JP3522267B2 - Recording method using ink jet recording apparatus and recording head suitable for the recording method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、ノズル開口とリ
ザーバに連通する圧力発生室を、印刷データに対応させ
て圧電振動子により圧力変動させてノズル開口からイン
ク滴を吐出させる記録ヘッドを備えたインクジェット式
記録装置、より詳細にはインク滴の吐出技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a recording head for ejecting ink droplets from a nozzle opening by causing a pressure generation chamber, which communicates with a nozzle opening and a reservoir, to fluctuate with a piezoelectric vibrator in accordance with print data. The present invention relates to an inkjet recording apparatus, and more specifically, to an ink droplet ejection technology.

【０００２】[0002]

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、ノズル開
口とリザーバとに連通する圧力発生室と、圧力発生室を
加圧する圧力発生手段とからなるインクジェット式記録
ヘッド用い、インクジェット式記録ヘッドに印刷データ
に対応した駆動信号を供給してノズル開口からインク滴
を吐出させて記録媒体にドットを形成するもので、色の
異なるインクを用いることにより簡単にフルカラー印刷
を行うことができる。このようなグラフィック印刷を可
及的に写真に近い品質で印刷するためには、インク滴に
より形成するドットのサイズを可及的に小さくする必要
がある。このようなドットの微小化には、ノズル開口の
開口面積を小さくすることが有効ではあるが、微小な開
口を高い精度で穴開け加工することには自ずと限界があ
る。2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus uses an ink jet recording head composed of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a reservoir and pressure generating means for pressurizing the pressure generating chamber. A dot is formed on a recording medium by supplying a corresponding drive signal to eject an ink droplet from a nozzle opening, and full-color printing can be easily performed by using inks of different colors. In order to print such graphic print with a quality as close to that of a photograph as possible, it is necessary to reduce the size of dots formed by ink droplets as much as possible. For such miniaturization of dots, it is effective to reduce the opening area of the nozzle opening, but there is a limit to making a fine opening with high accuracy.

【０００３】このため、圧力発生室を膨張させてから、
収縮させることができる縦振動モードの圧電振動子を圧
力発生手段に使用したインクジェット式記録ヘッドを用
いた記録装置においては、特許文献１に見られるように
メニスカスの運動エネルギを利用してノズル開口で決ま
るサイズよりも小さな断面積のインク滴を発生させる技
術が提案されている。Therefore, after expanding the pressure generating chamber,
In a recording apparatus using an ink jet recording head that uses a longitudinally vibrating mode piezoelectric vibrator that can be contracted as a pressure generating means, as disclosed in Patent Document 1, the kinetic energy of a meniscus is used to form a nozzle opening. Techniques have been proposed for generating ink droplets having a cross-sectional area smaller than a predetermined size.

【特許文献１】特公平4-36071号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 4-36071

【０００４】すなわち、先ず圧力発生室を圧電振動子に
よりインク充填時よりも速い速度で膨張させ、ノズル開
口近傍のメニスカスを圧力発生室側に急速に引込む。こ
れによりメニスカスの中央線上の表面に共振により上下
動するインクの波動を発生させ、メニスカスの盛り上が
り時に、メニスカス本体から一部が分断してノズル開口
からしぶきとなって記録媒体に向けて飛行する。これに
より、ノズル開口できまるインク滴よりもはるかに小さ
なサイズ、具体的には開口径５１乃至５６μｍのノズル
開口から最大断面積が１０乃至１５μｍ程度、つまりノ
ズル開口径の２０％程度のインク滴を吐出させることが
できる。That is, first, the pressure generating chamber is expanded by the piezoelectric vibrator at a speed faster than that at the time of ink filling, and the meniscus in the vicinity of the nozzle opening is rapidly drawn to the pressure generating chamber side. As a result, a wave of ink that moves up and down due to resonance is generated on the surface of the center line of the meniscus, and when the meniscus rises, a part is separated from the main body of the meniscus and becomes a splash from the nozzle opening and flies toward the recording medium. As a result, a size much smaller than an ink droplet that can be formed in the nozzle opening, specifically, a maximum cross-sectional area of about 10 to 15 μm from the nozzle opening having an opening diameter of 51 to 56 μm, that is, about 20% of the nozzle opening diameter, It can be discharged.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印刷に
利用できるインク滴のサイズがノズル開口のサイズに比
較してあまりにも小さいため、隣接するノズル開口から
吐出されたインク滴による記録媒体上のドットの間に間
隙が生じたり、またノズル開口と記録媒体との１乃至２
ｍｍ程度の間隙を所定の経路で飛翔させるにはインク滴
が保持できる運動エネルギがあまりにも小さく、飛行曲
がり等が生じ、さらにはインク滴を発生させる波動がイ
ンクの粘度に大きく依存するため、温度などに大きく影
響されて安定に吐出させることができない等の数多くの
問題を抱えている。本発明はこのような問題に鑑みてな
されたものであってその目的とするところは、ノズル開
口等の機械的サイズよりも小さなインク滴を安定に吐出
させることができるインクジェット式記録ヘッドを用い
た記録方法を提案することである。However, since the size of the ink drop that can be used for printing is too small compared to the size of the nozzle opening, the dot on the recording medium due to the ink drop ejected from the adjacent nozzle opening is formed. There is a gap between the nozzle openings and the recording medium.
Since the kinetic energy that can be held by ink droplets is too small to fly a gap of about mm in a predetermined path, flight bending or the like occurs, and furthermore, the wave that causes ink droplets greatly depends on the viscosity of the ink. There are many problems such as being unable to stably discharge due to the influence of the above. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to use an ink jet recording head capable of stably ejecting ink droplets smaller than the mechanical size of a nozzle opening or the like. It is to propose a recording method.

【０００６】また、本発明の他の目的は、同上印刷方法
を実施するのに適したインクジェット式記録ヘッドを提
供することである。Another object of the present invention is to provide an ink jet recording head suitable for carrying out the same printing method as above.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、インク供給口を介してリザ
ーバに連通してインクの供給を受け、またノズル開口か
らインク滴を吐出する圧力発生室の容積を圧電振動子の
変位により膨張させて、前記ノズル開口に静止している
メニスカスの中央領域を前記ノズル開口の壁面側の領域
よりも選択的に引き込み、前記メニスカスを少なくとも
周波数が異なる２つの固有振動で振動させる第１工程
と、第１工程で引き込まれた前記メニスカスの中央領域
が前記ノズル開口側に反転し、かつ２つの異なる周波数
の固有振動で振動している前記メニスカスの移動方向が
前記ノズル開口側への移動として同期した時点で前記圧
電振動子を変位させて圧力発生室をインク滴を吐出させ
ることが可能な速度で収縮させる第２工程とを備える。In order to solve such a problem, according to the present invention, the pressure for communicating ink to the reservoir through the ink supply port and for ejecting the ink droplet from the nozzle opening. The volume of the generation chamber is expanded by the displacement of the piezoelectric vibrator, and the central region of the meniscus stationary at the nozzle opening is selectively pulled in relative to the wall surface side region of the nozzle opening, and the meniscus has at least a different frequency A first step of vibrating with two natural vibrations, a central region of the meniscus drawn in the first step is inverted to the nozzle opening side, and two different frequencies
When the moving direction of the meniscus vibrating due to the natural vibration of the nozzle is synchronized with the movement toward the nozzle opening side, the piezoelectric vibrator is displaced to contract the pressure generating chamber at a speed capable of ejecting an ink droplet. And a second step.

【０００８】[0008]

【作用】急激な引き込みにより発生した２つ周波数のメ
ニスカスの振動の中央領域がノズル開口側に反転してノ
ズル開口側への移動となるように同期した時点で、圧電
振動子を変位させて圧力発生室を加圧して、中央領域の
インクをインク滴として吐出させる。When the central region of the vibration of the meniscus of two frequencies generated by the sudden pulling is inverted to the nozzle opening side and synchronized so as to move toward the nozzle opening side, the piezoelectric vibrator is displaced to apply pressure. The generation chamber is pressurized to eject the ink in the central region as ink droplets.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明のプリ
ンタの印刷機構周辺の構造を示すものであって、図中符
号１は、キャリッジで、タイミングベルト２を介してキ
ャリッジ駆動モータ３に接続されていて、ガイド部材４
に案内されて記録用紙５の紙幅方向に往復動し、その位
置をリニアエンコーダ６により検出可能に構成されてい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 shows a structure around a printing mechanism of a printer according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a carriage, which is connected to a carriage drive motor 3 via a timing belt 2 and a guide member 4.
Is guided to reciprocate in the paper width direction of the recording paper 5, and its position can be detected by the linear encoder 6.

【００１０】キャリッジ１には記録用紙５と対向する
面、この実施例では下面に後述するインクジェット式記
録ヘッド７、８が取り付けられ、キャリッジ１に搭載さ
れているインクカートリッジ９、１０からインクの補給
を受けてキャリッジ１の移動に合わせて記録用紙５にイ
ンク滴を吐出してドットを形成して、記録用紙に画像や
文字を印刷する。Ink jet recording heads 7 and 8 to be described later are attached to a surface of the carriage 1 facing the recording paper 5, that is, a lower surface in this embodiment, and ink is replenished from ink cartridges 9 and 10 mounted on the carriage 1. In response to the movement of the carriage 1, ink droplets are ejected onto the recording paper 5 to form dots, and images or characters are printed on the recording paper.

【００１１】また非印字領域には、キャップ部材１１、
１２が設けられていて、休止中に記録ヘッド７、８のノ
ズル開口を封止する一方、印刷動作中に行なわれるフラ
ッシング動作による記録ヘッド７、８からのインク滴を
受けるように構成されている。なお、図中符号１３は、
クリーニング手段を、また１４は紙送りモータをそれぞ
れ示す。In the non-printing area, the cap member 11,
12 is provided to seal the nozzle openings of the recording heads 7 and 8 during rest and to receive ink droplets from the recording heads 7 and 8 by the flushing operation performed during the printing operation. . In addition, reference numeral 13 in the drawing
The cleaning means and the paper feed motor 14 are shown.

【００１２】図２は、記録ヘッド７、８の一実施例を示
すものであって、図中符号１５は、流路形成基板で、中
央領域には後述するノズル開口２０の配列ピッチに合わ
せて圧力発生室１６、１６、‥‥を複数列形成し、また
これらの周囲に圧力発生室１６にインクを供給するリザ
ーバ１７と、各圧力発生室１６とリザーバ１７を接続す
るインク供給口１８を形成して構成されている。FIG. 2 shows an embodiment of the recording heads 7 and 8. In the drawing, reference numeral 15 is a flow path forming substrate, and the central area thereof is aligned with the array pitch of nozzle openings 20 which will be described later. A plurality of rows of pressure generating chambers 16, 16, ... Are formed, and a reservoir 17 that supplies ink to the pressure generating chambers 16 and an ink supply port 18 that connects the pressure generating chambers 16 to the reservoir 17 are formed around them. Is configured.

【００１３】流路形成基板１５の一方の開口面を封止す
るノズルプレート１９は、中央領域に各圧力発生室１６
の一端に対向するようにノズル開口２０が形成されてい
る。The nozzle plate 19 for sealing one opening surface of the flow path forming substrate 15 has a pressure generating chamber 16 in the central region.
A nozzle opening 20 is formed so as to face one end of the.

【００１４】流路形成基板１５の他方の開口面を封止す
る弾性板２１は、各圧力発生室１６の中央領域に後述す
る圧電振動子２２に当接して圧電振動子２２の変位を、
各圧力発生室１６に効率的に伝達する比較的剛性が大き
なアイランド部２３と、これの周囲を取り囲むように弾
性変形可能な薄肉部２４が形成されている。この薄肉部
２４は、図５に示したようにアイランド部２３の両側
と、ノズル開口側とインク供給側との領域２４ａ、２４
ｂにも形成されていて、ノズル開口近傍とインク供給口
近傍とに積極的にコンプライアンスを与えるように構成
されている。The elastic plate 21 for sealing the other opening surface of the flow path forming substrate 15 is brought into contact with a piezoelectric vibrator 22 to be described later in the central region of each pressure generating chamber 16 so that the piezoelectric vibrator 22 is displaced.
An island portion 23 having a relatively large rigidity that is efficiently transmitted to each pressure generating chamber 16 and a thin portion 24 that is elastically deformable are formed so as to surround the island portion 23. As shown in FIG. 5, the thin portion 24 has regions 24a, 24 on both sides of the island portion 23 and on the nozzle opening side and the ink supply side.
It is also formed in b and is configured to positively give compliance to the vicinity of the nozzle opening and the vicinity of the ink supply port.

【００１５】２５は、圧電振動子ユニットで、図４に示
したように複数の圧電振動子２２を圧力発生室１６の配
列ピッチに合わせて、その一端を金属やセラミック等の
剛性の高い材料で構成された固定基板２６に固定し、ま
た両端に位置決め部材や導電パターン形成材として機能
するダミーの振動子２７、２７を配して構成されてい
る。Reference numeral 25 is a piezoelectric vibrator unit, and as shown in FIG. 4, a plurality of piezoelectric vibrators 22 are aligned with the arrangement pitch of the pressure generating chambers 16 and one end thereof is made of a material having high rigidity such as metal or ceramic. It is configured to be fixed to the configured fixed substrate 26, and dummy vibrators 27, 27 functioning as a positioning member and a conductive pattern forming material are arranged at both ends.

【００１６】これら圧電振動子２２は、両端近傍の領域
以外でラップするように複数の電極２９、３０をチタン
酸ジルコン酸鉛等の圧電材料２８を挟んでサンドイッチ
状に配し、電極２９、３０がラップする領域を活性領
域、つまり軸方向に伸縮に関与する領域となるように構
成されている。In these piezoelectric vibrators 22, a plurality of electrodes 29, 30 are sandwiched with a piezoelectric material 28 such as lead zirconate titanate sandwiched therebetween so as to be wrapped in regions other than the regions near both ends. It is configured such that the wrapping region is an active region, that is, a region involved in expansion and contraction in the axial direction.

【００１７】これら電極の内、一方の電極２９は接続バ
ー３１により各圧電振動子間で並列接続された上でダミ
ーの振動子２７に形成された導電パターンを介して固定
基板２６の表面に形成された導電パターン３２に接続さ
れ、また他方の電極３０は各圧電振動子毎に独立するよ
うに形成された導電パターン３３に接続され、これら導
電パターン３２、３３を介してリードフレーム３４によ
り後述する駆動回路に接続されている。Of these electrodes, one electrode 29 is formed on the surface of the fixed substrate 26 via the conductive pattern formed on the dummy vibrator 27 after being connected in parallel between the piezoelectric vibrators by the connection bar 31. And the other electrode 30 is connected to a conductive pattern 33 formed independently for each piezoelectric vibrator, and will be described later by a lead frame 34 via these conductive patterns 32, 33. It is connected to the drive circuit.

【００１８】これらノズルプレート１９、流路形成基板
１５、及び弾性板２１は、一体に積層されて流路ユニッ
トに構成された上で、高分子材料等により構成されたヘ
ッドフレーム３５の開口部に固定され、また圧電振動子
ユニット２５は、各圧電振動子２２の先端を各アイラン
ド部２３に接着剤で固着するとともに、固定基板２６を
フレーム３５に接着剤により固定して記録ヘッドに纏め
られている。フレーム３５には、図示しないインクタン
クに接続するインクチューブ３６が引込まれていて、そ
の先端が弾性板２１に形成されたインク導入口３７に接
続されている。これにより外部からリザーバ１７にイン
クを供給することができる。The nozzle plate 19, the flow path forming substrate 15, and the elastic plate 21 are integrally laminated to form a flow path unit, and then are formed in an opening of a head frame 35 made of a polymer material or the like. The piezoelectric vibrator unit 25 is fixed to the island portion 23 with an adhesive, and the fixed substrate 26 is fixed to the frame 35 with an adhesive so that the piezoelectric vibrator unit 25 is assembled into a recording head. There is. An ink tube 36 connected to an ink tank (not shown) is drawn into the frame 35, and its tip is connected to an ink introduction port 37 formed in the elastic plate 21. This allows ink to be supplied to the reservoir 17 from the outside.

【００１９】次に、このように構成されたインクジェッ
ト式記録ヘッドの特性について説明する。細い流路を加
速されながらインクが流れると、インクの質量がイナー
タンスとして作用する。イナータンスＭは、インクの密
度をρ、流路の断面積、長さをそれぞれＳ、Ｌとする
と、Next, the characteristics of the ink jet recording head thus constructed will be described. When the ink flows while being accelerated in the narrow flow path, the mass of the ink acts as inertance. If the density of the ink is ρ, the cross-sectional area of the flow path is S, and the length is S, then the inertance M is

【数１】 となる。ここでκは、流路の断面形状により決まる形状
係数で、断面が円形、もしくは縦横比が１に近いもので
はおよそ１．３となる。一方、圧力発生室１６のコンプ
ライアンスＣは、インクの圧縮性によるコンプライアン
ス成分Ｃinkが作用する。この成分Ｃinkは、[Equation 1] Becomes Here, κ is a shape factor determined by the cross-sectional shape of the flow path, and is about 1.3 when the cross section is circular or the aspect ratio is close to 1. On the other hand, the compliance C of the pressure generating chamber 16 acts on the compliance component Cink due to the compressibility of the ink. This ingredient Cink is

【数２】 となる。ここで、κ’はインクの体積圧縮率で、水系の
インクでは約０．４５（ＧＰａ）−１であり、またＶin
kは圧力発生室１６の容積を表す。さらに、圧力発生室
１６は周囲を弾性部材で囲われているため、これらの弾
性変形分もコンプライアンスとして作用するが、これら
は形状に大きく支配され、かつ圧力発生室は複雑な形状
であるため、通常、有限要素法等により実験的に求めら
れる。[Equation 2] Becomes Here, κ'is the volume compression ratio of the ink, which is about 0.45 (GPa) -1 for the water-based ink, and Vin
k represents the volume of the pressure generating chamber 16. Further, since the pressure generating chamber 16 is surrounded by the elastic member, these elastic deformations also act as compliance, but since these are largely governed by the shape and the pressure generating chamber has a complicated shape, Usually, it is experimentally obtained by the finite element method or the like.

【００２０】この実施例におけるインクジェット式記録
ヘッドは、圧電振動子２２による加圧領域の他に、これ
から離れたノズル開口２０側の領域、及びインク供給口
側の領域にもそれぞれ薄肉部２４ａ、２４ｂを形成し、
かつ圧力発生室１６自体のイナータンスＭc、及びイン
ク供給口１８のイナータンスＭsが、ともにノズル開口
２０のイナータンスＭnより大きくなるように構成され
ている。In the ink jet recording head in this embodiment, in addition to the area pressed by the piezoelectric vibrator 22, the thin portions 24a, 24b are formed in the area on the side of the nozzle opening 20 and the area on the side of the ink supply port which are distant therefrom. To form
Further, the inertance Mc of the pressure generating chamber 16 itself and the inertance Ms of the ink supply port 18 are both configured to be larger than the inertance Mn of the nozzle opening 20.

【００２１】すなわちノズル開口２０は、口径が３２μ
ｍ、ストレート部の長さが１５μｍで、これにテーパ部
が形成されていて、イナータンスＭnが８×１０の７乗
（ｋｇ／ｍの４乗）であり、また、インク供給口１８
は、断面が４０μｍ×５０μｍの矩形で、長さが３００
μｍであるから、そのイナータンスＭsは２１×１０の
７乗（ｋｇ／ｍの４乗）であり、さらに圧力発生室１６
は、断面が４０×１００μｍの矩形で、長さが５００μ
ｍであるから、そのイナータンスＭcは、２５×１０の
７乗（ｋｇ／ｍの４乗）である。That is, the nozzle opening 20 has a diameter of 32 μm.
m, the length of the straight portion is 15 μm, the taper portion is formed on the straight portion, and the inertance Mn is 8 × 10 7 (kg / m 4), and the ink supply port 18
Is a rectangle with a cross section of 40 μm × 50 μm and a length of 300
Since it is μm, its inertance Ms is 21 × 10 7th power (kg / m 4th power), and the pressure generation chamber 16
Is a rectangle with a cross section of 40 × 100 μm and a length of 500 μ
Since it is m, its inertance Mc is 25 × 10 7th power (kg / m 4th power).

【００２２】一方、コンプライアンスについては、ノズ
ル開口側の薄肉部２４ａによる成分がＣc1≒４×１０の
マイナス２１乗（ｍの３乗／Ｐａ）、インク供給口側の
薄肉部２４ｂによる成分がＣc2＝８×１０のマイナス２
１乗（ｍの３乗／Ｐａ）となる。On the other hand, regarding the compliance, the component due to the thin portion 24a on the nozzle opening side is Cc1≈4 × 10 minus 21 (m cubed / Pa), and the component due to the thin portion 24b on the ink supply port side is Cc2 = 8 × 10 minus 2
It is the 1st power (mth power / Pa).

【００２３】ところで、インクジェット式記録ヘッドに
おける圧電振動子の変位と、これに対応して生じるイン
クの流れとは、一般的に電気回路にアナロジーさせて考
察されているので、上記記録ヘッドを電気回路に相似さ
せると、静的には図７（ａ）に示したようにノズル開口
２０、圧力発生室１６、及びインク供給口１８の各イナ
ータンスＭn、Ｍc、Ｍsの直列回路と、各イナータンス
の接続点にノズル開口側の薄肉部２４ａによるコンプラ
イアンスＣc1と、インク供給口側の薄肉部２４ｂのコン
プライアンスＣc2をそれぞれ接続した回路と考えること
ができる。By the way, the displacement of the piezoelectric vibrator in the ink jet recording head and the flow of ink corresponding thereto are generally considered by analogy with an electric circuit. 7A, statically, as shown in FIG. 7A, a series circuit of each inertance Mn, Mc, Ms of the nozzle opening 20, the pressure generating chamber 16, and the ink supply port 18 is connected to each inertance. It can be considered as a circuit in which the compliance Cc1 by the thin portion 24a on the nozzle opening side and the compliance Cc2 by the thin portion 24b on the ink supply port side are connected to each point.

【００２４】すなわち、圧電振動子２２の収縮変位量を
大きくした場合には、インク供給口１８の薄肉部２４ｂ
まで振動するから、ノズル開口側及びインク供給口側の
コンプライアンスＣc1、Ｃc2がともに流体回路全体でも
コンプライアンスとして機能する。この振動モードでは
ヘルムホルツ共振周波数が１６０ｋＨｚとなるから、メ
ニスカスは６μｓの固有振動周期を持つことになる。That is, when the contraction displacement amount of the piezoelectric vibrator 22 is increased, the thin portion 24b of the ink supply port 18 is
Since it vibrates up to, the compliances Cc1 and Cc2 on the nozzle opening side and the ink supply port side both function as compliances in the entire fluid circuit. Since the Helmholtz resonance frequency is 160 kHz in this vibration mode, the meniscus has a natural vibration period of 6 μs.

【００２５】一方、圧電振動子２２の収縮変位量を小さ
くした場合には、ノズル開口２０側の薄肉部２４ａだけ
が振動し、これによるインクの流れは、この薄肉部２４
ａによるコンプライアンスＣc1よりも大きく形成されて
いるインク供給口側のコンプライアンスＣc2が作用する
ため、インク流はインク供給口側ではここのコンプライ
アンスＣc2により大部分が吸収されてしまう。On the other hand, when the contraction displacement amount of the piezoelectric vibrator 22 is reduced, only the thin portion 24a on the nozzle opening 20 side vibrates, and the ink flow due to this vibrates.
Since the compliance Cc2 on the ink supply port side, which is formed larger than the compliance Cc1 by a, acts, the ink flow is mostly absorbed by the compliance Cc2 on the ink supply port side.

【００２６】したがって、圧力発生室１６のインク供給
口側は短絡されたのと同様となり、図７（ｂ）に示した
ように圧力発生室１６のイナータンスＭcとノズル開口
２０のイナータンスＭnの直列回路に、これらの接続点
にノズル開口側のコンプライアンスＣc1を接続したもの
と等価となる。この振動モードではヘルムホルツ共振周
波数が３２０ｋＨｚとなるから、メニスカスは３μｓの
固有振動周期を持つことになる。Therefore, the ink supply port side of the pressure generating chamber 16 is similar to being short-circuited, and as shown in FIG. 7B, the inertance Mc of the pressure generating chamber 16 and the inertance Mn of the nozzle opening 20 are connected in series. And the compliance Cc1 on the nozzle opening side is connected to these connection points. Since the Helmholtz resonance frequency is 320 kHz in this vibration mode, the meniscus has a natural vibration period of 3 μs.

【００２７】この結果、圧電振動子２２による圧力発生
室１６の膨張、収縮により生じたインク流は、固有振動
周期６μｓと、固有振動周期３μｓとの２つの振動モー
ドの合成された運動を行うことになる。このため、圧力
発生室１６の薄肉部２４が関与するインク流路系の上記
２つの振動モードよりも短い周期、この実施例では３μ
ｓ以下で、インク流路系の２つの振動モードの周期より
も短い時間の間、この実施例では３μｓ以下の期間、圧
力発生室１６を容積変化させると、メニスカスに上記２
つの振動モードに対応した運動を生じさせることができ
る。As a result, the ink flow generated by the expansion and contraction of the pressure generating chamber 16 by the piezoelectric vibrator 22 performs a combined motion of two vibration modes of a natural vibration period of 6 μs and a natural vibration period of 3 μs. become. Therefore, a period shorter than the above two vibration modes of the ink flow path system involving the thin portion 24 of the pressure generating chamber 16, that is, 3 μm in this embodiment.
When the volume of the pressure generating chamber 16 is changed for s or less and shorter than the cycle of the two vibration modes of the ink flow path system, for example, 3 μs or less in this embodiment, the above-mentioned 2
It is possible to generate a motion corresponding to one vibration mode.

【００２８】本実施例の記録ヘッドに使用する圧電振動
子２２は、長さ１．５ｍｍで、軸方向の固有振動周波数
は４５０ｋＨｚで、周期が２．２μｓであり、また軸方
向の変位を利用するため、たわみ振動を利用する場合に
比較してその剛性が極めて大きく、圧力発生室１６のア
イランド部２３の剛性の１０倍以上となる。したがっ
て、圧電振動子２２の変位を圧力発生室１６に時間遅れ
なく伝達することができる。このため、圧電振動子２２
の固有振動周波数よりも低い周波数の領域にメニスカス
の振動のピークを観測することができた。The piezoelectric vibrator 22 used in the recording head of this embodiment has a length of 1.5 mm, an axial natural vibration frequency of 450 kHz, a period of 2.2 μs, and axial displacement. Therefore, the rigidity thereof is extremely large as compared with the case of utilizing the flexural vibration, and is 10 times or more the rigidity of the island portion 23 of the pressure generating chamber 16. Therefore, the displacement of the piezoelectric vibrator 22 can be transmitted to the pressure generating chamber 16 without a time delay. Therefore, the piezoelectric vibrator 22
We could observe the peak of meniscus vibration in the frequency region lower than the natural vibration frequency of.

【００２９】図８は、同上記録ヘッドを駆動する駆動装
置の一実施例を示すものであって、図中符号４０は、制
御手段で、ホストからの印字信号（図９ I）に同期し
て出力端子４１、４２から充電パルス（図９ II）及び
放電パルス（図９ III）を出力するように構成されて
いる。FIG. 8 shows an embodiment of a driving device for driving the recording head of the same as above. Reference numeral 40 in the drawing is a control means which is synchronized with a print signal (FIG. 9I) from a host. The output terminals 41 and 42 are configured to output a charging pulse (FIG. 9 II) and a discharging pulse (FIG. 9 III).

【００３０】充電パルスがＮＰＮ型トランジスタ４３の
ベースに入力してＮＰＮ型トランジスタ４３が導通する
と、ＰＮＰ型トランジスタ４４、４５及び抵抗４６によ
り構成された定電流回路４７が作動し、コンデンサ４８
を電圧Ｖ1までメニスカスを引込むの適した一定電流Ｉr
aで充電する。When the charging pulse is input to the base of the NPN type transistor 43 and the NPN type transistor 43 becomes conductive, the constant current circuit 47 constituted by the PNP type transistors 44 and 45 and the resistor 46 operates and the capacitor 48 is provided.
Constant current Ir suitable for pulling the meniscus up to voltage V1
Charge with a.

【００３１】一方、入力端子４２に放電パルスが入力す
ると、ＮＰＮ型トランジスタ４９、５０及び抵抗５１か
らなる定電流回路５２により、コンデンサ４８の電荷を
零電圧まで一定電流Ｉfaで放電させる。なお、図中符号
５３、５４により示すＮＰＮ型トランジタは電流増幅器
を構成しており、圧電振動子２２を駆動するに適した電
流を出力端子５５に出力する。On the other hand, when a discharge pulse is input to the input terminal 42, the constant current circuit 52 including the NPN transistors 49, 50 and the resistor 51 discharges the electric charge of the capacitor 48 to a zero voltage with a constant current Ifa. The NPN type transistors denoted by reference numerals 53 and 54 in the figure constitute a current amplifier, and output a current suitable for driving the piezoelectric vibrator 22 to the output terminal 55.

【００３２】次にこのように構成した装置の動作を説明
する。先ず、ノズル開口のように狭い間隙を有する管路
や２枚の平行平板間に満たされた流体に振動的な圧力勾
配αNext, the operation of the apparatus thus configured will be described. First, an oscillating pressure gradient α is applied to a fluid having a narrow gap such as a nozzle opening or between two parallel flat plates.

【数３】 を作用させた場合の流体の挙動について概説する（例え
ば今井功著、裳華房出版の流体力学（前編）参照）。圧
力振動をＰ、圧力振動の角周波数をω、流路が円管を例
に採ると円管の直径をｄ、流体の動粘性係数をυとし、[Equation 3] The outline of the behavior of the fluid under the action of is described (see, for example, Isao Imai, Fluid Mechanics, published by Sokabo Publishing (Part 1)). When the pressure vibration is P, the angular frequency of the pressure vibration is ω, and the flow path is a circular pipe, the diameter of the circular pipe is d and the kinematic viscosity of the fluid is υ.

【数４】 の条件が成り立つ場合には、図１０に示したように管壁
から所定の厚さδの範囲内では、粘性が支配的であり、
圧力勾配と同位相の流れが発生し、また境界層より外
側、この図では中央よりの領域では、流れは慣性の影響
を大きく受けて一体となって振動するものの、圧力勾配
の時間的変化、つまり振動の位相に対してπ／２遅れた
位相を持つことになる。[Equation 4] When the condition of is satisfied, as shown in FIG. 10, the viscosity is dominant within the range of a predetermined thickness δ from the pipe wall,
A flow in the same phase as the pressure gradient occurs, and in the region outside the boundary layer, in the region from the center in this figure, the flow is greatly affected by inertia and vibrates as a unit, but the temporal change in the pressure gradient, That is, it has a phase delayed by π / 2 with respect to the phase of vibration.

【００３３】そして粘性の影響が支配的な領域の厚さδ
は、管壁からThe thickness δ of the region where the influence of viscosity is dominant
From the tube wall

【数５】 となる。例えば、円管部の直径ｄが３０μｍ、インクの
動粘性係数υが２×１０−６m2／ｓ、圧力振動の固有周
期を１０μｓとすると、境界層の厚さδはおよそ２．５
μｍとなる。[Equation 5] Becomes For example, assuming that the diameter d of the circular tube portion is 30 μm, the kinematic viscosity coefficient ν of ink is 2 × 10 −6 m 2 / s, and the natural period of pressure vibration is 10 μs, the thickness δ of the boundary layer is about 2.5.
μm.

【００３４】ホストから印字指令が制御手段４０に出力
すると、制御手段４０は、印字信号（図９ I）にタイ
ミングを合わせて時間幅ｔ11の充電信号（図９ II）を
端子４１に出力する。圧電振動子２２は定電流回路４７
による一定電流Ｉraで時間ｔ11の間、一定の勾配で電圧
Ｖ1まで急速に充電され、一定速度で収縮する。これに
より圧力発生室１６は、急速に膨張してノズル開口２０
に静止しているメニスカスｍの内（図１１ I）、ノズ
ル開口２０の壁面から前述の粘性が支配的な領域の厚さ
δよりも中央領域が相対的に大きく圧力発生室側に急激
に引込む（図１１ II）。When a print command is output from the host to the control means 40, the control means 40 outputs a charge signal (FIG. 9 II) having a time width t11 to the terminal 41 in time with the print signal (FIG. 9 I). The piezoelectric vibrator 22 is a constant current circuit 47.
Due to the constant current Ira caused by the above, for a time t11, it is rapidly charged to a voltage V1 with a constant gradient and contracts at a constant rate. As a result, the pressure generating chamber 16 expands rapidly and the nozzle opening 20
In the meniscus m which is stationary (Fig. 11I), the central region is relatively larger than the thickness δ of the above-mentioned viscosity-dominant region from the wall surface of the nozzle opening 20 and suddenly drawn into the pressure generating chamber side. (Fig. 11 II).

【００３５】制御手段４０は、電圧Ｖ1まで圧電振動子
２２を充電した段階でこの電圧Ｖ1を時間ｔ12だけ保持
し、圧力発生室１６の容積変化を可及的に防止する。一
方、メニスカスは、以後自己の固有振動周期にしたがっ
てさらに圧力発生室側に移動するが、その過程で境界層
近傍には外向きの流れ（図中 矢印Ａ）が生じ、また中
央部分は依然として圧力発生室側に引込まれる（図１１
III）。The control means 40 holds the voltage V1 for a time t12 when the piezoelectric vibrator 22 is charged to the voltage V1, and prevents the volume change of the pressure generating chamber 16 as much as possible. On the other hand, the meniscus further moves to the pressure generating chamber side according to its own natural oscillation period, but in the process, an outward flow (arrow A in the figure) occurs in the vicinity of the boundary layer, and the central portion still has pressure. It is drawn to the generation chamber side (Fig. 11
III).

【００３６】そして時間の経過とともに境界層部分がノ
ズル開口側に押し出され、中央部ほど大きく圧力発生室
側に変位したメニスカスとなり、さらにノズル開口２０
の中央領域ではインクが少なくイナータンスが境界層に
比較して小さいため、ノズル開口２０の中央領域だけが
選択的に圧力発生室側に急速に引込まれる（図１１I
V）。Then, with the passage of time, the boundary layer portion is extruded toward the nozzle opening side, becoming a meniscus displaced toward the pressure generating chamber side toward the central portion, and further the nozzle opening 20
Since there is less ink and the inertance is smaller in the central region of the nozzle than in the boundary layer, only the central region of the nozzle opening 20 is selectively and rapidly drawn to the pressure generating chamber side (FIG. 11I).
V).

【００３７】このようにメニスカスｍの中央領域が圧力
発生室側に大きく引込まれた段階で、制御手段４０は端
子４２から放電パルス（図９ III）を出力する。圧電
振動子２２は定電流回路５２による一定電流Ｉfaで時間
ｔ13の間放電され、一定速度で急激に伸長して圧力発生
室１６を一定速度で収縮させる。When the central region of the meniscus m is largely pulled in toward the pressure generating chamber side, the control means 40 outputs a discharge pulse (III in FIG. 9) from the terminal 42. The piezoelectric vibrator 22 is discharged by the constant current Ifa by the constant current circuit 52 for a time t13, and rapidly expands at a constant speed to contract the pressure generating chamber 16 at a constant speed.

【００３８】圧力発生室１６の収縮により圧力発生室１
６で加圧されたインクの流れ、つまり慣性流は、圧力発
生室側に近いメニスカスｍの中央領域ｍcに集中的に作
用し（図１１ V）、メニスカスｍの中央領域ｍcだけを
選択的に非常に大きな速度で押し出す（図１１ VI）。
このようにメニスカス自体の運動だけに頼ること無く、
中央領域を積極的に加圧するため、ノズル開口２０の直
径よりも細いインク滴を印字に適した速度で安定にノズ
ル開口２０から吐出させることができる。By contracting the pressure generating chamber 16, the pressure generating chamber 1
The flow of ink pressurized at 6, that is, the inertial flow concentratedly acts on the central region mc of the meniscus m near the pressure generating chamber side (FIG. 11V), and selectively selects only the central region mc of the meniscus m. Extrude at a very large speed (Fig. 11 VI).
In this way, without relying on the movement of the meniscus itself,
Since the central area is positively pressed, it is possible to stably eject ink droplets that are thinner than the diameter of the nozzle opening 20 from the nozzle opening 20 at a speed suitable for printing.

【００３９】以下、圧電振動子２２の電圧が零となった
段階で、次の印字信号の入力を待ち、印字信号が入力す
る度に前述の工程を繰返してドットを形成する。Thereafter, when the voltage of the piezoelectric vibrator 22 becomes zero, the input of the next print signal is awaited, and each time the print signal is input, the above steps are repeated to form dots.

【００４０】上記の動作をさらにメニスカスの運動を中
心にして図１２に基づいて詳説する。第１のステップに
より圧力発生室１６が急激に膨張すると、前述したよう
にノズル開口２０近傍のメニスカスは、２つの振動モー
ドの重畳による振動形態で圧力発生室側に引込まれる。
そしてそれぞれの固有振動周期、つまり３μｓ及び６μ
ｓにより圧力発生室側への移動と、ノズル開口側への移
動を繰返す。The above operation will be described in more detail with reference to FIG. 12, focusing on the movement of the meniscus. When the pressure generating chamber 16 expands rapidly in the first step, as described above, the meniscus near the nozzle opening 20 is drawn toward the pressure generating chamber in a vibration mode due to the superposition of the two vibration modes.
And each natural vibration period, that is, 3μs and 6μ
By s, the movement to the pressure generating chamber side and the movement to the nozzle opening side are repeated.

【００４１】このように記録ヘッドの特性として存在す
る２つの振動モードの重ね合わせでメニスカスが励振を
受けるため、メニスカスが圧力発生室側に引込まれる
と、短い周期（３μｓ）の振動に起因するメニスカスの
戻り（Ｐ１）が始まった後、再びメニスカスが圧力発生
室側に引込まれ、ついには最大深度（Ｐ２）に到達す
る。As described above, since the meniscus is excited by the superposition of the two vibration modes existing as the characteristics of the recording head, when the meniscus is drawn into the pressure generating chamber side, it is caused by the vibration of a short cycle (3 μs). After the return of the meniscus (P1) starts, the meniscus is again drawn to the pressure generating chamber side, and finally reaches the maximum depth (P2).

【００４２】そして、この点Ｐ２において長い周期（６
μｓ）の振動も重なるから、２つのモードの振動が同期
し、メニスカスはノズル開口２０に向けて急速に戻り始
める。したがって、この時点にタイミングを合わせて放
電パルス（図９ III）を出力して圧力発生室１６を急
激に収縮させると、前述の断面積の小さなインク滴ｋ
（図１１）をより高速度で吐出させることができる。At this point P2, a long cycle (6
Since the vibration of (μs) also overlaps, the vibrations of the two modes are synchronized, and the meniscus starts to rapidly return toward the nozzle opening 20. Therefore, if the discharge pulse (FIG. 9 III) is output at this point in time and the pressure generating chamber 16 is abruptly contracted, the ink droplet k having a small cross-sectional area described above is generated.
(FIG. 11) can be discharged at a higher speed.

【００４３】この実施例のインクジェット式記録ヘッド
は、メニスカス全体の振動を周期の異なる２つの振動が
支配していて、かつそれぞれの周期が３μｓと６μｓと
いうように整数倍となるように構成されているため、２
つのモードによるメニスカスの振動成分が、メニスカス
がノズル開口側に戻る２回目の時点、つまり最大深度
（Ｐ２）に到達した以後からインク吐出までの間は同期
し、メニスカスが効率的にノズル開口側に加速される。In the ink jet recording head of this embodiment, the vibration of the entire meniscus is dominated by two vibrations having different periods, and each period is an integral multiple of 3 μs and 6 μs. Because there is 2
The vibration component of the meniscus due to the two modes synchronizes from the second time when the meniscus returns to the nozzle opening side, that is, after reaching the maximum depth (P2) to ink ejection, and the meniscus efficiently moves to the nozzle opening side. Be accelerated.

【００４４】このため、駆動電圧（図９ IV）の内の充
電時間ｔ11とホールド時間ｔ12との和（ｔ11＋ｔ12）
が、メニスカスが最大振動（Ｐ２）に到達する時点に一
致するように設定し、また圧電振動子２２の伸長時間、
つまり放電時間ｔ14を振動モードの短い方の周期、この
実施例では３μｓに一致させて、残留振動の発生を防止
する。Therefore, the sum of the charging time t11 and the holding time t12 of the driving voltage (IV in FIG. 9) (t11 + t12).
Is set so as to coincide with the time when the meniscus reaches the maximum vibration (P2), and the extension time of the piezoelectric vibrator 22 is
That is, the discharge time t14 is made equal to the shorter cycle of the vibration mode, which is 3 μs in this embodiment, to prevent the occurrence of residual vibration.

【００４５】このような駆動方法を採ることにより、本
発明の記録ヘッドにおいては、インク重量３μｇ乃至８
μｇのインク滴が５ｍ／ｓ乃至１０ｍ／ｓの速度で吐出
し、本インクジェット式記録ヘッドを通常の方法により
駆動した時のインク滴の飛行速度を維持したまま、イン
ク量だけを６０乃至８０％に低下させることができた。By adopting such a driving method, in the recording head of the present invention, the ink weight is 3 μg to 8 μg.
An ink droplet of μg is ejected at a speed of 5 m / s to 10 m / s, and only the ink amount is 60 to 80% while maintaining the flight speed of the ink droplet when this inkjet recording head is driven by a normal method. Could be reduced to.

【００４６】また、インク滴を吐出させるために圧力発
生室１６を収縮させるタイミングを確認するため、イン
ク供給口側のコンプライアンスＣc2だけを、前述の実施
例のほぼ２倍程度の１４×１０のマイナス２１乗（ｍの
３乗／Ｐａ）とし、ノズル開口側の薄肉部２４ａに起因
するメニスカスの固有振動周期を３μとする一方、イン
ク供給口側の薄肉部２４ｂによるメニスカスの固有振動
周期を８μｓと大きくしたインクジェット式記録ヘッド
を製作して同様の試験を行なった。Further, in order to confirm the timing of contracting the pressure generating chamber 16 for ejecting ink droplets, only the compliance Cc2 on the ink supply port side is reduced by 14 × 10, which is about twice as much as that of the above-described embodiment. 21.sup.th power (m.sup.3 / Pa), and the natural vibration period of the meniscus caused by the thin portion 24a on the nozzle opening side is 3 .mu., While the natural vibration period of the meniscus by the thin portion 24b on the ink supply port side is 8 .mu.s. A larger ink jet recording head was manufactured and the same test was conducted.

【００４７】すなわち、図１３（ａ）に示したようにメ
ニスカスの２度目のノズル開口側への移動時Ｐ３にタイ
ミングを合わせて圧力発生室１６を前述と同様に急速に
収縮させると、前述と同様にノズル開口２０の口径より
も断面積の小さなインク滴が印刷に適した高速度で吐出
した。That is, as shown in FIG. 13A, when the pressure generating chamber 16 is rapidly contracted in the same manner as described above at the same timing as P3 when the meniscus is moved to the nozzle opening side for the second time, Similarly, an ink droplet having a smaller cross-sectional area than the diameter of the nozzle opening 20 was ejected at a high speed suitable for printing.

【００４８】これに対して、図１３（ｂ）に示したよう
にコンプライアンスが増大されたインク供給口側の薄肉
部２４ｂに起因する低い周波数の成分の戻り時（Ｑ１）
にタイミングを合わせて圧力発生室１６を収縮させて
も、メニスカスの運動を加速するだけで、印刷に適した
インク滴を形成するまでには至らなかった。On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the low frequency component is returned due to the thin portion 24b on the ink supply port side where the compliance is increased (Q1).
Even when the pressure generating chamber 16 is contracted at the same timing, only the movement of the meniscus is accelerated, and an ink droplet suitable for printing cannot be formed.

【００４９】図１４は、本発明の駆動方法に適したイン
クジェット式記録ヘッドの他の実施例を示すものであっ
て、この実施例では、ノズル開口側の薄肉部２４ａと圧
電振動子２２の変位を直接受ける領域との間、及びイン
ク供給口側の薄肉部２４ｂと圧電振動子２２の変位を直
接受ける領域との間に、絞り部６０、６１が形成されて
おり、ノズル開口側のコンプライアンスＣｃ１及びイン
ク供給口側のコンプライアンスＣc2を発生する領域６
２、６３と、圧電振動子２２の加圧力が作用する領域６
４のコンプライアンスとを可及的に分離して、前述の２
つの振動モードを積極的に発現させるように構成されて
いる。FIG. 14 shows another embodiment of the ink jet recording head suitable for the driving method of the present invention. In this embodiment, the displacement of the thin portion 24a on the nozzle opening side and the piezoelectric vibrator 22 is displaced. Is formed between the thin portion 24b on the ink supply port side and the area directly receiving the displacement of the piezoelectric vibrator 22, and the compliance Cc1 on the nozzle opening side is formed. And area 6 where compliance Cc2 is generated on the ink supply port side
2, 63 and the area 6 where the pressure of the piezoelectric vibrator 22 acts
4 compliance is separated as much as possible, and
It is configured to positively express one vibration mode.

【００５０】図１５は、本発明の記録ヘッドの他の実施
例を示すものであって、この実施例においては圧力発生
室７０のイナータンスＭc’をノズル開口２０のイナー
タンスＭnとほぼ同一となるように調整し、メニスカス
が実質的に単一の振動で運動するように構成されてい
る。そして、圧力発生室７０を構成する振動板２１の薄
肉部７１の可撓性を調節して、メニスカスが最適な固有
振動周波数を持つように構成されている。FIG. 15 shows another embodiment of the recording head of the present invention. In this embodiment, the inertance Mc 'of the pressure generating chamber 70 is substantially the same as the inertance Mn of the nozzle opening 20. And the meniscus is configured to move in a substantially single vibration. The flexibility of the thin portion 71 of the vibration plate 21 forming the pressure generating chamber 70 is adjusted so that the meniscus has an optimum natural vibration frequency.

【００５１】このように構成された記録ヘッドは、図１
６に示す等価電気回路として表すことができ、圧力発生
室１６のヘルムホルツ共振周波数は、The recording head having the above structure is shown in FIG.
6 can be represented as an equivalent electric circuit, and the Helmholtz resonance frequency of the pressure generating chamber 16 is

【００５２】[0052]

【数６】 として表すことができ、本実施例では約１２０ｋＨｚ、
つまり５μｓ程度となる。なお、圧電振動子２２は前述
と同様に構成されていて、固有振動周波数が４５０ｋＨ
ｚで、周期が約２．２μｓである。[Equation 6] And about 120 kHz in this embodiment,
That is, it becomes about 5 μs. The piezoelectric vibrator 22 has the same structure as that described above, and has a natural vibration frequency of 450 kHz.
At z, the period is about 2.2 μs.

【００５３】図１７は、同上記録ヘッドを駆動する駆動
回路の一実施例を示すものであって、図中符号８０は、
制御手段で、ホストからの印字データの基づいて印字信
号に同期して出力端子８１、８２、８３から図１８に示
した第１の充電パルス（II）、第２の充電パルス（II
I）、及び放電パルス（IV）を出力するように構成され
ている。FIG. 17 shows an embodiment of a drive circuit for driving the recording head of the same as above. Reference numeral 80 in FIG.
The control means outputs the first charging pulse (II) and the second charging pulse (II) shown in FIG. 18 from the output terminals 81, 82 and 83 in synchronization with the print signal based on the print data from the host.
I) and discharge pulse (IV).

【００５４】第１の充電パルスがＮＰＮ型トランジスタ
８４のベースに入力してＮＰＮ型トランジスタ８４が導
通すると、ＰＮＰ型トランジスタ８５、８６及び抵抗８
７により構成された定電流回路８８が作動し、コンデン
サ８９を第２の電圧Ｖ2までメニスカスを引込むの適し
た一定電流Ｉraで充電する。When the first charge pulse is input to the base of the NPN type transistor 84 and the NPN type transistor 84 becomes conductive, the PNP type transistors 85 and 86 and the resistor 8 are connected.
The constant current circuit 88 constituted by 7 is activated to charge the capacitor 89 to a second voltage V2 with a constant current Ira suitable for pulling the meniscus.

【００５５】同様に、端子８２から出力する第２の充電
パルスがＮＰＮ型トランジスタ９０のベースに入力して
ＮＰＮ型トランジスタ９０が導通すると、ＰＮＰ型トラ
ンジスタ９１、９２及び抵抗９３により構成された定電
流回路９４が作動し、コンデンサ８９をメニスカスを急
速に引込むのに適した一定電流Ｉrbで電圧Ｖ2から電圧
Ｖ1まで追い充電し、以後所定時間この電圧Ｖ1を維持さ
せる。Similarly, when the second charging pulse output from the terminal 82 is input to the base of the NPN transistor 90 and the NPN transistor 90 becomes conductive, a constant current composed of the PNP transistors 91 and 92 and the resistor 93. The circuit 94 is activated to recharge the capacitor 89 from the voltage V2 to the voltage V1 with a constant current Irb suitable for rapidly drawing the meniscus, and thereafter maintain this voltage V1 for a predetermined time.

【００５６】一方、入力端子８３に放電パルスが入力す
ると、ＮＰＮ型トランジスタ９５、９６及び抵抗９７か
らなる定電流回路９８がコンデンサ８９の電荷を零電圧
まで、インク滴を吐出させるのに適した一定電流Ｉfaで
放電させる。なお、図中符号９９、１００により示すＮ
ＰＮ型トランジタは電流増幅器を構成しており、圧電振
動子を駆動するに適した電流を出力端子１０１に出力す
る。On the other hand, when a discharge pulse is input to the input terminal 83, a constant current circuit 98 composed of NPN type transistors 95 and 96 and a resistor 97 causes the electric charge of the capacitor 89 to reach a zero voltage, which is suitable for ejecting ink droplets. Discharge with current Ifa. Note that N shown by reference numerals 99 and 100 in the figure
The PN type transistor constitutes a current amplifier and outputs a current suitable for driving the piezoelectric vibrator to the output terminal 101.

【００５７】次にこのように構成した装置の動作につい
て説明する。ホストから印字指令が制御手段８０に出力
すると、制御手段８０は、印字信号（図１８ I）にタ
イミングを合わせて時間幅ｔ21の第１の充電信号（図１
８ II）を端子８１に出力する。圧電振動子２２は定電
流回８８による一定電流Ｉraで時間ｔ21の間、一定の勾
配で電圧Ｖ2まで充電され、一定速度で収縮して圧力発
生室１６を一定速度で膨張させる。Next, the operation of the apparatus thus configured will be described. When the print command is output from the host to the control unit 80, the control unit 80 matches the timing of the print signal (FIG. 18I) with the first charge signal (FIG. 1) having the time width t21.
8 II) is output to the terminal 81. The piezoelectric vibrator 22 is charged by the constant current Ira by the constant current circuit 88 to the voltage V2 at a constant gradient for the time t21, and contracts at a constant speed to expand the pressure generating chamber 16 at a constant speed.

【００５８】これにより、ノズル開口２０に静止してい
るメニスカスｍ（図１１ I）が圧力発生室側に急激に
引込まれ、メニスカスｍは自己の固有振動周波数で振動
を開始する。このとき前述したようノズル開口２０の壁
面から前述の粘性が支配的な領域の厚さδよりも中央領
域が選択的に圧力発生室側に大きく引込まれる（図１１
II）。As a result, the meniscus m (FIG. 11I) standing still at the nozzle opening 20 is suddenly drawn into the pressure generating chamber side, and the meniscus m starts to vibrate at its own natural vibration frequency. At this time, as described above, the central region of the wall surface of the nozzle opening 20 is selectively drawn to the pressure generating chamber side more than the thickness δ of the region where viscosity is dominant (FIG. 11).
II).

【００５９】制御手段８０は、電圧Ｖ2まで圧電振動子
２２を充電した段階でこの電圧Ｖ2を時間ｔ22だけ保持
し、圧力発生室１６の容積変化を可及的に防止する。メ
ニスカスは、圧力振動が負から正に反転すると、その境
界層の部分に外向きの流れ（図中 矢印Ａ）が生じ、ま
た中央部分は依然として圧力発生室側に引込まれ、時間
の経過とともに境界層部分がノズル開口側に押し出さ
れ、中央部ほど大きく圧力発生室側に変位したメニスカ
スとなる（図１１ III）。The control means 80 holds this voltage V2 for a time t22 at the time when the piezoelectric vibrator 22 is charged to the voltage V2, and prevents the volume change of the pressure generating chamber 16 as much as possible. In the meniscus, when the pressure oscillation reverses from negative to positive, an outward flow (arrow A in the figure) occurs in the boundary layer part, and the central part is still drawn to the pressure generating chamber side, and the boundary changes with time. The layer portion is pushed out toward the nozzle opening side, and becomes a meniscus that is displaced toward the pressure generating chamber side toward the center portion (FIG. 11 III).

【００６０】制御手段８０は、所定時間の経過後に第２
の充電パルス（図１８ III）を出力する。圧電振動子
２２は、定電流回路９４による一定電流Ｉrbで時間ｔ23
の間、一定の勾配で電圧Ｖ1まで充電され、一定速度で
大きく収縮して圧力発生室１６をさらに一定速度で膨張
させる。これにより、ノズル開口２０の中央領域ではイ
ンクが少なくイナータンスが境界層に比較して小さいた
め、ノズル開口２０の中央領域ｍcだけが選択的に圧力
発生室側に急速に引込まれる（図１１ IV）。The control means 80 controls the second unit after the elapse of a predetermined time.
The charging pulse (Fig. 18 III) is output. The piezoelectric vibrator 22 uses the constant current Irb generated by the constant current circuit 94 for the time t23.
During this period, the voltage V1 is charged with a constant gradient, and the pressure generating chamber 16 is greatly contracted at a constant rate to further expand the pressure generating chamber 16 at a constant rate. As a result, since there is less ink in the central area of the nozzle opening 20 and the inertance is smaller than that in the boundary layer, only the central area mc of the nozzle opening 20 is selectively and rapidly drawn to the pressure generating chamber side (FIG. 11 IV). ).

【００６１】このようにメニスカスの中央領域が圧力発
生室側に大きく引込まれた段階で、制御手段８０は端子
８３から放電パルス（図１８ IV）を出力する。圧電振
動子２２は定電流回路９８による一定電流Ｉfaで時間ｔ
25の間放電され、一定速度で大きく急激に伸長して圧力
発生室１６を一定速度で収縮させる。When the central area of the meniscus is largely drawn to the pressure generating chamber side, the control means 80 outputs a discharge pulse (IV in FIG. 18) from the terminal 83. The piezoelectric vibrator 22 uses the constant current Ifa generated by the constant current circuit 98 for the time t.
Discharged during 25, the pressure generating chamber 16 contracts at a constant speed by greatly and rapidly expanding at a constant speed.

【００６２】圧力発生室１６の収縮により加圧されたイ
ンクの流れ、つまり慣性流は、圧力発生室側に近いメニ
スカスの中央領域ｍcに集中的に作用し（図１１ V）、
メニスカスの中央領域だけを非常に大きな速度で押し出
す（図１１ VI）。このようにメニスカス自体の運動だ
けに頼ること無く、中央領域を積極的に加圧するため、
ノズル開口２０の直径よりも細いインク滴を印字に適し
た速度で安定にノズル開口２０から吐出させることがで
きる。The ink flow pressurized by the contraction of the pressure generating chamber 16, that is, the inertial flow, acts intensively on the central region mc of the meniscus near the pressure generating chamber side (FIG. 11 V),
Only the central area of the meniscus is extruded at a very large speed (Fig. 11 VI). In this way, to positively pressurize the central region without relying solely on the movement of the meniscus itself,
Ink droplets smaller than the diameter of the nozzle opening 20 can be stably ejected from the nozzle opening 20 at a speed suitable for printing.

【００６３】以下、圧電振動子２２の電圧が零となった
段階で、次の印字信号の入力を待ち、印字信号が入力す
る度に前述の工程を繰返してドットを形成する。Thereafter, when the voltage of the piezoelectric vibrator 22 becomes zero, the input of the next print signal is awaited, and each time the print signal is input, the above steps are repeated to form dots.

【００６４】ところで、この実施例においては第１のス
テップ（図１１ I）としてのメニスカスの引込みは、
メニスカスとノズル開口２０の壁面との間に境界層を発
生させるための工程であるから、その引込み量を少なく
するのが望ましく、これに対して第２ステップ（図１１
IV）としてのメニスカスの中央部のイナータンスを動
的に小さくし、かつ引き続くインクの慣性流の作用を大
きく作用させるためのものであるから、その引込み量
は、大きい程効果がある。したがって圧電振動子２２の
充電電圧Ｖ2と、追い充電電圧Ｖ1−Ｖ2との電圧比は、
１：３、好ましくは１：４、望ましくは１：６以上にな
るように設定する。By the way, in this embodiment, the pulling-in of the meniscus as the first step (FIG. 11I) is as follows.
Since this is a process for generating a boundary layer between the meniscus and the wall surface of the nozzle opening 20, it is desirable to reduce the amount of drawing in the boundary layer.
As IV), the inertance at the central portion of the meniscus is dynamically reduced and the subsequent action of the inertial flow of the ink is greatly exerted. Therefore, the larger the amount of pulling in, the more effective. Therefore, the voltage ratio between the charging voltage V2 of the piezoelectric vibrator 22 and the additional charging voltage V1-V2 is
It is set to be 1: 3, preferably 1: 4, and preferably 1: 6 or more.

【００６５】そして、第１の立ち上がり時間ｔ21と第２
の立ち上がり時間ｔ23は、圧電振動子２２の固有振動周
期よりも短い方が、一層効果的であることを実験的に確
認した。このため、本実施例では時間ｔ21＋ｔ23を２μ
ｓ乃至３μｓに設定されている。また、インク滴吐出の
ための立ち下がり時間ｔ25は、前述の実施例と同様に圧
電振動子２２の固有振動周期以下、望ましくは一致させ
ると、残留振動を防止することができる。Then, the first rising time t21 and the second rising time t21
It has been experimentally confirmed that the rising time t23 of 1 is shorter than the natural vibration period of the piezoelectric vibrator 22. Therefore, in this embodiment, the time t21 + t23 is set to 2 μm.
It is set to s to 3 μs. Further, if the fall time t25 for ejecting the ink droplets is equal to or less than the natural vibration period of the piezoelectric vibrator 22 as in the above-described embodiment, preferably, the fall time t25, the residual vibration can be prevented.

【００６６】具体的には最終の飽和電圧Ｖ１を２０ボル
トとすると、第１段階の充電電圧Ｖ2を３乃至５ボルト
に、またインク滴吐出のための立ち下がり時間ｔ25を２
μｓ乃至４μｓに設定して記録ヘッドを駆動すると、イ
ンク重量が５ｎｇ乃至７ｎｇ程度のインク滴を速度１０
ｍ／ｓ乃至１５ｍ／ｓ程度で吐出させることができた。Specifically, assuming that the final saturation voltage V1 is 20 volts, the charging voltage V2 in the first step is 3 to 5 volts, and the fall time t25 for ejecting ink droplets is 2.
When the recording head is driven with a setting of μs to 4 μs, an ink droplet having an ink weight of about 5 ng to 7 ng will have a velocity of 10%.
It was possible to eject at a rate of m / s to 15 m / s.

【００６７】これに対して、零ボルトからＶ1まで連続
して圧電振動子２２を充電する従来の駆動方法による
と、インク滴のインク量には大きな変化が無いものの、
速度が４ｍ／ｓ乃至８ｍ／ｓと約１／２にまで低下し
た。On the other hand, according to the conventional driving method of continuously charging the piezoelectric vibrator 22 from zero volt to V1, although the ink amount of the ink droplet does not change greatly,
The speed was reduced to about 1/2 from 4 m / s to 8 m / s.

【００６８】さらに詳説すると、第１の立ち上がりの終
端と、第２の立ち上がりの始端との時間差を規定するホ
ールド時間ｔ22も重要な要素で、圧力発生室７０のヘル
ムホルツ共振周波数によるメニスカスの振動の周期（本
実施例では５μｓ）の約１／２（２μｓ乃至３μｓ）に
設定することにより、インク滴のインク量を減少させて
インク滴の飛行速度を増大させることができる。More specifically, the hold time t22 that defines the time difference between the end of the first rising edge and the start of the second rising edge is also an important factor, and the period of the meniscus oscillation due to the Helmholtz resonance frequency of the pressure generating chamber 70 is also an important factor. By setting it to about 1/2 (5 μs in this embodiment) (2 μs to 3 μs), the ink amount of the ink droplet can be reduced and the flight speed of the ink droplet can be increased.

【００６９】これに対して、ホールド時間ｔ22を長目に
設定すると、インク滴のインク量が増大するばかりでな
く、飛行速度までが低下して初期の目的を達成すること
が不可能となる。これはホールド時間ｔ22が長くなる
と、第１段階の充電により引込まれたメニスカスが反転
してノズル開口側に向かい始めている段階、つまりメニ
スカスの中央部がノズル開口側に凸となっている状態
で、第２段階目のメニスカスの引込みを行うことにな
り、メニスカスの引込み力がメニスカスの運動により相
殺されてしまうことになる。On the other hand, if the hold time t22 is set to be long, not only the ink amount of the ink droplets increases, but also the flight speed decreases and it becomes impossible to achieve the initial purpose. This is because when the hold time t22 becomes long, the meniscus drawn in by the first-stage charging is reversed and starts to move toward the nozzle opening side, that is, in the state where the central portion of the meniscus is convex toward the nozzle opening side, The meniscus is pulled in at the second stage, and the pulling force of the meniscus is canceled by the movement of the meniscus.

【００７０】したがって、前述の境界層より中央領域で
は、流れが慣性の影響を大きく受けて一体となって振動
するものの、圧力勾配の時間的変化、つまり振動の位相
に対してπ／２遅れた位相を持つという前述の効果を利
用することができなくなるためである。換言すると、第
１段階の充電によるメニスカスの引込み後、メニスカス
の振動の１周期よりも短い時間内に第２段階のメニスカ
スの引込みを実行することが必須の要件となる。Therefore, in the central region of the boundary layer, the flow is greatly affected by inertia and vibrates as a unit, but the time gradient of the pressure gradient, that is, the phase of vibration is delayed by π / 2. This is because the above-described effect of having a phase cannot be used. In other words, it is an essential requirement to execute the second-stage meniscus pull-in within a time shorter than one cycle of the meniscus vibration after the first-stage charge meniscus pull-in.

【００７１】図１９は、上述した駆動方法における圧電
振動子２２の変位と、メニスカスの中央部の位置との関
係を示す線図で、第１段階の充電による圧電振動子２２
の縮小によりメニスカスが引込まれる。そしてこの引込
み量よりも少ない変位量で復帰した時点で圧電振動子２
２を大幅に縮小させてメニスカスを大きく引込み、この
引込みによるメニスカスの振動が反転してノズル開口２
０に向かう時点で、圧電振動子２２を放電させてインク
滴を吐出させる。FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the displacement of the piezoelectric vibrator 22 and the position of the central portion of the meniscus in the above-described driving method. The piezoelectric vibrator 22 by the first-stage charging is shown.
The meniscus is pulled in by the reduction of. Then, when the piezoelectric vibrator 2 is returned with a displacement amount smaller than the retracted amount,
2 is greatly reduced and the meniscus is largely retracted, and the vibration of the meniscus due to this reversal is reversed and the nozzle opening 2
At the time of going to 0, the piezoelectric vibrator 22 is discharged to eject an ink droplet.

【００７２】これにより、メニスカスの中央部が圧力発
生室に最も近づき、かつノズル開口側に向かう時点で、
圧力発生室１６が加圧されるから、インク滴のインク量
の減少させ、かつ飛行速度を落とすことなく飛翔させる
ことができる。As a result, when the central portion of the meniscus comes closest to the pressure generating chamber and heads toward the nozzle opening side,
Since the pressure generating chamber 16 is pressurized, it is possible to reduce the amount of ink in the ink droplet and to fly the ink droplet without reducing the flight speed.

【００７３】なお、上述の実施例においては、圧電振動
子の長手方向を変位方向とする圧電振動子に例を採って
説明したが、図２０に示したように、インク供給口１１
０を介してリザーバ１１１と、ノズル連通孔１１２、１
１３を介してノズル開口１１４に連通する圧力発生室１
１５の一部を弾性変形可能な蓋体１１６により封止し、
蓋体１１６の表面にたわみモードで変位する圧電振動子
１１７を貼着したり、また圧電材料をスパッタリングに
より形成した記録ヘッドに適用しても同様の作用を奏す
る。In the above embodiment, the piezoelectric vibrator having the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator as the displacement direction has been described as an example. However, as shown in FIG.
0 through the reservoir 111, the nozzle communication holes 112, 1
Pressure generating chamber 1 communicating with the nozzle opening 114 via 13
A part of 15 is sealed by an elastically deformable lid body 116,
The same effect can be obtained by sticking the piezoelectric vibrator 117 that is displaced in the flexure mode on the surface of the lid body 116 or applying the piezoelectric vibrator to a recording head formed by sputtering.

【００７４】[0074]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
ニスカスの中央領域だけを効果的、選択的に加圧して、
インク量の少ないインク滴を印刷に適した飛行速度で、
かつインクの粘度による影響を可及的に少なくして吐出
させることができる。As described above, according to the present invention, only the central region of the meniscus is effectively and selectively pressurized,
At a flight speed suitable for printing ink drops with a small amount of ink,
Moreover, it is possible to eject the ink with the influence of the viscosity of the ink being reduced as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明のインクジェット式装置の一実施例
を、記録機構を中心にして示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an ink jet apparatus of the present invention centering on a recording mechanism.

【図２】 同上装置の記録ヘッドの一実施例を示す組立
斜視図である。FIG. 2 is an assembled perspective view showing an embodiment of a recording head of the same apparatus.

【図３】 同上記録ヘッドの断面構造を１つの圧力発生
室について示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a sectional structure of the recording head of the same for one pressure generating chamber.

【図４】 同上記録ヘッドに使用する圧電振動子ユニッ
トの一実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a piezoelectric vibrator unit used in the recording head of the same.

【図５】 同上記録ヘッドの圧力発生室の近傍で拡大し
て示す斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the pressure generating chamber of the recording head.

【図６】 同上記録ヘッドの圧力発生室を封止する弾性
板の構造を拡大して示す図である。FIG. 6 is an enlarged view showing the structure of an elastic plate that seals the pressure generating chamber of the recording head.

【図７】 図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上記録ヘッ
ドの流体特性をモデル化して示す図である。FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams showing the fluid characteristics of the recording head as a model, respectively.

【図８】 同上記録ヘッドを駆動する駆動装置の一実施
例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive device for driving the recording head of the above.

【図９】 同上駆動装置の信号を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform chart showing signals of the drive device of the same.

【図１０】 本発明の駆動方法によりノズル開口近傍で
発生する２つの異なる流体特性の範囲を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing two different fluid characteristic ranges generated in the vicinity of the nozzle opening by the driving method of the present invention.

【図１１】 図（I）乃至（VI）は、それぞれ本発明の
駆動方法によるメニスカスの運動を模式的に示す図であ
る。11 (I) to (VI) are diagrams schematically showing the movement of a meniscus according to the driving method of the present invention.

【図１２】 本発明の駆動方法によるメニスカスの中央
部の位置の時間的変化を示す線図である。FIG. 12 is a diagram showing a temporal change in the position of the central portion of the meniscus according to the driving method of the present invention.

【図１３】 図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ比較例とし
て示すメニスカスの中央部の位置の時間的変化を示す線
図である。13A and 13B are diagrams showing temporal changes in the position of the central portion of the meniscus shown as a comparative example, respectively.

【図１４】 本発明の駆動方法に適したインクジェット
式記録ヘッドの他の実施例を、圧力発生室近傍を拡大し
て示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing another embodiment of the ink jet recording head suitable for the driving method of the present invention in the vicinity of the pressure generating chamber in an enlarged manner.

【図１５】 本発明の他の駆動方法に適したインクジェ
ット式記録ヘッドの他の実施例を、圧力発生室近傍を拡
大して示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing another embodiment of the ink jet recording head suitable for another driving method of the present invention in the vicinity of the pressure generating chamber in an enlarged manner.

【図１６】 同上記録ヘッドの流体特性をモデル化して
示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a modeled fluid characteristic of the recording head.

【図１７】 同上記録ヘッドを駆動するの適した駆動装
置の一実施例を示す回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram showing an embodiment of a driving device suitable for driving the recording head of the above.

【図１８】 同上駆動装置の信号を示す波形図であ
る。FIG. 18 is a waveform chart showing signals of the driving device of the above.

【図１９】 図（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の駆動
方法による圧電振動子の変位の時間的変化と、メニスカ
スの中央部の変位の時間的変化を示す線図である。19 (a) and 19 (b) are diagrams showing temporal changes in displacement of the piezoelectric vibrator and temporal changes in displacement of the central portion of the meniscus according to the second driving method of the present invention. .

【図２０】 本発明の記録方法が適用可能なインクジェ
ット式記録ヘッドの他の実施例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing another embodiment of an ink jet recording head to which the recording method of the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１６ 圧力発生室 １７ リザーバ １８ インク供給
口 ２０ ノズル開口 ２１ 弾性板 ２２ 圧電振動子 ２３ アイランド部
２４ 薄肉部16 Pressure Generating Chamber 17 Reservoir 18 Ink Supply Port 20 Nozzle Opening 21 Elastic Plate 22 Piezoelectric Vibrator 23 Island Part 24 Thin Part

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 インク供給口を介してリザーバに連通し
てインクの供給を受け、またノズル開口からインク滴を
吐出する圧力発生室の容積を圧電振動子の変位により膨
張させて、前記ノズル開口に静止しているメニスカスの
中央領域を前記ノズル開口の壁面側の領域よりも選択的
に引き込み、前記メニスカスを少なくとも周波数が異な
る２つの固有振動で振動させる第１工程と、 第１工程で引き込まれた前記メニスカスの中央領域が前
記ノズル開口側に反転し、かつ２つの異なる周波数の固
有振動で振動している前記メニスカスの移動方向が前記
ノズル開口側への移動として同期した時点で前記圧電振
動子を変位させて圧力発生室をインク滴を吐出させるこ
とが可能な速度で収縮させる第２工程とからなるインク
ジェット式記録装置による記録方法。1. The nozzle opening is communicated with a reservoir via an ink supply port to receive ink supply, and the volume of a pressure generating chamber for ejecting ink droplets from the nozzle opening is expanded by displacement of a piezoelectric vibrator, thereby forming the nozzle opening. A first step of selectively pulling in a central area of the meniscus stationary at a position more than an area on the wall surface side of the nozzle opening, and vibrating the meniscus with at least two natural vibrations having different frequencies; When the central region of the meniscus is inverted to the nozzle opening side, and the moving direction of the meniscus vibrating with the solid vibration of two different frequencies is synchronized with the movement to the nozzle opening side. And a second step of displacing the piezoelectric vibrator to contract the pressure generating chamber at a speed capable of ejecting ink droplets. Recording method. 【請求項２】 第１工程、及び第２工程における前記圧
電振動子の変位時間が、前記メニスカスの固有振動の周
期以下である請求項１に記載のインクジェット式記録装
置による記録方法。2. The recording method by an ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the displacement time of the piezoelectric vibrator in the first step and the second step is equal to or less than the cycle of the natural vibration of the meniscus. 【請求項３】 外部からインクの供給を受けるリザーバ
と、一部が弾性変形可能な蓋材により封止されて容積変
化によりインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐
出させる圧力発生室と、前記リザーバと前記圧力発生室
とを接続するインク供給口と、前記蓋材を弾性変形させ
る圧電振動子とを備えた記録ヘッドにおいて、 前記ノズル開口側の領域、及びインク供給口側にそれぞ
れインク流により弾性変形可能な領域が形成されて、前
記圧力発生室自体のイナータンスと、前記インク供給口
のイナータンスＭsが、ともに前記ノズル開口のイナー
タンスＭnより大きく、かつ前記インク供給口側の領域
のヘルムホルツ共振周波数が他の領域よりも低く設定さ
れているインクジェット式記録ヘッド。3. A reservoir for supplying ink from the outside, a pressure generating chamber which is partially sealed by an elastically deformable lid member, pressurizes the ink due to volume change, and ejects an ink droplet from a nozzle opening, In a recording head including an ink supply port that connects the reservoir and the pressure generating chamber, and a piezoelectric vibrator that elastically deforms the lid member, an ink flow is provided on the nozzle opening side region and the ink supply port side, respectively. An elastically deformable region is formed, and the inertance of the pressure generating chamber itself and the inertance Ms of the ink supply port are both larger than the inertance Mn of the nozzle opening, and the Helmholtz resonance of the region on the ink supply port side. Inkjet recording head whose frequency is set lower than other areas. 【請求項４】 前記インク供給口側の領域の前記ヘルム
ホルツ共振周波数と前記他の領域の前記ヘルムホルツ共
振周波数とが整数倍の関係となるように設定されている
請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッド。4. The ink jet recording according to claim 3, wherein the Helmholtz resonance frequency in the area on the ink supply port side and the Helmholtz resonance frequency in the other area are set to have an integer multiple relationship. head. 【請求項５】 前記ノズル開口側のインク流により弾性
変形可能な領域と前記圧電振動子により弾性変形可能な
領域とが絞り部により区画されていること、及び前記イ
ンク供給口側のインク流により弾性変形可能な領域と前
記圧電振動子により弾性変形可能な領域とが絞り部によ
り区画されていることを特徴とする請求項３に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。5. An area that is elastically deformable by the ink flow on the nozzle opening side and an area that is elastically deformable by the piezoelectric vibrator are partitioned by a diaphragm , and the ink flow on the ink supply port side is defined. The ink jet recording head according to claim 3, wherein an elastically deformable area and an area elastically deformable by the piezoelectric vibrator are partitioned by a diaphragm portion.