Inkjet

駆動波形とインク応答制御 / Waveform Control and Drop Ejection

本ドキュメントでは、インクジェットヘッドに印加される駆動波形と、インクの吐出応答との関係について整理します。
波形形状(パルス幅・立上り・階段波形など)やプリパルス設計の工夫により、液滴量・速度・分裂挙動を最適化することができます。


📐 1. 駆動波形の基本構成

波形種別 説明 主な用途例
単一矩形パルス 単一パルスで変位を生成。最も基本的な構成 単一滴吐出、シンプル構成
プリパルス付き波形 先行パルスでプレストレス/前処理を行う構成 サテライト抑制、応答改善
マルチパルス 小パルスを連続印加し変位量を調整する構成 多段吐出、微量調整
階段波形 電圧を段階的に変化させ、応答を滑らかに制御 過渡応答抑制、振動抑制

🔍 2. 波形パラメータとインク応答

パラメータ 例(単位) インク応答への影響
電圧振幅(Vp) 10〜40 V 吐出速度・液滴量に直結
パルス幅(Tw) 数µs〜数10µs アクチュエータの変形量/液柱の伸びを決定
立ち上がり時間 数100ns〜数µs サテライト抑制・主液滴の形成安定性に寄与
オフセット/待機電位 0 V or 一部負バイアス 変形開始点の設定(材料依存、抗電界対応)

※ MEMS薄膜ピエゾなど一部のアクチュエータでは、電界履歴特性(ヒステリシス)に配慮したプリパルスが必要となることがあります。


💧 3. 液滴応答と波形調整例

調整目的 波形上の工夫 観察される効果
サテライトの抑制 プリパルス+立ち上がり緩和 主液滴のみで安定吐出
吐出速度の上昇 パルス幅延長 or 電圧増加 初速向上、粘度の高い液にも対応
分裂の制御/合成 マルチパルス設計 多段階液滴やミクロン単位制御
応答のバラつき低減 階段波形+オーバードライブ制御 ノズル間一貫性向上

📊 4. 評価との連携(インク飛行観察)

駆動波形調整と液滴挙動の関係は、以下の観察手法で検証されます:

→ 詳細は ink_flight_analysis.md を参照。


📎 備考と安全表現について


📚 参考資料