JPWO2016104756A1 - 液滴吐出ヘッドの駆動方法及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記駆動信号として第1の駆動信号を有し、
前記第1の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第1の膨張パルスのパルス幅は、2ALより大きく4AL未満(但し、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)である液滴吐出ヘッドの駆動方法。
2.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスのパルス幅が、2.5AL以上3.8AL未満である前記1記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
3.前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、前記第2の収縮パルスのパルス幅が、1.8AL以上2.2AL以下である前記1又は2記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
4.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスの電圧値が等しい前記1、2又は3記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
5.前記液体の粘度が5mPa・sよりも大きい場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である前記4記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
6.前記液体の粘度が5mPa・s以下である場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である前記4記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
7.前記第1の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3の収縮パルスをさらに有し、
前記第2の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3の収縮パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2の収縮パルスの印加終了から0.3AL以上0.7AL以下の休止期間をおいて前記第3の収縮パルスを印加する前記1又は2記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
8.前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下である前記7記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
9.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスと前記第3の収縮パルスの電圧値が等しい前記7又は8記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
10.前記液体の粘度が5mPa・sよりも大きい場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である前記9記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
11.前記液体の粘度が5mPa・s以下である場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の駆動信号の前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である前記9記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
12.前記ノズルから1つの液滴を吐出させて小液滴を形成する際、前記駆動信号として第2の駆動信号を有し、
前記第2の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2の駆動信号の前記第1の膨張パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の膨張パルスのパルス幅と同一であり、
前記第2の駆動信号の前記第1の収縮パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の収縮パルスのパルス幅と同一であり、
画像データに応じて、同一の前記ノズルから、前記第1の駆動信号による大液滴と前記第2の駆動信号による小液滴とを打ち分ける前記1〜11の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
13.圧力発生手段の駆動によって圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備える液滴吐出装置において、
前記駆動信号は第1の駆動信号を有し、
前記第1の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第1の膨張パルスのパルス幅は、2ALより大きく4AL未満(但し、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)である液滴吐出装置。
14.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスのパルス幅が、2.5AL以上3.8AL未満である前記13記載の液滴吐出装置。
15.前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、前記第2の収縮パルスのパルス幅が、1.8AL以上2.2AL以下である前記13又は14記載の液滴吐出装置。
16.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスの電圧値が等しい前記13、14又は15記載の液滴吐出装置。
17.前記液体の粘度は5mPa・sよりも大きく、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である前記16記載の液滴吐出装置。
18.前記液体の粘度は5mPa・s以下であり、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である前記16記載の液滴吐出装置。
19.前記第1の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3の収縮パルスをさらに有し、
前記第2の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3の収縮パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2の収縮パルスの印加終了から0.3AL以上0.7AL以下の休止期間をおいて前記第3の収縮パルスを印加する前記13又は14記載の液滴吐出装置。
20.前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下である前記19記載の液滴吐出装置。
21.前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスと前記第3の収縮パルスの電圧値が等しい前記19又は20記載の液滴吐出装置。
22.前記液体の粘度は5mPa・sよりも大きく、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である前記21記載の液滴吐出装置。
23.前記液体の粘度は5mPa・s以下であり、
前記第1の駆動信号は、前記第1の駆動信号の前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である前記21記載の液滴吐出装置。
24.前記ノズルから1つの液滴を吐出させて小液滴を形成する際、前記駆動信号として第2の駆動信号を有し、
前記第2の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2の駆動信号の前記第1の膨張パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の膨張パルスのパルス幅と同一であり、
前記第2の駆動信号の前記第1の収縮パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の収縮パルスのパルス幅と同一であり、
前記駆動制御手段は、画像データに応じて、同一の前記ノズルから、前記第1の駆動信号による大液滴と前記第2の駆動信号による小液滴とを打ち分けるように前記第1の駆動信号又は前記第2の駆動信号を前記圧力発生手段に出力する前記13〜23の何れかに記載の液滴吐出装置。
25.前記液滴吐出ヘッドは、せん断モード型の液滴吐出ヘッドである前記13〜24の何れかに記載の液滴吐出装置。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。
液滴吐出装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を液滴にして吐出する液滴吐出装置がある。また、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液滴吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液滴吐出装置等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液滴吐出装置、光通信素子等に用いられる半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液滴吐出装置であってもよい。また、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液滴吐出装置であってもよい。
また、以上の説明では、ヘッド3として隣り合うチャネル31、31間の隔壁32をせん断変形させるものを例示したが、特に限らない。例えば、チャネルの上壁又は下壁をPZT等の圧電素子によって構成される圧力発生手段とし、この上壁又は下壁をせん断変形させるものであってもよい。
図2に示すせん断モード型のインクジェットヘッド(ノズルの直径=24μm、AL=3.7μs)を用い、インクにUV硬化型のインクを40℃で使用した。このときのインクの粘度は0.01Pa・sであった。
○:11m/s>ノズル欠や吐出曲がりが発生したときの液滴速度≧9m/s
△:9m/s>ノズル欠や吐出曲がりが発生したときの液滴速度≧7m/s
×:7m/s>ノズル欠や吐出曲がりが発生したときの液滴速度
図2に示すせん断モード型のインクジェットヘッド(ノズルの直径=24μm、1AL=4.8μs)を用い、インクとして、インクA(溶剤系、粘度10mPa・s)とインクB(水系、粘度4mPa・s)を使用した。
2:搬送機構
21:搬送ローラー
22:搬送ローラー対
23:搬送モーター
3:インクジェットヘッド
30:チャネル基板
31:チャネル
32:隔壁
321:上壁部
322:下壁部
33:カバー基板
331:共通流路
34:ノズルプレート
341:ノズル
35:プレート
351:インク供給口
352:インク供給管
4:ガイドレール
5:キャリッジ
6:フレキシブルケーブル
7:メディア
71:記録面
8:駆動制御部
100:液滴
101:第1液滴
100:第2液滴
PA1、PA2:第1の駆動信号
Pa1:第1の膨張パルス
Pa2:第1の収縮パルス
Pa3:第2の膨張パルス
Pa4:第2の収縮パルス
Pa5:第3の収縮パルス
PAW1〜PAW5:パルス幅
PAW6:休止期間
PB1、PB2:第2の駆動信号
Pb1:第1の膨張パルス
Pb2:第1の収縮パルス
Pb3:第2の収縮パルス
PBW1〜PBW3:パルス幅
PBW4:休止期間
Claims (25)
- 圧力室の容積を膨張又は収縮させる圧力発生手段に駆動信号を印加し、該圧力発生手段を駆動させることによって前記圧力室内の液体に圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記駆動信号として第1の駆動信号を有し、
前記第1の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第1の膨張パルスのパルス幅は、2ALより大きく4AL未満(但し、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)である液滴吐出ヘッドの駆動方法。 - 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスのパルス幅が、2.5AL以上3.8AL未満である請求項1記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、前記第2の収縮パルスのパルス幅が、1.8AL以上2.2AL以下である請求項1又は2記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスの電圧値が等しい請求項1、2又は3記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記液体の粘度が5mPa・sよりも大きい場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である請求項4記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記液体の粘度が5mPa・s以下である場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である請求項4記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記第1の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3の収縮パルスをさらに有し、
前記第2の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3の収縮パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2の収縮パルスの印加終了から0.3AL以上0.7AL以下の休止期間をおいて前記第3の収縮パルスを印加する請求項1又は2記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。 - 前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下である請求項7記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスと前記第3の収縮パルスの電圧値が等しい請求項7又は8記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記液体の粘度が5mPa・sよりも大きい場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である請求項9記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記液体の粘度が5mPa・s以下である場合、前記第1の駆動信号は、前記第1の駆動信号の前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である請求項9記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
- 前記ノズルから1つの液滴を吐出させて小液滴を形成する際、前記駆動信号として第2の駆動信号を有し、
前記第2の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2の駆動信号の前記第1の膨張パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の膨張パルスのパルス幅と同一であり、
前記第2の駆動信号の前記第1の収縮パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の収縮パルスのパルス幅と同一であり、
画像データに応じて、同一の前記ノズルから、前記第1の駆動信号による大液滴と前記第2の駆動信号による小液滴とを打ち分ける請求項1〜11の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。 - 圧力発生手段の駆動によって圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備える液滴吐出装置において、
前記駆動信号は第1の駆動信号を有し、
前記第1の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第2の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第2の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第1の膨張パルスのパルス幅は、2ALより大きく4AL未満(但し、ALは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2)である液滴吐出装置。 - 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスのパルス幅が、2.5AL以上3.8AL未満である請求項13記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、前記第2の収縮パルスのパルス幅が、1.8AL以上2.2AL以下である請求項13又は14記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスの電圧値が等しい請求項13、14又は15記載の液滴吐出装置。
- 前記液体の粘度は5mPa・sよりも大きく、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である請求項16記載の液滴吐出装置。 - 前記液体の粘度は5mPa・s以下であり、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス及び前記第2の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である請求項16記載の液滴吐出装置。 - 前記第1の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第3の収縮パルスをさらに有し、
前記第2の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL以上0.7AL以下であり、
前記第3の収縮パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下であり、
前記第2の収縮パルスの印加終了から0.3AL以上0.7AL以下の休止期間をおいて前記第3の収縮パルスを印加する請求項13又は14記載の液滴吐出装置。 - 前記第1の駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.4AL以上0.7AL以下であり、前記第2の膨張パルスのパルス幅が、0.8AL以上1.2AL以下である請求項19記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルスの電圧値と前記第2の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第1の収縮パルスの電圧値と前記第2の収縮パルスと前記第3の収縮パルスの電圧値が等しい請求項19又は20記載の液滴吐出装置。
- 前記液体の粘度は5mPa・sよりも大きく、
前記第1の駆動信号は、前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=2/1である請求項21記載の液滴吐出装置。 - 前記液体の粘度は5mPa・s以下であり、
前記第1の駆動信号は、前記第1の駆動信号の前記第1の膨張パルス及び前記第2の膨張パルスの電圧値をVH2、前記第1の収縮パルス、前記第2の収縮パルス及び前記第3の収縮パルスの電圧値をVH1としたとき、|VH2|/|VH1|=1/1である請求項21記載の液滴吐出装置。 - 前記ノズルから1つの液滴を吐出させて小液滴を形成する際、前記駆動信号として第2の駆動信号を有し、
前記第2の駆動信号は、
前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第1の膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第1の収縮パルスとをこの順に有し、
前記第2の駆動信号の前記第1の膨張パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の膨張パルスのパルス幅と同一であり、
前記第2の駆動信号の前記第1の収縮パルスのパルス幅は、前記第1の駆動信号の前記第2の収縮パルスのパルス幅と同一であり、
前記駆動制御手段は、画像データに応じて、同一の前記ノズルから、前記第1の駆動信号による大液滴と前記第2の駆動信号による小液滴とを打ち分けるように前記第1の駆動信号又は前記第2の駆動信号を前記圧力発生手段に出力する請求項13〜23の何れかに記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出ヘッドは、せん断モード型の液滴吐出ヘッドである請求項13〜24の何れかに記載の液滴吐出装置。
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