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JP2010115866A - Inkjet device and method of controlling delivery liquid amount - Google Patents

Inkjet device and method of controlling delivery liquid amount Download PDF

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JP2010115866A
JP2010115866A JP2008290810A JP2008290810A JP2010115866A JP 2010115866 A JP2010115866 A JP 2010115866A JP 2008290810 A JP2008290810 A JP 2008290810A JP 2008290810 A JP2008290810 A JP 2008290810A JP 2010115866 A JP2010115866 A JP 2010115866A
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JP
Japan
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liquid
amount
inkjet head
absorbance
head
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Application number
JP2008290810A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kira
敦史 吉良
Ko Fuwa
耕 不破
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for measuring easily and stably a delivery liquid amount delivered from every nozzle or every set of a plurality of nozzles. <P>SOLUTION: This device provided with an inkjet head includes a container provided in a position opposed to the inkjet head, for sampling a liquid droplet delivered from the inkjet head, and a luminous intensity measuring means for measuring an absorbance or a fluorescent luminous intensity of a liquid in the container, the delivery liquid amount from the inkjet head is determined based on the absorbance or the fluorescent luminous intensity measured by the luminous intensity measuring means, and the delivery liquid amount from the inkjet head is controlled based thereon. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板上に液滴を着弾、塗布させるためにインクジェット装置及び吐出液量の制御方法に関する。   The present invention relates to an inkjet apparatus and a discharge liquid amount control method for landing and applying droplets on a substrate.

インクジェット技術は、吐出液体にエネルギーを与え、対象基板に向けてノズルから液滴として吐出するというシンプルな技術であり、マイクロ液体プロセスを容易に構築することが可能である。最も一般的な用途としては、記録媒体に対して、インクジェットヘッドからインク滴を吐出、付着させることによりドットを形成し、その集合により画像を印刷するインクジェット記録装置である。一方で、インクジェット技術では吐出する液体の機能に応じて、様々な応用例が見込まれている。例えば、フラットパネルディスプレイの製造工程における有機配向膜やカラーフィルターの成膜工程、また、金属微粒子溶液を用いた回路基板配線技術といった工業用の可能性が検討されている。   The ink jet technology is a simple technology in which energy is given to a discharge liquid and liquid droplets are discharged from a nozzle toward a target substrate, and a micro liquid process can be easily constructed. The most common application is an ink jet recording apparatus that forms dots by ejecting and adhering ink droplets from an ink jet head to a recording medium, and printing an image using the set. On the other hand, in the inkjet technology, various application examples are expected depending on the function of the liquid to be discharged. For example, industrial possibilities such as a film forming process of an organic alignment film and a color filter in a manufacturing process of a flat panel display, and a circuit board wiring technique using a metal fine particle solution are being studied.

インクジェット技術においては様々なタイプの液体の吐出方式が考案されており、ドロップオンデマンドタイプもその一つである。ドロップオンデマンドタイプのヘッドでは、多数の液滴吐出用のノズルを備え、ノズル毎に液滴にエネルギー(圧力)を与える機構を備えていることを特徴としている。ドロップオンデマンドタイプの他には、コンテニュアンスタイプが挙げられる。コンテニュアンスタイプでは、液滴を連続的に噴射させ、選択的に液滴を回収する機構を有していることが特徴である。液体を加圧し、ノズル開口部から噴出すると同時に、周期的な圧力振動を加えることでノズルから噴出した液柱が液滴に分離される。この飛翔している液滴に対して選択的に静電誘導により帯電させ、帯電した液滴のみが静電界内を偏向して回収されるという原理である。このように、コンテニュアンスタイプでは液滴を帯電させるための機構、静電偏向及び機構回収機構等が必要であり、装置が複雑な構成となってしまう。これに対し、ドロップオンデマンドタイプではシステム全体を小型化することができる。   In the inkjet technology, various types of liquid ejection methods have been devised, and a drop-on-demand type is one of them. The drop-on-demand type head is characterized by including a large number of nozzles for discharging droplets and a mechanism for applying energy (pressure) to the droplets for each nozzle. In addition to the drop-on-demand type, there is a continuous type. The continuous type is characterized by having a mechanism for continuously ejecting droplets and selectively collecting the droplets. At the same time as the liquid is pressurized and ejected from the nozzle opening, the liquid column ejected from the nozzle is separated into droplets by applying periodic pressure vibration. The flying droplet is selectively charged by electrostatic induction, and only the charged droplet is deflected in the electrostatic field and collected. Thus, the continuous type requires a mechanism for charging droplets, an electrostatic deflection, a mechanism recovery mechanism, and the like, and the apparatus has a complicated configuration. In contrast, the drop-on-demand type can reduce the size of the entire system.

ドロップオンデマンドタイプにおいても、吐出する液体に対してエネルギー(圧力)を印加する方式の違いにより、圧電方式、サーマル方式、静電方式といった方式が考案され、実用化されている。圧電方式は、液体に圧力を印加するための圧力室にPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電素子を備え、これに電圧を印加することによって生じる機械的な歪によって液体に圧力をかけることを特徴とした方式である(特許文献1)。これに対し、サーマル方式では、圧力室にヒータを設けこのヒータを急速に加熱して液体を膜沸騰させることによる圧力変化を利用する(特許文献2)。また、静電方式では、圧力室を構成する一面を振動板で形成し、この振動板の静電力による撓みを利用した圧力変化により液滴を吐出する方式である(特許文献3)。更に、圧電方式では圧力室に対する圧電素子の配置や用いる圧電素子の歪方によってプッシュ型(特許文献4)、シェア型(特許文献5)等に分類される。   Even in the drop-on-demand type, methods such as a piezoelectric method, a thermal method, and an electrostatic method have been devised and put into practical use depending on the method of applying energy (pressure) to the liquid to be discharged. The piezoelectric method includes a piezoelectric element typified by PZT (lead zirconate titanate) in a pressure chamber for applying pressure to a liquid, and the pressure is applied to the liquid by mechanical strain generated by applying a voltage to the piezoelectric element. This is a method characterized by applying (Patent Document 1). On the other hand, in the thermal method, a pressure change caused by providing a heater in a pressure chamber and rapidly heating the heater to bring the liquid into a film boiling is used (Patent Document 2). The electrostatic method is a method in which one surface constituting the pressure chamber is formed by a diaphragm, and droplets are ejected by a pressure change using the bending due to the electrostatic force of the diaphragm (Patent Document 3). Furthermore, the piezoelectric method is classified into a push type (Patent Document 4), a shear type (Patent Document 5), and the like depending on the arrangement of the piezoelectric element with respect to the pressure chamber and the distortion of the used piezoelectric element.

ドロップオンデマンドタイプのヘッドにおいては、多数のノズルを備えていることが特徴である一方、ノズル毎の液体の吐出量を一定にすることが課題となっている。例えば、圧電方式のインクジェットヘッドでは、流路、圧力室、ノズルといった部材の構造や加工及び組立て精度、更には圧力変化を誘起するための圧電素子自体のばらつきや組立ての均一性といった様々な要因が液体の吐出に影響を与えるからである。そこで、従来は各ノズルに通じる圧力室に圧力を印加するための機構をノズル毎に制御し、各ノズルから吐出される液滴量を調整する手段が必要となる。   The drop-on-demand type head is characterized by being provided with a large number of nozzles, but it has been a problem to make the liquid discharge amount constant for each nozzle. For example, in a piezoelectric ink jet head, there are various factors such as the structure, processing and assembly accuracy of members such as flow paths, pressure chambers, and nozzles, as well as variations in the piezoelectric elements themselves to induce pressure changes and assembly uniformity. This is because the liquid discharge is affected. Therefore, conventionally, a means for controlling the mechanism for applying pressure to the pressure chambers communicating with each nozzle for each nozzle and adjusting the amount of liquid droplets discharged from each nozzle is required.

このような吐出液滴量の調整手段においては、ノズル毎若しくは複数ノズル毎の液滴の吐出量を計測し、これを各ノズルの圧力印加機構にフィードバックし、吐出される液適量を調整する。前記した液滴の吐出量を見積もる手段として、精密天秤を用いて液滴質量を求める方法、高速度カメラにて飛翔する液滴を撮影しその二次元画像から体積を算出する方法(特許文献6)、液滴の飛翔する領域にレーザー光を入射させ液滴がレーザー光を通ることによって変化する光量乃至透過率から液滴の速度及び体積を算出する方法(特許文献7、8)、液滴を水晶振動子上に吐出し、その周波数変化から液滴量を求める方法(特許文献9)等が考案されている。   In such a discharge droplet amount adjusting means, the droplet discharge amount for each nozzle or a plurality of nozzles is measured, and this is fed back to the pressure application mechanism of each nozzle to adjust the appropriate amount of liquid to be discharged. As means for estimating the discharge amount of the above-described droplets, a method of obtaining a droplet mass using a precision balance, a method of photographing a droplet flying with a high-speed camera, and calculating a volume from the two-dimensional image (Patent Document 6) ), A method of calculating the velocity and volume of a droplet from the amount of light or transmittance that is changed by the laser beam being incident on the region where the droplet flies and the laser beam passing through the laser beam (Patent Documents 7 and 8), Has been devised (see Patent Document 9) and the like.

前記したように、ドロップオンデマンドタイプのヘッドにおける、各ノズルから吐出される液滴量をノズル毎の圧力変動機構を制御することで調整する手段においては、ノズル毎若しくは複数ノズル毎から吐出される液滴量を計測する手段が必要である。
しかしながら、これまでに考案されている手段においては、レーザーや高速度カメラといった高価なシステムが必要であり、更には微小領域に対する光学的なアプローチであるため、システム全体の振動やノイズに影響を受けやすい。更には、水晶振動子を用いた手段においては、液体を直接センサー上に吐出するだけで、その周波数は非常に大きな変化を受け、信頼性に欠けるという問題がある。
As described above, in the drop-on-demand type head, the means for adjusting the amount of liquid droplets discharged from each nozzle by controlling the pressure fluctuation mechanism for each nozzle is discharged from each nozzle or a plurality of nozzles. A means for measuring the droplet volume is required.
However, the means devised so far require an expensive system such as a laser and a high-speed camera, and furthermore, because it is an optical approach to a micro area, it is affected by vibration and noise of the entire system. Cheap. Furthermore, in the means using a crystal resonator, there is a problem that the frequency is subjected to a very large change just by discharging the liquid directly onto the sensor and the reliability is lacking.

特開2000―301722号公報JP 2000-301722 A 特開2002−210975号公報JP 2002-210975 A 特開2007−89299号公報JP 2007-89299 A 特開2003−112422号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-112422 特開2002−240304号公報JP 2002-240304 A 特開2002−347224号公報JP 2002-347224 A 特開2003−127430号公報JP 2003-127430 A 特開2007−190865号公報JP 2007-190865 A 特開2005−262450号公報JP 2005-262450 A

そこで、本発明の目的は、上記したようなノズル毎若しくは複数ノズル毎にから吐出される液適量をより簡便に且つ安定に計測する手段を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a means for more simply and stably measuring an appropriate amount of liquid discharged from each nozzle or a plurality of nozzles as described above.

上記課題を解決するために、本発明においては、請求項1に記載の通り、インクジェットヘッドを備えた装置において、前記インクジェットヘッドに対向する位置に設けられた前記インクジェットヘッドから吐出された液滴をサンプリングするための容器と、前記容器内の液体の吸光度又は蛍光光度を測定するための光度測定手段とを備え、前記光度測定手段により測定された吸光度又は蛍光光度から前記インクジェットヘッドの吐出液量を決定し、前記インクジェットヘッドからの吐出液量を制御するようにしたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のインクジェット装置において、前記光度測定手段に用いられる測定光を、紫外線光としたことを特徴とする。
また、本発明のインクジェットヘッドから吐出される吐出液量の制御方法は、請求項3に記載の通り、インクジェットヘッドから吐出される液滴を、前記インクジェットヘッドに対向する位置に設けられた前記インクジェットヘッドから吐出された液滴をサンプリングするための容器によりサンプリングする工程、前記容器内の液体の吸光度又は蛍光光度を測定する工程、及び前記光度測定手段により測定された吸光度又は蛍光光度から前記インクジェットヘッドの吐出液量を決定し、前記インクジェットヘッドからの吐出液量を制御する工程を有することを特徴とする。
また、請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載のインクジェットヘッドから吐出される吐出液量の制御方法において、前記光度を測定する工程に用いられる測定光を、紫外線光としたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, according to the present invention, as described in claim 1, in an apparatus including an inkjet head, droplets ejected from the inkjet head provided at a position facing the inkjet head are disposed. A container for sampling, and a photometric measuring means for measuring the absorbance or fluorescence of the liquid in the container, and the amount of liquid ejected from the inkjet head is determined from the absorbance or fluorescence measured by the photometric measuring means. It is determined and the amount of liquid discharged from the ink jet head is controlled.
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet apparatus according to the first aspect, the measurement light used for the photometric measuring means is ultraviolet light.
In addition, according to a third aspect of the present invention, there is provided a method for controlling the amount of liquid ejected from an ink jet head, wherein the liquid droplet ejected from the ink jet head is disposed at a position facing the ink jet head. A step of sampling with a container for sampling droplets discharged from the head, a step of measuring the absorbance or fluorescence of the liquid in the container, and the ink jet head from the absorbance or fluorescence measured by the photometric means And a step of controlling the amount of liquid discharged from the inkjet head.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for controlling the amount of liquid discharged from the inkjet head according to the third aspect, the measurement light used in the step of measuring the luminous intensity is ultraviolet light. It is characterized by.

本発明によれば、インクジェットヘッドより吐出される液滴を吸光光度若しくは蛍光光度によって測定することで、ドロップオンデマンドタイプのヘッドにおける、各ノズルから吐出される液滴量を、外乱を受けづらく安定させることができる。   According to the present invention, the amount of liquid droplets discharged from each nozzle in a drop-on-demand type head is stable and less susceptible to disturbance by measuring the liquid droplets discharged from the inkjet head by means of absorbance or fluorescence. Can be made.

次に、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は、本発明のインクジェット装置の概略構成図を示すものであり、
インクジェットヘッド101は、公知のものを使用することができ、ここでは、ノズル、圧力室及びアクチュエーターを備えたチャンネル102を複数併設して構成している。このインクジェットヘッド101には、ヘッドコントローラー104が接続されており、各チャンネル102のアクチュエーターへの電圧を供給するとともに、ヘッド101の移動を制御する。インク103は、ヘッド101から計測機構部105へ吐出される。計測機構部内105には、特定のチャンネル102からの液滴のみを通過させるための開口部を備えた液滴フィルター106が備わっており、特定のチャンネルから吐出されたインク103のみが、計測機構部105内に設けられたヘッド101に対向する位置に設けられた液滴をサンプリングするための容器である、アクリル樹脂やガラス等の透光性材料により構成された測定セル107に回収される。この測定セル107内には、予め、インク103が可溶な水、アルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール)、アセトン、ヘキサン等の計測波長領域において吸収がない溶媒108が注入されており、この溶媒108にインク103の液滴が添加された状態で、吸光度又は蛍光光度が計測される。この結果が、制御部112に送られ、制御部112において、実際の吐出量が算出され、この吐出量が、ヘッドコントローラー104へフィードバックされ、吐出量を調整する必要がある場合には、ヘッドコントローラー104からアクチュエータへの電圧を制御する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an inkjet apparatus according to the present invention.
As the ink jet head 101, a known one can be used. Here, a plurality of channels 102 including nozzles, pressure chambers, and actuators are provided side by side. A head controller 104 is connected to the ink jet head 101, and supplies a voltage to the actuator of each channel 102 and controls the movement of the head 101. The ink 103 is discharged from the head 101 to the measurement mechanism unit 105. The measurement mechanism unit 105 includes a droplet filter 106 having an opening for allowing only droplets from a specific channel 102 to pass through, and only the ink 103 ejected from the specific channel is included in the measurement mechanism unit. The sample is collected in a measurement cell 107 made of a translucent material such as acrylic resin or glass, which is a container for sampling droplets provided in a position facing the head 101 provided in 105. A solvent 108 that does not absorb in the measurement wavelength region such as water, alcohol (methanol, ethanol, isopropyl alcohol), acetone, hexane, or the like, in which the ink 103 is soluble, is injected into the measurement cell 107 in advance. Absorbance or fluorescence is measured with the droplet of ink 103 added to 108. This result is sent to the control unit 112, where the actual discharge amount is calculated, and this discharge amount is fed back to the head controller 104, and when it is necessary to adjust the discharge amount, the head controller The voltage from 104 to the actuator is controlled.

測定セル107は、以下のS1からS5までの各ステップを繰り返す。まず始めに、インクの溶媒108を測定セル107に分注し(S1)、続いてこのセルに単一チャンネル102から吐出されたインク103を一定周波数で一定時間滴下する(S2)。この後、微小超音波プローブ109にて前記溶媒108とインク103を均一に撹拌を行う(S3)。十分撹拌することで測定試料101として吸光度を分光光度計111で測定する(S4)。測定が終了したら洗浄及び乾燥し(S5)、他のチャンネル102の測定を繰り返し行う。   The measurement cell 107 repeats the following steps from S1 to S5. First, the ink solvent 108 is dispensed into the measurement cell 107 (S1), and then the ink 103 ejected from the single channel 102 is dropped into this cell at a constant frequency for a predetermined time (S2). Thereafter, the solvent 108 and the ink 103 are uniformly stirred by the micro ultrasonic probe 109 (S3). Absorbance is measured with the spectrophotometer 111 as the measurement sample 101 by sufficiently stirring (S4). When the measurement is completed, it is washed and dried (S5), and the measurement of other channels 102 is repeated.

上記構成により、
(1)インクジェットヘッド101から吐出される液滴103を、
(2)インクジェットヘッド101に対向する位置に設けられたインクジェットヘッド101から吐出された液滴103をサンプリングするための容器107によりサンプリングし、
(3)容器107内の液体(溶媒108及び液滴103の混合物)の吸光度又は蛍光光度を測定し、
(4)吸光度又は蛍光光度を光度測定手段111により測定し、得られた光度から現実に吐出されている吐出液量を決定し、制御部112において、現実の吐出液量と、制御部104から指示されている吐出量とを比較して、制御部104により、インクジェットヘッド101からの吐出液量を制御する
ことになる。
With the above configuration,
(1) The droplet 103 discharged from the inkjet head 101 is
(2) Sampling by the container 107 for sampling the droplet 103 ejected from the inkjet head 101 provided at a position facing the inkjet head 101;
(3) measuring the absorbance or fluorescence of the liquid in the container 107 (mixture of the solvent 108 and the droplet 103);
(4) Absorbance or fluorescence intensity is measured by the photometric measuring means 111, and the amount of discharge liquid actually discharged is determined from the obtained light intensity. In the control unit 112, the actual discharge liquid amount and the control unit 104 Compared with the instructed discharge amount, the control unit 104 controls the discharge liquid amount from the inkjet head 101.

上記吸光度(A)は、任意の電磁波の波長により測定することができ、入射光強度(I)と透過光強度(I)から計測され、ランベルト・ベールの法則より式(1)で表される。

Figure 2010115866

ここで、εは固有の吸光係数、lは光路長である。このように、容易に濃度(C)つまりは液量を算出することが可能である。主に用いる波長領域としては紫外線、可視光線、赤外線が挙げられるが、その中でも、紫外線光を用いることが好ましい。
蛍光光度は、分子乃至イオンがX線、紫外線及び可視光線といった固有の波長の電磁波を吸収して電子が励起され、中間励起状態に落ちた後に基底状態に戻る過程で放出されるエネルギーの一部が発光したものを示す。
吸光度、蛍光度共に吐出させる液体材料に依存するため、必ずしも万能ではないが、実際に吐出させる材料が光学的に非吸収で蛍光特性も得られない場合は、当該吐出材料と同等の表面張力や密度、粘度等の特性を有する吸収能を有する計測用試料を用意すれば吸光若しくは蛍光光度によって、吐出される液適量を算出することが可能である。 The absorbance (A) can be measured by the wavelength of an arbitrary electromagnetic wave, is measured from incident light intensity (I 0 ) and transmitted light intensity (I), and is expressed by the formula (1) from Lambert-Beer law. The
Figure 2010115866

Here, ε is a specific extinction coefficient, and l is an optical path length. Thus, the concentration (C), that is, the liquid amount can be easily calculated. The wavelength region mainly used includes ultraviolet rays, visible rays, and infrared rays, among which ultraviolet rays are preferably used.
Fluorescence intensity is a part of energy released in the process that molecules or ions absorb electromagnetic waves with specific wavelengths such as X-rays, ultraviolet rays, and visible rays, and electrons are excited to return to the ground state after falling into an intermediate excited state. Indicates light emission.
Since it depends on the liquid material to be ejected for both absorbance and fluorescence, it is not necessarily all-purpose.However, if the material to be ejected is optically non-absorbing and fluorescence characteristics cannot be obtained, the surface tension and If a measurement sample having an absorption ability having characteristics such as density and viscosity is prepared, it is possible to calculate an appropriate amount of liquid to be discharged by absorption or fluorescence.

本発明に使用されるインクジェットヘッド101は、吐出量が制御できるものであれば、説明した構造に限定されるものではない。
また、制御部112は、現実の吐出量を吸光度又は蛍光光度から算出するための手段と、現実の吐出量とヘッドコントローラー104から命令された吐出量との差を算出するための手段と、前記差に基づいてヘッドコントローラー104に対する具体的な制御量を命令するための手段と、インクジェットヘッド101の制御量を特定するための参照テーブルを参照するための手段とを機能させるためのプログラムを備えたコンピュータ等により構成することができる。
尚、制御部112及びヘッドコントローラー104は、図示したものでは一体的に表現されているが、上記説明した機能を有したものが機能するように接続されていれば分離したものであってもよい。
The inkjet head 101 used in the present invention is not limited to the structure described as long as the discharge amount can be controlled.
Further, the control unit 112 has a means for calculating the actual discharge amount from the absorbance or the fluorescence intensity, a means for calculating a difference between the actual discharge amount and the discharge amount instructed from the head controller 104, and A program for functioning means for instructing a specific control amount for the head controller 104 based on the difference and means for referring to a reference table for specifying the control amount of the inkjet head 101 is provided. It can be configured by a computer or the like.
The control unit 112 and the head controller 104 are integrally represented in the illustrated example, but may be separated as long as those having the functions described above are connected so as to function. .

また、図1の計測機構部105で示した計測のステップS1〜S5では、洗浄工程S5を介しているが、この洗浄工程S5を除いて、特定のチャンネル102からの液適量の積算量を測定するようにしてもよい。液滴103の量が微量の場合に、積算値を用いることで測定精度を高めることができるからである。   Further, in the measurement steps S1 to S5 shown by the measurement mechanism unit 105 in FIG. 1, the cleaning step S5 is performed, but the integrated amount of the appropriate amount of liquid from the specific channel 102 is measured except for the cleaning step S5. You may make it do. This is because the measurement accuracy can be improved by using the integrated value when the amount of the droplet 103 is very small.

また、図1では、特定のチャンネル102として1つのチャンネルを使用したが、複数であってもよい。   In FIG. 1, one channel is used as the specific channel 102, but a plurality of channels may be used.

(実施例)
本実施例では、上記実施の形態で説明した装置を用い、N-methylpyrrolidone(NMP)をインク103のモデルとして用いて、紫外光における吸収スペクトルを元に、ノズル毎の吐出量を算出し、吐出量の調整を行った例を示す。尚、アクチュエータとして、PZT(タン酸ジルコニウム酸鉛)を圧電材料として用いた圧電素子を使用した。
全64チャンネル102に駆動電圧を80V印加した際の紫外領域の吸光度より算出した吐出量は図2に示す結果となった。吸光度の測定方法としては、光路長が1cmの石英セルにエタノールを充填しておき、これにNMPを吐出し、200nmの波長における吸光度を測定した。図2において、○でプロットしたものがその結果である。また、同じグラフ内で、■でプロットしているものは、測定した吐出量(○)に基づいて、吐出量が30pLとなるように、各チャンネル102の駆動電圧をヘッドコントローラー104により、調整した後の吐出量を示している。
(Example)
In this example, the apparatus described in the above embodiment is used, N-methylpyrrolidone (NMP) is used as a model of the ink 103, the discharge amount for each nozzle is calculated based on the absorption spectrum in ultraviolet light, and the discharge is performed. The example which adjusted the quantity is shown. As an actuator, a piezoelectric element using PZT (lead zirconate tannate) as a piezoelectric material was used.
The discharge amount calculated from the absorbance in the ultraviolet region when a drive voltage of 80 V was applied to all 64 channels 102 was the result shown in FIG. As a method for measuring absorbance, ethanol was filled in a quartz cell having an optical path length of 1 cm, NMP was discharged into the quartz cell, and absorbance at a wavelength of 200 nm was measured. In FIG. 2, the result plotted with a circle is the result. Also, in the same graph, the graph plotted with ■ is adjusted by the head controller 104 based on the measured discharge amount (◯) so that the discharge amount is 30 pL by the head controller 104. The subsequent discharge amount is shown.

吐出量を制御するために印加電圧を決定する方法を下記する。
圧電素子の印加電圧の大きさとその変位量は直線で近似されるので、その近似式を算出して、吐出量に相当する電圧を決定する。本例では、印加電圧を60、80、100Vと変化させ、その吐出量から回帰直線を求めて30pLを吐出させる際の電圧を決定した。チャンネル102の1つのチャンネルにおける電圧と吐出量の関係を下記表1と図3に示す。
A method for determining the applied voltage in order to control the discharge amount will be described below.
Since the magnitude of the applied voltage of the piezoelectric element and the amount of displacement thereof are approximated by a straight line, the approximate expression is calculated to determine the voltage corresponding to the ejection amount. In this example, the applied voltage was changed to 60, 80, and 100 V, the regression line was obtained from the discharge amount, and the voltage for discharging 30 pL was determined. The relationship between the voltage and the discharge amount in one channel of the channel 102 is shown in Table 1 and FIG.

Figure 2010115866
Figure 2010115866

図3から、電圧に対する吐出量の回帰直線は、
(吐出量[pL])=0.3383×(電圧[V])−0.6672
と求めることができ、これから30pL吐出する際には90.694Vの電圧が必要であることが分かる。この電圧を用いて、吐出量を算出すると、29.97pLとなるので、30pLを吐出することに対して十分な精度を有することがわかる。
上記の方法を用いることにより、特定のチャンネルから吐出された液滴の吐出量を測定し、これを、制御部112において比較し、各チャンネル102に印加する電圧を調整を行うことができる。
From FIG. 3, the regression line of the discharge amount with respect to the voltage is
(Discharge rate [pL]) = 0.3383 x (Voltage [V])-0.6672
From this, it can be seen that a voltage of 90.694 V is necessary when discharging 30 pL. When the discharge amount is calculated using this voltage, it is 29.97 pL, and thus it can be seen that there is sufficient accuracy for discharging 30 pL.
By using the above method, it is possible to measure the discharge amount of droplets discharged from a specific channel, compare this with the control unit 112, and adjust the voltage applied to each channel 102.

本発明の一実施の形態のインクジェット装置の概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an inkjet apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施例の各チャンネルの吐出量と、調整後の吐出量を示すグラフThe graph which shows the discharge amount of each channel of an Example, and the discharge amount after adjustment 圧電素子の印加電圧と吐出量との関係を示すグラフGraph showing the relationship between applied voltage and discharge rate of piezoelectric element

符号の説明Explanation of symbols

101 インクジェットヘッド
102 チャンネル
103 インク
104 ヘッドコントローラー
105 計測機構部
106 液滴フィルター
107 測定セル
108 溶媒
112 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Inkjet head 102 Channel 103 Ink 104 Head controller 105 Measurement mechanism part 106 Droplet filter 107 Measurement cell 108 Solvent 112 Control part

Claims (4)

インクジェットヘッドを備えた装置において、前記インクジェットヘッドに対向する位置に設けられた前記インクジェットヘッドから吐出された液滴をサンプリングするための容器と、前記容器内の液体の吸光度又は蛍光光度を測定するための光度測定手段とを備え、前記光度測定手段により測定された吸光度又は蛍光光度から前記インクジェットヘッドの吐出液量を決定し、前記インクジェットヘッドからの吐出液量を制御するようにしたことを特徴とするインクジェット装置。   In an apparatus including an ink jet head, a container for sampling droplets ejected from the ink jet head provided at a position facing the ink jet head, and measuring the absorbance or fluorescence of the liquid in the container And measuring the discharge liquid amount of the inkjet head from the absorbance or fluorescence intensity measured by the light measurement means, and controlling the discharge liquid amount from the inkjet head. Inkjet device. 前記光度測定手段に用いられる測定光を、紫外線光としたことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット装置。   The inkjet apparatus according to claim 1, wherein the measurement light used for the light intensity measurement unit is ultraviolet light. インクジェットヘッドから吐出される液滴を、
前記インクジェットヘッドに対向する位置に設けられた前記インクジェットヘッドから吐出された液滴をサンプリングするための容器によりサンプリングする工程、
前記容器内の液体の吸光度又は蛍光光度を測定する工程、及び
前記光度測定手段により測定された吸光度又は蛍光光度から前記インクジェットヘッドの吐出液量を決定し、前記インクジェットヘッドからの吐出液量を制御する工程
を有することを特徴とするインクジェットヘッドから吐出される吐出液量の制御方法。
Droplets ejected from the inkjet head
Sampling with a container for sampling droplets ejected from the inkjet head provided at a position facing the inkjet head;
A step of measuring the absorbance or fluorescence of the liquid in the container; and the amount of liquid ejected from the inkjet head is determined from the absorbance or fluorescence measured by the photometry means, and the amount of liquid ejected from the inkjet head is controlled. And a method for controlling the amount of liquid ejected from the ink jet head.
前記光度を測定する工程に用いられる測定光を、紫外線光としたことを特徴とする請求項3に記載の吐出液量の制御方法。   The method for controlling the discharge liquid amount according to claim 3, wherein the measurement light used in the step of measuring the luminous intensity is ultraviolet light.
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