や高精度を必要とする製品の製造に液滴吐出装置を使用する場合においては、作業開始時に毎回条件出しを実施することもある。そのために、多くの時間を必要とし、機能液が消費されている。 Even when the same functional liquid is ejected by the same liquid droplet ejection device, the characteristics of the functional liquid vary depending on, for example, the production lot of the functional liquid, and the optimum head drive signal conditions described above are often performed. There is a need to. In particular, in the case of using a droplet discharge device for manufacturing a droplet discharge device that requires high accuracy or a product that requires high accuracy, conditions may be determined every time work is started. Therefore, much time is required and the functional liquid is consumed.
さらに、液滴の重量測定や光学的な観察を実施するためには、高精度且つ微小重量の測定が可能な重量測定機や、高精度の光学検出機が必要であり、測定機を精度良く設置するとともに、その精度良く設置された状態を維持しなければならないという課題がある。また、精密な測定機は一般に高価であり、装置の製造コストが増大してしまうという課題がある。さらに、機能液の吐出に伴うミストなどの付着によって測定機の信頼性が低下する可能性があるという課題もある。 Furthermore, in order to carry out the weight measurement and optical observation of the droplet, a weight measuring machine capable of measuring a highly accurate and minute weight and a high-precision optical detector are necessary. There is a problem that the installation state must be maintained with high accuracy. In addition, a precise measuring instrument is generally expensive, and there is a problem that the manufacturing cost of the apparatus increases. Furthermore, there is a problem that the reliability of the measuring machine may be lowered due to adhesion of mist or the like accompanying discharge of the functional liquid.
そこで、本発明は、ヘッド駆動信号の条件決定に要する時間を短縮するとともに、試験吐出する機能液を減らして、作業時間と機能液の消費を抑制できる液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッド駆動方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a droplet discharge device and a droplet discharge head drive that can reduce the time required to determine the conditions of the head drive signal and reduce the working liquid and the consumption of the functional liquid by reducing the functional liquid to be tested and discharged. It aims to provide a method.
本発明による液滴吐出装置は、機能液を液滴として吐出するノズルと、ノズルに対応する振動板と、振動板を変位させる駆動素子とを有する液滴吐出ヘッドと、振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、残留振動検出手段によって検出された残留振動情報に基づいて、駆動素子に印加する駆動信号を生成する駆動信号制御手段とを備えた。 The droplet discharge device according to the present invention includes a droplet discharge head having a nozzle that discharges a functional liquid as droplets, a vibration plate corresponding to the nozzle, and a drive element that displaces the vibration plate, and residual vibration of the vibration plate. Residual vibration detection means for detecting, and drive signal control means for generating a drive signal to be applied to the drive element based on the residual vibration information detected by the residual vibration detection means.
本発明の構成によれば、液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドの駆動信号調整に際して、液滴吐出後の液滴吐出ヘッドの残留振動を検出し、検出した残留振動の状態に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッドの状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。さらに、条件決定のための試験吐出は、残留振動を検出できるだけの回数で充分であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。 According to the configuration of the present invention, when adjusting the drive signal of the droplet discharge head in the droplet discharge device, the residual vibration of the droplet discharge head after the droplet discharge is detected, and the head drive is performed based on the detected residual vibration state. Since the signal is generated, an appropriate head driving signal can be generated corresponding to the state of each droplet discharge head. Furthermore, the test discharge for determining the condition is sufficient to detect the residual vibration, and the time required for adjusting the drive signal can be shortened, and the amount of the functional liquid to be discharged can be reduced.
この場合、駆動信号制御手段は、基準情報と残留振動検出手段によって検出された残留振動の検出振動情報とを比較する振動比較手段と、信号比較手段の比較結果に基づき駆動信号の波形を調整する波形制御手段と、波形制御手段の調整した結果に基づき駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備えたことが好ましい。 In this case, the drive signal control means adjusts the waveform of the drive signal based on the comparison result of the vibration comparison means for comparing the reference information and the detected vibration information of the residual vibration detected by the residual vibration detection means, and the signal comparison means. It is preferable to include a waveform control unit and a drive signal generation unit that generates a drive signal based on a result adjusted by the waveform control unit.
この構成によれば、検出した残留振動を基準情報と比較し、比較結果に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッドの状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。また、条件設定のための試験吐出は、残留振動を検出できるだけの回数で充分であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。さらに、基準情報は繰返して使用することができるため、1回作成すればその後の駆動信号調整においては基準情報を作成する工程を省略でき、駆動信号調整を効率よく行うことができる。 According to this configuration, the detected residual vibration is compared with the reference information, and a head drive signal is generated based on the comparison result. Therefore, an appropriate head drive signal is generated corresponding to the state of each droplet discharge head. be able to. In addition, the test discharge for setting the conditions is sufficient for the number of times that the residual vibration can be detected, the time required for adjusting the drive signal can be shortened, and the amount of the functional liquid to be discharged can be reduced. Furthermore, since the reference information can be used repeatedly, if it is created once, the step of creating the reference information can be omitted in the subsequent drive signal adjustment, and the drive signal adjustment can be performed efficiently.
この場合、基準情報は、正常な吐出状態を実現する標準駆動信号の情報と、標準駆動信号が液滴吐出ヘッドに印加されたときに発生する標準残留振動の情報とから成る標準情報と、残留振動を規定する各パラメータそれぞれと、駆動信号を規定する各パラメータそれぞれとの間の相関の情報である対照情報とから成ることが好ましい。 In this case, the reference information includes standard information composed of standard drive signal information that realizes a normal ejection state, standard residual vibration information that is generated when the standard drive signal is applied to the droplet ejection head, and residual information. It is preferable that each parameter that defines the vibration and reference information that is information on a correlation between each parameter that defines the drive signal.
この構成によれば、検出した残留振動を基準情報と比較し、比較結果に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッドの状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。さらに、検出した残留振動を、残留振動を規定する各パラメータそれぞれの駆動信号を規定する各パラメータへの依存性の情報である対照情報と比較するため、情報を比較し計算することで、適切な駆動信号を求めることができる。従って、残留振動情報を得るための液滴吐出以外の試験吐出は不要であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。 According to this configuration, the detected residual vibration is compared with the reference information, and a head drive signal is generated based on the comparison result. Therefore, an appropriate head drive signal is generated corresponding to the state of each droplet discharge head. be able to. Furthermore, in order to compare the detected residual vibration with reference information, which is information on the dependency on each parameter that defines the drive signal of each parameter that defines the residual vibration, the information is compared and calculated. A drive signal can be obtained. Therefore, test ejection other than liquid droplet ejection for obtaining residual vibration information is not required, the time required for drive signal adjustment can be shortened, and the amount of functional liquid to be ejected can be reduced.
この場合、標準駆動信号の情報は、標準駆動信号を規定する複数のパラメータそれぞれの値であり、標準残留振動の情報は、標準残留振動を規定する複数のパラメータそれぞれの値であり、検出振動情報は、残留振動検出手段によって検出された残留振動を規定する各パラメータそれぞれの値であることが好ましい。 In this case, the information of the standard drive signal is a value of each of a plurality of parameters that defines the standard drive signal, and the information of the standard residual vibration is a value of each of a plurality of parameters that defines the standard residual vibration. Is preferably a value of each parameter that defines the residual vibration detected by the residual vibration detection means.
この構成によれば、各駆動信号及び各残留振動はそれぞれ駆動信号または残留振動を規定するパラメータの値で表されるため、互いに比較することが容易である。またパラメータ値を計算し調整することで、駆動信号を調整することができる。 According to this configuration, each drive signal and each residual vibration are each represented by a value of a parameter that defines the drive signal or the residual vibration, and thus can be easily compared with each other. Further, the drive signal can be adjusted by calculating and adjusting the parameter value.
この場合、周波数と振幅と位相と減衰率とバイアスとの少なくともひとつが残留振動を規定するパラメータであることが好ましい。 In this case, it is preferable that at least one of the frequency, amplitude, phase, attenuation rate, and bias is a parameter that defines the residual vibration.
この構成によれば、パラメータを適当に選ぶことによって、残留振動を的確且つ効率的に残留振動情報として表すことができる。また、調整する特性に対応して必要なパラメータを適当に選ぶことによって、不必要な情報を排除して、効率よく残留振動情報を作成することができる。 According to this configuration, residual vibration can be accurately and efficiently represented as residual vibration information by appropriately selecting parameters. Further, by appropriately selecting necessary parameters corresponding to the characteristics to be adjusted, unnecessary information can be eliminated and the residual vibration information can be efficiently generated.
この場合、駆動電圧と充電時間とホールド時間と放電時間と基準電位との少なくともひとつが駆動信号を規定するパラメータであることが好ましい。 In this case, it is preferable that at least one of the drive voltage, the charge time, the hold time, the discharge time, and the reference potential is a parameter that defines the drive signal.
この構成によれば、パラメータを適当に選ぶことによって、駆動信号を的確且つ効率的に駆動信号情報として表すことができる。また、調整する特性に対応して必要なパラメータを適当に選ぶことによって、不必要な情報を排除して、効率よく駆動信号情報を作成することができる。 According to this configuration, the drive signal can be accurately and efficiently represented as drive signal information by appropriately selecting parameters. Further, by appropriately selecting necessary parameters corresponding to the characteristics to be adjusted, unnecessary information can be eliminated and drive signal information can be created efficiently.
本発明による液滴吐出ヘッドの駆動方法は、機能液を液滴として吐出するノズルと、ノズルに対応する振動板と、振動板を変位させる駆動素子とを備えた液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、液滴吐出ヘッドの正常な吐出状態を実現する駆動信号である標準駆動信号の情報と、標準駆動信号が液滴吐出ヘッドに印加されたときに発生する残留振動の情報とを有する標準情報と、残留振動を規定する各パラメータそれぞれと駆動信号を規定する各パラメータとの間の相関の情報である対照情報とから成る基準情報を作成する第1の工程と、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させてその時の残留振動を検出し、残留振動情報を作成する第2の工程と、残留振動情報と、標準情報とを比較する第3の工程と、対照情報と残留振動情報とに基づいて駆動信号を調整する第4の工程と、第4の工程の結果に基づいて駆動信号を生成する第5の工程とを有することを特徴とする。 The droplet ejection head driving method according to the present invention is a droplet ejection head driving method comprising a nozzle that ejects a functional liquid as droplets, a diaphragm corresponding to the nozzle, and a drive element that displaces the diaphragm. A standard having information on a standard drive signal which is a drive signal for realizing a normal discharge state of the droplet discharge head and information on residual vibration generated when the standard drive signal is applied to the droplet discharge head. A first step of creating reference information comprising information and control information which is correlation information between each parameter defining the residual vibration and each parameter defining the drive signal; A second step of detecting a residual vibration at the time of discharging a droplet and creating residual vibration information; a third step of comparing the residual vibration information with the standard information; and control information and residual vibration information. Drive based on Wherein a fourth step of adjusting the, further comprising a fifth step of generating a drive signal based on the result of the fourth step No..
本発明の方法によれば、検出した残留振動を基準情報と比較し、比較結果に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッドの状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。さらに、検出した残留振動を、残留振動を規定する各パラメータそれぞれの駆動信号を規定する各パラメータへの依存性の情報である対照情報と比較するため、情報を比較し計算することで、適切な駆動信号を求めることができる。従って、液滴の重量測定や光学的な観察は不要であり、残留振動情報を得るための液滴吐出以外の試験吐出は不要であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。 According to the method of the present invention, the detected residual vibration is compared with the reference information, and a head drive signal is generated based on the comparison result. Therefore, an appropriate head drive signal corresponding to the state of each droplet discharge head is generated. Can be generated. Furthermore, in order to compare the detected residual vibration with reference information, which is information on the dependency on each parameter that defines the drive signal of each parameter that defines the residual vibration, the information is compared and calculated. A drive signal can be obtained. Therefore, there is no need to measure the weight of the droplets or optical observation, and no test ejection other than droplet ejection to obtain residual vibration information is necessary, and the time required for adjusting the drive signal can be shortened and the test ejection is performed. The amount of functional fluid can be reduced.
この場合、基準機を設定し、第1の工程を、基準機の標準とする液滴吐出ヘッドを用いて実施することが好ましい。 In this case, it is preferable that a reference machine is set and the first step is performed using a droplet discharge head that is a standard of the reference machine.
この方法によれば、駆動信号調整において基準とする基準情報は標準ヘッドを用いて作成することができ、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。さらに、駆動条件設定を実施する液滴吐出装置においては、吐出状態を検出するための重量測定装置や、光学的観察装置などが不要となり、液滴吐出装置を小型化することができるとともに、製造費用を低減することができる。 According to this method, reference information used as a reference in drive signal adjustment can be created using a standard head, and the time required for drive signal adjustment can be shortened, and the amount of functional liquid to be ejected can be reduced. Furthermore, in the droplet discharge device for setting the drive conditions, a weight measuring device for detecting the discharge state, an optical observation device, and the like are not required, and the droplet discharge device can be downsized and manufactured. Cost can be reduced.
この場合、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させてその時の残留振動を検出し、残留振動情報を作成する第6の工程と、残留振動情報と、標準情報とを比較する第7の工程と、第7の工程の比較結果に基づいて、液滴吐出ヘッドの状態を判定する第8の工程と、第8の工程の判定結果に従って、液滴吐出ヘッドの保守操作を行う第9の工程とを有する初期化工程をさらに有し、第1の工程を実施し、次に、初期化工程を実施し、次に、第2乃至第5の工程を順次実施することが好ましい。 In this case, a sixth step of discharging the droplets from the droplet discharge head and detecting residual vibration at that time to create residual vibration information, and a seventh step of comparing the residual vibration information with the standard information The eighth step of determining the state of the droplet discharge head based on the comparison result of the seventh step, and the ninth step of performing maintenance operation of the droplet discharge head according to the determination result of the eighth step It is preferable to further include an initialization step including: performing the first step, then performing the initialization step, and then sequentially performing the second to fifth steps.
この方法によれば、残留振動を検出して、標準情報と比較することにより、ヘッド駆動信号調整工程の前に、液滴吐出ヘッドの状態を検出することができる。従って、検出されたヘッド状態が、何らかの異常によって正常な吐出ができず、ヘッド駆動信号調整工程の実施には適当でない場合には、そのことを検出することができる。さらに、正常な吐出ができないことが検出された場合には、保守工程によって状態の改善が為される。従って、ヘッド駆動信号調整を、正常な状態の液滴吐出ヘッドで行うことができる。 According to this method, the state of the droplet discharge head can be detected before the head drive signal adjustment step by detecting the residual vibration and comparing it with the standard information. Therefore, when the detected head state cannot be normally ejected due to some abnormality and is not suitable for the head drive signal adjustment process, this can be detected. Further, when it is detected that normal ejection cannot be performed, the state is improved by a maintenance process. Therefore, the head drive signal adjustment can be performed with the droplet discharge head in a normal state.
この場合、第4の工程は、調整の可否を判定する判定工程を有し、判定工程で調整不可能と判定された場合には、調整不可能の警告を出すことが好ましい。 In this case, the fourth step preferably includes a determination step for determining whether or not adjustment is possible. If it is determined in the determination step that adjustment is impossible, it is preferable to issue a warning that adjustment is not possible.
この方法によれば、調整値が発散するような状態になるなどの目的の結果が得られない状態の場合には警告が出されるため、無駄な駆動信号調整を停止することができ、改善対応をすることができる。 According to this method, a warning is issued when the target result cannot be obtained, such as a state where the adjustment value diverges, so that unnecessary drive signal adjustment can be stopped, and improvement is supported. Can do.
この場合、初期化工程を繰返し、第6の工程の判定結果が所定回数を超えて同一の場合には、異常警告を出すことが好ましい。 In this case, it is preferable to issue an abnormality warning when the initialization process is repeated and the determination result of the sixth process is the same over a predetermined number of times.
この方法によれば、保守操作を繰返しても液滴吐出ヘッドの状態が改善しない場合に、異常警告を出すことができる。従って、液滴吐出ヘッドの状態の改善が見込める保守操作繰返し回数によって、異常警告を出す所定回数を設定し、無駄な保守操作繰を停止することができ、別の改善対応をすることができる。また、駆動信号調整を実施する液滴吐出ヘッドの状態を、確実に正常な状態にすることができる。 According to this method, an abnormality warning can be issued when the state of the droplet discharge head does not improve even after repeated maintenance operations. Therefore, a predetermined number of times of giving an abnormality warning can be set according to the number of maintenance operation repetitions that can be expected to improve the state of the droplet discharge head, and unnecessary maintenance operation repetitions can be stopped, and another improvement countermeasure can be taken. In addition, the state of the droplet discharge head that performs the drive signal adjustment can be surely brought into a normal state.
以下に、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置の構造および駆動方法について説明する。 A structure and driving method of a droplet discharge head and a droplet discharge device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1および図2は、それぞれ、本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図および側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、地球の重力加速度の方向に垂直な一方向(図1および図2中の左右方向に相当する方向)を「Y軸方向」と言い、このY軸方向に垂直であって地球の重力加速度の方向に垂直な方向(図1中の上下方向に相当する方向)を「X軸方向」と言う。
(First embodiment)
1 and 2 are a plan view and a side view, respectively, showing an embodiment of a droplet discharge device of the present invention. Hereinafter, for convenience of explanation, one direction perpendicular to the direction of the gravitational acceleration of the earth (direction corresponding to the left-right direction in FIGS. 1 and 2) is referred to as “Y-axis direction”, and is perpendicular to the Y-axis direction. The direction perpendicular to the direction of the gravitational acceleration of the earth (the direction corresponding to the vertical direction in FIG. 1) is referred to as the “X-axis direction”.
これらの図に示す液滴吐出装置1は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド10を備え、ワークとしての基板Wに対し、例えばインクや、目的とする材料を含む機能液等の液体をインクジェット方式(液滴吐出方式)によって微小な液滴の状態で吐出して所定のパターンを形成(描画)する装置である。液滴吐出装置1は、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機EL装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに用いることができる産業用の液滴吐出装置である。
The
本実施形態の液滴吐出装置1は、例えばインクジェット式吐出装置である吐出装置本体1Aと制御装置1Bとから構成されている。吐出装置本体1Aは、装置本体2と、基板テーブル(ワーク載置部)3と、基板テーブル3を主走査方向に移動させる主走査駆動装置7と、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)10を有するヘッドユニット11と、ヘッドユニット11を副走査方向に移動させる副走査駆動装置8とを備えている。また吐出装置本体1Aは、液滴吐出ヘッド10のメンテナンスをするメンテナンス装置12と、基板テーブル3の移動距離を測定するガラススケール15と、本体制御装置16と、ドット抜け検出ユニット(ドット抜け検出装置)19とをさらに備えている。
The
図2に示すように、装置本体2は、床上に設置された架台21と、架台21上に設置された石定盤22とを有している。石定盤22の上には、主走査駆動装置7が設置されている。石定盤22の上には、また、基板テーブル3が装置本体2に対しY軸方向に移動可能に設置されている。基板テーブル3は、主走査駆動用モータ26の駆動により、Y軸方向に前進・後退する。基板Wは、基板テーブル3上に載置される。
As shown in FIG. 2, the apparatus
図1に示すように、基板テーブル3のX軸方向に沿った2つの辺の付近には、それぞれ、液滴吐出ヘッド10から捨て吐出(フラッシング)された吐出液滴を受ける描画前フラッシングユニット31,31が設置されている。描画前フラッシングユニットには、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通り、排液装置により回収される。
As shown in FIG. 1, in the vicinity of two sides along the X-axis direction of the substrate table 3, a
基板テーブル3のY軸方向の移動距離は、Y軸方向に延在するリニアモータである主走査駆動用モータ26と平行に設置されたガラススケール15によって測定される。ガラススケール15によって検出された基板テーブル3の移動距離(現在位置)の信号に基づいて、後述する装置本体制御部56(図3参照)によって液滴吐出ヘッド10からの吐出タイミングが生成される。
The movement distance of the substrate table 3 in the Y-axis direction is measured by a
また、装置本体2には、ヘッドユニット11を支持するメインキャリッジ42が、基板テーブル3の上方空間においてX軸方向に移動可能に設置されている。ヘッドユニット11は、リニアモータとガイドとを備えた副走査駆動用モータ43の駆動によって、メインキャリッジ42とともにX軸方向に前進又は後退する。
A
本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド10のいわゆる主走査は、基板テーブル3をY軸方向に移動することと、ガラススケール15によって検出された基板テーブル3の現在位置情報を用いて生成した吐出タイミングに基づいて、液滴吐出ヘッド10の駆動(機能液の液滴の選択的吐出)を実施することである。また、これに対応して、いわゆる副走査は、ヘッドユニット11(液滴吐出ヘッド10)をX軸方向へ移動することである。
In the
メンテナンス装置12は、架台21および石定盤22の側方に設置されている。このメンテナンス装置12は、ヘッドユニット11の待機時に液滴吐出ヘッド10をキャッピングするキャッピングユニット(キャッピング装置)121と、液滴吐出ヘッド10のノズル形成面をワイピングするクリーニングユニット(クリーニング装置)122と、液滴吐出ヘッド10の定期的なフラッシングを受ける定期フラッシングユニット123と、重量測定ユニット(重量測定装置)125とを有している。
The
また、メンテナンス装置12は、Y軸方向に移動可能な移動台124を有しており、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122、定期フラッシングユニット123および重量測定ユニット125は、移動台124上にY軸方向に並んで設置されている。ヘッドユニット11がメンテナンス装置12の上方に移動した状態で移動台124がY軸方向に移動することにより、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122、定期フラッシングユニット123および重量測定ユニット125のいずれかが液滴吐出ヘッド10の下方に位置し得るようになっている。ヘッドユニット11は、待機時にはメンテナンス装置12の上方に移動し、キャッピング、クリーニング(ワイピング)および定期フラッシングを所定の順番で行う。
In addition, the
キャッピングユニット121は、複数の液滴吐出ヘッド10のそれぞれに対応するように配置された複数のキャップとこれらキャップを昇降させる昇降機構とを有している。ヘッドユニット11の待機時には、このキャップで液滴吐出ヘッド10のノズル形成面を覆う。このことによって、待機時にノズル形成面が乾燥するのを防止することができる。また、キャッピングユニット121によるキャッピングは、液滴吐出ヘッド10に吐出液を初期充填する際や、吐出液を異種のものに交換する場合に液滴吐出ヘッド10から吐出液を排出する際、洗浄液により流路を洗浄する際などにも行われる。
The
キャッピングユニット121には、各キャップに通じる吸引チューブ(図示せず)が接続されており、キャッピング中に液滴吐出ヘッド10から吐出された機能液は、この吸引チューブを通り、キャッピング排液装置(図示せず)により回収され、液滴吐出ヘッド10に供給される機能液として再利用に供される。ただし、流路の洗浄時に回収した洗浄液は再利用されない。
A suction tube (not shown) leading to each cap is connected to the
クリーニングユニット122は、洗浄液(例えば、機能液を溶解可能な溶剤など)を含ませたワイピングシートをローラーにより走行させ、このワイピングシートにより液滴吐出ヘッド10のノズル形成面を拭き取り、清掃するよう作動するものである。
The
定期フラッシングユニット123は、ヘッドユニット11の待機時のフラッシングに使用されるものであり、液滴吐出ヘッド10が捨て吐出した吐出液滴を受けるものである。定期フラッシングユニット123には、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された機能液は、この吸引チューブを通り、排液装置(図示せず)により回収される。
The
重量測定ユニット125は、基板Wに対する液滴吐出動作の準備段階として、液滴吐出ヘッド10からの1回の液滴吐出量(重量)を測定するのに利用するものである。すなわち、基板Wに対する液滴吐出動作前、ヘッドユニット11は、重量測定ユニット125の上方に移動し、各液滴吐出ヘッド10の全吐出ノズルから1回または複数回液滴を重量測定ユニット125に対し吐出する。重量測定ユニット125は、吐出された液滴を受ける液受けと、電子天秤等の重量計とを備えており、吐出された液滴の重量を計測する。または、液受けを取り外して装置外部の重量計で計測してもよい。
The
ドット抜け検出ユニット(ドット抜け検出装置)19は、石定盤22上における基板テーブル3の移動領域と重ならない場所であって、ヘッドユニット11の移動領域の下方に位置する場所に固定的に設置されている。ドット抜け検出装置19は、液滴吐出ヘッド10のノズルの目詰まりが原因となって生じるドット抜けを検出するために、吐出されて空中を移動中の液滴を観測するものである。ドット抜け検出装置19は、例えばレーザー光を投光・受光する投光部および受光部を備えている。ドット抜け検出を行う際には、ヘッドユニット11がドット抜け検出装置19の上方空間をX軸方向に移動しつつ、各ノズルから液滴を捨て吐出し、ドット抜け検出装置19は、この捨て吐出された液滴に対し投光・受光を行って、目詰まりしているノズルの有無および個所を光学的に検出する。この際に液滴吐出ヘッド10から吐出された吐出液は、ドット抜け検出装置19が備える受け皿に溜まり、この受け皿の底部に接続された吸引チューブ(図示せず)を通って、排液装置(図示せず)により回収される。
The dot dropout detection unit (dot dropout detection device) 19 is fixedly installed at a place on the stone surface plate 22 that does not overlap the movement area of the substrate table 3 and is located below the movement area of the
架台21は、アングル材等を方形に組んで構成された枠体44と、枠体44の下部に分散配置された複数の支持脚46とを有している。石定盤22は、無垢の石材で構成され、その上面は、高い平面度を有している。この石定盤22により、周囲の環境条件や振動等の影響を防ぎ、基板テーブル3およびヘッドユニット11が高精度に移動することができる。
The
石定盤22の上には、Y軸方向移動機構としての主走査駆動装置7が設置されており、主走査駆動装置7は、主走査駆動用モータ26およびエアスライダ28を備えている。基板テーブル3は、θモータを備えた基板位置制御装置(θ軸回転機構)34を介してエアスライダ28に支持されている。エアスライダ28はY軸方向に円滑に移動可能であって、主走査駆動用モータ26の駆動によりY軸方向に移動する。これによって、基板テーブル3は、Y軸方向に移動する。また、基板テーブル3の下部に設けられた基板位置制御装置34によって、基板テーブル3は、基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。また、基板テーブル3には、載置された基板Wを吸着して固定するための複数の吸引溝(吸引部)33が形成されている。
A main
装置本体2は、石定盤22の上に設置された4本の支柱23と、これらの支柱23により支持されたX軸方向に沿って延びる互いに平行な2本の桁(梁)24および25とをさらに有している。基板テーブル3は、桁24および25の下を通過可能になっている。
The apparatus
桁24および25には、メインキャリッジ42と、カメラキャリッジ47とがそれぞれ桁24および25の間に架け渡されるようにして設置されている。桁24には、メインキャリッジ42およびカメラキャリッジ47の共通のX軸方向移動機構として、副走査駆動用モータ43が設置されている。メインキャリッジ42と、カメラキャリッジ47とは、それぞれ、副走査駆動用モータ43と、桁25に設けられたリニアガイドとの案内により、X軸方向に円滑に移動可能に設置されている。メインキャリッジ42と、カメラキャリッジ47とは、副走査駆動用モータ43の駆動により、それぞれ独立してX軸方向に移動する。
On the
メインキャリッジ42には、ヘッドユニット11がヘッド高さ制御装置45(図1,2では図示せず)を介して支持されている。ヘッドユニット11は、ヘッド高さ制御装置45に設けられたZモータによって上下方向(Z方向)に移動可能である。ヘッドユニット11がメインキャリッジ42とともにX軸方向に移動することにより、液滴吐出ヘッド10の副走査が行われる。ヘッドユニット11には、吐出液を供給するための配管(図示せず)や、配線ケーブル(図示せず)等がそれぞれ接続されている。また、ヘッドユニット11は、メインキャリッジ42に対し着脱可能になっている。
The
カメラキャリッジ47には、基板Wの所定の個所に設けられたアライメントマークを画像認識するための認識カメラ127(図1,2では図示省略)が設置されている。認識カメラ127は、カメラキャリッジ47から下方に吊り下げられた状態で支持されている。なお、認識カメラ127は、他の用途に用いてもよい。
The
制御装置1Bは、演算処理を行うホストコンピュータ70と、吐出装置本体1Aで対象物に対して何れの位置に液状粘性物を吐出するか等の吐出条件情報を入力可能なキーボード71とを備えている。また、制御装置1Bは、フレキシブルディスク等の記録媒体を介して情報を入出力する外部入出力装置73と、外部入出力装置73を介して入力された吐出条件などを保存しておく記録部72と、モニタ装置であるCRT74とを備えている(図3参照)。
The
ここで、制御装置1Bの制御による液滴吐出装置1の全体の作動について簡単に説明する。液滴吐出装置1が備える基板位置決め装置(説明省略)の作動によって基板テーブル3上に載置(給材)された基板Wが所定の位置に位置決め(プリアライメント)されると、基板テーブル3の各吸引溝33からのエアー吸引によって、基板Wは、基板テーブル3に吸着・固定される。次いで、基板テーブル3およびカメラキャリッジ47がそれぞれ移動することによって、認識カメラが基板Wの所定の個所(1箇所または複数箇所)に設けられたアライメントマークの上方に移動し、このアライメントマークを認識する。この認識結果に基づいて、θ軸回転機構が作動して基板Wのθ軸回りの角度が補正されるとともに、基板WのX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる(本アライメント)。
Here, the overall operation of the
以上のような基板Wのアライメント作業が完了すると、ヘッドユニット11を停止した状態で、基板テーブル3の移動により基板Wを主走査方向(Y軸方向)に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド10から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。このとき、液滴吐出動作は、基板テーブル3の前進(往動)中に行っても、後退(復動)中に行っても、前進および後退の両方(往復)で行ってもよい。また、基板テーブル3を複数回往復させて、液滴吐出動作を複数回繰返し行ってもよい。以上の動作により、基板W上の、所定の幅(ヘッドユニット11により吐出可能な幅)で主走査方向に沿って伸びる領域に、機能液の液滴の吐出が終了する。
When the alignment operation of the substrate W as described above is completed, each
その後、メインキャリッジ42を移動させることにより、ヘッドユニット11を前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させる。この状態で、前述した動作と同様に、基板Wを主走査方向に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド10から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。そして、この領域への液滴吐出動作が終了したら、ヘッドユニット11をさらに前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させた状態として、基板Wを主走査方向に移動させつつ、同様の液滴吐出動作を行う。これを、数回繰返すことで、基板Wの全領域に液滴吐出が行われる。このようにして、液滴吐出装置1は、基板W上に所定のパターンを形成(描画)する。
Thereafter, by moving the
次に、上記したような構成を有する液滴吐出装置1を駆動するための電気的構成について説明する。図3は、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図である。上述したように、制御装置1Bは、演算処理を行うホストコンピュータ70と、吐出装置本体1Aで対象物に対して何れの位置に液状粘性物を吐出するか等の吐出条件情報を入力可能なキーボード71と、フレキシブルディスク等の記録媒体を介して情報を入出力する外部入出力装置73と、外部入出力装置73を介して入力された吐出条件などを保存しておく記録部72と、モニタ装置であるCRT74とを備えている。
Next, an electrical configuration for driving the
吐出装置本体1Aの本体制御装置16は、制御装置1Bから吐出条件等を受信するインターフェイス53と、各種データの記録を行うRAM54と、各種データ処理を行うためのルーチン等を記録したROM55と、CPU等からなる装置本体制御部56と、発振回路57と、液滴吐出ヘッド10に供給する駆動信号COMを発生させる駆動信号生成部58と、インターフェイス59とを備えている。
The main
インターフェイス59は、ドットパターンデータに展開された吐出データを液滴吐出ヘッド10に出力するとともに、駆動信号を、主走査駆動装置7の主走査駆動用モータ26と、副走査駆動装置8の副走査駆動用モータ43と、ヘッド高さ制御装置45と、基板位置制御装置34とに出力する。液滴吐出ヘッド10はヘッド駆動回路140と駆動素子(ヘッド駆動素子)である圧電振動子17を含んでおり、インターフェイス59から液滴吐出ヘッド10に入力された吐出データは、ヘッド駆動回路140を経由して、圧電振動子17に印加される。圧電振動子17にはまた、残留振動検出回路141が接続でき、圧電振動子17の残留振動を検出できるようになっている。残留振動検出回路141の出力は、インターフェイス59を介して、装置本体制御部56に伝えられている。
The
また、重量測定ユニット(重量測定装置)125、クリーニングユニット(クリーニング装置)122、キャッピングユニット(キャッピング装置)121、ドット抜け検出装置19、及び認識カメラ127の各機器も入出力インターフェイス52を介して装置本体制御部56に接続されている。
The weight measurement unit (weight measurement device) 125, the cleaning unit (cleaning device) 122, the capping unit (capping device) 121, the dot
以上の構成の液滴吐出装置1において、装置本体制御部56と制御装置1Bとは、以下に説明するように、液滴吐出装置1全体の制御手段として機能する。液滴吐出装置1において、制御装置1Bから送られた吐出条件は、インターフェイス53を介して吐出装置内部の受信バッファ54Aに保持される。受信バッファ54Aに保持されたデータは、コマンド解析が行われてから中間バッファ54Bへ送られる。中間バッファ54B内では、装置本体制御部56によって中間コードに変換された中間形式としてのデータが保持され、機能液の液滴の吐出位置等の情報を付加する処理が装置本体制御部56によって実行される。次に、装置本体制御部56は、中間バッファ54B内のデータを解析してデコード化した後、ドットパターンデータを出力バッファ54Cに展開し、記録させる。
In the
液滴吐出ヘッド10が、主走査方向にワークWの一端からもう一端まで1回走査(1スキャン)しながら吐出する分に相当するドットパターンデータが得られると、このドットパターンデータは、インターフェイス59を介して液滴吐出ヘッド10にシリアル転送される。出力バッファ54Cから1スキャン分に相当するドットパターンデータが出力されると、中間バッファ54Bの内容が消去されて、次の中間コード変換が行われる。
When the dot pattern data corresponding to the amount discharged by the
液滴吐出ヘッド10は、後述する各ノズルから所定のタイミングで機能液滴を吐出させるものであり、駆動信号生成部58で生成された駆動信号COMは、インターフェイス59を介して液滴吐出ヘッド10に出力されている。また、ドットパターンデータに展開された吐出データSIは、発振回路57からのクロック信号CLKに同期してインターフェイス59を介して液滴吐出ヘッド10に含まれているヘッド駆動回路140にシリアル出力される。ここで、ドットパターンデータに展開された吐出データSIには、液滴吐出ヘッド10に形成されている何れのノズルから機能液滴を吐出するかを規定するノズル選択データが含まれているとともに、各ノズルから機能液滴を吐出するのに何れの駆動パルスを用いるかを規定する波形選択データも含まれている。
The
次に、液滴吐出ヘッド10及びヘッドユニット11の構成について説明する。ヘッドユニット11は、図4(a)に示すように互いに同じ構造を有する複数の液滴吐出ヘッド10を保持している。ここで、図4(a)は、ヘッドユニット11を基板テーブル3側から観察した図である。ユニットプレート61に、6個の液滴吐出ヘッド10からなる列が、それぞれの液滴吐出ヘッド10の長手方向がX軸方向に対して角度をなすように2列配置されている。また、機能液を吐出するための液滴吐出ヘッド10は、図4(b)に示すように、液滴吐出ヘッド10の長手方向に延びるノズル列有している。ノズル列62は、180個のノズル63が一列に並んだ列のことであり、このノズル列62の方向に沿ったノズル63の間隔は、約140μmである。各液滴吐出ヘッド10はノズル63がX軸方向に一定ピッチで連続するように配置されており、液滴吐出ヘッド10のX軸方向に対して角度を調整すれば、ピッチを変えることができる。
Next, the configuration of the
この配列パターンは一例であり、各種の基板Wに対し液滴吐出ヘッド10を専用部品とすれば、基板Wに合致したノズル63の配設をすれば良い。あるいは、6個の液滴吐出ヘッド10の列を一つの液滴吐出ヘッドで構成しても良い。すなわち、液滴吐出ヘッド10の個数や列数、さらに配列パターンは任意に設定できる。いずれにしても、12個の液滴吐出ヘッド10の全吐出ノズル63によるドットが、X軸方向において連続していればよい。また、ヘッド切替バルブは、各液滴吐出ヘッド10毎に取り付けても、複数の液滴吐出ヘッド10に対して一個取り付ける構成であっても良い。
This arrangement pattern is an example. If the
図5は、図1,2に示した液滴吐出装置のヘッドの構成を示す分解斜視図である。また、図6は図5に示す液滴吐出ヘッドに含まれるアクチュエータ部の断面図であり、図7は図6に示したアクチュエータとして用いた圧力発生素子に印加される駆動信号の基本波形図である。液滴吐出ヘッド10は、例えば、図5及び図6に示すように、ノズルプレート64、圧力発生室形成板66、及び振動板80を備えている。圧力発生室形成板66には、圧力発生室67、側壁(隔壁)68、リザーバ76、及び導入路77が形成されている。圧力発生室形成板66はシリコン等の基板をエッチングすることにより圧力発生室67等が形成され、圧力発生室67は吐出直前の機能液を貯蔵する空間になっている。側壁68は圧力発生室67間を仕切るように形成され、リザーバ76は機能液を各圧力発生室67に充たすための流路になっている。図示省略したが、リザーバ76には図示省略した給液パイプに連通する流入口が設けられており、機能液は流入口を経由してリザーバ76に供給される。導入路77は、リザーバ76から各圧力発生室67に機能液を導入可能に形成されている。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the head of the droplet discharge device shown in FIGS. 6 is a cross-sectional view of an actuator portion included in the droplet discharge head shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a basic waveform diagram of a drive signal applied to a pressure generating element used as the actuator shown in FIG. is there. The
ノズルプレート64は、圧力発生室形成板66に形成された圧力発生室67の各々に対応する位置にノズル63が位置するよう、圧力発生室形成板66の一方の面に有機系又は無機系の接着剤で貼り合わされている。ノズルプレート64を貼り合わせた圧力発生室形成板66は、更に筐体78に納められて液滴吐出ヘッド10を構成している。振動板80は、弾性変形可能な薄板から構成され、圧力発生室形成板66の他方の面に有機系又は無機系の接着剤で貼り合わされている。振動板80の各圧力発生室67の位置に対応する部分には、ヘッド駆動素子としての圧力発生素子である圧電振動子(PZT)17が設けられている。
The
ここで、圧力発生素子としては、縦振動横効果のPZTに限らず、撓み振動型のPZTを用いてもよい。また、圧力発生素子としては、圧電振動子に限らず、例えば磁歪素子等の他の素子を用いてもよい。また、ヒータ等の熱源によって機能液を加熱させ、加熱により生じた気泡によって圧力を変化させる構成でもよい。要するに、外部から与えられる信号に応じて、後述する圧力発生室内に圧力変動を生じさせる素子であれば用いることができる。 Here, the pressure generating element is not limited to the longitudinal vibration / lateral effect PZT, but may be a flexural vibration type PZT. Further, the pressure generating element is not limited to the piezoelectric vibrator, and other elements such as a magnetostrictive element may be used. Moreover, the structure which heats a functional liquid with heat sources, such as a heater, and changes a pressure with the bubble which arose by heating may be sufficient. In short, any element that causes pressure fluctuations in a pressure generating chamber, which will be described later, according to a signal given from the outside can be used.
次に、図7を参照して駆動信号COMを構成する駆動パルスの基本波形を説明する。図7において、圧電振動子17を作動させるための駆動信号COMは、基本的には、その電圧値が中間電位Vm(基準電圧)からスタートした後(ホールドパルス151)、時刻T1から時刻T2まで(充電時間)の間に最大電位VPS(駆動電圧)まで一定の傾きで上昇し(充電パルス152)、時刻T2から時刻T3まで(HOLD時間)の間は最大電位VPSを維持する(ホールドパルス153)。次に、時刻T3から時刻T4までの(放電時間)間に最低電位VLSまで一定の傾きで下降した後(放電パルス154)、時刻T4から時刻T5まで最低電位VLSを所定時間だけ維持する(ホールドパルス155)。そして、時刻T5から時刻T6までに電圧値は中間電位Vmまで一定の傾きで上昇する(充電パルス156)。そして、次の駆動パルスまで、中間電位Vmを維持する(ホールドパルス157)。
Next, the basic waveform of the drive pulse constituting the drive signal COM will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the drive signal COM for operating the
従って、図6において、充電パルス152が圧電振動子17に印加されると、圧電振動子17は圧力発生室67の容積を膨張させる方に撓み、圧力発生室67に負圧を発生させる。その結果、機能液がリザーバ76から導入路77を経て圧力発生室67に供給される。次に、放電パルス154を印加すると、圧電振動子17は圧力発生室67の容積を収縮させる方向に撓み、圧力発生室67に正圧が発生する。その結果、ノズル63から液滴が吐出される。そして、ホールドパルス155が印加された後、充電パルス156を印加してメニスカス(ノズル63内の機能液面)の振動を抑える。従って、例えば、最大電位VPSが高いほど、又は放電パルス154の傾きが急峻なほど、ノズル63から吐出される機能液の液滴1ドット当たりの重量が大きくなる。
Therefore, in FIG. 6, when the charging
次に、駆動信号生成部58について図8、図9、図10を参照して説明する。図8は、駆動信号生成部の構成を示すブロック図である。図9は、駆動信号生成部58において駆動信号COMに含まれる駆動パルスを生成していく過程を示す説明図である。図10は、駆動信号生成部58においてデータ信号を用いてメモリに電位差(ΔV)を設定する場合の各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
Next, the drive
図8に示したように、駆動信号生成部58は、装置本体制御部56からの信号を受け取って記録するメモリ81、このメモリ81の内容を読み出して一時的に保持する第1のラッチ82、この第1のラッチ82の出力と後述するもう一つの第2のラッチ84の出力とを加算する加算器83、第2のラッチ84の出力をアナログデータに変換するD/A変換器86、及び変換されたアナログ信号を駆動信号の電圧まで増幅する電圧増幅部88を備える。さらにまた、駆動信号生成部58は、電圧増幅部88から出力された駆動信号に対する電流増幅器89をそれぞれ備えている。
As shown in FIG. 8, the
メモリ81は、駆動信号COMの波形を決める所定のパラメータを記録しておく波形データ記録部である。駆動信号COMの波形は、予め装置本体制御部56から受け取った所定のパラメータにより決定される。即ち、駆動信号生成部58は、クロック信号101,102,103、データ信号108、アドレス信号110,112,114,116、リセット信号107、及びイネーブル信号109を受け取る。
The
このように構成した駆動信号生成部58においては、図9に示すように、駆動信号COMの生成に先立って、装置本体制御部56の電圧変化量を示すいくつかのデータ信号と、そのデータ信号のアドレスとがクロック信号101に同期して、駆動信号生成部58のメモリ81に出力される。データ信号108は、図10に示すように、クロック信号101を同期信号とするシリアル転送により、データをやり取りする構成になっている。
In the
即ち、装置本体制御部56から所定の電圧変化量を転送する場合には、まず、クロック信号101に同期して複数ビットのデータ信号を出力し、その後、このデータを格納するアドレスをイネーブル信号109に同期してアドレス信号110,112,114,116として出力する。メモリ81は、このイネーブル信号109が出力されたタイミングでアドレス信号を読み取り、受け取ったデータをそのアドレスに書き込む。アドレス信号110,112,114,116は4ビットの信号であるため、最大16種類の電圧変化量をメモリ81に記録することができる。尚、データの上位のビットは符号として用いられている。なお、上記アドレス信号110,112,114,116のビット数は4ビットに限定されるものではなく5ビット以上に設定しても良い。すなわち、アドレス信号110,112,114,116のビット数をさらに増やすことにより、16種類を越える電圧変化量をメモリ81に記録することが可能となり、よって電圧変化量の設定幅を広げることができる。
That is, when transferring a predetermined voltage change amount from the apparatus main
各アドレスA,B,…への電圧変化量の設定が終了した後、例えばアドレスBがアドレス信号110,112,114,116に出力されると、最初のクロック信号102により、このアドレスBに対応した電圧変化量ΔV1が第1のラッチ82により保持される。この状態で、次にクロック信号103が出力されると、第2のラッチ84の出力に第1のラッチ82の出力が加算された値が、第2のラッチ84に保持される。即ち、図9に示すように、一旦、アドレス信号に対応した電圧変化量が選択されると、その後、クロック信号103を受けるたびに、第2のラッチ84の出力は、その電圧変化量に従って増減する。メモリ81のアドレスBに格納された電圧変化量ΔV1とクロック信号103の単位時間ΔTにより駆動波形のスルーレートが決まる。尚、増加か減少かは、各アドレスに格納されたデータの符号により決定される。
After the setting of the voltage change amount to each address A, B,... Is completed, for example, when the address B is output to the address signals 110, 112, 114, 116, the
図9に示した例では、アドレスAには、電圧変化量として値0、即ち、電圧を維持する場合の値が格納されている。従って、クロック信号102によりアドレスAが有効となると、駆動信号の波形は増減のないフラットな状態に保たれる。また、アドレスCには、駆動波形のスルーレートを決定するために、単位時間ΔT当たりの電圧変化量ΔV2が格納されている。従って、クロック信号102によりアドレスCが有効になった後は、この電圧ΔV2ずつ電圧が低下していくことになる。このように装置本体制御部56からアドレス信号とクロック信号とを出力するだけで、駆動信号COMの波形を自由に制御できる。
In the example shown in FIG. 9, the address A stores a
駆動信号生成部58で生成された駆動信号が圧電振動子17に印加されると、印加された電圧によって、圧電振動子17が撓み、圧電振動子17の一端が固定された振動板80が撓んで圧力発生室67の容積を変化させる。充電パルス152が圧電振動子17に印加されると、圧電振動子17が収縮し、振動板80が圧力発生室67を膨張させる方に撓み、圧力発生室67に負圧を発生させる。その結果、機能液がリザーバ76から導入路77を経て圧力発生室67に供給される。次に、放電パルス154が印加されると、圧電振動子17に印加されている電圧は最低電位VLSまで下降し、圧電振動子17は最低電位VLSに対応する長さに伸長し、振動板80が圧力発生室67の容積を収縮させる方向に撓み、圧力発生室67に正圧が発生する。その結果、圧力発生室67内の機能液がノズル63から液滴として吐出される。
When the drive signal generated by the
各圧力発生室67の振動板80は、この一連の動作(駆動信号による機能液滴吐出動作)により、次の駆動信号(駆動電圧)が入力されて再び液滴を吐出するまでの間、減衰振動をしている。以下、この減衰振動を残留振動とも称する。振動板80の残留振動は、ノズル63や導入路77の形状、あるいは機能液の粘度等による音響抵抗rと、流路内の機能液の重量によるイナータンスmと、振動板80のコンプライアンスCmとによって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。
The
上記想定に基づく振動板80の残留振動の計算モデルについて説明する。図11は、振動板80の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。このように、振動板80の残留振動の計算モデルは、音圧Pと、上述のイナータンスm、コンプライアンスCm及び音響抵抗rとで表せる。そして、図11の回路に音圧Pを与えた時のステップ応答を体積速度uについて計算すると、次の式が得られる。
A calculation model for residual vibration of the
この式から得られた計算結果と、別途行った機能液吐出後の振動板80の残留振動の実験における実験結果とを比較する。図12は、振動板80の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。この図12に示すグラフからも分かるように、実験値と計算値の2つの波形は、概ね一致している。
The calculation result obtained from this equation is compared with the experimental result in the residual vibration experiment of the
図13は、ヘッド駆動素子(圧電振動子17)のヘッド駆動回路140と残留振動検出回路141との切替手段143の概略を示すブロック図である。このような構成にすることにより、圧電アクチュエータである圧電振動子17の吐出駆動動作後の起電圧を、バッファ144を介して波形整形回路145に入力し、波形整形回路145によって矩形波を整形することができる。したがって、圧電振動子17の起電圧を利用することによって、残留振動波形の検出処理を実行することができる。
FIG. 13 is a block diagram showing an outline of the switching means 143 between the
図14は、本実施形態における残留振動検出処理を示すフローチャートである。切替手段143により、圧電振動子17を駆動回路140から残留振動検出回路141に切り替えて接続すると、吐出駆動後の圧電振動子17から起電圧が発生する(ステップS61)。波形整形回路145のコンデンサC3は、その起電圧(電圧信号)のDC成分(直流成分)を除去し(ステップS62)、増幅器147は、そのDC成分を除去された起電圧のAC成分、すなわち、起電圧の残留振動波形の出力を増幅し(ステップS63)、コンパレータ148は、その残留振動波形から残留振動のパルス波形に波形整形する(ステップS64)。
FIG. 14 is a flowchart showing residual vibration detection processing in the present embodiment. When the
以下の説明において、圧電振動子17に印加される駆動信号は、複数の駆動パラメータ値からなる組によって表される。本実施形態における複数の駆動パラメータ値は、駆動信号の充電時間の値、HOLD時間の値、放電時間の値、駆動電圧の値、および駆動基準電圧の値である。また以下の説明において、圧電振動子17の残留振動は、複数の振動パラメータ値からなる組によって表される。本実施形態における複数の振動パラメータ値は、周波数の値、振幅の値、位相の値、減衰率の値、および振動基準電圧の値である。
In the following description, the drive signal applied to the
次に、検出した残留振動に基づいて駆動信号の各駆動パラメータの値を調節して駆動信号の最適条件を設定する過程を説明する。まず、標準とする液滴吐出装置(標準機)を用いて標準データを得る。標準データは、以下に詳細に説明するように、標準駆動P値と標準振動P値と、許容誤差値とを含む。 Next, the process of setting the optimum condition of the drive signal by adjusting the value of each drive parameter of the drive signal based on the detected residual vibration will be described. First, standard data is obtained using a standard droplet discharge device (standard machine). As will be described in detail below, the standard data includes a standard drive P value, a standard vibration P value, and an allowable error value.
具体的には、まず予め、標準とする液滴吐出装置(標準機)において、最適な吐出を実現する駆動信号を求める。そして、その駆動信号を標準機の液滴吐出ヘッド10(圧電振動子17)に与えた場合に得られる残留振動を検出する。 Specifically, first, in advance, a drive signal for realizing optimum discharge is obtained in a standard droplet discharge device (standard machine). Then, the residual vibration obtained when the drive signal is given to the droplet discharge head 10 (piezoelectric vibrator 17) of the standard machine is detected.
本実施形態では、最適な吐出を実現する駆動信号を標準駆動信号と表記する。さらに、標準駆動信号を表す複数の駆動パラメータの値を標準駆動P値と表記する。また、本実施形態では、標準駆動信号を標準機の液滴吐出ヘッド10(圧電振動子17)に与えた場合に、その圧電振動子17から得られる残留振動を標準残留振動と表記する。さらに標準残留振動を表す複数の残留振動パラメータの値を、標準振動P値と表記する。
In the present embodiment, a drive signal that realizes optimum ejection is referred to as a standard drive signal. Furthermore, the values of a plurality of drive parameters representing the standard drive signal are expressed as standard drive P values. In this embodiment, when a standard drive signal is given to the droplet discharge head 10 (piezoelectric vibrator 17) of the standard machine, the residual vibration obtained from the
また、標準振動P値におけるそれぞれの残留振動パラメータに対応する許容誤差を表す値を、許容誤差値と表記する。標準データが、特許請求の範囲に記載した標準情報である。 In addition, a value representing an allowable error corresponding to each residual vibration parameter in the standard vibration P value is referred to as an allowable error value. The standard data is standard information described in the claims.
また、標準駆動信号に対して、各駆動パラメータの値を変化させた駆動信号を標準機の液滴吐出ヘッド10(圧電振動子17)に印加した場合の残留振動を検出し、各振動パラメータの値を求め、対照データとする。図15は、対照データのテーブルの1例であり、駆動パラメータのひとつである駆動電圧を変化させた場合の例である。駆動電圧以外の駆動パラメータ値を、それぞれ標準駆動P値に設定し、駆動電圧を標準駆動信号の駆動電圧である標準駆動電圧Vに対して、+aボルト、+bボルト、−bボルト、−aボルトに設定した駆動信号を、標準機の圧電振動子17に印加する。そのとき発生する残留振動を検出し、各残留振動パラメータの値を求めてある。なお、対照データにおける振動基準電圧の項は、標準駆動電圧が印加されたときの振動基準電圧である標準振動基準電圧からのオフセット量を示している。a,bの値は、例えば駆動電圧の標準駆動P値の3%,1%に相当する電圧に設定する。他の駆動パラメータである充電時間、HOLD時間、放電時間、駆動基準電圧についても、同様に値を変化させた場合の各振動パラメータを求める。対照データが、特許請求の範囲に記載した対照情報である。
Further, residual vibration is detected when a drive signal in which the value of each drive parameter is changed with respect to the standard drive signal is applied to the liquid droplet ejection head 10 (piezoelectric vibrator 17) of the standard machine. The value is obtained and used as control data. FIG. 15 shows an example of the control data table, which is an example in which the drive voltage, which is one of the drive parameters, is changed. Drive parameter values other than the drive voltage are set to the standard drive P value, and the drive voltage is + a volt, + b volt, -b volt, -a volt with respect to the standard drive voltage V that is the drive voltage of the standard drive signal. Is applied to the standard
標準データと対照データとからなるデータを基準データと表記する。基準データが、特許請求の範囲に記載した基準情報である。基準データは、外部入出力装置73を介してホストコンピュータ70に入力され、記録部72に記録保持されるようにする。
Data consisting of standard data and control data is denoted as reference data. The reference data is reference information described in the claims. The reference data is input to the
図16は、駆動信号の最適条件設定を実施する液滴吐出装置1(調整機)における駆動信号の最適条件設定過程を示すフローチャートである。ステップS1で、以下に示す各工程の繰返し回数をカウントするカウンタをリセットする(N=0)。ステップS2で、カウンタに1を加える(N=N+1)。ステップS3で繰返し回数Nが所定の回数nを超えていないか判定する。繰返し回数がnを超えていた場合(ステップS3でNO)は、ステップS3からステップS30に進む。 FIG. 16 is a flowchart showing a process for setting the optimum condition of the drive signal in the droplet discharge device 1 (adjuster) that sets the optimum condition of the drive signal. In step S1, a counter for counting the number of repetitions of each process shown below is reset (N = 0). In step S2, 1 is added to the counter (N = N + 1). In step S3, it is determined whether the number N of repetitions exceeds a predetermined number n. If the number of repetitions exceeds n (NO in step S3), the process proceeds from step S3 to step S30.
ステップS30では、駆動信号の最適条件設定ができないという警告を出す。本実施形態では、CRT74に最適条件設定失敗のメッセージを表示する。ステップS30が終了したところで、駆動信号最適条件設定工程を終了する。ステップS2及びS3が調整の可否を判定する判定工程に相当し、駆動信号パラメータの修正をn回繰返しても収束しない場合には、駆動信号最適条件設定工程を終了する。
In step S30, a warning is issued that the optimum condition of the drive signal cannot be set. In the present embodiment, an optimal condition setting failure message is displayed on the
最初に、ステップS1でカウンタをリセットし、ステップS2で、カウンタに1を加える。この時はN=1であり(ステップS3でYES)、ステップS3からステップS4に進む。ステップS4では、標準データに従って駆動信号生成部58で生成された駆動波形の駆動信号が、圧電振動子17に印加される。ステップS5で、ノズル63から液滴が吐出されたところで、切替手段143によって、圧電振動子17からヘッド駆動回路140を切離し、残留振動検出回路141を圧電振動子17に接続する。ステップS6で、上記したように図14に示した各ステップを経て残留振動波形を検出する。ステップS7では、ステップS6で検出した残留振動波形から、振動パラメータ(周波数、振幅、位相、減衰率、振動基準電圧)のそれぞれの値(以後、それぞれの振動パラメータの検出振動P値と呼ぶ)を求める。
First, the counter is reset in step S1, and 1 is added to the counter in step S2. At this time, N = 1 (YES in step S3), and the process proceeds from step S3 to step S4. In step S <b> 4, the drive signal having the drive waveform generated by the
ステップS8では、ステップS7で得られた検出振動P値を、それぞれ、標準データにおける残留振動パラメータの値である標準振動P値及び許容誤差値と比較し、検出振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。詳しくは、それぞれの検出振動P値の対応する標準振動P値に対する誤差値を求め、求めた誤差値を対応する許容誤差値と比較し、検出振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。 In step S8, the detected vibration P value obtained in step S7 is compared with the standard vibration P value that is the value of the residual vibration parameter in the standard data and an allowable error value, and the detected vibration P value falls within the allowable range. It is determined whether or not. Specifically, an error value of each detected vibration P value with respect to the corresponding standard vibration P value is obtained, and the obtained error value is compared with the corresponding allowable error value to determine whether the detected vibration P value is within the allowable range. .
全ての検出振動P値が許容範囲内の場合(ステップS8でYES)は、ステップS8からステップS9に進み、ヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値を、ステップS4で印加したヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値に設定する。この場合は、駆動信号の各駆動パラメータの値を対応する標準駆動P値に設定する。 If all the detected vibration P values are within the allowable range (YES in step S8), the process proceeds from step S8 to step S9, and each drive parameter value of the head drive signal is applied to each drive of the head drive signal applied in step S4. Set to the value of the parameter. In this case, the value of each drive parameter of the drive signal is set to the corresponding standard drive P value.
いずれかの検出振動P値が許容範囲を超えていた場合(ステップS8でNO)は、ステップS8からステップS10に進み、各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している振動パラメータを選択する。より詳しくは、各振動パラメータにおいて、検出振動P値と標準振動P値との差(乖離値)を求め、求めた乖離値の許容誤差値に対する比(乖離値が許容誤差値の何倍であるか)の値(ここでは乖離比という)を求める。各振動パラメータの乖離比を比較して、乖離比の値がもっとも大きい振動パラメータを選択する。以降、ここで選択された乖離比の値がもっとも大きい振動パラメータを第1振動パラメータと呼ぶ。 If any detected vibration P value exceeds the allowable range (NO in step S8), the process proceeds from step S8 to step S10, and the detected vibration P value is the most disparate from the standard vibration P value among the vibration parameters. Select the vibration parameter. More specifically, in each vibration parameter, the difference (deviation value) between the detected vibration P value and the standard vibration P value is obtained, and the ratio of the obtained deviation value to the allowable error value (the deviation value is the multiple of the allowable error value). )) (Here called the divergence ratio). The vibration parameters having the largest value of the deviation ratio are selected by comparing the deviation ratios of the vibration parameters. Hereinafter, the vibration parameter having the largest value of the deviation ratio selected here is referred to as a first vibration parameter.
ステップS10の次に、ステップS11では、第1振動パラメータの値が標準振動P値となる各駆動パラメータの値を求める。値を変えた各駆動パラメータとそのそれぞれの値に対応する各振動パラメータの値とが、図15のように対照データとして得られている。この中の第1駆動パラメータと各振動パラメータとの相関関係から、第1振動パラメータの値が標準振動P値となる各駆動パラメータの値を求める。ここで求められた各駆動パラメータの値を各駆動パラメータの最適駆動P値と呼ぶ。 Following step S10, in step S11, the value of each drive parameter is determined such that the value of the first vibration parameter becomes the standard vibration P value. Each drive parameter whose value is changed and each vibration parameter value corresponding to each drive parameter are obtained as reference data as shown in FIG. From the correlation between the first drive parameter and each vibration parameter, the value of each drive parameter at which the value of the first vibration parameter becomes the standard vibration P value is obtained. The value of each driving parameter obtained here is called the optimum driving P value of each driving parameter.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、振幅の検出振動P値が検出Xである場合について説明する。図17は、図15に示したテーブルの駆動電圧と振幅との関係をグラフにしたものである。対照データの駆動電圧と振幅との関係が、実線で示した(図中標準機と記載した線)ように表される。図15に示した駆動電圧と振幅との関係を表す近似曲線(図17では説明の簡便化のために直線とした)は、例えば最小2乗法のような処理法で求める。この図中標準機と記載した線は、標準とする液滴吐出装置1(標準機)の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係を示すものである。一方、本実施形態で、駆動信号を調整する液滴吐出装置1(調整機)の液滴吐出ヘッド10においては、印加した駆動波形の駆動電圧が標準駆動P値であるときに、検出振動P値がXKであった。ここで、例えば駆動電圧の変動に対応する振幅の変動は、標準機と調整機とでほぼ同等であると仮定する。すると、調整機における駆動電圧と振幅との関係を表す曲線は、標準機における駆動電圧と振幅との関係を表す曲線を並行移動したものになる。従って、調整機における液滴吐出ヘッド10においては、駆動電圧と振幅との関係は、図17に2点鎖線で示した(図中調整機と記載した線)ように表される。2点鎖線で示した関係において、この場合の第1振動パラメータである振幅の標準振動P値であるX0に対応する駆動電圧の値であるVSが、この場合の駆動電圧の最適駆動P値である。駆動電圧以外の各駆動パラメータについても、同様にして各最適駆動P値を求める。
More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude and the detected vibration P value of the amplitude is detection X will be described. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the amplitude of the table shown in FIG. The relationship between the drive voltage and the amplitude of the control data is represented as indicated by a solid line (a line indicated as a standard machine in the figure). The approximate curve representing the relationship between the drive voltage and the amplitude shown in FIG. 15 (in FIG. 17, a straight line is used for simplicity of explanation) is obtained by a processing method such as the least square method. In this figure, a line described as a standard machine indicates the relationship between the drive voltage and the amplitude in the liquid
次に、ステップS11からステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最適駆動P値である第1駆動信号を生成する。次に、ステップS20からステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号の各駆動パラメータの値は、ステップS11で求めた最適駆動P値である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値もステップS11で求めた最適駆動P値である。 Next, the process proceeds from step S11 to step S20, and a first drive signal in which the value of each drive parameter is the optimum drive P value is generated. Next, the process proceeds from step S20 to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the value of each drive parameter of the drive signal applied in step S4 is the optimum drive P value obtained in step S11. Further, the value of each drive parameter of the head drive signal set in step S9 is also the optimum drive P value obtained in step S11.
上記各ステップを繰返して、許容範囲に入る残留振動が得られると、ステップS8の判定がYESとなり、ステップS9に進む。ステップS9で、駆動信号を規定する各パラメータの値が、許容範囲に入る残留振動を発生させた駆動信号の各パラメータの値に設定され、駆動信号最適条件設定工程を終了する。 When the above steps are repeated and a residual vibration that falls within the allowable range is obtained, the determination in step S8 is YES, and the process proceeds to step S9. In step S9, the value of each parameter that defines the drive signal is set to the value of each parameter of the drive signal that has generated residual vibration that falls within the allowable range, and the drive signal optimum condition setting step ends.
なお、本実施形態では、上記の各機能を装置本体制御部56を用いてソフト的に実現することにしたが、上記の各機能が演算装置を用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
In the present embodiment, each of the above functions is realized by software using the apparatus main
この第1の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)液滴吐出装置1における液滴吐出ヘッド10の駆動信号調整に際して、液滴吐出後の液滴吐出ヘッド10の残留振動を検出し、検出した残留振動の状態に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッド10の状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。さらに、条件設定のための試験吐出は、残留振動を検出できるだけの回数(最小1回)で充分であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When adjusting the drive signal of the
(2)検出した残留振動を基準データと比較し、比較結果に基づいてヘッド駆動信号を生成するため、個々の液滴吐出ヘッド10の状態に対応して適切なヘッド駆動信号を生成することができる。また、条件設定のための試験吐出は、残留振動を検出できるだけの回数で充分であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。さらに、基準データは繰返して使用することができるため、1回作成すればその後の駆動信号調整においては基準データを作成する工程を省略でき、駆動信号調整を効率よく行うことができる。
(2) Since the detected residual vibration is compared with reference data and a head drive signal is generated based on the comparison result, an appropriate head drive signal can be generated corresponding to the state of each
(3)検出した残留振動を、残留振動を規定する各パラメータそれぞれの駆動信号を規定する各パラメータへの依存性の情報である対照データと比較するため、情報を比較し計算することで、適切な駆動信号を求めることができる。従って、残留振動情報を得るための液滴吐出以外の試験吐出は不要であり、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。 (3) In order to compare the detected residual vibration with the reference data, which is information on the dependency on each parameter that defines the drive signal for each parameter that defines the residual vibration, it is appropriate to compare and calculate the information. A simple driving signal can be obtained. Therefore, test ejection other than liquid droplet ejection for obtaining residual vibration information is not required, the time required for drive signal adjustment can be shortened, and the amount of functional liquid to be ejected can be reduced.
(4)駆動電圧と充電時間とホールド時間と放電時間と基準電位とを、駆動信号を規定する駆動パラメータとしたことによって、駆動信号を的確且つ効率的に駆動信号情報として表すことができる。 (4) By using the drive voltage, the charge time, the hold time, the discharge time, and the reference potential as drive parameters that define the drive signal, the drive signal can be accurately and efficiently expressed as drive signal information.
(5)周波数と振幅と位相と減衰率とバイアスとを、残留振動を規定する振動パラメータとしたことによって、残留振動を的確且つ効率的に残留振動情報として表すことができる。 (5) By using the frequency, amplitude, phase, damping rate, and bias as vibration parameters that define the residual vibration, the residual vibration can be accurately and efficiently expressed as the residual vibration information.
(6)基準機を設定し、第1の工程は、基準機の標準とする液滴吐出ヘッドを用いて実施したため、基準データは標準ヘッドを用いて作成することができ、駆動信号調整に要する時間が短縮できるとともに、試験吐出する機能液量を低減できる。さらに、駆動条件設定を実施する液滴吐出装置においては、吐出状態を検出するための重量測定装置や、光学的観察装置などが不要となり、液滴吐出装置を小型化することができるとともに、製造費用を低減することができる。 (6) Since a reference machine is set and the first step is performed using a droplet discharge head as a standard of the reference machine, the reference data can be created using the standard head and is required for drive signal adjustment. The time can be shortened, and the amount of functional liquid discharged from the test can be reduced. Furthermore, in the droplet discharge device for setting the drive conditions, a weight measuring device for detecting the discharge state, an optical observation device, and the like are not required, and the droplet discharge device can be downsized and manufactured. Cost can be reduced.
(7)各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータ値を改善するように駆動信号条件を調整するため、比較作業を単純化することができ、効率良く駆動信号条件を調整することができる。 (7) To select the first vibration parameter in which the detected vibration P value is most different from the standard vibration P value among the vibration parameters, and to adjust the drive signal condition so as to improve the first vibration parameter value The comparison operation can be simplified, and the drive signal conditions can be adjusted efficiently.
(8)駆動信号の各調整工程を実施し調整結果が1回でるごとに、カウンタに1を加え、カウンタの数値が所定の繰返し数を超えた場合には、警告を出して駆動信号調整工程を終了する。調整値が発散するような状態になるなどの目的の結果が得られない状態の場合には警告が出されるため、無駄な駆動信号調整を停止することができ、改善対応をすることができる。 (8) Each time the adjustment process of the drive signal is performed and the adjustment result is one time, 1 is added to the counter. When the value of the counter exceeds a predetermined number of repetitions, a warning is issued and the drive signal adjustment process Exit. Since a warning is issued in a state where a target result cannot be obtained such as a state in which the adjustment value diverges, wasteful drive signal adjustment can be stopped and improvement measures can be taken.
(第2の実施形態)
次に、本発明の一実施形態である液滴吐出装置に係る第2の実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置1は、第1の実施形態で説明した液滴吐出装置1と基本的に同一のものである。第1の実施形態と異なる、駆動信号最適条件設定工程についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment relating to a droplet discharge apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The
本実施形態の駆動信号最適条件設定工程は、第1の実施形態における駆動信号最適条件設定工程に加えて、初期化工程を実施する。初期化工程は、液滴吐出ヘッド10において発生したヘッド異常を検出し、異常を回復させて、液滴吐出ヘッド10を正常な液滴吐出ができる状態に復帰させる工程である。ヘッド異常としては、吐出量のばらつき(過少や過多)や吐出不能などがある。ヘッド異常の原因としては、液滴吐出ヘッド10内の機能液内の気泡発生や、ノズル63の目詰まりなどがある。
In the drive signal optimum condition setting process of the present embodiment, an initialization process is performed in addition to the drive signal optimum condition setting process in the first embodiment. The initialization step is a step of detecting a head abnormality occurring in the
予め、標準とする液滴吐出装置(基準機)において、最適な吐出を実現する標準駆動信号を求め、その標準駆動信号で液滴吐出ヘッドを駆動したときの残留振動である標準残留振動を検出し、標準データとする。標準データは、標準駆動信号のデータと標準残留振動のデータとを含む。標準駆動信号は、駆動信号のパラメータ(駆動パラメータ)である充電時間、HOLD時間、放電時間、駆動電圧、駆動基準電圧、の値で表される。標準残留振動は、残留振動のパラメータ(振動パラメータ)である周波数、振幅、位相、減衰率、振動基準電圧、の値で表される。標準駆動信号の各駆動パラメータの値を、標準駆動P値と呼ぶ。標準残留振動の各残留振動パラメータの値を、標準振動P値と呼ぶ。標準データにおける標準残留振動のデータは、標準振動P値と、許容誤差値Aと、許容誤差値Bとで構成されている。 In the standard droplet discharge device (standard machine), the standard drive signal that realizes optimal discharge is obtained in advance, and the standard residual vibration that is the residual vibration when the droplet discharge head is driven with the standard drive signal is detected. And standard data. The standard data includes standard drive signal data and standard residual vibration data. The standard drive signal is expressed by values of a charge signal, a HOLD time, a discharge time, a drive voltage, and a drive reference voltage, which are drive signal parameters (drive parameters). The standard residual vibration is represented by values of frequency, amplitude, phase, damping factor, and vibration reference voltage, which are parameters of residual vibration (vibration parameters). The value of each drive parameter of the standard drive signal is called a standard drive P value. The value of each residual vibration parameter of the standard residual vibration is referred to as a standard vibration P value. The standard residual vibration data in the standard data includes a standard vibration P value, an allowable error value A, and an allowable error value B.
許容誤差値Aは、液滴吐出ヘッド10が吐出不能などのヘッド異常状態ではない正常な状態であれば許容外れとならない、大きい値を設定する。許容誤差値Bは、吐出状態がばらついた場合には許容外れとなるような、小さい値を設定する。
The allowable error value A is set to a large value that does not deviate from the allowable value if the
また、第1の実施形態と同様に、標準駆動信号に対して、各駆動パラメータの値を変えた駆動信号を液滴吐出ヘッドに印加した場合の残留振動を求め、対照データとする。 Further, as in the first embodiment, the residual vibration when a drive signal in which the value of each drive parameter is changed is applied to the droplet discharge head with respect to the standard drive signal is obtained and used as control data.
図18は、液滴吐出ヘッド10の初期化工程を示すフローチャートである。ステップS71で、以下に示す各工程の繰返し回数をカウントするカウンタをリセットする(N=0)。ステップS72で、カウンタに1を加える(N=N+1)。ステップS73で繰返し回数Nが所定の回数kを超えていないか判定する。
FIG. 18 is a flowchart showing an initialization process of the
最初に、ステップS71でカウンタをリセットし、ステップS72で、カウンタに1を加え、ステップS73に進む。この時はN=1であり(ステップS73でYES)、次のステップS74に進む。ステップS74では、標準データに従って駆動信号生成部58で生成された駆動波形の駆動信号が、圧電振動子17に印加される。ステップS75で、ノズル63から液滴が吐出されたところで、切替手段143により、圧電振動子17をヘッド駆動回路140から残留振動検出回路141に切り替えて接続する。ステップS76で、上記したように図14に示した各ステップを経て残留振動波形を検出する。
First, the counter is reset in step S71, 1 is added to the counter in step S72, and the process proceeds to step S73. At this time, N = 1 (YES in step S73), and the process proceeds to the next step S74. In step S74, the drive signal having the drive waveform generated by the
ステップS77では、ステップS76で検出した残留振動波形から、残留振動パラメータである周波数と減衰率とのそれぞれの値(以後、各残留振動パラメータの検出振動SP値と呼ぶ)を求める。気泡発生などによってヘッド異常が発生した場合には、残留振動の変化が大きくなる。本実施形態の初期化工程では、気泡発生による残留振動の変化が現れやすい残留振動パラメータである周波数と減衰率のみの検出振動SP値を求めている。 In step S77, the respective values of the frequency and the damping rate that are residual vibration parameters (hereinafter referred to as detected vibration SP values of the residual vibration parameters) are obtained from the residual vibration waveform detected in step S76. When a head abnormality occurs due to bubbles or the like, the change in residual vibration increases. In the initialization process of the present embodiment, the detected vibration SP value of only the frequency and the damping rate, which are residual vibration parameters in which a change in the residual vibration due to bubble generation is likely to appear, is obtained.
ステップS78では、ステップS77で得られた検出振動SP値を、標準データにおける残留振動パラメータの値である標準振動P値と比較し、残留振動データ値が許容範囲に入っているかを評価する。詳しくは、それぞれの検出振動SP値の対応する標準振動P値に対する誤差値を求め、求めた誤差値を対応する許容誤差値Aと比較し、検出振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。 In step S78, the detected vibration SP value obtained in step S77 is compared with the standard vibration P value which is the value of the residual vibration parameter in the standard data, and it is evaluated whether the residual vibration data value is within the allowable range. Specifically, an error value of each detected vibration SP value with respect to the corresponding standard vibration P value is obtained, and the obtained error value is compared with the corresponding allowable error value A to determine whether the detected vibration P value is within the allowable range. To do.
検出振動SP値が許容範囲を超えていた場合(ステップS78でNO)は、ステップS79に進み、インク吸引やワイピングなどのヘッド保守作業を実施する。ステップS79が終了すると、再びステップS72に進み、初期化工程を繰返す。保守作業が、特許請求の範囲に記載した保守操作である。 If the detected vibration SP value exceeds the allowable range (NO in step S78), the process proceeds to step S79, and head maintenance work such as ink suction and wiping is performed. When step S79 ends, the process proceeds to step S72 again, and the initialization process is repeated. The maintenance work is a maintenance operation described in the claims.
ステップS73で繰返し回数Nが所定の回数kを超えていた場合(ステップS73でNO)は、ステップS80に進む。これは、ステップS79のヘッド保守作業を繰返し実施しても液滴吐出ヘッドの異常が解消されない場合である。ステップS72,S73によって、保守作業を予め定めておくk回繰返し実行したが、ステップS78での判定結果が許容範囲外のままであることがわかる。即ち、異常回復の見込みがない場合であると判定し、ステップS80に進む。ステップS80では、液滴吐出ヘッド10が異常であるという警告を出す。本実施形態では、CRT74に液滴吐出ヘッド10異常のメッセージを表示する。ステップS80が終了したところで、初期化工程を終了する。この場合には、第1の実施形態と同様の駆動信号最適条件設定工程には移行しない。
When the number of repetitions N exceeds the predetermined number k in step S73 (NO in step S73), the process proceeds to step S80. This is a case where the abnormality of the droplet discharge head is not eliminated even if the head maintenance work in step S79 is repeatedly performed. In steps S72 and S73, the maintenance work is repeatedly executed k times in advance, but it can be seen that the determination result in step S78 remains outside the allowable range. That is, it is determined that there is no possibility of abnormal recovery, and the process proceeds to step S80. In step S80, a warning is given that the
ステップS78で、検出振動SP値が許容範囲内の場合(ステップS78でYES)は、初期化工程を終了する。液滴吐出ヘッド10は正常に動作する状態になっている。以降、第1の実施形態と同様の駆動信号最適条件設定工程を実施する。この場合、第1の実施形態と同様の駆動信号最適条件設定工程において、ステップS8における判定時に基準として使う許容誤差値は、上記した許容誤差値Bである。
If the detected vibration SP value is within the allowable range in step S78 (YES in step S78), the initialization process is terminated. The
この第2の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)ヘッド駆動信号調整工程の前に、液滴吐出ヘッド10において発生したヘッド異常を検出し、異常が検出された場合には異常を回復させて、液滴吐出ヘッド10を正常な液滴吐出ができる状態に復帰させる工程である初期化工程を実施する。従って、液滴吐出ヘッドの異常状態を回避して、正常な状態の液滴吐出ヘッドで、ヘッド駆動信号調整(駆動信号最適条件設定)を行うことができる。
According to the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Before the head drive signal adjustment step, a head abnormality that has occurred in the
(2)保守作業を1回実施するごとに、カウンタに1を加え、カウンタの数値が所定の繰返し数を超えた場合には、警告を出して初期設定工程を終了する。すなわち、保守作業を所定の回数繰返しても、液滴吐出ヘッドの異常状態が改善しない場合には、警告を出して初期設定工程を終了することができる。従って、無駄な保守作業を停止することができ、別の改善対応をすることができる。また、駆動信号調整を実施する液滴吐出ヘッドの状態を、確実に正常な状態にすることができる。 (2) Each time maintenance work is performed, 1 is added to the counter. When the counter value exceeds a predetermined number of repetitions, a warning is issued and the initial setting process is terminated. That is, if the abnormal state of the droplet discharge head is not improved even after repeating the maintenance work a predetermined number of times, a warning can be issued and the initial setting process can be completed. Therefore, useless maintenance work can be stopped and another improvement response can be taken. In addition, the state of the droplet discharge head that performs the drive signal adjustment can be surely brought into a normal state.
(第3の実施形態)
次に、本発明の一実施形態である液滴吐出装置に係る第3の実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置1は、第1の実施形態で説明した液滴吐出装置1と基本的に同一のものである。第1の実施形態と異なる、駆動信号最適条件設定工程についてのみ説明する。本実施形態の駆動信号最適条件設定工程は、第1の実施形態における駆動信号最適条件設定工程に加えて、第1振動パラメータに最も影響を及ぼす駆動パラメータを選択する工程を実施している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment relating to a droplet discharge apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. The
図19は、駆動信号の最適条件設定過程を示すフローチャートである。図19における、ステップS1乃至ステップS10、ステップS20及びステップS30は、第1の実施形態で説明したステップS1乃至ステップS10、ステップS20及びステップS30と同様である。 FIG. 19 is a flowchart showing an optimum condition setting process for drive signals. In FIG. 19, Steps S1 to S10, Step S20, and Step S30 are the same as Steps S1 to S10, Step S20, and Step S30 described in the first embodiment.
ステップS10で、各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している振動パラメータである第1振動パラメータが選択されている。 In step S10, the first vibration parameter that is the vibration parameter whose detected vibration P value is most different from the standard vibration P value among the vibration parameters is selected.
ステップS10の次に、ステップS12で、上記した対照データから、ステップS10で選択した第1振動パラメータに最も影響を及ぼす駆動パラメータを選択する。より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅である場合について説明する。図20は、図15に示したテーブルの駆動電圧と振幅の関係をグラフにしたものである。図15に示した駆動電圧と振幅の関係を表す近似曲線(図20では説明の簡便化のために直線とした)は、例えば最小2乗法のような処理法で求める。標準振動P値及び許容誤差値とから、許容範囲に入る振幅の最大値XULと最小値XLLとを求める。図20の近似直線から、許容最大振幅値XULと許容最小振幅値XLLとに対応する駆動電圧値である、許容最大電圧値VULと許容最小電圧値VLLとを求める。許容最大電圧値VUL及び許容最小電圧値VLLと駆動電圧の標準駆動P値であるVとの差(ここでは余裕電圧という)を求め、求めた余裕電圧の標準駆動P値であるVに対する比(余裕電圧がVの何倍であるか)の値(ここでは余裕比という)を求める。同様にして、他の各駆動パラメータについても余裕比を求め、余裕比が最も小さい駆動パラメータを選択する。以降、ここで選択された駆動信号パラメータを第1駆動パラメータと呼ぶ。 After step S10, in step S12, the drive parameter that most influences the first vibration parameter selected in step S10 is selected from the above-described control data. More specifically, for example, the case where the first vibration parameter is amplitude will be described. FIG. 20 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the amplitude of the table shown in FIG. The approximate curve representing the relationship between the drive voltage and the amplitude shown in FIG. 15 (in FIG. 20, a straight line is used for simplicity of explanation) is obtained by a processing method such as a least square method. From the standard vibration P value and the allowable error value, the maximum value XUL and the minimum value XLL of the amplitude falling within the allowable range are obtained. The maximum allowable voltage value VUL and the minimum allowable voltage value VLL, which are drive voltage values corresponding to the maximum allowable amplitude value XUL and the minimum allowable amplitude value XLL, are obtained from the approximate line in FIG. The difference between the allowable maximum voltage value VUL and the allowable minimum voltage value VLL and V that is the standard drive P value of the drive voltage (herein referred to as margin voltage) is obtained, and the ratio of the obtained margin voltage to V that is the standard drive P value ( How many times the marginal voltage is V) (herein referred to as margin ratio) is obtained. Similarly, a margin ratio is obtained for each of the other drive parameters, and a drive parameter having the smallest margin ratio is selected. Hereinafter, the drive signal parameter selected here is referred to as a first drive parameter.
ステップS12の次に、ステップS21では、第1振動パラメータの値が標準振動P値となる第1駆動パラメータの値を求める。値を変えた第1駆動パラメータとそのそれぞれの値に対応する各振動パラメータの値とが、図15のように対照データとして得られている。この中の第1駆動パラメータと第1振動パラメータとの相関関係から、第1振動パラメータの値が標準振動P値となる第1駆動パラメータの値を求める。ここで求められた第1駆動パラメータの値を第1駆動パラメータの最適駆動P値と呼ぶ。 Following step S12, in step S21, the value of the first drive parameter is determined so that the value of the first vibration parameter becomes the standard vibration P value. The first drive parameters whose values are changed and the values of the vibration parameters corresponding to the respective values are obtained as reference data as shown in FIG. From the correlation between the first drive parameter and the first vibration parameter, the value of the first drive parameter at which the value of the first vibration parameter becomes the standard vibration P value is obtained. The value of the first drive parameter obtained here is called the optimum drive P value of the first drive parameter.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、振幅の検出振動P値が検出Xである場合について説明する。上述したように、図17は、図15に示したテーブルの駆動電圧と振幅の関係をグラフにしたものである。対照データの駆動電圧と振幅との関係が、実線で示した(図中標準機と記載した線)ように表される。図15に示した駆動電圧と振幅との関係を表す近似曲線(図17では説明の簡便化のために直線とした)は、例えば最小2乗法のような処理法で求める。この図中標準機と記載した線は、標準とする液滴吐出装置1(標準機)の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係を示すものである。一方、本実施形態で、駆動信号を調整する液滴吐出装置1(調整機)の液滴吐出ヘッド10においては、印加した駆動波形の駆動電圧が標準駆動P値であるときに、振幅の検出振動P値がXKであった。ここで、例えば駆動電圧の変動に対応する振幅の変動は、標準機と調整機とでほぼ同等であると仮定する。すると、調整機における駆動電圧と振幅との関係を表す曲線は、標準機における駆動電圧と振幅との関係を表す曲線を並行移動したものになる。従って、調整機における液滴吐出ヘッド10においては、駆動電圧と振幅との関係は、図17に2点鎖線で示した(図中調整機と記載した線)ように表される。2点鎖線で示した関係において、この場合の第1振動パラメータである振幅の標準振動P値であるX0に対応する駆動電圧の値であるVSが、この場合の第1駆動パラメータである駆動電圧の最適駆動P値である。第1駆動パラメータ以外の駆動パラメータについては、標準駆動P値をそのまま最適駆動P値とする。
More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and the detected vibration P value of amplitude is detection X will be described. As described above, FIG. 17 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the amplitude of the table shown in FIG. The relationship between the drive voltage and the amplitude of the control data is represented as indicated by a solid line (a line indicated as a standard machine in the figure). The approximate curve representing the relationship between the drive voltage and the amplitude shown in FIG. 15 (in FIG. 17, a straight line is used for simplicity of explanation) is obtained by a processing method such as the least square method. In this figure, a line described as a standard machine indicates the relationship between the drive voltage and the amplitude in the liquid
ステップS21の次に、ステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最適駆動P値である第1駆動信号を生成する。次に、ステップS20からステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号の各駆動パラメータの値は、ステップS21で求めた最適駆動P値である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値もステップS21で求めた最適駆動P値である。 After step S21, the process proceeds to step S20 to generate a first drive signal in which each drive parameter value is the optimum drive P value. Next, the process proceeds from step S20 to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the value of each drive parameter of the drive signal applied in step S4 is the optimum drive P value obtained in step S21. Further, the value of each drive parameter of the head drive signal set in step S9 is also the optimum drive P value obtained in step S21.
上記各ステップを繰返して、許容範囲に入る残留振動が得られると、ステップS8の判定がYESとなり、ステップS9に進む。ステップS9で、駆動信号を規定する各パラメータの値が、許容範囲に入る残留振動を発生させた駆動信号の各パラメータの値に設定され、駆動信号最適条件設定工程を終了する。 When the above steps are repeated and a residual vibration that falls within the allowable range is obtained, the determination in step S8 is YES, and the process proceeds to step S9. In step S9, the value of each parameter that defines the drive signal is set to the value of each parameter of the drive signal that has generated residual vibration that falls within the allowable range, and the drive signal optimum condition setting step ends.
この第3の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータ値を改善するように駆動信号条件を調整するため、比較作業を単純化することができ、効率良く駆動信号条件を調整することができる。
According to the third embodiment, the following effects can be obtained.
(1) To select the first vibration parameter whose detected vibration P value is most different from the standard vibration P value among the vibration parameters, and to adjust the drive signal condition so as to improve the first vibration parameter value. The comparison operation can be simplified, and the drive signal conditions can be adjusted efficiently.
(2)各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータに最も影響を及ぼす第1駆動パラメータを選択して、1回の調整工程においては、第1駆動パラメータの値のみを調整した。そのため、複数の駆動パラメータを同時に調整することによる調整効果の相互作用を排除して、調整作業を単純化することができ、効率良く駆動信号条件を調整することができる。 (2) Among the vibration parameters, select the first vibration parameter whose detected vibration P value is the most dissimilar from the standard vibration P value, and select the first drive parameter that most affects the first vibration parameter. In one adjustment step, only the value of the first drive parameter was adjusted. For this reason, the interaction of adjustment effects due to simultaneous adjustment of a plurality of drive parameters can be eliminated, adjustment work can be simplified, and drive signal conditions can be adjusted efficiently.
(第4の実施形態)
次に、本発明の一実施形態である液滴吐出装置に係る第4の実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置1は、第1の実施形態で説明した液滴吐出装置1と基本的に同一のものである。第1の実施形態と異なる、駆動信号最適条件設定工程についてのみ説明する。本実施形態の駆動信号最適条件設定工程は、第3の実施形態における駆動信号最適条件設定工程に加えて、求めた最適駆動P値と対照データとから計算される予想値を求める工程を実施している。
(Fourth embodiment)
Next, a description will be given of a fourth embodiment according to a droplet discharge apparatus which is an embodiment of the present invention. The
図21及び図22は、駆動信号の最適条件設定過程を示すフローチャートである。図21における、ステップS1乃至ステップS10、ステップS12、ステップS21、ステップS20及びステップS30は、第1の実施形態及び第3の実施形態で説明したステップS1乃至ステップS10、ステップS12、ステップS21、ステップS20及びステップS30と同様である。 FIG. 21 and FIG. 22 are flowcharts showing the optimum condition setting process of the drive signal. In FIG. 21, Steps S1 to S10, Step S12, Step S21, Step S20, and Step S30 are the same as Steps S1 to S10, Step S12, Step S21, and Step described in the first and third embodiments. It is the same as S20 and step S30.
ステップS21で、第1振動パラメータの値が標準振動P値となる第1駆動パラメータの値である最適駆動P値が求められている。第1駆動パラメータ以外の駆動パラメータについては、標準駆動P値をそのまま最適駆動P値としてある。 In step S21, the optimum drive P value that is the value of the first drive parameter at which the value of the first vibration parameter becomes the standard vibration P value is obtained. For drive parameters other than the first drive parameter, the standard drive P value is directly used as the optimum drive P value.
ステップS21の次に、ステップS22で、第1駆動パラメータの値を最適駆動P値にした場合の、各残留振動パラメータの値(予想振動P値)を求める。値を変えた各駆動パラメータとそのそれぞれの値に対応する各振動パラメータの値とが、図15のように対照データとして得られている。この中の第1駆動パラメータと各振動パラメータとの相関関係から、第1駆動パラメータの値を最適駆動P値にした場合の、各残留振動パラメータのそれぞれの値(予想振動P値)を求める。 Following step S21, in step S22, the value of each residual vibration parameter (expected vibration P value) when the value of the first drive parameter is set to the optimum drive P value is obtained. Each drive parameter whose value is changed and each vibration parameter value corresponding to each drive parameter are obtained as reference data as shown in FIG. From the correlation between the first drive parameter and each vibration parameter, the value of each residual vibration parameter (expected vibration P value) when the value of the first drive parameter is set to the optimum drive P value is obtained.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、最適駆動P値としてVSが求められていた場合について説明する。図23は、図15に示したテーブルの駆動電圧と減衰率との関係をグラフにしたものである。対照データの駆動電圧と振幅との関係が、近似曲線(図23では説明の簡便化のために直線とした)で示したように表される。図15に示した駆動電圧と振幅との関係を表す近似曲線は、例えば最小2乗法のような処理法で求める。ここで、ステップS21で第1駆動パラメータである駆動電圧の最適駆動P値としてVSが求められている。図23において、駆動電圧VSに対応するσSが、第1駆動パラメータである駆動電圧がVSになったときの減衰率の予想振動P値である。他の振動パラメータについても、同様にして予想振動P値が求められる。 More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and VS is obtained as the optimum drive P value will be described. FIG. 23 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the attenuation rate of the table shown in FIG. The relationship between the drive voltage and the amplitude of the control data is represented as shown by an approximate curve (in FIG. 23, a straight line is used for ease of explanation). The approximate curve representing the relationship between the drive voltage and the amplitude shown in FIG. 15 is obtained by a processing method such as the least square method. Here, in step S21, VS is obtained as the optimum drive P value of the drive voltage that is the first drive parameter. In FIG. 23, σS corresponding to the drive voltage VS is an expected vibration P value of the attenuation rate when the drive voltage that is the first drive parameter becomes VS. For other vibration parameters, the predicted vibration P value is obtained in the same manner.
ステップS22の次に、ステップS23で、ステップS22で得られた予想振動P値を、標準振動P値及び許容誤差値と比較し、残留振動データ値が許容範囲に入っているかを判定する。詳しくは、それぞれの予想振動P値の対応する標準振動P値に対する誤差値を求め、求めた誤差値を対応する許容誤差値と比較し、予想振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。予想振動P値が許容範囲内の場合(ステップS23でYES)は、ステップS25に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最適駆動P値に設定する。 Following step S22, in step S23, the predicted vibration P value obtained in step S22 is compared with the standard vibration P value and the allowable error value to determine whether the residual vibration data value is within the allowable range. Specifically, an error value of each predicted vibration P value with respect to the corresponding standard vibration P value is obtained, and the obtained error value is compared with the corresponding allowable error value to determine whether the predicted vibration P value is within the allowable range. . If the predicted vibration P value is within the allowable range (YES in step S23), the process proceeds to step S25, and the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the optimum drive P value.
ステップS25の次に、各駆動パラメータの値が最適駆動P値である第1駆動信号を生成し(ステップS20)、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第1駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値は最適駆動P値である。 Subsequent to step S25, a first drive signal in which the value of each drive parameter is the optimum drive P value is generated (step S20), and the steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the first drive signal. Further, the value of each drive parameter of the head drive signal set in step S9 is the optimum drive P value.
予想振動P値が許容範囲を超えていた場合(ステップS23でNO)は、ステップS23からステップS24に進み、ステップS22で得られた予想振動P値と、ステップS7で得られている検出振動P値とを標準振動P値と比較し、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、検出振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。即ち、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より少なくなったか、即ち、予想振動P値が検出振動P値より改善されたかを判定する。 If the predicted vibration P value exceeds the allowable range (NO in step S23), the process proceeds from step S23 to step S24, and the predicted vibration P value obtained in step S22 and the detected vibration P obtained in step S7. The value is compared with the standard vibration P value, and the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is compared with the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value. That is, it is determined whether the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value.
予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、予想振動P値が検出振動P値より改善されていた場合(ステップS24でYES)は、ステップS25に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最適駆動P値に設定する。 If the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value (YES in step S24), step Proceeding to S25, the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the optimum drive P value.
ステップS25の次に、ステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最適駆動P値である第1駆動信号を生成する。ステップS20の次に、ステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第1駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動信号の各駆動パラメータの値は最適駆動P値である。 After step S25, the process proceeds to step S20, and a first drive signal in which the value of each drive parameter is the optimum drive P value is generated. After step S20, the process proceeds to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the first drive signal. Further, the value of each drive parameter of the head drive signal set in step S9 is the optimum drive P value.
予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、予想振動P値が検出振動P値より改善されていない場合(ステップS24でNO)は、ステップS24からステップS31に進む。 If the error of the predicted vibration P value relative to the standard vibration P value is larger than the error of the detected vibration P value relative to the standard vibration P value, and the predicted vibration P value is not improved from the detected vibration P value (NO in step S24), step Proceed from step S24 to step S31.
ステップS31では、第1振動パラメータの値が許容範囲内で最大になる第1駆動パラメータの値(最大駆動P値)を求める。最初に標準データの標準振動P値と、許容誤差値とから、第1振動パラメータの許容範囲の上限値である上振動P値を求める。次に、上振動P値と対照データとから上振動P値に対応する最大駆動P値を求める。値を変えた第1駆動パラメータとそのそれぞれの値に対応する各振動パラメータの値とが、図15のように対照データとして得られている。この中の第1駆動パラメータと第1振動パラメータとの相関関係から、第1振動パラメータの値が上振動P値となる第1駆動パラメータの値を求める。 In step S31, the value of the first drive parameter (maximum drive P value) that maximizes the value of the first vibration parameter within the allowable range is obtained. First, an upper vibration P value that is an upper limit value of the allowable range of the first vibration parameter is obtained from the standard vibration P value of the standard data and the allowable error value. Next, the maximum drive P value corresponding to the upper vibration P value is obtained from the upper vibration P value and the reference data. The first drive parameters whose values are changed and the values of the vibration parameters corresponding to the respective values are obtained as reference data as shown in FIG. From the correlation between the first drive parameter and the first vibration parameter, the first drive parameter value at which the first vibration parameter value becomes the upper vibration P value is obtained.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、振幅の検出振動P値がXKである場合について説明する。図24は、図17と同様のグラフである。標準機の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係が、実線で示した(図中標準機と記載した線)ように表される。また、本実施形態で、駆動信号を調整する液滴吐出装置1(調整機)の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係は、2点鎖線で示した(図中調整機と記載した線)ように表される。標準振動P値及び許容誤差値とから、許容範囲に入る振幅の最大値XHを求める。図24に2点鎖線で示した関係において、この場合の第1振動パラメータである振幅の上振動P値であるXHに対応する駆動電圧の値であるVHが、この場合の第1駆動パラメータである駆動電圧の最大駆動P値である。第1駆動パラメータ以外の駆動パラメータについては、標準駆動P値をそのまま最大駆動P値とする。
More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and the detected vibration P value of amplitude is XK will be described. FIG. 24 is a graph similar to FIG. The relationship between the driving voltage and the amplitude in the
ステップS31の次に、ステップS32で、各駆動パラメータの値を最大駆動P値にした場合の、各振動パラメータの値を計算する。第1駆動パラメータと各振動パラメータとの相関関係から、第1駆動パラメータの値を最大駆動P値にした場合の、各残留振動パラメータの値(上予想振動P値)を求める。 After step S31, in step S32, the value of each vibration parameter when the value of each drive parameter is set to the maximum drive P value is calculated. From the correlation between the first drive parameter and each vibration parameter, the value of each residual vibration parameter (upper expected vibration P value) when the value of the first drive parameter is set to the maximum drive P value is obtained.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、最適駆動P値としてVSが求められていた場合について説明する。上記したように、図23は、図15に示したテーブルの駆動電圧と減衰率との関係をグラフにしたものである。対照データの駆動電圧と振幅との関係が、近似曲線(図23では説明の簡便化のために直線とした)で示したように表される。ここで、ステップS31で第1駆動パラメータである駆動電圧の最大駆動P値としてVHが求められている。図23において、駆動電圧VHに対応するσHが、第1駆動パラメータである駆動電圧が最大駆動P値であるVHになったときの減衰率の上予想振動P値である。他の振動パラメータについても、同様にして上予想振動P値が求められる。 More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and VS is obtained as the optimum drive P value will be described. As described above, FIG. 23 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the attenuation rate of the table shown in FIG. The relationship between the drive voltage and the amplitude of the control data is represented as shown by an approximate curve (in FIG. 23, a straight line is used for ease of explanation). Here, in step S31, VH is obtained as the maximum drive P value of the drive voltage that is the first drive parameter. In FIG. 23, σH corresponding to the drive voltage VH is the upper predicted vibration P value of the attenuation rate when the drive voltage that is the first drive parameter becomes VH that is the maximum drive P value. The upper predicted vibration P value is similarly obtained for other vibration parameters.
ステップS32の次に、ステップS33で、ステップS32で得られた各上予想振動P値を、各標準振動P値及び許容誤差値と比較し、上予想振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。詳しくは、それぞれの上予想振動P値の対応する標準振動P値に対する誤差値を求め、求めた誤差値を対応する許容誤差値と比較し、上予想振動P値が許容範囲に入っているかを判定する。上予想振動P値が許容範囲内の場合(ステップS33でYES)は、ステップS33からステップS35に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最大駆動P値に設定する。 After step S32, in step S33, each upper predicted vibration P value obtained in step S32 is compared with each standard vibration P value and an allowable error value, and whether the upper predicted vibration P value is within the allowable range. judge. Specifically, an error value of each upper predicted vibration P value with respect to the corresponding standard vibration P value is obtained, and the obtained error value is compared with the corresponding allowable error value to determine whether the upper predicted vibration P value is within the allowable range. judge. If the upper predicted vibration P value is within the allowable range (YES in step S33), the process proceeds from step S33 to step S35, and the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the maximum drive P value.
ステップS35の次に、ステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最大駆動P値である第2駆動信号を生成する。ステップS20の次に、ステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第2駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値は最大駆動P値である。 Following step S35, the process proceeds to step S20 to generate a second drive signal in which the value of each drive parameter is the maximum drive P value. After step S20, the process proceeds to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the second drive signal. The value of each drive parameter of the head drive waveform set in step S9 is the maximum drive P value.
上予想振動P値が許容範囲を超えていた場合(ステップS33でNO)は、ステップS33からステップS34に進み、ステップS32で得られた上予想振動P値と、ステップS7で得られている検出振動P値とを標準振動P値と比較し、上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、検出振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より少なくなったか、即ち、上予想振動P値が検出振動P値より改善されたかを判定する。 If the upper predicted vibration P value exceeds the allowable range (NO in step S33), the process proceeds from step S33 to step S34, and the upper predicted vibration P value obtained in step S32 and the detection obtained in step S7. The vibration P value is compared with the standard vibration P value, and the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is compared with the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value. It is determined whether the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the upper predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value.
上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、上予想振動P値が検出振動P値より改善されていた場合(ステップS34でYES)は、ステップS34からステップS35に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最大駆動P値に設定する。 The error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the upper predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value (YES in step S34). The process proceeds from step S34 to step S35, and the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the maximum drive P value.
ステップS35の次に、ステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最大駆動P値である第2駆動信号を生成する。ステップS20の次に、ステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第2駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値は最大駆動P値である。 Following step S35, the process proceeds to step S20 to generate a second drive signal in which the value of each drive parameter is the maximum drive P value. After step S20, the process proceeds to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the second drive signal. The value of each drive parameter of the head drive waveform set in step S9 is the maximum drive P value.
上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、上予想振動P値が検出振動P値より改善されていない場合(ステップS34でNO)は、ステップS34からステップS41に進む。 The error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is larger than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the upper predicted vibration P value is not improved from the detected vibration P value (NO in step S34). The process proceeds from step S34 to step S41.
ステップS41では、第1振動パラメータの値が許容範囲内で最小になる第1駆動パラメータの値(最小駆動P値)を求める。最初に標準データの標準振動P値と、許容誤差値とから、第1振動パラメータの許容範囲の下限値である下振動P値を求める。次に、下振動P値と対照データとから下振動P値に対応する最小駆動P値を求める。値を変えた第1駆動パラメータとそのそれぞれの値に対応する各振動パラメータの値とが、図15のように対照データとして得られている。この中の第1駆動パラメータと第1振動パラメータとの相関関係から、第1振動パラメータの値が下振動P値となる第1駆動パラメータの値を求める。 In step S41, the value of the first drive parameter (minimum drive P value) that minimizes the value of the first vibration parameter within the allowable range is obtained. First, a lower vibration P value that is a lower limit value of the allowable range of the first vibration parameter is obtained from the standard vibration P value of the standard data and the allowable error value. Next, the minimum drive P value corresponding to the lower vibration P value is obtained from the lower vibration P value and the reference data. The first drive parameters whose values are changed and the values of the vibration parameters corresponding to the respective values are obtained as reference data as shown in FIG. From the correlation between the first drive parameter and the first vibration parameter, the first drive parameter value at which the first vibration parameter value becomes the lower vibration P value is obtained.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、振幅の検出振動P値がXKである場合について説明する。図24は、図17と同様のグラフである。標準機の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係が、実線で示した(図中標準機と記載した線)ように表される。また、本実施形態で、駆動信号を調整する液滴吐出装置1(調整機)の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係は、2点鎖線で示した(図中調整機と記載した線)ように表される。標準振動P値及び許容誤差値とから、許容範囲に入る振幅の最大値XLを求める。図24に2点鎖線で示した関係において、この場合の第1振動パラメータである振幅の上振動P値であるXLに対応する駆動電圧の値であるVLが、この場合の第1駆動パラメータである駆動電圧の最小駆動P値である。第1駆動パラメータ以外の駆動パラメータについては、標準駆動P値をそのまま最小駆動P値とする。
More specifically, for example, the case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and the amplitude detection vibration P value is XK will be described. FIG. 24 is a graph similar to FIG. The relationship between the driving voltage and the amplitude in the
ステップS41の次に、ステップS42で、各駆動パラメータの値を最小駆動P値にした場合の、各振動パラメータの値を求める。第1駆動パラメータと各振動パラメータとの相関関係から、第1駆動パラメータの値を最小駆動P値にした場合の、各残留振動パラメータの値(下予想振動P値)を求める。 After step S41, in step S42, the value of each vibration parameter when the value of each drive parameter is set to the minimum drive P value is obtained. From the correlation between the first drive parameter and each vibration parameter, the value of each residual vibration parameter (lower predicted vibration P value) when the value of the first drive parameter is set to the minimum drive P value is obtained.
より詳しくは、例えば第1振動パラメータが振幅であり、第1駆動パラメータが駆動電圧であって、最適駆動P値としてVSが求められていた場合について説明する。上記したように、図23は、図15に示したテーブルの駆動電圧と減衰率との関係をグラフにしたものである。対照データの駆動電圧と振幅との関係が、近似曲線(図23では説明の簡便化のために直線とした)で示したように表される。ここで、ステップS41で第1駆動パラメータである駆動電圧の最小駆動P値としてVLが求められている。図23において、駆動電圧VLに対応するσLが、第1駆動パラメータである駆動電圧が最大駆動P値であるVLになったときの減衰率の下予想振動P値である。他の振動パラメータについても、同様にして下予想振動P値が求められる。 More specifically, for example, a case where the first vibration parameter is amplitude, the first drive parameter is drive voltage, and VS is obtained as the optimum drive P value will be described. As described above, FIG. 23 is a graph showing the relationship between the drive voltage and the attenuation rate of the table shown in FIG. The relationship between the drive voltage and the amplitude of the control data is represented as shown by an approximate curve (in FIG. 23, a straight line is used for ease of explanation). Here, in step S41, VL is obtained as the minimum drive P value of the drive voltage that is the first drive parameter. In FIG. 23, σL corresponding to the drive voltage VL is the lower expected vibration P value of the attenuation rate when the drive voltage that is the first drive parameter becomes VL that is the maximum drive P value. The lower predicted vibration P value is similarly obtained for other vibration parameters.
ステップS42の次に、ステップS43で、ステップS42で得られた下予想振動P値を、標準振動P値及び許容誤差値と比較し、残留振動データ値が許容範囲に入っているかを判定する。下予想振動P値が許容範囲内の場合(ステップS43でYES)は、ステップS43からステップS45に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最小駆動P値に設定する。 After step S42, in step S43, the lower predicted vibration P value obtained in step S42 is compared with the standard vibration P value and the allowable error value to determine whether the residual vibration data value is within the allowable range. If the lower predicted vibration P value is within the allowable range (YES in step S43), the process proceeds from step S43 to step S45, and the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the minimum drive P value.
次に、ステップS45からステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最小駆動P値である第3駆動信号を生成する。次に、ステップS20からステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第3駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値は最小駆動P値である。 Next, the process proceeds from step S45 to step S20, and a third drive signal in which the value of each drive parameter is the minimum drive P value is generated. Next, the process proceeds from step S20 to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the third drive signal. The value of each drive parameter of the head drive waveform set in step S9 is the minimum drive P value.
下予想振動P値が許容範囲を超えていた場合(ステップS43でNO)は、ステップS43からステップS44に進み、ステップS42で得られた下予想振動P値と、ステップS7で得られている検出振動P値とを標準振動P値とを比較し、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、検出振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より少なくなったか、即ち、下予想振動P値が検出振動P値より改善されたかを判定する。 When the lower predicted vibration P value exceeds the allowable range (NO in step S43), the process proceeds from step S43 to step S44, and the lower predicted vibration P value obtained in step S42 and the detection obtained in step S7. The vibration P value is compared with the standard vibration P value, and the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is compared with the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value. It is determined whether the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the lower predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value.
下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、下予想振動P値が検出振動P値より改善されていた場合(ステップS44でYES)は、ステップS44からステップS45に進み、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、最小駆動P値に設定する。 The error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the lower predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value (YES in step S44). The process proceeds from step S44 to step S45, and the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the minimum drive P value.
次に、ステップS45からステップS20に進み、各駆動パラメータの値が最小駆動P値である第3駆動信号を生成する。次に、ステップS20からステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。この場合、ステップS4で印加する駆動信号は、第3駆動信号である。また、ステップS9で設定するヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値は最小駆動P値である。 Next, the process proceeds from step S45 to step S20, and a third drive signal in which the value of each drive parameter is the minimum drive P value is generated. Next, the process proceeds from step S20 to step S2, and the above steps after step S2 are repeated. In this case, the drive signal applied in step S4 is the third drive signal. The value of each drive parameter of the head drive waveform set in step S9 is the minimum drive P value.
ステップS44で、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が検出振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、下予想振動P値が検出振動P値より改善されていない場合(ステップS44でNO)は、ステップS44からステップS51に進む。ステップS51では、ステップS22で得られた予想振動P値と、ステップS42で得られた下予想振動P値とを標準振動P値と比較し、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より少ないか、即ち、予想振動P値が下予想振動P値より改善の程度が大きいかを判定する。 In step S44, the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is larger than the error of the detected vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the lower predicted vibration P value is not improved from the detected vibration P value (step S44). NO) proceeds from step S44 to step S51. In step S51, the predicted vibration P value obtained in step S22 and the lower predicted vibration P value obtained in step S42 are compared with the standard vibration P value, and an error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, The error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is compared. It is determined whether an error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than an error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the expected vibration P value has a greater degree of improvement than the lower predicted vibration P value. .
ステップS51で、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、予想振動P値が下予想振動P値より改善の程度が大きい場合(ステップS51でYES)は、ステップS51からステップS52に進む。ステップS52では、ステップS22で得られた予想振動P値と、ステップS32で得られた上予想振動P値とを標準振動P値と比較し、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より少ないか、即ち、予想振動P値が下予想振動P値より改善の程度が大きいかを判定する。 In step S51, the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the expected vibration P value has a greater degree of improvement than the lower predicted vibration P value (step S51). If YES in S51, the process proceeds from step S51 to step S52. In step S52, the predicted vibration P value obtained in step S22 and the upper predicted vibration P value obtained in step S32 are compared with the standard vibration P value, and an error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value; An error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is compared. It is determined whether an error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than an error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the expected vibration P value has a greater degree of improvement than the lower predicted vibration P value. .
ステップS52で、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、予想振動P値が上予想振動P値より改善の程度が大きい場合(ステップS52でYES)は、ステップS52からステップS25に進む。 In step S52, the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the expected vibration P value has a greater degree of improvement than the upper predicted vibration P value (step S52). If YES in S52, the process proceeds from step S52 to step S25.
ステップS52で、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、予想振動P値が上予想振動P値より改善の程度が小さい場合(ステップS52でNO)は、ステップS52からステップS35に進む。 In step S52, the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is larger than the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the degree of improvement of the predicted vibration P value is smaller than the upper predicted vibration P value (step If NO in S52, the process proceeds from step S52 to step S35.
ステップS51で、予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、予想振動P値が下予想振動P値より改善の程度が小さい場合(ステップS51でNO)は、ステップS51からステップS53に進む。ステップS53では、ステップS42で得られた下予想振動P値と、ステップS32で得られた上予想振動P値とを標準振動P値と比較し、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差と、上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差とを比較する。下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より少ないか、即ち、下予想振動P値が上予想振動P値より改善の程度が大きいかを判定する。 In step S51, the error of the predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is larger than the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the expected vibration P value is less improved than the lower predicted vibration P value (step S51). If NO in S51), the process proceeds from step S51 to step S53. In step S53, the lower expected vibration P value obtained in step S42 and the upper expected vibration P value obtained in step S32 are compared with the standard vibration P value, and the error of the lower expected vibration P value with respect to the standard vibration P value is determined. And the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value. Whether the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, that is, whether the lower predicted vibration P value has a greater degree of improvement than the upper predicted vibration P value. judge.
ステップS53で、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より小さく、下予想振動P値が上予想振動P値より改善の程度が大きい場合(ステップS53でYES)は、ステップS53からステップS45に進む。 In step S53, the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is smaller than the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the lower predicted vibration P value has a greater degree of improvement than the upper predicted vibration P value. (YES in step S53), the process proceeds from step S53 to step S45.
ステップS53で、下予想振動P値の標準振動P値に対する誤差が上予想振動P値の標準振動P値に対する誤差より大きく、下予想振動P値が上予想振動P値より改善の程度が小さい場合(ステップS53でNO)は、ステップS53からステップS35に進む。 In step S53, the error of the lower predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value is larger than the error of the upper predicted vibration P value with respect to the standard vibration P value, and the lower predicted vibration P value is less improved than the upper predicted vibration P value. (NO in step S53), the process proceeds from step S53 to step S35.
ステップS25、ステップS35、ステップS45の各ステップにおいては、上記したように、ヘッド駆動波形の各駆動パラメータの値を、それぞれの上記した駆動P値に設定する。 In each step of step S25, step S35, and step S45, as described above, the value of each drive parameter of the head drive waveform is set to the above-described drive P value.
次に、ステップS25、ステップS35、ステップS45の各ステップからステップS20に進み、各駆動パラメータの値がそれぞれ上記した駆動P値である上記した駆動信号を生成する。次に、ステップS20からステップS2に進み、上記したステップS2以下の各スッテップを繰返す。 Next, the process proceeds from step S25, step S35, and step S45 to step S20 to generate the above-described drive signal in which each drive parameter value is the above-described drive P value. Next, the process proceeds from step S20 to step S2, and the above steps after step S2 are repeated.
上記各ステップを繰返して、許容範囲に入る残留振動が得られると、ステップS8の判定がYESとなり、ステップS9に進む。ステップS9で、駆動信号を規定する各パラメータの値が、許容範囲に入る残留振動を発生させた駆動信号の各パラメータの値に設定され、駆動信号最適条件設定工程を終了する。 When the above steps are repeated and a residual vibration that falls within the allowable range is obtained, the determination in step S8 is YES, and the process proceeds to step S9. In step S9, the value of each parameter that defines the drive signal is set to the value of each parameter of the drive signal that has generated residual vibration that falls within the allowable range, and the drive signal optimum condition setting step ends.
なお、本実施形態では、上記の各機能を装置本体制御部56を用いてソフト的に実現することにしたが、上記の各機能が演算装置を用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
In the present embodiment, each of the above functions is realized by software using the apparatus main
この第4の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータ値を改善するように駆動信号条件を調整するため、比較作業を単純化することができ、効率良く駆動信号条件を調整することができる。
According to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
(1) To select the first vibration parameter whose detected vibration P value is most different from the standard vibration P value among the vibration parameters, and to adjust the drive signal condition so as to improve the first vibration parameter value. The comparison operation can be simplified, and the drive signal conditions can be adjusted efficiently.
(2)各振動パラメータの中でその検出振動P値が最も標準振動P値と乖離している第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータに最も影響を及ぼす第1駆動パラメータを選択して、1回の調整工程においては、第1駆動パラメータの値のみを調整した。そのため、複数の駆動パラメータを同時に調整することによる調整効果の相互作用を排除して、調整作業を単純化することができ、効率良く駆動信号条件を調整することができる。 (2) Among the vibration parameters, select the first vibration parameter whose detected vibration P value is the most dissimilar from the standard vibration P value, and select the first drive parameter that most affects the first vibration parameter. In one adjustment step, only the value of the first drive parameter was adjusted. For this reason, the interaction of adjustment effects due to simultaneous adjustment of a plurality of drive parameters can be eliminated, adjustment work can be simplified, and drive signal conditions can be adjusted efficiently.
(3)予想振動P値を計算し、標準振動P値及び許容誤差値と比較し、予想振動P値が許容範囲に入っていると判定された場合には、そのときの駆動信号を採用する。予想振動P値が許容範囲に入っていないと判定された場合には、さらに調整を続ける。このようにすることにより、調整された駆動信号条件による吐出が許容範囲にはいる確率が高くなり、効率良く駆動信号条件を調整することができる。 (3) The predicted vibration P value is calculated and compared with the standard vibration P value and the allowable error value. If it is determined that the predicted vibration P value is within the allowable range, the drive signal at that time is adopted. . If it is determined that the expected vibration P value is not within the allowable range, the adjustment is further continued. By doing so, the probability that the ejection based on the adjusted drive signal condition falls within the allowable range is increased, and the drive signal condition can be adjusted efficiently.
(4)予想振動P値を計算し、検出振動P値及び準振動P値と比較し、予想振動P値が、検出振動P値より改善されていると判定された場合には、そのときの駆動信号を採用する。このようにすることにより、駆動信号を調整することによって調整値が発散することを防止し、調整された駆動信号条件による吐出が許容範囲にはいる確率が高くなり、効率良く駆動信号条件を調整することができる。 (4) The predicted vibration P value is calculated and compared with the detected vibration P value and the quasi-vibration P value. When it is determined that the predicted vibration P value is improved from the detected vibration P value, Adopt driving signal. This prevents the adjustment value from diverging by adjusting the drive signal, and increases the probability that the ejection under the adjusted drive signal condition is within the allowable range, thus efficiently adjusting the drive signal condition. can do.
本発明の実施形態は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention, and can be implemented as follows.
(変形例1) 上記した実施形態においては、液滴吐出装置の標準機を設定し、その標準機を用いて標準データ及び対照データを作成したが、駆動信号最適条件設定を実施する当該液滴吐出装置自体で、標準データ及び対照データを作成してもよい。 (Modification 1) In the above-described embodiment, the standard machine of the droplet discharge device is set, and the standard data and the reference data are created using the standard machine. Standard data and control data may be created by the discharge device itself.
(変形例2) 上記した実施形態においては、駆動電圧と充電時間とホールド時間と放電時間と基準電位とを、駆動信号を規定する駆動パラメータとしたが、液滴吐出ヘッドの吐出状態に与える影響が大きいパラメータのみを選んで駆動パラメータとしてもよい。調整する特性に対応して必要なパラメータを適当に選ぶことによって、不必要な情報を排除して、効率よく駆動信号情報を作成することができる。 (Modification 2) In the above-described embodiment, the drive voltage, the charge time, the hold time, the discharge time, and the reference potential are the drive parameters that define the drive signal, but the influence on the discharge state of the droplet discharge head Only parameters with a large value may be selected as drive parameters. By appropriately selecting necessary parameters corresponding to the characteristics to be adjusted, unnecessary information can be eliminated and drive signal information can be created efficiently.
(変形例3) 上記した実施形態においては、周波数と振幅と位相と減衰率とバイアスとを、残留振動を規定する振動パラメータとしたが、液滴吐出ヘッドの状態によって変動しやすいパラメータを選んで振動パラメータとしてもよい。変動の大きいパラメータを適当に選ぶことによって、効果的な情報のみを比較することができ、効率よく残留振動情報を作成することができる。また、駆動信号調整を効率よく行うことができる。 (Modification 3) In the above-described embodiment, the frequency, amplitude, phase, attenuation rate, and bias are set as vibration parameters that define the residual vibration. However, parameters that easily vary depending on the state of the droplet discharge head are selected. It may be a vibration parameter. By appropriately selecting parameters with large fluctuations, only effective information can be compared, and residual vibration information can be created efficiently. In addition, drive signal adjustment can be performed efficiently.
(変形例4) 上記した実施形態においては、最も乖離している振動パラメータである第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータの値を改善するように駆動信号を調整したが、複数の振動パラメータ値を一度に改善するようにしてもよい。 (Modification 4) In the above-described embodiment, the first vibration parameter that is the most deviated vibration parameter is selected, and the drive signal is adjusted to improve the value of the first vibration parameter. You may make it improve a parameter value at once.
(変形例5) 第4の実施形態においては、駆動P値から予想振動P値を求めるのに、標準機の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係(対照データ)を利用して求めたが、駆動信号を調整する液滴吐出装置1(調整機)の液滴吐出ヘッド10における駆動電圧と振幅との関係を各駆動パラメータについても求め、それを利用して予想振動P値を求めても良い。
(Modification 5) In the fourth embodiment, in order to obtain the expected vibration P value from the drive P value, the relationship (control data) between the drive voltage and the amplitude in the
上記した実施の形態および変形例から把握される技術的思想を以下に記載する。
(技術的思想1) 上記した第4の工程において、残留振動を規定するパラメータの中で、検出された残留振動におけるパラメータの値が、前記標準駆動信号を印加したときの残留振動におけるパラメータの値と、最も乖離している振動パラメータである第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータの値を改善するように前記駆動信号を調整することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
The technical idea grasped from the above-described embodiments and modifications will be described below.
(Technical Thought 1) Among the parameters that define the residual vibration in the above-described fourth step, the detected parameter value of the residual vibration is the parameter value of the residual vibration when the standard drive signal is applied. And a first vibration parameter, which is the most dissociated vibration parameter, is selected, and the drive signal is adjusted so as to improve the value of the first vibration parameter.
(技術的思想2) 上記した第4の工程において、残留振動を規定するパラメータの中で、検出された残留振動におけるパラメータの値が、前記標準駆動信号を印加したときの残留振動におけるパラメータの値と、最も乖離している振動パラメータである第1振動パラメータを選択し、第1振動パラメータに最も影響を及ぼす駆動信号を規定するパラメータである第1駆動パラメータをさらに選択し、第1振動パラメータの値を改善するように、第1駆動パラメータの値を調整することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。 (Technical idea 2) In the above-described fourth step, among the parameters defining the residual vibration, the detected parameter value of the residual vibration is the parameter value of the residual vibration when the standard drive signal is applied. The first vibration parameter that is the most dissociated vibration parameter is selected, the first drive parameter that is the parameter that defines the drive signal that most affects the first vibration parameter is further selected, and the first vibration parameter A method of driving a droplet discharge head, wherein the value of the first drive parameter is adjusted so as to improve the value.
1…液滴吐出装置及びワーク処理装置としての液滴吐出装置、3…基板テーブル、10…液滴吐出ヘッド、11…ヘッドユニット、16…駆動信号制御手段としての本体制御装置、17…駆動素子としての圧電振動子、56…振動比較手段及び波形制御手段としての装置本体制御部、58…駆動信号生成手段としての駆動信号生成部、63…ノズル、64…ノズルプレート、66…圧力発生室形成板、67…圧力発生室、68…側壁(隔壁)、76…リザーバ、77…導入路、78…筐体、80…振動板、141…残留振動検出手段としての残留振動検出回路、W…ワーク。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記振動板の残留振動を検出する残留振動検出手段と、
前記残留振動検出手段によって検出された前記残留振動に基づいて、前記駆動素子に印加する駆動信号を生成する駆動信号制御手段とを備えた液滴吐出装置。 A droplet discharge head having a nozzle that discharges the functional liquid as droplets, a diaphragm corresponding to the nozzle, and a drive element that displaces the diaphragm;
Residual vibration detecting means for detecting residual vibration of the diaphragm;
A droplet discharge apparatus comprising: drive signal control means for generating a drive signal to be applied to the drive element based on the residual vibration detected by the residual vibration detection means.
基準情報と前記残留振動検出手段によって検出された前記残留振動の検出振動情報とを比較する振動比較手段と、
前記信号比較手段の比較結果に基づき前記駆動信号の波形を調整する波形制御手段と、
前記波形制御手段の調整した結果に基づき前記駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた請求項1に記載の液滴吐出装置。 The drive signal control means includes
Vibration comparison means for comparing reference information and detected vibration information of the residual vibration detected by the residual vibration detection means;
Waveform control means for adjusting the waveform of the drive signal based on the comparison result of the signal comparison means;
The droplet discharge device according to claim 1, further comprising: a drive signal generation unit configured to generate the drive signal based on a result adjusted by the waveform control unit.
正常な吐出状態を実現する標準駆動信号の情報と、前記標準駆動信号が前記液滴吐出ヘッドに印加されたときに発生する標準残留振動の情報とから成る標準情報と、
前記残留振動を規定する各パラメータそれぞれと、前記駆動信号を規定する各パラメータそれぞれとの間の相関の情報である対照情報とから成る、請求項1または2に記載の液滴吐出装置。 The reference information is
Standard information comprising standard drive signal information for realizing a normal ejection state and standard residual vibration information generated when the standard drive signal is applied to the droplet ejection head;
3. The droplet discharge device according to claim 1, comprising: each parameter that defines the residual vibration; and reference information that is information on a correlation between each parameter that defines the drive signal.
前記標準残留振動の情報は、前記標準残留振動を規定する複数のパラメータそれぞれの値であり、
前記検出振動情報は、前記残留振動検出手段によって検出された前記残留振動を規定する各パラメータそれぞれの値である請求項3に記載の液滴吐出装置。 The information of the standard drive signal is a value of each of a plurality of parameters that define the standard drive signal,
The information of the standard residual vibration is a value of each of a plurality of parameters defining the standard residual vibration,
The droplet ejection apparatus according to claim 3, wherein the detected vibration information is a value of each parameter that defines the residual vibration detected by the residual vibration detection unit.
前記液滴吐出ヘッド若しくは前記液滴吐出ヘッドと同等の液滴吐出ヘッドの正常な吐出状態を実現する駆動信号である標準駆動信号の情報と、前記標準駆動信号が前記液滴吐出ヘッドに印加されたときに発生する残留振動である標準残留振動の情報とを有する標準情報と、前記残留振動を規定する各パラメータそれぞれと前記駆動信号を規定する各パラメータそれぞれとの間の相関の情報である対照情報とから成る基準情報を作成する第1の工程と、
前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させてその時に発生する前記残留振動を検出し、検出残留振動情報を作成する第2の工程と、
前記検出残留振動情報と、前記標準情報とを比較する第3の工程と、
前記対照情報と前記検出残留振動情報とに基づいて前記駆動信号を調整する第4の工程と、
前記第4の工程の結果に基づいて駆動信号を生成する第5の工程とを有する液滴吐出ヘッドの駆動方法。 A droplet ejection head driving method comprising a nozzle that ejects functional liquid as droplets, a diaphragm corresponding to the nozzle, and a drive element that displaces the diaphragm,
Information on a standard drive signal, which is a drive signal for realizing a normal discharge state of the droplet discharge head or a droplet discharge head equivalent to the droplet discharge head, and the standard drive signal are applied to the droplet discharge head. A standard information having information on a standard residual vibration, which is a residual vibration that occurs when an error occurs, and a correlation information between each parameter that defines the residual vibration and each parameter that defines the drive signal A first step of creating reference information comprising information;
A second step of discharging the droplet from the droplet discharge head, detecting the residual vibration generated at that time, and creating detected residual vibration information;
A third step of comparing the detected residual vibration information with the standard information;
A fourth step of adjusting the drive signal based on the control information and the detected residual vibration information;
And a fifth step of generating a drive signal based on the result of the fourth step.
前記第1の工程を、前記基準機の標準とする液滴吐出ヘッドを用いて実施する請求項7に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。 Set the reference machine,
The method for driving a droplet discharge head according to claim 7, wherein the first step is performed using a droplet discharge head that is a standard of the reference machine.
前記残留振動情報と、前記標準情報とを比較する第7の工程と、
前記第7の工程の比較結果に基づいて、前記液滴吐出ヘッドの状態を判定する第8の工程と、
前記第8の工程の判定結果に従って、前記液滴吐出ヘッドの保守操作を行う第9の工程とを有する初期化工程をさらに有し、
前記第1の工程を実施し、次に、前記初期化工程を実施し、次に、前記第2乃至第5の工程を順次実施する請求項7または8に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。 A sixth step of discharging droplets from the droplet discharge head, detecting the residual vibration at that time, and creating residual vibration information;
A seventh step of comparing the residual vibration information with the standard information;
An eighth step of determining the state of the droplet discharge head based on the comparison result of the seventh step;
An initialization step including a ninth step of performing maintenance operation of the droplet discharge head according to the determination result of the eighth step,
9. The method of driving a droplet discharge head according to claim 7, wherein the first step is performed, then the initialization step is performed, and then the second to fifth steps are sequentially performed. .
前記判定工程で調整不可能と判定された場合には、調整不可能の警告を出す請求項7乃至9のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。 The fourth step includes a determination step of determining whether adjustment is possible,
10. The method of driving a droplet discharge head according to claim 7, wherein, when it is determined that the adjustment is impossible in the determination step, a warning that adjustment is not possible is issued.
11. The driving of the droplet discharge head according to claim 7, wherein the initialization process is repeated, and an abnormality warning is issued when the determination result of the sixth process is the same over a predetermined number of times. Method.
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