JP2019042620A - Droplet discharge device - Google Patents
Droplet discharge device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019042620A JP2019042620A JP2017165248A JP2017165248A JP2019042620A JP 2019042620 A JP2019042620 A JP 2019042620A JP 2017165248 A JP2017165248 A JP 2017165248A JP 2017165248 A JP2017165248 A JP 2017165248A JP 2019042620 A JP2019042620 A JP 2019042620A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- nozzle
- pressure chamber
- droplet
- discharge device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 60
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 30
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
【課題】吐出された液滴が形成する線の幅を一定に保つ技術を提供する。【解決手段】液滴吐出装置は、マニピュレーターと、液滴を吐出するためのノズルであって、前記マニピュレーターにより移動可能なノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変更する容積変更部と、前記圧力室の容積を小さくする圧力上昇動作を行った後、前記圧力室の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行うことにより、前記ノズルから前記液滴を吐出させる制御を行うとともに、前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を調整することにより、前記液滴の吐出量を調整する制御を行う制御部と、を備える。【選択図】図6A technique for keeping the width of a line formed by discharged droplets constant is provided. A droplet discharge device includes a manipulator, a nozzle for discharging a droplet, a nozzle movable by the manipulator, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a volume of the pressure chamber is changed. A volume changing unit that performs a pressure increase operation that reduces the volume of the pressure chamber, and then performs a pressure relaxation operation that reduces the pressure of the pressure chamber, thereby performing control to discharge the droplets from the nozzle. And a control unit that performs control to adjust the discharge amount of the droplets by adjusting the timing of the pressure relaxation operation according to the moving speed of the nozzle. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge device.
特許文献1には、液体を塗布する予定の線に沿ってノズルを移動させながら、ノズルから液体を吐出させる液体吐出装置が記載されている。特許文献1に記載の液体吐出装置は、ノズルに連通する流路内に設けられたロッドを回転させることによって液体がノズルから押し出されることにより、液体を連続的に吐出する。そして、特許文献1に記載の液体吐出装置は、吐出された液体が形成する線の幅が一定となるように、ロッドの回転速度を調整することによって液体の吐出量を調整している。 Patent Document 1 describes a liquid discharge apparatus that discharges a liquid from a nozzle while moving the nozzle along a line to which the liquid is to be applied. In the liquid discharge device described in Patent Document 1, the liquid is continuously discharged by pushing the liquid from the nozzle by rotating the rod provided in the flow path communicating with the nozzle. And the liquid discharge apparatus of patent document 1 adjusts the discharge amount of the liquid by adjusting the rotational speed of a rod so that the width | variety of the line which the discharged liquid forms may become fixed.
しかし、特許文献1に記載の液体吐出装置は、液体を連続的に吐出する装置であるため、吐出された液体とノズル内の液体とを分離させることによって液滴を吐出することについては考慮されていなかった。このため、吐出された液滴が形成する線の幅を一定に保つ技術が望まれていた。 However, since the liquid discharge device described in Patent Document 1 discharges liquid continuously, it is considered to discharge droplets by separating the discharged liquid and the liquid in the nozzle. It was not. For this reason, a technique for keeping the width of the line formed by the ejected droplet constant has been desired.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following modes.
(1)本発明の一形態によれば、液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、マニピュレーターと、液滴を吐出するためのノズルであって、前記マニピュレーターにより移動可能なノズルと、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室の容積を変更する容積変更部と、前記圧力室の容積を小さくする圧力上昇動作を行った後、前記圧力室の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行うことにより、前記ノズルから前記液滴を吐出させる制御を行うとともに、前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を調整することにより、前記液滴の吐出量を調整する制御を行う制御部と、を備える。このような形態の液滴吐出装置によれば、ノズルの移動速度に応じて液滴の吐出量を調整することにより、吐出された液滴が形成する線の幅を一定に保つことができる。 (1) According to one aspect of the present invention, a droplet discharge device is provided. This droplet discharge device is a manipulator and a nozzle for discharging droplets, and the nozzle movable by the manipulator, the pressure chamber communicated with the nozzle, and the volume change for changing the volume of the pressure chamber After performing the pressure raising operation for reducing the volume of the pressure chamber and the pressure chamber, the pressure relief operation for relieving the pressure of the pressure chamber is performed to control the discharge of the droplets from the nozzle, and And a control unit configured to perform control to adjust the discharge amount of the droplet by adjusting the timing of the pressure reducing operation according to the moving speed of the nozzle. According to the droplet discharge device of such a form, the width of the line formed by the discharged droplet can be kept constant by adjusting the discharge amount of the droplet according to the moving speed of the nozzle.
(2)上記形態の液滴吐出装置において、さらに、前記圧力室に液体を供給する供給流路と、前記供給流路と前記圧力室との連通を遮断する遮断部と、を備え、前記制御部は、前記遮断部を制御することによって前記供給流路と前記圧力室とを遮断した状態において、前記圧力上昇動作を行ってもよい。このような液滴吐出装置によれば、容積変更部が圧力室へ与える圧力を、効率的に液体に伝えることができる。 (2) The droplet discharge device according to the above aspect further includes a supply flow path for supplying a liquid to the pressure chamber, and a blocking unit for blocking communication between the supply flow path and the pressure chamber, the control The unit may perform the pressure increase operation in a state in which the supply flow path and the pressure chamber are shut off by controlling the shutoff unit. According to such a droplet discharge device, the pressure which the volume change section applies to the pressure chamber can be efficiently transmitted to the liquid.
(3)上記形態の液滴吐出装置において、前記制御部は、前記容積変更部により前記圧力室の容積を大きくするとともに、前記遮断部により前記供給流路と前記圧力室とを連通させることにより、前記圧力緩和動作を行ってもよい。このような形態の液滴吐出装置によれば、圧力緩和動作において、より確実に圧力室の圧力を緩和できる。 (3) In the droplet discharge device of the above aspect, the control unit increases the volume of the pressure chamber by the volume change unit, and causes the blocking unit to communicate the supply flow path with the pressure chamber. The pressure relief operation may be performed. According to the droplet discharge device of this type, the pressure in the pressure chamber can be more reliably relieved in the pressure relieving operation.
(4)上記形態の液滴吐出装置において、さらに、前記マニピュレーターの位置を検出する位置センサーを備え、前記制御部は、前記位置センサーの出力から前記ノズルの移動速度を計算し、算出された前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を調整してもよい。このような形態の液滴吐出装置によれば、液滴を吐出する位置の精度を向上できる。 (4) The droplet discharge device according to the above aspect further includes a position sensor that detects the position of the manipulator, and the control unit calculates the movement speed of the nozzle from the output of the position sensor, and the calculated The timing of the pressure relief operation may be adjusted according to the moving speed of the nozzle. According to the droplet discharge device of such a form, it is possible to improve the accuracy of the position at which the droplet is discharged.
(5)上記形態の液滴吐出装置において、前記制御部は、前記マニピュレーターの動作プログラムを備え、前記制御部は、前記動作プログラムから前記ノズルの移動速度を計算し、前記圧力上昇動作を行う前に、算出された前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を決定してもよい。このような形態の液滴吐出装置によれば、液滴吐出時における計算処理を軽減できる。 (5) In the droplet discharge device of the above aspect, the control unit includes an operation program of the manipulator, and the control unit calculates the moving speed of the nozzle from the operation program, and performs the pressure increase operation. The timing of the pressure relief operation may be determined according to the calculated moving speed of the nozzle. According to the droplet discharge device of such a form, calculation processing at the time of droplet discharge can be reduced.
本発明は、上述した液滴吐出装置としての形態以外にも、種々の形態で実現することが可能である。例えば、液滴吐出装置によって実行される液体吐出方法や、液滴吐出装置を制御するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムが記録された一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms other than the form as the droplet discharge device described above. For example, the present invention can be realized in the form of a liquid discharge method executed by a droplet discharge device, a computer program for controlling a droplet discharge device, or a non-transitory tangible recording medium in which the computer program is recorded. .
A.第1実施形態:
A1.液滴吐出装置の構成:
図1は、本発明の第1実施形態における液滴吐出装置100の概略構成を示す説明図である。液滴吐出装置100は、タンク10と、加圧ポンプ20と、供給流路30と、ヘッド部200と、制御部40と、を備える。本実施形態では、液滴吐出装置100は、インクを吐出する装置である。
A. First embodiment:
A1. Configuration of droplet discharge device:
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a
タンク10には液体が収容されている。液体としては、例えば、所定の粘度を有するインクが例示できる。所定の粘度としては、室温(25℃)にて50mPa・s以上40,000mPa・s以下が例示できる。タンク10内の液体は、加圧ポンプ20により供給流路30を通じてヘッド部200に供給される。加圧ポンプ20は、例えば、10kPaから10MPaの圧力を液体に付与する。ヘッド部200に供給された液体は、ヘッド部200により吐出される。ヘッド部200の動作は、制御部40により制御される。
The
制御部40は、CPUやメモリーを備えたコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶された制御プログラムを実行することにより、種々の処理を実現する。制御プログラムは、一時的でない有形な種々の記録媒体に記録されていてもよい。
The
図2は、ヘッド部200の概略構成を示す断面図である。ヘッド部200は、ノズル211と、圧力室210と、容積変更部220と、遮断部230と、アクチュエーター240と、を備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
圧力室210は、液体が供給される部屋である。圧力室210は、液滴を外部に吐出するためのノズル211に連通している。圧力室210およびノズル211は、後述するマニピュレーターにより移動可能である。
The
圧力室210は、供給流路30から液体が供給される。本実施形態では、供給流路30は、圧力室210の重力方向における上側に設けられている。このようにすることにより、圧力室210の上端まで確実に液体を供給できるとともに、圧力室210の中でノズル211から最も離れた位置となることによりノズル211から侵入した気泡が供給流路30まで到達することを抑制できる。
The
遮断部230は、供給流路30と圧力室210との連通を遮断する部材である。ここで、「連通」とは「流体が流通できるように連なっていること」を示す。遮断部230と供給流路30との間には、液体の漏洩を抑制する観点から、シール部材215が設けられている。本実施形態では、遮断部230は、アクチュエーター240と接しており、アクチュエーター240により圧力室210に対してスライド移動可能な部材である。本実施形態では、アクチュエーター240として、ピエゾアクチュエーターを用いる。アクチュエーター240は、制御部40により駆動される。
The
図2は、圧力室210と供給流路30との間が連通している状態を示す。本実施形態では、制御部40がアクチュエーター240を制御することによって、アクチュエーター240を遮断部230に向かって伸ばすことにより、遮断部230の連通孔235が圧力室210に対して相対移動することにより、圧力室210と供給流路30との間の連通が遮断される。
FIG. 2 shows a state in which the
図2に示すように圧力室210の一壁面は、容積変更部220により構成されている。容積変更部220は、圧力室の容積を変更する部材である。本実施形態では、容積変更部220は、圧力室210の容積を小さくする圧力上昇動作を行った後、圧力室210の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行うことにより、ノズル211から液滴を吐出させる。液体の漏洩を抑制する観点から、圧力室210の一壁面を構成する容積変更部220と圧力室210の他の壁面を構成する部材との間には、シール部材225が設けられている。
As shown in FIG. 2, one wall surface of the
本実施形態では、容積変更部220は、振動板222と、ピエゾアクチュエーター224とを備える。容積変更部220は、制御部40により駆動される。制御部40は、ピエゾアクチュエーター224を制御することによって、振動板222を圧力室210の内部に向けて変位させることにより、圧力室210の容積を小さくし、圧力室210内の圧力を高める圧力上昇動作を行う。そして、制御部40は、ピエゾアクチュエーター224を制御することによって、振動板222を圧力室210の外部に向けて変位させることにより、圧力室210の容積を大きくし、圧力室210内の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行う。これらの動作により、圧力室210内の液体がノズル211から液滴として吐出される。
In the present embodiment, the
図3は、液滴の吐出制御処理を表すタイミングチャートである。図3において、横軸は時間を示し、縦軸は、上から順に、遮断部230の開閉と、圧力室210の容積の変化とを示す。図3では、遮断部230と容積変更部220との駆動信号のレベルが描かれている。図3には、液滴を一滴吐出する際の吐出制御処理が示されている。このため、液滴を連続的に吐出する場合、制御部40により、吐出制御処理が連続して繰り返し行われる。
FIG. 3 is a timing chart showing the droplet discharge control process. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the opening and closing of the blocking
本実施形態では、まず、時間t11から時間t12において、制御部40は、容積変更部220により圧力室210の容積を小さくする圧力上昇動作を行う。ここで、圧力上昇動作は、遮断部230によって供給流路30と圧力室210とを遮断した状態において行われる。そして、時間t13から時間t14において、制御部40は、容積変更部220により圧力室210の容積を大きくすることにより、圧力室210の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行う。その後、時間t15から時間t16において、制御部40は、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを連通させることにより、圧力室210へ液体を供給し、時間t17から時間t18において、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを遮断する。
In the present embodiment, first, from time t11 to time t12, the
図4は、マニピュレーター250を含む液滴吐出装置100の概略図を示す図である。ヘッド部200は、マニピュレーター250と接続されている。このため、ヘッド部200の圧力室210およびノズル211は、移動可能となる。マニピュレーター250は、制御部40により制御される。本実施形態では、マニピュレーター250として、垂直多関節ロボットを用いるが、これに限られず、例えば、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボット等の他のロボットや、XYステージやXYZステージなどの他の移動機構を用いてもよい。本実施形態では、マニピュレーター250によりヘッド部200は、互いに直交する方向であるX方向、Y方向、およびZ方向に移動可能である。
FIG. 4 is a schematic view of the
本実施形態では、制御部40は、マニピュレーター250の動作プログラム42を備える。制御部40は、動作プログラム42からノズル211の移動速度を計算し、圧力上昇動作を行う前に、算出された移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を決定することも可能である。このようにすることにより、液滴吐出時における計算処理を軽減できる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、マニピュレーター250は、マニピュレーター250の位置を検出する位置センサー252を備える。制御部40は、位置センサー252の出力からノズル211の移動速度を計算し、算出された移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を調整することも可能である。このようにすることにより、液滴を吐出する位置の精度を向上できる。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態の液滴吐出装置100は、ノズル211の移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を調整することにより、液滴の吐出量を調整する。まず、圧力緩和動作の時期を調整することにより、液滴の吐出量を調整するメカニズムについて説明する。
The
図5は、圧力緩和動作の時期と液滴の吐出量との関係を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は、上から順に、圧力室210内の圧力と、容積変更部220のピエゾアクチュエーター224の駆動電圧とを示す。ここで、ピエゾアクチュエーター224は、電圧が印加されることにより伸長し、電圧が大きくなるほど伸長する長さが長くなる。
FIG. 5 is a view showing the relationship between the timing of the pressure relief operation and the discharge amount of the droplet. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the pressure in the
図5において、まず、時間t1において、制御部40は、ピエゾアクチュエーター224への電圧の印加を開始する。これによって、ピエゾアクチュエーター224が伸び、圧力室210内の容積が小さくなるとともに、圧力室210内の圧力が大きくなる。ここで、制御部40により圧力室210内の容積を小さくする動作が、圧力上昇動作である。
In FIG. 5, first, at time t1, the
そして、時間t2以降において、ピエゾアクチュエーター224の駆動電圧は一定に保たれるため、圧力室210内の容積は一定に保たれるが、ノズル211から液体の一部が露出し始める時間t3まで圧力室210内の圧力は上昇する。その後、ノズル211から液体の一部が徐々に露出していくことによって、圧力室210内の圧力は徐々に減少していく。そして、適切な時期に、制御部40により圧力室210の容積を大きくすることによって、ノズル211内の液体が圧力室210へ引き戻されて、ノズル211内の液体とノズル211から露出した液体とが分離することにより、所望のサイズの液滴が吐出される。ここで、制御部40により圧力室210の圧力を緩和させる動作が、圧力緩和動作である。本実施形態では、圧力緩和動作は、制御部40が容積変更部220を制御することにより行われる。具体的には、制御部40が、容積変更部220のピエゾアクチュエーター224への電圧の印加を止めることによって、圧力室210の容積が大きくなることにより、圧力室210内の圧力が緩和される。
Since the drive voltage of the
圧力上昇動作から圧力緩和動作までの時間を短くするほど、つまり、圧力緩和動作の時期を早めるほど、ノズル211から露出した液体の量が少ないため、吐出される液滴のサイズが小さくなる。一方、圧力上昇動作から圧力緩和動作までの時間を長くするほど、つまり、圧力緩和動作の時期を遅らせるほど、ノズル211から露出した液体の量が多くなるため、吐出される液滴のサイズが大きくなる。図5では、時間t4において圧力緩和動作が開始された場合における液滴サイズが最も小さく、この液滴サイズが液滴サイズ1と示されている。一方、時間t5において圧力緩和動作が開始された場合における液滴サイズが最も大きく、この液滴サイズが液滴サイズ6と示されている。なお、液滴サイズは6つに限られず、適宜調整可能である。
As the time from the pressure rising operation to the pressure relieving operation is shortened, that is, as the timing of the pressure relieving operation is advanced, since the amount of the liquid exposed from the
上述したように、圧力緩和動作の時期を調整することにより、液滴の吐出量を調整することができる。次に、ノズル211の移動速度と圧力緩和動作の時期との関係について説明する。
As described above, the discharge amount of the droplet can be adjusted by adjusting the timing of the pressure relaxation operation. Next, the relationship between the moving speed of the
図6は、ノズル211の移動速度と液滴の吐出量との関係を示す図である。具体的には、図6は、連続的に吐出される液滴によって直角に折れ曲がる線を基材に描く際におけるノズル211の移動速度と液滴の吐出量との関係を示す。図6において、横軸は時間を示し、縦軸は、ノズル211の移動速度を示す。また、図6において、各時間において吐出される液滴サイズを紙面上側に記載する。
FIG. 6 is a view showing the relationship between the moving speed of the
連続的に吐出される液滴によって直角に折れ曲がる線を基材に描く際、まず、第1の直線部分R1が描かれた後、カーブ部分R2が描かれ、最後に第2の直線部分R3が描かれる。具体的には、まず、制御部40は、ノズル211の移動を開始させた後、第1の直線部分R1において、ノズル211の移動速度を加速させる。そして、制御部40は、カーブ部分R2に差し掛かる手前からノズル211の移動速度を減速し、カーブ部分R2を超えたあたりから第2の直線部分R3にかけてノズル211の移動速度を加速させる。そして、制御部40は、ノズル211の移動速度を減速させて、ノズル211の移動を停止させる。
When drawing a line which bends at a right angle on the substrate by droplets discharged continuously, first, after drawing a first straight line part R1, a curve part R2 is drawn and finally a second straight line part R3 be painted. Specifically, first, after starting the movement of the
本実施形態では、ノズル211の移動速度が速いほど、圧力上昇動作から圧力緩和動作までの時間を長くすることにより、液滴サイズを大きくする。一方、ノズル211の移動速度が遅いほど、圧力上昇動作から圧力緩和動作までの時間を短くすることにより、液滴サイズを小さくする。
In the present embodiment, as the moving speed of the
図7は、連続的に吐出される液滴によって直角に折れ曲がる線を基材に描いた様子を示す図である。紙面上側には、本実施形態のように、ノズル211の移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を調整する場合を示し、紙面下側には、比較例として、ノズル211の移動速度にかかわらず圧力緩和動作の時期を一定とする場合を示す。また、紙面左側には、各位置において吐出された複数の液滴を示し、紙面右側には、各位置において吐出された複数の液滴が結合することによって描かれた線を示す。
FIG. 7 is a diagram showing a line drawn on a substrate at right angles by continuously discharged droplets. The upper side of the drawing shows the case of adjusting the timing of the pressure relaxation operation according to the moving speed of the
ノズル211の移動速度にかかわらず圧力緩和動作の時期を一定とする場合、比較例に示すように、ノズル211の移動開始部分や移動終了部分やカーブ部分などのノズル211の移動速度が減速される部分において、線幅が大きくなってしまう。一方、本実施形態のように、ノズル211の移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を調整する場合、線幅は一定となる。
When the timing of the pressure relaxation operation is constant regardless of the moving speed of the
以上の説明のとおり、第1実施形態の液滴吐出装置100では、ノズル211の移動速度に応じて圧力緩和動作の時期を調整することにより、液滴の吐出量を調整する。このため、ノズル211の移動速度が変化することによって液滴の吐出量がばらつくことを抑制できるため、吐出された複数の液滴が結合することによって描かれた線の幅を一定に保つことができる。
As described above, the
また、第1実施形態の液滴吐出装置100において、制御部40は、遮断部230を制御することによって供給流路30と圧力室210とを遮断した状態において、圧力上昇動作を行う。このようにすることにより、容積変更部220が圧力室210へ与える圧力を、効率的に液体に伝えることができる。
Further, in the
また、液滴吐出装置100は、供給流路30と圧力室210とを遮断する遮断部230を備えるため、圧力室210に液体を充填する時期を調整することができるとともに、供給流路30内の圧力を予め高くすることによって、液体の充填時間を短くすることができる。
In addition, since the
B.第2実施形態:
図8は、第2実施形態における液滴の吐出制御処理を表すタイミングチャートである。第1実施形態では、図3で説明したように、圧力緩和動作は、容積変更部220が制御されることにより行われる。一方、第2実施形態では、圧力緩和動作は、容積変更部220の代わりに遮断部230が制御されることにより行われる。
B. Second embodiment:
FIG. 8 is a timing chart showing the droplet discharge control process in the second embodiment. In the first embodiment, as described with reference to FIG. 3, the pressure reducing operation is performed by controlling the
図8において、横軸は時間を示し、縦軸は、上から順に、遮断部230の開閉と、圧力室210の容積の変化とを示す。第2実施形態では、第1実施形態と同様に、時間t21から時間t22において、制御部40は、圧力上昇動作として、容積変更部220により圧力室210の容積を小さくする。ここで、圧力上昇動作は、遮断部230によって供給流路30と圧力室210とを遮断した状態において行われる。
In FIG. 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the opening and closing of the blocking
そして、時間t23から時間t24において、制御部40は、圧力緩和動作として、遮断部230を制御することによって、供給流路30と圧力室210とを連通させることにより、圧力室210内の圧力を緩和させる。このようにすることにより、ノズル211から液滴が吐出する。そして、時間t24から時間t26において、制御部40は、容積変更部220により圧力室210の容積を大きくするとともに、時間t25から時間t27において、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを遮断する。以上の説明のとおり、第2実施形態によれば、遮断部230を制御することにより、圧力緩和動作を行うことができる。
Then, from time t23 to time t24, the
C.第3実施形態:
図9は、第3実施形態における液滴の吐出制御処理を表すタイミングチャートである。第2実施形態では、圧力緩和動作は、遮断部230が制御されることにより行われる。一方、第3実施形態では、圧力緩和動作は、容積変更部220により圧力室210の容積を大きくするとともに、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを連通させることにより行われる。
C. Third embodiment:
FIG. 9 is a timing chart showing droplet discharge control processing in the third embodiment. In the second embodiment, the pressure relief operation is performed by controlling the
図9において、横軸は時間を示し、縦軸は、上から順に、遮断部230の開閉と、圧力室210の容積の変化とを示す。第3実施形態では、第1実施形態と同様に、時間t31から時間t32において、制御部40は、圧力上昇動作として、容積変更部220により圧力室210の容積を小さくする。ここで、圧力上昇動作は、遮断部230によって供給流路30と圧力室210とを遮断した状態において行われる。
In FIG. 9, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the opening and closing of the blocking
そして、時間t33から時間t34において、制御部40は、圧力緩和動作として、遮断部230を制御することによって、供給流路30と圧力室210とを連通させるとともに、容積変更部220を制御することによって、圧力室210の容積を大きくする。このようにすることにより、ノズル211から液滴が吐出する。その後、時間t35から時間t36において、制御部40は、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを遮断する。
Then, from time t33 to time t34, the
第3実施形態によれば、容積変更部220により圧力室210の容積を大きくするとともに、遮断部230により供給流路30と圧力室210とを連通させることにより圧力緩和動作が行われるため、より確実に圧力室210の圧力を緩和できる。このようにすることにより、例えば、粘度の高い液体を用いて液滴を吐出する場合に、液滴の吐出量の調整をより確実に行うことができる。
According to the third embodiment, the
D.その他の実施形態:
上述の実施形態では、ノズル211の移動速度が遅いほど、圧力上昇動作から圧力緩和動作までの時間を短くすることにより、液滴サイズを小さくする。しかし、本発明では、これに限られない。例えば、基材にこれから吐出する複数の液滴が結合することによって描かれる線と、予め基材に描かれた線と、を結合する場合、線同士を結合する部分において、液滴の吐出量を小さくしてもよい。このようにすることにより、線同士を結合する部分においても、線幅を一定に保つことができる。
D. Other embodiments:
In the above-described embodiment, the droplet size is reduced by shortening the time from the pressure increase operation to the pressure relaxation operation as the moving speed of the
上述の実施形態におけるピエゾアクチュエーター224の代わりに、ソレノイドや磁歪素子など、種々のアクチュエーターを用いてもよく、さらに、伸長する量を拡大させるために拡大変位機構を備えていてもよい。
Instead of the
上述の実施形態では、圧力室210は供給流路30と接続されているが、さらに、圧力室210から液体を排出する排出流路と、排出流路から排出された液体を供給流路に再供給する循環流路と、を備えてもよい。このようにすることにより、沈降性の顔料や金属粒子、フィラー等の材料を含む液体の時間経過に対する成分沈降を抑制しながら吐出することもできるとともに、液体を効率的に利用することができる。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、遮断部230を備えるが、遮断部230を備えなくてもよい。
In the above-mentioned embodiment, although the blocking
本発明は、インクを吐出する液滴吐出装置100に用いることができるが、これに限らず、インク以外の他の液滴を吐出する任意の液滴吐出装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液滴吐出装置に本発明は適用可能である。
(1)ファクシミリ装置等の画像記録装置。
(2)液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
(3)有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ(Field Emission Display、FED)等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
(4)バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液滴吐出装置。
(5)精密ピペットとしての試料吐出装置。
(6)潤滑油の吐出装置。
(7)樹脂液の吐出装置。
(8)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。
(9)光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液滴吐出装置。
(10)基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液滴吐出装置。
(11)他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを備える液滴吐出装置。
Although the present invention can be used for the
(1) Image recording apparatus such as a facsimile machine.
(2) Color material discharge device used for manufacturing a color filter for an image display device such as a liquid crystal display.
(3) An electrode material discharge device used to form an electrode of an organic EL (Electro Luminescence) display, a surface emission display (Field Emission Display, FED) or the like.
(4) A droplet discharge device that discharges a liquid containing a bioorganic substance used for manufacturing a biochip.
(5) A sample ejection device as a precision pipette.
(6) Lubricant discharge device.
(7) Dispensing device for resin liquid.
(8) A droplet discharge device which discharges lubricating oil at a pinpoint on a precision machine such as a watch or a camera.
(9) A droplet discharge device for discharging a transparent resin liquid such as an ultraviolet curable resin liquid onto a substrate to form a micro hemispherical lens (optical lens) or the like used for an optical communication element or the like.
(10) A droplet discharge apparatus which discharges an acidic or alkaline etching solution to etch a substrate or the like.
(11) A droplet discharge apparatus including a liquid discharge head that discharges droplets of any other minute amount.
なお、「液滴」とは、液滴吐出装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液滴吐出装置が消費できるような材料であればよい。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。液体の代表的な例としてはインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。 Note that “droplet” refers to the state of liquid discharged from the droplet discharge device, and includes granular, teardrop-like, and threadlike tails. Further, the “liquid” mentioned here may be any material that can be consumed by the droplet discharge device. For example, the “liquid” may be any material in the liquid phase when the substance is in the liquid phase, and is a liquid material in high or low viscosity, sol, gel water, other inorganic solvents, organic solvents, solutions, Materials in a liquid state such as liquid resin and liquid metal (metal melt) are also included in the “liquid”. Moreover, not only the liquid as one state of the substance, but also those obtained by dissolving, dispersing or mixing particles of functional materials consisting of solid matter such as pigment and metal particles in a solvent are included in the “liquid”. Typical examples of the liquid include ink and liquid crystal. Here, the ink includes general aqueous inks and oil-based inks, and various liquid compositions such as gel inks and hot melt inks.
また、本発明は、3Dプリンターに用いてもよい。 The present invention may also be used in 3D printers.
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized in various configurations without departing from the scope of the invention. For example, the technical features of the embodiment corresponding to the technical features in the respective forms described in the section of the summary of the invention are for solving some or all of the problems described above, or a part of the effects described above It is possible to replace or combine as appropriate to achieve all or all. Also, if the technical features are not described as essential in the present specification, they can be deleted as appropriate.
10…タンク、20…加圧ポンプ、30…供給流路、40…制御部、42…動作プログラム、100…液滴吐出装置、200…ヘッド部、210…圧力室、211…ノズル、215…シール部材、220…容積変更部、222…振動板、224…ピエゾアクチュエーター、225…シール部材、230…遮断部、235…連通孔、240…アクチュエーター、250…マニピュレーター、252…位置センサー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
マニピュレーターと、
液滴を吐出するためのノズルであって、前記マニピュレーターにより移動可能なノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室の容積を変更する容積変更部と、
前記圧力室の容積を小さくする圧力上昇動作を行った後、前記圧力室の圧力を緩和させる圧力緩和動作を行うことにより、前記ノズルから前記液滴を吐出させる制御を行うとともに、前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を調整することにより、前記液滴の吐出量を調整する制御を行う制御部と、を備える、液滴吐出装置。 A droplet discharge device,
A manipulator,
A nozzle for discharging a droplet, the nozzle being movable by the manipulator;
A pressure chamber in communication with the nozzle;
A volume change unit that changes a volume of the pressure chamber;
After performing the pressure raising operation to reduce the volume of the pressure chamber, the pressure relief operation to relieve the pressure of the pressure chamber is performed to perform control to discharge the liquid droplet from the nozzle, and the movement of the nozzle A control unit that performs control of adjusting the discharge amount of the droplet by adjusting the timing of the pressure reducing operation according to the speed;
前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
前記供給流路と前記圧力室との連通を遮断する遮断部と、を備え、
前記制御部は、前記遮断部を制御することによって前記供給流路と前記圧力室とを遮断した状態において、前記圧力上昇動作を行う、液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 1, further comprising:
A supply channel for supplying a liquid to the pressure chamber;
A shut-off unit that shuts off the communication between the supply flow passage and the pressure chamber;
The droplet discharge device, wherein the control unit performs the pressure increase operation in a state in which the supply flow path and the pressure chamber are blocked by controlling the blocking unit.
前記制御部は、前記容積変更部により前記圧力室の容積を大きくするとともに、前記遮断部により前記供給流路と前記圧力室とを連通させることにより、前記圧力緩和動作を行う、液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 2, wherein
The control unit causes the pressure changing operation to be performed by increasing the volume of the pressure chamber by the volume changing unit and connecting the supply flow path and the pressure chamber by the blocking unit. .
前記マニピュレーターの位置を検出する位置センサーを備え、
前記制御部は、前記位置センサーの出力から前記ノズルの移動速度を計算し、算出された前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を調整する、液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
A position sensor for detecting the position of the manipulator;
The control unit calculates the moving speed of the nozzle from the output of the position sensor, and adjusts the timing of the pressure reducing operation according to the calculated moving speed of the nozzle.
前記制御部は、前記マニピュレーターの動作プログラムを備え、
前記制御部は、前記動作プログラムから前記ノズルの移動速度を計算し、前記圧力上昇動作を行う前に、算出された前記ノズルの移動速度に応じて前記圧力緩和動作の時期を決定する、液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The control unit includes an operation program of the manipulator.
The control unit calculates the moving speed of the nozzle from the operation program, and determines the timing of the pressure relaxing operation according to the calculated moving speed of the nozzle before performing the pressure increasing operation. Discharge device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017165248A JP2019042620A (en) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | Droplet discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017165248A JP2019042620A (en) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | Droplet discharge device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019042620A true JP2019042620A (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65815100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017165248A Pending JP2019042620A (en) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | Droplet discharge device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2019042620A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021000727A (en) * | 2019-06-19 | 2021-01-07 | セーレン株式会社 | Image formation apparatus |
| CN114302772A (en) * | 2019-08-30 | 2022-04-08 | 京瓷株式会社 | Circulation device |
-
2017
- 2017-08-30 JP JP2017165248A patent/JP2019042620A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021000727A (en) * | 2019-06-19 | 2021-01-07 | セーレン株式会社 | Image formation apparatus |
| CN114302772A (en) * | 2019-08-30 | 2022-04-08 | 京瓷株式会社 | Circulation device |
| CN114302772B (en) * | 2019-08-30 | 2023-07-28 | 京瓷株式会社 | Circulation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108656733B (en) | Liquid ejecting apparatus | |
| JP2018006747A (en) | Liquid discharge device, imprint device, printer and article manufacturing method | |
| JP2019042620A (en) | Droplet discharge device | |
| US10399336B2 (en) | Liquid ejecting apparatus having outflow passage resistance changing member and liquid ejection method thereof | |
| US10946652B2 (en) | Displacement amplifying mechanism and liquid ejecting apparatus using the same | |
| US10518529B2 (en) | Liquid discharge device | |
| US10618279B2 (en) | Liquid discharging apparatus | |
| CN108656745B (en) | Liquid ejection device and liquid ejection method | |
| JP2019006012A (en) | Liquid discharge device | |
| JP6939346B2 (en) | Liquid injection device | |
| US10343400B2 (en) | Liquid discharge apparatus and method for controlling the same | |
| US10730313B2 (en) | Liquid ejecting apparatus and liquid ejection method | |
| JP2019025775A (en) | Liquid discharge device | |
| JP6935688B2 (en) | Liquid discharge device and liquid discharge method | |
| JP2019081316A (en) | Liquid discharge device | |
| JP2019064037A (en) | Liquid injection device | |
| JP2018202644A (en) | Liquid discharge device and control method therefor | |
| JP6953963B2 (en) | Liquid injection device | |
| JP2019025776A (en) | Liquid ejection device and liquid ejection method | |
| JP2019081146A (en) | Liquid discharge device | |
| JP2019093683A (en) | Liquid discharge device | |
| HK1166289A1 (en) | Method, apparatus and program for jetting liquid material | |
| HK1166289B (en) | Method, apparatus and program for jetting liquid material |