JP5473559B2 - Method for driving liquid ejection head and recording apparatus - Google Patents

Method for driving liquid ejection head and recording apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5473559B2
JP5473559B2 JP2009269456A JP2009269456A JP5473559B2 JP 5473559 B2 JP5473559 B2 JP 5473559B2 JP 2009269456 A JP2009269456 A JP 2009269456A JP 2009269456 A JP2009269456 A JP 2009269456A JP 5473559 B2 JP5473559 B2 JP 5473559B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
voltage
pressurizing chamber
piezoelectric actuator
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009269456A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011110815A (en
Inventor
渉 池内
歩 松元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2009269456A priority Critical patent/JP5473559B2/en
Publication of JP2011110815A publication Critical patent/JP2011110815A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5473559B2 publication Critical patent/JP5473559B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動方法および記録装置に関するものである。   The present invention relates to a driving method of a liquid discharge head that discharges liquid droplets and a recording apparatus.

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。   In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。   In addition, in such a liquid discharge head, a serial type that performs recording while moving the liquid discharge head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and main scanning from the recording medium There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with a liquid discharge head that is long in the direction fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。   In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the liquid discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head must be increased. There is a need to.

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールド（共通流路）およびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。   Therefore, a liquid discharge head is provided so as to cover the liquid pressurization chamber and a flow path member having a liquid discharge hole connecting the manifold (common flow path) and the manifold via a plurality of liquid pressurization chambers, respectively. A structure in which an actuator unit having a plurality of displacement elements is laminated is known (for example, see Patent Document 1). In this liquid ejection head, the liquid pressurizing chambers connected to the plurality of liquid ejection holes are arranged in a matrix, and the displacement elements of the actuator unit provided so as to cover the chambers are displaced so that each liquid ejection chamber Ink is ejected and printing is possible at a resolution of 600 dpi in the main scanning direction.

特開２００３−３０５８５２号公報JP 2003-305852 A

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、変位素子である圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、液体加圧室を第１の状態にして待機した後、圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、圧電アクチュエータに第1の電圧を加えて前記液体加圧室を第１の状態にすることで吐出する場合、例えば、変位素子を駆動する駆動周波数を高くしようとしたり、変位素子の変位量を大きくするように圧電アクチュエータの厚さを薄くしたりすると、１つの駆動信号により液滴が吐出された後、流路内の液体や圧電アクチュエータの振動が十分収まらないうちに、次の駆動信号が加わることがあり、その場合、残留振動により、１回目の吐出特性と２回目以降の吐出特性とに差が生じるおそれがあった。   However, in the liquid ejection head described in Patent Document 1, after applying a first voltage to the piezoelectric actuator that is the displacement element and setting the liquid pressurizing chamber in the first state and waiting, the second voltage is applied to the piezoelectric actuator. To make the liquid pressurizing chamber into the first state by applying a first voltage to the piezoelectric actuator after the liquid pressurizing chamber is brought into the second state having a larger volume than the first state. For example, when the drive frequency for driving the displacement element is increased or the thickness of the piezoelectric actuator is decreased so as to increase the displacement amount of the displacement element, the droplet is discharged by one drive signal. After that, the next drive signal may be applied before the vibration of the liquid in the flow path or the piezoelectric actuator has sufficiently subsided. In this case, the first ejection characteristics and the second and subsequent times due to residual vibration. There is a possibility that a difference occurs in the discharge characteristics.

したがって、本発明の目的は、連続して吐出を行なう際に、流路内の液体や圧電アクチュエータの残留振動により生じる吐出特性の変動の少ない液体吐出ヘッドの駆動方法および記録装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving method and a recording apparatus for a liquid discharge head in which there is little fluctuation in discharge characteristics caused by residual vibration of liquid in a flow path or a piezoelectric actuator during continuous discharge. is there.

本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法は、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路内の液
体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とする。
The driving method of the liquid discharge head of the present invention, flow path portion connecting the liquid pressurizing chamber, pressure electrostatic actuator Ru applying pressure to the liquid pressure chamber, and the liquid discharge hole and the liquid discharge hole and the liquid pressurizing chamber And applying a first voltage to the piezoelectric actuator to set the liquid pressurizing chamber in a first state and waiting, and then applying a second voltage to the piezoelectric actuator to than said first state to a second state has a large volume, then than to the liquid pressurizing chamber by adding the first voltage to the piezoelectric actuator in the first state, before Symbol partial stream A method of driving a liquid discharge head for discharging a liquid in a channel from the liquid discharge hole, wherein the volume natural vibration period of the liquid in the liquid pressurizing chamber and the partial flow path is Tn (μsec), The natural vibration period of the piezoelectric actuator is Ta (μ ), The first time from the start of changing from the first voltage to the second voltage to the start of changing from the second voltage to the first voltage is T1 (μsec), and the second The time from when the first voltage starts to change to the first voltage until the first voltage is reached is Tr (μs), and after the first voltage starts to change to the second voltage, the liquid is discharged. After that, in order to discharge the next liquid, when the time until the change from the first voltage to the second voltage starts to be T2 (μ seconds), the decimal part of (T2−T1) / Tn is It is 0.250 or more and less than 0.750, and the decimal part of (T2-T1-Tr) / Ta is 0.000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000.

（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満であることが好ましい。   (T2-T1) / Tn is preferably less than 2.750.

（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満であることが好ましい。   (T2-T1-Tr) / Ta is preferably less than 15.000.

また、本発明の記録装置は、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部と、を備える記録装置であって、前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加
えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動
周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することを特徴とする。 The recording apparatus of the present invention has a flow path portion connecting the liquid pressurizing chamber, pressure electrostatic actuator Ru applying pressure to the liquid pressure chamber, and the liquid discharge hole and the liquid discharge hole and the liquid pressurizing chamber a liquid discharge head, a recording apparatus comprising a conveying unit, and a control unit for controlling the liquid ejection head and conveying portion for conveying the recording medium to the liquid discharge head, wherein, the piezoelectric A first voltage is applied to the actuator, the liquid pressurizing chamber is set in the first state, and the standby is performed. Then, a second voltage is applied to the piezoelectric actuator, so that the pressurizing chamber is set to be more than in the first state. volume is large the second state, then the more to the liquid pressurizing chamber by adding the first voltage to the piezoelectric actuator in the first state, said liquid prior Symbol flow path portion in the liquid When discharging from the discharge hole, the liquid The volume natural vibration period of the liquid in the body pressurizing chamber and the partial flow path is Tn (μ seconds), the natural vibration period of the piezoelectric actuator is Ta (μ seconds), and the second voltage is calculated from the first voltage. The first time from the start of changing to the first voltage to the start of changing from the second voltage to the first voltage is defined as T1 (μ seconds), and from the start of changing from the second voltage to the first voltage. In order to discharge the next liquid after discharging the liquid from the first voltage to the second voltage, the time to reach the first voltage is Tr (μ seconds). When the time until the first voltage starts to change to the second voltage is T2 (μsec), the decimal part of (T2−T1) / Tn is set to 0.250 or more and less than 0.750, and (T2 −T1-Tr) / Ta decimal part is 0.000 or more and 0.25 It is controlled to be less than 0 or 0.750 to less than 1.000.

本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法によれば、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える平板状の圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とすることにより、液滴を連続して吐出する際に、前の液滴の吐出した後の、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の残留振動の影響および前記圧電アクチュエータの残留振動の影響により生じる吐出特性の変動、および吐出する液滴が１滴にならない分滴が生じ難くできる。   According to the driving method of the liquid discharge head of the present invention, the liquid pressurizing chamber, the plate-like piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid pressurizing chamber, the liquid discharge hole, and the liquid pressurization chamber and the liquid discharge hole are connected. And having a partial flow path, applying a first voltage to the piezoelectric actuator, setting the liquid pressurizing chamber in a first state and waiting, and then applying a second voltage to the piezoelectric actuator to apply the liquid. The pressure chamber is set to a second state having a volume larger than that of the first state, and then the liquid pressure chamber is set to the first state by applying the first voltage to the piezoelectric actuator. A liquid ejection head driving method for ejecting liquid in a liquid pressurization chamber and in the partial flow channel from the liquid discharge hole, wherein the volume natural vibration period of the liquid in the liquid pressurization chamber and the partial flow channel is set. Tn (μ seconds) The natural period of the tutor is Ta (μsec), and the first time from when the first voltage starts to change to the second voltage until the second voltage starts to change to the first voltage is T1 (μ seconds), the time from the start of changing from the second voltage to the first voltage until the first voltage is reached is Tr (μ seconds), and from the first voltage to the second voltage When the time from the start of the change to the first voltage to the start of the change from the first voltage to the second voltage in order to discharge the next liquid after the discharge of the liquid is T2 (μ seconds), The decimal part of T2-T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, and the decimal part of (T2-T1-Tr) / Ta is 0.000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000. It is characterized by The discharge characteristics of the liquid pressurization chamber and the partial flow channel after the discharge of the previous liquid droplet are discharged due to the influence of the residual vibration of the liquid and the influence of the residual vibration of the piezoelectric actuator. It is possible to make it difficult for the fluctuation and the droplet to be ejected to be a single droplet.

（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満である場合、特に吐出特性の変動および分滴が生じ難くできる。   When (T2−T1) / Tn is less than 2.750, it is particularly difficult for fluctuations in ejection characteristics and droplets to occur.

（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満である場合、特に吐出特性の変動および分滴が生じ難くできる。   When (T2-T1-Tr) / Ta is less than 15.000, fluctuations in ejection characteristics and droplets can be made difficult to occur.

また、本発明の記録装置によれば、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える平板状の圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部とを備える記録装置であって、前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエタに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することにより、液滴を連続して吐出する際に、前の液滴の吐出した後の、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の残留振動の影響および前記圧電アクチュエータの残留振動の影響により生じる吐出特性の変動、および分滴が生じ難くできる。   Further, according to the recording apparatus of the present invention, the liquid pressurizing chamber, the plate-like piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid pressurizing chamber, the liquid discharge hole, and the partial flow that connects the liquid pressurization chamber and the liquid discharge hole A recording apparatus comprising: a liquid ejection head having a path; a conveyance unit that conveys a recording medium to the liquid ejection head; and a control unit that controls the liquid ejection head and the conveyance unit. A first voltage is applied to the piezoelectric actuator to place the liquid pressurizing chamber in a first state and wait, and then a second voltage is applied to the piezoelectric actuator to bring the pressurizing chamber into the first state. Then, the liquid pressurizing chamber and the partial flow are placed in the second state having a larger volume than that, and then applying the first voltage to the piezoelectric actuator to bring the liquid pressurizing chamber into the first state. The liquid in the channel When discharging from the body discharge hole, the volume natural vibration period of the liquid in the liquid pressurizing chamber and the partial flow path is Tn (μ seconds), and the natural vibration period of the piezoelectric actuator is Ta (μ seconds). The first time from the start of changing from the first voltage to the second voltage to the start of changing from the second voltage to the first voltage is T1 (μsec), and the second voltage The time from when the first voltage starts to change to the first voltage until the first voltage is reached is Tr (μs), and after the liquid starts to change from the first voltage to the second voltage, When the time until the change from the first voltage to the second voltage starts to be changed to T2 (μ seconds) in order to discharge the next liquid, the decimal part of (T2−T1) / Tn is set to 0. 250 or more and less than 0.750, and (T2-T1-Tr) / Ta By controlling the decimal part to 0.000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000, when the droplets are continuously ejected, the liquid addition after the previous droplet ejection is performed. Variations in ejection characteristics and droplets caused by the influence of the residual vibration of the liquid in the pressure chamber and the partial flow path and the influence of the residual vibration of the piezoelectric actuator can be made difficult to occur.

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a printer that is a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a head body that constitutes the liquid ejection head of FIG. 1. 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 2. 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along the VV line of FIG. （ａ）本発明の液体吐出ヘッドの駆動波形であり、（ｂ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の圧電アクチュエータの変位であり、（ｃ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の液体の体積速度である。(A) The drive waveform of the liquid ejection head of the present invention, (b) is the displacement of the piezoelectric actuator when the drive waveform of (a) is added, and (c) is the drive waveform of (a). The volume velocity of the liquid when added. （ａ）は、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分と吐出速度の比を示したグラフであり、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分と分滴の有無を示したグラフである。(A) is a graph showing the ratio between the fractional part of (T2-T1) / Tn and the ejection speed, and is a graph showing the fractional part of (T2-T1-Tr) / Ta and the presence or absence of droplets. .

図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color ink jet printer which is a recording apparatus including a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention. This color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) has four liquid ejection heads 2. These liquid discharge heads 2 are arranged along the conveyance direction of the printing paper P and are fixed to the printer 1. The liquid discharge head 2 has an elongated shape in a direction from the front to the back in FIG.

プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。   In the printer 1, a paper feed unit 114, a transport unit 120, and a paper receiver 116 are sequentially provided along the transport path of the printing paper P. In addition, the printer 1 is provided with a control unit 100 for controlling the operation of each unit of the printer 1 such as the liquid discharge head 2 and the paper feeding unit 114.

給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。   The paper supply unit 114 includes a paper storage case 115 that can store a plurality of printing papers P, and a paper supply roller 145. The paper feed roller 145 can send out the uppermost print paper P among the print papers P stacked and stored in the paper storage case 115 one by one.

給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。   Between the paper feed unit 114 and the transport unit 120, two pairs of feed rollers 118a and 118b and 119a and 119b are arranged along the transport path of the printing paper P. The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 is guided by these feed rollers and further sent out to the transport unit 120.

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。   The transport unit 120 includes an endless transport belt 111 and two belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is wound around belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is adjusted to such a length that it is stretched with a predetermined tension when it is wound around two belt rollers. Thus, the conveyor belt 111 is stretched without slack along two parallel planes each including a common tangent line of the two belt rollers. Of these two planes, the plane closer to the liquid ejection head 2 is a transport surface 127 that transports the printing paper P.

ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。   As shown in FIG. 1, a conveyance motor 174 is connected to the belt roller 106. The transport motor 174 can rotate the belt roller 106 in the direction of arrow A. The belt roller 107 can rotate in conjunction with the transport belt 111. Therefore, the conveyance belt 111 moves along the direction of arrow A by driving the conveyance motor 174 and rotating the belt roller 106.

ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。   In the vicinity of the belt roller 107, a nip roller 138 and a nip receiving roller 139 are arranged so as to sandwich the conveyance belt 111. The nip roller 138 is urged downward by a spring (not shown). A nip receiving roller 139 below the nip roller 138 receives the nip roller 138 biased downward via the conveying belt 111. The two nip rollers are rotatably installed and rotate in conjunction with the conveyance belt 111.

給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。   The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 to the transport unit 120 is sandwiched between the nip roller 138 and the transport belt 111. As a result, the printing paper P is pressed against the transport surface 127 of the transport belt 111 and is fixed on the transport surface 127. The printing paper P is transported in the direction in which the liquid ejection head 2 is installed according to the rotation of the transport belt 111. The outer peripheral surface 113 of the conveyor belt 111 may be treated with adhesive silicon rubber. Thereby, the printing paper P can be securely fixed to the transport surface 127.

４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図４参照）。   The four liquid discharge heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the conveyance belt 111. Each liquid discharge head 2 has a head body 13 at the lower end. A number of liquid ejection holes 8 for ejecting liquid are provided on the lower surface of the head body 13 (see FIG. 4).

１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。   Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the liquid ejection holes 8 provided in one liquid ejection head 2. Since the liquid ejection holes 8 of each liquid ejection head 2 are arranged at equal intervals in one direction (a direction parallel to the printing paper P and perpendicular to the conveyance direction of the printing paper P and the longitudinal direction of the liquid ejection head 2), Printing can be performed without gaps in one direction. The colors of the liquid ejected from each liquid ejection head 2 are magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), respectively. Each liquid ejection head 2 is disposed with a slight gap between the lower surface of the head body 13 and the transport surface 127 of the transport belt 111.

搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。   The printing paper P transported by the transport belt 111 passes through the gap between the liquid ejection head 2 and the transport belt 111. At that time, droplets are ejected from the head main body 13 constituting the liquid ejection head 2 toward the upper surface of the printing paper P. As a result, a color image based on the image data stored by the control unit 100 is formed on the upper surface of the printing paper P.

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。   A separation plate 140 and two pairs of feed rollers 121a and 121b and 122a and 122b are arranged between the transport unit 120 and the paper receiver 116. The printing paper P on which the color image is printed is conveyed to the peeling plate 140 by the conveying belt 111. At this time, the printing paper P is peeled from the transport surface 127 by the right end of the peeling plate 140. Then, the printing paper P is sent out to the paper receiving unit 116 by the feed rollers 121a to 122b. In this way, the printed printing paper P is sequentially sent to the paper receiving unit 116 and stacked on the paper receiving unit 116.

なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。   Note that a paper surface sensor 133 is installed between the liquid ejection head 2 and the nip roller 138 that are the most upstream in the transport direction of the printing paper P. The paper surface sensor 133 includes a light emitting element and a light receiving element, and can detect the leading end position of the printing paper P on the transport path. The detection result by the paper surface sensor 133 is sent to the control unit 100. The control unit 100 can control the liquid ejection head 2, the conveyance motor 174, and the like so that the conveyance of the printing paper P and the printing of the image are synchronized based on the detection result sent from the paper surface sensor 133.

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。   Next, the head main body 13 constituting the liquid discharge head of the present invention will be described. FIG. 2 is a top view showing the head main body 13 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged top view of a region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 2 and is a part of the head main body 13. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the same position as in FIG. 3, in which some of the flow paths are omitted so that the position of the liquid discharge holes 8 can be easily understood. 3 and 4, in order to make the drawings easy to understand, the liquid pressurizing chamber 10 (liquid pressurizing chamber group 9), the squeezing 12, and the liquid discharge holes which are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator unit 21. 8 is drawn with a solid line. FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIG.

ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、圧電アクチュエータユニット２１とを有している。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる。   The head main body 13 has a flat plate-like channel member 4 and a piezoelectric actuator unit 21 on the channel member 4. The piezoelectric actuator unit 21 has a trapezoidal shape, and is disposed on the upper surface of the flow path member 4 so that a pair of parallel opposing sides of the trapezoid is parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. Further, two piezoelectric actuator units 21 are arranged on the flow path member 4 as a whole in a zigzag manner, two along each of two virtual straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. Yes. The oblique sides of the piezoelectric actuator units 21 adjacent to each other on the flow path member 4 partially overlap in the short direction of the flow path member 4. In the area printed by driving the overlapping piezoelectric actuator unit 21, the droplets ejected by the two piezoelectric actuator units 21 are mixed and landed.

流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。   A manifold 5 that is a part of the liquid flow path is formed inside the flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the flow path member 4, and an opening 5 b of the manifold 5 is formed on the upper surface of the flow path member 4. A total of ten openings 5 b are formed along each of two straight lines (imaginary lines) parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. The opening 5b is formed at a position that avoids a region where the four piezoelectric actuator units 21 are disposed. The manifold 5 is supplied with liquid from a liquid tank (not shown) through the opening 5b.

流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド（共通流路）５ａということがあり、開口５ｂから副マニホールド５ａまでのマニホールド５を液体供給路５ｃということがある）。開口５ｂに繋がる液体供給路５ｃは、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体１３の長手方向に延在している。   The manifold 5 formed in the flow path member 4 is branched into a plurality of parts (the manifold 5 at the branched portion is sometimes referred to as a sub-manifold (common flow path) 5a, and the manifold from the opening 5b to the sub-manifold 5a). 5 may be referred to as a liquid supply path 5c). The liquid supply path 5 c connected to the opening 5 b extends along the oblique side of the piezoelectric actuator unit 21 and is disposed so as to intersect with the longitudinal direction of the flow path member 4. In a region sandwiched between two piezoelectric actuator units 21, one manifold 5 is shared by adjacent piezoelectric actuator units 21, and the sub-manifold 5 a branches off from both sides of the manifold 5. These sub-manifolds 5 a extend in the longitudinal direction of the head main body 13 adjacent to each other in regions facing the piezoelectric actuator units 21 inside the flow path member 4.

すなわち、副マニホールド（共通流路）５ａの両端は、液体供給路５ｃに繋がっている。また、詳細は後述するが、副マニホールド（共通流路）５ａは中央部分の断面積が、両端部分の断面積よりも大きくなっている。断面積は、副マニホールド（共通流路）５ａの深さを変えることにより変えられている。また、液体供給路５ｃの断面積は、副マニホールド（共通流路）５ａの端の断面積より大きくなっている。なお、図３においては、副マニホールド（共通流路）５ａの端が２つの液体供給路５ｃに繋がっているものがあるが、このような場合は、それらの液体供給路５ｃの合計の断面積が副マニホールド（共通流路）５ａの端の断面積よりも大きくなっているということである。これは、副マニホールド（共通流路）５ａの端に３つ以上の液体供給路５ｃが繋がっている場合も同様である。   That is, both ends of the sub-manifold (common flow path) 5a are connected to the liquid supply path 5c. Although details will be described later, the sub-manifold (common flow path) 5a has a cross-sectional area at the center portion larger than that at both end portions. The cross-sectional area is changed by changing the depth of the sub-manifold (common flow path) 5a. The cross-sectional area of the liquid supply path 5c is larger than the cross-sectional area of the end of the sub-manifold (common flow path) 5a. In FIG. 3, the end of the sub-manifold (common flow path) 5a is connected to two liquid supply paths 5c. In such a case, the total cross-sectional area of these liquid supply paths 5c is used. Is larger than the cross-sectional area of the end of the sub-manifold (common flow path) 5a. The same applies to the case where three or more liquid supply paths 5c are connected to the end of the sub-manifold (common flow path) 5a.

流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。   The flow path member 4 has four liquid pressurizing chamber groups 9 in which a plurality of liquid pressurizing chambers 10 are formed in a matrix (that is, two-dimensionally and regularly). The liquid pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The liquid pressurizing chamber 10 is formed so as to open on the upper surface of the flow path member 4. These liquid pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 facing the piezoelectric actuator unit 21. Accordingly, each liquid pressurizing chamber group 9 formed by these liquid pressurizing chambers 10 occupies a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator unit 21. Further, the opening of each liquid pressurizing chamber 10 is closed by adhering the piezoelectric actuator unit 21 to the upper surface of the flow path member 4.

本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel with each other in the short direction of the flow path member 4, and each sub-manifold The liquid pressurizing chambers 10 connected to 5a constitute a row of liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the four rows are arranged in parallel to each other in the short direction. Yes. Two rows of liquid pressurizing chambers 10 connected to the sub-manifold 5a are arranged on both sides of the sub-manifold 5a.

全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、圧電アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。   As a whole, the liquid pressurizing chambers 10 connected from the manifold 5 constitute rows of the liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path member 4 at equal intervals, and the rows are 16 rows parallel to each other in the short direction. It is arranged. The number of liquid pressurizing chambers 10 included in each liquid pressurizing chamber row is arranged so as to gradually decrease from the long side toward the short side corresponding to the outer shape of the displacement element 50 that is a piezoelectric actuator. Has been. The liquid discharge holes 8 are also arranged in the same manner. As a result, it is possible to form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole.

つまり、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように液体吐出孔８を投影すると、図３に示した仮想直線のＲの範囲に、各副マニホールド５ａ繋がっている４つの液体吐出孔８、つまり全部で１６個の液体吐出孔８が６００ｄｐｉの等間隔になっている。また、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されている。   That is, when the liquid discharge hole 8 is projected so as to be orthogonal to a virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, each sub-manifold 5a is connected to the range R of the virtual straight line shown in FIG. Two liquid discharge holes 8, that is, a total of 16 liquid discharge holes 8 are equally spaced at 600 dpi. Moreover, the individual flow paths 32 are connected to the sub manifolds 5a at intervals corresponding to 150 dpi on average. This is because the individual flow paths 32 connected to the sub-manifolds 5a are not necessarily connected at equal intervals when the liquid ejection holes 8 for 600 dpi are divided and connected to the four sub-manifolds 5a. The individual flow paths 32 are formed at intervals of an average of 170 μm (25.4 mm / 150 = 169 μm intervals if 150 dpi) in the extending direction of 5a, that is, the main scanning direction.

圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。   Individual electrodes 35 to be described later are formed at positions facing the liquid pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. The individual electrode 35 is slightly smaller than the liquid pressurizing chamber 10, has a shape substantially similar to the liquid pressurizing chamber 10, and fits in a region facing the liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. Is arranged.

流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔は、１つの群として圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。液体吐出孔８の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。   A large number of liquid discharge holes 8 are formed in the liquid discharge surface on the lower surface of the flow path member 4. These liquid discharge holes 8 are arranged at a position avoiding a region facing the sub-manifold 5 a arranged on the lower surface side of the flow path member 4. Further, these liquid discharge holes 8 are arranged in a region facing the piezoelectric actuator unit 21 on the lower surface side of the flow path member 4. These liquid discharge holes occupy an area having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator unit 21 as one group, and the liquid discharge holes 8 are displaced by displacing the displacement elements 50 of the corresponding piezoelectric actuator units 21. Droplets can be discharged from The arrangement of the liquid discharge holes 8 will be described in detail later. The liquid discharge holes 8 in each region are arranged at equal intervals along a plurality of straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4.

ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。   The flow path member 4 included in the head body 13 has a stacked structure in which a plurality of plates are stacked. These plates are a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture (squeezing) plate 24, supply plates 25 and 26, manifold plates 27, 28 and 29, a cover plate 30 and a nozzle plate 31 in order from the upper surface of the flow path member 4. is there. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form the individual flow path 32 and the sub-manifold 5a. As shown in FIG. 5, the head main body 13 has a liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the flow path member 4, the sub-manifold 5a on the inner lower surface side, and the liquid discharge holes 8 on the lower surface. Each portion constituting the path 32 is disposed close to each other at different positions, and the sub manifold 5 a and the liquid discharge hole 8 are connected via the liquid pressurizing chamber 10.

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the liquid pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 22. Second, there is a communication hole that forms a flow path that connects from one end of the liquid pressurizing chamber 10 to the sub-manifold 5a. This communication hole is formed in each plate from the base plate 23 (specifically, the inlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the supply plate 25 (specifically, the outlet of the sub manifold 5a). The communication hole includes the aperture 12 formed in the aperture plate 24 and the individual supply flow path 6 formed in the supply plates 25 and 26.

第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。また、液体加圧室１０とディセンダを合わせて、ノズル流路と呼ぶ。   Third, there is a communication hole that constitutes a flow channel that communicates from the other end of the liquid pressurizing chamber 10 to the liquid discharge hole 8, and this communication hole is referred to as a descender (partial flow channel) in the following description. . The descender is formed on each plate from the base plate 23 (specifically, the outlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 31 (specifically, the liquid discharge hole 8). The liquid pressurizing chamber 10 and the descender are collectively referred to as a nozzle flow path.

第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜２９に形成されている。なお、副マニホールド５ａの位置によっては、マニホールドプレート２９には孔が形成されていない部分があり、これにより、副マニホールド５ａの断面積が変えられている。   Fourthly, there is a communication hole constituting the sub-manifold 5a. The communication holes are formed in the manifold plates 27 to 29. Depending on the position of the sub-manifold 5a, the manifold plate 29 may have a portion where no hole is formed, whereby the cross-sectional area of the sub-manifold 5a is changed.

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。   Such communication holes are connected to each other to form an individual flow path 32 from the liquid inflow port (the outlet of the submanifold 5a) from the submanifold 5a to the liquid discharge hole 8. The liquid supplied to the sub manifold 5a is discharged from the liquid discharge hole 8 through the following path. First, from the sub-manifold 5a, it passes through the individual supply flow path 6 and reaches one end of the aperture 12. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the aperture 12 and reaches the other end of the aperture 12. From there, it reaches one end of the liquid pressurizing chamber 10 upward. Further, the liquid pressurizing chamber 10 proceeds horizontally along the extending direction of the liquid pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the liquid pressurizing chamber 10. While moving little by little in the horizontal direction from there, it proceeds mainly downward and proceeds to the liquid discharge hole 8 opened on the lower surface.

圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。   As shown in FIG. 5, the piezoelectric actuator unit 21 has a laminated structure including two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The total thickness of the piezoelectric actuator unit 21 is about 40 μm. Each of the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b extends so as to straddle the plurality of liquid pressurizing chambers 10 (see FIG. 3). The piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて接続電極３６が形成されている。この接続電極３６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極３６は、図示されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００からＦＰＣを通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。   The piezoelectric actuator unit 21 includes a common electrode 34 made of a metal material such as Ag—Pd and an individual electrode 35 made of a metal material such as Au. As described above, the individual electrode 35 is disposed at a position facing the liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. One end of the individual electrode 35 is drawn out of a region facing the liquid pressurizing chamber 10 to form a connection electrode 36. The connection electrode 36 is made of, for example, silver-palladium containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 15 μm. The connection electrode 36 is electrically joined to an electrode provided in an FPC (Flexible Printed Circuit) (not shown). Although details will be described later, a drive signal is supplied to the individual electrode 35 from the control unit 100 through the FPC. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P.

共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ上の別の電極と接続されている。   The common electrode 34 is formed over almost the entire surface in the area between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 34 extends so as to cover all the liquid pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator unit 21. The thickness of the common electrode 34 is about 2 μm. The common electrode 34 is grounded in a region not shown, and is held at the ground potential. In the present embodiment, a surface electrode (not shown) different from the individual electrode 35 is formed on the piezoelectric ceramic layer 21b at a position avoiding the electrode group composed of the individual electrodes 35. The surface electrode is electrically connected to the common electrode 34 through a through-hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b, and is connected to another electrode on the FPC in the same manner as many individual electrodes 35. ing.

図５に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。   As shown in FIG. 5, the common electrode 34 and the individual electrode 35 are disposed so as to sandwich only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b. A region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the piezoelectric ceramic layer 21b is referred to as an active portion, and the piezoelectric ceramic in that portion is polarized. In the piezoelectric actuator unit 21 of the present embodiment, only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b includes an active portion, and the piezoelectric ceramic 21a does not include an active portion and functions as a diaphragm. The piezoelectric actuator unit 21 has a so-called unimorph type configuration.

なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には加圧部である変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐｌ（ピコリットル）程度である。   As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the individual electrode 35, pressure is applied to the liquid in the liquid pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 35. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 32. That is, the portion of the piezoelectric actuator unit 21 that faces each liquid pressurizing chamber 10 corresponds to an individual displacement element 50 (actuator) corresponding to each liquid pressurizing chamber 10 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminated body composed of two piezoelectric ceramic layers, the displacement element 50 which is a piezoelectric actuator having a unit structure as shown in FIG. The diaphragm 21a, the common electrode 34, the piezoelectric ceramic layer 21b, and the individual electrodes 35 positioned immediately above the chamber 10 are formed. The piezoelectric actuator unit 21 includes a plurality of displacement elements 50 that are pressurizing portions. . In the present embodiment, the amount of liquid ejected from the liquid ejection port 8 by one ejection operation is about 5 to 7 pl (picoliter).

多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣおよび配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。   The large number of individual electrodes 35 are individually electrically connected to the control unit 100 via the FPC and wiring so that the potential can be individually controlled.

本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを、活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。   In the piezoelectric actuator unit 21 in the present embodiment, when an electric field is applied in the polarization direction to the piezoelectric ceramic layer 21b by setting the individual electrode 35 to a potential different from that of the common electrode 34, the portion to which this electric field is applied is piezoelectric. It works as an active part that is distorted by the effect. At this time, the piezoelectric ceramic layer 21b expands or contracts in the thickness direction, that is, the stacking direction, and tends to contract or extend in the direction perpendicular to the stacking direction, that is, the surface direction, due to the piezoelectric lateral effect. On the other hand, since the remaining piezoelectric ceramic layer 21a is an inactive layer that does not have a region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34, it does not spontaneously deform. In other words, the piezoelectric actuator unit 21 uses the upper piezoelectric ceramic layer 21b (that is, the side away from the liquid pressurizing chamber 10) as a layer including the active portion and the lower side (that is, close to the liquid pressurizing chamber 10). This is a so-called unimorph type configuration in which the piezoelectric ceramic layer 21a on the side) is an inactive layer.

この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。   In this configuration, when the control unit 100 sets the individual electrode 35 to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34 so that the electric field and the polarization are in the same direction, a portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21b is deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10 (unimorph deformation). .

本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位とする第１の電圧Ｖ１Ｖ（ボルト、以下で省略することがある）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４とを一旦、第１の電圧Ｖ１よりも低い第２の電圧を加えて低電位、例えば同じ電位にし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。   The actual driving procedure in the present embodiment is such that the first electrode V1V (volt, which may be omitted hereinafter) is set in advance so that the individual electrode 35 has a higher potential than the common electrode 34, and every time there is a discharge request. The individual electrode 35 and the common electrode 34 are once set to a low potential, for example, the same potential by applying a second voltage lower than the first voltage V1, and then set to a high potential again at a predetermined timing. As a result, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b return to the original shape at the timing when the individual electrode 35 becomes low potential, and the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is compared with the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). To increase. At this time, a negative pressure is applied to the liquid pressurizing chamber 10 and the liquid is sucked into the liquid pressurizing chamber 10 from the manifold 5 side. Thereafter, at the timing when the individual electrode 35 is set to a high potential again, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10, and the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is reduced, so Becomes a positive pressure, the pressure on the liquid rises, and droplets are ejected. That is, a drive signal including a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 35 in order to eject a droplet. The ideal pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates from the manifold 5 to the liquid discharge hole 8 in the liquid pressurizing chamber 10. According to this, when the inside of the liquid pressurizing chamber 10 is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, both pressures are combined, and the liquid droplet can be ejected with a stronger pressure.

また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり好ましい。   In gradation printing, gradation expression is performed by the number of droplets ejected continuously from the liquid ejection holes 8, that is, the droplet amount (volume) adjusted by the number of droplet ejections. For this reason, the number of droplet discharges corresponding to the specified gradation expression is continuously performed from the liquid discharge hole 8 corresponding to the specified dot region. In general, when liquid ejection is performed continuously, it is preferable that the interval between pulses supplied to eject liquid droplets is AL. As a result, the period of the residual pressure wave of the pressure generated when discharging the previously discharged liquid droplet coincides with the pressure wave of the pressure generated when discharging the liquid droplet discharged later, and these are superimposed. Thus, the pressure for discharging the droplet can be amplified. In this case, it is considered that the speed of the liquid droplets discharged later increases, but this is preferable because the landing points of a plurality of liquid droplets are close.

そして、制御部１００は、このような駆動信号を液体吐出ヘッド２の各変位素子５０に繰り返し送ることにより、画像を印刷することができる。１つの画素を形成するために、液滴を吐出する駆動信号、および液滴を吐出しない際の不吐出の駆動信号（単に信号が送られない場合も含む）は、各変位素子５０は一定の周期で送られ、その周期を駆動周期、その周波数を駆動周波数と呼ぶ。１つの画素を形成するための駆動信号と次の画素を形成するための駆動信号との時間間隔は、駆動周期になる。   The control unit 100 can print an image by repeatedly sending such a drive signal to each displacement element 50 of the liquid ejection head 2. In order to form one pixel, a driving signal for discharging a droplet and a non-ejection driving signal when a droplet is not discharged (including a case where no signal is simply sent) The cycle is sent, and the cycle is called a drive cycle, and the frequency is called a drive frequency. The time interval between the drive signal for forming one pixel and the drive signal for forming the next pixel is a drive cycle.

そして、最初の１つの画素を形成するための駆動信号が加わった後には、液体加圧室１０と液体吐出孔８とを繋ぐディセンダとを合わせたノズル流路内の液体は、ノズル流路内の液体の体積固有振動周期で振動し、圧電アクチュエータである変位素子５０は、変位素子５０の固有振動周期で振動している。続いて、次の画素を形成するための駆動信号が加わると、前述と同様の液体の振動が起きて、液滴が吐出されることになる。この際、変位素子５０においては、変位素子５０に残っている振動があるため、駆動開始の初期状態が異なるため、変位の仕方が変化し、ノズル流路においては、ノズル流路内の液体に残っている振動があるため、この振動の影響で吐出特性に変動が生じることがある。   Then, after the drive signal for forming the first pixel is applied, the liquid in the nozzle flow path combined with the descender connecting the liquid pressurizing chamber 10 and the liquid discharge hole 8 is transferred into the nozzle flow path. The displacement element 50, which is a piezoelectric actuator, vibrates at the natural vibration period of the displacement element 50. Subsequently, when a driving signal for forming the next pixel is applied, the same liquid vibration as described above occurs, and a droplet is ejected. At this time, in the displacement element 50, since there is vibration remaining in the displacement element 50, the initial state of the drive start is different, so the manner of displacement changes, and in the nozzle flow path, the liquid in the nozzle flow path is changed. Since there are remaining vibrations, the discharge characteristics may fluctuate due to the effects of the vibrations.

このことについて、図６を用いて詳述する。図６（ａ）は、本発明の液体吐出ヘッドの駆動波形であり、（ｂ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の圧電アクチュエータである変位素子５０の変位であり、（ｃ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際のノズル流路内の液体の体積速度である。なお、図６（ｂ）の変位は、液体加圧室１０の体積が増える変位を正としている。図６（ｃ）の体積速度は、液体吐出孔８から外部に向かう方向を正としている。また、図６（ｂ）においては、分かりやすくするため、変位素子５０の残留振動の振幅を、実際のものよりも大きくして示している。   This will be described in detail with reference to FIG. 6A is a drive waveform of the liquid ejection head of the present invention, FIG. 6B is a displacement of the displacement element 50 which is a piezoelectric actuator when the drive waveform of FIG. 6A is applied, and FIG. Is the volume velocity of the liquid in the nozzle channel when the drive waveform of (a) is applied. Note that the displacement in FIG. 6B is positive when the volume of the liquid pressurizing chamber 10 increases. The volume velocity in FIG. 6C is positive in the direction from the liquid ejection hole 8 to the outside. Further, in FIG. 6B, for easy understanding, the amplitude of the residual vibration of the displacement element 50 is shown larger than the actual one.

図６（ａ）の駆動波形では、変位素子５０に第１の電圧Ｖ１を加えて変位素子５０をｄ１μｍ（ミクロン、以下で省略することがある）に変位させ、液体加圧室１０を体積の小さい第１の状態にして待機した後、変位素子５０に第２の電圧Ｖ２を加えて、変位素子５０をｄ２に変位させ、液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、変位素子５０に第1の電圧Ｖ１を加えて液体加圧室を第１の状態にしている。   6A, the first voltage V1 is applied to the displacement element 50 to displace the displacement element 50 to d1 μm (microns, which may be omitted below), and the liquid pressurizing chamber 10 is in volume. After waiting in the small first state, the second voltage V2 is applied to the displacement element 50 to displace the displacement element 50 to d2, and the liquid pressurizing chamber has a second volume larger than that in the first state. After this state, the first voltage V1 is applied to the displacement element 50 to bring the liquid pressurizing chamber into the first state.

このとき、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときから、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に変化し始めるときまでの時間をＴ１μ秒（マイクロ秒、以下で省略することがある）とし、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に変化し始めてから、電圧Ｖ１になるまでの時間をＴｒとする。また、この駆動波形の後、次の画素を形成するために次の駆動波形を加える際の、最初の駆動波形の電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときから、次の駆動波形の電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときまでの時間をＴ２とする。   At this time, the time from the time when the voltage V1 starts to change to the voltage V2 until the time when the voltage V2 starts to change from the voltage V1 is T1 μsec (microseconds, which may be omitted below), and the voltage V2 to the voltage V2 Let Tr be the time from the start of change to V1 until the voltage V1 is reached. Also, after this drive waveform, when the next drive waveform is added to form the next pixel, the voltage V1 of the next drive waveform starts when the voltage V1 starts to change from the voltage V1 of the first drive waveform. T2 is the time from when the voltage starts to change to V2.

図６（ｂ）の変位素子５０の変位では、最初、第１の電圧Ｖ１が加わっていることで、変位ｄ１μｍ（マイクロメートル、以下で省略することがある）で保持されている。その後、第２の電圧Ｖ２が加わることで、変位ｄ２まで変位した後、圧電アクチュエータの固執振動周期Ｔａで振動する。なお、このままの電圧で放置した場合、変位はｄ２に収束する。以下でこのような状態で振動することを、変位ｄ２を中心に振動すると言う。その後、電圧Ｖ１が加わると、変位ｄ１を中心に振動し、さらに、次の駆動信号の第２の電圧Ｖ２が加わると、変位ｄ２を中心に振動する。   In the displacement of the displacement element 50 in FIG. 6B, the first voltage V1 is initially applied, so that the displacement d1 μm (micrometer, which may be omitted below) is held. After that, the second voltage V2 is applied, so that the piezoelectric actuator vibrates with the persistence vibration period Ta of the piezoelectric actuator after being displaced to the displacement d2. Note that when the voltage is left as it is, the displacement converges to d2. Hereinafter, oscillating in such a state is referred to as oscillating around the displacement d2. Thereafter, when the voltage V1 is applied, the vibration oscillates around the displacement d1, and further, when the second voltage V2 of the next drive signal is applied, the vibration oscillates around the displacement d2.

この際の第２の電圧Ｖ２に変わり始めてから第１の電圧Ｖ１にまで変わるまでの時間が、立ち上がり時間Ｔｒである。Ｔｒは、正確には、Ｖ２からＶ１への電圧変化の９５％が終了するまでの時間である。   The time from the start of changing to the second voltage V2 to the change to the first voltage V1 is the rise time Tr. To be precise, Tr is the time until 95% of the voltage change from V2 to V1 is completed.

図６（ｃ）のノズル流路内の液体の体積速度では、第２の電圧Ｖ２が加わることで、振動周期Ｔｎの振動が生じる。この振動が半周期（Ｔｎ／２）したところで、第１の電圧Ｖ１を加えることで、引き打ちの動作が行なわれるが、実際には、完全に半周期である必要はない。図６（ｃ）では、第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に戻る電圧をくわえなかった場合の体積速度を点線で示してある。図６（ｃ）では、第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１にもどる電圧を、Ｔｎ／２となるよりも早く加えている。これにより駆動電圧を加え始めてからＴ１後の時点を起点とする振動周期Ｔｎの振動が生じる。   At the volume velocity of the liquid in the nozzle flow path of FIG. 6C, the second voltage V2 is applied to generate vibration with the vibration period Tn. When this vibration has a half cycle (Tn / 2), a striking operation is performed by applying the first voltage V1, but actually, it is not necessarily a half cycle. In FIG. 6C, the volume velocity when the voltage returning from the second voltage V2 to the first voltage V1 is not included is indicated by a dotted line. In FIG. 6C, the voltage returning from the second voltage V2 to the first voltage V1 is applied earlier than Tn / 2. As a result, vibration having a vibration period Tn starting from the time point T1 after the start of application of the drive voltage occurs.

以上の状況において、最初の駆動信号が加わってから、Ｔ２後に次の駆動信号が加わる状態について説明する。   In the above situation, the state where the next drive signal is applied after T2 after the first drive signal is applied will be described.

ノズル流路内の液体は、最初の駆動信号の第２の電圧Ｖ２から第１の電圧に変わり始める時点を起点に振動する。したがって、次の駆動信号が加わった際に、振動の（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの状態となっており、次の吐出動作時と位相が逆になって吐出速度が高くなる。つまり、ノズル流路内の液体の体積速度が負に向かっている場合、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分の０．２５０以上０．７５０未満である場合、液滴の吐出速度が増速することになる。また、液滴の速度が速くなると、１つの液滴内の前部と後部とで速度差があると、速度差の割合は同じであっても、速度差の値は大きくなるため、１つの液滴内の前部と後部とで速度差により分滴する可能性が高くなる。   The liquid in the nozzle channel vibrates starting from the time when the second voltage V2 of the first drive signal starts to change from the first voltage. Therefore, when the next drive signal is applied, the vibration is in the state of (T2-T1) / Tn, and the phase is reversed from that in the next discharge operation, and the discharge speed is increased. That is, when the volume velocity of the liquid in the nozzle channel is negative, that is, when the fractional part of (T2−T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, the droplet discharge rate increases. It will be faster. In addition, when the speed of the droplet is increased, if there is a speed difference between the front part and the rear part in one droplet, the value of the speed difference increases even if the speed difference ratio is the same. There is a high possibility that the liquid droplets are separated due to the speed difference between the front portion and the rear portion in the droplet.

圧電アクチュエータの変位の振動は、最初の駆動信号の第２の電圧Ｖ２から第１の電圧に変わった時点を起点に振動する。したがって、次の駆動信号が加わった際に、振動の（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）の状態となっている。この状態では液滴が分滴する可能性が高くなる。これは、次の駆動信号が同位相であるため、逆位相である場合よりも、変位素子５０の変位速度が速くなることに原因があると考えられる。すなわち、前述の変位素子５０の変位速度が速くなったことにより、吐出される液滴の前部の速度が速くなり、液滴の後部より速い為に分滴しやすくなると考えられる。   The vibration of the displacement of the piezoelectric actuator vibrates starting from the time when the first voltage changes from the second voltage V2 of the first drive signal. Therefore, when the next drive signal is applied, the vibration is in the (T2-T1-Tr) state. In this state, there is a high possibility that the droplets are separated. This is considered to be caused by the fact that the displacement speed of the displacement element 50 becomes faster than the case where the next drive signal has the same phase and the opposite phase. That is, it is considered that since the displacement speed of the above-described displacement element 50 is increased, the speed of the front part of the ejected liquid droplet is increased and the liquid droplet is easily separated because it is faster than the rear part of the liquid droplet.

以上の点から、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満となるように駆動信号を制御することにより、ノズル流路内の液体および圧電アクチュエータに残留振動が残っていても、次の吐出に与える影響を少なくすることができる。このような駆動方法は、残留振動の影響が大きくなる駆動周期が４０ｋＨｚ以上である場合に特に有用である。また、残留振動の影響が大きくなる、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの値が２．７５０未満である場合に特に有用である。さらに、残留振動の影響が大きくなる、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの値が１５．０００未満である場合に特に有用である。   From the above points, the fractional part of (T2-T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, and the fractional part of (T2-T1-Tr) / Ta is 0.000 or more and less than 0.250, or 0. By controlling the drive signal to be 750 or more and less than 1.000, even if residual vibration remains in the liquid in the nozzle flow path and the piezoelectric actuator, the influence on the next discharge can be reduced. Such a driving method is particularly useful when the driving cycle at which the influence of the residual vibration becomes large is 40 kHz or more. Further, it is particularly useful when the value of (T2−T1) / Tn is less than 2.750, where the influence of residual vibration becomes large. Furthermore, it is particularly useful when the value of (T2−T1) / Tn is less than 15.000, where the influence of residual vibration is large.

なお、以上の説明では、１つの画素を形成するための駆動波形が、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させる例を示した。しかし、これ以外にも、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させて、２つの液滴を吐出させて、近傍に着弾させることで１つの画素を形成する駆動波形や、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させることで、液滴を吐出させた後、ノズル流路の残留振動を少なくするために、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させるキャンセル波形を加える駆動波形も考えられる。さらに、３滴以上の液滴を吐出したり、複数の液滴を吐出する波形とキャンセル波形を組み合わせた駆動波形も考えられる。そのような駆動波形であっても上述の場合と同様に残留振動の影響を少なくさせることができる。   In the above description, an example has been shown in which the drive waveform for forming one pixel changes the voltage from V1 → V2 → V1. However, in addition to this, the drive waveform and voltage for forming one pixel by changing the voltage from V1 → V2 → V1 → V2 → V1 to eject two droplets and land in the vicinity are changed. In order to reduce the residual vibration of the nozzle flow path after the droplets are discharged by changing V1 → V2 → V1, a driving waveform that adds a cancel waveform that changes the voltage from V1 → V2 → V1 is also conceivable. . Further, a driving waveform in which three or more droplets are discharged, or a combination of a waveform for discharging a plurality of droplets and a cancel waveform is conceivable. Even with such a drive waveform, the influence of residual vibration can be reduced as in the case described above.

すなわち、圧電アクチュエータに第１の電圧Ｖ１を加えて、液体加圧室１０を第１の状態にして待機した後、圧電アクチュエータに第２の電圧Ｖ２を加えて、前記液体加圧室を第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、圧電アクチュエータに第２の電圧Ｖ２と第１の電圧Ｖ１とを交互に加えて、最後に圧電アクチュエータに第1の電圧を加えて前記液体加圧室を第１の状態にすることより前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を吐出して１つの画素を形成する際に、ノズル流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、最初に第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めてから、最後に第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、最後に第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に変わり始めてから、第１の電圧Ｖ１になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、最初に第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めてから、１つの画素を形成した後、後、次の画素を形成するために、次の駆動信号として、第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすればよい。   That is, after applying the first voltage V1 to the piezoelectric actuator and setting the liquid pressurizing chamber 10 in the first state and waiting, the second voltage V2 is applied to the piezoelectric actuator and the liquid pressurizing chamber is set in the first state. After the second state having a volume larger than that of the first state, the second voltage V2 and the first voltage V1 are alternately applied to the piezoelectric actuator, and finally, the first voltage is applied to the piezoelectric actuator, and the liquid is applied. By forming the one pixel by discharging the liquid in the liquid pressurizing chamber and the partial flow path by setting the pressurization chamber to the first state, the volume natural vibration period of the liquid in the nozzle flow path Is set to Tn (μ seconds), the natural vibration period of the piezoelectric actuator is set to Ta (μ seconds), the first voltage V1 starts to change to the second voltage V2, and then the second voltage V2 to the first Until the voltage V1 starts to change The interval between the first voltage V1 and the first voltage V1 is changed from the last voltage V2 to the first voltage V1, and the first voltage V1 is set to Tr (μsec). After one pixel is formed after the voltage V1 starts to change from the second voltage V2, to form the next pixel, the first voltage V1 is changed to the second voltage V2 as the next drive signal. When the time to start changing is T2 (μ seconds), the decimal part of (T2-T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, and the decimal part of (T2-T1-Tr) / Ta is 0. It may be set to 0.00000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000.

また、ＴａおよびＴｎは、例えば、次のように算出すればよい。
Ｔａ＝２π（ＭａＣａ）１／２
Ｔｎ＝２π〔（Ｃａ＋Ｃｃ）／{１／Ｍｓ＋１／（Ｍｄ＋Ｍｎ）}〕１／２
Ｍａ：圧電アクチュエータのイナータンス
Ｍｓ：しぼりのイナータンス
Ｍｄ：ディセンダのイナータンス
Ｍｎ：液体吐出孔（ノズル）のイナータンス
Ｃａ：圧電アクチュエータのコンプライアンス
Ｃｃ：液体加圧室のコンプライアンス
各イナータンスＭおよびコンプライアンスＣは、次のように算出すればよい。
Ｍ＝ρＬ／Ｓ
Ｃ＝Ｗ／ρｃ２
ρ：密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｌ：長さ（ｍ）
Ｓ：断面積（ｍ２）
Ｗ：体積（ｍ３）
ｃ：音速（ｍ／ｓ）
以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。 Further, Ta and Tn may be calculated as follows, for example.
Ta = 2π (MaCa) 1/2
Tn = 2π [(Ca + Cc) / {1 / Ms + 1 / (Md + Mn)}] 1/2
Ma: inertance of piezoelectric actuator Ms: inertance of squeezing Md: inertance of descender Mn: inertance of liquid discharge hole (nozzle) Ca: compliance of piezoelectric actuator Cc: compliance of liquid pressurizing chamber Each inertance M and compliance C are as follows: What is necessary is just to calculate as follows.
M = ρL / S
C = W / ρc 2
ρ: Density (kg / m 3 )
L: Length (m)
S: sectional area (m 2 )
W: Volume (m 3 )
c: Speed of sound (m / s)
The liquid discharge head 2 as described above is manufactured as follows, for example.

ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。   A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric ceramic layers 21a and 21b after firing are produced. . An electrode paste to be the common electrode 34 is formed on a part of the green sheet by a printing method or the like. Further, if necessary, a via hole is formed in a part of the green sheet, and a via conductor is inserted into the via hole.

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極３５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット２１を作製する。   Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact is fired in a high-concentration oxygen atmosphere, and then the individual electrode 35 is printed on the surface of the fired body using an organic gold paste. After firing, the connection electrode 36 is printed using an Ag paste. And the piezoelectric actuator unit 21 is produced by baking.

次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。   Next, the flow path member 4 is produced by laminating plates 22 to 31 obtained by a rolling method or the like. Holes to be the manifold 5, the individual supply flow path 6, the liquid pressurizing chamber 10, the descender, and the like are processed in the plates 22 to 31 into a predetermined shape by etching.

これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましいため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。   These plates 22 to 31 are preferably formed of at least one metal selected from the group consisting of Fe—Cr, Fe—Ni, and WC—TiC, particularly when ink is used as a liquid. Since it is desirable to be made of a material having excellent corrosion resistance against ink, Fe-Cr is more preferable.

圧電アクチュエータ２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ２１と流路部材４とを加熱接合することができる。液体吐出ヘッド２を得る。   The piezoelectric actuator 21 and the flow path member 4 can be laminated and bonded via an adhesive layer, for example. A well-known adhesive layer can be used as the adhesive layer. However, in order not to affect the piezoelectric actuator 21 and the flow path member 4, an epoxy resin, a phenol resin, or a polyphenylene ether having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. It is preferable to use at least one thermosetting resin adhesive selected from the group of resins. By heating to the thermosetting temperature using such an adhesive layer, the piezoelectric actuator 21 and the flow path member 4 can be heat-bonded. A liquid discharge head 2 is obtained.

この後、圧電アクチュエータ上２１の接続電極３６にＦＰＣなどの一端の電極を接合し、そのＦＰＣの他端を制御部１００に接続し、液体吐出装置を得る。   Thereafter, an electrode at one end such as an FPC is joined to the connection electrode 36 on the piezoelectric actuator 21 and the other end of the FPC is connected to the control unit 100 to obtain a liquid ejection device.

図２〜５に示した構造の液体吐出ヘッドを、流路の寸法や圧電アクチュエータの厚みを変えて表２に示した液体吐出ヘッドＡ〜Ｅを作製し、図６（ａ）に示した駆動信号を４０〜６０ｋＨｚの駆動周期および表２示したＴ１で与えて、吐出特性を評価した。吐出特性は、吐出速度および飛翔中の液滴を撮影することにより液滴が１つにならない分滴が生じるかどうかを評価した。吐出速度については、１滴の吐出を行なった場合の吐出速度に対する、連続して吐出を行なって吐出速度が一定になってからの吐出速度の比率を示した。   The liquid discharge heads having the structure shown in FIGS. 2 to 5 were produced by changing the dimensions of the flow path and the thickness of the piezoelectric actuator to produce the liquid discharge heads A to E shown in Table 2, and the driving shown in FIG. A signal was given at a driving period of 40 to 60 kHz and T1 shown in Table 2, and the ejection characteristics were evaluated. For the ejection characteristics, the ejection speed and whether or not a droplet that does not become one droplet was generated by photographing the droplet during flight were evaluated. As for the ejection speed, the ratio of the ejection speed after the ejection speed becomes constant after continuous ejection is shown with respect to the ejection speed when one drop is ejected.

なお、Ｔｒは全て１μ秒であり、Ｔ２μ秒は、駆動周波数がＸｋＨｚの場合、Ｔ２＝１０００／Ｘとなる。また、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分と（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分との組合せがどのモードにあたるかを表３に示した。   All Trs are 1 μs, and T2 μs is T2 = 1000 / X when the drive frequency is X kHz. Table 3 shows which mode corresponds to the combination of the decimal part of (T2-T1) / Tn and the decimal part of (T2-T1-Tr) / Ta.

Figure 0005473559
Figure 0005473559

Figure 0005473559
Figure 0005473559

Figure 0005473559
Figure 0005473559

表１から分かるように、駆動波形が同じであっても、駆動周波数が違う、すなわちＴ２が違うことにより、吐出特性は大きく異なり、残留振動の影響が大きいことがわかる。   As can be seen from Table 1, even when the drive waveforms are the same, the discharge frequency is greatly different and the influence of residual vibration is large due to the different drive frequencies, that is, T2.

本発明の駆動方法であるモード２である駆動方法、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満である駆動波形を与えたものは、吐出速度比が９２〜１０８％と、単独で吐出する際と連続で吐出する際の変化が少なく、分滴せずに吐出することができた。   The driving method which is the mode 2 which is the driving method of the present invention, that is, the decimal part of (T2-T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, and the decimal part of (T2-T1-Tr) / Ta is 0. Those having a drive waveform of .000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000 have a discharge speed ratio of 92 to 108%, which is a change between single discharge and continuous discharge. There were few, and it was able to discharge without dividing.

図７（ａ）は、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分の値と吐出速度比と関係を示したもので、０以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満である本発明以外の駆動方法であるモード３および４では、吐出速度が高くなる傾向があった。また、図７（ｂ）は、モード１および２である駆動波形について、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分と分滴したかどうかを示したもので、０．２５０以上０．７５０未満である本発明以外の駆動方法であるモード１では分滴する傾向があった。   FIG. 7 (a) shows the relationship between the value of the decimal part of (T2-T1) / Tn and the discharge speed ratio, and is 0 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000. In modes 3 and 4, which are driving methods other than those, there was a tendency for the discharge speed to increase. FIG. 7B shows whether or not the driving waveforms in modes 1 and 2 are separated from the fractional part of (T2-T1-Tr) / Ta, and are 0.250 or more and 0.750. In mode 1, which is a driving method other than the present invention, which is less than this, there was a tendency for droplets to drop.

また、４０ｋＨｚ以上ではＴ２は２５μ秒以下となり、液体吐出ヘッドＡ〜Ｅでは、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎは２．７５０未満、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａは１５．０００未満となっている。   Further, at 40 kHz or more, T2 is 25 μsec or less, and in the liquid ejection heads A to E, (T2-T1) / Tn is less than 2.750, and (T2-T1-Tr) / Ta is less than 15,000. Yes.

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・マニホールドの開口
６・・・個別供給流路
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
５０・・・変位素子（圧電アクチュエータ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer 2 ... Liquid discharge head 4 ... Channel member 5 ... Manifold 5a ... Sub manifold 5b ... Manifold opening 6 ... Individual supply channel 8 ... Liquid Discharge hole 9 ... Liquid pressurization chamber group 10 ... Liquid pressurization chamber 11a, b, c, d ... Liquid pressurization chamber row 12 ... Squeeze 15a, b, c, d ... Liquid Discharge hole array 21 ... Piezoelectric actuator unit 21a ... Piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual electrode 36 ... Connection electrode 50 ... Displacement element (piezoelectric actuator)

Claims (4)

液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記
第１の状態にすることより、前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、
前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法。 A liquid pressurizing chamber, pressure electrostatic actuator Ru applying pressure to the liquid pressure chamber, the flow path portion connecting the liquid discharge hole and the liquid pressurizing chamber and said liquid discharge hole, the first to the piezoelectric actuator A voltage is applied, the liquid pressurizing chamber is set in the first state, and after waiting, a second voltage is applied to the piezoelectric actuator so that the liquid pressurizing chamber has a volume larger than that in the first state. the second state, then the more to the liquid pressurizing chamber by adding the first voltage to the piezoelectric actuator in the first state, discharging the liquid prior Symbol partial passage from the liquid discharge hole A method of driving the liquid discharge head,
The volume natural vibration period of the liquid in the liquid pressurizing chamber and the partial flow path is Tn (μsec), the natural vibration period of the piezoelectric actuator is Ta (μsec), and the first voltage is applied to the first voltage. The first time from the start of changing to the second voltage to the start of changing from the second voltage to the first voltage is T1 (μsec), and the first voltage starts to change from the second voltage to the first voltage. The time until the first voltage is reached is Tr (μsec), and after the liquid starts to be changed from the first voltage to the second voltage, the next liquid is discharged. When the time until the first voltage starts to change to the second voltage is T2 (μ seconds), the fractional part of (T2−T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, The decimal part of T2-T1-Tr) / Ta is 0.000 or more and 0 .. A method of driving a liquid discharge head, characterized by being less than 250 or 0.750 or more and less than 1.000. （Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。   2. The method of driving a liquid ejection head according to claim 1, wherein (T2-T1) / Tn is less than 2.750. （Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。   3. The method of driving a liquid ejection head according to claim 1, wherein (T2-T1-Tr) / Ta is less than 15.000. 液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、
記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、
前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部と、を備える記録装置であって、
前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路
内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することを特徴とする記録装置。 A liquid discharge head having a liquid pressurizing chamber, pressure electrostatic actuator Ru applying pressure to the liquid pressure chamber, the flow path portion connecting the liquid discharge hole and the liquid pressurizing chamber and said liquid discharge hole,
A transport unit for transporting a recording medium to the liquid discharge head;
A controller that controls the liquid ejection head and the transport unit , and a recording apparatus comprising:
The controller applies a first voltage to the piezoelectric actuator, sets the liquid pressurizing chamber in a first state and waits, and then applies a second voltage to the piezoelectric actuator to than said first state to a second state has a large volume, then than to the liquid pressurizing chamber by adding the first voltage to the piezoelectric actuator in the first state, before Symbol partial stream When discharging the liquid in the channel from the liquid discharge hole, the volume natural vibration period of the liquid in the liquid pressurizing chamber and the partial flow path is Tn (μ seconds), and the natural vibration period of the piezoelectric actuator is Ta (μsec), and T1 (μsec) is the first time from the start of changing from the first voltage to the second voltage to the start of changing from the second voltage to the first voltage. , Changing from the second voltage to the first voltage The time from the start until the first voltage is reached is Tr (μs), and after the liquid starts to be changed from the first voltage to the second voltage, the next liquid is discharged. When the time until the first voltage starts to change to the second voltage is T2 (μ seconds), the decimal part of (T2−T1) / Tn is 0.250 or more and less than 0.750, A recording apparatus, wherein a decimal portion of (T2-T1-Tr) / Ta is controlled to be 0.000 or more and less than 0.250 or 0.750 or more and less than 1.000.
JP2009269456A 2009-11-27 2009-11-27 Method for driving liquid ejection head and recording apparatus Expired - Fee Related JP5473559B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009269456A JP5473559B2 (en) 2009-11-27 2009-11-27 Method for driving liquid ejection head and recording apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009269456A JP5473559B2 (en) 2009-11-27 2009-11-27 Method for driving liquid ejection head and recording apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011110815A JP2011110815A (en) 2011-06-09
JP5473559B2 true JP5473559B2 (en) 2014-04-16

Family

ID=44233520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009269456A Expired - Fee Related JP5473559B2 (en) 2009-11-27 2009-11-27 Method for driving liquid ejection head and recording apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5473559B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6074940B2 (en) * 2012-07-31 2017-02-08 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejection apparatus and control method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003011352A (en) * 1999-01-29 2003-01-15 Seiko Epson Corp Actuator and recording medium storing driving program thereof
JP4730029B2 (en) * 2005-09-09 2011-07-20 富士ゼロックス株式会社 Droplet discharge recording head driving method and droplet discharge recording apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011110815A (en) 2011-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5997150B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5952310B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
WO2011052691A1 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus employing the same, and recording device
JP4977803B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5902535B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5388737B2 (en) Liquid discharge element, liquid discharge head using the same, and recording apparatus
JP2012071594A (en) Liquid ejection head and recorder using the same
JP5893977B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5183547B2 (en) Recording device
JP2009233941A (en) Liquid discharge head
JP5225249B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus using the same, and recording apparatus
JP5258600B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5687002B2 (en) Method for driving liquid ejection head and recording apparatus
JP5225253B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus using the same, and recording apparatus
JP2014233885A (en) Liquid discharge head, and recording device using the same
JP5997102B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5473559B2 (en) Method for driving liquid ejection head and recording apparatus
JP5818481B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5225250B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge apparatus using the same, and recording apparatus
JP2010149290A (en) Liquid ejection head, adjusting method therefor, and recording device using the same
JP5934420B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5665478B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2014065184A (en) Liquid discharge head and recording device using the same
JP2013154597A (en) Piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head, liquid discharge head and recording apparatus using the same, and method for manufacturing piezoelectric actuator substrate for liquid discharge head
JP2012045883A (en) Piezoelectric actuator unit for liquid delivering head, liquid delivering head using it, and recording apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120817

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5473559

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees