JP2008030445A - Liquid-droplet discharge controller and its control method - Google Patents
Liquid-droplet discharge controller and its control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008030445A JP2008030445A JP2007071332A JP2007071332A JP2008030445A JP 2008030445 A JP2008030445 A JP 2008030445A JP 2007071332 A JP2007071332 A JP 2007071332A JP 2007071332 A JP2007071332 A JP 2007071332A JP 2008030445 A JP2008030445 A JP 2008030445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure chamber
- droplets
- electric field
- voltage
- voltage value
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Abstract
Description
本発明は、液体材料を液滴化して吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置およびその制御方法に関し、特にマルチノズルのシェアモード型インクジェットヘッドの液滴吐出特性を補正することができる液滴吐出制御装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge control device that controls an inkjet head that discharges liquid material into droplets, and a control method therefor, and in particular, a liquid that can correct droplet discharge characteristics of a multi-nozzle share mode inkjet head. The present invention relates to a droplet discharge control device and a control method thereof.
従来、液体を吐出する方式の1つとしてインクジェット方式があり、ノズルを多数配置したマルチノズルのインクジェットヘッド(以下単に「ヘッド」ともいう)を用いることによって、インク材料を紙などの媒体に吐出させて高速に印刷を行なうインクジェット装置が知られている。シェアモード型のインクジェットヘッドは、インクを加圧する圧力室の構造がシンプルであり、ノズルの高密度化に優れている(たとえば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an ink jet method as one of methods for discharging a liquid, and an ink material is discharged onto a medium such as paper by using a multi-nozzle ink jet head (hereinafter simply referred to as “head”) in which a large number of nozzles are arranged. Inkjet apparatuses that perform printing at high speed are known. The share mode type ink jet head has a simple pressure chamber structure for pressurizing ink and is excellent in increasing the density of nozzles (see, for example, Patent Document 1).
近年では、薄膜形成などの産業用途にインクジェット装置が応用されるようになってきている。たとえばガラス基板上にレッド、グリーン、およびブルーなどの色材を塗り分けることによって、液晶パネルのカラーフィルタの製造に利用されている。さらに有機EL(Electro−Luminescence)パネルの製造工程における発光層および電極の薄膜形成にも応用されている。 In recent years, ink jet apparatuses have been applied to industrial uses such as thin film formation. For example, it is used for manufacturing a color filter of a liquid crystal panel by separately coating red, green, and blue color materials on a glass substrate. Further, it is also applied to the formation of a light-emitting layer and an electrode thin film in the manufacturing process of an organic EL (Electro-Luminescence) panel.
このような産業用途では、所定の領域に均一に塗布する必要があり、吐出される液量を数%以下の精度に抑える必要がある。さらに、高精細な媒体に対しては、インクジェットヘッドを数百m/秒の高速で走査しながらも、幅が液滴と同程度しかない領域に狙いを定めて液滴を着弾させる必要がある。ノズルから吐出される液滴1つの体積は、数ピコリットルから十数ピコリットルであり、液滴の直径は20〜30μm程度である。 In such an industrial application, it is necessary to apply uniformly to a predetermined region, and it is necessary to suppress the amount of liquid discharged to an accuracy of several percent or less. Furthermore, for a high-definition medium, it is necessary to aim at a region where the width is only the same as that of the droplet while the inkjet head is scanned at a high speed of several hundreds m / sec, and to land the droplet. . The volume of one droplet discharged from the nozzle is several picoliters to several tens of picoliters, and the diameter of the droplets is about 20 to 30 μm.
しかしながら、従来のマルチノズルのインクジェットヘッドでは、ノズル間の特性ばらつきから、各ノズルから吐出される液滴の体積および吐出速度に大きなばらつきを生じる。全体的な採算性を考慮すると、ヘッドのノズル間特性ばらつきを抑えることだけに頼ることは難しい。 However, in a conventional multi-nozzle ink jet head, there is a large variation in the volume and ejection speed of the droplets ejected from each nozzle due to variation in the characteristics between the nozzles. Considering the overall profitability, it is difficult to rely only on suppressing variations in the characteristics of the head nozzles.
そこで、圧力室に印加する駆動波形の電圧を個別に調整することによって、吐出される液滴の体積および吐出速度の補正が行われている。たとえば複数の駆動電圧波形を発生する発生手段を用いて、複数の異なる電圧の駆動電圧波形を発生し、ノズル毎に駆動電圧波形を選択して、ヘッドに供給するものがある(たとえば特許文献2参照)。あるいは、ノズル毎に記憶された駆動電圧波形の情報であるデジタルデータに基づいて、アナログ駆動電圧生成手段において共通の電圧波形を発生する。そして、発生した共通の電圧波形を圧力室に供給するかしないかを決めるスイッチの開閉のタイミング調整によって、ノズル毎の駆動波形の電圧を調整するものがある(たとえば特許文献3参照)。圧力室に印加する駆動波形の電圧を個別に調整する手段としては、これらの他にもいくつかの提案がされている。 Therefore, the volume of the ejected droplet and the ejection speed are corrected by individually adjusting the voltage of the drive waveform applied to the pressure chamber. For example, there is a device that generates a plurality of driving voltage waveforms of different voltages using a generating unit that generates a plurality of driving voltage waveforms, selects a driving voltage waveform for each nozzle, and supplies the driving voltage waveform to the head (for example, Patent Document 2). reference). Alternatively, a common voltage waveform is generated in the analog drive voltage generation means based on digital data that is information on the drive voltage waveform stored for each nozzle. Then, there is one that adjusts the voltage of the drive waveform for each nozzle by adjusting the opening / closing timing of a switch that determines whether or not the generated common voltage waveform is supplied to the pressure chamber (see, for example, Patent Document 3). Several other proposals have been made as means for individually adjusting the voltage of the drive waveform applied to the pressure chamber.
しかしながら、圧力室個別に駆動電圧を調整することによるノズル間特性ばらつきの補正をシェアモード型インクジェットに適用する場合には、以下のような問題がある。すなわち一般的なシェアモード型インクジェットのヘッド、つまり液滴を吐出することができる圧力室を連続的に配置したヘッドは、構造上隣接する圧力室がアクチュエータである隔壁を共有しており、各圧力室を独立に駆動させて、たとえばすべての圧力室から同時に液滴を吐出することはできない。 However, there are the following problems when correction of variation in characteristics between nozzles by adjusting the drive voltage for each pressure chamber is applied to a share mode type inkjet. In other words, a general share mode inkjet head, that is, a head in which pressure chambers capable of ejecting droplets are continuously arranged, shares a partition that is an actuator between adjacent pressure chambers. It is not possible to drive the chambers independently, for example to discharge droplets from all pressure chambers simultaneously.
そこで、隣接しない圧力室を一つのグループにして、2つあるいは3つ以上のグループに分割して駆動する方法が採られている(たとえば特許文献4および特許文献5参照)。この際、液滴を吐出させる圧力室に正の電圧を印加してアクチュエータである隔壁を該圧力室の容積が拡大する方向に変形させた後、該圧力室の両隣の圧力室に正の電圧を印加して、液滴を吐出させる圧力室の容積が縮小する方向に隔壁を変形させる。このとき、圧力室個別に駆動電圧が異なるように構成した場合、隣接の圧力室に設定された駆動電圧が影響することになるため、駆動電圧の設定が非常に複雑になってしまうという問題がある。さらに、3つ以上のグループに分割して駆動する場合は、液滴を吐出させない圧力室に挟まれた隔壁が、双方の圧力室に設定された駆動電圧の差の分だけ変形する。この変形によって生じる余分な圧力波が、液滴の吐出の安定性を損なう可能性がある。しかも、液滴の吐出に寄与しない電力が余分に消費される。
In view of this, a method of driving the pressure chambers which are not adjacent to each other into one group and divided into two or three or more groups is employed (see, for example,
さらに、圧力室を拡大させた後に圧力室を縮小させて液滴を吐出させるために、液滴を吐出させる圧力室に正電圧と負電圧とを交互に印加するという両極駆動は、駆動回路が複雑化してしまうという問題がある(たとえば特許文献6参照)。 Furthermore, in order to discharge the droplet by reducing the pressure chamber after enlarging the pressure chamber, bipolar driving in which a positive voltage and a negative voltage are alternately applied to the pressure chamber from which the droplet is discharged is performed by a drive circuit. There is a problem that it becomes complicated (see, for example, Patent Document 6).
さらにまた、隣接する圧力室とアクチュエータである隔壁を共有しないものがある(たとえば特許文献7参照)。これは、液滴を吐出する圧力室間にダミーの圧力室を設けているので、液滴を吐出する圧力室の配列密度が低下してしまうという問題があり、高精細に液滴を吐出することができない。 Furthermore, there is one that does not share a partition which is an actuator with an adjacent pressure chamber (see, for example, Patent Document 7). This is because a dummy pressure chamber is provided between the pressure chambers for ejecting droplets, so that there is a problem that the arrangement density of the pressure chambers for ejecting droplets decreases, and droplets are ejected with high precision. I can't.
本発明の目的は、圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる液滴吐出制御装置およびその制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to easily correct variations in characteristics of ejected droplets between pressure chambers without reducing the arrangement density of the pressure chambers and without complicating the drive voltage setting or the drive circuit. It is an object to provide a droplet discharge control device and a control method thereof.
本発明は、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置である。
The present invention forms a plurality of pressure chambers for discharging droplets by partitioning with partition walls made of a piezoelectric material, and deforms the partition walls by shear stress generated by applying an electric field to the partition walls. A droplet discharge control device that controls an inkjet head that discharges droplets by generating energy in the pressure chamber,
An electric field corresponding to each pressure chamber is individually applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplets are to be discharged, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between the pressure chambers to which the droplets should not be discharged. A droplet discharge control device including an electric field control means.
本発明に従えば、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。 According to the present invention, a plurality of pressure chambers for discharging droplets are formed by partitioning with a partition made of a piezoelectric material, and the partition is deformed by shear stress generated by applying an electric field to the partition, When controlling the ink jet head that generates droplet discharge energy in the pressure chamber and discharges the droplet, the electric field control means separates the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is discharged for each pressure chamber. An electric field corresponding to is applied, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between pressure chambers from which droplets should not be discharged.
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。 That is, by applying a voltage that does not apply an electric field to a partition wall that is sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets, mutual interference that occurs in the partition wall sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets is eliminated. Therefore, there is no need to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber. Therefore, since it is not necessary to provide dummy pressure chambers, the pressure chamber arrangement density is reduced without reducing the arrangement density of the pressure chambers and without complicating the drive voltage setting or the drive circuit. Variations can be easily corrected.
また本発明は、前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与することを特徴とする。 Further, in the present invention, the electric field control means applies an electric field for expanding the volume of the pressure chamber to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged, and subsequently reduces the volume of the pressure chamber. An electric field to be applied is applied.
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を拡大させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。 According to the present invention, after the electric field control means applies an electric field for expanding the volume of the pressure chamber to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged, the volume of the pressure chamber is subsequently changed. Since the electric field to be reduced is applied, the polarization direction of the piezoelectric body constituting the partition wall is the direction in which the volume of the pressure chamber expands when a voltage for applying an electric field is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which droplets are to be discharged. It is possible to control the inkjet head.
また本発明は、前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与することを特徴とする。 Further, in the present invention, the electric field control means applies an electric field for reducing the volume of the pressure chamber to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged, and subsequently expands the volume of the pressure chamber. An electric field to be applied is applied.
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を縮小させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。 According to the present invention, after the electric field control means applies an electric field for reducing the volume of the pressure chamber to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged, the volume of the pressure chamber is subsequently reduced. Since the electric field to be expanded is applied, the direction of polarization of the piezoelectric body constituting the partition is the direction in which the volume of the pressure chamber is reduced when a voltage for applying an electric field is applied to the partition on both sides of the pressure chamber from which droplets are to be discharged. It is possible to control the inkjet head.
また本発明は、前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする。 In the present invention, the electric field control means applies an electric field by applying a voltage, and the voltage value of the applied voltage is a pressure so as to reduce the variation in the volume of droplets ejected from each pressure chamber. It is characterized by being adjusted in advance for each room.
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができる。 According to the present invention, an electric field is applied by applying a voltage by the electric field control means, and the voltage value of the applied voltage reduces variations in the volume of droplets ejected from each pressure chamber. Since the pressure chambers are adjusted in advance as described above, it is possible to perform correction to reduce the variation in the volume of droplets ejected from each pressure chamber.
また本発明は、前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする。 According to the present invention, the electric field control means applies an electric field by applying a voltage, and the voltage value of the applied voltage reduces variation in the discharge speed of the droplets discharged from each pressure chamber. The pressure chamber is adjusted in advance for each pressure chamber.
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができる。 According to the invention, an electric field is applied by applying a voltage by the electric field control means, and the voltage value of the applied voltage reduces variations in the discharge speed of droplets discharged from each pressure chamber. Thus, since the pressure chambers are adjusted in advance for each pressure chamber, it is possible to perform correction to reduce the variation in the discharge speed of the droplets discharged from each pressure chamber.
また本発明は、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする。
The present invention also includes a temperature detection means for detecting the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head,
The previously adjusted voltage value is a temperature detection based on a predetermined temperature voltage characteristic representing a voltage value of a voltage to be applied in order to keep the volume of a droplet discharged from the pressure chamber constant with respect to a temperature change. The voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the means.
本発明に従えば、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。 According to the present invention, the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head is detected by the temperature detecting means, and the voltage value adjusted in advance is a droplet discharged from the pressure chamber in response to a temperature change. Since the voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means based on a predetermined temperature-voltage characteristic representing the voltage value of the voltage to be applied in order to keep the volume of the With the control that takes into account the correction of the variation in the volume of the liquid droplets due to the above, it is possible to apply liquid droplets without uneven application.
また本発明は、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする。
The present invention also includes a temperature detection means for detecting the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head,
The voltage value to be adjusted in advance is based on a predetermined temperature-voltage characteristic indicating a voltage value of a voltage to be applied in order to keep a discharge speed of a droplet discharged from the pressure chamber constant with respect to a temperature change. The voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the detecting means.
本発明に従えば、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。 According to the present invention, the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head is detected by the temperature detecting means, and the voltage value adjusted in advance is a droplet discharged from the pressure chamber in response to a temperature change. Since the voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the temperature detection means based on a predetermined temperature-voltage characteristic representing the voltage value of the voltage to be applied in order to keep the discharge speed of the ink constant, More precise landing can be achieved by controlling the variation in the ejection speed of droplets depending on temperature.
また本発明は、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置の制御方法であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置の制御方法である。
In the present invention, a plurality of pressure chambers for discharging droplets are formed by partitioning with a partition made of a piezoelectric material, and the partition is deformed by a shear stress generated by applying an electric field to the partition. A control method of a droplet discharge control device for controlling an inkjet head that discharges droplets by generating energy for discharging droplets in a pressure chamber,
An electric field corresponding to each pressure chamber is individually applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplets are to be discharged, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between the pressure chambers to which the droplets should not be discharged. A control method of a droplet discharge control device comprising an electric field control means.
本発明に従えば、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。 According to the present invention, a plurality of pressure chambers for discharging droplets are formed by partitioning with a partition made of a piezoelectric material, and the partition is deformed by shear stress generated by applying an electric field to the partition, When controlling the ink jet head that generates droplet discharge energy in the pressure chamber and discharges the droplet, the electric field control means separates the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is discharged for each pressure chamber. An electric field corresponding to is applied, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between pressure chambers from which droplets should not be discharged.
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。 That is, by applying a voltage that does not apply an electric field to a partition wall that is sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets, mutual interference that occurs in the partition wall sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets is eliminated. Therefore, there is no need to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber. Therefore, since it is not necessary to provide dummy pressure chambers, the pressure chamber arrangement density is reduced without reducing the arrangement density of the pressure chambers and without complicating the drive voltage setting or the drive circuit. Variations can be easily corrected.
本発明によれば、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。 According to the present invention, in the head structure in which the partition which is an actuator is shared between the pressure chambers, the mutual voltage generated by adjusting the voltage to be applied to the partition on both sides of the pressure chamber to which droplets are to be discharged is adjusted for each pressure chamber. Since interference can be eliminated, it is not necessary to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber, and the adjustment of the characteristics of the droplets discharged for each pressure chamber can be simplified.
また本発明によれば、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができるので、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が上方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。 Further, according to the present invention, the polarization direction of the piezoelectric body constituting the partition wall is a direction in which the volume of the pressure chamber expands when a voltage for applying an electric field is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged. Since the ink jet head can be controlled, the present invention can be applied to a cantilever type head structure in which, for example, a piezoelectric material constituting a partition wall, for example, a piezoelectric material has an upward polarization direction and an electrode is formed on the upper half.
また本発明によれば、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができるので、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が下方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。 Further, according to the present invention, the polarization direction of the piezoelectric body constituting the partition wall is a direction in which the volume of the pressure chamber is reduced when a voltage for applying an electric field is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged. Since the inkjet head can be controlled, it can be applied to, for example, a cantilever type head structure in which the piezoelectric material constituting the partition wall, for example, a piezoelectric material has a downward polarization direction and an electrode is formed on the upper half.
また本発明によれば、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができるので、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to perform correction to reduce the variation in volume of droplets ejected from each pressure chamber, so that it is possible to apply droplets without coating unevenness.
また本発明によれば、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができるので、液滴の着弾位置精度を向上させることができ、高精細な媒体への吐出が可能となる。 Further, according to the present invention, it is possible to perform correction to reduce the variation in the ejection speed of the droplets ejected from each pressure chamber, so that the landing position accuracy of the droplets can be improved, and the high-definition medium can be obtained. Discharging becomes possible.
また本発明によれば、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出インク量の変動を補正することによって、塗布ムラの防止および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to apply droplets with less unevenness of application by controlling the correction of variation in droplet volume depending on temperature. Therefore, in addition to correcting variations in the pressure chambers, by correcting fluctuations in the amount of ejected ink due to temperature, it is possible to realize both prevention of coating unevenness and high ink droplet ejection stability.
また本発明によれば、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出速度の変動を補正することによって、高いインク滴着弾精度および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to land with higher accuracy by the control in consideration of the variation correction of the droplet discharge speed depending on the temperature. Therefore, in addition to correcting variations in the pressure chambers, it is possible to realize both high ink droplet landing accuracy and high ink droplet discharge stability by correcting fluctuations in the discharge speed due to temperature.
また本発明によれば、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。 Further, according to the present invention, in the head structure in which the partition walls serving as actuators are shared between the pressure chambers, the voltage applied to the partition walls on both sides of the pressure chambers from which droplets are to be ejected is generated for each pressure chamber. Since mutual interference can be eliminated, it is not necessary to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber, and the adjustment of the characteristics of the droplets ejected for each pressure chamber can be simplified.
図1は、本発明の実施の一形態であるインクジェット装置1の外観構成を模式的に示す斜視図である。液滴吐出制御装置であるインクジェット装置1は、吸着盤2、主走査方向駆動手段3、キャリッジ4、副走査方向駆動手段5、メンテナンス部6、および定盤7を含む。本発明に係る液滴吐出制御装置の制御方法は、インクジェット装置1によって処理される。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external configuration of an inkjet apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. An ink jet apparatus 1 that is a droplet discharge control apparatus includes a
吸着盤2は、記録媒体であるたとえばガラス基板20を吸着保持する。主走査方向駆動手段3は、吸着盤2を主走査方向8に移動させる。キャリッジ4は、ノズルから液滴を吐出して記録を行う後述するインクジェットヘッド10と吐出されるべき液体を収容する図示しない液体収容タンクとを内蔵する。副走査方向駆動手段5は、キャリッジ4を副走査方向9に移動させるガントリ(門構造)形式の駆動手段である。メンテナンス部6は、キャリッジ5に内蔵されるインクジェットヘッド10をメンテナンスする。定盤7は、主走査方向駆動手段3、副走査方向駆動手段5、およびメンテナンス部6を一つの表面上で保持する。
The
吸着盤2には、ガラス基板20が載置される面に開口する複数の孔が形成され、その複数の孔の開口部の反対側に、図示しない吸引装置を構成するたとえば配管および真空ポンプなどが接続される。吸引装置の吸引動作によって、吸着盤2上に載置されるガラス基板20が吸着保持され、ガラス基板20は、吸着盤2と一体化して移動する。
The
主走査方向駆動手段3は、定盤7上に平行に設けられる一対の主走査方向スライド機構31と、主走査方向スライド機構31に内蔵される図示しないリニアサーボモータと、主走査方向スライド機構31の位置状態を検出する図示しないリニアエンコーダと、リニアサーボモータの駆動動作を制御する図示しない主走査駆動制御部とを含む。主走査方向駆動手段3は、リニアエンコーダを備えるので、吸着盤2すなわちガラス基板20の移動位置および移動速度を高精度に検出して制御することができる。このリニアエンコーダによる主走査方向8の移動位置検出精度は、最小1μmに設定可能である。
The main scanning direction driving means 3 includes a pair of main scanning
副走査方向駆動手段5は、主走査方向8に直交して吸着盤2およびガラス基板20を跨ぐように設けられるガントリ51と、ガントリ51の梁部51aに設けられる副走査方向スライド機構52と、副走査方向スライド機構52に係合するキャリッジ4を副走査方向9に移動させる図示しないリニアサーボモータと、リニアサーボモータの駆動動作を制御する図示しない副走査駆動制御部とを含んで構成される。
The sub-scanning direction driving means 5 includes a
図2は、図1に示したキャリッジ4に含まれるインクジェットヘッド10の主な構成要素の組立前の外観を示す斜視図である。インクジェットヘッド10は、シェアモード型のインクジェットヘッドであり、PZT(ジルコンチタン酸鉛)などの圧電材料の板状体からなる基板11の上面にカバープレート12を載設し、さらにその上にフィルタ14を載設するとともに、基板11の前面に、複数のノズル131を形成したノズルプレート13を固定して構成する。ノズルプレート13のノズル131は、基板11に形成された各圧力室112に対向する位置に設けられる。各圧力室112には、図示しないタンクからフィルタ14およびカバープレート12に形成された孔部121を経由して、吐出されるべき液体が供給される。
FIG. 2 is a perspective view showing the external appearance of the main components of the
図3は、図2に示した基板11の外観を示す斜視図である。基板11の上部には、ダイヤモンドブレードなどを用いた切削加工によって、隔壁111を挟んで溝状の圧力室112が複数並設して形成されている。圧力室112に露出した隔壁111の両面には、概ね上半分に金属の電極113がスパッタリングなどによって形成されている。各圧力室112は、背面側、つまりノズルプレート13が固定されている側の反対側において、溝の深さが浅くされており、圧力室の底面のうち溝の深さが浅い底面部分にも電極113が形成され、隔壁111の概ね上半分に形成された同一圧力室内の電極113に接続される。この底面部分が外部との電気的接続部となり、ワイヤボンディングなどによって、後述する駆動回路に接続される。各圧力室の電極113には、駆動回路によって、駆動パルスが圧力室112毎に個別に印加される。
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the
図4は、図2に示した基板11およびカバープレート13を組立てたインクジェットヘッド10の断面図である。各圧力室112は、それぞれ2つの隔壁111に挟まれて、基板11の上部に並設して形成される。基板11を構成する圧電材料は、基板11の厚み方向、たとえば図4における上方向に分極されている。電極113は、各圧力室112において、圧力室内の隔壁111側面概ね上半分に互いに対向するように配置されおり、それらの電極113には、溝の深さが浅くなった底面の部分に形成され、それらの電極113に接続された電極部分を経由して、同一の駆動パルスが印加される。
4 is a cross-sectional view of the
図5は、図4に示した電極113と駆動回路114との接続を模式的に示す。駆動回路114は、駆動パルスを発生する回路であり、一般的に用いられるパルス発生回路である。図5には、駆動パルスを表す記号で駆動回路を表している。駆動回路114は、圧力室112毎に設けられ、それぞれ各圧力室112の電極113に接続される。駆動回路114が各圧力室112の電極113に印加する駆動パルスは、圧力室112毎に予め調整された個別電圧値のパルス、または全圧力室共通に予め調整された共通電圧値のパルスである。
FIG. 5 schematically shows the connection between the
図6は、図5に示した駆動回路114によって生成される駆動パルスの電圧波形の例を示す。図6(A)は、駆動回路114によって生成される第1駆動パルスP1の電圧波形を示す。吐出期間は、予め定める周期、たとえば時刻tsから時刻teまでの時間の周期の期間である。第1駆動パルスP1は、時刻t1に、0Vから圧力室毎に予め調整された個別電圧値に変化し、時間AL経過後、時刻t2に、その個別電圧値から0Vに変化するパルスである。図6(B)は、駆動回路114によって生成される第2駆動パルスP2の電圧波形を示す。第2駆動パルスP2は、時刻t2に、0Vから全圧力室共通に予め調整された共通電圧値に変化し、時間2AL経過後、時刻t3に、その共通電圧値から0Vに変化するパルスである。
FIG. 6 shows an example of the voltage waveform of the drive pulse generated by the
図7は、図6に示した駆動パルスを用いて液滴を吐出する際の隔壁の変形を説明するためのインクジェットヘッド10の断面図である。基板11に形成された圧力室のうち、連続する3つの圧力室112a〜112cに着目し、中央の圧力室112bから液滴を吐出する例を示す。図7(A)は、いずれの圧力室の電極にも電圧は印加されておらず、いずれの隔壁も変形していない。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7(B)は、圧力室112bの容積が拡大した状態を示している。図6(A)に示した第1駆動パルスP1の印加時間ALの期間での状態、つまり圧力室112bの電極113bに圧力室112bの個別電圧値が印加された時刻t1から時刻t2までの期間の状態である。圧力室112bを形成する隔壁111bおよび隔壁111cが互いに離れる方向に剪断変形し、圧力室112bの容積が拡大することによって、圧力室112b内に液体が流入する。
FIG. 7B shows a state in which the volume of the
図7(C)は、圧力室112bの容積が縮小した状態を示している。図6(B)に示した第2駆動パルスP2の印加時間2ALの期間の状態であり、圧力室112aの電極113aおよび圧力室112cの電極113cに共通電圧値が印加された時刻t2から時刻t3までの期間の状態である。圧力室112bを形成する隔壁111bおよび隔壁111cが互いに接近する方向に剪断変形し、圧力室112bの容積が縮小することによって、圧力室112b内の液体がノズルから液滴として吐出される。
FIG. 7C shows a state in which the volume of the
このとき、第1駆動パルスP1の印加時間ALは、容積が拡大した圧力室112bに液体が流入することによる圧力波が、圧力室112bの全域を伝播してノズルに達するまでの時間である。印加時間ALは、圧力室112bの長さ、つまりインクの流入口からノズルまでの長さを液体中の音速で除することによって求められる。第1駆動パルスP1の印加時間ALをこのように設定することによって、液体の流入によって生じた圧力波を液滴の吐出に効率的に活用することができる。第2駆動パルスP2の印加時間2ALは、圧力室112bの容積が縮小した際に発生する圧力波が圧力室112b内を往復伝播する時間である。第2駆動パルスP2の印加時間2ALをこのように設定することによって、収縮した圧力室112bが復元する際の負圧によって液滴吐出後の残留振動を効率的にキャンセルすることができる。さらに、第2駆動パルスP2の立ち上がりのタイミングは第1駆動パルスP1の立ち下がりタイミングに一致させることによって、圧力室112bが収縮した際に発生する圧力波を液滴の吐出に効率的に活用するようにしている。
At this time, the application time AL of the first drive pulse P1 is a time until the pressure wave caused by the liquid flowing into the
このように、第1駆動パルスP1の立ち上がりによって隔壁111に生じる拡大方向の剪断変形による圧力波と、第1駆動パルスP1の立ち下がりおよび第2駆動パルスP2の立ち上がりによって隔壁111に生じる縮小方向の剪断変形による圧力波との和によって圧力室112内の液滴を吐出させるようにしている。
As described above, the pressure wave due to the shear deformation in the expansion direction generated in the
図8は、図6に示した駆動パルスを隣接する9つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。図9は、図8に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。図8は、本発明の実施の他の形態であるインクジェット装置1の制御方法を示すタイムチャートでもある。連続して並設された9つの圧力室Ch1〜Ch9を2つおきの3グループに分割して駆動する場合について示したものである。すなわちA相のグループ、B相のグループ、およびC相のグループに分割して3相駆動する場合を、3つの吐出期間について示している。圧力室Ch1,Ch4,Ch7は、A相のグループに属しており、圧力室Ch2,Ch5,Ch8は、B相のグループに属しており、圧力室Ch3,Ch6,Ch9は、C相のグループに属している。 FIG. 8 shows an example of a time chart when the drive pulse shown in FIG. 6 is applied to nine adjacent pressure chambers. FIG. 9 schematically shows a change state of the partition to which the drive pulse shown in FIG. 8 is applied. FIG. 8 is also a time chart showing a method for controlling the inkjet apparatus 1 according to another embodiment of the present invention. This shows a case where nine pressure chambers Ch1 to Ch9 arranged in parallel are divided into two groups and driven. That is, the case where the three-phase driving is performed by dividing into an A-phase group, a B-phase group, and a C-phase group is shown for three ejection periods. The pressure chambers Ch1, Ch4 and Ch7 belong to the A phase group, the pressure chambers Ch2, Ch5 and Ch8 belong to the B phase group, and the pressure chambers Ch3, Ch6 and Ch9 belong to the C phase group. belong to.
図8および図9に示した例では、まずB相のグループに属する圧力室が吐出動作を行い、次にA相のグループに属する圧力室が吐出動作を行い、最後にC相のグループに属する圧力室が吐出動作を行う。図9(A)に示した状態は、時刻t0での状態であり、各圧力室は初期状態である。図9(B)〜(D)に示した状態は、それぞれ時刻tB、時刻tA、および時刻tCでの状態であり、それぞれB相のグループに属する圧力室、A相のグループに属する圧力室、およびC相のグループに属する圧力室が縮小している状態である。 In the example shown in FIGS. 8 and 9, first, the pressure chambers belonging to the B phase group perform the discharge operation, then the pressure chambers belonging to the A phase group perform the discharge operation, and finally belong to the C phase group. The pressure chamber performs the discharge operation. The state shown in FIG. 9A is a state at time t0, and each pressure chamber is in an initial state. The states shown in FIGS. 9B to 9D are states at time tB, time tA, and time tC, respectively, and pressure chambers belonging to the B phase group, pressure chambers belonging to the A phase group, In addition, the pressure chambers belonging to the C phase group are contracted.
吐出動作において、液滴を吐出する圧力室に、各圧力室個別に調整された第1駆動パルスP1の個別電圧値の電圧が印加された後、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、各圧力室共通の第2駆動パルスP2の共通電圧値の電圧が印加される。液滴を吐出する圧力室に第1駆動パルスP1の個別電圧値の電圧が印加されると、液滴を吐出する圧力室の容積が拡大し、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に第2駆動パルスP2の共通電圧値の電圧が印加されると、液滴を吐出する圧力室の容積が縮小する。 In the discharge operation, after the voltage of the individual voltage value of the first drive pulse P1 adjusted individually for each pressure chamber is applied to the pressure chamber for discharging the droplets, the pressure chambers on both sides of the pressure chamber for discharging the droplets A voltage having a common voltage value of the second drive pulse P2 common to the pressure chambers is applied. When the voltage of the individual voltage value of the first drive pulse P1 is applied to the pressure chamber that ejects the droplet, the volume of the pressure chamber that ejects the droplet expands, and the pressure chambers on both sides of the pressure chamber that ejects the droplet When the voltage of the common voltage value of the second drive pulse P2 is applied to the second chamber, the volume of the pressure chamber that ejects the droplet is reduced.
図8には、圧力室Ch1〜Ch9の個別電圧値を、それぞれVch1〜Vch9、共通電圧値をVcomとした駆動パルスの波形を示している。たとえばまずB相のグループに属する圧力室Ch2、Ch5、およびCh8から液滴を吐出するために、圧力室Ch2に個別電圧値Vch2、圧力室Ch5に個別電圧値Vch5、および圧力室Ch8に個別電圧値Vch8が印加された後、圧力室Ch2の両隣の圧力室Ch1および圧力室Ch3、圧力室Ch5の両隣の圧力室Ch4および圧力室Ch6、ならびに圧力室Ch8の両隣の圧力室Ch7および圧力室Ch9に共通電圧値Vcomが印加される。 FIG. 8 shows drive pulse waveforms in which the individual voltage values of the pressure chambers Ch1 to Ch9 are Vch1 to Vch9 and the common voltage value is Vcom, respectively. For example, first, in order to discharge droplets from the pressure chambers Ch2, Ch5, and Ch8 belonging to the B phase group, the individual voltage value Vch2 in the pressure chamber Ch2, the individual voltage value Vch5 in the pressure chamber Ch5, and the individual voltage in the pressure chamber Ch8. After the value Vch8 is applied, the pressure chamber Ch1 and the pressure chamber Ch3 on both sides of the pressure chamber Ch2, the pressure chamber Ch4 and the pressure chamber Ch6 on both sides of the pressure chamber Ch5, and the pressure chamber Ch7 and the pressure chamber Ch9 on both sides of the pressure chamber Ch8. Is applied with a common voltage value Vcom.
次にA相のグループに属する圧力室Ch1、Ch4、およびCh7から液滴を吐出するために、圧力室Ch1に個別電圧値Vch1、圧力室Ch4に個別電圧値Vch4、および圧力室Ch6に個別電圧値Vch6が印加された後、圧力室Ch1の隣の圧力室Ch2、圧力室Ch4の両隣の圧力室Ch3および圧力室Ch5、圧力室Ch7の両隣の圧力室Ch6および圧力室Ch8、ならびに圧力室Ch9に共通電圧値Vcomが印加される。 Next, in order to discharge droplets from the pressure chambers Ch1, Ch4, and Ch7 belonging to the A phase group, the individual voltage value Vch1 is stored in the pressure chamber Ch1, the individual voltage value Vch4 is stored in the pressure chamber Ch4, and the individual voltage is stored in the pressure chamber Ch6. After the value Vch6 is applied, the pressure chamber Ch2 adjacent to the pressure chamber Ch1, the pressure chamber Ch3 and pressure chamber Ch5 adjacent to the pressure chamber Ch4, the pressure chamber Ch6 and pressure chamber Ch8 adjacent to the pressure chamber Ch7, and the pressure chamber Ch9. Is applied with a common voltage value Vcom.
さらにC相のグループに属する圧力室Ch3、Ch6、およびCh9から液滴を吐出するために、圧力室Ch3に個別電圧値Vch3、圧力室Ch6に個別電圧値Vch6、および圧力室Ch9に個別電圧値Vch9が印加された後、圧力室Ch3の両隣の圧力室Ch2および圧力室Ch4、圧力室Ch6の両隣の圧力室Ch5および圧力室Ch7、圧力室Ch9の隣の圧力室Ch8、ならびに圧力室Ch1に共通電圧値Vcomが印加される。 Further, in order to discharge droplets from the pressure chambers Ch3, Ch6, and Ch9 belonging to the C phase group, the individual voltage value Vch3 is stored in the pressure chamber Ch3, the individual voltage value Vch6 is stored in the pressure chamber Ch6, and the individual voltage value is stored in the pressure chamber Ch9. After Vch9 is applied, the pressure chamber Ch2 and the pressure chamber Ch4 adjacent to the pressure chamber Ch3, the pressure chamber Ch5 and the pressure chamber Ch7 adjacent to the pressure chamber Ch6, the pressure chamber Ch8 adjacent to the pressure chamber Ch9, and the pressure chamber Ch1 are applied. A common voltage value Vcom is applied.
このように、液滴を吐出する圧力室の電極に印加する個別電圧値を、圧力室毎に調整して印加することができるので、各圧力室の電極に印加される電圧値に応じて、吐出特性たとえば吐出される液滴の体積あるいは吐出速度の調整を行うことができる。この際、吐出される液滴の体積あるいは吐出速度は、液滴を吐出する圧力室毎に調整された個別電圧値と全圧力室共通に調整された共通電圧値とによって決定され、液滴を吐出する圧力室に隣接する圧力室に設定された個別電圧値には影響されない。つまり、相互干渉を受けずに各圧力室の電圧を調整することができる。 In this way, the individual voltage value applied to the pressure chamber electrodes for discharging droplets can be adjusted and applied for each pressure chamber, so according to the voltage value applied to each pressure chamber electrode, The ejection characteristics, for example, the volume of the ejected droplets or the ejection speed can be adjusted. At this time, the volume or discharge speed of the discharged droplet is determined by the individual voltage value adjusted for each pressure chamber discharging the droplet and the common voltage value adjusted for all the pressure chambers. It is not affected by the individual voltage value set in the pressure chamber adjacent to the pressure chamber to be discharged. That is, the voltage of each pressure chamber can be adjusted without receiving mutual interference.
さらに、液滴を吐出しない圧力室間、たとえば3相駆動の場合、同時に液滴を吐出する圧力室のうちの隣接する2つの圧力室の間にある2つの圧力室間の隔壁の両面に形成された電極の電位が同電位となるので、その圧力室間の隔壁は変形しない。したがって、圧力室間が同電位とならない場合に、その隔壁の変形によって生じたであろう余分な圧力波による液滴の吐出の不安定性をなくすことができる。しかも、液滴の吐出に寄与しない該隔壁の変形に要したであろう電力が消費されない。 Furthermore, between pressure chambers that do not discharge droplets, for example, in the case of three-phase driving, formed on both surfaces of the partition wall between two pressure chambers between two adjacent pressure chambers among the pressure chambers that simultaneously discharge droplets Since the potentials of the formed electrodes are the same, the partition between the pressure chambers is not deformed. Therefore, when the pressure chambers do not have the same potential, it is possible to eliminate the instability of droplet discharge due to an extra pressure wave that may have been caused by the deformation of the partition wall. In addition, the power that would have been required for the deformation of the partition wall that does not contribute to the discharge of the droplets is not consumed.
図10は、従来技術による駆動パルスを隣接する9つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。図8に示した例では、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、各圧力室共通の共通電圧値の駆動パルスを印加していたが、図10に示した例では、共通電圧値の駆動パルスではなく、それぞれの圧力室の個別電圧値の駆動パルスが印加される。 FIG. 10 shows an example of a time chart when a driving pulse according to the prior art is applied to nine adjacent pressure chambers. In the example shown in FIG. 8, the drive pulse having the common voltage value common to the pressure chambers is applied to the pressure chambers adjacent to the pressure chambers for discharging the droplets. In the example shown in FIG. Instead of a value driving pulse, a driving pulse of an individual voltage value of each pressure chamber is applied.
図11は、図10に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。図11(A)に示した状態は、時刻t0での状態であり、各圧力室は初期状態である。図11(B)〜(D)に示した状態は、それぞれ時刻tB、時刻tA、および時刻tCでの状態であり、それぞれB相のグループに属する圧力室、A相のグループに属する圧力室、およびC相のグループに属する圧力室が縮小している状態である。 FIG. 11 schematically shows a change state of the partition walls to which the drive pulse shown in FIG. 10 is applied. The state shown in FIG. 11A is a state at time t0, and each pressure chamber is in an initial state. The states shown in FIGS. 11B to 11D are states at time tB, time tA, and time tC, respectively, and pressure chambers belonging to the B phase group, pressure chambers belonging to the A phase group, In addition, the pressure chambers belonging to the C phase group are contracted.
しかしながら、たとえば時刻tBにおいて、図9(B)では変形していなかった圧力室Ch3と圧力室Ch4とを仕切る隔壁111a、および圧力室Ch6と圧力室Ch7とを仕切る隔壁111bが、図11(B)では変形している。これは、時刻tBにおいて、これらの圧力室の電極に印加される電圧値が、共通電圧値ではなく、各圧力室の個別電圧値になっているために生じるものである。すなわち、隔壁111aの両側の電極に印加される電圧に電位差が生じるために、つまり圧力室Ch3の電極に電圧Vch3が印加され、圧力室Ch4の電極に電圧Vch4が印加されるので、電圧Vch3と電圧Vch4との差の電位差が生じるために、隔壁111aが変形する。同様に隔壁111bの両側の電極に印加される電圧に電位差が生じるために、隔壁111bが変形する。さらに、図11(C)では、圧力室Ch2と圧力室Ch3とを仕切る隔壁111c、圧力室Ch5と圧力室Ch6とを仕切る隔壁111d、および圧力室Ch8と圧力室Ch9とを仕切る隔壁111eが変形している。図11(D)では、圧力室Ch4と圧力室Ch5とを仕切る隔壁111f、および圧力室Ch7と圧力室Ch8とを仕切る隔壁111gが変形している。
However, for example, at time tB, the
図10および図11に示した例では、各圧力室から吐出される液滴の体積あるいは吐出速度を調整する目的で、圧力室個別に駆動パルスの個別電圧値が調整されているものの、共通電圧値の駆動パルスを用いていない。図10および図11に示した例では、液滴を吐出する圧力室の容積を拡大させるために、液滴を吐出する圧力室にその圧力室のために調整された個別電圧値の電圧が印加され、液滴を吐出する圧力室の容積を縮小させるために、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室にそれぞれの圧力室のために調整されたそれぞれの個別電圧値が印加される。すなわち、圧力室毎に調整される個別電圧値が、各圧力室を拡大させるために用いられるだけでなく、隣接する圧力室を縮小させるためにも用いられる。ところが、液滴の吐出特性は、液滴を吐出する圧力室に印加される個別電圧値と、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に印加されるそれぞれの個別電圧値とに影響される。したがって、最終的に吐出特性たとえば吐出させる液滴の体積または吐出速度を調整するために、各圧力室の個別電圧値を決定する作業が非常に複雑となってしまう。 In the example shown in FIGS. 10 and 11, although the individual voltage value of the drive pulse is adjusted for each pressure chamber for the purpose of adjusting the volume or the discharge speed of the droplets discharged from each pressure chamber, the common voltage Value drive pulse is not used. In the example shown in FIG. 10 and FIG. 11, in order to expand the volume of the pressure chamber that ejects droplets, a voltage having an individual voltage value adjusted for the pressure chamber is applied to the pressure chamber that ejects droplets. In order to reduce the volume of the pressure chamber that ejects droplets, the individual voltage values adjusted for the respective pressure chambers are applied to the pressure chambers adjacent to the pressure chamber that ejects droplets. That is, the individual voltage value adjusted for each pressure chamber is not only used for expanding each pressure chamber, but also used for reducing adjacent pressure chambers. However, the droplet discharge characteristics are affected by the individual voltage value applied to the pressure chamber for discharging the droplet and the individual voltage values applied to the pressure chambers adjacent to the pressure chamber for discharging the droplet. The Therefore, in order to finally adjust the ejection characteristics, for example, the volume of the ejected droplets or the ejection speed, the operation of determining the individual voltage value of each pressure chamber becomes very complicated.
さらに、時刻tB、時刻tA、および時刻tCにおいて、液滴を吐出しない圧力室間、たとえば3相駆動の場合、同時に液滴を吐出する圧力室のうちの隣接する2つの圧力室の間にある2つの圧力室間の隔壁の両面に形成された電極の電位は同電位とは限らないため、その圧力室間の隔壁は変形する可能性がある。したがって、該隔壁の変形によって生じる余分な圧力波が安定した液滴の吐出を損なう可能性がある。しかも、液滴の吐出に寄与しない該隔壁の変形に要する電力が消費されることになる。 Further, at time tB, time tA, and time tC, between the pressure chambers that do not discharge droplets, for example, in the case of three-phase driving, between two adjacent pressure chambers among the pressure chambers that simultaneously discharge droplets. Since the potentials of the electrodes formed on both surfaces of the partition wall between the two pressure chambers are not necessarily the same potential, the partition wall between the pressure chambers may be deformed. Therefore, an excessive pressure wave generated by the deformation of the partition wall may impair stable droplet discharge. In addition, power required for deformation of the partition wall that does not contribute to droplet discharge is consumed.
上述した実施の形態では、隔壁を形成する圧電材料の分極方向が1方向、たとえば図4に示した例では上方向であり、隔壁側面の概ね上半分に電極を設けたカンチレバータイプのヘッド構造であるが、これに限定されるものではなく、圧電材料の分極方向を逆向きにし、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、第2駆動パルスP2の共通電圧値の電圧を印加した後、液滴を吐出する圧力室に、第1駆動パルスP1の個別電圧値の電圧を印加してもよい。 In the embodiment described above, the polarization direction of the piezoelectric material forming the partition walls is one direction, for example, the upward direction in the example shown in FIG. 4, and the cantilever type head structure is provided with electrodes on the upper half of the partition wall side surfaces. However, the present invention is not limited to this, and the polarization direction of the piezoelectric material is reversed, and the voltage of the common voltage value of the second drive pulse P2 is applied to the pressure chambers on both sides of the pressure chamber that discharges the droplets. Thereafter, the voltage of the individual voltage value of the first drive pulse P1 may be applied to the pressure chamber that ejects the droplet.
あるいは、隔壁を形成する圧電材料の分極方向が概ね隔壁の高さの中央で対向つまり相反するようにし、隔壁の高さ方向全面に電極を設けたシェブロンタイプのヘッド構造としてもよい。 Alternatively, it may be a chevron type head structure in which the polarization direction of the piezoelectric material forming the partition wall is substantially opposed to or opposite to the center of the partition wall height, and electrodes are provided on the entire surface in the height direction of the partition wall.
さらに、上述した実施の形態では、圧力室を2つおきの3グループに分割して駆動する場合、つまり3相駆動の場合について示したものであるが、3以上の自然数のうちの任意の値をnとし、圧力室をn個おきの(n+1)グループに分割して駆動してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the pressure chamber is divided into three groups every two groups and driven, that is, in the case of three-phase driving, an arbitrary value of three or more natural numbers is shown. May be divided into n (n + 1) groups and driven.
図12は、図8に示した3相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。すなわち圧力室を2つおきの3グループに分割して駆動する場合、つまり3相駆動の場合における「電界=0」の隔壁を、図8に示した時刻tBについて示す。図12では、隔壁111eおよび隔壁111fが「電界=0」の隔壁である。液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁たとえば圧力室Ch3および圧力室Ch4に挟まれた隔壁111eに電界を付与しないように、圧力室Ch3および圧力室Ch4の電極に共通電圧値Vcomを印加する。したがって、隔壁111eには、電位差が0Vの電圧が印加されることになり、電界は付与されない。圧力室Ch6および圧力室Ch7に挟まれた隔壁111fについても同様である。
FIG. 12 schematically shows the state of the partition walls to which the three-phase drive pulses shown in FIG. 8 are applied. That is, the partition of “electric field = 0” in the case of driving by dividing the pressure chamber into every third group, that is, in the case of three-phase driving, is shown at time tB shown in FIG. In FIG. 12, the
図13は、図8に示した3相の駆動パルスに代えて4相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。すなわち圧力室を3つおきの4グループに分割して駆動する場合、つまり4相駆動の場合における「電界=0」の隔壁を示す。図13では、隔壁111g、隔壁111h、隔壁111j、および隔壁111kが「電界=0」の隔壁である。液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁たとえば圧力室Ch3〜圧力室Ch5に挟まれた隔壁111gおよびに隔壁111hに電界を付与しないように、圧力室Ch3〜圧力室Ch5の電極に共通電圧値Vcomを印加する。したがって、隔壁111gおよびに隔壁111hには、電位差が0Vの電圧が印加されることになり、電界は付与されない。圧力室Ch7〜圧力室Ch9に挟まれた隔壁111jおよびに隔壁111kについても同様である。さらに、5相駆動以上の場合についても、液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁の任意のn数に対する駆動方法についても、液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しないように、液滴を吐出しない圧力室の電極に共通電圧値Vcomを印加する。
FIG. 13 schematically shows a state of the partition wall to which a four-phase driving pulse is applied instead of the three-phase driving pulse shown in FIG. That is, the partition wall of “electric field = 0” in the case where the pressure chamber is driven by being divided into four groups every three groups, that is, in the case of four-phase driving is shown. In FIG. 13, the
電界を付与しないように電極に印加する共通電圧値Vcomは、液滴を吐出させる圧力室の容積を縮小させた後、元の容積に戻すための第2駆動パルスの電圧値、または液滴を吐出させる圧力室の容積を拡大させた後、元の容積に戻すための第2駆動パルスの電圧値である。共通電圧値Vcomが個別電圧値Vchに対して高い場合つまりVcom>Vchの場合、共通電圧値Vcomが個別電圧値Vchに対して低い場合つまりVcom<Vchの場合、および共通電圧値Vcomが個別電圧値Vchと同じでない場合つまりVcom≠Vchの場合のうちのいずれの場合であっても、液滴を吐出させる圧力室の容積を縮小または拡大させた後、元の容積に戻すために十分な電位の電圧であれば、圧力を駆動するタイミングがすべて一致しているので、各圧力室に生じる圧力波の振動モードは同一となり、同様に駆動することが可能である。 The common voltage value Vcom applied to the electrodes so as not to apply an electric field is the voltage value of the second drive pulse for returning the original volume after reducing the volume of the pressure chamber that discharges the droplet, or the droplet This is the voltage value of the second drive pulse for returning the original volume after expanding the volume of the pressure chamber to be discharged. When the common voltage value Vcom is higher than the individual voltage value Vch, that is, when Vcom> Vch, when the common voltage value Vcom is lower than the individual voltage value Vch, that is, when Vcom <Vch, and when the common voltage value Vcom is the individual voltage In the case where the value Vch is not the same, that is, in any case where Vcom ≠ Vch, a potential sufficient to restore the original volume after reducing or expanding the volume of the pressure chamber for discharging the droplets Since the timings for driving the pressure all coincide with each other, the vibration modes of the pressure waves generated in the respective pressure chambers are the same and can be driven in the same manner.
図14は、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度7cp(センチポアズ)について示す。図14に示した温度電圧特性のグラフは、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために図4に示した電極113に印加すべき電圧を、液滴吐出速度7.5m/s、8.0m/s、および8.5m/sについて、粘度7cpで測定したものである。たとえば温度5℃で約28V、温度15℃で約20V、温度25℃で約17V、温度35℃で約15Vに減少している。表1は、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧を、液滴吐出速度7.5m/s、8.0m/s、および8.5m/sについて測定したデータを示し、図14に示したグラフの元データである。
FIG. 14 shows a temperature-voltage characteristic that keeps the droplet discharge speed constant with respect to temperature change for a viscosity of 7 cp (centipoise). The graph of the temperature-voltage characteristic shown in FIG. 14 shows the voltage to be applied to the
図15は、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度4cpについて示す。図15に示した温度電圧特性のグラフは、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために図4に示した電極113に印加すべき電圧を、液滴吐出速度7.5m/s、8.0m/s、および8.5m/sについて、粘度4cpで測定したものである。たとえば温度5℃で約18V、温度15℃で約16V、温度25℃で約15V、温度35℃で約13Vに減少している。表2は、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧を、液滴吐出速度7.5m/s、8.0m/s、および8.5m/sについて測定したデータを示し、図15に示したグラフの元データである。
FIG. 15 shows a temperature-voltage characteristic for a viscosity of 4 cp that keeps the droplet discharge speed constant with respect to a temperature change. The graph of the temperature-voltage characteristic shown in FIG. 15 shows the voltage to be applied to the
インクジェット装置1は、図示しないサーミスタなどの温度検出装置を含み、タンクから圧力室に供給される液体の温度をその温度検出装置によって検出することができる。駆動回路114は、図14または図15に示した測定データに基づいて、温度検出装置によって検出した温度に応じて、電極113に印加する電圧を変化させて、温度変化に伴う液滴の吐出速度の変動を補正する。各圧力室の液滴の吐出速度のばらつきは、各圧力室の加工精度のばらつきによるものと考えられ、液滴の吐出速度の各圧力室間のばらつきの度合いは、温度が変化しても一定に保持されると考えられる。したがって、圧力室毎の液滴速度のばらつきの違いを一定に保持したまま、圧力室に供給される液体の温度に対応した圧力室毎の個別電圧値によって決まる第1駆動パルスの電圧を印加することによって、高精度の着弾が可能となる。さらに、使用する液体つまりインクの粘度条件にあった温度に対する駆動電圧データたとえば図14および図15に示した温度電圧特性のデータを使用することによって、インクジェットヘッド特性に合った高精度の駆動制御が可能となる。
The ink jet device 1 includes a temperature detection device such as a thermistor (not shown), and can detect the temperature of the liquid supplied from the tank to the pressure chamber. The
図14および図15に示した温度電圧特性のデータは、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つために図4に示した電極113に印加する電圧を、温度を変化させて測定したデータであるが、同様に、温度変化に対して、吐出される液滴の体積を一定に保つために電極113に印加する電圧を、温度を変化させて測定する。そして、その測定データに基づいて、電極113に印加する電圧を制御することによって、温度変化に伴う液滴の体積の変動を補正することができる。すなわち、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきは、各圧力室の加工精度のばらつきによるものと考えられ、液滴の体積の各圧力室間のばらつきの度合いは、温度が変化しても一定に保持されると考えられる。したがって、圧力室毎の液滴の体積のばらつきの違いを一定に保持したまま、圧力室に供給される液体の温度に対応した圧力室毎の個別電圧値によって決まる第1駆動パルスの電圧を印加することによって、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。
14 and FIG. 15 was measured by changing the temperature of the voltage applied to the
このように、圧電体であるたとえば圧電材料から成る隔壁であるたとえば隔壁111で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室であるたとえば圧力室112を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドであるたとえばインクジェットヘッド10を制御するにあたって、電界制御手段であるたとえば駆動回路114によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。
In this way, for example, the
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。すなわち、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。 That is, by applying a voltage that does not apply an electric field to a partition wall that is sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets, mutual interference that occurs in the partition wall sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets is eliminated. Therefore, there is no need to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber. Therefore, since it is not necessary to provide dummy pressure chambers, the pressure chamber arrangement density is reduced without reducing the arrangement density of the pressure chambers and without complicating the drive voltage setting or the drive circuit. Variations can be easily corrected. In other words, in the head structure in which the partition walls, which are actuators, are shared between the pressure chambers, the mutual interference caused by adjusting the voltage applied to the partition walls on both sides of the pressure chambers from which droplets are to be discharged is eliminated. Therefore, it is not necessary to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber, and the adjustment of the characteristics of the droplets discharged for each pressure chamber can be simplified.
さらに、前記電界制御手段電圧によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を拡大させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。したがって、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が上方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。 Furthermore, after an electric field for expanding the volume of the pressure chamber is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which droplets are to be discharged by the electric field control means voltage, an electric field for subsequently reducing the volume of the pressure chamber is applied. Therefore, the polarization direction of the piezoelectric body constituting the partition wall is the direction in which the volume of the pressure chamber expands when a voltage for applying an electric field is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged. The head can be controlled. Therefore, for example, the present invention can be applied to a cantilever type head structure in which the polarization direction of a piezoelectric body, for example, a piezoelectric material constituting a partition wall is upward and an electrode is formed on the upper half.
さらにまた、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を縮小させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。したがって、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が下方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。 Furthermore, after the electric field control means applies an electric field for reducing the volume of the pressure chamber to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged, an electric field for subsequently expanding the volume of the pressure chamber. Therefore, the polarization direction of the piezoelectric body constituting the partition wall is a direction in which the volume of the pressure chamber is reduced when a voltage for applying an electric field is applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplet is to be discharged. The head can be controlled. Therefore, for example, the present invention can be applied to a cantilever type head structure in which the polarization direction of a piezoelectric body, for example, a piezoelectric material that constitutes a partition wall is a downward direction and an electrode is formed on the upper half.
さらに、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができる。したがって、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。 Further, an electric field is applied by applying a voltage by the electric field control means, and the voltage value of the applied voltage is a pressure chamber so as to reduce variations in the volume of droplets ejected from each pressure chamber. Since the adjustment is performed every time, it is possible to perform correction to reduce the variation in the volume of the droplets discharged from each pressure chamber. Accordingly, it is possible to apply droplets without application unevenness.
さらにまた、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができる。したがって、液滴の着弾位置精度を向上させることができ、高精細な媒体への吐出が可能となる。 Furthermore, an electric field is applied by applying a voltage by the electric field control means, and the voltage value of the applied voltage is such that variations in the discharge speed of the droplets discharged from each pressure chamber are reduced. Since adjustment is performed in advance for each pressure chamber, it is possible to perform correction to reduce variation in the ejection speed of the droplets ejected from each pressure chamber. Accordingly, it is possible to improve the landing position accuracy of the droplets, and it is possible to discharge onto a high-definition medium.
さらに、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出インク量の変動を補正することによって、塗布ムラの防止および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。 Furthermore, the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the ink jet head is detected by the temperature detecting means, and the voltage value adjusted in advance maintains the volume of the liquid droplets ejected from the pressure chamber with respect to the temperature change. Since the voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means based on a predetermined temperature voltage characteristic representing the voltage value of the voltage to be applied to maintain the voltage, The liquid droplet application without application unevenness can be performed by the control in consideration of the volume variation correction. Therefore, in addition to correcting variations in the pressure chambers, by correcting fluctuations in the amount of ejected ink due to temperature, it is possible to realize both prevention of coating unevenness and high ink droplet ejection stability.
さらにまた、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出速度の変動を補正することによって、高いインク滴着弾精度および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。 Furthermore, the temperature detection means detects the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head, and the voltage value adjusted in advance is the discharge speed of the liquid droplets discharged from the pressure chamber in response to a temperature change. Since the voltage value is corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means based on a predetermined temperature-voltage characteristic representing the voltage value of the voltage to be applied in order to keep the voltage constant, More precise landing can be achieved by controlling the dispersion of the droplet discharge speed. Therefore, in addition to correcting variations in the pressure chambers, it is possible to realize both high ink droplet landing accuracy and high ink droplet discharge stability by correcting fluctuations in the discharge speed due to temperature.
さらに、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。 Furthermore, a plurality of pressure chambers for ejecting droplets are formed by partitioning with partition walls made of piezoelectric material, and the partition walls are deformed by shear stress generated by applying an electric field to the partition walls, and the droplets are ejected. In controlling the inkjet head that discharges droplets by generating energy in the pressure chambers, the electric field control means uses the electric field control means to separate the electric fields corresponding to each pressure chamber in the partition walls on both sides of the pressure chambers. And an electric field is not applied to the partition wall sandwiched between the pressure chambers from which droplets should not be discharged.
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。すなわち、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。 That is, by applying a voltage that does not apply an electric field to a partition wall that is sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets, mutual interference that occurs in the partition wall sandwiched between pressure chambers that should not eject droplets is eliminated. Therefore, there is no need to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber. Therefore, since it is not necessary to provide dummy pressure chambers, the pressure chamber arrangement density is reduced without reducing the arrangement density of the pressure chambers and without complicating the drive voltage setting or the drive circuit. Variations can be easily corrected. In other words, in the head structure in which the partition walls, which are actuators, are shared between the pressure chambers, the mutual interference caused by adjusting the voltage applied to the partition walls on both sides of the pressure chambers from which droplets are to be discharged is eliminated. Therefore, it is not necessary to consider mutual interference when adjusting each pressure chamber, and the adjustment of the characteristics of the droplets discharged for each pressure chamber can be simplified.
1 インクジェット装置
2 吸着盤
3 主走査方向駆動手段
4 キャリッジ
5 副走査方向駆動手段
6 メンテナンス部
7 定盤
10 インクジェットヘッド
11 基板
12 カバープレート
13 ノズルプレート
14 フィルタ
20 ガラス基板
31 主走査方向スライド機構
51 ガントリ
52 副走査方向スライド機構
111 隔壁
112 圧力室
113 電極
114 駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置。 By partitioning with a partition made of piezoelectric material, a plurality of pressure chambers are formed to eject droplets, and the partition walls are deformed by the shear stress generated by applying an electric field to the partition, and the energy for ejecting the droplets Is a droplet discharge control device that controls an inkjet head that generates droplets in a pressure chamber and discharges droplets,
An electric field corresponding to each pressure chamber is individually applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplets are to be discharged, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between the pressure chambers to which the droplets should not be discharged. A droplet discharge control device comprising an electric field control means.
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出制御装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head,
The previously adjusted voltage value is a temperature detection based on a predetermined temperature voltage characteristic representing a voltage value of a voltage to be applied in order to keep the volume of a droplet discharged from the pressure chamber constant with respect to a temperature change. The droplet discharge control device according to claim 4, wherein the droplet discharge control device is a voltage value corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the means.
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出制御装置。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the liquid stored in the pressure chamber of the inkjet head,
The voltage value to be adjusted in advance is based on a predetermined temperature-voltage characteristic indicating a voltage value of a voltage to be applied in order to keep a discharge speed of a droplet discharged from the pressure chamber constant with respect to a temperature change. 6. The droplet discharge control apparatus according to claim 5, wherein the droplet discharge control device is a voltage value corrected to a voltage value corresponding to the temperature detected by the detection means.
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置の制御方法。 By partitioning with a partition made of piezoelectric material, a plurality of pressure chambers are formed to eject droplets, and the partition walls are deformed by the shear stress generated by applying an electric field to the partition, and the energy for ejecting the droplets Is a control method of a droplet discharge control device for controlling an inkjet head that generates droplets in a pressure chamber and discharges droplets,
An electric field corresponding to each pressure chamber is individually applied to the partition walls on both sides of the pressure chamber to which the droplets are to be discharged, and no electric field is applied to the partition wall sandwiched between the pressure chambers to which the droplets should not be discharged. A control method for a droplet discharge control device, comprising an electric field control means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007071332A JP5001038B2 (en) | 2006-07-06 | 2007-03-19 | Droplet discharge control device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006187258 | 2006-07-06 | ||
JP2006187258 | 2006-07-06 | ||
JP2007071332A JP5001038B2 (en) | 2006-07-06 | 2007-03-19 | Droplet discharge control device and control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008030445A true JP2008030445A (en) | 2008-02-14 |
JP5001038B2 JP5001038B2 (en) | 2012-08-15 |
Family
ID=39120341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007071332A Expired - Fee Related JP5001038B2 (en) | 2006-07-06 | 2007-03-19 | Droplet discharge control device and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5001038B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011092890A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Sharp Corp | Liquid droplet ejection apparatus and control method |
CN103862868A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 株式会社东芝 | Driving device and driving method of inkjet head |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1016212A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-20 | Tec Corp | Driving of ink jet recording head |
JP2005212365A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Konica Minolta Holdings Inc | Inkjet recording apparatus |
-
2007
- 2007-03-19 JP JP2007071332A patent/JP5001038B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1016212A (en) * | 1996-06-27 | 1998-01-20 | Tec Corp | Driving of ink jet recording head |
JP2005212365A (en) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Konica Minolta Holdings Inc | Inkjet recording apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011092890A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Sharp Corp | Liquid droplet ejection apparatus and control method |
CN103862868A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 株式会社东芝 | Driving device and driving method of inkjet head |
CN103862868B (en) * | 2012-12-11 | 2015-12-30 | 株式会社东芝 | The drive unit of ink gun and the driving method of ink gun |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5001038B2 (en) | 2012-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7225446B2 (en) | Inkjet head and inkjet printer | |
US8864263B2 (en) | Inkjet recording device and method for generating drive waveform signal | |
JP2006315326A (en) | Ink-jet recording head, method for manufacturing head, and ink-jet recorder | |
JP6377444B2 (en) | Inkjet head | |
JP5867072B2 (en) | Droplet ejection device and method for driving droplet ejection device | |
JP2013188974A (en) | Ink jet recording device | |
CN111634121B (en) | Liquid ejecting head and printer | |
US10632745B2 (en) | Inkjet head and inkjet recording apparatus | |
CN107813609B (en) | Ink jet head driving device and ink jet head | |
JP5001038B2 (en) | Droplet discharge control device and control method thereof | |
JP7012436B2 (en) | Inkjet head | |
JP4237382B2 (en) | Inkjet head drive device | |
JP4539090B2 (en) | Image recording device | |
JP6033159B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting head driving method, and liquid ejecting apparatus | |
JP2006061795A (en) | Drop discharge method and drop discharger | |
JP2008023837A (en) | Droplet ejection apparatus | |
JP2012135900A (en) | Liquid jet head, liquid jet apparatus and method of driving liquid jet head | |
JP2007118294A (en) | Driving device for inkjet head, and driving method | |
US20210129530A1 (en) | Liquid jet head and liquid jet recording device | |
US11014353B2 (en) | Ink jet head and ink jet recording apparatus | |
JP2018161750A (en) | Ink jet head, ink jet recording apparatus, and discharge method | |
JP2000255055A (en) | Method for driving ink-jet head | |
JP2007125748A (en) | Inkjet recorder | |
JP2015214083A (en) | Image forming device, image forming system, and program | |
CN113557143B (en) | Method for driving ink jet head and ink jet recording apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120515 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120517 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5001038 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |