JP2010253884A - Liquid ejection method by ink-jet and ink-jet apparatus - Google Patents

Liquid ejection method by ink-jet and ink-jet apparatus Download PDF

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和岐 深田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for ejecting liquid with high accuracy even in an ink-jet apparatus with a small opening of a nozzle. <P>SOLUTION: The method is provided for ejecting liquid by supplying driving pulses to an actuator of the ink-jet apparatus n-times [n is an integer of 2 or more] within one driving cycle, wherein a liquid drop before flying after pushed out of the nozzle by the driving pulse of the m-th time [m is an integer from 1 to (n-1)] is united with a liquid drop pushed out of the nozzle by the driving pulse of (m+1)th time, and the united liquid drop is allowed to fly by the driving pulse of n-th time to eject the liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットによる液体の吐出方法およびインクジェット装置に関する。   The present invention relates to a method for ejecting liquid by inkjet and an inkjet apparatus.

インクジェット装置は、インクジェットヘッドに収容された液体を吐出することで印字を行う装置である。インクジェット装置に搭載されるインクジェットヘッドは、インクを収容する圧力室と、圧力室に連通するノズルと、ノズルからインクを吐出させるように圧力室内のインクに圧力を付与するアクチュエータとを備えている。また、インクジェット装置は、アクチュエータに駆動信号を供給する駆動信号供給手段を備えている。ヘッドの小型化等のため、アクチュエータとしては、圧電素子を有するものがよく用いられている(例えば、特許文献1参照)。   An ink jet apparatus is an apparatus that performs printing by discharging a liquid contained in an ink jet head. An ink jet head mounted on an ink jet apparatus includes a pressure chamber that stores ink, a nozzle that communicates with the pressure chamber, and an actuator that applies pressure to the ink in the pressure chamber so that ink is ejected from the nozzle. Further, the ink jet apparatus includes drive signal supply means for supplying a drive signal to the actuator. In order to reduce the size of the head and the like, an actuator having a piezoelectric element is often used (for example, see Patent Document 1).

近年このようなインクジェット装置は、有機ELディスプレイや液晶パネルなどの電子デバイスの製造に適用されている。インクジェット装置で、有機ELディスプレイや液晶パネルを製造するには、インクジェットヘッドに有機発光材料を含むインクや、液晶材料などの機能液を供給し、準備したパネルに印刷すればよい。   In recent years, such ink jet apparatuses have been applied to the manufacture of electronic devices such as organic EL displays and liquid crystal panels. In order to manufacture an organic EL display or a liquid crystal panel with an inkjet apparatus, an ink containing an organic light emitting material or a functional liquid such as a liquid crystal material may be supplied to an inkjet head and printed on a prepared panel.

インクジェット装置を電子デバイスの製造に適用する場合、インクジェット装置には、高い印刷精度が求められる。このため、インクジェット装置を電子デバイスの製造に適用する場合、印刷精度を上げるために、より小さい開口部を有するノズルを含むインクジェットヘッドが用いられる。   When applying an inkjet apparatus to manufacture of an electronic device, high printing accuracy is calculated | required by an inkjet apparatus. For this reason, when applying an inkjet apparatus to manufacture of an electronic device, in order to raise printing accuracy, the inkjet head containing the nozzle which has a smaller opening part is used.

また、ノズルから2以上の液滴を吐出し、後から吐出する液滴の吐出速度を先に吐出する液滴の吐出速度よりも速くすることにより、同一のノズルから吐出された2つの液滴同士を飛翔中に合体させ、一つの液滴にしてから着弾させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このような方法では、飛翔中に合体させる液滴の数を調整することで、記録媒体上のインクドッドの大きさを調整することができる。   Also, two or more droplets discharged from the same nozzle can be obtained by discharging two or more droplets from the nozzle and making the discharge rate of the droplets discharged later higher than the discharge rate of the droplets discharged first. A method has been proposed in which the two are combined during flight to form a single droplet before landing (see, for example, Patent Document 2). In such a method, the size of the ink dot on the recording medium can be adjusted by adjusting the number of droplets to be combined during the flight.

特開2005−205285号公報JP 2005-205285 A 特開2003−175601号公報JP 2003-175601 A

しかしながら、上述のように小さい開口部のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて印刷した場合、印刷条件によって液体の吐出精度が低下することがあった。例えば、高分子有機EL材料を含む溶液など粘度の高い液体を吐出する場合や、吐出開始直後などは、液滴の吐出角度が安定せず、液滴の直進性が低下し、インクジェット装置の印刷精度が低下することがあった。   However, when printing is performed using an inkjet head having a nozzle with a small opening as described above, the liquid ejection accuracy may be reduced depending on the printing conditions. For example, when a high-viscosity liquid such as a solution containing a polymer organic EL material is discharged, or immediately after the start of discharge, the droplet discharge angle is not stable, and the straightness of the droplet is reduced, and printing of an inkjet device is performed. The accuracy may be reduced.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、小さい開口部のノズルを有するインクジェットヘッドから高精度で液体を吐出する方法を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a method for discharging liquid with high accuracy from an inkjet head having a nozzle having a small opening.

本発明者は、ノズルから飛翔させる液滴の重量を増加させることで、飛翔する液滴の直進性が向上し、液体の吐出精度が向上することを見いだして本発明を完成させた。   The present inventor has found that increasing the weight of the droplets flying from the nozzle improves the straightness of the flying droplets and improves the liquid ejection accuracy, thereby completing the present invention.

すなわち本発明の第1は、以下に示す液体の吐出方法に関する。
[1]所定の液体を収容する圧力室と、前記圧力室と連通するノズルと、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドから、前記アクチュエータに1駆動周期内に駆動パルスをn回〔nは2以上の整数である〕供給することで、前記液体を吐出する方法であって、m回目〔mは1から(n−1)までの整数である〕の前記駆動パルスによってノズルから押し出され、かつ飛翔していない液滴を、m+1回目の前記駆動パルスによってノズルから押し出された液滴と合体させるステップ、およびn回目の前記駆動パルスによって前記合体した液滴を飛翔させて、前記液体を吐出するステップ、を有する液体の吐出方法。
[2]m回目の前記駆動パルスのパルス周期をTとし、m+1回目の前記駆動パルスのパルス周期をTm+1としたときに、T≦Tm+1である、[1]に記載の吐出方法。
[3]m回目の前記駆動パルスのパルス電圧をVとし、m+1回目の前記駆動パルスのパルス電圧をVm+1としたときに、V≦Vm+1である、[1]または[2]に記載の吐出方法。
[4]前記駆動パルスのパルス周期Tは、前記アクチュエータの固有振動周期Taに対して、0.5Ta≦T≦1.5Taである、[1]〜[3]のいずれか一つに記載の吐出方法。
[5]n回目の前記駆動パルスを前記アクチュエータに供給した後に、前記n回目の駆動パルスとは逆位相の波形を有するパルスを前記アクチュエータに供給するステップをさらに有する、[1]〜[4]のいずれか一つに記載の吐出方法。
That is, the first of the present invention relates to a liquid discharge method described below.
[1] From an inkjet head having a pressure chamber containing a predetermined liquid, a nozzle communicating with the pressure chamber, and an actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber, the actuator is driven within one drive cycle. A method of discharging the liquid by supplying a pulse n times [n is an integer equal to or greater than 2], the m-th driving [m being an integer from 1 to (n−1)]. A step of combining a droplet pushed out of the nozzle by a pulse and not flying with a droplet pushed out of the nozzle by the (m + 1) th driving pulse, and flying the united droplet by the nth driving pulse And a step of discharging the liquid.
[2] The ejection method according to [1], wherein T m ≦ T m + 1 when the pulse period of the m-th drive pulse is T m and the pulse period of the m + 1-th drive pulse is T m + 1. .
[3] When the pulse voltage of the m-th drive pulse is V m and the pulse voltage of the m + 1-th drive pulse is V m + 1 , V m ≦ V m + 1 , [1] or [2] The discharge method described.
[4] The pulse period T of the drive pulse is 0.5Ta ≦ T ≦ 1.5Ta with respect to the natural vibration period Ta of the actuator, according to any one of [1] to [3]. Discharge method.
[5] The method further includes the step of supplying the actuator with a pulse having a waveform opposite in phase to the n-th drive pulse after the n-th drive pulse is supplied to the actuator. The discharge method according to any one of the above.

本発明の第2は、以下に示すインクジェット装置に関する。
[6]所定の液体を収容する圧力室と、前記圧力室と連通するノズルと、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッド;および前記アクチュエータに1駆動周期内にn回〔nは2以上の整数である〕の駆動パルスを有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段;を有するインクジェット装置であって、前記駆動信号は、m回目〔mは1から(n−1)までの整数である〕の前記駆動パルスによってノズルから押し出され、かつ飛翔していない液滴が、m+1回目の前記駆動パルスによってノズルから押し出された液滴と合体し、かつ、n回目の前記駆動パルスによって前記合体した液滴が飛翔するように調整されている、インクジェット装置。
A second aspect of the present invention relates to the following ink jet apparatus.
[6] An ink jet head having a pressure chamber containing a predetermined liquid, a nozzle communicating with the pressure chamber, and an actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber; and n within one drive cycle of the actuator. A drive signal supply means for supplying a drive signal having a drive pulse having a drive pulse of n times (n is an integer of 2 or more), wherein the drive signal is m-th [m is from 1 to (n−1 The liquid droplets pushed out from the nozzle by the drive pulse in the above-described manner and not flying are combined with the liquid droplet pushed out from the nozzle by the m + 1th drive pulse, and the n-th time An ink jet apparatus that is adjusted so that the combined droplets fly by driving pulses.

本発明によれば、ノズルの開口部が小さい場合であっても、ノズルから飛翔する液滴の重量を増大することができ、飛翔する液滴の直進性が向上し、インクジェット装置の印刷精度を向上させることができる。   According to the present invention, even when the opening of the nozzle is small, the weight of the droplet flying from the nozzle can be increased, the straightness of the flying droplet can be improved, and the printing accuracy of the inkjet apparatus can be improved. Can be improved.

液体の吐出角度を示す図Diagram showing liquid discharge angle 実施の形態1のインクジェット装置の構成図Configuration diagram of ink jet apparatus according to Embodiment 1 実施の形態1の駆動信号供給手段が形成する駆動信号の波形を示す図The figure which shows the waveform of the drive signal which the drive signal supply means of Embodiment 1 forms 実施の形態1の吐出方法を示す図The figure which shows the discharge method of Embodiment 1. 実施の形態2の駆動供給手段が形成する駆動信号の波形を示す図The figure which shows the waveform of the drive signal which the drive supply means of Embodiment 2 forms.

1.インクジェット装置について
本発明のインクジェット装置は、インクジェットヘッドと、駆動信号供給手段と、を有する。本発明のインクジェット装置は、後述するように駆動信号供給手段が供給する駆動信号の波形に特徴を有する。
1. Inkjet Device The inkjet device of the present invention includes an inkjet head and drive signal supply means. The ink jet apparatus of the present invention is characterized by the waveform of the drive signal supplied by the drive signal supply means as will be described later.

インクジェットヘッドは、インクジェット装置のうち、液体の吐出を行う部材である。インクジェットヘッドは、インクを収容する複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルと、各圧力室内の液体に圧力を付与する複数のアクチュエータとを有する。   The inkjet head is a member that discharges liquid in the inkjet apparatus. The ink jet head includes a plurality of pressure chambers that store ink, a plurality of nozzles that communicate with the pressure chambers, and a plurality of actuators that apply pressure to the liquid in each pressure chamber.

圧力室は、リザーバなどの液体補給部から供給された液体を収容するための空間である。圧力室は、通常供給口を介してリザーバに接続されている。   The pressure chamber is a space for storing the liquid supplied from a liquid supply unit such as a reservoir. The pressure chamber is normally connected to the reservoir via a supply port.

圧力室に供給される液体は、印刷する対象物によって適宜選択される。例えば対象物が有機ELパネルである場合、圧力室に供給される液体は、PEDOT:PSSなどの正孔注入材料や、発光材料等の有機発光物質を含有する溶液である。また、対象物が液晶パネルである場合、圧力室に供給される液体は、液晶材料等の高粘度の機能液である。   The liquid supplied to the pressure chamber is appropriately selected depending on the object to be printed. For example, when the object is an organic EL panel, the liquid supplied to the pressure chamber is a solution containing a hole injection material such as PEDOT: PSS or an organic light emitting material such as a light emitting material. When the object is a liquid crystal panel, the liquid supplied to the pressure chamber is a high-viscosity functional liquid such as a liquid crystal material.

本発明では、圧力室に供給される液体の粘度が高いことが好ましい。具体的には、圧力室に供給される液体の粘度は、1〜40mPasであることが好ましい。液体の粘度を上げるには溶質の濃度を上げるか、溶媒の粘度を上げればよい。また、圧力室に供給される液体の表面張力は、例えば10〜75mN/mであり、圧力室に供給される液体の密度は、例えば0.7〜1.2g/cmである。このような液体の例には、高分子有機EL材料を0.1〜2wt%含む溶液などが含まれる。圧力室に供給される液体の粘度が高いと、ある一の駆動パルスによってノズルから押出された液滴が飛翔する前に、次のパルスによって押出された液滴と合体することが容易になる(後述)。 In the present invention, the viscosity of the liquid supplied to the pressure chamber is preferably high. Specifically, the viscosity of the liquid supplied to the pressure chamber is preferably 1 to 40 mPas. In order to increase the viscosity of the liquid, the concentration of the solute may be increased or the viscosity of the solvent may be increased. The surface tension of the liquid supplied to the pressure chamber is, for example, 10 to 75 mN / m, and the density of the liquid supplied to the pressure chamber is, for example, 0.7 to 1.2 g / cm 3 . Examples of such a liquid include a solution containing 0.1 to 2 wt% of the polymer organic EL material. When the viscosity of the liquid supplied to the pressure chamber is high, before the droplet ejected from the nozzle by one driving pulse flies, it becomes easy to merge with the droplet ejected by the next pulse ( Later).

アクチュエータは、入力されたエネルギを物理的なエネルギへと変換し各圧力室内の液体に圧力を付与するための機構である。アクチュエータは、例えばヒータまたは圧電素子を有する。   The actuator is a mechanism for converting input energy into physical energy and applying pressure to the liquid in each pressure chamber. The actuator has, for example, a heater or a piezoelectric element.

圧電素子を有するアクチュエータは、圧電素子と圧電素子に電圧を印加するための電極とを有するピエゾ式のアクチュエータであって、特に、たわみ振動型のアクチュエータであることが好ましい。この場合、アクチュエータは、圧力室を縮小または拡大させることで圧力室内の圧力を変化させ、ノズルの開口部から液滴を押し出したり、圧力室に液体を充填したりする。一方、ヒータを有するアクチュエータは、圧力室内の液体を気化させ、そのときに生じた泡の体積変化によって液体に圧力を付与する。   The actuator having a piezoelectric element is a piezoelectric actuator having a piezoelectric element and an electrode for applying a voltage to the piezoelectric element, and is preferably a flexural vibration type actuator. In this case, the actuator changes the pressure in the pressure chamber by reducing or expanding the pressure chamber, and pushes out a droplet from the opening of the nozzle or fills the pressure chamber with liquid. On the other hand, an actuator having a heater vaporizes the liquid in the pressure chamber, and applies pressure to the liquid by a change in volume of bubbles generated at that time.

ノズルは、圧力室と連通し、開口部を有する管である。ノズルの開口部からは液体が吐出される。本発明のノズルの開口部の径は10〜100μmであることが好ましい。   The nozzle is a tube that communicates with the pressure chamber and has an opening. Liquid is discharged from the opening of the nozzle. The diameter of the opening of the nozzle of the present invention is preferably 10 to 100 μm.

駆動信号供給手段は、アクチュエータに接続されており、駆動信号をアクチュエータに供給する。駆動信号供給手段は、駆動信号発生回路および選択回路を有していてもよい。駆動信号発生回路は、外部から入力された駆動制御信号の指示に応じて、駆動信号を選択回路に出力する。選択回路は、選択すべき駆動信号の情報に基づいて、駆動信号発生回路から出力された複数の駆動信号のうち、所定の駆動信号を選択し、選択した駆動信号をアクチュエータに供給する。   The drive signal supply means is connected to the actuator and supplies a drive signal to the actuator. The drive signal supply means may have a drive signal generation circuit and a selection circuit. The drive signal generation circuit outputs a drive signal to the selection circuit in response to an instruction of a drive control signal input from the outside. The selection circuit selects a predetermined drive signal from among the plurality of drive signals output from the drive signal generation circuit based on the information of the drive signal to be selected, and supplies the selected drive signal to the actuator.

本発明のインクジェット装置を用いて有機ELパネルを製造する場合には、インクジェット装置を含む有機ELパネルの製造装置を用意し、有機ELパネルの製造装置を制御する主制御部から「駆動制御信号」および「選択すべき駆動信号の情報」を出力すればよい。   When manufacturing an organic EL panel using the inkjet device of the present invention, an organic EL panel manufacturing device including the inkjet device is prepared, and a “drive control signal” is sent from a main control unit that controls the organic EL panel manufacturing device. And “information of drive signal to be selected” may be output.

本発明のインクジェット装置は、駆動信号供給手段によって供給される駆動信号が、1駆動周期内に2以上の駆動パルスを有することを特徴とする(図3参照)。ここで「1駆動周期」とは、ノズルの開口部から1つのドットパターンを印字するために、アクチュエータが動作する時間を意味する。「駆動パルス」とは、圧力室をいったん減圧してから加圧するようにアクチュエータを駆動し、かつノズルから液体を吐出するための最小の電圧以上のパルス電圧を有するパルスを意味する。駆動信号供給手段によって供給される駆動信号の詳細は、以下の吐出方法において説明する。   The inkjet apparatus of the present invention is characterized in that the drive signal supplied by the drive signal supply means has two or more drive pulses within one drive cycle (see FIG. 3). Here, “one drive cycle” means the time during which the actuator operates in order to print one dot pattern from the opening of the nozzle. The “driving pulse” means a pulse having a pulse voltage equal to or higher than a minimum voltage for driving the actuator so as to pressurize and pressurize the pressure chamber and ejecting liquid from the nozzle. Details of the drive signal supplied by the drive signal supply means will be described in the following ejection method.

2.液体の吐出方法について
本発明の液体の吐出方法は、上述のインクジェット装置を用いて、インクジェットヘッドから液体を吐出することを特徴とする。
2. Liquid Discharge Method The liquid discharge method of the present invention is characterized in that liquid is discharged from an ink jet head using the above-described ink jet apparatus.

本発明の吐出方法は、
第1ステップ:n回(nは2以上の整数である)の駆動パルスのそれぞれによりノズルから押出される液滴を合体させるステップと、
第2ステップ:第1ステップで合体させた液滴を飛翔させて、液体を吐出するステップと、を有する(図4参照)。
The discharge method of the present invention is
First step: coalescing droplets extruded from the nozzle by each of n driving pulses (n is an integer of 2 or more);
Second step: The step of causing the liquid droplets combined in the first step to fly and discharging the liquid is included (see FIG. 4).

具体的には第1ステップにおいて、駆動信号供給手段に、1駆動周期内にn個の駆動パルスを有する駆動信号をアクチュエータに供給させる。ここでnは2以上の整数を意味する。つまり、1回の液体の吐出を、複数回の駆動パルスで実現する。そのために、m回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴が飛翔する前に、(m+1)回目の駆動パルスを供給する。それにより、m回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴が、飛翔前にm+1回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴と合体する。ここでmは、1から(n−1)までの整数を示し、n=2であれば前記合体は1回だけであるが;n=3以上であれば前記合体を(n−1)回繰り返す。   Specifically, in the first step, the drive signal supply means supplies a drive signal having n drive pulses within one drive cycle to the actuator. Here, n means an integer of 2 or more. That is, one discharge of liquid is realized by a plurality of drive pulses. For this purpose, the (m + 1) th driving pulse is supplied before the droplet ejected from the nozzle by the mth driving pulse flies. Thereby, the droplet pushed out from the nozzle by the m-th driving pulse merges with the droplet pushed out from the nozzle by the m + 1-th driving pulse before flight. Here, m represents an integer from 1 to (n-1), and if n = 2, the coalescence is only once; if n = 3 or more, the coalescence is (n-1) times. repeat.

各駆動パルスの強度(例えばパルス電圧)は、ノズルから液滴を吐出させることができる最小強度以上の強度であることが好ましい。各駆動パルスによりノズルから押出される液滴の量を十分な量とすることで、合体後の液滴の量を十分に多くするためである。ノズルから液滴を吐出させることができる最小強度は、液体の粘度や、圧力室やノズル形状などに応じて調整が必要である。   The intensity (for example, pulse voltage) of each drive pulse is preferably higher than the minimum intensity at which droplets can be ejected from the nozzle. This is because the amount of droplets that are pushed out from the nozzle by each drive pulse is set to a sufficient amount to sufficiently increase the amount of droplets after merging. The minimum intensity at which droplets can be ejected from the nozzle needs to be adjusted according to the viscosity of the liquid, the pressure chamber, the nozzle shape, and the like.

前記液滴の合体を実現するには、駆動信号の「パルス電圧」や、駆動信号の「パルス周期」などを適切に設定すればよい。「パルス電圧」とは、押出し動作が始まる立下り部の始点と押出し動作が終わる立下り部の終点との間の電位差を意味する(図3参照)。また、「パルス電圧」とは、引き込み動作が終わる立上り部の終点と押出し動作が終わる立下り部の終点との間の電位差であってもよい(図3参照)。パルス周期とは、駆動パルスの電位維持部の始点と立下り部の終点との間の時間を意味する(図3参照)。   In order to realize the combination of the droplets, the “pulse voltage” of the drive signal, the “pulse period” of the drive signal, and the like may be set appropriately. “Pulse voltage” means a potential difference between the start point of the falling portion where the pushing operation starts and the end point of the falling portion where the pushing operation ends (see FIG. 3). Further, the “pulse voltage” may be a potential difference between the end point of the rising portion where the pulling operation ends and the end point of the falling portion where the pushing operation ends (see FIG. 3). The pulse period means the time between the start point of the potential maintaining part and the end point of the falling part of the drive pulse (see FIG. 3).

具体的には、m回目の駆動パルスのパルス電圧をVとし、(m+1)回目の駆動パルスのパルス電圧をVm+1としたときに、V≦Vm+1になるように調整することが好ましい。パルス電圧を徐々に上げることで、m回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴が、飛翔する前に、m+1回目の駆動パルスによって押出された液滴に取り込まれて合体しやすくなる(図4参照)。前記の通り、全てのパルス電圧は、ノズルから液滴を吐出させることができる最小の電圧以上であればよい。また、パルス電圧の上限は、アクチュエータの破壊限界強度に応じて適宜調節されることが好ましい。 Specifically, it is preferable to adjust so that V m ≦ V m + 1 when the pulse voltage of the mth drive pulse is V m and the pulse voltage of the (m + 1) th drive pulse is V m + 1. . By gradually increasing the pulse voltage, the droplets ejected from the nozzle by the m-th driving pulse are easily incorporated into the droplets ejected by the m + 1-th driving pulse before flying (see FIG. 4). As described above, all the pulse voltages may be equal to or higher than the minimum voltage at which droplets can be ejected from the nozzle. Further, it is preferable that the upper limit of the pulse voltage is appropriately adjusted according to the breakdown limit strength of the actuator.

次に、m回目の駆動パルスのパルス周期をTとし、m+1回目の駆動パルスのパルス周期をTm+1としたときに、T≦Tm+1になるように調整することが好ましい。つまり、駆動パルスのパルス周期を徐々に長くすることが好ましい。パルス周期を徐々に長くすることで、m回目の駆動パルスによってノズルから液滴を押出した後に、圧力室内に十分量の液体を補給(充填)することができ、かつm+1回目の駆動パルスによりノズルから押出される液適量が十分量となるので、m回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴と合体しやすい。 Next, it is preferable to adjust so that T m ≦ T m + 1 when the pulse cycle of the m-th drive pulse is T m and the pulse cycle of the m + 1-th drive pulse is T m + 1 . That is, it is preferable to gradually increase the pulse period of the drive pulse. By gradually lengthening the pulse cycle, a sufficient amount of liquid can be replenished (filled) into the pressure chamber after the liquid droplet has been pushed out from the nozzle by the mth drive pulse, and the nozzle is driven by the m + 1th drive pulse. Since the appropriate amount of liquid extruded from the nozzle becomes a sufficient amount, it is easy to merge with the droplet extruded from the nozzle by the m-th driving pulse.

さらに、駆動パルスのパルス周期Tはいずれも、アクチュエータの固有振動周期をTaとしたとき、0.5Ta≦T≦1.5Taであることが好ましい。ノズルから押出された液滴の液面の共振周期に同期して駆動パルスを供給するためである。それにより、ノズルから押出された液滴が安定するので、次の駆動パルスによりノズルから押出される液滴と合体しやすい。パルス周期Tが上記範囲を外れると、ノズルから液滴が押し出されなかったり、押し出された液滴がバラバラになったりする。アクチュエータの固有振動周期をTaは、通常1〜50μ秒である。   Furthermore, it is preferable that the pulse period T of the drive pulse is 0.5Ta ≦ T ≦ 1.5Ta, where Ta is the natural vibration period of the actuator. This is because the drive pulse is supplied in synchronization with the resonance period of the liquid surface of the droplet extruded from the nozzle. As a result, the liquid droplets extruded from the nozzle are stabilized, and are easily merged with the liquid droplets extruded from the nozzle by the next drive pulse. When the pulse period T is out of the above range, the droplets are not pushed out from the nozzles, or the pushed-out droplets fall apart. The natural vibration period Ta of the actuator is usually 1 to 50 μsec.

また、駆動パルスの電圧変化時間をTcとしたとき、V/α≦Tc≦0.5Tであることが好ましい。ここで、αとはアクチュエータの追従可能限界勾配(V/μs)を意味する。また、駆動パルスの電圧変化時間とは、立上り部の始点と立上り部の終点との間の時間および立下り部の始点と立下り部の終点との間の時間を意味する(図3参照)。Tcが、V/α以上であると、駆動パルスの波形にアクチュエータの駆動が追従する。これにより、吐出する液体の量のコントロールが容易になる。一方、Tcが0.5T以上であると、十分なパルス電圧が得られなくなり、液体の吐出が困難になるので好ましくない。   Further, when the voltage change time of the driving pulse is Tc, it is preferable that V / α ≦ Tc ≦ 0.5T. Here, α means the limit gradient (V / μs) that the actuator can follow. The voltage change time of the drive pulse means the time between the start point of the rising portion and the end point of the rising portion and the time between the start point of the falling portion and the end point of the falling portion (see FIG. 3). . When Tc is V / α or more, the drive of the actuator follows the waveform of the drive pulse. This facilitates control of the amount of liquid to be discharged. On the other hand, if Tc is 0.5T or more, a sufficient pulse voltage cannot be obtained, and it becomes difficult to discharge the liquid.

さらに、m回目の駆動パルスの供給が終了してから、(m+1)回目のパルスの供給が開始するまでのインターバル(電位維持部)の長さTiは、m回目のパルス周期(Tm)の0.5倍以下であることが好ましい(図3参照)。また、1パルス周期内における電位維持部の長さTiと、駆動パルスのパルス幅Tpとの比率は、1:1〜1:3であることが好ましい(図3参照)。   Furthermore, the length Ti of the interval (potential maintaining unit) from the end of the supply of the mth drive pulse to the start of the supply of the (m + 1) th pulse is 0 of the mth pulse period (Tm). It is preferably 5 times or less (see FIG. 3). Further, the ratio between the length Ti of the potential maintaining portion and the pulse width Tp of the drive pulse within one pulse period is preferably 1: 1 to 1: 3 (see FIG. 3).

上述のように、第1ステップにおいて、駆動信号におけるn個の駆動パルスのそれぞれのパルス周期やパルス電圧などを調整することで、m回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴が、飛翔する前に、m+1回目の駆動パルスによってノズルから押出された液滴と合体することができる。合体後の液滴の量は、各駆動パルスによってノズルから押出される液滴の量よりも大きくなる。例えば、第1ステップで得られる合体後の液滴の量は、2〜20plとすることができる。   As described above, in the first step, the droplets ejected from the nozzle by the m-th driving pulse fly by adjusting the pulse period and pulse voltage of each of the n driving pulses in the driving signal. Previously, it can be merged with the droplets extruded from the nozzle by the (m + 1) th drive pulse. The amount of droplets after coalescence is larger than the amount of droplets pushed out from the nozzle by each drive pulse. For example, the amount of the combined droplets obtained in the first step can be 2 to 20 pl.

第2ステップにおいて、第1ステップでの合体により得られた液滴を、n回目の駆動パルスの供給後にノズルから飛翔させて液体を吐出する。n回目の駆動パルスの供給後に、液滴をノズルから飛翔させるには、n回目の駆動パルスの供給後に駆動パルスを供給せずに、駆動パルスの供給を停止すればよい。   In the second step, the liquid droplets obtained by coalescence in the first step are ejected from the nozzles after the nth driving pulse is supplied, and the liquid is ejected. In order to cause the droplet to fly from the nozzle after the nth drive pulse is supplied, the supply of the drive pulse may be stopped without supplying the drive pulse after the nth drive pulse is supplied.

前記の通り、第1ステップで得られる合体後の液滴の量は、各駆動パルスによってノズルから押出された液滴の量よりも多くなる。したがって、ノズルから飛翔する液滴の重量も増大する。このように第2ステップでは、重量が増大した液滴をノズルから飛翔させることができるので;特に、ノズルの開口部が小さく、飛翔させる液滴を大きくすることが困難な場合であっても、ノズルから飛翔する液滴を大きくすることができる。   As described above, the amount of the combined droplets obtained in the first step is larger than the amount of droplets pushed out from the nozzle by each drive pulse. Therefore, the weight of the droplet flying from the nozzle also increases. In this way, in the second step, a droplet with increased weight can be ejected from the nozzle; in particular, even when the nozzle opening is small and it is difficult to enlarge the droplet to be ejected, The droplets flying from the nozzle can be enlarged.

ノズルから飛翔する液滴の重量が大きいと、液滴の吐出精度を向上させることができる。「液滴の吐出精度が向上する」とは、例えば、ノズルから飛翔した液滴の直進性が向上することをいう。   When the weight of the droplet flying from the nozzle is large, the droplet ejection accuracy can be improved. “Improving droplet ejection accuracy” means, for example, improving the straightness of droplets flying from a nozzle.

表1には、粘度:1〜40mPas、表面張力:10〜75mN/m、密度:0.7〜1.2g/cmの液体を、本発明の吐出方法で吐出した場合と、従来の吐出方法(駆動信号が1駆動周期内に1つの駆動パルスのみを有する方法)で吐出した場合との、吐出された液滴の「径」、「体積」および「吐出角度範囲」についての比較結果が示される。ここで吐出角度とは図1に示されるように、ノズル101の中心軸Xと、ノズル101から吐出された液滴D10とのずれを表した角度αを意味する。したがって吐出角度の範囲が小さいほど吐出精度が高い。 Table 1 shows a case where a liquid having a viscosity of 1 to 40 mPas, a surface tension of 10 to 75 mN / m, and a density of 0.7 to 1.2 g / cm 3 is discharged by the discharge method of the present invention, and a conventional discharge. Comparison results for the “diameter”, “volume”, and “ejection angle range” of the ejected droplets with the case of ejecting by the method (method in which the drive signal has only one drive pulse within one drive cycle) Indicated. Here, as shown in FIG. 1, the discharge angle means an angle α representing a deviation between the central axis X of the nozzle 101 and the droplet D10 discharged from the nozzle 101. Therefore, the smaller the discharge angle range, the higher the discharge accuracy.

Figure 2010253884
Figure 2010253884

表1に示されるように、本発明の吐出方法では、吐出される液滴の径および体積が、従来の吐出方法で吐出される液滴よりも大きいことがわかる。そして、本発明の吐出方法によれば、吐出角度の範囲(8.7mrad)が、従来の吐出方法の吐出角度(22mrad)の範囲の半分以下にすることができることがわかる。これは、本発明の吐出方法による吐出を安定にすることができることを支持する。   As shown in Table 1, it can be seen that in the ejection method of the present invention, the diameter and volume of the ejected droplets are larger than the droplets ejected by the conventional ejection method. According to the discharge method of the present invention, it can be seen that the discharge angle range (8.7 mrad) can be reduced to half or less of the discharge angle range (22 mrad) of the conventional discharge method. This supports that the discharge by the discharge method of the present invention can be stabilized.

また本発明は、第2ステップ後に、第1ステップおよび第2ステップで印加した駆動パルスとは逆位相の波形を有する補助パルスを供給するステップを有していてもよい(実施の形態2参照)。最後の駆動パルス後に逆位相の補助パルスを印加することで、メニスカスを安定させることができる。   Further, the present invention may include a step of supplying an auxiliary pulse having a waveform opposite in phase to the drive pulse applied in the first step and the second step after the second step (see Embodiment 2). . The meniscus can be stabilized by applying an auxiliary pulse having an opposite phase after the last drive pulse.

以下、本発明のインクジェット装置およびインクジェットヘッドを用いた液体の吐出方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a liquid discharge method using the ink jet apparatus and the ink jet head of the present invention will be described with reference to the drawings.

[実施の形態1]
図2に、本発明の液体吐出方法を実現するインクジェット式記録装置の主要部の概略構成を示す。図2に示されるようにインクジェット式記録装置10は、インクジェットヘッド100と、インクジェットヘッド100に駆動信号を供給する駆動信号供給手段150と、を有する。
[Embodiment 1]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a main part of an ink jet recording apparatus that realizes the liquid ejection method of the present invention. As shown in FIG. 2, the ink jet recording apparatus 10 includes an ink jet head 100 and drive signal supply means 150 that supplies a drive signal to the ink jet head 100.

図2に示されるようにインクジェットヘッド100は、ノズル101が形成されたノズルプレート103と、圧力室105及びリザーバ107を区画する区画壁109とが積層されて構成されている。区画壁109の上には、アクチュエータ110が積層されている。ノズルプレート103は、例えば厚さ20μmのポリイミド板であり、区画壁109は、例えば厚さ480μmのステンレス製ラミネート板またはステンレスと感光性ガラスとのラミネート板である。圧力室105は、リザーバ107から供給された液体120が収容されている。   As shown in FIG. 2, the inkjet head 100 is configured by laminating a nozzle plate 103 on which nozzles 101 are formed and a partition wall 109 that partitions the pressure chamber 105 and the reservoir 107. An actuator 110 is stacked on the partition wall 109. The nozzle plate 103 is, for example, a polyimide plate having a thickness of 20 μm, and the partition wall 109 is, for example, a stainless steel laminate plate having a thickness of 480 μm or a laminate plate of stainless steel and photosensitive glass. The pressure chamber 105 contains the liquid 120 supplied from the reservoir 107.

アクチュエータ110は、圧力室105を覆う振動板111と、振動板111を振動させる薄膜の圧電素子113と、個別電極115とが順に積層されて構成されている。アクチュエータ110は圧電素子113の圧電効果を利用するものであって、いわゆる圧電アクチュエータである。振動板111は、例えば厚さ2μmのクロム板であり、個別電極115と共に圧電素子113に電圧を印加するための共通電極として機能する。   The actuator 110 includes a vibration plate 111 that covers the pressure chamber 105, a thin film piezoelectric element 113 that vibrates the vibration plate 111, and an individual electrode 115 that are sequentially stacked. The actuator 110 uses the piezoelectric effect of the piezoelectric element 113 and is a so-called piezoelectric actuator. The diaphragm 111 is a chromium plate having a thickness of 2 μm, for example, and functions as a common electrode for applying a voltage to the piezoelectric element 113 together with the individual electrode 115.

圧電素子113は、例えば厚さ0.5μm〜5μmのPZT(ジルコル酸チタン酸鉛)である。個別電極115は、例えば厚さ0.1μmの白金板であり、アクチュエータ110の全体の厚さは、例えば約5μmである。   The piezoelectric element 113 is, for example, PZT (lead zirconate titanate) having a thickness of 0.5 μm to 5 μm. The individual electrode 115 is a platinum plate having a thickness of 0.1 μm, for example, and the entire thickness of the actuator 110 is, for example, about 5 μm.

駆動信号供給手段150は、駆動信号発生回路151と選択回路153とを有する。駆動信号発生回路151は、主制御部から出力された駆動制御信号の指示に応じた駆動信号を選択回路153に出力する。駆動信号は、選択回路153によって選択され、アクチュエータ110に供給される。   The drive signal supply unit 150 includes a drive signal generation circuit 151 and a selection circuit 153. The drive signal generation circuit 151 outputs a drive signal corresponding to the instruction of the drive control signal output from the main control unit to the selection circuit 153. The drive signal is selected by the selection circuit 153 and supplied to the actuator 110.

図3は実施の形態1の駆動信号供給手段150によってアクチュエータ110に供給される駆動信号の波形を示す。図3に示されるように、本実施の形態では、駆動信号Pは、第1駆動パルスP1および第2駆動パルスP2を有する。第1駆動パルスP1および第2駆動パルスP2は、圧力室105をいったん減圧してから加圧し、液体が吐出するようにアクチュエータ110を駆動するパルスである。   FIG. 3 shows the waveform of the drive signal supplied to the actuator 110 by the drive signal supply means 150 of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the drive signal P has a first drive pulse P1 and a second drive pulse P2. The first drive pulse P1 and the second drive pulse P2 are pulses that drive the actuator 110 so that the pressure chamber 105 is once depressurized and pressurized, and liquid is ejected.

第1駆動パルスP1は、基準電位Vmを維持する電位維持部P11と、立上り部P12と、ピークホールド部P13と、立下り部P14とからなる。立上り部P12は圧力室105内を減圧するようにアクチュエータ110を駆動する電位であり、立下り部P14は圧力室105内を加圧するようにアクチュエータ110を駆動する電位である。   The first drive pulse P1 includes a potential maintaining part P11 that maintains the reference potential Vm, a rising part P12, a peak hold part P13, and a falling part P14. The rising portion P12 is a potential for driving the actuator 110 so as to depressurize the inside of the pressure chamber 105, and the falling portion P14 is a potential for driving the actuator 110 so as to pressurize the inside of the pressure chamber 105.

第2駆動パルスP2は、基準電位Vmを維持する電位維持部P21と、立上り部P22と、ピークホールド部P23と、立下り部P24とからなる。立上り部P22は圧力室105内を減圧するようにアクチュエータ110を駆動する電位であり、立下り部P24は圧力室105内を加圧するようにアクチュエータ110を駆動する電位である。   The second drive pulse P2 includes a potential maintaining part P21 that maintains the reference potential Vm, a rising part P22, a peak hold part P23, and a falling part P24. The rising portion P22 is a potential for driving the actuator 110 so as to reduce the pressure in the pressure chamber 105, and the falling portion P24 is a potential for driving the actuator 110 so as to pressurize the pressure chamber 105.

図3に示されるように第1駆動パルスのパルス周期T1は、第2駆動パルスP2のパルス周期T2よりも短い。   As shown in FIG. 3, the pulse period T1 of the first drive pulse is shorter than the pulse period T2 of the second drive pulse P2.

また、アクチュエータの固有振動周期をTaとしたとき、第1駆動パルスP1および第2駆動パルスP2のパルス周期T(T1とT2)は、いずれも以下の条件を満たす。
0.5Ta≦T≦1.5Ta
When the natural vibration period of the actuator is Ta, the pulse periods T (T1 and T2) of the first drive pulse P1 and the second drive pulse P2 both satisfy the following conditions.
0.5Ta ≦ T ≦ 1.5Ta

また、第2駆動パルスP2の電位維持部P21の長さTi(第1駆動パルスP1と第2駆動パルスP2との間隔)はパルス周期T1の0.5倍以下である。また、電位維持部P21の長さTiと第2駆動パルスP2のパルス幅Tpとの比率は1:1〜1:3である。   Further, the length Ti (interval between the first drive pulse P1 and the second drive pulse P2) of the potential maintaining portion P21 of the second drive pulse P2 is 0.5 times or less of the pulse period T1. The ratio between the length Ti of the potential maintaining part P21 and the pulse width Tp of the second drive pulse P2 is 1: 1 to 1: 3.

さらに、駆動パルスの電圧変化時間Tcは、V/α以上であり0.5T以下である。αとはアクチュエータの追従可能限界勾配(V/μs)を意味する。また、駆動パルスの電圧変化時間とは、立上り部(P12、P22)の始点と立上り部の終点との間の時間および立下り部(P14、P24)の始点と立下り部の終点との間の時間を意味する。   Further, the voltage change time Tc of the drive pulse is V / α or more and 0.5T or less. α means the limit gradient (V / μs) that the actuator can follow. The voltage change time of the drive pulse is the time between the start point of the rising part (P12, P22) and the end point of the rising part, and between the start point of the falling part (P14, P24) and the end point of the falling part. Means time.

また、図3に示されるように第1駆動パルスP1のパルス電圧V1は、第2駆動パルスP2のパルス電圧V2よりも小さい。また、第1駆動パルスP1および第2駆動パルスP2のパルス電圧Vは、いずれも吐出最小電圧以上である。   As shown in FIG. 3, the pulse voltage V1 of the first drive pulse P1 is smaller than the pulse voltage V2 of the second drive pulse P2. Further, the pulse voltages V of the first drive pulse P1 and the second drive pulse P2 are both equal to or higher than the discharge minimum voltage.

次に、上述した駆動信号をアクチュエータに供給し、液体を吐出する方法について説明する。図4に示されるように、液体の吐出方法は、1)合体した液滴D10を形成する第1ステップ(図4A1〜図4A5)、2)合体した液滴D10を飛翔させ、液体を吐出する第2ステップ(図4B1、図4B2)を有する。以下、第1ステップと第2ステップとに分けて駆動信号と液体の挙動との関係について説明する。   Next, a method for supplying the drive signal described above to the actuator and discharging the liquid will be described. As shown in FIG. 4, the liquid discharge method is as follows: 1) a first step (FIGS. 4A1 to 4A5) for forming a combined droplet D10; and 2) causing the combined droplet D10 to fly and discharging the liquid. It has a second step (FIG. 4B1, FIG. 4B2). Hereinafter, the relationship between the drive signal and the liquid behavior will be described in the first step and the second step.

1)第1ステップについて
図4A1は、第1駆動パルスP1の電位維持部P11時点のノズル101の開口部付近の液体120の挙動を示す。図4A1に示されるように第1駆動パルスP1の電位維持部P11時点では、液体120は静止している。
1) First Step FIG. 4A1 shows the behavior of the liquid 120 near the opening of the nozzle 101 at the time of the potential maintaining part P11 of the first drive pulse P1. As shown in FIG. 4A1, the liquid 120 is stationary at the time of the potential maintaining part P11 of the first drive pulse P1.

図4A2は、第1駆動パルスP1のピークホールド部P13時点のノズル101の開口部付近の液体120の挙動を示す。図4A2に示すように、ピークホールド部P13では、ピークホールド部P13の前の立上り部P12によって、圧力室105内が減圧されたことにより、ノズル101の開口部の液体120は、圧力室105内に引き込まれている。また、圧力室105内が減圧されたことにより、所定の液体120がリザーバ107から圧力室105内に供給される。   FIG. 4A2 shows the behavior of the liquid 120 near the opening of the nozzle 101 at the time of the peak hold part P13 of the first drive pulse P1. As shown in FIG. 4A2, in the peak hold portion P13, the pressure 120 is reduced by the rising portion P12 before the peak hold portion P13, so that the liquid 120 at the opening of the nozzle 101 is contained in the pressure chamber 105. Has been drawn into. In addition, when the pressure chamber 105 is depressurized, the predetermined liquid 120 is supplied from the reservoir 107 into the pressure chamber 105.

図4A3は、第2駆動パルスP2の電位維持部P21時点のノズル101の開口部付近の液体120の挙動を示す。図4A3に示すように、電位維持部P21時点では、第1駆動パルスP1の立下り部P14によって、圧力室105内が加圧されたことにより、液体120がノズル101の開口部から押し出されて液滴D1が形成される。   FIG. 4A3 shows the behavior of the liquid 120 near the opening of the nozzle 101 at the time of the potential maintaining part P21 of the second drive pulse P2. As shown in FIG. 4A3, at the time of the potential maintaining portion P21, the liquid 120 is pushed out from the opening portion of the nozzle 101 by pressurizing the inside of the pressure chamber 105 by the falling portion P14 of the first drive pulse P1. A droplet D1 is formed.

図4A4は、第2駆動パルスP2のピークホールド部P23時点のノズル101の開口部付近の液体120の挙動を示す。図4A4に示すように、ピークホールド部P23時点では、ピークホールド部P23の前の立上り部P22によって、圧力室105内が減圧されたことにより、ノズル101の開口部の液体120は、圧力室105内に引き込まれている。また、圧力室内が減圧されたことにより、所定の液体120がリザーバ107から圧力室105内に供給される。上述のように本実施の形態では第2駆動パルスP2のパルス周期T2が第1駆動パルスのパルス周期T1よりも長いことから、圧力室105内に液体120を供給するための時間が確保され、液滴D1の形成によって減少した分の液体120を圧力室105内に供給することができる。一方、液滴D1は飛翔していない。   FIG. 4A4 shows the behavior of the liquid 120 near the opening of the nozzle 101 at the time of the peak hold part P23 of the second drive pulse P2. As shown in FIG. 4A4, at the time of the peak hold portion P23, the pressure 120 is decompressed by the rising portion P22 before the peak hold portion P23, so that the liquid 120 at the opening of the nozzle 101 becomes the pressure chamber 105. It is drawn in. Further, when the pressure chamber is depressurized, the predetermined liquid 120 is supplied from the reservoir 107 into the pressure chamber 105. As described above, in the present embodiment, since the pulse period T2 of the second drive pulse P2 is longer than the pulse period T1 of the first drive pulse, a time for supplying the liquid 120 into the pressure chamber 105 is secured, The liquid 120 reduced by the formation of the droplet D1 can be supplied into the pressure chamber 105. On the other hand, the droplet D1 does not fly.

図4A5は、第2駆動パルスP2後の電位維持部P3時点のノズル101の開口部付近の液体120の挙動を示す。図4A5に示すように、電位維持部P3時点では、第2駆動パルスP2の立下り部P24によって、圧力室105内が加圧されたことにより、液体120がノズル101の開口部から押し出されて液滴D2が形成される。上述のように本実施の形態では第2駆動パルスP2のパルス電圧V2が第1駆動パルスのパルス電圧V1より大きいことから、液滴D2が押し出される速度は、液滴D1が押し出される速度よりも速い。これにより、液滴D2は、飛翔していない液滴D1と合体し、合体した液滴D10を形成することができる。このように第1ステップでは、第1駆動パルスP1によって形成された液滴D1と第2駆動パルスP2によって形成された液滴D2とを、飛翔前に合体させることで、重量の大きい液滴D10を形成する。   FIG. 4A5 shows the behavior of the liquid 120 near the opening of the nozzle 101 at the time of the potential maintaining part P3 after the second drive pulse P2. As shown in FIG. 4A5, at the time of the potential maintaining portion P3, the liquid 120 is pushed out from the opening portion of the nozzle 101 by pressurizing the inside of the pressure chamber 105 by the falling portion P24 of the second drive pulse P2. A droplet D2 is formed. As described above, in the present embodiment, since the pulse voltage V2 of the second drive pulse P2 is higher than the pulse voltage V1 of the first drive pulse, the speed at which the droplet D2 is pushed out is higher than the speed at which the droplet D1 is pushed out. fast. As a result, the droplet D2 can be combined with the droplet D1 that is not flying to form the combined droplet D10. As described above, in the first step, the droplet D10 formed by the first drive pulse P1 and the droplet D2 formed by the second drive pulse P2 are combined before the flight, so that the droplet D10 having a large weight is obtained. Form.

2)第2ステップについて
第2ステップでは、図4B1および図4B2に示されるように、第2駆動パルスP2後、駆動パルスを停止することで、液滴D10がノズル101の開口部から飛翔し、液体が吐出される。
2) About the second step In the second step, as shown in FIGS. 4B1 and 4B2, by stopping the drive pulse after the second drive pulse P2, the droplet D10 flies from the opening of the nozzle 101, Liquid is discharged.

このように本実施の形態では、2つの駆動パルスによって押し出された液滴を、液滴がノズルから飛翔する前に合体させることから、液滴の重量が増加する。これにより液体の吐出精度が向上する。   As described above, in the present embodiment, since the droplets pushed out by the two drive pulses are combined before the droplets fly from the nozzle, the weight of the droplets increases. This improves the liquid ejection accuracy.

[実施の形態2]
実施の形態2では、液体を吐出した後、メニスカス振動を抑制するために、圧電素子に補助パルスを印加するステップを有する態様について説明する。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, a mode including a step of applying an auxiliary pulse to a piezoelectric element in order to suppress meniscus vibration after discharging a liquid will be described.

実施の形態2のインクジェット装置は、駆動信号供給手段が供給する駆動信号の波形が異なる以外は、実施の形態1のインクジェット装置と同じである。したがって、実施の形態2では、駆動信号形成手段が供給する駆動信号の波形について説明する。   The ink jet apparatus of the second embodiment is the same as the ink jet apparatus of the first embodiment except that the waveform of the drive signal supplied by the drive signal supply means is different. Therefore, in the second embodiment, the waveform of the drive signal supplied by the drive signal forming unit will be described.

図5は実施の形態2の駆動信号形成手段によって形成された駆動信号を示す。図5に示されるように実施の形態2における駆動信号Pは、第1駆動パルスP1、第2駆動パルスP2、第1補助パルスPh1および第2補助パルスPh2を有する。第1駆動パルスP1および第2駆動パルスP2は実施の形態1と同じである。   FIG. 5 shows a drive signal formed by the drive signal forming means of the second embodiment. As shown in FIG. 5, the drive signal P in the second embodiment has a first drive pulse P1, a second drive pulse P2, a first auxiliary pulse Ph1, and a second auxiliary pulse Ph2. The first drive pulse P1 and the second drive pulse P2 are the same as those in the first embodiment.

第1補助パルスPh1は、第2駆動パルスP2とは逆位相の波形を有するパルスであり、駆動パルスによって生じた残留振動を打ち消すための信号である。第1補助パルスPh1は、電位維持部Ph11と、立下り部Ph12と、ピークホールド部Ph13と、立上り部Ph14とからなる。第1補助パルスPh1のパルス電圧Vh1は、第2駆動パルスP2のパルス電圧V2よりも小さく、第2補助パルスPh2のパルス電圧Vh2よりも大きいことが好ましい。   The first auxiliary pulse Ph1 is a pulse having a waveform opposite in phase to the second drive pulse P2, and is a signal for canceling the residual vibration caused by the drive pulse. The first auxiliary pulse Ph1 includes a potential maintaining unit Ph11, a falling unit Ph12, a peak hold unit Ph13, and a rising unit Ph14. The pulse voltage Vh1 of the first auxiliary pulse Ph1 is preferably smaller than the pulse voltage V2 of the second drive pulse P2 and larger than the pulse voltage Vh2 of the second auxiliary pulse Ph2.

ここで、第1補助パルスPh1のパルス電圧Vh1とは、立上り部Ph14の始点と立上り部Ph14の終点との電位差を意味する。また、立下り部Ph11の始点と立下り部Ph11の終点との電位差Vh0は0であってもよい。すなわち第1補助パルスPh1は、電位維持部Ph11および立下り部Ph12を有さなくてもよい。   Here, the pulse voltage Vh1 of the first auxiliary pulse Ph1 means a potential difference between the start point of the rising portion Ph14 and the end point of the rising portion Ph14. The potential difference Vh0 between the start point of the falling part Ph11 and the end point of the falling part Ph11 may be zero. That is, the first auxiliary pulse Ph1 may not include the potential maintaining unit Ph11 and the falling unit Ph12.

第2補助パルスPh2は、第1補助パルスPh1によって新たに生じた残留振動を打ち消すための信号である。したがって、第1補助パルスPh1によって残留振動が新たに生じない場合は、第2駆動パルスPh2はなくてもよい。   The second auxiliary pulse Ph2 is a signal for canceling the residual vibration newly generated by the first auxiliary pulse Ph1. Therefore, if no new residual vibration is generated by the first auxiliary pulse Ph1, the second drive pulse Ph2 may be omitted.

第2補助パルスPh2は、立上り部Ph21と、ピークホールド部Ph22と、立下りPh23とからなる。第2補助パルスPh2のパルス周期Th2は、アクチュエータの固有振動周期Ta以下であることが好ましい。また、第2補助パルスPh2のパルス電圧Vh2は、吐出最小電圧以下である。   The second auxiliary pulse Ph2 includes a rising portion Ph21, a peak hold portion Ph22, and a falling Ph23. The pulse period Th2 of the second auxiliary pulse Ph2 is preferably equal to or less than the natural vibration period Ta of the actuator. Further, the pulse voltage Vh2 of the second auxiliary pulse Ph2 is equal to or lower than the minimum discharge voltage.

本発明では、1駆動周期内に複数の駆動パルスが供給されることから、1駆動周期内に駆動パルスのパルス周期が占める割合が大きい。このため最後の駆動パルスの供給後、次の駆動周期が始まるまでに液体の残留振動が停止しないことがある。液体の残留振動が停止する前に次の駆動周期が始まると、次の駆動周期で液体を適切に吐出できないおそれがある。一方、本実施の形態のように最後の駆動パルス後に、駆動パルスとは逆位相の波形を有するパルスをアクチュエータに供給すると、次の駆動周期までに残留振動を確実に停止させることができる。このため、本実施の形態によれば、連続的に安定して液滴を吐出することができる。   In the present invention, since a plurality of drive pulses are supplied within one drive cycle, the ratio of the drive pulse pulse cycle within one drive cycle is large. For this reason, after the last drive pulse is supplied, the residual vibration of the liquid may not stop until the next drive cycle starts. If the next driving cycle starts before the residual vibration of the liquid stops, the liquid may not be properly discharged in the next driving cycle. On the other hand, if a pulse having a waveform opposite in phase to the drive pulse is supplied to the actuator after the last drive pulse as in this embodiment, the residual vibration can be reliably stopped by the next drive cycle. For this reason, according to this Embodiment, a droplet can be discharged continuously and stably.

本発明によれば高精度で液体を吐出することができることから、有機ELディスプレイや液晶パネルなどの電子デバイスの製造に適用されうる。   According to the present invention, the liquid can be discharged with high accuracy, and therefore, the present invention can be applied to the manufacture of electronic devices such as an organic EL display and a liquid crystal panel.

10 インクジェット式記録装置
100 インクジェットヘッド
101 ノズル
103 ノズルプレート
105 圧力室
107 リザーバ
109 区画壁
110 アクチュエータ
111 振動板
113 圧電素子
115 個別電極
120 液体
150 駆動信号供給手段
151 駆動信号発生回路
153 選択回路


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inkjet recording apparatus 100 Inkjet head 101 Nozzle 103 Nozzle plate 105 Pressure chamber 107 Reservoir 109 Partition wall 110 Actuator 111 Diaphragm 113 Piezoelectric element 115 Individual electrode 120 Liquid 150 Drive signal supply means 151 Drive signal generation circuit 153 Selection circuit


Claims (6)

所定の液体を収容する圧力室と、前記圧力室と連通するノズルと、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドから、前記アクチュエータに1駆動周期内に駆動パルスをn回〔nは2以上の整数である〕供給することで、前記液体を吐出する方法であって、
m回目〔mは1から(n−1)までの整数である〕の前記駆動パルスによってノズルから押し出され、かつ飛翔していない液滴を、m+1回目の前記駆動パルスによってノズルから押し出された液滴と合体させるステップ、および
n回目の前記駆動パルスによって前記合体した液滴を飛翔させて、前記液体を吐出するステップ、を有する液体の吐出方法。
From an inkjet head having a pressure chamber containing a predetermined liquid, a nozzle communicating with the pressure chamber, and an actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber, a drive pulse is applied to the actuator within one drive cycle. A method in which the liquid is ejected by supplying the n times (n is an integer of 2 or more),
Liquid ejected from the nozzle by the m + 1th drive pulse and ejected from the nozzle by the mth drive pulse (m is an integer from 1 to (n-1)). A liquid ejection method comprising: a step of combining with a droplet; and a step of ejecting the liquid by flying the combined droplet by the nth driving pulse.
m回目の前記駆動パルスのパルス周期をTとし、m+1回目の前記駆動パルスのパルス周期をTm+1としたときに、T≦Tm+1である、請求項1に記載の吐出方法。 2. The ejection method according to claim 1 , wherein T m ≦ T m + 1 when a pulse period of the m-th drive pulse is T m and a pulse period of the m + 1-th drive pulse is T m + 1 . m回目の前記駆動パルスのパルス電圧をVとし、m+1回目の前記駆動パルスのパルス電圧をVm+1としたときに、V≦Vm+1である、請求項1に記載の吐出方法。 a pulse voltage of the drive pulse of the m-th and V m, a pulse voltage of m + 1 th of the driving pulse when the V m + 1, is V m ≦ V m + 1, ejecting method according to claim 1. 前記駆動パルスのパルス周期Tは、前記アクチュエータの固有振動周期Taに対して、0.5Ta≦T≦1.5Taである、請求項1に記載の吐出方法。   The ejection method according to claim 1, wherein a pulse period T of the drive pulse is 0.5Ta ≦ T ≦ 1.5Ta with respect to a natural vibration period Ta of the actuator. n回目の前記駆動パルスを前記アクチュエータに供給した後に、前記n回目の駆動パルスとは逆位相の波形を有するパルスを前記アクチュエータに供給するステップをさらに有する、請求項1に記載の吐出方法。   2. The ejection method according to claim 1, further comprising a step of supplying a pulse having a waveform opposite in phase to the n-th drive pulse to the actuator after the n-th drive pulse is supplied to the actuator. 所定の液体を収容する圧力室と、前記圧力室と連通するノズルと、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータと、を有するインクジェットヘッド;および
前記アクチュエータに1駆動周期内にn回〔nは2以上の整数である〕の駆動パルスを有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段;を有するインクジェット装置であって、
前記駆動信号は、m回目〔mは1から(n−1)までの整数である〕の前記駆動パルスによってノズルから押し出され、かつ飛翔していない液滴が、m+1回目の前記駆動パルスによってノズルから押し出された液滴と合体し、かつ、n回目の前記駆動パルスによって前記合体した液滴が飛翔するように調整されている、インクジェット装置。

An ink jet head having a pressure chamber containing a predetermined liquid, a nozzle communicating with the pressure chamber, and an actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber; and n times [n A drive signal supply means for supplying a drive signal having a drive pulse of
The drive signal is ejected from the nozzle by the m-th drive pulse [m is an integer from 1 to (n−1)], and a droplet that has not been ejected is ejected from the nozzle by the m + 1-th drive pulse. An ink jet apparatus that is united with a liquid ejected from the nozzle and adjusted so that the united liquid droplets fly by the n-th driving pulse.

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