JP2007062022A - System and method for evaluating flight of liquid drop - Google Patents
System and method for evaluating flight of liquid drop Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007062022A JP2007062022A JP2005247229A JP2005247229A JP2007062022A JP 2007062022 A JP2007062022 A JP 2007062022A JP 2005247229 A JP2005247229 A JP 2005247229A JP 2005247229 A JP2005247229 A JP 2005247229A JP 2007062022 A JP2007062022 A JP 2007062022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- droplet
- focused ultrasonic
- ultrasonic wave
- recording liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えば液体インクのような記録液を集束超音波の圧力によって小滴化し、その液滴を記録媒体上に飛翔させ画像を形成するインクジェット記録ヘッドの液滴飛翔評価システムおよび液滴飛翔評価方法に関する。 The present invention relates to a droplet flight evaluation system and a droplet flight of an ink jet recording head, in which, for example, a recording liquid such as liquid ink is reduced into droplets by the pressure of focused ultrasonic waves and the droplets are ejected onto a recording medium to form an image. It relates to the evaluation method.
インク液に圧力を及ぼすエネルギー(圧力エネルギーとも称す)を与えインク液を小滴化し、その液滴を記録媒体上に飛翔させて画像を形成するインクジェット記録装置は、インクジェットプリンタとして実用化され広く使用されている。そして、これまで数多くのインクジェット記録装置の方式が考案されている。その中で、特に発熱体の熱により発生する圧力エネルギーで液滴を飛翔させる方式や、圧電素子を用いその振動による超音波の圧力エネルギーで液滴を飛翔させる方式等が代表的である。 Inkjet recording devices that apply energy (also referred to as pressure energy) to ink liquid to make ink droplets small and fly the image onto a recording medium to form an image have been put to practical use as inkjet printers and are widely used. Has been. Many ink jet recording apparatus systems have been devised. Among them, a method of flying droplets with pressure energy generated by the heat of a heating element, a method of flying droplets with pressure energy of ultrasonic waves using a piezoelectric element, and the like are typical.
上記圧電素子を用いる方式の中に、該素子によって発生する超音波を音響レンズによりインク液面の近傍に集束させ、その集束超音波の圧力を用いて上記インク液面から小液滴を吐出させる方法がある(以下、集束超音波方式と呼称する)。通常の集束超音波方式以外のインクジェット記録ヘッドでは、インク液滴の吐出する細いノズルが必要となり、ノズル内のインク液滴が溶媒の蒸発等で濃縮してインクの目詰まりを起こし易い。それに対して、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドは、ノズルレスでありインクの目詰まりに対し極めて有効な構造になる(例えば、特許文献1参照)。 In the method using the piezoelectric element, the ultrasonic wave generated by the element is focused near the ink surface by an acoustic lens, and a small droplet is ejected from the ink surface using the pressure of the focused ultrasonic wave. There is a method (hereinafter referred to as focused ultrasound method). Ink jet recording heads other than the normal focused ultrasonic method require thin nozzles for ejecting ink droplets, and ink droplets in the nozzles tend to concentrate due to evaporation of the solvent, etc., leading to ink clogging. On the other hand, a focused ultrasonic type inkjet recording head is nozzle-less and has a structure that is extremely effective against ink clogging (see, for example, Patent Document 1).
上記集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドについて図5を参照して説明する。図5は、上記インクジェット記録ヘッドの模式的な縦断面図である。図5に示すように、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドは、圧電素子10より発生する超音波を集束する音響レンズ11が圧電素子10と結合する構造を有している。そして、上記圧電素子10と音響レンズ11とが、インク液12の液面13領域に集束超音波14を集束させ、その液面13からインク液12の液滴を吐出するようになっている。
The focused ultrasonic type ink jet recording head will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the ink jet recording head. As shown in FIG. 5, the focused ultrasonic type inkjet recording head has a structure in which an
具体的に説明すると、図5(a)に示すインクジェット記録ヘッドでは、圧電素子10が平板状の圧電体10aとその対向する上下両面の電極10bおよび10cにより構成される。圧電体10aは、例えばチタン酸鉛系セラミックの平板である。あるいは、その他に、ZnO、LiNbO3等のセラミック圧電材料、フッ化ビニリデンと三フッ化エチレンとの共重合体等の高分子圧電材料から成る。そして、その電極10bおよび10cは、例えばTi/Auの積層電極から成る。その他に、Ni、Al、Cu等の電極材料から成る。この電極10bおよび10cに駆動回路15が接続する。ここで、圧電体10aは、振動の共振周波数に合わせた厚さであり、電極10bおよび10cは、スパッタ法、蒸着法等で成膜された膜厚が例えば1μm未満の薄膜である。
More specifically, in the ink jet recording head shown in FIG. 5A, the
そして、上記音響レンズ11は、例えば厚さが1mm程度のガラス板、あるいは、エポキシ樹脂、ポリイミド等の高分子材料を基材としアルミナ、タングステンの粉末を混合したものから成り、凹面レンズの構造になっている。
The
また、上記インク液12は、例えば金属製あるいはセラミックス製であり厚さが0.1mm程度になる上蓋16を有するインク保持室に供給されるようになっている。ここで、上蓋16の一部に開口部17が形成され、この開口部17にインク液12の液面13が露出するようになっている。
The
図5(b)に示すインクジェット記録ヘッドの場合では、音響レンズ11は、図5(a)の場合と異なり、フレネル輪帯理論に基づき所定のピッチの溝が上記ガラス板あるいは高分子材料に形成されたフレネルレンズから成る。そして、フレネルレンズからなる音響レンズ11が圧電素子10と一体に結合した構造になっている。その他の構造は、図5(a)の場合とほぼ同じになる。
In the case of the ink jet recording head shown in FIG. 5B, unlike the case of FIG. 5A, the
そして、上記インクジェット記録ヘッドでは、圧電素子10は、上記駆動回路15により間欠的な高周波電圧(バースト波)が印加されて振動する。この振動により、音響レンズ11とインク液12液面との間に超音波の定在波が生成される。この定在波は、インク液12の液面13付近で集束する集束超音波14である。そして、例えばインク液12の上蓋16に設けられた開口部13のインク液12の液面13の集束超音波14の収束点が円錐状に盛り上がりメニスカスが形成され、その頂点が分離吐出して液体インクの小さな液滴が飛翔する。この小滴化したインク液の液滴が記録媒体上に飛翔し画点を形成することになる。
上記集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドの製造設計では、集束超音波の共振周波数は、上述したような圧電素子10の圧電材料およびその厚さ等の設計によって高精度に決めることができる。また、集束超音波の焦点距離は、上記音響レンズ11の材質および形状等の設計により高精度に決められる。このように、集束超音波の特性は、上記結合した圧電素子と音響レンズ(以下、集束超音波発生構造体という)の設計により高精度に決定される。しかしながら、これまで、図5に示したようなインクジェット記録ヘッドの設計段階の評価において、該記録ヘッドからの液滴の吐出および液滴の飛翔の簡便な最適化が難しかった。そして、該記録ヘッド構造の評価データの精度が上がらず、上記記録ヘッドの製造設計におけるヘッド構造の最適化が充分にできないという問題が生じていた。
In the manufacturing design of the above-described focused ultrasonic type ink jet recording head, the resonance frequency of the focused ultrasonic wave can be determined with high accuracy by designing the piezoelectric material of the
上述したように、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドでは、集束超音波発生構造体がインク液の液面領域に集束超音波を集束させる。そして、この集束超音波がインク液の液面からインク液の液滴を吐出させる構造になる。このような構造であると、インク液の液滴の吐出とその飛翔は、インク液の液面と上記集束超音波発生構造体との間の相対的な位置関係によって大きく変わってくる。このために、集束超音波発生構造体の微妙な調整が必須になっている。特に、液面と集束超音波の伝播方向の調整、上記液面位置と集束超音波の焦点距離の調整、そして、液面が露出する開口部と集束超音波の集束位置の調整が重要になる。しかも、これ等の調整は、インク液の種類(例えば、顔料インク、染料インク等)とくにその粘度によっても異なってくる。 As described above, in the focused ultrasonic type ink jet recording head, the focused ultrasonic wave generation structure focuses the focused ultrasonic wave on the liquid surface region of the ink liquid. And this focused ultrasonic wave becomes a structure which discharges the droplet of an ink liquid from the liquid surface of an ink liquid. With such a structure, the ejection and flight of ink liquid droplets vary greatly depending on the relative positional relationship between the ink liquid surface and the focused ultrasonic wave generating structure. For this reason, fine adjustment of the focused ultrasonic wave generating structure is essential. In particular, it is important to adjust the propagation direction of the liquid surface and the focused ultrasonic wave, adjust the liquid surface position and the focal length of the focused ultrasonic wave, and adjust the aperture where the liquid level is exposed and the focused position of the focused ultrasonic wave. . In addition, these adjustments vary depending on the type of ink liquid (for example, pigment ink, dye ink, etc.), particularly the viscosity thereof.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドの設計において、液滴の吐出及び飛翔の簡便な最適化を可能にする液滴飛翔評価システムおよび液滴飛翔評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a droplet flight evaluation system and a droplet that enable simple optimization of droplet ejection and flight in the design of a focused ultrasonic type inkjet recording head. An object is to provide a flight evaluation method.
上記目的を達成するために、本発明に係る液滴飛翔評価システムは、開口部を備えて記録液を保持する記録液保持手段と、前記開口部で露出する前記記録液の液面に前記記録液の内部より集束超音波を放射し、前記液面から前記記録液の液滴を吐出し飛翔させる集束超音波発生手段と、前記集束超音波発生手段の前記記録液内部での配置を変化させて、前記集束超音波発生手段と前記液面の位置関係を調整する第1の位置調整手段と、前記液面から吐出し飛翔する前記記録液の液滴を測定する飛翔液滴測定手段と、を有する構成になっている。 In order to achieve the above object, a droplet flight evaluation system according to the present invention includes a recording liquid holding unit that has an opening to hold a recording liquid, and the recording liquid is exposed to the liquid surface of the recording liquid that is exposed at the opening. Focused ultrasonic wave generating means for emitting focused ultrasonic waves from the inside of the liquid and discharging and flying droplets of the recording liquid from the liquid surface; and changing the arrangement of the focused ultrasonic wave generating means inside the recording liquid. A first position adjusting unit that adjusts a positional relationship between the focused ultrasonic wave generating unit and the liquid level; a flying droplet measuring unit that measures a droplet of the recording liquid ejected and flying from the liquid level; It has the composition which has.
また、本発明に係る液滴飛翔評価方法は、記録液の液面に集束超音波を放射し、前記液面から前記記録液の液滴を吐出し飛翔させる集束超音波発生手段を前記記録液の内部に配置し、前記集束超音波発生手段の前記記録液内部での配置を変化させて、前記液滴の飛翔状態を評価する、という構成になっている。 Further, the droplet flight evaluation method according to the present invention includes a focused ultrasonic wave generating means for radiating focused ultrasonic waves to the liquid surface of the recording liquid and ejecting and flying droplets of the recording liquid from the liquid surface. And the arrangement of the focused ultrasonic wave generating means inside the recording liquid is changed to evaluate the flying state of the droplets.
本発明の構成により、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドの設計段階の評価において、液滴の吐出および飛翔の最適化が簡便にできるようになる。そして、上記記録ヘッド構造の評価データの精度が向上し、上記記録ヘッドの製造設計におけるヘッド構造の最適化が容易になる。 With the configuration of the present invention, it is possible to easily optimize the ejection and flight of droplets in the evaluation of the design stage of a focused ultrasonic type inkjet recording head. Further, the accuracy of the evaluation data of the recording head structure is improved, and the optimization of the head structure in the manufacturing design of the recording head is facilitated.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の液滴飛翔評価システムの一例を示す概略構成図である。図2は、インク液の液滴の吐出および飛翔の最適化を説明するための縦断面図である。図3は図2のA−A矢視図である。図4は、上記液滴の吐出および飛翔の別の最適化を説明するための縦断面図である。ここで、図5も含めて互いに同一または類似の部分には共通の符号を付している。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a droplet flight evaluation system of the present embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining optimization of ejection and flight of ink liquid droplets. FIG. 3 is an AA arrow view of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view for explaining another optimization of the ejection and flight of the droplet. Here, the same or similar parts including those in FIG.
図1に示すように、本実施形態の液滴飛翔評価システムは、主要構成として、第1の位置調整機構1、第2の位置調整機構2、回転ドラム3、撮像装置4、集束超音波発生構造体5、インク保持室6を有する。そして、この液滴飛翔評価システムは例えばパーソナルコンピュータ(PC)のような制御装置により一括制御するようになっている。
As shown in FIG. 1, the droplet flight evaluation system of the present embodiment includes, as main components, a first
第1の位置調整機構1は、調整本体1a、第1の調整アーム1b、第2の調整アーム1cおよび第3の調整アーム1dを備えている。これ等の調整アームは、例えば筒状のセラミックスから成る、そして、上記圧電素子と音響レンズから成る集束超音波発生構造体5を、第3の調整アーム1dにより固定保持して、記録液保持手段であるインク保持室6のインク液12内でその配置を変化させて位置調整する。
The first
調整本体1a内にある駆動機構により、第1の調整アーム1bは、集束超音波発生構造体5を図1に示すX軸、Y軸、Z軸方向に移動変位させ位置調整できるようになっている。同様に、第2の調整アーム1cは、X軸を回転軸とした回転方向αを集束超音波発生構造体5に与え回転変位させて位置調整するようになっている。そして、第3の調整アーム1dは、Y軸を回転軸とした回転方向βを集束超音波発生構造体5に与え回転変位させて位置調整できるようになっている。ここで、第1の調整アーム1bは、公知のモータおよびボールネジ機構によりX軸、Y軸、Z軸方向に移動変位し、その変位の精度は+/−1μm程度になる。また、第2の調整アーム1cおよび第3の調整アーム1dは、公知のモータおよび回転調整機構により回転変位し、その回転変位の精度は+/−1mrad(ミリラジアン)程度になる。
The drive mechanism in the
また、上記調整本体1a内には、集束超音波発生手段となる集束超音波発生構造体5の圧電素子10の駆動回路15が取り付けてある。そして、その駆動回路15は、上記第1の調整アーム1b、第2の調整アーム1cおよび第3の調整アーム1dの筒内に配設された配線により集束超音波発生構造体5に接続されている。
Further, a
第2の位置調整機構2は、例えば金属板あるいはセラミックス板から成るテーブルであり、第1の位置調整機構1およびインク保持室6をその表面で固定保持するようになっている。この第2の位置調整機構2は、第1の位置調整機構1と一緒にインク保持室6を位置調整し、インク保持室6の上蓋に設けた開口部で露出するインク液の液面と回転ドラム3の位置関係を調整する。そして、インク液の液面が回転ドラムの真下にくるようにし、回転ドラム3に巻き付けた記録媒体との距離を調整する。
The second
回転ドラム3は、所定の速度で回転すると共に図1に示したY軸方向に移動できるようになっている。そして、インク液12表面から突出し飛翔して着弾する多数の液滴によって、回転ドラム3表面に巻き付けられた記憶媒体上に形成される画点は、上記回転ドラム3の回転と移動により記録媒体上でそれぞれ別の箇所に形成される。このようにして、それぞれの画点の形状が弁別されて測定できるようになり、液滴の記録媒体に着弾した後の画点形状が把握できて、最適な液滴の画点形成状態あるいは後述の飛翔状態を評価することが可能になる。
The rotating drum 3 rotates at a predetermined speed and can move in the Y-axis direction shown in FIG. The image dots formed on the storage medium wound around the surface of the rotary drum 3 by a large number of droplets that protrude from the surface of the
撮像装置4は、例えばストロボ機能を有するCCDカメラ等から構成され、集束超音波発生構造体5によってインク液12表面から吐出し、回転ドラム3表面の記録媒体に向かって飛翔する液滴を測定する。尚、ストロボ機能部とカメラ部は一体であっても、分離され観測対象を挟んで配置されても良い。この飛翔液滴測定手段を用いた測定により、液滴の粒径、単位時間当たりに飛翔する液滴の数、液滴の飛翔方向および飛翔速度等の飛翔状態が把握できて、最適な液滴の飛翔状態を評価することが可能になる。
The
上記液滴飛翔評価システムを用いた集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドの設計段階の評価では、上記第1の位置調整機構1を用いて、インク液12の液面と集束超音波発生構造体5の間の相対的な位置関係が高精度にしかも自在に変えられる。そして、上記変えられたそれぞれの位置関係において、集束超音波発生構造体5が駆動し、インク液12の液面から液滴が吐出・飛翔されて、上記回転ドラム3上の記録媒体に画点が形成される。
In the evaluation at the design stage of the focused ultrasonic type inkjet recording head using the droplet flight evaluation system, the liquid level of the
そして、上述したような回転ドラム3による画点形成状態の測定と、撮像装置4による液滴の飛翔状態の測定が行われ、インク液12の液面と集束超音波発生構造体5の間の位置関係において精度の高い評価データが得られる。このようにして、集束超音波方式のインクジェット記録ヘッドにおける、インク液の液面と集束超音波発生構造体の間の最適な位置関係を得ることができる。
Then, the measurement of the dot formation state by the rotating drum 3 as described above and the measurement of the flying state of the droplet by the
上記第1の位置調整機構1を用いたインク液12の液面と集束超音波発生構造体5の位置関係の調整、そして集束超音波発生構造体5による液滴の吐出とその飛翔等は、上記PCのような制御装置により制御される。また、上記液滴の画点形成状態および飛翔状態の測定データは、上記PCにより処理され評価される。
Adjustment of the positional relationship between the liquid surface of the
次に、上記インク液12の液面と集束超音波発生構造体5の間の最適な位置関係を得るための本実施形態の液滴飛翔評価システムの動作機構について、図1ないし5を参照して説明する。
Next, the operation mechanism of the droplet flight evaluation system of the present embodiment for obtaining the optimum positional relationship between the liquid surface of the
初めに、インク液12の液面と集束超音波発生構造体5の位置関係において、図1に示すX軸、Y軸、Z軸方向の移動とその位置調整について説明する。第1の位置調整機構1の調整本体1a内にある駆動回路15により、所定の電圧値のバースト波が集束超音波発生構造体5の圧電素子10に印加されて、インク液12内に集束超音波14が生成される。このように集束超音波14が生じている状態において、図1において説明したように、第1の調整アーム1bのX軸、Y軸、Z軸方向の移動により集束超音波発生構造体5がμm単位で位置調整される。
First, regarding the positional relationship between the liquid surface of the
図2に示すように、上記第1の調整アーム1bのZ軸方向の移動により、第3の調整アーム1d上に固定保持した集束超音波発生構造体5を構成する音響レンズ11はZ軸方向に位置変位する。そして、集束超音波14の焦点位置と液面13の位置関係が変化する。このために、集束超音波14の圧力エネルギーにより液面13から円錐状に盛り上がるメニスカス7において、その大きさあるいはその高さ等の形状が変わってくる。更に、このメニスカス7の形状変化に伴って、そのメニスカス7の頂点から分離吐出して飛翔する液滴8の飛翔状態(粒径、単位時間当たりに飛翔する液滴の数、液滴の飛翔方向および飛翔速度等)が変化するようになる。
As shown in FIG. 2, the
そして、上記液滴8は、回転ドラム3に巻かれた例えば記録用紙のような記録媒体9上に着弾し画点を形成する。このようにして形成された画点は、上述したように回転ドラム3の回転と移動により、記録媒体9のことなった箇所に形成される。このために、それ等の画点の形状は弁別して測定でき、最適な液滴の画点形成状態あるいは飛翔状態を探し出すことができる。また、上述したように撮像装置4により、上記液滴の飛翔状態が測定される。このようにして、最適な液滴を形成するための上記音響レンズ11と液面13の間のZ軸方向の距離が調整される。この最適なZ軸方向の距離は、必ずしも集束超音波14の焦点距離と一致するものではない。この距離は、インク液(記録液)の種類とくにその粘度により大きく異なってくる。
Then, the
全く同様にして、上記第1の調整アーム1bのX軸およびY軸方向の移動により、図3に示すように、第3の調整アーム1d上に固定保持した集束超音波発生構造体5を構成する音響レンズ11はX軸およびY軸方向に変位する。そして、生成されるメニスカス7の開口部17内でその位置が変化する。ここで、開口部17の口径は上述したように例えば1.5mm以下である。この開口部17におけるメニスカス7の位置の変化により、メニスカスの頂点から分離吐出して飛翔する液滴8の飛翔状態が変化するようになる。これは、インク液12の液面13における表面張力が上蓋16の影響を受けて開口部17内の位置で変わってくるからである。
In exactly the same manner, as shown in FIG. 3, the focused ultrasonic
そこで、図3に示す開口部17が、その有効面の口径が上述したように例えば3mm程度になる音響レンズ11に形成された凹面11aの中心領域に配置されるように、上記X軸およびY軸方向の移動調整をすると好適になる。このような調整は、上述したような回転ドラム3に巻かれた記録媒体9上に着弾し形成された画点の測定、上記撮像装置4による液滴の飛翔状態の測定を通して容易にできる。通常、メニスカス7が開口部17の中心部に位置すると、上蓋16の影響が最小になり液面での表面張力が最も低下して、液面から吐出し飛翔する液滴の飛翔速度が最も大きくなる。
Therefore, the
次に、インク液12の液面と集束超音波発生構造体5の位置関係において、図1又は3に示したX軸を回転軸とした回転方向αを集束超音波発生構造体5に与えて位置調整する場合について説明する。この場合も、第1の位置調整機構1の調整本体1a内にある駆動回路15により、所定の電圧値のバースト波が集束超音波発生構造体5の圧電素子10に印加されて、インク液12内に集束超音波14が生成される。このように集束超音波14が生じている状態において、図1において説明したように、第2の調整アーム1cのX軸の回転駆動により集束超音波発生構造体5がmrad単位で位置調整される。
Next, in the positional relationship between the liquid surface of the
図4に示すように、上記第2の調整アーム1cのX軸の回転駆動により、第3の調整アーム1d上に固定保持した集束超音波発生構造体5を構成する音響レンズ11の凹面11aは、インク液12の液面13に対する相対的な位置関係が変位する。そして、集束超音波14の伝播方向と液面13とのなす角度が変わってくるために、液面13から吐出するメニスカス7の形状が変化する。このメニスカス7の形状変化に伴い、そのメニスカス7の頂点から分離吐出して飛翔する液滴8の飛翔状態のうち特に飛翔方向および飛翔速度が大きく変化するようになる。
As shown in FIG. 4, the
そして、これ等の液滴8は、図2で説明したのと全く同様にして、回転ドラム3に巻かれた例記録媒体9上に着弾し画点を形成する。このようにして形成された画点は、その形状が測定されて最適な液滴の画点形成状態かどうかの評価がなされる。また、上述したように撮像装置4により、上記液滴の飛翔状態が測定される。そして、最適な回転方向αは、液滴8が液面13から垂直に飛翔する回転角度に調整される。
These
全く同様にして、上記第3の調整アーム1dによる回転方向βの駆動により、上記音響レンズ11の凹面11aは、インク液12の液面13に対する相対的な位置関係が変位する。そして、回転方向αの駆動の場合と全く同様にして、集束超音波14の伝播方向と液面13とのなす角度が変わってくる。このために、液面13から吐出するメニスカス7の形状が変化する。そして、そのメニスカス7の頂点から分離吐出して飛翔する液滴8の飛翔状態が大きく変化するようになる。
Exactly in the same manner, the relative positional relationship between the
そこで、これ等の液滴8は、上記回転方向αの駆動の場合と同様にして、回転ドラム3に巻かれた記録媒体9上に着弾し形成された画点および撮像装置4により評価される。そして、最適な回転方向βは、液滴8が液面13から垂直に飛翔する回転角度に調整される。
Therefore, these
このようにして、液滴の粒径が所望の粒径になるように、そして、液滴の単位時間に飛翔する液滴の数が所望の数になるように位置調整する。また、液滴の飛翔方向が液面に対して垂直になるように、そして、液滴の飛翔速度が所定の範囲に入るように位置調整する。 In this way, the position is adjusted so that the particle size of the droplets becomes a desired particle size, and the number of droplets flying per unit time of the droplets becomes a desired number. Further, the position is adjusted so that the flying direction of the droplet is perpendicular to the liquid surface and the flying speed of the droplet is within a predetermined range.
上記実施形態では、音響レンズ11が凹面レンズの場合について説明しているが、音響レンズ11がフレネルレンズにより構成される場合も全く同様に可能である。また、上記インク液の液面13と集束超音波構造体5の位置関係の調整では、図2に示した回転方向θの調整を行えるようにしてもよい。そして、第2の位置調整機構2は、X、Y、Z軸方向の移動変位および第1の位置調整機構1と同様な回転変位をする駆動テーブルであると好適である。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、集束超音波を用いたインクジェット記録ヘッドの設計段階の評価において、集束超音波発生構造体5とインク液12の液面13との間の相対的配置を極めて容易に変化させることができる。そして、この配置を種々に変化させて、液面13から吐出し飛翔する液滴8の飛翔状態を詳細に測定することができる。このようにして、上記記録ヘッド構造の評価データはその精度が大きく向上する。そして、上記記録ヘッドの製造設計におけるヘッド構造の最適化が簡便にできるようになる。
In the above embodiment, the relative arrangement between the focused ultrasonic
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
1…第1の位置調整機構,1a…調整本体,1b…第1の調整アーム,1c…第2の調整アーム,1d…第3の調整アーム,2…第2の位置調整機構,3…回転ドラム,4…撮像装置,5…集束超音波発生構造体,6…インク保持室,7…メニスカス,8…液滴,9…記録媒体,10…圧電素子,10a,10b…電極,11…音響レンズ,11a…凹面,12…インク液,13…液面,14…集束超音波,15…駆動回路,16…上蓋,17…開口部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記開口部で露出する前記記録液の液面に前記記録液の内部より集束超音波を放射し、前記液面から前記記録液の液滴を吐出し飛翔させる集束超音波発生手段と、
前記集束超音波発生手段の前記記録液内部での配置を変化させて、前記集束超音波発生手段と前記液面の位置関係を調整する第1の位置調整手段と、
前記液面から吐出し飛翔する前記記録液の液滴を測定する飛翔液滴測定手段と、
を有することを特徴とする液滴飛翔評価システム。 A recording liquid holding means for holding a recording liquid with an opening;
Focused ultrasound generating means for emitting focused ultrasound from the inside of the recording liquid to the liquid surface of the recording liquid exposed at the opening, and discharging and flying the recording liquid droplets from the liquid surface;
A first position adjusting unit that adjusts a positional relationship between the focused ultrasonic wave generating unit and the liquid surface by changing an arrangement of the focused ultrasonic wave generating unit inside the recording liquid;
Flying droplet measuring means for measuring droplets of the recording liquid ejected from the liquid surface and flying;
A droplet flight evaluation system characterized by comprising:
前記集束超音波発生手段の前記記録液内部での配置を変化させて、前記液滴の飛翔状態を評価することを特徴とする液滴飛翔評価方法。 A focused ultrasonic wave generating means for radiating focused ultrasonic waves to the liquid surface of the recording liquid and discharging and flying droplets of the recording liquid from the liquid surface is disposed inside the recording liquid,
A droplet flight evaluation method, characterized in that the flying state of the droplet is evaluated by changing the arrangement of the focused ultrasonic wave generating means inside the recording liquid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005247229A JP2007062022A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | System and method for evaluating flight of liquid drop |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005247229A JP2007062022A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | System and method for evaluating flight of liquid drop |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007062022A true JP2007062022A (en) | 2007-03-15 |
Family
ID=37924807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005247229A Withdrawn JP2007062022A (en) | 2005-08-29 | 2005-08-29 | System and method for evaluating flight of liquid drop |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007062022A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111871634A (en) * | 2020-07-26 | 2020-11-03 | 上海交通大学 | High-speed liquid drop generating device based on cam structure |
-
2005
- 2005-08-29 JP JP2005247229A patent/JP2007062022A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111871634A (en) * | 2020-07-26 | 2020-11-03 | 上海交通大学 | High-speed liquid drop generating device based on cam structure |
CN111871634B (en) * | 2020-07-26 | 2021-07-16 | 上海交通大学 | High-speed liquid drop generating device based on cam structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS63166547A (en) | Printing head for acoustic printing | |
JPH10114062A (en) | Method for discharging liquid drop from liquid surface | |
JP2004291563A (en) | Ink jet recording device | |
JP2965513B2 (en) | Printing element and printing apparatus | |
Kwon et al. | Directional droplet ejection by nozzleless acoustic ejectors built on ZnO and PZT | |
JP2007062022A (en) | System and method for evaluating flight of liquid drop | |
JPH10250110A (en) | Ink jet recording apparatus | |
JP2007223170A (en) | System and method for evaluating flying of liquid droplet | |
JP2010052316A (en) | Image forming apparatus | |
JP2008093918A (en) | Liquid droplet ejection head | |
JP3438535B2 (en) | Recording head | |
JP3422230B2 (en) | Inkjet recording head | |
JP3438544B2 (en) | Inkjet recording head | |
JP3450703B2 (en) | Ink jet recording device | |
Hamazaki et al. | Ejection characteristics and drop modulation of acoustic inkjet printing using fresnel lens | |
JP3449187B2 (en) | Inkjet recording head | |
JP3740791B2 (en) | Droplet forming apparatus and image forming method | |
JP5017397B2 (en) | Ink jet apparatus and ink coating method | |
JP3426954B2 (en) | Ink jet recording device | |
JPH1120162A (en) | Ink-jet recording apparatus | |
JPH11235825A (en) | Recording head | |
JP3455416B2 (en) | Ink jet recording device | |
JP3451895B2 (en) | Recording head | |
JPH11254666A (en) | Recorder | |
JP2006000770A (en) | Thin film coater of inkjet type |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081104 |