實驗架設

建立一套具獨立可調整各噴孔參數的驅動系統之噴墨系統，進行所有的 實驗與驗證。本噴墨實驗系統的架設如圖2.9 所示，其包含有一個電腦控制 程式將可以對噴頭驅動模組設定噴墨參數，並可以即時的更改各個噴孔的 驅動波形條件，以及可以對於噴墨墨水溫度、壓力要求進行控制與設定，

本程式以Labview 設計驅動控制與觀測墨滴的軟體，主要進行 AWTC 命令 與資料的輸入與墨滴影像的攫取與分析；AWTC 為本論文中實施噴墨頭噴 孔驅動的驅動電路，該設計將會在第三章裡作詳細的說明，其可以適用於 寬廣壓電等效電容範圍的噴頭，並依照各噴頭上噴孔的特性進行個別獨立 之驅動噴墨控制；背壓控制是使墨水在噴頭噴孔的壓力得以維持，不至於 因為壓力或引力的關係而滲出噴孔；本噴墨系統中所使用噴墨頭是一個可 以做到 Drop On Demand 特質的噴墨頭，並且開放個別噴孔驅動的介面；

CCD 是為擷取墨滴影像所用的，其因為觀測的需要必須建立 60 倍之高倍數 物鏡，將所擷取影像之解析每一個像素等同於0.4µm，而且可以在離墨滴飛 行路徑10cm 的地方進行墨滴的觀測。配合墨滴的射出時機加上閃光燈的照 射，讓墨滴的影像可以呈現在影像擷取畫面上，以進行墨滴行為的分析。

圖 2.9 噴墨實驗系統之架設

第3章 可調變驅動波形之噴墨驅動系統設計

3.1 介紹

在噴墨系統中高階之噴墨工業應用裡，在穩定噴墨製程的基本要求下，

驅動補償噴頭上每一個噴孔所噴出墨滴的變異，讓所有噴出的墨滴都具有 最高的一致性，將會是必要的。

造成噴出墨滴的差異原因可能有以下幾個，其一可能為噴頭本身製造的 精度問題、可能是噴頭或是供墨墨水流道設計的問題、亦可能是噴孔製造 所產生的公差問題，讓噴頭噴孔的墨滴在噴頭上就已經存在噴墨行為的差 異；其二可能為噴頭維護的程序問題，因為墨水與噴頭噴孔片表面是會有 材料相容性的考量的，表面張力或是墨水黏度的問題，讓噴孔在經過一段 噴墨動作的時間之後，某些噴孔會呈現差異化的噴墨行為，也許造成墨滴 大小不一，或是造成墨滴飛行方向的偏移。

本章節針對驅動電氣控制的角度，進行控制補償的作法與方式進行探 討，使用可調變噴孔獨立的驅動波形之電路與方法，以降低墨滴在各噴孔 上成形時所存在的差異。先前的研究，例如“Minimizing residual vibrations and cross-talk for inkjet print heads using ILC designed simplified actuation pulses”的研究，其發展出一種 ILC (Interactive Learning Control)方法[11]，其 降低墨滴變異之驅動過程中，探討主觀察的驅動噴控孔對其鄰近噴孔的影 響，如下圖 3.1、3.2 所示，其建立在標準梯型波驅動之下，驅動噴墨頭的 主要觀察的噴孔壓電元件，觀察該噴孔之壓電感測器反應的訊號，以及其

相鄰近噴孔壓電元件之壓電感測器受影響的情形，進行實際量測與理論值 的差異的分析與探討。而圖3.3 則為 ILC 控制的方塊邏輯。

該文中表示，藉由 ILC 控制是可以有效的抑制 Cross-Talk 的行為，但亦 僅止於驅動波形與壓電 Actuator Response 間的行為探討，未針對真實的 Jetting 條件與墨水成形的狀況作回饋的觀測與調整控制。

圖 3.1 在 ILC 方法之標準波形之下被驅動噴孔的反應行為

圖 3.2 在 ILC 方法之標準波形之下驅動之相鄰噴孔反應行為 量測（黑），模擬（灰）

量測（黑），模擬（灰）

圖 3.3 ILC 控制的方塊邏輯