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JP4419494B2 - Droplet ejection device, driving method of droplet ejection device, and manufacturing method of display device - Google Patents
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Droplet ejection device, driving method of droplet ejection device, and manufacturing method of display device Download PDF

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Description

本発明は、液滴吐出装置とその駆動方法、さらにこれらを用いた表示装置の製造方法及び表示装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge device, a driving method thereof, a display device manufacturing method using the same, and a display device.

所定量の液状材料を所望する位置に配することのできる方法として、インクジェット法等の液滴吐出法が知られている。
この液滴吐出法に用いられる液滴吐出ヘッドは、例えば液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを有したノズルプレートと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルの吐出口から吐出させる圧力発生素子とを備えて構成されている。
As a method for arranging a predetermined amount of liquid material at a desired position, a droplet discharge method such as an ink jet method is known.
A droplet discharge head used in this droplet discharge method includes, for example, a cavity containing a liquid material, a nozzle plate having a nozzle communicating with the cavity, and changing the internal volume by vibrating the cavity. And a pressure generating element that discharges the liquid material in the cavity from the discharge port of the nozzle.

ところで、このような液滴吐出ヘッドによる液滴吐出プロセスでは、吐出準備のときや吐出中に液詰まりが生じたときなど、液滴吐出ヘッドの吐出面側にキャップを被着し、このキャップを介して真空ポンプ等で吸引することにより、液滴吐出ヘッド中の気泡を除去し、またはその液詰まりをなくすようにしている。そして、このようにして吸引を行った後、液滴吐出ヘッドの吐出面をワイピング材でワイピングすることにより、吐出面上に残った液状体を拭い取るようにしている。   By the way, in such a droplet discharge process by the droplet discharge head, a cap is attached to the discharge surface side of the droplet discharge head when preparing for discharge or when clogging occurs during discharge. The air bubbles in the droplet discharge head are removed or the liquid clogging is eliminated by suctioning with a vacuum pump or the like. Then, after performing suction in this manner, the liquid surface remaining on the discharge surface is wiped off by wiping the discharge surface of the droplet discharge head with a wiping material.

しかしながら、このようにして液状体を吸引したりワイピングを行っても、その後、被滴下部材上に実際に液滴を吐出する本吐出を行うまでには、液滴吐出ヘッドの空走や吐出までの待機など、どうしても吐出しない時間ができてしまう。そして、この時間中において、キャビティ内の液状体の、ノズル内でのメニスカス表面が乾燥し、増粘が起こることによって吐出1ショット目に液状体の吐出がなされないといった不都合が生じることがある。
そこで、従来のインクジェット装置(例えば特許文献1、特許文献2参照)では、ノズル内でのメニスカスが外気に触れて表面が膜化することを防止するため、例えば圧力発生素子によってキャビティ内の液状体に対し、液滴を吐出しない程度の微振動を与えるようにしている。
特開平9−11457号公報 特開平9−29996号公報
However, even if the liquid is sucked or wiped in this way, until the main discharge for actually discharging the droplet onto the member to be dropped is performed until the droplet discharge head is idle or discharged. There will be a time during which no discharge will occur. During this time, the surface of the meniscus of the liquid in the cavity dries and the viscosity increases, which may cause inconvenience that the liquid is not discharged in the first shot.
Therefore, in a conventional ink jet device (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2), in order to prevent the meniscus in the nozzle from touching the outside air and forming a film on the surface, for example, a liquid material in the cavity is formed by a pressure generating element. On the other hand, a slight vibration that does not discharge droplets is applied.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-11457 Japanese Patent Laid-Open No. 9-29996

ところが、このように微振動を与えることにより、本吐出における1ショット目での吐出は可能になったものの、微振動によってノズル内でのメニスカスを大きく揺らしてしまうことから、吐出した液滴の着弾精度が悪くなるといった新たな課題が生じてしまう。このような着弾精度の悪化は、特に粘度が10mPa・s以上の高粘度の液状体の吐出の場合に顕著となる。   However, by giving such a slight vibration, it is possible to discharge the first shot in the main discharge, but the meniscus in the nozzle is greatly shaken by the slight vibration. A new problem such as deterioration in accuracy occurs. Such a deterioration in landing accuracy is particularly noticeable when discharging a highly viscous liquid having a viscosity of 10 mPa · s or more.

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、液滴吐出ヘッドの空走や吐出までの待機の後、本吐出における1ショット目での吐出を可能にし、しかもその着弾精度を良好にすることができるようにした、液滴吐出装置とその駆動方法、さらにこれらを用いた表示装置の製造方法及び表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable discharge in the first shot in the main discharge after idle running of the droplet discharge head or standby until discharge. An object of the present invention is to provide a droplet discharge device and a driving method thereof, and a display device manufacturing method and a display device using the same, which can improve landing accuracy.

前記目的を達成するため、本発明の液滴吐出装置は、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルから液滴として吐出させる圧力発生素子とを備えた液滴吐出ヘッドを、具備してなり、前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、前記駆動手段には、前記ノズルより液滴を吐出させるための前記駆動信号からなる吐出波形を前記圧力発生素子に送出する前に、前記ノズルから液滴を吐出させることなく、キャビティ内の液状体に微振動を付与する微振動波形として、前記収縮信号と維持信号と回復信号とからなり、該回復信号の送出時間を、1μs以上100μs以下としかつ前記キャビティの固有振動周期のほぼ整数倍となる時間にする駆動信号を、前記圧力発生素子に送出する制御部が設けられていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, a droplet discharge device according to the present invention includes a cavity containing a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and vibrating the cavity to change its internal volume, thereby changing the inside volume of the cavity. A droplet discharge head including a pressure generating element for discharging the liquid material from the nozzle as droplets, a contraction signal for continuously contracting the pressure generating element from a predetermined state, and a contracted pressure A maintenance signal for maintaining the generating element in the contracted state and a recovery signal for recovering the pressure generating element to a steady state by continuously releasing the contracted state of the pressure generating element to the pressure generating element. Drive means for sending out as a drive signal, and the drive means has a discharge waveform consisting of the drive signal for discharging droplets from the nozzle as the pressure generating element. Before the liquid is delivered to the nozzle, it is composed of the contraction signal, the maintenance signal, and the recovery signal as a fine vibration waveform that gives a fine vibration to the liquid in the cavity without discharging a droplet from the nozzle. A control unit is provided that sends a drive signal to the pressure generating element that sets the delivery time to 1 μs or more and 100 μs or less and is approximately an integral multiple of the natural vibration period of the cavity.

また、本発明の液滴吐出装置の駆動方法は、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルから液滴として吐出させる圧力発生素子とを備えた液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、前記ノズルより液滴を吐出させるための前記駆動信号からなる吐出波形を前記圧力発生素子に送出する前に、前記ノズルから液滴を吐出させることなく、キャビティ内の液状体に微振動を付与する微振動波形として、前記収縮信号と維持信号と回復信号とからなり、該回復信号の送出時間を、1μs以上100μs以下としかつ前記キャビティの固有振動周期のほぼ整数倍となる時間にする駆動信号を、前記圧力発生素子に送出することを特徴としている。   Further, the method for driving the droplet discharge device according to the present invention includes a cavity for accommodating a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and vibrating the cavity to change its internal volume, thereby changing the liquid in the cavity. A method for driving a droplet discharge device comprising a droplet discharge head including a pressure generating element that discharges a body as a droplet from the nozzle, wherein the pressure generating element is continuously contracted from a predetermined state. A contraction signal for maintaining the contracted pressure generating element in the contracted state, and a recovery signal for recovering the pressure generating element to a steady state by continuously releasing the contracted state of the pressure generating element Is sent as a drive signal to the pressure generating element, and a discharge waveform composed of the drive signal for discharging a droplet from the nozzle is expressed as the pressure generating element. Prior to delivery, the contraction signal, the maintenance signal, and the recovery signal are used as a micro-vibration waveform that imparts micro-vibration to the liquid material in the cavity without discharging droplets from the nozzle. A drive signal is sent to the pressure generating element so that the time is set to 1 μs or more and 100 μs or less and is approximately an integral multiple of the natural vibration period of the cavity.

前記液滴吐出装置およびその駆動方法によれば、キャビティ内の液状体に微振動を付与する微振動波形として、その回復信号の送出時間を、1μs以上100μs以下としかつキャビティの固有振動周期のほぼ整数倍となる時間にする駆動信号を、制御部より前記圧力発生素子に送出するようにしたので、この駆動信号による液状体のノズル内でのメニスカスの揺れが、キャビティの固有振動周期に同期することによって減衰し、より速く停止するようになる。
したがって、微振動効果によって本吐出における1ショット目での吐出は可能になり、しかも、微振動によるメニスカスの揺れがより速く停止することにより、このメニスカスの揺れに起因する前記1ショット目の吐出の際の着弾精度の悪化が防止される。
また、回復信号の送出時間を1μs以上とすることにより、メニスカスの揺れを減衰させる効果が確保され、100μs以下とすることにより、ノズル内でのメニスカス表面の乾燥による増粘が抑えられる。
According to the droplet discharge device and the driving method thereof, the recovery time of the recovery signal is set to 1 μs or more and 100 μs or less as a fine vibration waveform for giving a fine vibration to the liquid in the cavity, and substantially the natural vibration period of the cavity. Since the drive signal for an integral multiple of time is sent from the control unit to the pressure generating element, the meniscus fluctuation in the liquid nozzle caused by this drive signal is synchronized with the natural vibration period of the cavity. Will decay and stop more quickly.
Therefore, the first shot of the main discharge can be discharged due to the fine vibration effect, and the meniscus shake due to the fine vibration stops more quickly, so that the discharge of the first shot due to the meniscus shake can be prevented. The landing accuracy is prevented from deteriorating.
Further, by setting the recovery signal transmission time to 1 μs or more, the effect of attenuating the meniscus swing is secured, and by setting it to 100 μs or less, thickening due to drying of the meniscus surface in the nozzle can be suppressed.

また、前記液滴吐出装置およびその駆動方法においては、前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間が、前記圧力発生素子の固有振動周期と同じかこれより長く、かつ、前記キャビティの固有振動周期より短いのが好ましい。
このようにすれば、収縮信号の送出時間を、圧力発生素子の固有振動周期と同じかこれより長くするので、圧力発生素子に過大な負荷がかかるのが防止される。また、キャビティの固有振動周期より長くすると本吐出における1ショット目での吐出が困難になるが、これより短くしたので、本吐出における1ショット目での吐出が可能になる。
In the droplet discharge device and the driving method thereof, the drive signal that is the fine vibration waveform sent out from the control unit has the same contraction signal sending time as the natural vibration period of the pressure generating element. It is preferably longer than this and shorter than the natural vibration period of the cavity.
In this way, the sending time of the contraction signal is set to be equal to or longer than the natural vibration period of the pressure generating element, so that an excessive load is prevented from being applied to the pressure generating element. Further, if it is longer than the natural vibration period of the cavity, it becomes difficult to discharge in the first shot in the main discharge, but since it is shorter than this, it is possible to discharge in the first shot in the main discharge.

また、前記液滴吐出装置およびその駆動方法においては、前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和が、前記キャビティの固有振動周期の整数倍となる時間と該キャビティの固有振動周期の半分となる時間との和にほぼ等しいのが好ましい。
このようにすれば、微振動波形における収縮信号と維持信号との送出時間の和が、キャビティの固有振動周期の整数倍プラス半分となるので、キャビティの固有振動が前記微振動波形を打ち消すように作用する。したがって、微振動波形によるメニスカスの揺れの減衰が速められ、これによってメニスカスの揺れがより速く停止するようになる。
Further, in the droplet discharge device and the driving method thereof, the drive signal that is the fine vibration waveform sent from the control unit has a sum of the sending time of the contraction signal and the sending time of the maintenance signal, Preferably, it is approximately equal to the sum of the time that is an integral multiple of the natural vibration period and the time that is half the natural vibration period of the cavity.
In this way, the sum of the sending time of the contraction signal and the maintenance signal in the micro vibration waveform is an integral multiple plus half of the natural vibration period of the cavity, so that the natural vibration of the cavity cancels the micro vibration waveform. Works. Therefore, the attenuation of the meniscus swing due to the fine vibration waveform is accelerated, and thereby the meniscus swing stops more quickly.

また、前記液滴吐出装置およびその駆動方法においては、前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その維持信号の電圧値が、前記吐出波形となる駆動信号における維持信号の電圧値の30%以上60%以下であるのが好ましい。
微振動波形となる駆動信号における維持信号の電圧値を、吐出波形の場合の30%以上とすることにより、メニスカスをキャビティ側に引き込むことで、メニスカスの揺れを良好に生じさせることが可能になる。また、60%以下としたことにより、メニスカスの揺れが大きくなって液状体の一部がノズルの外に出てしまい、ノズルを形成したノズルプレートの外面を汚してしまうことにより、吐出性が低下するのが防止される。
Further, in the droplet discharge device and the driving method thereof, the drive signal having the fine vibration waveform sent from the control unit has a voltage value of the sustain signal of the sustain signal in the drive signal having the discharge waveform. It is preferably 30% or more and 60% or less of the voltage value.
By setting the voltage value of the sustain signal in the drive signal having a fine vibration waveform to 30% or more of that in the case of the discharge waveform, the meniscus can be satisfactorily caused by drawing the meniscus toward the cavity. . Further, by setting the ratio to 60% or less, the meniscus swings greatly, and a part of the liquid material comes out of the nozzle, and the outer surface of the nozzle plate on which the nozzle is formed is soiled, resulting in a decrease in ejection performance. Is prevented.

また、前記液滴吐出装置およびその駆動方法においては、前記液状体は、その粘度が10mPa・s以上のものであってもよい。
液状体がこのようなの高粘度のものである場合に、従来では着弾精度の悪化が特に顕著となるものの、前述したように微振動によるメニスカスの揺れをより速く停止することにより、着弾精度の悪化を防止することができる。
In the droplet discharge device and the driving method thereof, the liquid may have a viscosity of 10 mPa · s or more.
When the liquid material has such a high viscosity, the deterioration of the landing accuracy is particularly noticeable in the past, but the landing accuracy is deteriorated by stopping the meniscus shake due to the slight vibration as described above. Can be prevented.

本発明の表示装置の製造方法は、前記の液滴吐出装置を用い、あるいは前記の液滴吐出装置の駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工程を、表示装置の製造工程の1つとして備えたことを特徴としている。
この表示装置の製造方法によれば、液状体を吐出する工程を備えた表示装置の製造工程が、本吐出における1ショット目での吐出が可能となり、しかも着弾精度の悪化が防止されているので、得られる表示装置の信頼性が高められる。
In the display device manufacturing method of the present invention, the step of discharging the liquid material using the droplet discharge device or the method of driving the droplet discharge device is one of the display device manufacturing steps. It is characterized by having prepared.
According to this display device manufacturing method, the manufacturing process of the display device including the step of discharging the liquid material enables discharge in the first shot in the main discharge, and also prevents deterioration in landing accuracy. Thus, the reliability of the obtained display device is improved.

以下、本発明を詳しく説明する。
(液滴吐出装置の全体構成)
図1は、本発明の液滴吐出装置をインクジェット装置に適用した場合の一実施形態を示す斜視図であり、図1中符号10はインクジェット装置(液滴吐出装置)である。
このインクジェット装置10では、キャリッジ11がタイミングベルト12を介してパルスモータ13に接続され、ガイド部材14に案内されて被滴下部材15の幅方向に往復動するように構成されている。キャリッジ11は、被滴下部材15と対向する面側、すなわちその下面側にインクジェット式のヘッド(液滴吐出ヘッド)16が取り付けられている。
The present invention will be described in detail below.
(Overall configuration of droplet discharge device)
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment in which the liquid droplet ejection apparatus of the present invention is applied to an ink jet apparatus. Reference numeral 10 in FIG. 1 denotes an ink jet apparatus (liquid droplet ejection apparatus).
In the ink jet apparatus 10, the carriage 11 is connected to a pulse motor 13 through a timing belt 12, and is guided by a guide member 14 so as to reciprocate in the width direction of the dropped member 15. The carriage 11 has an ink jet head (droplet discharge head) 16 attached to the surface facing the dropping member 15, that is, the lower surface thereof.

ヘッド16は、キャリッジ11の上部に載置されているインクカートリッジ17からインク(液状体)の補給を受け、キャリッジ11の移動に合わせてインク滴(液滴)をドットとして吐出することにより、インク滴を被滴下部材15上の所望位置に配するものである。また、インクジェット装置10の非滴下領域にはキャッピング装置18が配設されており、休止中にヘッド16のノズルの吐出口を封止する一方、滴下動作中に行われるフラッシング動作によりヘッド16からインク滴を受けるようになっている。さらに、キャッピング装置18の近傍にはクリーニング装置19が配置されており、このクリーニング装置19では、ヘッド16の表面をブレードなどのワイピング材でワイピングすることにより、そこに付着したインク滓等を拭き取るようになっている。   The head 16 receives ink (liquid material) from an ink cartridge 17 placed on the carriage 11 and discharges ink droplets (droplets) as dots in accordance with the movement of the carriage 11. The droplet is disposed at a desired position on the dropping member 15. Further, a capping device 18 is disposed in the non-dropping region of the ink jet device 10 and seals the nozzle outlet of the head 16 during the pause, while the ink is discharged from the head 16 by the flushing operation performed during the dropping operation. It is designed to receive drops. Further, a cleaning device 19 is disposed in the vicinity of the capping device 18. In this cleaning device 19, the surface of the head 16 is wiped with a wiping material such as a blade so as to wipe off ink scum adhering thereto. It has become.

(ヘッドの構成)
図2は、ヘッド16の概略構成を示す断面図である。
図2に示すように、ヘッド16にはノズルプレート110が設けられており、このノズルプレート110にはノズル111が形成されている。ノズルプレート110の外面側には撥液膜110aが形成されており、この撥液膜110aが形成された側のノズル111の開口が吐出口111aとなっている。
(Head configuration)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the head 16.
As shown in FIG. 2, the head 16 is provided with a nozzle plate 110, and a nozzle 111 is formed on the nozzle plate 110. A liquid repellent film 110a is formed on the outer surface side of the nozzle plate 110, and an opening of the nozzle 111 on the side where the liquid repellent film 110a is formed serves as a discharge port 111a.

撥液膜110aは、フッ素系樹脂からなるプラズマ重合膜である。この撥液膜110aの形成方法としては、例えば大気雰囲気中でテトラフルオロメタンやその他のフルオロカーボン系ガスを処理ガスとする、プラズマ処理法が採用される。このようなプラズマ処理の条件を適宜に設定することにより、得られるプラズマ重合膜(撥液膜110a)の液状体に対する静的接触角と後退接触角とを所望の角とすることができる。   The liquid repellent film 110a is a plasma polymerization film made of a fluorine resin. As a method for forming the liquid repellent film 110a, for example, a plasma processing method using tetrafluoromethane or another fluorocarbon-based gas as a processing gas in an air atmosphere is employed. By appropriately setting the conditions for such plasma treatment, the static contact angle and receding contact angle of the obtained plasma polymerized film (liquid repellent film 110a) with respect to the liquid can be set to desired angles.

また、ヘッド16においてその流路形成板112には、キャビティ113を区画する通孔、キャビティ113に両側で連通する2つのインク供給口114を区画する通孔または溝、およびこれらインク供給口114にそれぞれ連通する2つの共通のインク室115を区画する通孔が形成されている。振動板116は、弾性変形可能な薄板から構成されたもので、ピエゾ素子などの圧電振動子(圧力発生素子)PZTの先端に当接したものであり、流路形成板112を挟んでノズルプレート110と液密に一体に固定されたことにより、流路ユニット118を構成するものである。   In the head 16, the flow path forming plate 112 has a through hole that divides the cavity 113, a through hole or groove that divides the two ink supply ports 114 communicating with the cavity 113 on both sides, and the ink supply ports 114. A through hole is formed that divides two common ink chambers 115 communicating with each other. The diaphragm 116 is made of an elastically deformable thin plate, is in contact with the tip of a piezoelectric vibrator (pressure generating element) PZT such as a piezoelectric element, and has a nozzle plate with the flow path forming plate 112 interposed therebetween. The flow path unit 118 is constituted by being fixed integrally with the liquid 110 in a liquid-tight manner.

基台119には、圧電振動子PZTを振動可能に収容する収容室120と、流路ユニット118を支持する開口121とが構成され、圧電振動子PZTの先端を開口121から露出させた状態で圧電振動子PZTを固定基板122で固定している。また、基台119は、振動板116のアイランド部116aを圧電振動子PZTに当接させた状態で、流路ユニット118を開口121に固定してヘッド16を纏めている。   The base 119 includes an accommodation chamber 120 that accommodates the piezoelectric vibrator PZT so as to vibrate and an opening 121 that supports the flow path unit 118, and the tip of the piezoelectric vibrator PZT is exposed from the opening 121. The piezoelectric vibrator PZT is fixed by a fixed substrate 122. The base 119 holds the head 16 together by fixing the flow path unit 118 to the opening 121 in a state where the island 116 a of the diaphragm 116 is in contact with the piezoelectric vibrator PZT.

このような構成により、圧電振動子PZTが収縮して振動板116が撓曲し、キャビティ113が振動してその内容積が大きくなると、共通のインク室115内のインク(液状体)がインク供給口114を経由してキャビティ113に流れ込む。また、所定時間経過後、圧電振動子PZTが伸長して振動板116が元の状態に戻り、キャビティ113が収縮してその内容積が小さくなると、キャビティ113のインクが圧縮されてノズル111の吐出口111aからインク滴(液滴)が吐出される。   With such a configuration, when the piezoelectric vibrator PZT contracts and the diaphragm 116 bends and the cavity 113 vibrates to increase its internal volume, the ink (liquid material) in the common ink chamber 115 is supplied with ink. It flows into the cavity 113 via the mouth 114. Further, when the piezoelectric vibrator PZT expands after a predetermined time elapses and the diaphragm 116 returns to its original state and the cavity 113 contracts to reduce its internal volume, the ink in the cavity 113 is compressed and the nozzle 111 discharges. Ink droplets (droplets) are ejected from the outlet 111a.

(制御系および駆動系の構成)
次に、インクジェット装置10の制御系および駆動系の構成を図3を参照して説明する。
図3に示すように、このインクジェット装置10における制御回路60は、例えばホストからの吐出指令信号や吐出データを受け、駆動信号発生装置61、メモリ62、シフトレジスタ63、ラッチ回路64をそれぞれ制御するよう構成されたもので、本発明における制御部となるものである。
(Configuration of control system and drive system)
Next, the configuration of the control system and drive system of the inkjet apparatus 10 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the control circuit 60 in the inkjet apparatus 10 receives, for example, a discharge command signal and discharge data from the host, and controls the drive signal generator 61, the memory 62, the shift register 63, and the latch circuit 64, respectively. It is comprised as mentioned above and becomes a control part in the present invention.

駆動信号発生装置61は、前記圧電振動子PZT(圧力発生素子)に印加する電圧としての駆動波形として、キャビティ113内のインク(液状体)に微振動を付与する微振動波形と、インクを吐出させるための吐出波形とを発生するヘッド駆動回路を有し、このヘッド駆動回路で発生した各波形を送出するよう構成されたもので、本発明における駆動手段となるものである。
メモリ62は、制御回路60を経て入力された吐出データを記憶しておくものである。
シフトレジスタ63は、メモリ62からシリアル転送された吐出データを記憶しておくものである。
ラッチ回路64は、シフトレジスタ63に記憶された吐出データをいっせいにラッチするもので、トランジスタTのオン・オフを制御することにより、圧電振動子PZTに対して駆動信号発生装置61からの駆動信号(駆動電圧)を選択的に印加させるものである。
The drive signal generating device 61 ejects ink as a drive waveform as a voltage to be applied to the piezoelectric vibrator PZT (pressure generating element), giving a fine vibration to the ink (liquid material) in the cavity 113, and ink. A head drive circuit that generates a discharge waveform for generating the waveform, and is configured to send out each waveform generated by the head drive circuit, which is a drive means in the present invention.
The memory 62 stores discharge data input via the control circuit 60.
The shift register 63 stores the ejection data serially transferred from the memory 62.
The latch circuit 64 latches the ejection data stored in the shift register 63 at the same time. By controlling on / off of the transistor T, the latch circuit 64 controls the drive signal (from the drive signal generator 61 to the piezoelectric vibrator PZT). Drive voltage) is selectively applied.

(駆動回路および駆動パルスの説明)
次に、前記駆動信号発生装置61におけるヘッド駆動回路の一例、およびそこで形成される駆動信号(駆動パルス)を、図4及び図5を参照して説明する。なお、図4はヘッド駆動回路30の回路図である。また、図5(a)、(b)はヘッド駆動回路で形成される駆動信号(駆動パルス)の波形図であり、(a)は吐出波形Aを示す図、(b)は吐出波形Aと微振動波形Bとを示す図である。ここで、微振動波形Bは、吐出を行わせるための吐出波形Aを送出する前に、図5(b)に示すように圧電振動子(圧力発生素子)PZTに送出されるものである。
(Description of drive circuit and drive pulse)
Next, an example of a head drive circuit in the drive signal generator 61 and a drive signal (drive pulse) formed therein will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a circuit diagram of the head drive circuit 30. FIGS. 5A and 5B are waveform diagrams of drive signals (drive pulses) formed by the head drive circuit. FIG. 5A is a view showing the discharge waveform A, and FIG. It is a figure which shows the fine vibration waveform B. Here, the fine vibration waveform B is sent to the piezoelectric vibrator (pressure generating element) PZT as shown in FIG. 5B before the discharge waveform A for discharging is sent.

図4に示すように、ヘッド駆動回路30の駆動電圧発生回路31では、制御回路60からのタイミング信号49を一定幅のパルス信号に変換するワンショットマルチバイブレータ50が構成され、このワンショットマルチバイブレータ50は、タイミング信号49に同期して出力端子から正信号および負信号を出力するようになっている。この一方の端子には、抵抗を介してNPN型トランジスタ51のベースが接続され、これには抵抗を介してPNP型トランジスタ52が接続されているので、タイミング信号が入力された時点で、第1の電源(図示せず)からキャパシタ53に対してその端子電圧が第1の電源の電圧に概ね到達するまで一定電流での充電が行われる。ここで、第1の電源は主電源から生成された電源である。このときの充電電流は、トランジスタ54のベース−エミッタ間電圧、および抵抗56の抵抗値で規定されるので、それによりキャパシタ53の立ち上がり勾配が規定される。   As shown in FIG. 4, the drive voltage generation circuit 31 of the head drive circuit 30 includes a one-shot multivibrator 50 that converts a timing signal 49 from the control circuit 60 into a pulse signal having a constant width, and this one-shot multivibrator. 50 is configured to output a positive signal and a negative signal from the output terminal in synchronization with the timing signal 49. The base of the NPN transistor 51 is connected to this one terminal via a resistor, and the PNP transistor 52 is connected to this one via a resistor. Therefore, when the timing signal is input, the first terminal is connected to the first terminal. From the power source (not shown), the capacitor 53 is charged with a constant current until the terminal voltage thereof reaches the voltage of the first power source. Here, the first power source is a power source generated from the main power source. Since the charging current at this time is defined by the base-emitter voltage of the transistor 54 and the resistance value of the resistor 56, the rising slope of the capacitor 53 is thereby defined.

また、ワンショットマルチバイブレータ50の他方の端子にはNPN型トランジスタ58が接続されており、タイミング信号が切り換わった時点で、PNP型トランジスタ52がオフになる代わりに、NPN型トランジスタ58がオンになる。その結果、キャパシタ53に充電されていた電荷は、その端子電圧が所定値になるまで一定電流で放電される。このときの放電電流は、トランジスタ55のベース−エミッタ間電圧、および抵抗57の抵抗値で規定されるので、それによりキャパシタ53の立ち下がり勾配が規定される。したがって、キャパシタ53の端子電圧(駆動パルスVin)は、例えば図5(a)の吐出波形Aに示すように、一定の勾配で上昇する領域VA(立ち上がり信号VAとも言う)と、一定値を保持する飽和領域VB(維持信号VBとも言う)と、一定の勾配で降下する領域VC(立ち下がり信号VCとも言う)と、中間電圧として10Vの引き込み電圧を印加する領域(引き込み信号VD)とを備えた波形となる。   An NPN transistor 58 is connected to the other terminal of the one-shot multivibrator 50. When the timing signal is switched, the NPN transistor 58 is turned on instead of the PNP transistor 52 being turned off. Become. As a result, the charge charged in the capacitor 53 is discharged at a constant current until the terminal voltage reaches a predetermined value. Since the discharge current at this time is defined by the base-emitter voltage of the transistor 55 and the resistance value of the resistor 57, the falling gradient of the capacitor 53 is thereby defined. Accordingly, the terminal voltage (drive pulse Vin) of the capacitor 53 maintains a constant value and a region VA (also referred to as a rising signal VA) that rises at a constant gradient, as shown by, for example, the ejection waveform A in FIG. Saturation region VB (also referred to as sustain signal VB), a region VC falling at a constant gradient (also referred to as falling signal VC), and a region where a pull-in voltage of 10 V is applied as an intermediate voltage (lead-in signal VD). Waveform.

その結果、キャパシタ53の端子電圧は駆動パルスVinとして、駆動電圧発生回路31の電流増幅回路に構成されているNPN型のトランジスタQ1およびPNP型のトランジスタQ2のベースに出力され、この電流増幅回路おいて電流増幅され、圧電振動子PZTにトランジスタQ1、Q2の接続点P0を経由して出力される。この間、一方のトランジスタQ1を介して圧電振動子PZTの充電が行われ、他方のトランジスタQ2を介して圧電振動子PZTからの放電が行われる。   As a result, the terminal voltage of the capacitor 53 is output as a drive pulse Vin to the bases of the NPN transistor Q1 and the PNP transistor Q2 included in the current amplifier circuit of the drive voltage generation circuit 31, and the current amplifier circuit Current amplified and output to the piezoelectric vibrator PZT via the connection point P0 of the transistors Q1 and Q2. During this time, the piezoelectric vibrator PZT is charged through one transistor Q1, and the piezoelectric vibrator PZT is discharged through the other transistor Q2.

このように生成した波形の駆動パルスVinは、立ち上がり信号VAにおいてその電圧値が中間電位から最大電位まで一定の勾配で上昇した後、維持信号VBにおいてこの最大電位を所定時間だけ維持する。次に、立ち下がり信号VCにおいて駆動パルスは最低電位まで一定の勾配で下降する。次いで、その状態で所定時間維持された後、引き込み信号VDにおいて中間電位にまで復帰し、その後、この中間電位を維持する構成とされている。   The drive pulse Vin having the waveform generated in this way maintains the maximum potential for a predetermined time in the sustain signal VB after the voltage value of the rising signal VA rises with a constant gradient from the intermediate potential to the maximum potential. Next, in the falling signal VC, the drive pulse falls at a constant gradient to the lowest potential. Next, after maintaining in this state for a predetermined time, the pull-in signal VD returns to the intermediate potential, and then the intermediate potential is maintained.

したがって、図2に示すヘッド16において、駆動パルスVinの電圧値が中間電位から最大電位まで上昇すると圧電振動子PZTが収縮し、キャビティ113の内容積が大きくなってキャビティ113内に負圧が生じ、この状態が維持されている間にキャビティ113にインクが流入する。続いて、電圧値が最低電位まで下降すると、圧電振動子PZTの収縮が解放され、キャビティ113の内容積が小さくなる方向に形状復帰してキャビティ113に正圧が発生し、吐出口111aからインク滴が吐出される。さらに、電圧値が最低電位から中間電位まで上昇することで、圧電振動子PZTが僅かに収縮し、キャビティ113の内容積が少し大きくなることにより、ノズル111内の吐出口111a近傍にあったインク(液状体)のメニスカス(図示せず)がキャビティ113側に引き戻され、次の吐出のための初期状態(所定状態)となる。   Therefore, in the head 16 shown in FIG. 2, when the voltage value of the drive pulse Vin rises from the intermediate potential to the maximum potential, the piezoelectric vibrator PZT contracts, the internal volume of the cavity 113 increases, and a negative pressure is generated in the cavity 113. The ink flows into the cavity 113 while this state is maintained. Subsequently, when the voltage value decreases to the lowest potential, the contraction of the piezoelectric vibrator PZT is released, the shape returns to the direction in which the internal volume of the cavity 113 decreases, and positive pressure is generated in the cavity 113, and ink is ejected from the ejection port 111a. Drops are ejected. Furthermore, when the voltage value rises from the lowest potential to the intermediate potential, the piezoelectric vibrator PZT slightly contracts, and the internal volume of the cavity 113 slightly increases, so that the ink near the ejection port 111a in the nozzle 111 is obtained. A meniscus (not shown) of the (liquid material) is pulled back to the cavity 113 side to be in an initial state (predetermined state) for the next discharge.

ここで、この駆動パルス(駆動信号)Vinの構成についてインク滴の吐出態様と対比して説明すると、駆動パルスVinは、図5(a)に示したように、所定状態から圧電振動子PZTをインク滴吐出の前段階の収縮状態まで連続的に収縮させる収縮信号VAと、この収縮状態を維持する維持信号VBと、圧電振動子PZTの収縮状態を連続的に解放することにより、該圧電振動子PZTを定常状態に回復させてキャビティ113の内容積を縮小させる回復信号VCとを備えたものである。なお、このように吐出波形Aを構成する収縮信号VA、維持信号VB、収縮信号VCは、図5(b)に示す微振動波形Bにおいても、この微振動波形Bを構成する各要素となっている。   Here, the configuration of the drive pulse (drive signal) Vin will be described in comparison with the ink droplet ejection mode. As shown in FIG. 5A, the drive pulse Vin starts the piezoelectric vibrator PZT from a predetermined state. By continuously releasing the contraction signal VA for continuously contracting to the contraction state before ink droplet ejection, the maintenance signal VB for maintaining the contraction state, and the contraction state of the piezoelectric vibrator PZT, the piezoelectric vibration is obtained. And a recovery signal VC for reducing the internal volume of the cavity 113 by restoring the child PZT to a steady state. Note that the contraction signal VA, the maintenance signal VB, and the contraction signal VC constituting the ejection waveform A as described above are elements constituting the micro-vibration waveform B even in the micro-vibration waveform B shown in FIG. ing.

すなわち、本発明における微振動波形Bにおいても、その駆動パルス(駆動信号)Vinは、所定状態から圧電振動子PZTを連続的に収縮させる収縮信号VAと、この収縮状態を維持する維持信号VBと、圧電振動子PZTの収縮状態を連続的に解放することにより、該圧電振動子PZTを定常状態に回復させてキャビティ113の内容積を縮小させる回復信号VCとを有したものである。ここで、この微振動波形Bは、前記吐出波形Aによる本吐出を行う前の、ヘッド16の空走時や吐出までの待機時などにおいて送出されるものであり、キャビティ113内の液状体に微振動を与えてそのノズル111内でのメニスカスを揺らし、このメニスカス部分の溶媒蒸発による増粘化を防止することによって本吐出における1ショット目での吐出を可能にするためのものである。したがって、この微振動波形Bでは、その維持信号VBの電圧値が、前記吐出波形Aとなる駆動信号における維持信号VBの電圧値より小さく、これによってノズル111からの液滴の吐出を行わせないようになっている。   That is, also in the fine vibration waveform B in the present invention, the drive pulse (drive signal) Vin includes a contraction signal VA that continuously contracts the piezoelectric vibrator PZT from a predetermined state, and a maintenance signal VB that maintains this contraction state. And a recovery signal VC for reducing the internal volume of the cavity 113 by continuously releasing the contraction state of the piezoelectric vibrator PZT to restore the piezoelectric vibrator PZT to a steady state. Here, this fine vibration waveform B is sent when the head 16 is idle or before waiting for the discharge before the main discharge by the discharge waveform A, and is sent to the liquid in the cavity 113. This is to allow the first shot to be discharged in the main discharge by applying a slight vibration to shake the meniscus in the nozzle 111 and prevent the meniscus portion from thickening due to solvent evaporation. Therefore, in the minute vibration waveform B, the voltage value of the sustain signal VB is smaller than the voltage value of the sustain signal VB in the drive signal that becomes the ejection waveform A, and thus the droplets are not ejected from the nozzle 111. It is like that.

そして、特にこの微振動波形Bにおける各信号は、以下のように設定されている。
すなわち、この微振動波形Bにおいて回復信号VCは、その送出時間が前記キャビティ113の固有振動周期のほぼ整数倍となる時間であり、かつ、1μs以上100μs以下となっている。
このように設定されていることにより、この回復信号VC(駆動信号)によって圧電振動子PZTが回復することで生じる液状体のノズル111内でのメニスカスの揺れは、キャビティ113の固有振動周期に同期するようになる。そして、このように同期することにより、前記のメニスカスの揺れはキャビティ113の固有振動によって減衰され、このためキャビティ113の固有振動周期に同期しない場合に比べて速く減衰するようになり、結果としてメニスカスの揺れはより速く停止するようになる。
In particular, each signal in the fine vibration waveform B is set as follows.
That is, in this fine vibration waveform B, the recovery signal VC is a time during which the delivery time is substantially an integral multiple of the natural vibration period of the cavity 113, and is 1 μs or more and 100 μs or less.
With this setting, the meniscus swing in the liquid nozzle 111 caused by the recovery of the piezoelectric vibrator PZT by this recovery signal VC (drive signal) is synchronized with the natural vibration period of the cavity 113. To come. By synchronizing in this way, the meniscus swing is attenuated by the natural vibration of the cavity 113, and thus is attenuated faster than when not synchronizing with the natural vibration period of the cavity 113, resulting in a meniscus. The tremor stops more quickly.

したがって、メニスカスの揺れが速く停止することにより、図5(b)に示したようにこの微振動波形Bの後に吐出波形Aが送出されると、この吐出波形Aによる1ショット目の吐出では前記微振動波形Bによる影響をほとんど受けなくなり、したがって、その着弾精度が悪化することなく良好となる。
なお、微振動が与えられたことによってキャビティ113内の液状体は、ノズル111内のメニスカスが揺れてこのメニスカス部分での溶媒蒸発による局所的な増粘化が防止されることにより、本吐出における1ショット目での吐出が良好になされるようになっている。
Therefore, when the discharge waveform A is sent after this fine vibration waveform B as shown in FIG. It is hardly affected by the fine vibration waveform B, and therefore the landing accuracy is improved without deteriorating.
It should be noted that the liquid in the cavity 113 due to the minute vibrations causes the meniscus in the nozzle 111 to sway and prevent local thickening due to solvent evaporation at the meniscus, thereby preventing the liquid in the main discharge. The discharge in the first shot is favorably performed.

また、回復信号の送出時間を1μs以上としているので、メニスカスの揺れを減衰させる効果がこれによって確保される。一方、100μs以下としているので、ノズル111内でのメニスカス表面の乾燥による増粘が抑えられ、前述したように本吐出における1ショット目での吐出が良好になされるようになる。   Further, since the recovery signal transmission time is set to 1 μs or longer, the effect of attenuating the meniscus fluctuation is ensured. On the other hand, since it is set to 100 μs or less, thickening due to drying of the meniscus surface in the nozzle 111 is suppressed, and as described above, the first discharge in the main discharge is favorably performed.

また、前記微振動波形Bにおいては、その収縮信号VAの送出時間が、前記圧電振動子PZTの固有振動周期と同じかこれより長く、かつ、前記キャビティ113の固有振動周期より短くなっている。
このように収縮信号VAの送出時間を、圧電振動子PZTの固有振動周期と同じかこれより長くすることにより、圧電振動子PZTに過大な負荷がかかるのを防止することができ、したがって、この圧電振動子PZTの劣化や破壊を防止することができる。また、収縮信号VAの送出時間をキャビティ113の固有振動周期より長くすると、本吐出における1ショット目での吐出が困難になる傾向にあることが実験によって分かっているが、これより短くしたので、本吐出における1ショット目での吐出を良好に行うことができるようになる。
In the fine vibration waveform B, the delivery time of the contraction signal VA is equal to or longer than the natural vibration period of the piezoelectric vibrator PZT and shorter than the natural vibration period of the cavity 113.
Thus, by making the sending time of the contraction signal VA equal to or longer than the natural vibration period of the piezoelectric vibrator PZT, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the piezoelectric vibrator PZT. Deterioration and destruction of the piezoelectric vibrator PZT can be prevented. Further, it has been experimentally known that if the delivery time of the contraction signal VA is made longer than the natural vibration period of the cavity 113, the discharge in the first shot in the main discharge tends to become difficult. In the main discharge, the first shot can be discharged satisfactorily.

これは、収縮信号VAの送出時間をキャビティ113の固有振動周期より長くすると、ノズル11内のメニスカス部分が膜化した状態のままに維持されてしまうためと考えられる。すなわち、収縮信号VAの送出時間をキャビティ113の固有振動周期より短くすれば、ノズル11内で膜化したメニスカス部分が圧電振動子PZTの急激な収縮によって壊され、メニスカス部分の液状体がキャビティ113内やノズル111内の液状体と同じ状態となるからである。   This is considered to be because if the delivery time of the contraction signal VA is made longer than the natural vibration period of the cavity 113, the meniscus portion in the nozzle 11 is maintained in a film state. That is, if the delivery time of the contraction signal VA is made shorter than the natural vibration period of the cavity 113, the meniscus portion formed into a film in the nozzle 11 is broken by the rapid contraction of the piezoelectric vibrator PZT, and the liquid material in the meniscus portion is This is because the liquid material in the inside or the nozzle 111 is in the same state.

また、前記微振動波形Bにおいては、その収縮信号VAの送出時間と維持信号VBの送出時間との和が、前記キャビティ113の固有振動周期の整数倍となる時間と該キャビティ113の固有振動周期の半分となる時間との和にほぼ等しくなっている。
このようにすることにより、微振動波形Bにおける収縮信号VAと維持信号VBとの送出時間の和が、キャビティ11の固有振動周期の整数倍プラス半分となる。すると、微振動波形Bにおける残りの回復信号VCは、前述したようにその送出時間が前記キャビティ113の固有振動周期のほぼ整数倍となっていることから、微振動波形Bの全体の送出時間も、キャビティ11の固有振動周期の整数倍プラス半分にほぼ等しくなる。
In the fine vibration waveform B, the sum of the sending time of the contraction signal VA and the sending time of the maintenance signal VB is an integral multiple of the natural vibration period of the cavity 113 and the natural vibration period of the cavity 113. It is almost equal to the sum of half the time.
By doing so, the sum of the sending time of the contraction signal VA and the maintenance signal VB in the fine vibration waveform B becomes an integral multiple plus half of the natural vibration period of the cavity 11. Then, since the remaining recovery signal VC in the fine vibration waveform B has a sending time that is almost an integral multiple of the natural vibration period of the cavity 113 as described above, the entire sending time of the fine vibration waveform B is also large. , Approximately equal to an integral multiple plus half of the natural vibration period of the cavity 11.

すると、微振動波形Bによって生じる圧電振動子PZTの振動(微振動)とキャビティ113の固有振動とは、例えばサインカーブで表される振動の位相が半周期ずれることにより、キャビティ113の固有振動が圧電振動子PZTの微振動を打ち消すように作用する。したがって、圧電振動子PZTの微振動が減衰してなくなるまでの時間が速められることから、この圧電振動子PZTの微振動によるメニスカスの揺れの減衰も速められ、これによってメニスカスの揺れがより速く停止するようになる。
よって、メニスカスの揺れが速く停止することにより、図5(b)に示したようにこの微振動波形Bの後に吐出波形Aが送出されると、この吐出波形Aによる1ショット目の吐出では前記微振動波形Bによる影響をほとんど受けなくなり、前述したようにその着弾精度が良好となるのである。
Then, the vibration (fine vibration) of the piezoelectric vibrator PZT generated by the fine vibration waveform B and the natural vibration of the cavity 113 are, for example, that the natural vibration of the cavity 113 is shifted by a half cycle of the vibration phase represented by a sine curve. It acts so as to cancel the fine vibration of the piezoelectric vibrator PZT. Accordingly, since the time until the fine vibration of the piezoelectric vibrator PZT is attenuated is accelerated, the attenuation of the meniscus fluctuation due to the fine vibration of the piezoelectric vibrator PZT is also accelerated, thereby stopping the meniscus fluctuation more quickly. To come.
Therefore, when the ejection waveform A is sent after the micro-vibration waveform B as shown in FIG. 5B due to the rapid stop of the meniscus swing, The influence by the minute vibration waveform B is hardly received, and the landing accuracy is improved as described above.

また、前記微振動波形Bにおいては、その維持信号VBの電圧値Vh(B)が、前記吐出波形Aとなる駆動信号における維持信号VBの電圧値Vh(A)の30%以上60%以下となっている。
このように微振動波形Bにおける維持信号の電圧値Vh(B)を、吐出波形Aの場合の30%以上とすることにより、ノズル111内のメニスカスをキャビティ113側に良好に引き込むことが可能となる。そして、このようにメニスカスを引き込むことができることから、メニスカスに揺れを良好に生じさせることができ、したがってキャビティ113及びノズル111内の液状体を撹拌し、その溶媒濃度等を均一化することができる。
また、60%以下とすることにより、メニスカスの揺れが大きくなって液状体の一部がノズル111の外に出てしまい、ノズルプレート110の外面を汚してしまうことにより、吐出性が低下するのを防止することができる。
In the fine vibration waveform B, the voltage value Vh (B) of the sustain signal VB is 30% or more and 60% or less of the voltage value Vh (A) of the sustain signal VB in the drive signal that becomes the ejection waveform A. It has become.
Thus, by setting the voltage value Vh (B) of the sustain signal in the fine vibration waveform B to 30% or more of the discharge waveform A, the meniscus in the nozzle 111 can be satisfactorily drawn into the cavity 113 side. Become. Since the meniscus can be drawn in this way, the meniscus can be satisfactorily shaken, so that the liquid in the cavity 113 and the nozzle 111 can be agitated, and the solvent concentration and the like can be made uniform. .
Further, by setting the ratio to 60% or less, the meniscus swings greatly, and a part of the liquid material comes out of the nozzle 111, and the outer surface of the nozzle plate 110 is soiled, so that the discharge performance is lowered. Can be prevented.

なお、このようなインクジェット装置10では、ヘッド16から吐出する液状体として、例えばその粘度が10mPa・s以上の高粘度のものを用いることができる。
液状体がこのようなの高粘度のものである場合に、従来では着弾精度の悪化が特に顕著となるものの、前述したように微振動によるメニスカスの揺れをより速く停止することにより、着弾精度の悪化を防止して良好な吐出を行うことができる。
In such an ink jet device 10, a liquid having a high viscosity of, for example, 10 mPa · s or more can be used as the liquid discharged from the head 16.
When the liquid material has such a high viscosity, the deterioration of the landing accuracy is particularly noticeable in the past. However, as described above, the landing accuracy is deteriorated by stopping the meniscus shake due to the slight vibration more quickly. Can be prevented and good discharge can be performed.

(表示装置)
次に、前記インクジェット装置(液滴吐出装置)10を用いて製造された表示装置の一例について説明する。
図6は、前記インクジェット装置10によって一部の構成要素が製造された有機EL表示装置の側断面図である。まず、この有機EL表示装置の概略構成を説明する。
図6に示すようにこの有機EL表示装置301は、基板311、回路素子部321、画素電極331、バンク部341、発光素子351、陰極361(対向電極)、および封止基板371から構成された有機EL素子302に、フレキシブル基板(図示略)の配線および駆動IC(図示略)を接続したものである。回路素子部321は、TFT等からなるアクティブ素子が基板311上に形成され、複数の画素電極331が回路素子部321上に整列して構成されたものである。そして、各画素電極331間にはバンク部341が格子状に形成されており、バンク部341により生じた凹部開口344に、発光素子351が形成されている。陰極361は、バンク部341および発光素子351の上部全面に形成され、陰極361の上には封止用基板371が積層されている。
(Display device)
Next, an example of a display device manufactured using the inkjet device (droplet discharge device) 10 will be described.
FIG. 6 is a side sectional view of an organic EL display device in which some components are manufactured by the inkjet device 10. First, a schematic configuration of the organic EL display device will be described.
As shown in FIG. 6, the organic EL display device 301 includes a substrate 311, a circuit element portion 321, a pixel electrode 331, a bank portion 341, a light emitting element 351, a cathode 361 (counter electrode), and a sealing substrate 371. A wiring of a flexible substrate (not shown) and a driving IC (not shown) are connected to the organic EL element 302. In the circuit element portion 321, an active element made of a TFT or the like is formed on the substrate 311, and a plurality of pixel electrodes 331 are arranged on the circuit element portion 321. Bank portions 341 are formed in a lattice shape between the pixel electrodes 331, and light emitting elements 351 are formed in the recess openings 344 generated by the bank portions 341. The cathode 361 is formed on the entire upper surface of the bank portion 341 and the light emitting element 351, and a sealing substrate 371 is laminated on the cathode 361.

有機EL素子を含む有機EL装置301の製造プロセスは、バンク部341を形成するバンク部形成工程と、発光素子351を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子351を構成する各機能層を形成するための発光素子形成工程と、陰極361を形成する対向電極形成工程と、封止用基板371を陰極361上に積層して封止する封止工程とを備えている。   The manufacturing process of the organic EL device 301 including the organic EL element includes a bank part forming step for forming the bank part 341, a plasma processing step for appropriately forming the light emitting element 351, and each functional layer constituting the light emitting element 351. A step of forming a light emitting element, a counter electrode forming step of forming a cathode 361, and a sealing step of stacking and sealing a sealing substrate 371 on the cathode 361.

発光素子形成工程は、凹部開口344、すなわち画素電極331上に正孔注入層352および発光層353からなる各機能層を形成することにより、発光素子351を形成するもので、正孔注入層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入層形成工程は、正孔注入層352を構成するための液状材料を各画素電極331上に吐出する吐出工程と、吐出された液状材料を乾燥させて正孔注入層352を形成する乾燥工程とを有し、発光層形成工程は、発光層353を構成するための液状材料を正孔注入層352の上に吐出する吐出工程と、吐出された液状材料を乾燥させて発光層353を形成する乾燥工程とを有している。   In the light emitting element formation step, the light emitting element 351 is formed by forming each functional layer including the hole injection layer 352 and the light emitting layer 353 on the concave opening 344, that is, the pixel electrode 331. A step and a light emitting layer forming step. In the hole injection layer forming step, a liquid material for forming the hole injection layer 352 is discharged onto each pixel electrode 331, and the discharged liquid material is dried to form the hole injection layer 352. The light emitting layer forming step includes a discharge step of discharging a liquid material for forming the light emitting layer 353 onto the hole injection layer 352, and a light emission by drying the discharged liquid material. A drying step of forming the layer 353.

なお、特に正孔注入層352を形成するための液状材料としては、その構成材料である高分子材料(ポリチオフェン誘導体(PEDOT))を所定の媒体(水及び水に可溶の有機溶媒を含んだものが好ましい)に溶解ないし分散させたものが用いられるが、この液状材料は比較的高粘度の液状体となる。   In particular, as a liquid material for forming the hole injection layer 352, a polymer material (polythiophene derivative (PEDOT)), which is a constituent material thereof, includes a predetermined medium (water and an organic solvent soluble in water). In this case, the liquid material is a liquid material having a relatively high viscosity.

このような発光素子形成工程において、正孔注入層形成工程における吐出工程と、発光層形成工程における吐出工程とで前記のインクジェット装置10を用いている。
したがって、この有機EL表示装置301の製造においても、特に正孔注入層352を形成するための液状材料のように高粘度の液状体からなる材料について、本吐出の1ショット目から良好な着弾精度で液滴吐出を行い、前記凹部開口344に液滴を高精度に配し、塗布することができ、したがって得られる有機EL表示装置301の発光特性等の信頼性を高めることができる。
In such a light emitting element forming step, the ink jet device 10 is used in the discharging step in the hole injection layer forming step and the discharging step in the light emitting layer forming step.
Therefore, also in the manufacture of the organic EL display device 301, in particular, for a material made of a highly viscous liquid material such as a liquid material for forming the hole injection layer 352, good landing accuracy from the first shot of the main discharge. The liquid droplets can be discharged and the liquid droplets can be arranged and applied to the concave opening 344 with high accuracy, and thus the reliability of the organic EL display device 301 obtained can be improved.

なお、本発明の表示装置としては、前記有機EL装置に限定されることなく、液晶表示装置など各種の表示装置に適用することができる。
また、このような表示装置は、ワープロ、パソコン等の携帯型情報処理装置、携帯電話、腕時計型電子機器など、各種の電子機器における表示部として用いることができる。
The display device of the present invention is not limited to the organic EL device, and can be applied to various display devices such as a liquid crystal display device.
In addition, such a display device can be used as a display unit in various electronic devices such as a portable information processing device such as a word processor or a personal computer, a mobile phone, and a wristwatch type electronic device.

インクジェット装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an inkjet apparatus. ヘッドの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a head. 制御系および駆動系を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating a control system and a drive system. ヘッド駆動回路の回路図である。It is a circuit diagram of a head drive circuit. (a)、(b)は駆動パルスの波形図である。(A), (b) is a wave form diagram of a drive pulse. 有機EL表示装置の側断面図である。It is a sectional side view of an organic electroluminescence display.

符号の説明Explanation of symbols

10…インクジェット装置(液滴吐出装置)、16…ヘッド(液滴吐出ヘッド)、
60…制御回路(制御部)、61…駆動信号発生装置(駆動手段)、
111…ノズル、113…キャビティ、PZT…圧電振動子(圧力発生素子)
10 ... Inkjet device (droplet ejection device), 16 ... Head (droplet ejection head),
60 ... control circuit (control unit), 61 ... drive signal generator (drive means),
111 ... Nozzle, 113 ... Cavity, PZT ... Piezoelectric vibrator (pressure generating element)

Claims (11)

液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルから液滴として吐出させる圧力発生素子とを備えた液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置において、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出する駆動手段を備え、
前記駆動手段には、前記ノズルより液滴を吐出させるための前記駆動信号からなる吐出波形を前記圧力発生素子に送出する前に、前記ノズルから液滴を吐出させることなく、キャビティ内の液状体に微振動を付与する微振動波形として、前記収縮信号と維持信号と回復信号とからなり、該回復信号の送出時間を、1μs以上100μs以下としかつ前記キャビティの固有振動周期のほぼ整数倍となる時間にする駆動信号を、前記圧力発生素子に送出する制御部が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
A cavity for accommodating a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and a pressure generating element for ejecting the liquid material in the cavity as droplets from the nozzle by vibrating the cavity to change its internal volume; In a droplet discharge device comprising a droplet discharge head comprising:
A contraction signal for continuously contracting the pressure generating element from a predetermined state, a maintenance signal for maintaining the contracted pressure generating element in the contracted state, and continuously releasing the contracted state of the pressure generating element, Drive means for sending a recovery signal for recovering the pressure generating element to a steady state as a drive signal for the pressure generating element;
The driving means does not cause the liquid droplets in the cavity to be discharged without discharging the liquid droplets from the nozzles before sending the discharge waveform consisting of the driving signal for discharging the liquid droplets from the nozzles to the pressure generating element. As a micro-vibration waveform for imparting micro-vibration, the contraction signal, the maintenance signal, and the recovery signal are included. The recovery signal is transmitted for 1 μs or more and 100 μs or less, and is approximately an integral multiple of the natural vibration period of the cavity. A droplet discharge apparatus, comprising: a control unit that sends a drive signal for time to the pressure generating element.
前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間が、前記圧力発生素子の固有振動周期と同じかこれより長く、かつ、前記キャビティの固有振動周期より短いことを特徴とする請求項1記載の液滴吐出装置。   The drive signal that is the fine vibration waveform sent out from the control unit has a sending time of the contraction signal equal to or longer than the natural vibration period of the pressure generating element and shorter than the natural vibration period of the cavity. The droplet discharge device according to claim 1. 前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和が、前記キャビティの固有振動周期の整数倍となる時間と該キャビティの固有振動周期の半分となる時間との和にほぼ等しいことを特徴とする請求項1又は2記載の液滴吐出装置。   The drive signal having the micro-vibration waveform sent from the control unit has a time when the sum of the sending time of the contraction signal and the sending time of the maintenance signal is an integral multiple of the natural vibration period of the cavity, and 3. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein the liquid droplet ejection apparatus is substantially equal to a sum of a half of the natural vibration period. 前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その維持信号の電圧値が、前記吐出波形となる駆動信号における維持信号の電圧値の30%以上60%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。   The drive signal that is the fine vibration waveform sent from the control unit has a voltage value of the sustain signal that is 30% or more and 60% or less of the voltage value of the sustain signal in the drive signal that becomes the ejection waveform. The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 3. 前記液状体は、その粘度が10mPa・s以上のものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 1, wherein the liquid has a viscosity of 10 mPa · s or more. 液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルと、前記キャビティを振動させてその内容積を変化させることにより、該キャビティ内の液状体を前記ノズルから液滴として吐出させる圧力発生素子とを備えた液滴吐出ヘッドを、具備してなる液滴吐出装置の駆動方法であって、
前記圧力発生素子を所定状態から連続的に収縮させる収縮信号と、収縮した圧力発生素子を該収縮状態にて維持させる維持信号と、該圧力発生素子の収縮状態を連続的に解放することにより、該圧力発生素子を定常状態に回復させる回復信号とを、前記圧力発生素子に対する駆動信号として送出するに際して、
前記ノズルより液滴を吐出させるための前記駆動信号からなる吐出波形を前記圧力発生素子に送出する前に、前記ノズルから液滴を吐出させることなく、キャビティ内の液状体に微振動を付与する微振動波形として、前記収縮信号と維持信号と回復信号とからなり、該回復信号の送出時間を、1μs以上100μs以下としかつ前記キャビティの固有振動周期のほぼ整数倍となる時間にする駆動信号を、前記圧力発生素子に送出することを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
A cavity for accommodating a liquid material, a nozzle communicating with the cavity, and a pressure generating element for ejecting the liquid material in the cavity as droplets from the nozzle by vibrating the cavity to change its internal volume; A droplet discharge apparatus comprising a droplet discharge head comprising:
A contraction signal for continuously contracting the pressure generating element from a predetermined state, a maintenance signal for maintaining the contracted pressure generating element in the contracted state, and continuously releasing the contracted state of the pressure generating element, When sending a recovery signal for recovering the pressure generating element to a steady state as a drive signal for the pressure generating element,
Before sending a discharge waveform consisting of the drive signal for discharging a droplet from the nozzle to the pressure generating element, a fine vibration is applied to the liquid in the cavity without discharging the droplet from the nozzle. A drive signal that includes the contraction signal, the maintenance signal, and the recovery signal as a fine vibration waveform, and sets the transmission time of the recovery signal to 1 μs or more and 100 μs or less and is approximately an integral multiple of the natural vibration period of the cavity. A method for driving a droplet discharge device, wherein the droplet generating device is sent to the pressure generating element.
前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間が、前記圧力発生素子の固有振動周期と同じかこれより長く、かつ、前記キャビティの固有振動周期より短いことを特徴とする請求項6記載の液滴吐出装置の駆動方法。   The drive signal that is the fine vibration waveform sent out from the control unit has a sending time of the contraction signal equal to or longer than the natural vibration period of the pressure generating element and shorter than the natural vibration period of the cavity. The method for driving a droplet discharge device according to claim 6. 前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その収縮信号の送出時間と維持信号の送出時間との和が、前記キャビティの固有振動周期の整数倍となる時間と該キャビティの固有振動周期の半分となる時間との和にほぼ等しいことを特徴とする請求項6又は7記載の液滴吐出装置の駆動方法。   The drive signal having the micro-vibration waveform sent from the control unit has a time when the sum of the sending time of the contraction signal and the sending time of the maintenance signal is an integral multiple of the natural vibration period of the cavity, and 8. The method of driving a droplet discharge device according to claim 6, wherein the driving method is substantially equal to a sum of a time that is half the natural vibration period. 前記制御部より送出される前記微振動波形となる駆動信号は、その維持信号の電圧値が、前記吐出波形となる駆動信号における維持信号の電圧値の30%以上60%以下であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の液滴吐出装置の駆動方法。   The drive signal that is the fine vibration waveform sent from the control unit has a voltage value of the sustain signal that is 30% or more and 60% or less of the voltage value of the sustain signal in the drive signal that becomes the ejection waveform. The method for driving a droplet discharge device according to any one of claims 6 to 8. 前記液状体は、その粘度が10mPa・s以上のものであることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の液滴吐出装置の駆動方法。   The method for driving a droplet discharge device according to claim 6, wherein the liquid has a viscosity of 10 mPa · s or more. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液滴吐出装置を用い、あるいは請求項6〜10のいずれか1項に記載の液滴吐出装置の駆動方法を用いて前記液状体を吐出する工程を、表示装置の製造工程の1つとして備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。   The liquid material is discharged using the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 5 or the driving method of the droplet discharge device according to any one of claims 6 to 10. A method for manufacturing a display device, comprising the step as one of manufacturing steps of the display device.
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