JPWO2020234592A5

JPWO2020234592A5 -

Info

Publication number: JPWO2020234592A5
Application number: JP2021568048A
Authority: JP
Publication date: 2023-05-30

Claims

液滴堆積ヘッド、流体供給部、コントローラー、および駆動信号生成回路を備える液滴堆積装置であって、
前記液滴堆積ヘッドは、それぞれが、ノズルと、前記液滴堆積ヘッド内への流体入口を有し、一つまたは複数のノズルで終わる流体入口経路と、前記一つまたは複数のノズルで始まり前記液滴堆積ヘッドの流体戻り口で終わる流体戻り口経路と、を有する一つまたは複数の流体チャンバーを備え、
各流体チャンバーは、圧電材料からなる、および使用中の前記ノズルから流体液滴を吐出するように電気駆動信号の印加時に変形可能である、二つの対向するチャンバー壁を備え、
前記流体供給部は、使用中に前記流体入口と前記流体戻り口との間で測定される差圧で前記流体入口に流体を供給するように構成され、
前記コントローラーは、前記一つまたは複数のノズルが２０℃～９０℃の所定の射出温度で４５ｍＰａ・ｓ～１３０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する流体の液滴を堆積させるために、駆動信号を前記圧電チャンバー壁に印加するように構成され、
前記駆動信号生成回路は、前記吐出される液滴の前記液滴速度を、所定の液滴速度と実質的に等しく保つために、チャンバー壁作動レートの変化中に液滴速度を操作して前記駆動信号を調整するように構成され、前記流体供給部によって加えられる前記差圧は、使用中に５０ｍｌ／分～２００ｍｌ／分の流量で戻り流体を前記流体戻り口内に流れ込ませる、液滴堆積装置。
前記流体供給部は、使用中に前記流体を２０℃～９０℃の範囲のそれぞれの温度に加熱し、前記加熱された流体を４５ｍＰａ・ｓ～１３０ｍＰａ・ｓの対応する粘度で前記流体入口に供給するように構成される、請求項１に記載の液滴堆積装置。
前記液滴堆積ヘッドは、前記流体を使用中の射出温度に加熱するように構成されるヒーターをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の液滴堆積装置。
３０℃における粘度が、６０ｍＰａ・ｓ～６６０ｍＰａ・ｓの範囲となるように流体の液滴が堆積される、請求項１～３のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
前記流体入口と前記流体戻り口との間の流体抵抗は、使用中に流体チャンバー当たり８００ｍｂａｒ／（ｍｌ・分）以下となるようにされる、請求項１～４のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
前記流体は、使用中に１．５より大きいオーネゾルゲ数を有するように堆積される請求項１～５のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
前記駆動信号は、第一のハイレイダウン駆動モードに従って印加され、前記流体チャンバー内の前記流体は、使用中に２０℃～９０℃の射出温度で４５ｍＰａ・ｓから最大で１３０ｍＰａ・ｓ以下の範囲内の粘度を有するようにされる請求項１～６のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
前記駆動信号は、第二の三サイクル駆動モードに従って印加され、前記流体チャンバー内の前記流体は、２０℃～９０℃の射出温度で、４５ｍＰａ・ｓ～６５ｍＰａ・ｓの範囲内の粘度を有するようにされる、請求項１～６のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
流体の液滴は、使用中に１より大きく２より小さいオーネゾルゲ数を有するように堆積される、請求項８に記載の液滴堆積装置。
流体の液滴は、使用中に０．４４より大きく４より小さいオーネゾルゲ数を有するように堆積される、請求項７に記載の液滴堆積装置。
前記液滴堆積ヘッドは、使用中に駆動信号生成回路をさらに備え、前記コントローラーは、前記駆動信号生成回路によって消費される電流値を受信するように、および前記吐出される液滴の前記液滴速度を変更するために、前記電流値に応答して前記駆動信号の変更されたピーク間電圧を決定するように構成される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
前記駆動信号生成回路は、使用中に前記コントローラーから前記変更されたピーク間電圧を受信するように、および前記吐出される液滴の前記液滴速度を変更するために、前記変更されたピーク間電圧で駆動信号を生成するように構成される、請求項１１に記載の液滴堆積装置。
第一の駆動モードは、使用中に同じ速度の液滴を吐出するために、第二の駆動モードよりも低い最大ピーク間駆動電圧を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の液滴堆積装置。
請求項１～１３のいずれか一項に記載の液滴堆積装置を動作させる方法であって、前記方法は、
５０ｍｌ／分～２００ｍｌ／分の流量で、各流体チャンバーを通る流体の再循環流を生じさせるために、前記液滴堆積ヘッドの前記流体チャンバーに流体を供給する工程と、
前記流体チャンバー内の前記流体が、２０℃～９０℃の所定の射出温度であり、４５ｍＰａ・ｓ～１３０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度に対応するように、前記流体を前記液滴堆積ヘッドの前記流体入口に供給する前および／または後に前記流体を加熱する工程と、
一つまたは複数の液滴の形で前記チャンバーに供給された、２０℃～９０℃の射出温度で４５ｍＰａ・ｓ～１３０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する流体の一部を吐出するために、駆動信号を一つまたは複数の前記流体チャンバーの前記圧電壁に印加する工程、および前記流体チャンバーに供給されたが吐出されない過剰な流体を、前記ヘッドの前記流体戻り口に５０ｍｌ／分～２００ｍｌ／分の流量で戻す工程と、を含み、
前記駆動信号生成回路は、前記吐出される液滴の前記液滴速度を、所定の液滴速度と実質的に等しく保つために、チャンバー壁作動レートの変化中に液滴速度を操作して前記駆動信号を調整するように構成される方法。
前記方法は、前記コントローラーに、前記チャンバー壁の作動のデューティサイクルに基づく電流信号を提供する前記駆動信号生成回路をさらに含み、前記コントローラーは、前記吐出された液滴の前記液滴速度を所定の液滴速度に実質的に等しく保つために、電流値に応答して前記駆動信号のピーク間電圧を調整する、請求項１４に記載の方法。
前記コントローラーおよび駆動信号生成回路を備え、前記コントローラーは、前記駆動信号生成回路から所定の液滴速度および電流値を受信するように、および格納されたテストデータに基づいて、前記電流値および前記所定の液滴速度に応答して変更されたピーク間電圧を決定するように構成され、前記駆動信号生成回路は、前記変更されたピーク間電圧を受信し、および前記変更されたピーク間電圧で駆動信号を生成し、そして前記生成された駆動信号が、前記吐出される液滴の前記液滴速度を、所定の液滴速度と実質的に等しく保つために、前記液滴堆積ヘッドの前記一つまたは複数の流体チャンバーの前記一つまたは複数のノズルから吐出される前記液滴の前記液滴速度を変更するように構成され、前記コントローラーは、
前記ノズルが、使用中に２０℃～９０℃の所定の射出温度で４５ｍＰａ・ｓ～１３０ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有する流体の液滴を堆積させるために、前記駆動信号を前記圧電チャンバー壁に印加するようにさらに構成される、請求項１４または請求項１５に記載の方法を実行するための制御システム。
ヒーターおよびヒーターコントローラーをさらに備え、前記ヒーターは、前記流体チャンバーに供給される前記流体を加熱するように構成され、前記ヒーターコントローラーは前記コントローラーから動作データを受信するように構成され、前記動作データは前記所定の液滴速度および前記駆動信号生成回路の前記電流値に基づいており、前記ヒーターコントローラーは、使用中に前記流体チャンバー内の前記流体を実質的に前記所定の射出温度に加熱するように、前記動作データに基づいて前記ヒーターを制御するようにさらに構成される、請求項１６に記載の制御システム。