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。
波形種別 | 説明 | 主な用途例 |
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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 |
パラメータ | 例(単位) | インク応答への影響 |
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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。
調整目的 | 波形上の工夫 | 観察される効果 |
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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 |
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。