KR20220115872A - 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 및 전지 부재용 액체 토출 장치 - Google Patents

액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 및 전지 부재용 액체 토출 장치 Download PDF

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Abstract

미리 결정된 반송 방향으로 반송되는 타깃 토출 매체에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역을 형성하는 액체 토출 장치는, 구동 파형에 기초하여 액체를 토출하도록 구성된 복수의 액체 토출 유닛; 액체 토출 유닛에 구동 파형을 출력하도록 구성된 출력 유닛; 액체의 성상을 나타내는 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛; 및 성상에 기초하여 구동 파형을 스위칭하도록 구성된 스위칭 유닛을 포함한다. 복수의 액체 토출 유닛은 반송 방향으로 서로 이격된 위치에 배치된, 제1 및 제2 액체 토출 유닛을 포함한다. 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 타깃 토출 매체 상에서 제1 및 제2 액체 토출 유닛에 의해 액체가 도포되는 위치들이 반송 방향으로 서로 이격된다.

Description

액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 및 전지 부재용 액체 토출 장치{LIQUID DISCHARGE DEVICE, LIQUID DISCHARGE METHOD, AND LIQUID DISCHARGE DEVICE FOR BATTERY MEMBER}
본 명세서의 개시내용은 일반적으로 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 및 전지 부재용 액체 토출 장치에 관한 것이다.
종래, 미리 결정된 반송 방향으로 반송되는 타깃 토출 매체(target discharging medium)에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역(discharged region)을 형성하는 액체 토출 장치가 알려져 있다.
또한, 예를 들어, 특허문헌 1은, 메인터넌스 등에서 소비되는 액체량을 저감시키기 위해, 피기록 매체(recording medium) 상에 원하는 화상을 묘화 및 기록할 때에 기록 헤드에 인가되는 기록용 파형을 갖는 구동 신호와는 전압, 주파수, 및 파형 중 적어도 하나가 상이한, 테스트용 파형을 갖는 구동 신호를 기록 헤드에 인가하여, 기록용 파형을 갖는 구동 신호를 인가하는 토출력보다 더 증대된 토출력으로 토출을 수행하여 테스트 패턴을 형성하는 것을 개시하고 있다.
일본 미심사 특허 출원 공개 제2011-201050호
그러나, 특허문헌 1은 피기록 매체 상에 화상을 형성하는 동안 구동 신호가 스위칭될 때, 액체 토출 장치에 의해 형성되는 피토출 영역의 품질이 저하될 수도 있다는 문제가 있다.
본 발명은 액체 토출 장치에 의해 형성되는 피토출 영역의 품질의 저하를 억제하는 액체 토출 장치, 및 액체를 토출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 미리 결정된 반송 방향으로 반송되는 타깃 토출 매체에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역을 형성하는 액체 토출 장치는, 구동 파형에 기초하여 상기 액체를 토출하도록 구성된 복수의 액체 토출 유닛; 상기 복수의 액체 토출 유닛 각각에 상기 구동 파형을 출력하도록 구성된 출력 유닛; 상기 액체의 성상(characteristic)을 나타내는 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛; 및 상기 성상에 기초하여 상기 구동 파형을 스위칭하도록 구성된 스위칭 유닛을 포함하고, 상기 복수의 액체 토출 유닛은 제1 액체 토출 유닛 및 상기 반송 방향으로 상기 제1 액체 토출 유닛으로부터 이격된 위치에 배치된 제2 액체 토출 유닛을 포함하고, 상기 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 상기 타깃 토출 매체 상에서 상기 제1 액체 토출 유닛에 의해 액체가 도포되는 위치와 상기 제2 액체 토출 유닛에 의해 액체가 도포되는 위치는 상기 반송 방향으로 서로 이격된다.
본 발명에 따르면, 형성되는 피토출 영역의 품질 저하가 억제될 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 막 형성 장치의 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 잉크 토출 유닛의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 제어 유닛의 기능 구성의 예를 도시하는 블록도이다.
도 4는 실시예에 따른 제어 유닛에 의해 수행되는 처리의 예를 도시하는 플로차트이다.
도 5는 막 형성 시간에 관한 잉크의 온도 변화의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 구동 파형의 예를 묘사하는 도면으로서, 도 6의 (a)는 스위칭 전의 구동 파형을 도시하고, 도 6의 (b)는 스위칭 후의 구동 파형을 도시한다.
도 7은 비교 예(도 7의 (a)) 및 본 출원의 실시예(도 7의 (b))에 대한, 구동 파형의 스위칭에 의한 잉크 도포 상태의 변화의 예를 묘사하는 도면이다.
이하에서는, 도면들을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 실시예에 대하여 설명한다. 각각의 도면에 있어서, 동일한 컴포넌트들은 동일한 참조 번호들로 표시되고, 중복된 설명은 적절히 생략된다.
이하의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 액체 토출 장치를 예시하는 것이고, 본 발명은 이하의 실시예들로 제한되지 않는다. 이하에 기술되는 컴포넌트들의 치수, 재질, 형상, 이들의 상대적 배치 등은, 달리 특정되지 않는 한, 본 발명의 범위를 실시예들로 제한하는 것을 의도하는 것이 아니고, 예시하는 것을 의도하는 것이다. 또한, 도면들에 도시된 부재들의 크기 및 위치 관계는 명확한 설명을 위해 과장될 수도 있다.
본 실시예에 따른 액체 토출 장치는 미리 결정된 반송 방향으로 반송되는 타깃 토출 매체 상에 액체를 토출하는 것에 의해 액체를 도포하여 피토출 영역을 형성한다.
타깃 토출 매체는, 예를 들어, 전지와 같은 축전 디바이스, 연료 전지와 같은 발전 디바이스, 및 태양광 발전 디바이스에 사용되는 전극 기재(집전체)를 포함한다. 타깃 토출 매체는 또한 전극 기재 상에 활성 물질과 같은 전극 재료층이 형성된 전극을 포함한다. 액체 토출 장치는, 분체상의 활성 물질이나 촉매 조성물과 같은 다양한 재료가 분산된 액체를 타깃 토출 매체에 도포하고, 그 액체를 고정 및 건조시키고, 그에 의해 타깃 토출 매체 상에 그 다양한 재료를 함유하는 막을 갖는 전극 등의 피토출 영역을 형성한다.
이러한 액체 토출 장치에서는, 장시간 연속적으로 액체가 토출되면, 토출되는 액체의 온도의 변화로 인해 액체의 성상이 변화할 수도 있다. 액체의 성상은 액체의 성질 또는 상태를 말한다. 액체의 성질은 액체의 점도 또는 표면 장력과 같은 액체의 물성을 포함한다.
액체 토출 장치에 구비된 액체 토출 유닛을 구동시키는 구동 파형은 종종, 비토출이나 토출 굴곡과 같은 어떠한 토출 이상도 없이 액체가 적절히 토출되도록, 액체의 성상에 따라 조정된다. 그러나, 장시간의 연속적인 토출로 인해 액체의 성상이 변화하면, 구동 파형이 성상에 부합하지 않을 수 있고 액체가 적절히 토출되지 않을 수 있다.
이 경우, 액체의 상이한 성상에 대해 조정된 복수의 구동 파형 데이터를 미리 저장 유닛 등에 저장하여, 액체의 성상의 변화에 따라, 저장된 구동 파형 데이터를 사용하기 위해 구동 파형을 스위칭할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
그러나, 피토출 영역을 형성하고 있는 동안 구동 파형이 스위칭될 때, 토출 특성의 과도적인 변화로 인해 이상 영역(abnormal area)이 발생하여, 형성되는 피토출 영역의 품질이 저하될 수도 있다. 이 이상 영역은 토출된 액체의 양이 주위 영역과 상이한 영역이 줄무늬 형상(stripe shape)으로 연장되는 줄무늬 영역을 포함한다.
예를 들어, 액체 토출 장치가 반송 방향으로 배치된 복수의 액체 토출 유닛을 포함하고, 복수의 액체 토출 유닛으로 하여금 액체를 토출하게 하는 구동 파형이 스위칭될 때, 토출 특성이 과도적으로 변화된 상태에서 토출된 액체가 반송 방향으로 타깃 토출 매체를 따라 특정 위치에 집중되기 때문에 이상 영역이 더욱 두드러진다. 그 결과, 형성되는 피토출 영역의 품질이 저하된다.
본 출원의 실시예에서, 액체 토출 장치는 구동 파형에 기초하여 액체를 토출할 수 있는 복수의 액체 토출 유닛, 복수의 액체 토출 유닛 각각에 구동 파형을 출력할 수 있는 출력 유닛, 액체의 성상을 나타내는 정보를 취득하는 취득 유닛, 및 액체의 성상에 기초하여 구동 파형을 스위칭하는 스위칭 유닛을 포함한다.
복수의 액체 토출 유닛은 제1 액체 토출 유닛 및 반송 방향으로 제1 액체 토출 유닛과 이격된 위치에 배치된 제2 액체 토출 유닛을 포함하고, 액체의 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 타깃 토출 매체 상에서 제1 액체 토출 유닛에 의해 액체가 도포되는 위치와 제2 액체 토출 유닛에 의해 액체가 도포되는 위치는 반송 방향으로 서로 이격되어 있다.
예를 들어, 전술한 스위칭 유닛은 액체 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때 제1 액체 토출 유닛에 출력되는 구동 파형 및 제2 액체 토출 유닛에 출력되는 구동 파형을 스위칭한다. 액체의 성상은, 예를 들어, 액체의 온도이고, 미리 결정된 조건은 액체의 온도가 미리 결정된 임계치 이상으로 변화할 때 만족된다.
"이격된"이라는 용어는 액체들의 중심들이 떨어져 있는 것을 의미하고, 본 출원의 실시예에서는, 특히, 중심들이 인접하지 않는 것을 의미한다. 그러나, 액체들의 중심들이 이격되어 있으면, 액체들의 일부는 서로 떨어져 있을 필요가 없다.
전술한 바와 같이, 구동 파형이 스위칭될 때 제1 액체 토출 유닛 및 제2 액체 토출 유닛의 토출 특성이 과도적으로 변화된 상태에서 토출된 액체는 반송 방향으로 이격되어 분산된다. 그 결과, 형성되는 이상 영역이 눈에 띄지 않게 되므로, 피토출 영역의 품질 저하가 억제될 수 있다.
이하, 비침투성의 타깃 도포재 상에 잉크를 토출하여 타깃 도포재 상에 막을 형성하는 막 형성 장치를 예로서 참조하여 실시예를 설명한다. 여기서, 타깃 도포재는 타깃 토출 매체의 예이고, 잉크는 액체의 예이고, 막은 피토출 영역의 예이고, 막 형성 장치는 액체 토출 장치의 예이다.
[실시예]
<막 형성 장치(100)의 전체 구성의 예>
우선, 도 1을 참조하여 막 형성 장치(100)의 전체 구성을 설명한다. 도 1은 막 형성 장치(100)의 전체 구성의 예를 도시하는 도면이다. 도 1은 타깃 도포재(2)의 반송 방향(20)과 실질적으로 직교하는 방향으로부터 본 막 형성 장치(100)의 내부를 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 막 형성 장치(100)는 권출 유닛(1), 도포 유닛(3), 경화 유닛(4), 건조 유닛(5), 권취 유닛(6), 및 제어 유닛(7)을 포함한다. 도포 유닛(3)은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)을 포함한다.
막 형성 장치(100)는 권출 유닛(1) 및 권취 유닛(6)에 의해 타깃 도포재(2)를 반송 방향(20)으로 반송하면서 도포 유닛(3)에 포함된 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각으로부터 토출된 잉크를 타깃 도포재(2) 상에 도포한다. 막 형성 장치(100)는 타깃 도포재(2) 상에 도포된 잉크에 대하여, 경화 유닛(4)에 의해 자외선을 조사하여 잉크를 경화시키고, 건조 유닛(5)에 의해 열기를 송풍하여 잉크를 건조시키는 것에 의해, 타깃 도포재(2) 상에 연속적인 균일한 막을 형성한다.
권출 유닛(1)은 타깃 도포재(2)가 권취된 상태에서 회전 가능한 권출 롤(11)을 회전시켜, 롤에 권취된 타깃 도포재(2)를 권출하고, 그에 의해 권출 유닛(1)으로부터 도포 유닛(3)을 향하여 타깃 도포재(2)를 반송한다. 권취 유닛(6)은 회전하는 권취 롤(61)에 타깃 도포재(2)를 감고, 그에 의해 건조 유닛(5)으로부터 권취 유닛(6)으로 타깃 도포재(2)를 반송한다.
권출 유닛(1) 및 권취 유닛(6) 외에, 참조 번호가 부여되어 있지 않은 반송 롤러 등도 타깃 도포재(2)를 반송하는 반송 수단으로서 이용된다. 반송 롤러, 권출 유닛(1), 및 권취 수단은 타깃 도포재(2)의 반송 수단을 구성한다.
타깃 도포재(2)는 반송 방향(20)으로 연속적이다. 막 형성 장치(100)는 권출 유닛(1)과 권취 유닛(6) 사이의 반송 경로를 따라 타깃 도포재(2)를 반송한다. 반송 방향(20)으로 타깃 도포재(2)의 길이는 적어도 권출 유닛(1)과 권취 유닛(6) 사이의 반송 경로의 길이보다 길다. 막 형성 장치(100)는 반송 방향(20)으로 연속적인 타깃 도포재(2)에 대하여 연속적으로 막 형성을 수행할 수 있다.
잉크는 막의 기능을 실현하는 액체로 구성된다. 잉크는 잉크 토출 유닛이 잉크를 토출할 수 있는 정도의 점도 또는 표면 장력을 가질 수 있다. 잉크 토출 유닛은 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 잉크 토출 유닛의 점도는 상온에서 그리고 상압 하에서, 또는 가열 또는 냉각에 의해 30 mPa·s 이하인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 액체의 예들은 용액, 현탁액, 에멀젼 등을 포함하고, 용액은: 물; 유기 용매와 같은 용매; 염료; 안료; 활성 물질과 같은 전극 재료; 중합성 화합물; 수지; 계면 활성제와 같은 기능성 부여 재료; DNA, 아미노산, 단백질, 또는 칼슘과 같은 생체 적합 재료; 천연 색소와 같은 먹을 수 있는 재료; 등을 포함한다. 예를 들어, 전술한 재료들은 프린팅용 잉크; 표면 처리 액체; 및 전자 소자 또는 발광 소자의 컴포넌트들, 또는 전자 회로 레지스트 패턴과 같은 다양한 소자들을 형성하기 위한 액체와 같은 용도로 사용될 수 있다.
도포 유닛(3)은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각이 토출하는 잉크를 타깃 도포재(2) 상에 도포한다. 도포 유닛(3)에는 반송 방향(20)으로 타깃 도포재(2)를 따라 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 구비된다. 그러나, 본 발명은 전술한 구성에 제한되지 않고, 도포 유닛(3)에는 반송 방향(20)으로 2개 이상의 잉크 토출 유닛이 구비될 수 있다.
잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)은 동일한 구성을 가지고 있으므로, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)은 특별히 구별되지 않는 경우에는 잉크 토출 유닛들(30)이라고 총칭된다. 본 실시예에서, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)은 동일한 종류의 잉크를 토출한다.
잉크 토출 유닛(30)은 복수의 노즐이 배열된 복수의 노즐 어레이를 가지고 있다. 막 형성 장치(100)에서, 잉크 토출 유닛(30)은 노즐로부터 토출되는 잉크의 토출 방향이 타깃 도포재(2)를 향하도록 배치된다. 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)은 구동 파형에 기초하여 잉크를 토출할 수 있는 복수의 액체 토출 유닛의 예들이다.
타깃 도포재(2)는, 금속 시트와 같은 비침투성 기재일 수 있고, 그 위에 입자들을 주요 성분으로 갖는 층이 배치되어 있다. 비침투성 기재 상에 배치된 입자들을 주요 성분으로 갖는 층은, 예를 들어, 그래파이트 층이다.
적합한 비침투성 기재들은, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 스테인리스, 니켈, 또는 백금과 같은 금속 시트; 또는 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 또는 나일론 필름과 같은 수지 필름을 포함한다.
경화 유닛(4)은 광원들(40a 및 40b)을 포함한다. 광원들(40a 및 40b)은 구별되지 않는 경우에는, 광원(40)이라고 총칭된다. 광원(40)은 타깃 도포재(2) 상에 도포된 잉크에 자외선을 조사해서 잉크층을 경화시켜 수지층을 형성하는 기능을 가지고 있다.
광원(40)은, 예를 들어, 저압, 중압, 및 고압 수은 램프와 같은 수은 램프, 텅스텐 램프, 아크등, 엑시머 램프, 엑시머 레이저, 반도체 레이저, 고출력 UV-LED, YAG 레이저, 레이저와 비선형 광학 결정을 조합한 레이저 시스템, 고주파 유도 자외선 발생 장치, 전자선(EB) 경화 장치와 같은 전자선 조사 장치, X선 조사 장치를 포함한다. 특히, 시스템을 단순화하기 위해, 고주파 유도 자외선 발생 장치, 고압 또는 저압 수은 램프, 또는 반도체 레이저가 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 광원(40)은 집광용 미러 또는 스위핑 광학계를 포함하고 있을 수 있다.
건조 유닛(5)은 히터들(50a, 50b, 및 50c)을 포함한다. 히터들(50a, 50b, 및 50c)은 구별되지 않는 경우에는, 히터(50)라고 총칭된다. 히터(50)는 타깃 도포재(2) 상에 형성된 잉크를 가열하여 잉크 중의 잔여 용매를 건조시켜, 잉크의 경화를 촉진하거나 건조시키는 경화 또는 건조 수단 또는 가열 수단 또는 가열 기구로서 기능한다.
히터(50)는, 예를 들어, 적외 램프, 발열체를 내장한 롤러(열 롤러), 열풍 또는 열기를 송풍하는 송풍기, 또는 수증기를 이용한 보일러형 열기를 도입한 난로 등을 포함한다.
제어 유닛(7)은, 막 형성 장치(100)의 전체를 제어하는 제어 장치이다. 제어 유닛(7)이 배치되는 위치는 특별히 제한되지 않고, 적절히 결정될 수 있다.
<잉크 토출 유닛(30)의 구성의 예>
다음으로, 도 2는 잉크 토출 유닛(30)의 구성의 예를 도시하는 도면이다. 도 2는 잉크의 토출 방향 측으로부터 본 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)을 예시한다. 타깃 도포재(2)는 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)을 향한 상태에서 반송 방향(20)으로 반송된다.
잉크 토출 유닛(30)은 라인형 잉크 토출 유닛이다. "라인형 잉크 토출 유닛"은 타깃 도포재(2)의 폭 방향(반송 방향(20)과 직교하는 방향)으로 전체 폭에 걸쳐 잉크를 토출하는 노즐들이 배열된 것을 의미한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각은 반송 방향(20)과 실질적으로 직교하는 방향으로 배치된 4개의 잉크젯 헤드(9)를 가지고 있다. 잉크젯 헤드(9)는 액체 토출 헤드의 예이다. 4개의 잉크젯 헤드는 잉크젯 헤드(9)라고 총칭된다. 잉크젯 헤드(9)는 반송 방향(20)과 실질적으로 직교하는 방향으로 배열된 복수의 노즐(10)을 가지고 있고, 복수의 노즐(10) 각각으로부터 잉크를 토출한다.
복수의 노즐(10)을 가지고 있는 4개의 잉크젯 헤드(9)가 반송 방향(20)과 실질적으로 직교하는 방향으로 배치됨으로써, 타깃 도포재(2)의 폭 방향으로 전체 폭에 걸쳐 잉크가 토출될 수 있게 되어 있다. 도 2는 하나의 잉크 토출 유닛(30)이 4개의 잉크젯 헤드(9)로 이루어지는 구성을 도시하고 있지만, 잉크 토출 유닛(30)은 적어도 하나의 잉크젯 헤드(9)를 포함할 수 있다. 잉크 토출 유닛(30)의 폭은 반드시 타깃 도포재(2)의 전체 폭이 아닐 수도 있고, 그 폭은 적절히 결정될 수 있다.
잉크젯 헤드(9)에서, 잉크에 자극을 인가하여 잉크를 토출시키는 수단은 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이 수단은, 예를 들어, 가압 장치, 압전 소자, 진동 발생 장치, 초음파 발진기, 또는 라이트를 포함한다. 구체적으로는, 이 수단은 압전 소자와 같은 압전 액추에이터, 온도 변화로 인한 금속 상 변화를 이용한 형상 기억 합금 액추에이터, 정전력을 이용한 정전 액추에이터 등을 포함한다.
전술한 수단들 중에서도, 잉크젯 헤드(9) 내의 잉크 유로 내에 있는 압력실(액실 등이라고도 함)로 불리는 위치에 접착된 압전 소자에 전압을 인가하는 수단이 사용되는 것이 바람직하다. 이 잉크젯 헤드(9)에서, 압전 소자는 전압의 인가에 따라 구부러지고, 압력실의 체적이 저감되고, 그에 의해 압력실 내의 잉크를 가압하여 노즐로부터 잉크가 액적으로서 토출되게 한다.
잉크 토출 유닛(30)은 잉크젯 토출 유닛을 포함한다. 잉크젯 토출 유닛은 잉크 토출 유닛(30)으로부터의 잉크 토출과 연관된 기능 컴포넌트들 및 기구들의 집합체이다. 잉크젯 토출 유닛은, 예를 들어, 공급 기구, 유지 및 회복 기구, 및 액체 토출 헤드 이동 기구 중 적어도 하나와 잉크 토출 유닛(30)의 조합을 포함한다.
<제어 유닛(7)의 기능 구성의 예>
다음으로, 도 3을 참조하여 제어 유닛(7)의 기능 구성을 설명한다. 제어 유닛(7)은 잉크 토출 유닛(30) 내부에 유지되어 토출되는 잉크의 온도에 기초하여 구동 파형을 스위칭하는 처리를 수행한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(7)은 취득 유닛(71), 구동 파형 저장 유닛(72), 구동 파형 유지 유닛(73), 출력 유닛(74), 스위칭 유닛(75), 및 증폭 유닛(76)을 포함한다. 전술한 유닛들 중에서, 출력 유닛(74), 스위칭 유닛(75), 및 증폭 유닛(76)의 기능들은 전기 회로에 의해 실현되고, 전술한 기능들의 일부는 소프트웨어(중앙 처리 유닛(CPU))에 의해 실현될 수 있다. 전술한 기능들은 또한 복수의 회로 또는 복수의 소프트웨어에 의해 실현될 수도 있다.
구동 파형 저장 유닛(72)의 기능은 HDD(hard disk drive)와 같은 비휘발성 저장 장치에 의해 실현되고, 구동 파형 유지 유닛(73)의 기능은 RAM(random access memory)과 같은 휘발성 저장 장치에 의해 실현된다.
취득 유닛(71)은 잉크 토출 유닛(30)에 구비된 서미스터(31)로부터 입력된 저항 값에 기초하여 잉크 토출 유닛(30)이 토출하는 잉크의 온도 정보를 취득한다. 잉크의 온도는 액체 성상의 예이다. 서미스터(31)는 액체의 온도를 검출하는 검출기의 예이다.
서미스터(31)는 잉크 토출 유닛(30)에 구비된 4개의 잉크젯 헤드(9) 각각에 배열되고, 잉크젯 헤드(9)의 온도에 따라 저항 값이 변화한다. 잉크젯 헤드(9)의 온도는 잉크젯 헤드(9)에 포함된 잉크의 온도와 대략 동등하고, 서미스터(31)로부터 출력되는 저항 값으로부터 잉크의 온도 정보가 획득될 수 있다.
취득 유닛(71)은 4개의 잉크젯 헤드(9) 각각에 구비된 서미스터들(31) 중 적어도 하나로부터 출력되는 저항 값으로부터 잉크 온도 정보를 취득한다. 또한, 2개 이상의 서미스터(31)로부터 출력되는 저항 값들의 평균값으로부터 잉크의 온도 정보가 취득될 수도 있다.
구동 파형 저장 유닛(72)은 잉크 토출 유닛(30)이 적절히 잉크를 토출할 수 있도록 미리 조정된 구동 파형 데이터를 저장한다. 구동 파형은 잉크 토출 유닛(30)에 인가되어 잉크 토출 유닛(30)으로 하여금 잉크를 토출하게 하는 파형을 포함하는 구동 전압 신호이다. 구동 파형 데이터는 구동 파형을 나타내는 데이터이다.
잉크 토출 유닛(30)으로 하여금 적절히 잉크를 토출하게 하기 위한 구동 파형은 잉크의 온도에 따라 변화하므로, 구동 파형 저장 유닛(72)은 잉크의 온도마다 미리 조정된 복수의 구동 파형의 구동 파형 데이터를 저장한다.
구동 파형 유지 유닛(73)은 구동 파형 저장 유닛(72)에 저장된 복수의 구동 파형 데이터 중 일부를 유지하는 버퍼로서 기능한다. 구동 파형 유지 유닛(73)은 저장 영역 A 및 B를 가지고 있고, 잉크 온도의 변화에 응답하여 구동 파형 저장 유닛(72)으로부터 구동 파형 데이터를 취득하여, 구동 파형 데이터를 저장 영역 A 및 B에 유지한다.
예를 들어, 구동 파형 유지 유닛(73)은 저장 영역 A 및 B 중 하나에 스위칭 전의 구동 파형 데이터를 유지하고, 스위칭 후의 구동 파형 데이터를 다른 저장 영역에 유지한다. 잉크 온도가 변화할 때 저장 영역 A 및 B 각각에 유지되는 구동 파형 데이터가 갱신된다.
출력 유닛(74)은 구동 파형 유지 유닛(73)이 저장 영역 A 및 B 각각에 유지하는 구동 파형 데이터에 기초하여 생성된 구동 파형을 잉크 토출 유닛(30)에 출력할 수 있다. 출력 유닛(74)은 스위칭 전의 구동 파형들 및 스위칭 후의 구동 파형들을 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)에 동시에 출력할 수 있다.
스위칭 유닛(75)은 잉크의 온도 정보에 기초하여 구동 파형을 스위칭하는 기능을 가지고 있다. 구체적으로는, 스위칭 유닛(75)은, 출력 유닛(74)이 출력하는 스위칭 전의 구동 파형 또는 스위칭 후의 구동 파형이 증폭 유닛(76)을 통해 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각에 출력되도록, 취득 유닛(71)으로부터 입력된 정보가 나타내는 잉크의 온도에 따라 구동 파형을 스위칭한다. 스위칭은 스위칭 회로를 사용하여 수행될 수도 있고 소프트웨어에 의해 수행될 수도 있다.
또한, 스위칭 유닛(75)은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 토출하는 잉크들이 타깃 도포재(2) 상에 착탄하는 위치가 반송 방향(20)으로 서로 이격되는 타이밍에서 구동 파형을 스위칭한다. 그 결과, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 토출하는 잉크들은, 타깃 도포재(2) 상에서 반송 방향(20)으로 이격된 위치들에 도포된다.
환언하면, 잉크 토출 유닛(30a)으로 하여금 잉크를 토출하게 하는 구동 파형이 변화될 때 잉크 토출 유닛(30a)이 타깃 도포재(2) 상에 잉크를 도포하는 위치와, 잉크 토출 유닛(30b)으로 하여금 잉크를 토출하게 하는 구동 파형이 변화될 때 잉크 토출 유닛(30b)이 타깃 도포재(2) 상에 잉크를 도포하는 위치는 반송 방향(20)으로 서로 이격된다.
이 경우, 잉크 토출 유닛(30a)은 제1 액체 토출 유닛의 예에 대응하고, 잉크 토출 유닛(30b)은 제2 액체 토출 유닛의 예에 대응한다. 본 발명은 전술한 구성에 제한되지 않고, 제1 액체 토출 유닛은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 중 임의의 것일 수 있고, 제2 액체 토출 유닛은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 중 제1 액체 토출 유닛과는 상이한 임의의 것일 수 있다.
증폭 유닛(76)은 스위칭 유닛(75)으로부터 입력된 구동 파형을 증폭하여 증폭된 파형을 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)에 출력한다.
잉크 토출 유닛(30)에 구비된 압전 소자(32)에, 증폭 유닛(76)에 의해 출력되는 구동 파형이 입력된다. 압전 소자(32)는 구동 파형에 응답하여 신축하여, 액실 내의 잉크에 양의 압력 또는 음의 압력을 부여한다. 압전 소자(32)가 부여하는 압력에 따라, 잉크 토출 유닛(30)은 잉크를 토출할 수 있다.
<제어 유닛(7)에 의한 처리의 예>
다음으로, 도 4를 참조하여 제어 유닛(7)에 의한 처리를 설명한다. 도 4는 제어 유닛(7)에 의한 처리의 예를 도시하는 플로차트이다. 도 4에 도시된 처리에서는, 제어 유닛(7)이 막 형성 장치(100)의 조작 유닛을 통해 막 형성을 개시하는 사용자의 조작을 접수하는 타이밍이 트리거된다.
우선, 단계 S41에서, 취득 유닛(71)은 서미스터(31)로부터 입력된 저항 값에 기초하여 잉크 토출 유닛(30)이 토출하는 잉크의 온도를 나타내는 정보를 취득한다.
이어서, 단계 S42에서, 스위칭 유닛(75)은 취득 유닛(71)에 의해 취득된 정보가 나타내는 잉크의 온도를 비교 값으로서 설정한다.
다음으로, 단계 S43에서, 구동 파형 유지 유닛(73)은 구동 파형 저장 유닛(72)에 저장된 복수의 구동 파형 데이터 중 2개의 구동 파형 데이터를 취득하고, 이 2개의 구동 파형 데이터를 저장 영역 A 및 B에 유지한다. 예를 들어, 구동 파형 유지 유닛(73)은 구동 파형 데이터가 비교 값인 잉크의 온도에 대응하고, 구동 파형 데이터에 대응하는 잉크의 온도가 상승하는 경우의 스위칭 전의 구동 파형 데이터를 저장 영역 A에 유지하고, 스위칭 후의 구동 파형 데이터를 저장 영역 B에 유지한다. 스위칭 후의 구동 파형 데이터는 저온 측 또는 고온 측 중 어느 하나에서 스위칭 전의 구동 파형에 대응하는 온도에 가장 가까운 온도에 대응한다.
이어서, 단계 S44에서, 출력 유닛(74)은 구동 파형 유지 유닛(73)이 저장 영역 A 및 B에 유지하는 구동 파형 데이터에 기초하여 생성된 구동 파형을 잉크 토출 유닛(30)에 출력한다.
다음으로, 단계 S45에서, 취득 유닛(71)은 서미스터(31)로부터 입력된 저항 값에 기초하여 잉크 토출 유닛(30)이 토출하는 잉크의 온도를 나타내는 정보를 취득한다.
이어서, 단계 S46에서, 스위칭 유닛(75)은 잉크의 온도의 변화가 미리 결정된 임계치 이상인지 여부를 판정한다. 잉크의 온도의 변화는 취득 유닛(71)에 의해 취득된 정보가 나타내는 잉크의 온도와 비교 값으로서 설정된 온도 간의 차이이다. 스위칭 유닛(75)은, 판정 후, 취득 유닛(71)이 취득한 잉크의 온도 정보가 나타내는 온도로 비교 값을 갱신한다.
스텝 S46에서, 온도의 변화가 임계치 이상이라고 판정되면(스텝 S46에서 "예"), 처리는 단계 S47로 진행한다. 온도의 변화가 임계치 미만이라고 판정되면(스텝 S46에서 "아니오"), 처리는 단계 S49로 진행한다.
이어서, 단계 S47에서, 스위칭 유닛(75)은 출력 유닛(74)이 출력하는 스위칭 후의 구동 파형이 증폭 유닛(76)을 통해 잉크 토출 유닛(30)으로 출력되도록 구동 파형을 스위칭한다.
이어서, 단계 S48에서, 구동 파형 유지 유닛(73)은 유지되는 구동 파형 데이터를 갱신한다.
예를 들어, 구동 파형 유지 유닛(73)은 저장 영역 B에 유지되는 스위칭 후의 구동 파형 데이터를 저장 영역 A에 유지한다. 구동 파형 유지부(73)는, 온도가 상승하는 경우에는(변화 후의 온도로부터 변화 전의 온도를 뺀 값이 양의 값인 경우), 스위칭 후의 구동 파형 데이터가 적합한 온도보다 높은 온도에 적합한 구동 파형 데이터를 구동 파형 저장 유닛(72)으로부터 취득하고, 이 구동 파형 데이터를 저장 영역 B에 유지한다. 한편, 구동 파형 유지부(73)는, 온도가 하강하는 경우에는(변화 후의 온도로부터 변화 전의 온도를 뺀 값이 음의 값인 경우), 스위칭 후의 구동 파형 데이터가 적합한 온도보다 낮은 온도에 적합한 구동 파형 데이터를 구동 파형 저장 유닛(72)으로부터 취득하고, 이 구동 파형 데이터를 저장 영역 B에 유지한다.
이어서, 단계 S49에서, 제어 유닛(7)은 처리를 종료할지 여부를 판정한다.
스텝 S49에서, 처리를 종료한다고 판정되는 경우(스텝 S49에서 "예"), 제어 유닛(7)은 처리를 종료하고, 처리를 종료하지 않다고 판정되는 경우(스텝 S49에서 "아니오"), 제어 유닛(7)은 단계 S44로부터의 처리를 다시 수행한다.
전술한 바와 같이, 제어 유닛(7)은 잉크 토출 유닛(30)이 토출하는 잉크의 온도에 관한 정보에 기초하여 구동 파형을 스위칭하는 처리를 수행할 수 있다.
<잉크의 온도의 변화의 예>
다음으로, 도 5를 참조하여 잉크 토출 유닛(30)이 토출하는 잉크의 온도 변화를 설명한다. 도 5는 막 형성 시간에 관한 잉크의 온도 변화의 예를 도시하는 도면이다.
장시간 연속적으로 막 형성이 수행되면, 막 형성 장치(100)의 내부 온도 및 잉크젯 헤드(9)의 구동이 야기하는 발열의 영향으로 인해 잉크의 온도가 변화한다. 도 5의 그래프(51)는 막 형성 시간에 따른 잉크의 온도 변화를 도시한다.
잉크 온도에 따라 잉크의 점도와 같은 물성이 변화하고, 따라서 토출 특성이 변화한다. 예를 들어, 잉크 온도가 상승할 때, 잉크의 점도가 감소하고 점성 저항이 감소한다. 그러면, 낮은 잉크 온도에 대한 구동 파형이 사용될 때, 토출 속도가 원하는 속도보다 빨라진다. 그 결과, 토출된 잉크가 타깃 도포재(2) 상에 착탄하는 위치가 원하는 위치로부터 벗어난다. 또한, 토출된 잉크의 액적의 체적이 원하는 것보다 크고, 토출된 잉크의 액적이 타깃 도포재(2) 상에 형성하는 도트의 크기가 커지거나, 두께가 두꺼워진다. 그 결과, 타깃 도포재(2)에 도포된 잉크에 불균일이 발생하여, 형성되는 막의 품질이 저하될 수 있다.
예를 들어, 액체 토출 장치에 의해 용지와 같은 타깃 도포재 상에 미리 결정된 간격으로 화상을 형성하는 모드에서는, 형성되는 화상들 사이와 같은 무효 영역을 이용하여 구동 파형을 스위칭하는 것에 의해 이상 영역의 영향이 회피될 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 막 형성 장치(100)에서와 같이, 타깃 도포재(2) 상에 균일한 막을 연속하여 형성하는 모드에서는, 구동 파형을 스위칭하기 위해 이용되는 무효 영역이 존재하지 않으므로, 이상 영역의 영향이 특히 현저해진다.
따라서, 본 출원의 실시예에서는, 잉크 온도에 따라 구동 파형을 스위칭할 수 있다. 그래프(51)에 도시된 수평 바는 동일한 구동 파형이 사용되는 시간 범위를 나타낸다. 잉크 온도에 따라 조정된 수평 바의 개수에 대응하는 개수의 구동 파형이 구동 파형 저장 유닛(72)에 저장되고, 잉크 온도에 따라 구동 파형이 스위칭된다.
예를 들어, 구동 파형 저장 유닛(72)에 저장된 복수의 구동 파형 각각은 잉크의 온도가 높을수록 토출력이 작아지도록 조정된다. 잉크의 온도에 따라 구동 파형을 스위칭하는 것에 의해, 잉크의 온도에 관계없이 잉크의 토출 속도 및 액적의 체적이 실질적으로 일정해진다.
예를 들어, 수평 바(53)에 대응하는 구동 파형이 수평 바(52)에 대응하는 구동 파형으로 스위칭될 때는, 타이밍(52a)과 타이밍(53b)에 의해 나타낸 바와 같이 거의 동일한 타이밍에서 구동 파형이 스위칭되기 때문에, 스위칭에 따라 토출 특성이 과도적으로 변화된다. 그 결과, 잉크의 토출 속도의 변화에서 기인한 줄무늬 영역이나, 잉크 액적의 체적의 변화에서 기안한 농도 불균일과 같은 이상 영역이 발생할 수 있다. 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 토출하는 잉크들이 야기하는 이상 영역들이 반송 방향(20)으로 서로 가까운 위치들에 집중될 때, 이상 영역이 더욱 두드러진다.
반면, 본 출원의 실시예에서, 구동 파형이 스위칭될 때, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)은 타깃 도포재(2) 상에서 반송 방향(20)으로 서로 이격된 위치들에 잉크를 도포한다. 따라서, 각각의 이상 영역의 위치들이 반송 방향(20)으로 분산되고, 복수의 잉크 토출 유닛에 의한 이상 영역이 반송 방향(20)으로 특정 영역에 이상 영역들이 집중되는 경우와 비교하여 눈에 띄지 않게 된다.
<구동 파형의 예>
다음으로, 도 6을 참조하여 구동 파형을 설명한다. 도 6은 구동 파형의 예를 도시하는 도면이다. 도 6의 (a)는 스위칭 전의 구동 파형을 도시하고, 도 6의 (b)는 스위칭 후의 구동 파형을 도시한다. 도 6의 수평 축 및 수직 축은 각각 시간 및 전위를 나타낸다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 스위칭 전의 구동 파형(33)은 펄스 파형 P1a, P2a, 및 P3a를 포함하는 제1 구동 파형의 예이다. 펄스 파형 P1a 및 P2a는 잉크젯 헤드로 하여금 잉크를 토출하게 하는 음의 압력 파형들이다. 펄스 파형 P1a 및 P2a의 인가에 의해 2개의 액적이 토출되고 비행 중에 병합되어 중간 액적이 된다. 펄스 파형 P3a는 양의 압력 파형이고 토출 후의 액면(liquid level)에 잔류하는 진동을 저감시키는 기능을 가지고 있다.
펄스 간격 Ta는 펄스 파형 P1a와 펄스 파형 P2a 사이의 시간 간격을 나타낸다. 펄스 폭 Δta는 펄스 파형 P2a의 펄스 폭을 나타낸다. 하강 시기 t1a는 펄스 파형 P2a에 포함되는 하강 시기를 나타내고, 상승 시기 t2a는 펄스 파형 P3a에 포함되는 상승 시기를 나타낸다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 스위칭 후의 구동 파형(34)은 펄스 파형 P1b, P2b, 및 P3b를 포함하는 제2 구동 파형의 예이다. 펄스 파형 P1b 및 P2b는 잉크젯 헤드로 하여금 잉크를 토출하게 하는 음의 압력 파형들이다. 펄스 파형 P1b 및 P2b의 인가에 의해 2개의 액적이 토출되고 비행 중에 병합되어 중간 액적이 된다. 펄스 파형 P3b는 양의 압력 파형이고 토출 후의 액면에 잔류하는 진동을 저감시키는 기능을 가지고 있다.
펄스 간격 Tb는 펄스 파형 P1b와 펄스 파형 P2b 사이의 시간 간격을 나타낸다. 펄스 폭 Δtb는 펄스 파형 P2b의 펄스 폭을 나타낸다. 하강 시기 t1b는 펄스 파형 P2b에 포함되는 하강 시기를 나타내고, 상승 시기 t2b는 펄스 파형 P3b에 포함되는 상승 시기를 나타낸다.
전위차 V1은 펄스 파형 P1a와 펄스 파형 P1b 사이의 음의 피크 전위의 전위차를 나타낸다. 전위차 V2는 펄스 파형 P2a와 펄스 파형 P2b 사이의 음의 피크 전위의 전위차를 나타낸다.
구동 파형(33) 및 구동 파형(34) 사이에, 펄스 파형의 음의 피크 전위는 전위차 V1 및 V2가 발생하도록 상이하다. 구동 파형(34)은 구동 파형(33)보다 전위차 V1 및 V2의 양만큼 더 작은 음의 피크 전위 및 더 적은 토출력을 가지고 있다. 잉크가 저온에서 고온으로 변화하는 경우, 구동 파형(33)이 구동 파형(34)으로 스위칭되고 토출력이 저감되어, 구동 파형의 스위칭 전과 후의 잉크의 토출 속도, 잉크의 액적 체적 등의 변화가 저감된다.
도 6은 구동 파형들의 전위가 서로 상이한 예를 도시하고 있지만, 본 발명은 전술한 예에 제한되지 않는다. 스위칭 유닛(75)은 구동 파형(33)을 펄스 파형에 포함된 전위, 하강 시기, 펄스 폭, 및 상승 시기, 그리고 복수의 펄스 파형 사이의 시간 간격, 중 적어도 하나가 구동 파형(33)과는 상이한 구동 파형(34)으로 스위칭할 수 있다. 구동 파형들 사이에 상이한 항목은 잉크의 성상에 따라 적절히 선택될 수 있다.
<구동 파형의 스위칭에 따른 잉크 도포 상태의 변화의 예>
도 7은 구동 파형의 스위칭에 따른 잉크 도포 상태의 변화의 예를 도시하는 도면이다. 도 7의 (a)는 비교 예를 도시하고, 도 7의 (b)는 본 출원의 실시예를 도시한다. 도 7은 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 토출하는 잉크를 도포재(2) 상에 도포하여 형성된 도트 어레이를 도시한다. 도트 어레이에서는, 잉크 토출 유닛의 노즐들로부터 토출된 잉크의 도트들이 반송 방향(20)에 직교하는 방향으로 배열된다.
도 7에서, 각각의 도트 어레이는 반송 방향(20)으로 반복적으로 도포된다. 동일한 종류의 해칭의 도트 어레이가 동일한 잉크 토출 유닛에 의한 도트 어레이를 나타낸다.
비교 예에서는, 본 실시예가 적용되지 않는다.
도 7의 (a)에서, 도트 어레이(35aX)는 잉크 토출 유닛(30a)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35bX)는 잉크 토출 유닛(30b)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35cX)는 잉크 토출 유닛(30c)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35dX)는 잉크 토출 유닛(30d)이 토출하는 잉크로 형성된다.
도트 어레이(35aX')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30a)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35bX')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30b)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35cX')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30c)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35dX')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30d)이 토출하는 잉크로 형성된다.
도트 어레이들(35aX', 35bX', 35cX' 및 35dX')에서는, 구동 파형들의 스위칭에 의해 잉크의 토출 특성이 과도적으로 변화되고, 토출된 잉크의 액적들의 체적이 저감된다. 따라서, 도트들의 크기들이 저감된다.
비교 예에서, 영역(701)에 의해 도시된 바와 같이, 도트 어레이들(35aX', 35bX', 35cX' 및 35dX')는 반송 방향(20)으로 특정 영역에 집중된다. 그 결과, 다른 영역들과의 차이들이 더욱 두드러진다.
한편, 도 7의 (b)에서, 도트 어레이(35a)는 잉크 토출 유닛(30a)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35b)는 잉크 토출 유닛(30b)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35c)는 잉크 토출 유닛(30c)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35d)는 잉크 토출 유닛(30d)이 토출하는 잉크로 형성된다.
도트 어레이(35a')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30a)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35b')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30b)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35c')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30c)이 토출하는 잉크로 형성된다. 도트 어레이(35d')는 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛(30d)이 토출하는 잉크로 형성된다.
도트 어레이들(35a', 35b', 35c' 및 35d')에서는, 구동 파형들의 스위칭에 의해 잉크의 토출 특성이 과도적으로 변화되고, 토출된 잉크의 액적들의 체적이 저감된다. 따라서, 도트들의 크기들이 저감된다.
본 출원의 실시예에서, 도트 어레이들(35a', 35b', 35c' 및 35d')은 반송 방향(20)으로 떨어져 있다. 즉, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 토출하는 잉크들로 형성된 도트 어레이들은, 각각, 구동 파형들이 스위칭될 때, 반송 방향(20)으로 서로 인접해 있지 않다. 따라서, 도트 어레이들(35aX', 35bX', 35cX' 및 35dX')과 비교하여 다른 영역들과의 차이들이 저감되고, 이상 영역이 눈에 띄지 않게 된다.
또한, 이상 영역의 근방에 동일한 종류의 잉크로 형성된 도트들이 존재하므로, 동일한 종류의 잉크에 의한 합일 작용이나 레벨링(평균화) 작용에 따라 다른 영역들과의 차이는 더욱 저감된다.
도 7에서는, 이상 영역으로서, 작은 액적 체적을 갖는 잉크로 형성되는 도트들이 예시되어 있지만, 본 발명의 실시예의 이상 영역은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 잉크들의 토출 속도가 상이한 경우에는, 반송 방향(20)으로 도트들의 위치가 어긋나서, 반송 방향(20)에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장되는 줄무늬 형상 영역이 형성된다. 이 줄무늬 형상 영역에 대해서도, 상기한 바와 동일한 방식으로, 이상 영역이 눈에 띄지 않게 된다.
<막 형성 장치(100)의 효과>
전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 막 형성 장치(100)(액체 토출 장치)는 잉크(액체)를 토출할 수 있는 복수의 잉크 토출 유닛(30)(액체 토출 유닛), 복수의 잉크 토출 유닛(30) 각각에 구동 파형을 출력할 수 있는 출력 유닛(74), 잉크의 온도(성상)를 나타내는 정보를 취득하는 취득 유닛(71), 및 잉크의 온도에 기초하여 구동 파형을 스위칭하는 스위칭 유닛(75)을 포함한다.
복수의 잉크 토출 유닛(30)은, 잉크 토출 유닛(30a) 및 반송 방향으로 잉크 토출 유닛(30a)으로부터 이격된 위치에 배치된 잉크 토출 유닛(30b)을 포함한다. 잉크의 온도가 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 타깃 도포재(2)(타깃 토출 매체) 상에서 잉크 토출 유닛(30a)에 의해 잉크가 도포되는 위치와 잉크 토출 유닛(30b)에 의해 잉크가 도포되는 위치는 반송 방향(20)으로 서로 이격되어 있다.
스위칭 유닛(75)은 잉크 온도가 미리 결정된 조건을 만족시킬 때 잉크 토출 유닛(30a)에 출력되는 구동 파형 및 잉크 토출 유닛(30b)에 출력되는 구동 파형을 스위칭한다. 미리 결정된 조건은, 예를 들어, 액체(잉크)의 온도가 미리 결정된 임계치 이상으로 변화할 때 만족된다.
이에 따라, 구동 파형이 스위칭될 때 잉크 토출 유닛들(30a 및 30b)의 토출 특성이 과도하게 변화된 상태에서 토출된 잉크는 반송 방향(20)으로 이격되어 분산된다. 그 결과, 형성되는 이상 영역이 눈에 띄지 않게 되므로, 막(피토출 영역)의 품질 저하가 억제될 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 복수의 잉크 토출 유닛(30) 각각은 반송 방향(20)과 교차하는 방향으로 배치된 4개(복수)의 잉크젯 헤드(액체 토출 헤드)를 포함한다. 이에 따라, 타깃 도포재(2)의 폭 방향으로 보다 넓은 영역에 막이 형성될 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 구동 파형(33)은 펄스 파형 P1a 및 P2a를 포함하고, 스위칭 유닛(75)은 구동 파형(33)(제1 구동 파형)을 펄스 파형 P1a 및 P2a에 포함된 전위, 하강 시기, 펄스 폭 및 상승 시기, 그리고 복수의 펄스 파형 사이의 시간 간격, 중 적어도 하나가 구동 파형(33)과는 상이한 구동 파형(34)(제2 구동 파형)으로 스위칭한다. 이에 따라, 잉크 토출 유닛(30)은 잉크의 성상, 예컨대 온도에 따라 적절히 잉크를 토출할 수 있다.
<기타 바람직한 실시예>
전술한 실시예에서는, 동일한 종류의 잉크를 토출하는 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d)이 예시되어 있지만, 본 발명은 전술한 구성에 제한되지 않는다. 적어도 2개의 잉크 토출 유닛(30)이 동일한 종류의 잉크를 토출하는 경우, 전술한 바와 동일한 효과를 획득할 수 있다.
또한, 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각에 대해 구동 파형의 스위칭을 수행하는 것이 예시되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 잉크 토출 유닛들(30a, 30b, 30c, 및 30d) 각각에 포함되는 잉크젯 헤드(9) 각각에 대해 구동 파형이 스위칭될 때, 전술한 바와 동일한 효과를 획득할 수 있다.
구동 파형을 스위칭하는 타이밍은 각각의 잉크 토출 유닛(30) 또는 각각의 잉크젯 헤드(9)에 대해 상이할 수 있다. 그러나, 모든 잉크 토출 유닛(30)의 모든 잉크젯 헤드(9)가 거의 동일한 타이밍에서 스위칭될 수 있다. 모든 잉크 토출 유닛(30)의 모든 잉크젯 헤드(9)는 상이한 위치들에 배치되어 있다. 따라서, 거의 동일한 타이밍에서 구동 파형들이 스위칭되면, 모든 잉크 토출 유닛(30)의 모든 잉크젯 헤드(9)가 잉크를 도포하는 위치들은 반송 방향(20)으로 서로 이격된다. 그 결과, 전술한 바와 동일한 효과를 획득할 수 있다.
전술한 실시예에서는, 잉크의 온도 변화에 응답하여 구동 파형이 스위칭된다. 그러나, 습도, 기압 등에 따른 잉크의 다른 성상의 변화에 응답하여 구동 파형이 스위칭될 때 동일한 효과를 획득할 수 있다.
전술한 실시예에서 설명된 막 형성 장치(100)는 다양한 용도에 적용 가능하다. 예를 들어, 타깃 토출 매체는 축전지와 같은 전지에 포함되는 부재일 수 있고, 전지에 포함되는 부재 상에 막이 형성될 수 있다.
전지들에 포함되는 부재들은 전극 층, 절연 층, 또는 활성 물질 층과 같은 다양한 막을 적층하여 제조된다. 이 부재들에 대해, 균일한 두께를 갖고 내부 결함이 없는 막들이 균일하게 형성될 필요가 있다. 막 형성 장치(100)는, 이상 영역이 눈에 띄지 않게 되고 이상 영역으로 인한 품질 저하가 억제되는 막을 형성할 수 있으므로, 막 형성 장치(100)는 전지들에 포함되는 부재들에 막들을 형성하는 데 바람직하게 사용된다. 막 형성 장치(100)는 전지 부재용 액체 토출 장치의 예이다.
전술한 바와 같이 실시예들을 설명하였지만, 실시예들은 예로서 제시된 것이고 본 발명은 그 실시예들에 의해 제한되지 않는다. 실시예들은 다양한 다른 형태들로 실현될 수 있고, 특허 청구의 범위를 벗어나지 않고 다양한 조합, 생략, 치환, 변경 등이 이루어질 수 있다.
또한, 실시예들의 설명에서 사용된 서수, 수량 등과 같은 모든 숫자들은 본 발명의 기술적 내용을 설명할 목적으로 예시된 것이고, 본 발명은 예시된 숫자들에 제한되지 않는다. 컴포넌트들 간의 접속 관계들은 본 발명의 기술적 내용을 설명할 목적으로 예시된 것이고, 본 발명의 기능들을 구현하는 접속 관계들은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들은 액체 토출 방법을 또한 포함한다. 예를 들어, 미리 결정된 반송 방향으로 반송되는 타깃 토출 매체에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역을 형성하는 액체 토출 장치에 의한 액체 토출 방법으로서, 복수의 액체 토출 유닛에 의해 구동 파형에 기초하여 상기 액체를 토출하는 단계; 상기 복수의 액체 토출 유닛 각각에 상기 구동 파형을 출력하는 단계; 상기 액체의 성상을 나타내는 정보를 취득하는 단계; 및 상기 성상에 기초하여 상기 구동 파형을 스위칭하는 단계 - 상기 복수의 액체 토출 유닛은 제1 액체 토출 유닛 및 상기 반송 방향으로 상기 제1 액체 토출 유닛과 이격된 위치에 배치된 제2 액체 토출 유닛을 포함하고, 상기 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 상기 타깃 토출 매체 상에서 상기 제1 액체 토출 유닛에 의해 상기 액체가 도포되는 위치와 상기 제2 액체 토출 유닛에 의해 상기 액체가 도포되는 위치는 상기 반송 방향으로 서로 이격되어 있음 - 를 포함하는 액체 토출 방법이 제공된다. 상기 액체 토출 방법에 따르면, 전술한 액체 토출 장치가 획득할 수 있는 것과 동일한 효과를 획득할 수 있다.
또한, 전술한 실시예들의 기능들 각각은 단일 처리 회로 또는 복수의 처리 회로에 의해 실현될 수 있다. 본 출원의 명세서에서의 "처리 회로"는 소프트웨어에 의해 각각의 기능을 실행하도록 프로그래밍된 프로세서, 예컨대 전자 회로들에 구현되는 프로세서; 또는 전술한 바와 같은 각각의 기능을 실행하도록 설계된 디바이스, 예컨대 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(digital signal processor), FPGA(field programmable gate array), 또는 종래의 회로 모듈을 포함한다.
본 출원은 2021년 2월 12일에 출원된 일본 특허 출원 제2021-021104호에 기초하고, 그 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
1: 권출 유닛
11: 권출 롤
2: 타깃 도포재
20: 반송 방향
3: 도포 유닛
30, 30a, 30b, 30c, 30d: 잉크 토출 유닛(액체 토출 유닛의 예)
31: 서미스터(검출기의 예)
32: 압전 소자
33,34: 구동 파형
35a, 35b, 35c, 35d: 도트 어레이
35a', 35b', 35c', 35d': 구동 파형 스위칭 후의 도트 어레이
4: 경화 유닛
5: 건조 유닛
6: 권취 유닛
61: 권취 롤
7: 제어 유닛
71: 취득 유닛
72: 구동 파형 저장 유닛
73: 구동 파형 유지 유닛
74: 출력 유닛
75: 스위칭 유닛
76: 증폭 유닛
9: 잉크젯 헤드(액체 토출 헤드의 예)
10: 노즐
100: 막 형성 장치(액체 토출 장치, 전지 부재용 액체 토출 장치)
P1a, P2a, P3a: 펄스 파형
P1b, P2b, P3b: 펄스 파형
V1, V2: 전위차

Claims (9)

  1. 미리 결정된 반송 방향(20)으로 반송되는 타깃 토출 매체(2)에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역을 형성하는 액체 토출 장치(100)에 있어서,
    구동 파형(33, 34)에 기초하여 상기 액체를 토출하도록 구성된 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d);
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d) 각각에 상기 구동 파형(33, 34)을 출력하도록 구성된 출력 유닛(74);
    상기 액체의 성상(characteristic)을 나타내는 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛(71); 및
    상기 성상에 기초하여 상기 구동 파형(33, 34)을 스위칭하도록 구성된 스위칭 유닛(75)
    을 포함하고,
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d)은 제1 액체 토출 유닛(30a), 및 상기 반송 방향(20)으로 상기 제1 액체 토출 유닛(30a)으로부터 이격된 위치에 배치된 제2 액체 토출 유닛(30b)을 포함하고,
    상기 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 상기 타깃 토출 매체(2) 상에서 상기 제1 액체 토출 유닛(30a)에 의해 상기 액체가 도포되는 위치와 상기 제2 액체 토출 유닛(30b)에 의해 상기 액체가 도포되는 위치는 상기 반송 방향(20)으로 서로 이격되는, 액체 토출 장치(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 유닛(75)은 상기 성상이 상기 미리 결정된 조건을 만족시킬 때 상기 제1 액체 토출 유닛(30a)에 출력되는 구동 파형(33, 34) 및 상기 제2 액체 토출 유닛(30b)에 출력되는 구동 파형을 스위칭하는, 액체 토출 장치(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성상은 상기 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d)이 토출하는 액체의 온도이고,
    상기 미리 결정된 조건은 상기 액체의 온도가 미리 결정된 임계치 이상으로 변화할 때 만족되는, 액체 토출 장치(100).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d) 각각은 상기 반송 방향(20)과 교차하는 방향으로 배치된 복수의 액체 토출 헤드(9)를 포함하는, 액체 토출 장치(100).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d) 각각은 상기 액체의 온도를 검출하는 검출기(31)를 포함하고,
    상기 성상은 상기 검출기(31)에 의해 검출된 온도를 포함하는, 액체 토출 장치(100).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 액체 토출 유닛(30a) 및 상기 제2 액체 토출 유닛(30b)은 동일한 종류의 액체를 토출하는, 액체 토출 장치(100).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동 파형(33, 34) 각각은 펄스 파형(P1a, P2a, P3a, P1b, P2b, P3b)을 포함하고,
    상기 스위칭 유닛(75)은 제1 구동 파형(33)을 상기 펄스 파형에 포함된 전위, 하강 시기, 펄스 폭, 및 상승 시기, 그리고 복수의 펄스 파형 사이의 시간 간격, 중 적어도 하나가 상기 제1 구동 파형(33)의 것과는 상이한 제2 구동 파형(34)으로 스위칭하는, 액체 토출 장치(100).
  8. 전지 부재용 액체 토출 장치에 있어서,
    제1항 또는 제2항에 따른 액체 토출 장치(100)를 포함하고,
    상기 타깃 토출 매체(2)는 전지에 포함되는 부재인, 전지 부재용 액체 토출 장치.
  9. 미리 결정된 반송 방향(20)으로 반송되는 타깃 토출 매체(2)에 액체를 토출 및 도포하여 피토출 영역을 형성하는 액체 토출 장치(100)에 의한 액체 토출 방법에 있어서,
    복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d)에 의해 구동 파형(33, 34)에 기초하여 상기 액체를 토출하는 단계;
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d) 각각에 상기 구동 파형(33, 34)을 출력하는 단계;
    상기 액체의 성상을 나타내는 정보를 취득하는 단계; 및
    상기 성상에 기초하여 상기 구동 파형(33, 34)을 스위칭하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 액체 토출 유닛(30, 30a, 30b, 30c, 30d)은 제1 액체 토출 유닛(30a), 및 상기 반송 방향(20)으로 상기 제1 액체 토출 유닛(30a)으로부터 이격된 위치에 배치된 제2 액체 토출 유닛(30b)을 포함하고,
    상기 성상이 미리 결정된 조건을 만족시킬 때, 상기 타깃 토출 매체(2) 상에서 상기 제1 액체 토출 유닛(30a)에 의해 상기 액체가 도포되는 위치와 상기 제2 액체 토출 유닛(30b)에 의해 상기 액체가 도포되는 위치는 상기 반송 방향(20)으로 서로 이격되는, 액체 토출 방법.
KR1020220016172A 2021-02-12 2022-02-08 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 및 전지 부재용 액체 토출 장치 KR20220115872A (ko)

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