JP7506527B2 - Liquid ejection head - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。 An embodiment of the present invention relates to a liquid ejection head.

ノズルからインクなどの液体を吐出させる液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を搭載した液体吐出装置（インクジェットプリンター）が知られている。このような液体吐出ヘッドは、駆動信号をアクチュエーターに印加することで、アクチュエーターの動作により液体を吐出させる。液体吐出ヘッドは、駆動信号による電力消費が大きい。このため、液体吐出ヘッドは、駆動信号を印加することにより消費される電力の低減が望まれている。 Liquid ejection devices (inkjet printers) equipped with a liquid ejection head (inkjet head) that ejects liquid such as ink from nozzles are known. Such liquid ejection heads eject liquid by applying a drive signal to an actuator, which operates the actuator. Liquid ejection heads consume a large amount of power due to the drive signal. For this reason, it is desirable to reduce the power consumed by applying the drive signal to liquid ejection heads.

特開２０１９－１２３０９８号公報JP 2019-123098 A

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、従来よりも消費電力の低い液体吐出ヘッドを提供することである。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a liquid ejection head that consumes less power than conventional liquid ejection heads.

実施形態の液体吐出ヘッドは、圧力室、アクチュエーター及び印加部を備える。圧力室は、アクチュエーターが動作していない状態の容積が基準容積である。圧力室は、液体を収容する。アクチュエーターは、印加される駆動信号に応じて前記圧力室の容積を変化させる。印加部は、前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する。前記駆動信号は、振動パルス及び１個の吐出波形を含む。振動パルスは、前記圧力室の容積を基準容積より小さくなるように縮小させる。吐出波形は、前記振動パルスより後に印加され、前記圧力室に連通したノズルから液体を吐出させる。吐出波形は、拡張パルスおよび縮小パルスを含む。拡張パルスは、前記圧力室の容積を前記基準容積より大きくなるように拡張させる。縮小パルスは、前記拡張パルスより後に印加され、前記圧力室の容積を前記基準容積より小さくなるように縮小させる。振動パルスのパルス幅は、前記圧力室内の液体の主音響共振周波数における１／４周期以上３／４周期以下の範囲である。拡張パルスのパルス幅は、前記主音響共振周波数における半周期である。 A liquid ejection head according to an embodiment includes a pressure chamber, an actuator, and an application unit. The pressure chamber has a reference volume when the actuator is not operating. The pressure chamber contains liquid. The actuator changes the volume of the pressure chamber in response to an applied drive signal. The application unit applies the drive signal to the actuator. The drive signal includes a vibration pulse and one ejection waveform. The vibration pulse reduces the volume of the pressure chamber to be smaller than the reference volume. The ejection waveform is applied after the vibration pulse, and ejects liquid from a nozzle communicating with the pressure chamber. The ejection waveform includes an expansion pulse and a contraction pulse. The expansion pulse expands the volume of the pressure chamber to be larger than the reference volume. The contraction pulse is applied after the expansion pulse, and contracts the volume of the pressure chamber to be smaller than the reference volume. The pulse width of the vibration pulse is in the range of ¼ to ¾ cycles at a main acoustic resonance frequency of the liquid in the pressure chamber. The pulse width of the expanding pulse is a half period at the main acoustic resonant frequency.

第１実施形態及び第２実施形態に係るインクジェット記録装置の構成の一例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an inkjet recording apparatus according to a first embodiment and a second embodiment. 図１中に示すインクジェットヘッドの一例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the inkjet head shown in FIG. 1 . 図１中に示すインク供給装置の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of the ink supply device shown in FIG. 図１中に示すインクジェットヘッドに適用可能なヘッド基板の平面図。2 is a plan view of a head substrate applicable to the inkjet head shown in FIG. 1 . 図４に示すヘッド基板のＡ－Ａ線断面図。5 is a cross-sectional view of the head substrate shown in FIG. 4 taken along line AA. 図４に示すヘッド基板の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of the head substrate shown in FIG. 4 . 圧力室の状態を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the state of a pressure chamber. １つの圧力室を拡張させた状態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a state in which one pressure chamber is expanded. １つの圧力室を収縮させた状態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a state in which one pressure chamber is contracted. 第１実施形態に係る駆動回路の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a drive circuit according to the first embodiment. 第１実施形態に係る駆動波形の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a driving waveform according to the first embodiment. 従来の駆動波形の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a conventional driving waveform. １つの圧力室を拡張させた状態を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a state in which one pressure chamber is expanded. 第２実施形態に係る駆動回路の構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of a drive circuit according to a second embodiment.

以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。また、実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、各部の縮尺を適宜変更して示している場合がある。 Below, the mode for carrying out the invention will be explained with reference to the drawings. Note that in the drawings, the same or equivalent parts are given the same reference numerals. Also, in each drawing used to explain the embodiment, the scale of each part may be changed appropriately for the purpose of explanation.

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドを含むインクジェット記録装置１の構成の一例を示す模式図である。
インクジェット記録装置１は、インクなどの液体状の記録材を用いて画像形成媒体Ｓなどに画像を形成する。インクジェット記録装置１は、一例として、複数の液体吐出部２と、液体吐出部２を移動可能に支持するヘッド支持機構３と、画像形成媒体Ｓを移動可能に支持する媒体支持機構４と、を備える。画像形成媒体Ｓは、例えば、シート状の紙などである。なお、インクジェット記録装置１は、液体吐出装置の一例である。 First Embodiment
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an inkjet recording apparatus 1 including an inkjet head according to the first embodiment.
The inkjet recording device 1 forms an image on an image forming medium S or the like using a liquid recording material such as ink. The inkjet recording device 1 includes, as an example, a plurality of liquid ejection units 2, a head support mechanism 3 that movably supports the liquid ejection units 2, and a medium support mechanism 4 that movably supports the image forming medium S. The image forming medium S is, for example, a sheet of paper. The inkjet recording device 1 is an example of a liquid ejection device.

図１に示すように、複数の液体吐出部２が、所定の方向に並列して配置された状態でヘッド支持機構３に支持される。ヘッド支持機構３は、ローラー５に掛けられたベルト６に取り付けられている。インクジェット記録装置１は、ローラー５を回転させることで、ヘッド支持機構３を、画像形成媒体Ｓの搬送方向に対して直交する主走査方向Ｍに移動させることが可能である。液体吐出部２は、インクジェットヘッド１０及びインク供給装置２０を一体に備える。液体吐出部２は、インクなどの液体Ｉをインクジェットヘッド１０から吐出させる吐出動作を行う。インクジェット記録装置１は、一例として、ヘッド支持機構３を主走査方向Ｍに往復移動させながら液体吐出動作を行うことで、対向して配置される画像形成媒体Ｓに所望の画像を形成するスキャン方式である。あるいは、インクジェット記録装置１は、ヘッド支持機構３を移動させずに液体吐出動作を行うシングルパス方式であっても良い。この場合、ローラー５及びベルト６を設けるには及ばない。またこの場合、ヘッド支持機構３は、例えばインクジェット記録装置１の筐体などに固定される。さらに、この場合、画像形成媒体Ｓの搬送方向は、例えばＭ方向である。なお、インクジェットヘッド１０は、液体吐出ヘッドの一例である。 As shown in FIG. 1, a plurality of liquid ejection units 2 are supported by the head support mechanism 3 in a state in which they are arranged in parallel in a predetermined direction. The head support mechanism 3 is attached to a belt 6 that is hung on a roller 5. The inkjet recording device 1 can move the head support mechanism 3 in a main scanning direction M that is perpendicular to the transport direction of the image forming medium S by rotating the roller 5. The liquid ejection unit 2 is integrally equipped with an inkjet head 10 and an ink supply device 20. The liquid ejection unit 2 performs an ejection operation to eject a liquid I such as ink from the inkjet head 10. As an example, the inkjet recording device 1 is a scan type that forms a desired image on the image forming medium S arranged opposite to the head support mechanism 3 by performing a liquid ejection operation while moving the head support mechanism 3 back and forth in the main scanning direction M. Alternatively, the inkjet recording device 1 may be a single-pass type that performs a liquid ejection operation without moving the head support mechanism 3. In this case, it is not necessary to provide the roller 5 and the belt 6. In this case, the head support mechanism 3 is fixed to, for example, the housing of the inkjet recording device 1. Furthermore, in this case, the transport direction of the image forming medium S is, for example, the direction M. The inkjet head 10 is an example of a liquid ejection head.

複数の液体吐出部２のそれぞれは、例えば、ＣＭＹＫ（cyan, magenta, yellow, and key(black)）の４色のインクのいずれかに対応する。すなわち、複数の液体吐出部２は、それぞれがシアンインク、マゼンタインク、イエローインク又はブラックインクのいずれかに対応する。そして、複数の液体吐出部２のそれぞれは、対応する色のインクを吐出する。液体吐出部２は、対応する色のインクを、画像形成媒体Ｓ上の１画素に対して１又は複数の液滴を連続吐出することができる。連続吐出された回数が多い画素ほど、１画素に対して着弾する液滴の量が多くなる。したがって、連続吐出された回数が多い画素ほど、対応する色が濃く見える。これにより、インクジェット記録装置１は、画像形成媒体Ｓに形成する画像の階調表現が可能である。 Each of the liquid ejection units 2 corresponds to one of the four colors of ink, for example, CMYK (cyan, magenta, yellow, and key (black)). That is, each of the liquid ejection units 2 corresponds to one of cyan ink, magenta ink, yellow ink, or black ink. Each of the liquid ejection units 2 ejects ink of the corresponding color. The liquid ejection unit 2 can continuously eject one or more droplets of the ink of the corresponding color onto one pixel on the image forming medium S. The more the number of times a pixel is continuously ejected, the greater the amount of droplets that land on the pixel. Therefore, the more the number of times a pixel is continuously ejected, the darker the corresponding color appears. This allows the inkjet recording device 1 to express the gradation of the image formed on the image forming medium S.

図２は、インクジェットヘッド１０の一例を示す斜視図である。インクジェットヘッド１０は、ノズル１０１、ヘッド基板１０２、駆動回路１０３、及びマニホールド１０４を備える。 Figure 2 is a perspective view showing an example of an inkjet head 10. The inkjet head 10 includes a nozzle 101, a head substrate 102, a driving circuit 103, and a manifold 104.

マニホールド１０４は、インク供給口１０５及びインク排出口１０６と、を備える。インク供給口１０５は、ノズル１０１に液体Ｉを供給するための供給口である。また、インク排出口１０６は、液体Ｉの排出口である。ノズル１０１は、駆動回路１０３から与えられる駆動信号に応じてインク供給口１０５から供給される液体Ｉの液滴を吐出する。ノズル１０１から吐出されなかった液体Ｉはインク排出口１０６から排出される。 The manifold 104 has an ink supply port 105 and an ink discharge port 106. The ink supply port 105 is a supply port for supplying liquid I to the nozzle 101. The ink discharge port 106 is a discharge port for the liquid I. The nozzle 101 ejects droplets of the liquid I supplied from the ink supply port 105 in response to a drive signal provided by the drive circuit 103. Any liquid I not ejected from the nozzle 101 is discharged from the ink discharge port 106.

図３は、インクジェット記録装置１に用いられるインク供給装置２０の概略図である。インク供給装置２０は、インクジェットヘッド１０に液体Ｉを供給する装置である。インク供給装置２０は、供給側インクタンク２１、排出側インクタンク２２、供給側圧力調整ポンプ２３、輸送ポンプ２４、排出側圧力調整ポンプ２５、及び供給ポンプ２６を備える。これらは、液体Ｉを流すことができるチューブにより接続される。 Figure 3 is a schematic diagram of the ink supply device 20 used in the inkjet recording device 1. The ink supply device 20 is a device that supplies liquid I to the inkjet head 10. The ink supply device 20 includes a supply ink tank 21, a discharge ink tank 22, a supply pressure adjustment pump 23, a transport pump 24, a discharge pressure adjustment pump 25, and a supply pump 26. These are connected by tubes that can flow liquid I.

供給側インクタンク２１は、チューブを介してインク供給口１０５に接続している。供給側インクタンク２１は、インクジェットヘッド１０のインク供給口１０５に液体Ｉを供給する。
排出側インクタンク２２は、チューブを介してインク排出口１０６に接続している。排出側インクタンク２２は、インクジェットヘッド１０のインク排出口１０６から排出される液体Ｉを一時的に貯留する。 The supply ink tank 21 is connected to the ink supply port 105 via a tube. The supply ink tank 21 supplies the liquid I to the ink supply port 105 of the inkjet head 10.
The discharge ink tank 22 is connected to the ink discharge port 106 via a tube. The discharge ink tank 22 temporarily stores the liquid I discharged from the ink discharge port 106 of the inkjet head 10.

供給側圧力調整ポンプ２３は、供給側インクタンク２１の圧力を調整する。
輸送ポンプ２４は、チューブを介して、排出側インクタンク２２に貯留された液体Ｉを供給側インクタンク２１に還流させる。
排出側圧力調整ポンプ２５は、排出側インクタンク２２の圧力を調整する。
供給ポンプ２６は、インクカートリッジ３０内の液体Ｉをインク供給装置２０の供給側インクタンク２１に送液する。
インクカートリッジ３０は、液体Ｉを保有可能なタンクを備える。また、インクカートリッジ３０は、液体情報を記憶している。液体情報は、インクカートリッジ３０内の液体Ｉに関する情報である。 The supply pressure adjustment pump 23 adjusts the pressure in the supply ink tank 21 .
The transport pump 24 returns the liquid I stored in the discharge ink tank 22 to the supply ink tank 21 via a tube.
The discharge side pressure adjustment pump 25 adjusts the pressure in the discharge side ink tank 22 .
The supply pump 26 sends the liquid I in the ink cartridge 30 to the supply ink tank 21 of the ink supply device 20 .
The ink cartridge 30 includes a tank capable of holding the liquid I. The ink cartridge 30 also stores liquid information. The liquid information is information relating to the liquid I within the ink cartridge 30.

インクジェットヘッド１０についてさらに詳細に説明する。
図４は、インクジェットヘッド１０に適用可能なヘッド基板１０２の平面図である。図４では、ノズルプレート１０９の図中左下を部分的に不図示として、ヘッド基板１０２の内部構造を図示している。図５は、図４に示すヘッド基板１０２のＡ－Ａ線断面図である。図６は、図４に示すヘッド基板１０２の斜視図である。 The inkjet head 10 will now be described in further detail.
Fig. 4 is a plan view of a head substrate 102 applicable to the inkjet head 10. In Fig. 4, the internal structure of the head substrate 102 is illustrated with the lower left portion of the nozzle plate 109 not shown. Fig. 5 is a cross-sectional view of the head substrate 102 shown in Fig. 4 taken along line A-A. Fig. 6 is a perspective view of the head substrate 102 shown in Fig. 4.

ヘッド基板１０２は、図４及び図５に示すように、圧電部材１０７、インク流路部材１０８、ノズルプレート１０９、枠部材１１０、及び板壁１１１を備える。また、インク流路部材１０８は、インク供給穴１１２とインク排出穴１１３とが形成されている。インク流路部材１０８とノズルプレート１０９と枠部材１１０と板壁１１１とで囲まれ、インク供給穴１１２が形成されている空間は、インク供給路１１４である。また、インク流路部材１０８とノズルプレート１０９と枠部材１１０と板壁１１１とで囲まれ、インク排出穴１１３が形成されている空間は、インク排出路１１７である。インク供給穴１１２は、インク供給路１１４に連通している。インク排出穴１１３は、インク排出路１１７に連通している。インク供給穴１１２は、マニホールド１０４のインク供給口１０５と流体的に接続している。インク排出穴１１３は、マニホールド１０４のインク排出口１０６と流体的に接続している。 As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the head substrate 102 includes a piezoelectric member 107, an ink flow path member 108, a nozzle plate 109, a frame member 110, and a plate wall 111. The ink flow path member 108 has an ink supply hole 112 and an ink discharge hole 113 formed therein. The space surrounded by the ink flow path member 108, the nozzle plate 109, the frame member 110, and the plate wall 111 and in which the ink supply hole 112 is formed is the ink supply path 114. The space surrounded by the ink flow path member 108, the nozzle plate 109, the frame member 110, and the plate wall 111 and in which the ink discharge hole 113 is formed is the ink discharge path 117. The ink supply hole 112 is connected to the ink supply path 114. The ink discharge hole 113 is connected to the ink discharge path 117. The ink supply hole 112 is fluidly connected to the ink supply port 105 of the manifold 104. The ink discharge hole 113 is fluidly connected to the ink discharge port 106 of the manifold 104.

圧電部材１０７は、インク供給路１１４からインク排出路１１７までに渡る複数の長溝を有する。これらの長溝は、圧力室１１５或いは空気室１１６の一部となる。圧力室１１５と空気室１１６は、それぞれ一つおきに形成される。すなわち、圧電部材１０７は、圧力室１１５と空気室１１６とが交互に形成される。空気室１１６は、長溝の両端を板壁１１１で塞ぐことにより形成される。板壁１１１で長溝の両端を塞ぐことにより、インク供給路１１４およびインク排出路１１７の液体Ｉが空気室１１６に流入しない様にしている。板壁１１１の圧力室１１５に接する箇所は溝が形成される。これにより、インク供給路１１４から圧力室１１５に液体Ｉが流入し、圧力室１１５からインク排出路１１７に液体Ｉが排出される。また、圧力室１１５は、流入する液体Ｉを収容する。 The piezoelectric member 107 has multiple long grooves that extend from the ink supply path 114 to the ink discharge path 117. These long grooves become part of the pressure chamber 115 or the air chamber 116. The pressure chambers 115 and the air chambers 116 are formed alternately. That is, the piezoelectric member 107 has pressure chambers 115 and air chambers 116 formed alternately. The air chambers 116 are formed by blocking both ends of the long groove with the plate wall 111. By blocking both ends of the long groove with the plate wall 111, the liquid I in the ink supply path 114 and the ink discharge path 117 is prevented from flowing into the air chamber 116. A groove is formed at the portion of the plate wall 111 that contacts the pressure chamber 115. As a result, the liquid I flows from the ink supply path 114 into the pressure chamber 115, and the liquid I is discharged from the pressure chamber 115 to the ink discharge path 117. The pressure chamber 115 also contains the liquid I that flows in.

圧電部材１０７には、図６～図９に示すように、配線電極１１９（１１９２、１１９４、１１９６、…）、配線電極１２１（１２１１、１２１３、１２１５、…）及び配線電極１２２（１２２１、１２２３、１２２５、…）が形成されている。圧力室１１５と空気室１１６の圧電部材内面には、後述する電極１２０が形成されている。配線電極１１９は、電極１２０と駆動回路１０３とを電気的に接続する。インク流路部材１０８、枠部材１１０及び板壁１１１は、例えば、誘電率が小さく、かつ圧電部材との熱膨張率の差が小さい材料で構成されることが好ましい。これらの材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などを用いることが可能である。 As shown in Figs. 6 to 9, the piezoelectric member 107 is provided with wiring electrodes 119 (1192, 1194, 1196, ...), wiring electrodes 121 (1211, 1213, 1215, ...), and wiring electrodes 122 (1221, 1223, 1225, ...). Electrodes 120 (described later) are formed on the inner surfaces of the piezoelectric member of the pressure chamber 115 and the air chamber 116. The wiring electrodes 119 electrically connect the electrodes 120 to the drive circuit 103. The ink flow path member 108, the frame member 110, and the plate wall 111 are preferably made of a material that has a small dielectric constant and a small difference in thermal expansion coefficient with the piezoelectric member. Examples of these materials that can be used include alumina (Al ₂ O ₃ ), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), and lead zirconate titanate (PZT).

圧電部材１０７は、図７～図９に示すように、圧電部材１０７１と圧電部材１０７２を積層することにより形成される。図７～図９は、圧力室の状態を示す図である。圧電部材１０７１と圧電部材１０７２の分極方向は、板厚方向に沿って互いに反対向きとなっている。圧電部材１０７には、インク供給路１１４からインク排出路１１７へ繋がる複数の長溝が並列に形成されている。 As shown in Figs. 7 to 9, the piezoelectric member 107 is formed by stacking piezoelectric members 1071 and 1072. Figs. 7 to 9 are diagrams showing the state of the pressure chamber. The polarization directions of the piezoelectric members 1071 and 1072 are opposite to each other along the plate thickness direction. The piezoelectric member 107 has multiple long grooves formed in parallel that connect the ink supply path 114 to the ink discharge path 117.

各長溝の内面には、電極１２０（１２０２、１２０４、１２０６、…）、電極１２３（１２３１、１２３３、１２３５、…）及び電極１２５（１２５１、１２５３、１２５５、…）が形成されている。長溝と長溝を覆うノズルプレート１０９の一面とで囲まれた空間が、圧力室１１５及び空気室１１６となる。図７の例であれば、１１５２、１１５４、１１５６、…の符号で示した空間それぞれが圧力室１１５であり、１１６１、１１６３、１１６５、…の符号で示した空間それぞれが空気室１１６である。 Electrodes 120 (1202, 1204, 1206, ...), electrodes 123 (1231, 1233, 1235, ...), and electrodes 125 (1251, 1253, 1255, ...) are formed on the inner surface of each long groove. The space surrounded by the long groove and one surface of the nozzle plate 109 that covers the long groove becomes the pressure chamber 115 and the air chamber 116. In the example of Figure 7, the spaces indicated by the symbols 1152, 1154, 1156, ... are the pressure chambers 115, and the spaces indicated by the symbols 1161, 1163, 1165, ... are the air chambers 116.

上述したように、圧力室１１５と空気室１１６は交互に並んでいる。電極１２０は、配線電極１１９を通して駆動回路１０３に接続される。圧力室１１５の隔壁を構成する圧電部材１０７は、各長溝の内面に設けた電極１２０によって挟まれている。圧電部材１０７及び電極１２０は、アクチュエーター１１８を構成する。 As described above, the pressure chambers 115 and the air chambers 116 are arranged alternately. The electrodes 120 are connected to the drive circuit 103 through wiring electrodes 119. The piezoelectric members 107 that form the partitions of the pressure chambers 115 are sandwiched between the electrodes 120 provided on the inner surface of each long groove. The piezoelectric members 107 and the electrodes 120 form the actuator 118.

駆動回路１０３は、駆動信号によりアクチュエーター１１８に電界を印加する。アクチュエーター１１８は、印加される電界によって、図８のアクチュエーター１１８４、１１８５のように、圧電部材１０７１と圧電部材１０７２との接合部を頂部としてせん断変形する。アクチュエーター１１８が変形することにより、圧力室１１５の容積は変化する。圧力室１１５の容積の変化により、圧力室１１５の内部にある液体Ｉは加圧あるいは減圧される。この加圧あるいは減圧により、液体Ｉはノズル１０１（１０１２、１０１４、１０１６、…）から吐出される。圧電部材１０７としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、又はタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などが使用可能である。好ましくは、圧電定数の高いチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。 The driving circuit 103 applies an electric field to the actuator 118 by a driving signal. The actuator 118, like the actuators 1184 and 1185 in FIG. 8, shears with the junction between the piezoelectric member 1071 and the piezoelectric member 1072 as the apex due to the applied electric field. The actuator 118 deforms, and the volume of the pressure chamber 115 changes. The change in the volume of the pressure chamber 115 pressurizes or depressurizes the liquid I inside the pressure chamber 115. This pressurization or depressurization causes the liquid I to be ejected from the nozzle 101 (1012, 1014, 1016, ...). For example, lead zirconate titanate (PZT: Pb(Zr, Ti)O ₃ ), lithium niobate (LiNbO ₃ ), or lithium tantalate (LiTaO ₃ ) can be used as the piezoelectric member 107. Lead zirconate titanate (PZT) having a high piezoelectric constant is preferable.

電極１２０は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との２層構造である。電極１２０は、例えばメッキ法によって、長溝内に均一に成膜される。なお、電極１２０の形成方法としては、メッキ法以外に、スパッタ法、蒸着法を用いることも可能である。長溝は、例えば、長手方向１.５～２.５［ｍｍ］、深さ１５０.０～３００．０［μｍ］、幅３０.０～１１０．０［μｍ］の形状で、７０～１８０［μｍ］のピッチで平行に配列されている。前述したように、長溝は、圧力室１１５又は空気室１１６の一部となる。圧力室１１５と空気室１１６とは、交互に並んでいる。 The electrode 120 has a two-layer structure of nickel (Ni) and gold (Au), for example. The electrode 120 is formed uniformly in the long groove by, for example, plating. In addition to plating, sputtering and vapor deposition can also be used to form the electrode 120. The long grooves are, for example, 1.5 to 2.5 mm long, 150.0 to 300.0 μm deep, and 30.0 to 110.0 μm wide, and are arranged in parallel with a pitch of 70 to 180 μm. As described above, the long grooves become part of the pressure chamber 115 or the air chamber 116. The pressure chambers 115 and the air chambers 116 are arranged alternately.

ノズルプレート１０９は、圧電部材１０７の上に接着されている。ノズルプレート１０９の圧力室１１５の長手方向の中央部にはノズル１０１が形成されている。ノズルプレート１０９の材質は、例えば、ポリイミドフィルムである。あるいは、ノズルプレート１０９の材質は、ステンレスなどの金属材料、単結晶シリコンなどの無機材料、又はポリイミドフィルムなどの樹脂材料であっても良い。 The nozzle plate 109 is adhered onto the piezoelectric member 107. A nozzle 101 is formed in the center of the pressure chamber 115 of the nozzle plate 109 in the longitudinal direction. The material of the nozzle plate 109 is, for example, a polyimide film. Alternatively, the material of the nozzle plate 109 may be a metal material such as stainless steel, an inorganic material such as single crystal silicon, or a resin material such as a polyimide film.

上述したインクジェットヘッド１０は、圧力室１１５の一端にインク供給路１１４があり、他端にインク排出路１１７があり、圧力室１１５の中央部にノズル１０１がある。なお、インクジェットヘッド１０は、この構成例に限定されるものではない。例えば、インクジェットヘッドは、圧力室１１５の一端にノズルがあり、他端にインク供給路があってもよい。 The inkjet head 10 described above has an ink supply path 114 at one end of the pressure chamber 115, an ink discharge path 117 at the other end, and a nozzle 101 in the center of the pressure chamber 115. Note that the inkjet head 10 is not limited to this configuration example. For example, the inkjet head may have a nozzle at one end of the pressure chamber 115 and an ink supply path at the other end.

次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０の動作原理について図７～図９を用いて説明する。
図７は、配線電極を介して、全ての電極にグランド電圧を印加した状態のヘッド基板１０２を示している。なお、全ての電極とは、電極１２０、電極１２３及び電極１２４である。図７は、全ての電極が同電位であるため、アクチュエーター１１８１～アクチュエーター１１８８には電界がかからない。このため、アクチュエーター１１８１～アクチュエーター１１８８は変形しない。このときの圧力室１１５４の容積は、アクチュエーターが動作していない状態の容積であり、基準容積の一例である。 Next, the operating principle of the inkjet head 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
Fig. 7 shows the head substrate 102 in a state where a ground voltage is applied to all of the electrodes via the wiring electrodes. Note that all of the electrodes are electrodes 120, 123, and 124. In Fig. 7, all of the electrodes are at the same potential, so no electric field is applied to actuators 1181 to 1188. As a result, actuators 1181 to 1188 do not deform. The volume of pressure chamber 1154 at this time is the volume when the actuators are not operating, and is an example of a reference volume.

図８は、電極１２０４のみに電圧Ｖａを印加した状態のヘッド基板１０２を示している。図８に示す状態では、電極１２０４と、電極１２０４の両隣の電極１２４３及び電極１２３５との間に電位差が生じる。アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、印加される電位差により、圧力室１１５４の容積を膨張させるようにせん断変形する。ここで、電極１２０４の電圧をＶａからグランド電圧に戻すと、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図８の状態から図７の状態に戻る。 Figure 8 shows the head substrate 102 in a state where a voltage Va is applied only to the electrode 1204. In the state shown in Figure 8, a potential difference occurs between the electrode 1204 and the electrodes 1243 and 1235 on either side of the electrode 1204. The applied potential difference causes the actuators 1184 and 1185 to shear so as to expand the volume of the pressure chamber 1154. Now, when the voltage of the electrode 1204 is returned from Va to the ground voltage, the actuators 1184 and 1185 return from the state shown in Figure 8 to the state shown in Figure 7.

また、図９では、圧力室１１５４の容積が縮小している。図９では、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５が図８に示す状態とは逆の形状に変形している。
図９は、電極１２０４をグラウンド電圧とし、電極１２４３及び電極１２３５のみに電圧Ｖａを印加した状態のヘッド基板１０２を示している。図９に示す状態では、電極１２０４と、電極１２０４の両隣の電極１２４３及び電極１２３５との間には、図８とは逆の電位差（逆の電界）が生じる。これらの電位差により、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図８に示す形とは逆向きのせん断変形をする。ここで、電極１２４３及び電極１２３５の電圧をＶａからグランド電圧に戻すと、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図９の状態から図７の状態に戻る。
アクチュエーター１１８４において、電極１２０４は、第１の電極の一例である。また、アクチュエーター１１８４において、電極１２４３は、第２の電極の一例である。アクチュエーター１１８５において、電極１２０４は、第１の電極の一例である。また、アクチュエーター１１８５において、電極１２３５は、第２の電極の一例である。なお、他のアクチュエーター１１８についても同様に第１の電極及び第２の電極を備える。 9, the volume of the pressure chamber 1154 is reduced. In FIG. 9, the actuators 1184 and 1185 are deformed to shapes opposite to those shown in FIG.
Fig. 9 shows the head substrate 102 in a state where the electrode 1204 is at ground voltage and a voltage Va is applied only to the electrodes 1243 and 1235. In the state shown in Fig. 9, a potential difference (reverse electric field) opposite to that in Fig. 8 is generated between the electrode 1204 and the electrodes 1243 and 1235 adjacent to the electrode 1204. Due to these potential differences, the actuators 1184 and 1185 undergo shear deformation in a direction opposite to that shown in Fig. 8. Here, when the voltage of the electrodes 1243 and 1235 is returned from Va to the ground voltage, the actuators 1184 and 1185 return from the state in Fig. 9 to the state in Fig. 7.
In the actuator 1184, the electrode 1204 is an example of a first electrode. In addition, in the actuator 1184, the electrode 1243 is an example of a second electrode. In the actuator 1185, the electrode 1204 is an example of a first electrode. In addition, in the actuator 1185, the electrode 1235 is an example of a second electrode. Note that the other actuators 118 also have a first electrode and a second electrode in a similar manner.

図８の状態から図７の状態に遷移する際、及び図７の状態から図９の状態に遷移する際、圧力室１１５の容積が減少することで圧力室１１５内の液体Ｉの圧力が上昇し、ノズル１０１から液滴が吐出される。 When transitioning from the state of FIG. 8 to the state of FIG. 7, and when transitioning from the state of FIG. 7 to the state of FIG. 9, the volume of the pressure chamber 115 decreases, causing the pressure of the liquid I in the pressure chamber 115 to increase, and droplets are ejected from the nozzle 101.

図１０は、駆動回路１０３の構成例を示す図である。なお、図１０に示す駆動回路１０３は、一部を省略して示している。駆動回路１０３は、電圧切替え部３１（３１１、３１２、…）、電圧切替え部３２（３２１、３２２、…）及び電圧制御部３３を備える。駆動回路１０３は、例えば、電圧切替え部３１を、インクジェットヘッド１０内部の圧力室１１５の数だけ備える。また、駆動回路１０３は、例えば、電圧切替え部３２を、インクジェットヘッド１０内部の圧力室１１５の数だけ備える。 Figure 10 is a diagram showing an example of the configuration of the drive circuit 103. Note that the drive circuit 103 shown in Figure 10 is partially omitted. The drive circuit 103 includes voltage switching units 31 (311, 312, ...), voltage switching units 32 (321, 322, ...) and a voltage control unit 33. The drive circuit 103 includes, for example, the same number of voltage switching units 31 as the number of pressure chambers 115 inside the inkjet head 10. The drive circuit 103 also includes, for example, the same number of voltage switching units 32 as the number of pressure chambers 115 inside the inkjet head 10.

駆動回路１０３は、第１電圧源４０と、第２電圧源４１とに接続されている。駆動回路１０３は、第１電圧源４０及び第２電圧源４１から供給される電圧を、選択的に各配線電極１１９、１２１、１２２に与える。図１０に示す例では、第１電圧源４０の出力電圧は、グラウンド電圧であり、その電圧値はＶＯ（ＶＯ＝０［Ｖ］）とする。また、第２電圧源４１の出力電圧が示す電圧値は、Ｖａとする。なお、電圧値Ｖａは、ＶＯよりも高い電圧とする。 The drive circuit 103 is connected to the first voltage source 40 and the second voltage source 41. The drive circuit 103 selectively applies the voltages supplied from the first voltage source 40 and the second voltage source 41 to each of the wiring electrodes 119, 121, and 122. In the example shown in FIG. 10, the output voltage of the first voltage source 40 is the ground voltage, and its voltage value is VO (VO=0 [V]). The voltage value indicated by the output voltage of the second voltage source 41 is Va. The voltage value Va is a voltage higher than VO.

電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２は、例えば、半導体スイッチにより構成される。
各電圧切替え部３１は、配線電極１１９に接続する。すなわち、電圧切替え部３１１は配線電極１１９２に、電圧切替え部３１２は配線電極１１９４に、電圧切替え部３１３は配線電極１１９６に接続する。電圧切替え３１４、電圧切替え３１５、…についても同様である。
各電圧切替え部３２は、配線電極１２１及び配線電極１２２に接続する。すなわち、電圧切替え部３２１は配線電極１２２１及び配線電極１２１３に、電圧切替え部３２２は配線電極１２２３及び配線電極１２１５に、電圧切替え部３２３は配線電極１２２５及び配線電極１２１７に接続する。電圧切替え部３２４、電圧切替え部３２５、…についても同様である。 The voltage switching unit 31 and the voltage switching unit 32 are configured by, for example, semiconductor switches.
Each voltage switching unit 31 is connected to a wiring electrode 119. That is, voltage switching unit 311 is connected to wiring electrode 1192, voltage switching unit 312 is connected to wiring electrode 1194, and voltage switching unit 313 is connected to wiring electrode 1196. The same is true for voltage switching units 314, 315, . . .
Each voltage switching unit 32 is connected to the wiring electrode 121 and the wiring electrode 122. That is, the voltage switching unit 321 is connected to the wiring electrode 1221 and the wiring electrode 1213, the voltage switching unit 322 is connected to the wiring electrode 1223 and the wiring electrode 1215, and the voltage switching unit 323 is connected to the wiring electrode 1225 and the wiring electrode 1217. The same applies to the voltage switching unit 324, the voltage switching unit 325, ...

また、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２は、駆動回路１０３の内部に引き込まれた配線を介して、第１電圧源４０及び第２電圧源４１に接続される。
電圧切替え部３１は、配線電極１１９に接続する電圧源を切替えるための切替えスイッチを有している。電圧切替え部３１はこのスイッチを使って配線電極１１９に接続する電圧源を第１電圧源４０及び第２電圧源４１から選択する。例えば、電圧切替え部３１１は、切替えスイッチにより、第１電圧源４０又は第２電圧源４１の何れか１つと配線電極１１９２とを接続する。
電圧切替え部３２は、配線電極１２１及び配線電極１２２に接続する電圧源を切替えるための切替えスイッチを有している。電圧切替え部３２はこのスイッチを使って配線電極１２１及び配線電極１２２に接続する電圧源を第１電圧源４０及び第２電圧源４１から選択する。例えば、電圧切替え部３２１は、切替えスイッチにより、第１電圧源４０又は第２電圧源４１の何れか１つと配線電極１２２１及び配線電極１２１３とを接続する。 Furthermore, the voltage switching unit 31 and the voltage switching unit 32 are connected to a first voltage source 40 and a second voltage source 41 via wiring that is drawn into the inside of the drive circuit 103 .
The voltage switching unit 31 has a changeover switch for switching the voltage source connected to the wiring electrode 119. The voltage switching unit 31 uses this switch to select the voltage source to be connected to the wiring electrode 119 from the first voltage source 40 and the second voltage source 41. For example, the voltage switching unit 311 connects either the first voltage source 40 or the second voltage source 41 to the wiring electrode 1192 by the changeover switch.
The voltage switching unit 32 has a changeover switch for switching the voltage source connected to the wiring electrodes 121 and 122. The voltage switching unit 32 uses this switch to select the voltage source to be connected to the wiring electrodes 121 and 122 from the first voltage source 40 and the second voltage source 41. For example, the voltage switching unit 321 connects either the first voltage source 40 or the second voltage source 41 to the wiring electrodes 1221 and 1213 by the changeover switch.

電圧制御部３３は、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２のそれぞれと接続されている。電圧制御部３３は、第１電圧源４０及び第２電圧源４１のうちどちらの電圧源を選択するかを示す命令を各電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２に出力する。例えば、電圧制御部３３は、駆動回路１０３の外部から印刷データを受信し、各電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２における電圧源の切替えタイミングを決定する。そして、電圧制御部３３は、決定した切換えタイミングで、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２に対し、第１電圧源４０又は第２電圧源４１の何れかを選択する命令を出力する。電圧切替え部３１は、電圧制御部３３からの命令に従って、配線電極１１９と接続する電圧源を切替える。電圧切替え部３２は、電圧制御部３３からの命令に従って、配線電極１２１及び配線電極１２２と接続する電圧源を切替える。
なお、第１電圧源４０は、第１の電圧源の一例である。また、第２電圧源４１は、第２の電圧源の一例である。 The voltage control unit 33 is connected to each of the voltage switching units 31 and 32. The voltage control unit 33 outputs a command indicating which voltage source to select from the first voltage source 40 and the second voltage source 41 to each of the voltage switching units 31 and 32. For example, the voltage control unit 33 receives print data from outside the drive circuit 103 and determines the switching timing of the voltage source in each of the voltage switching units 31 and 32. Then, the voltage control unit 33 outputs a command to the voltage switching units 31 and 32 to select either the first voltage source 40 or the second voltage source 41 at the determined switching timing. The voltage switching unit 31 switches the voltage source connected to the wiring electrode 119 according to the command from the voltage control unit 33. The voltage switching unit 32 switches the voltage source connected to the wiring electrode 121 and the wiring electrode 122 according to the command from the voltage control unit 33.
The first voltage source 40 is an example of a first voltage source, and the second voltage source 41 is an example of a second voltage source.

図１１は、駆動回路１０３がアクチュエーター１１８に与える駆動信号の駆動波形例を示す図である。駆動波形５１５は、５つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。駆動波形５１２は、２つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。駆動波形５１１は、１つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。連続吐出させる液滴数が３又は４の場合の駆動波形５１３及び駆動波形５１４についての図示は省略する。なお、駆動波形５１１～駆動波形５１５を総称して駆動波形５１というものとする。 Figure 11 shows an example of the drive waveform of the drive signal that the drive circuit 103 provides to the actuator 118. Drive waveform 515 shows an example of the drive waveform when five droplets are ejected continuously. Drive waveform 512 shows an example of the drive waveform when two droplets are ejected continuously. Drive waveform 511 shows an example of the drive waveform when one droplet is ejected continuously. Drive waveforms 513 and 514 when the number of droplets to be ejected continuously is three or four are not shown. Drive waveforms 511 to 515 are collectively referred to as drive waveform 51.

図１１は、横軸が時間で、縦軸が電位差である。当該電位差は、電極１２３あるいは電極１２４の電位を基準とする電極１２０の電位差である。当該電位差は、電極１２０の電圧を示す。なお、図１１に示す駆動波形５１は、図７に示す電極１２０４の電位差を想定したものである。電極１２０４の両隣の空気室１１６は、空気室１１６３及び空気室１１６５である。また、電極１２０４の両隣の空気室１１６３及び空気室１１６５の内壁の電極１２０４側の電極は、電極１２４３及び電極１２３５である。そして、電極１２４３及び電極１２３５につながる配線電極は、配線電極１２２３及び配線電極１２１５である。したがって、駆動波形５１が電極１２０４に印加される場合、図１１に示す電位差は、配線電極１２２３及び配線電極１２１５（電極１２４３及び電極１２３５）の電位を基準とする電極１２０４の電位差である。 In FIG. 11, the horizontal axis is time and the vertical axis is potential difference. The potential difference is the potential difference of electrode 120 based on the potential of electrode 123 or electrode 124. The potential difference indicates the voltage of electrode 120. Note that the drive waveform 51 shown in FIG. 11 assumes the potential difference of electrode 1204 shown in FIG. 7. The air chambers 116 on either side of electrode 1204 are air chamber 1163 and air chamber 1165. Furthermore, the electrodes on the electrode 1204 side of the inner walls of air chambers 1163 and 1165 on either side of electrode 1204 are electrode 1243 and electrode 1235. The wiring electrodes connected to electrodes 1243 and 1235 are wiring electrode 1223 and wiring electrode 1215. Therefore, when drive waveform 51 is applied to electrode 1204, the potential difference shown in FIG. 11 is the potential difference of electrode 1204 based on the potentials of wiring electrode 1223 and wiring electrode 1215 (electrodes 1243 and electrodes 1235).

電極１２０４に印加する駆動波形５１の電圧が０であるとき、圧力室１１５４は、図７に示す状態となり、容積が変化しない。また、電極１２０４に印加する駆動波形５１の電圧がＶａであるとき、圧力室１１５４は、図８に示す状態となり、容積が膨張する。さらに、電極１２０４に印加する駆動波形５１の電圧が－Ｖａであるとき、圧力室１１５４は、図９に示す状態となり、容積が縮小する。 When the voltage of the drive waveform 51 applied to the electrode 1204 is 0, the pressure chamber 1154 is in the state shown in FIG. 7, and the volume does not change. When the voltage of the drive waveform 51 applied to the electrode 1204 is Va, the pressure chamber 1154 is in the state shown in FIG. 8, and the volume expands. When the voltage of the drive waveform 51 applied to the electrode 1204 is -Va, the pressure chamber 1154 is in the state shown in FIG. 9, and the volume contracts.

駆動波形５１は、振動パルス及び吐出波形をこの順で含む。振動パルスは、液滴の吐出を助長するための圧力振動を発生させるために印加される。吐出波形は、ノズル１０１から液滴を吐出させるために印加される。なお、吐出波形は、ノズル１０１から液体Ｉを吐出させる吐出波形の一例である。 The drive waveform 51 includes, in this order, a vibration pulse and an ejection waveform. The vibration pulse is applied to generate pressure vibrations to aid in the ejection of droplets. The ejection waveform is applied to eject droplets from the nozzle 101. Note that the ejection waveform is an example of an ejection waveform that ejects liquid I from the nozzle 101.

なお、駆動波形５１に含まれる各パルスには立ち上がり時間及び立ち下がり時間がある。このため、各パルスは、台形に近い波形になる。したがって、各パルスは、台形波であるといえる。 Each pulse in the drive waveform 51 has a rise time and a fall time. Therefore, each pulse has a waveform that is close to a trapezoid. Therefore, each pulse can be said to be a trapezoidal wave.

なお、駆動波形５１１は１つの吐出波形を、駆動波形５１２は連続する２つの吐出波形を、…、駆動波形５１５は連続する５つの吐出波形を含む。例えば、図１１に示す駆動波形５１５は、振動パルス及び１番目の吐出波形～５番目の吐出波形をこの順で含む。また、駆動波形５１２は、振動パルス、１番目の吐出波形及び２番目の吐出波形をこの順で含む。そして、駆動波形５１１は、振動パルス及び１番目の吐出波形をこの順で含む。なお、駆動波形５１が含む吐出波形の数をＮとする。 Note that drive waveform 511 includes one ejection waveform, drive waveform 512 includes two consecutive ejection waveforms, ... and drive waveform 515 includes five consecutive ejection waveforms. For example, drive waveform 515 shown in FIG. 11 includes a vibration pulse and a first ejection waveform to a fifth ejection waveform in that order. Drive waveform 512 includes a vibration pulse, a first ejection waveform, and a second ejection waveform in that order. Drive waveform 511 includes a vibration pulse and a first ejection waveform in that order. Note that the number of ejection waveforms included in drive waveform 51 is denoted as N.

駆動回路１０３は、まず、振動パルスの印加を開始する。振動パルスは、一例として、電圧が０、－Ｖａの順で変化するｓｐ幅の立ち下げ波形である。なお、幅とは、パルスの印加開始から印加終了までの時間を示す。したがって、ｓｐ幅とは、パルスの印加開始から印加終了までの時間がｓｐであることを示す。振動パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電位差は、０から－Ｖａに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、振動パルスの印加終了まで－Ｖａに保持される。電極１２０４の電位差が０から－Ｖａに立ち下がるまでの時間と、電極１２０４の電位差が－Ｖａに保持される時間との合計は、時間ｓｐである。
振動パルスの印加開始により、圧力室１１５４の容積は縮小し、圧力室１１５４内の液体Ｉが加圧される。なお、振動パルスの印加開始による加圧は、ノズル１０１から液滴が吐出しない程度の加圧とする。 First, the driving circuit 103 starts applying a vibration pulse. As an example, the vibration pulse is a falling waveform with a width sp in which the voltage changes in the order 0 and -Va. The width indicates the time from the start of application of the pulse to the end of application. Therefore, the sp width indicates that the time from the start of application of the pulse to the end of application is sp. With the start of application of the vibration pulse, the potential difference of the electrode 1204 changes from 0 to -Va. Then, the voltage of the electrode 1204 is held at -Va until the end of application of the vibration pulse. The sum of the time until the potential difference of the electrode 1204 falls from 0 to -Va and the time during which the potential difference of the electrode 1204 is held at -Va is the time sp.
When the application of the vibration pulse starts, the volume of the pressure chamber 1154 is reduced, and the liquid I in the pressure chamber 1154 is pressurized. Note that the pressurization caused by the start of the application of the vibration pulse is set to a level at which droplets are not ejected from the nozzle 101.

振動パルスの印加のために、電圧制御部３３は、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２を制御する。この制御により、電圧切替え部３１は、第１電圧源４０と配線電極１１９４とを接続する。そして、電圧切替え部３２は、第２電圧源４１と配線電極１２２３及び配線電極１２１５とを接続する。これにより、図９に示すように圧力室１１５４の容積が縮小した状態となる。 To apply the vibration pulse, the voltage control unit 33 controls the voltage switching unit 31 and the voltage switching unit 32. Through this control, the voltage switching unit 31 connects the first voltage source 40 to the wiring electrode 1194. Then, the voltage switching unit 32 connects the second voltage source 41 to the wiring electrode 1223 and the wiring electrode 1215. As a result, the volume of the pressure chamber 1154 is reduced as shown in FIG. 9.

駆動回路１０３は、振動パルスの印加開始から所定時間ｓｐ経過後に、振動パルスの印加を終了する。そして、駆動回路１０３は、振動パルスの印加終了と同時に１番目の吐出波形の印加を開始する。駆動波形５１の吐出波形は、一例として、電圧が－Ｖａ、０、Ｖａ、０、－Ｖａの順で変化する台形波である。また、吐出波形は、拡張パルス及び縮小パルスをこの順で含む。 The drive circuit 103 ends the application of the vibration pulse after a predetermined time sp has elapsed since the start of application of the vibration pulse. Then, the drive circuit 103 starts applying the first ejection waveform at the same time as the end of application of the vibration pulse. As an example, the ejection waveform of the drive waveform 51 is a trapezoidal wave in which the voltage changes in the order -Va, 0, Va, 0, -Va. The ejection waveform also includes an expansion pulse and a contraction pulse in this order.

拡張パルスは、電圧が－Ｖａ、０、Ｖａの順で変化するｄｐ幅の立ち上げ波形である。すなわち、拡張パルスの印加開始から印加終了までの時間は、時間ｄｐ（ｄｐＡ、ｄｐＢ、ｄｐＣ、…）である。拡張パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電位差は、－ＶａからＶａに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、拡張パルスの印加終了までＶａに保持される。電極１２０４の電位差が－ＶａからＶａに立ち上がるまでの時間と、電極１２０４の電位差がＶａに保持される時間との合計は、時間ｄｐである。なお、１番目の拡張パルスの幅は、時間ｄｐＡである。２番目の拡張パルスの幅は、時間ｄｐＢである。３番目の拡張パルスの幅は、時間ｄｐＣである。４番目の拡張パルスの幅は、時間ｄｐＤである。５番目の拡張パルスの幅は、時間ｄｐＥである。
振動パルスの印加終了及び１番目の拡張パルスの印加開始により、圧力室１１５４の容積が拡張され、圧力室１１５４内の液体Ｉの圧力が減少する。また、（ｋ－１）番目の吐出波形の印加終了及びｋ番目の拡張パルスの印加開始により、圧力室１１５４の容積が拡張され、圧力室１１５４内の液体Ｉの圧力が減少する。なお、ｋは、２以上Ｎ以下の任意の整数である。 The expansion pulse is a rising waveform with a width of dp, in which the voltage changes in the order of -Va, 0, and Va. That is, the time from the start of application of the expansion pulse to the end of application is time dp (dpA, dpB, dpC, ...). With the start of application of the expansion pulse, the potential difference of the electrode 1204 changes from -Va to Va. Then, the voltage of the electrode 1204 is held at Va until the end of application of the expansion pulse. The sum of the time until the potential difference of the electrode 1204 rises from -Va to Va and the time during which the potential difference of the electrode 1204 is held at Va is time dp. The width of the first expansion pulse is time dpA. The width of the second expansion pulse is time dpB. The width of the third expansion pulse is time dpC. The width of the fourth expansion pulse is time dpD. The width of the fifth expansion pulse is time dpE.
The end of application of the vibration pulse and the start of application of the first expansion pulse expands the volume of the pressure chamber 1154, decreasing the pressure of the liquid I in the pressure chamber 1154. Furthermore, the end of application of the (k-1)th ejection waveform and the start of application of the kth expansion pulse expands the volume of the pressure chamber 1154, decreasing the pressure of the liquid I in the pressure chamber 1154. Here, k is any integer between 2 and N.

拡張パルスの印加のために、電圧制御部３３は、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２を制御する。この制御により、電圧切替え部３１は、第２電圧源４１と配線電極１１９４とを接続する。そして、電圧切替え部３２は、第１電圧源４０と配線電極１２２３及び配線電極１２１５とを接続する。これにより、図８に示すように圧力室１１５４の容積が膨張した状態となる。 To apply the expansion pulse, the voltage control unit 33 controls the voltage switching unit 31 and the voltage switching unit 32. Through this control, the voltage switching unit 31 connects the second voltage source 41 to the wiring electrode 1194. Then, the voltage switching unit 32 connects the first voltage source 40 to the wiring electrode 1223 and the wiring electrode 1215. As a result, the volume of the pressure chamber 1154 expands as shown in FIG. 8.

縮小パルスは、電圧がＶａ、０、－Ｖａの順で変化する立ち下げ波形である。縮小パルスの印加開始は、拡張パルスの印加終了と同時である。縮小パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電位差は、－ＶａからＶａに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、縮小パルスの印加終了まで－Ｖａに保持される。
拡張パルスの印加終了及び縮小パルスの印加開始により、圧力室１１５４の容積が縮小され、圧力室１１５４内の液体Ｉの圧力が上昇する。これにより、圧力室１１５４内の液体Ｉがノズル１０１から液滴として吐出される。 The reduction pulse is a falling waveform in which the voltage changes in the order Va, 0, and -Va. The application of the reduction pulse starts simultaneously with the end of the application of the expansion pulse. With the start of the application of the reduction pulse, the potential difference of the electrode 1204 changes from -Va to Va. The voltage of the electrode 1204 is maintained at -Va until the application of the reduction pulse ends.
By ending the application of the expansion pulse and starting the application of the contraction pulse, the volume of the pressure chamber 1154 is reduced, and the pressure of the liquid I in the pressure chamber 1154 is increased. This causes the liquid I in the pressure chamber 1154 to be ejected from the nozzle 101 as droplets.

縮小パルスの印加のために、電圧制御部３３は、電圧切替え部３１及び電圧切替え部３２を制御する。この制御により、電圧切替え部３１は、第１電圧源４０と配線電極１１９４とを接続する。そして、電圧切替え部３２は、第２電圧源４１と配線電極１２２３及び配線電極１２１５とを接続する。これにより、図９に示すように圧力室１１５４の容積が縮小した状態となる。 To apply the reduction pulse, the voltage control unit 33 controls the voltage switching unit 31 and the voltage switching unit 32. Through this control, the voltage switching unit 31 connects the first voltage source 40 to the wiring electrode 1194. Then, the voltage switching unit 32 connects the second voltage source 41 to the wiring electrode 1223 and the wiring electrode 1215. As a result, the volume of the pressure chamber 1154 is reduced as shown in FIG. 9.

振動パルスの印加開始による電位差０から電位差－Ｖａへの立ち下げと、振動パルスの印加終了及び１番目の吐出波形の印加開始による電位差－Ｖａから電位差Ｖａへの立ち上げにより、圧力室１１５４内の液体Ｉに圧力振動が発生する。この圧力振動に合わせて、電極１２０４の電位差をＶａから－Ｖａへ立ち下げることで、液滴の吐出力を高めることができる。このために、時間ｓｐ及び時間ｄｐＡを、圧力室１１５内の液体Ｉの圧力振動の半周期ＡＬに近付けることで、１番目の吐出波形の吐出力を高めることができる。強い吐出力を得るためには時間ｓｐ及び時間ｄｐＡを０．５ＡＬ以上１．５ＡＬ以下の範囲とすることが好ましい。さらに、時間ｓｐ及び時間ｄｐＡをＡＬに一致させることで１番目の吐出波形の吐出力を最大にすることができるのでより好ましい。なお、圧力振動の半周期ＡＬは、圧力室１１５内の液体Ｉの固有振動周期（主音響共振周波数における周期）の半分の時間である。 Pressure vibration occurs in the liquid I in the pressure chamber 1154 due to the drop in potential difference from 0 to -Va caused by the start of application of the vibration pulse, and the rise in potential difference from -Va to Va caused by the end of application of the vibration pulse and the start of application of the first ejection waveform. The ejection force of the droplets can be increased by lowering the potential difference of the electrode 1204 from Va to -Va in accordance with this pressure vibration. For this reason, the ejection force of the first ejection waveform can be increased by bringing the time sp and the time dpA closer to the half period AL of the pressure vibration of the liquid I in the pressure chamber 115. In order to obtain a strong ejection force, it is preferable to set the time sp and the time dpA in the range of 0.5AL or more and 1.5AL or less. Furthermore, it is more preferable to match the time sp and the time dpA with AL, since the ejection force of the first ejection waveform can be maximized. The half period AL of the pressure vibration is half the time of the natural vibration period (period at the main acoustic resonance frequency) of the liquid I in the pressure chamber 115.

（ｋ－１）番目の拡大パルスの中心からｋ番目の拡大パルスの中心までの時間は、２ＵＬである。なお、パルスの中心とは、当該パルスの印加開始時と印加終了時の間の中央の時点である。（ｋ－１）番目の吐出波形により圧力室１１５４内に発生した振動にタイミングを合わせてｋ番目の吐出波形を印加開始する事でｋ番目の吐出波形の吐出力を高める事ができる。したがって、時間２ＵＬを２ＡＬとすることが好ましい。 The time from the center of the (k-1)th expansion pulse to the center of the kth expansion pulse is 2UL. Note that the center of the pulse is the central point between the start and end of application of the pulse. The ejection force of the kth ejection waveform can be increased by starting the application of the kth ejection waveform in time with the vibration generated in the pressure chamber 1154 by the (k-1)th ejection waveform. Therefore, it is preferable to set the time 2UL to 2AL.

Ｎ番目の吐出波形の拡大パルスの中心から縮小パルスの印加終了までの時間は、２．５ＶＬである。Ｎ番目の吐出波形の縮小パルスの印加終了により、電極１２０４の電位差は、－Ｖａから０に変化する。Ｎ番目の吐出波形の縮小パルスは、抑制パルスである。抑制パルスは、残留振動を抑制するために印加される。なお、駆動波形５１１は、１番目の吐出波形がＮ番目の吐出波形である。したがって、駆動波形５１１の１番目の吐出波形の縮小パルスは、抑制パルスである。 The time from the center of the expansion pulse of the Nth ejection waveform to the end of application of the reduction pulse is 2.5VL. With the end of application of the reduction pulse of the Nth ejection waveform, the potential difference of electrode 1204 changes from -Va to 0. The reduction pulse of the Nth ejection waveform is a suppression pulse. The suppression pulse is applied to suppress residual vibration. Note that the first ejection waveform of the drive waveform 511 is the Nth ejection waveform. Therefore, the reduction pulse of the first ejection waveform of the drive waveform 511 is a suppression pulse.

Ｎ番目の吐出波形の拡大パルスの中心から縮小パルスの印加終了までの時間２.５ＶＬは、例えば２ＡＬ～３ＡＬの範囲内である。この範囲内であると、抑制パルスが残留振動を抑制する機能を有する。好ましくは、２．５ＶＬ＝２．５ＡＬである。この場合、Ｎ番目の吐出波形により発生する振動とは逆位相の振動が、抑制パルスによって圧力室１１５４に加わり、圧力室１１５４内の残留振動が抑制されるためである。なお、ＶＬ＝ＵＬであっても良い。 The time 2.5VL from the center of the expansion pulse of the Nth ejection waveform to the end of application of the contraction pulse is, for example, within the range of 2AL to 3AL. Within this range, the suppression pulse has the function of suppressing residual vibration. Preferably, 2.5VL = 2.5AL. In this case, the suppression pulse applies vibration in the opposite phase to the vibration generated by the Nth ejection waveform to the pressure chamber 1154, suppressing the residual vibration in the pressure chamber 1154. Note that VL = UL may also be the case.

上記は、電極１２０４を代表的に説明したが、他の電極１２０（電極１２０２、及び電極１２０６、電極１２０８、電極１２１０、…）の場合も同様である。 The above describes electrode 1204 as a representative example, but the same applies to the other electrodes 120 (electrode 1202, electrode 1206, electrode 1208, electrode 1210, ...).

前述したように、液体吐出部２は、画像形成媒体Ｓに対して連続吐出する液滴の数で１画素に着弾する液滴の量を変更し、これにより階調表現を実現する。第１実施形態では、階調は、０～５の６段階である。画像形成媒体Ｓを液滴の吐出方向に対して垂直方向に搬送しながら液滴を画像形成媒体Ｓ上に着弾させる場合、連続吐出した液滴の画像形成媒体Ｓ上での着弾位置ズレは、小さい事が望ましい。着弾位置ズレを小さくするには、連続吐出した液滴のうち後に吐出された液滴の速度がそれ以前に吐出した液滴の速度と同じかそれ以上となる事が望ましい。また、最後に吐出した液滴の速度が最初に吐出した液滴に比べて極端に大きい場合も、着弾位置ズレが大きくなる。 As described above, the liquid ejection unit 2 changes the amount of droplets that land on one pixel depending on the number of droplets that are ejected continuously onto the image-forming medium S, thereby achieving gradation expression. In the first embodiment, there are six gradations, from 0 to 5. When droplets are ejected onto the image-forming medium S while the image-forming medium S is transported in a direction perpendicular to the ejection direction of the droplets, it is desirable that the deviation in the landing position of the successively ejected droplets on the image-forming medium S is small. To reduce the deviation in the landing position, it is desirable that the speed of the last droplet ejected out of the successively ejected droplets is equal to or greater than the speed of the droplets ejected before it. Also, if the speed of the last droplet ejected is extremely faster than the first droplet ejected, the deviation in the landing position will be large.

したがって、駆動波形により吐出される液滴の速度を調整することを考える。
まず、２つの液滴を連続吐出させる駆動波形５１２について考える。振動パルスと１番目の吐出波形により発生した圧力室１１５内の圧力振動は、ノズル１０１から１番目の液滴が吐出されることによって減衰する。また、当該圧力振動は、圧力室１１５内の粘性抵抗によって減衰する。ここで、１番目の拡張パルスの中心から２番目の拡張パルスの中心までの時間が時間２ＵＬとなるタイミングで、Ｎ番目の吐出波形である２番目の拡張パルスを印加する。これにより、前述の要因などによって減衰した圧力振動に対して、圧力振動の減衰分を補うことができる。これにより、２番目の液滴を吐出するための吐出力が得られる。圧力振動の減衰分と２番目の吐出波形による圧力振動の付加が同程度であれば、１番目の液滴と２番目の液滴の吐出速度はほぼ同じとなる。すなわち、２番目の吐出波形は、２番目の液滴吐出に必要な圧力振動を維持する役割を果たす。なお、ｍ番目の液滴とは、ｍ番目の吐出波形によって吐出される液滴を示す。ただし、ｍは、１以上Ｎ以下の整数である。 Therefore, it is considered to adjust the speed of the droplets ejected by the drive waveform.
First, consider the driving waveform 512 that ejects two droplets continuously. The pressure vibration in the pressure chamber 115 generated by the vibration pulse and the first ejection waveform is attenuated by the ejection of the first droplet from the nozzle 101. The pressure vibration is also attenuated by the viscous resistance in the pressure chamber 115. Here, the second expansion pulse, which is the Nth ejection waveform, is applied at a timing when the time from the center of the first expansion pulse to the center of the second expansion pulse is time 2UL. This makes it possible to compensate for the attenuation of the pressure vibration that has been attenuated by the above-mentioned factors. This provides an ejection force for ejecting the second droplet. If the attenuation of the pressure vibration and the addition of the pressure vibration by the second ejection waveform are about the same, the ejection speeds of the first droplet and the second droplet are almost the same. In other words, the second ejection waveform plays a role of maintaining the pressure vibration required for ejecting the second droplet. The mth droplet refers to a droplet ejected by the mth ejection waveform. Here, m is an integer between 1 and N.

ここで、例えば、２番目の吐出波形の幅ｄｐＢをＡＬにしても、２番目の液滴の吐出速度が１番目の吐出速度より遅い場合は、振動パルスの幅ｓｐを、ＡＬより小さくする、あるいは大きくすることを考える。なお、液体Ｉの粘度が高い、又は圧力室１１５の流路抵抗が大きい場合に、このようなことが起こりやすい。振動パルスの幅ｓｐをＡＬより小さくする、あるいは大きくすれば、振動パルスによって圧力室１１５内に生じる圧力振動の位相と、１番目のパルスによって圧力室１１５内に生じる圧力振動の位相とずれる。したがって、振動パルスの幅ｓｐをＡＬより小さくする、あるいは大きくすることで、振動パルスの幅ｓｐをＡＬとした場合よりも、１番目の液滴の吐出速度を小さくすることができる。 Here, for example, even if the width dpB of the second ejection waveform is set to AL, if the ejection speed of the second droplet is slower than the ejection speed of the first, consider making the vibration pulse width sp smaller or larger than AL. Note that this is likely to occur when the viscosity of liquid I is high or the flow path resistance of pressure chamber 115 is large. If the vibration pulse width sp is made smaller or larger than AL, the phase of the pressure vibration generated in pressure chamber 115 by the vibration pulse will be shifted from the phase of the pressure vibration generated in pressure chamber 115 by the first pulse. Therefore, by making the vibration pulse width sp smaller or larger than AL, the ejection speed of the first droplet can be made slower than when the vibration pulse width sp is set to AL.

また、２番目の吐出波形の幅ｄｐＢを、ＡＬより小さくする、あるいは大きくすることで、２番目の液滴の吐出速度を小さくすることができる。液体Ｉの粘度が低い場合、又は圧力室の流路抵抗が小さい場合には、パルス幅ｄｐＢ幅がＡＬに近いと２番目の液滴の吐出速度が大きくなる。その結果、１番目の液滴と２番目の液滴が合体し、合体した液滴の速度が波形５１１によって吐出する液滴の速度より極端に大きくなる場合がある。これにより、１番目の液滴が画像形成媒体Ｓに着弾する位置と比べ着弾位置ズレが大きくなる場合がある。このため２番目の液滴の吐出速度が最初の液滴速度に比べ吐出速度が大きくなりすぎないように幅ｄｐＢを調整する必要がある。なお、電圧Ｖａを小さくする観点からは、事前の液滴吐出による残留振動がない最初の液滴吐出において駆動波形の吐出力を最大にすることが好ましい。このためには、幅ｓｐと幅ｄｐＡは、ＡＬと近い値であることが好ましく、ＡＬと一致させることがより好ましい。 In addition, the ejection speed of the second droplet can be reduced by making the width dpB of the second ejection waveform smaller or larger than AL. When the viscosity of the liquid I is low or the flow resistance of the pressure chamber is small, the ejection speed of the second droplet increases when the pulse width dpB width is close to AL. As a result, the first droplet and the second droplet may merge, and the speed of the merged droplet may be extremely larger than the speed of the droplet ejected by the waveform 511. This may result in a large landing position deviation compared to the position where the first droplet lands on the image forming medium S. For this reason, it is necessary to adjust the width dpB so that the ejection speed of the second droplet does not become too large compared to the first droplet speed. From the viewpoint of reducing the voltage Va, it is preferable to maximize the ejection force of the drive waveform in the first droplet ejection where there is no residual vibration due to the previous droplet ejection. For this reason, it is preferable that the width sp and the width dpA are close to AL, and it is more preferable to make them coincident with AL.

また、１番目の吐出波形の中心から２番目の吐出波形の中心までの時間２ＵＬを２ＡＬより小さくする、あるいは大きくすることで、２番目の液滴の吐出速度を調整することができる。ただし、振動パルスと１番目の吐出波形により発生した圧力室１１５内の圧力振動を、２番目の吐出波形により発生する圧力振動によって強めるようにするため、時間２ＵＬは、１．５ＡＬ～２．５ＡＬの範囲内であることが好ましい。なお、時間２ＵＬが１．５ＡＬ未満及び２．５ＡＬ～３．５ＡＬの範囲では、２番目の吐出波形により発生する圧力振動は、１番目の吐出波形により発生する圧力振動に対して位相が反転するため、圧力振動を強めることができない。 The ejection speed of the second droplet can be adjusted by making the time 2UL from the center of the first ejection waveform to the center of the second ejection waveform shorter or longer than 2AL. However, in order to intensify the pressure vibrations in the pressure chamber 115 generated by the vibration pulse and the first ejection waveform with the pressure vibrations generated by the second ejection waveform, it is preferable that the time 2UL is within the range of 1.5AL to 2.5AL. Note that when the time 2UL is less than 1.5AL or in the range of 2.5AL to 3.5AL, the pressure vibrations generated by the second ejection waveform are inverted in phase with respect to the pressure vibrations generated by the first ejection waveform, and therefore the pressure vibrations cannot be intensified.

次に、５つの液滴を連続吐出させる駆動波形５１５について考える。５つの液滴は、１番目の吐出波形～５番目の吐出波形のそれぞれにおける、電位差Ｖａから０を経て電位差－Ｖａへの立ち下げのタイミングでノズル１０１から吐出される。ここで、時間２ＵＬを２ＡＬとした場合、先頭の液滴速度に対する後半に吐出される液滴速度の比（後半の液滴速度／先頭の液滴速度）は、大きくなる。 Next, consider the drive waveform 515 that ejects five droplets continuously. The five droplets are ejected from the nozzle 101 at the timing when the potential difference falls from Va to 0, then to -Va, in each of the first to fifth ejection waveforms. Here, if the time 2UL is set to 2AL, the ratio of the speed of the droplets ejected in the latter half to the speed of the leading droplet (last half droplet speed/leading droplet speed) becomes large.

なお、駆動波形５１２と同様に駆動波形５１５の２番目以降の吐出波形は、２番目以降の液滴吐出に必要な圧力振動を維持する役割を果たす。仮に液体Ｉの粘度及び流路構造などを要因として圧力室１１５等インクジェットヘッド１０内の流路抵抗が低い場合、２番目以降の液滴吐出に必要な圧力振動を維持するために印加する吐出力は小さくなるため、幅ｄｐＢ～ｄｐＥをＡＬより小さく、あるいは大きくする事で対応する。なお、電圧Ｖａを小さくする観点からは、幅ｓｐと幅ｄｐＡは、ＡＬと近い値であることが好ましく、ＡＬと一致させることがより好ましい。 As with drive waveform 512, the second and subsequent ejection waveforms of drive waveform 515 play a role in maintaining the pressure vibration required for ejecting the second and subsequent droplets. If the flow path resistance in pressure chamber 115 or other parts of inkjet head 10 is low due to factors such as the viscosity of liquid I and the flow path structure, the ejection force applied to maintain the pressure vibration required for ejecting the second and subsequent droplets will be small, and this can be addressed by making widths dpB to dpE smaller or larger than AL. From the perspective of reducing voltage Va, it is preferable that width sp and width dpA are close to AL, and it is even more preferable that they match AL.

また、時間２ＵＬを２ＡＬより小さくする、あるいは大きくすることで、２番目以降の吐出速度を調整することができる。ただし、ｎ番目の吐出波形で発生した残留振動（圧力振動）を、ｎ＋１番目の吐出波形で発生する圧力振動によって強めるため、時間２ＵＬは、１．５ＡＬ～２．５ＡＬの範囲であることが好ましい。 The second and subsequent ejection speeds can be adjusted by making time 2UL shorter or longer than 2AL. However, since the residual vibration (pressure vibration) generated in the nth ejection waveform is strengthened by the pressure vibration generated in the n+1th ejection waveform, it is preferable that time 2UL be in the range of 1.5AL to 2.5AL.

本実施形態の駆動波形は、圧力室１１５内の残留振動と吐出波形との位相を合わせることで吐出力を得ている。また、駆動波形の印加により発生する残留振動の大きさは、液体Ｉの粘度、インクジェットヘッドの流路構造及びインクジェットヘッドの流路の材質などによって変化する。そのため、駆動波形の時間ｓｐ、時間ｄｐＡ～時間ｄｐＥ、時間ＵＬなどの各波形パラメーターの比率は、液体Ｉの粘度及びインクジェットヘッドの種類などに応じて調整する必要がある。 The drive waveform of this embodiment obtains ejection force by matching the phase of the residual vibration in the pressure chamber 115 with the ejection waveform. Furthermore, the magnitude of the residual vibration generated by application of the drive waveform varies depending on the viscosity of the liquid I, the flow path structure of the inkjet head, and the material of the flow path of the inkjet head. Therefore, the ratio of each waveform parameter of the drive waveform, such as time sp, time dpA to time dpE, and time UL, needs to be adjusted depending on the viscosity of the liquid I and the type of inkjet head.

〔実施例〕
上記の実施形態を実施するための一形態を実施例により説明する。実施例は、上記の実施形態の範囲を限定するものではない。 〔Example〕
An embodiment for carrying out the above-described embodiment will be described below by way of an example, which does not limit the scope of the above-described embodiment.

実施例は、数値解析によるシミュレーションを用いて行ったものである。なお、アクチュエーターに発生する変位は、構造解析により算出した。また、アクチュエーターの変位を受けた後の圧力室内の流体の流れは、圧縮性流体解析によって算出した。そして、ノズルから吐出される液滴の挙動は、表面流体解析で算出した。 The examples were carried out using simulations based on numerical analysis. The displacement generated in the actuator was calculated using structural analysis. The flow of fluid in the pressure chamber after the actuator was displaced was calculated using compressible fluid analysis. And the behavior of the droplets ejected from the nozzle was calculated using surface fluid analysis.

構造解析の範囲を、図４及び図５を参照して説明する。図５における上下方向の当該範囲は、圧力室１１５を形成する圧電部材１０７とノズルプレート１０９を含む範囲とした。図５における左右方向の当該範囲は、圧電部材１０７と板壁１１１を含む範囲とした。図４における上下方向の範囲は、圧力室１１５のＡ－Ａ線から隣の空気室２０１までの範囲である。なお、図４における上下方向を法線とする境界面を対称境界とした。また、図４における上下方向は、図５における奥行方向である。 The range of the structural analysis will be explained with reference to Figures 4 and 5. The relevant range in the vertical direction in Figure 5 is the range including the piezoelectric member 107 and nozzle plate 109 that form the pressure chamber 115. The relevant range in the horizontal direction in Figure 5 is the range including the piezoelectric member 107 and plate wall 111. The relevant range in the vertical direction in Figure 4 is the range from line A-A of the pressure chamber 115 to the adjacent air chamber 201. Note that the boundary surface with the vertical direction in Figure 4 as the normal line is the symmetrical boundary. The vertical direction in Figure 4 is the depth direction in Figure 5.

圧縮性流体解析の範囲は、圧力室を含む範囲とした。インク供給路及びインク排出路と圧力室との境界は自由流入条件とした。圧力室内のノズル近傍の圧力値をノズルの液表面を解析する表面流体解析の入力条件とした。その結果、表面流体解析において圧力室からノズルに流入した液体流量を、圧力室におけるノズル近傍での流出流量として、圧縮性流体解析に入力した。これにより連成解析を行った。 The scope of the compressible fluid analysis was set to include the pressure chamber. The boundaries between the ink supply path and the ink discharge path and the pressure chamber were set to free inflow conditions. The pressure value near the nozzle in the pressure chamber was used as the input condition for the surface fluid analysis, which analyzes the liquid surface in the nozzle. As a result, the liquid flow rate that flowed from the pressure chamber into the nozzle in the surface fluid analysis was input into the compressible fluid analysis as the outflow flow rate near the nozzle in the pressure chamber. A coupled analysis was performed in this way.

（数値解析１）
数値解析１は、第１の実施例として、粘度約３０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５の液体Ｉを、インクジェットヘッド１０で吐出する場合についてシミュレーションしたものである。なお、第１の実施例のインクジェットヘッド１０のシミュレーションモデルのＡＬは、約２μ秒であった。 (Numerical Analysis 1)
Numerical analysis 1 is a simulation of the first embodiment in which liquid I having a viscosity of about 30 mPas and a specific gravity of about 0.85 is ejected from the inkjet head 10. The AL of the simulation model of the inkjet head 10 of the first embodiment was about 2 μsec.

ここで、アクチュエーターをコンデンサーに見立てて、駆動回路１０３の内部抵抗、配線抵抗及びその他のエネルギー損失を抵抗に見立てると、電圧源、駆動回路１０３、配線電極１１９、配線電極１２１及び配線電極１２２、並びにアクチュエーターをつなぐ回路は、ＲＣ直列回路に見立てる事が出来る。このＲＣ直列回路において電圧源を切り替えた場合を考える。駆動波形の各台形波の立ち上げ及び立ち下げ時間は、前記ＲＣ回路の時定数と相関し、コンデンサーとつながる電圧源が変化した場合の、コンデンサー内部の電圧変化に要する充電時間あるいは放電時間を示している。実施例では、駆動波形５１の各パルスの立ち上げ及び立ち下げ時間を０．２μ秒前後としシミュレーションモデルの駆動波形を設定した。 If the actuator is considered as a capacitor, and the internal resistance of the drive circuit 103, the wiring resistance, and other energy losses are considered as resistances, the voltage source, drive circuit 103, wiring electrodes 119, 121, and 122, and the circuit connecting the actuator can be considered as an RC series circuit. Consider the case where the voltage source is switched in this RC series circuit. The rise and fall times of each trapezoidal wave of the drive waveform correlate with the time constant of the RC circuit, and indicate the charge time or discharge time required for the voltage change inside the capacitor when the voltage source connected to the capacitor changes. In the embodiment, the rise and fall times of each pulse of the drive waveform 51 are set to around 0.2 μs, and the drive waveform of the simulation model is set.

数値解析１では、実施例のインクジェットヘッド１０が駆動波形５１１～駆動波形５１５によって液滴を吐出した場合のシミュレーションを行った。このときの波形パラメーターは、ＵＬ＝ＡＬ、ｓｐ＝ＡＬ、ｄｐＡ＝ＡＬとした。また、表１に示す通り、ｄｐＢ～ｄｐＥを様々に変化させてシミュレーションを行い、それぞれの波形幅の場合の１～５ドロップ目の液滴の速度を求めた。この結果を表１に示す。なお、途中で複数の液滴が合体した場合は、合体した複数の液滴の先頭の液滴の速度欄に合体後の液滴の速度を記載した。また、合体した複数の液滴の先頭以外の液滴の速度欄には「←」と記載した。さらに、最後の液滴の速度（以下「最後滴速度」という。）と先頭の液滴の速度（以下「先頭滴速度」という。）との速度比も示す。ただし、１～５ドロップ目の全ての液滴が合体している場合には速度比に代えて「合体」と記載した。 In the numerical analysis 1, a simulation was performed in which the inkjet head 10 of the embodiment ejects droplets using the driving waveforms 511 to 515. The waveform parameters at this time were UL=AL, sp=AL, and dpA=AL. As shown in Table 1, the simulation was performed by changing dpB to dpE in various ways, and the velocity of the first to fifth droplets for each waveform width was obtained. The results are shown in Table 1. If multiple droplets merge along the way, the velocity of the droplet after merging is written in the velocity column of the first droplet of the merged multiple droplets. In addition, "←" is written in the velocity column of the droplets other than the first droplet of the merged multiple droplets. Furthermore, the velocity ratio between the velocity of the last droplet (hereinafter referred to as "last droplet velocity") and the velocity of the first droplet (hereinafter referred to as "first droplet velocity") is also shown. However, if all droplets from the first to fifth drops are merged, "merged" is written instead of the velocity ratio.

表１のｄｒｏｐ数が５の場合、すなわち駆動波形５１５について見ると、ｄｐＥがＡＬに近づくほど、先頭滴速度に対して最後滴速度が速くなっている事が分かる。ｄｒｏｐ数が４の場合、すなわち駆動波形５１４についても、ｄｐＤがＡＬに近づくほど先頭滴速度に対する最後滴速度が速くなり、ｄｐＤが０．６ＡＬの場合には最後滴が先頭滴と合体している。ｄｒｏｐ数が３の場合、すなわち駆動波形５１３についても、ｄｒｏｐ数が４の場合と同様の傾向となっている。このように各波形幅を調整することで先頭の液滴と最後の液滴の速度の比を調整できる事がわかる。 When the drop number in Table 1 is 5, i.e., looking at drive waveform 515, it can be seen that the closer dpE is to AL, the faster the final drop speed is relative to the leading drop speed. When the drop number is 4, i.e., for drive waveform 514, the closer dpD is to AL, the faster the final drop speed is relative to the leading drop speed, and when dpD is 0.6AL, the final drop merges with the leading drop. When the drop number is 3, i.e., for drive waveform 513, the same tendency is observed as when the drop number is 4. In this way, it can be seen that the ratio of the speed of the leading drop to the speed of the final drop can be adjusted by adjusting the width of each waveform.

インクジェット記録装置１は、駆動波形５１２～駆動波形５１５で吐出した複数の液滴が画像形成媒体Ｓに着弾することで画像形成媒体Ｓ上に１つのドットを形成する。このため、画像形成媒体Ｓ上で複数の液滴の着弾位置が離れないようにするには、複数の液滴が合体するか複数の液滴の先頭の液滴の速度より最後の液滴の速度が大きくなる事が望ましい。ここで、表１には、ｄｒｏｐ数が２の場合にｄｐＢを様々に変化させた場合の吐出速度及び速度比を示している。表１を見ると、ｄｐＢを０．５ＡＬ以上とする事で最後滴速度が先頭滴速度より大きくなっていることが分かる。したがって、ｄｐＢは、０．５ＡＬ以上であることが好ましい。しかしながら、ｄｒｏｐ数が１のときの１ｄｒｏｐ目速度と比べ、ｄｒｏｐ数が２でｄｐＢが０．５ＡＬのときの１ｄｒｏｐ目の速度は約１［ｍ／ｓ］小さくなっている。これは、複数の液滴を吐出した直後は各液滴が分断されずに繋がっており表面張力によって各液滴同士が引っ張り合うことで、各液滴の速度に相互作用を及ぼした結果である。画像形成媒体Ｓ上でドットの着弾位置が離れないようにするには、ｄｒｏｐ数によらず先頭滴の速度差は小さい事が望ましい。したがって、ｄｒｏｐ数が２のときの先頭滴速度は、ｄｒｏｐ数が１のときの先頭滴速度である９．７［ｍ／ｓ］に近いことが望ましい。このため、ｄｐＢは０．６ＡＬであることが特に好ましい。 In the inkjet recording device 1, a plurality of droplets ejected by the driving waveforms 512 to 515 land on the image forming medium S, forming one dot on the image forming medium S. Therefore, in order to prevent the landing positions of the plurality of droplets on the image forming medium S from being separated, it is desirable that the plurality of droplets merge or that the speed of the last droplet of the plurality of droplets is greater than the speed of the first droplet. Here, Table 1 shows the ejection speed and speed ratio when the dpB is changed in various ways when the drop number is 2. It can be seen from Table 1 that the last drop speed is greater than the first drop speed by setting the dpB to 0.5 AL or more. Therefore, it is preferable that the dpB is 0.5 AL or more. However, compared to the first drop speed when the drop number is 1, the first drop speed when the drop number is 2 and the dpB is 0.5 AL is about 1 [m/s] smaller. This is the result of the droplets being connected and not separated immediately after being ejected, and the droplets being pulled together by surface tension, which affects the speed of each droplet. In order to prevent the dots from landing at different positions on the image forming medium S, it is desirable for the speed difference of the leading droplet to be small regardless of the drop number. Therefore, it is desirable for the leading droplet speed when the drop number is 2 to be close to 9.7 m/s, which is the leading droplet speed when the drop number is 1. For this reason, it is particularly preferable for dpB to be 0.6 AL.

また、表１には、駆動波形５１３において駆動波形５１２と同様にｄｐＢを０．６ＡＬとして、ｄｐＣを様々に変化させた場合の吐出速度及び速度比を示している。表１を見ると、ｄｐＣを０．４ＡＬ以上とする事で、最後滴速度が先頭滴速度より大きくなるか液滴が全て合体していることが分かる。したがって、ｄｐＣは、０．４ＡＬ以上であることが好ましい。ｄｒｏｐ数によらずに先頭滴の速度差は小さい事が望ましいため、ｄｐＣは、０．４ＡＬであることが特に好ましい。なお、液滴が合体することを優先してｄｐＣを０．５ＡＬとしても良い。 Table 1 also shows the ejection speed and speed ratio when dpB is set to 0.6AL in drive waveform 513 as in drive waveform 512 and dpC is changed in various ways. It can be seen from Table 1 that by setting dpC to 0.4AL or more, the final drop speed becomes faster than the first drop speed or all the droplets merge. Therefore, it is preferable that dpC is 0.4AL or more. Since it is desirable that the speed difference of the first drop is small regardless of the drop number, it is particularly preferable that dpC is 0.4AL. It is also possible to set dpC to 0.5AL in order to prioritize droplet merging.

また、表１には、駆動波形５１４において駆動波形５１３と同様にｄｐＢを０．６ＡＬ、ｄｐＣを０．４ＡＬとして、ｄｐＤを様々に変化させた場合の吐出速度及び速度比を示している。表１を見ると、ｄｐＤを０．５ＡＬ以上とすることで、最後滴速度が先頭滴速度より大きくなるか液滴が全て合体していることが分かる。したがって、ｄｐＣは、０．５ＡＬ以上であることが好ましい。ｄｒｏｐ数によらずに先頭滴の速度差は小さい事が望ましいため、ｄｐＤは、０．５ＡＬであることが特に好ましい。なお、液滴が合体することを優先してｄｐＤを０．６ＡＬとしても良い。 Table 1 also shows the ejection speed and speed ratio when dpD is changed in various ways in drive waveform 514, with dpB set to 0.6 AL and dpC set to 0.4 AL, as in drive waveform 513. It can be seen from Table 1 that by setting dpD to 0.5 AL or more, the final drop speed becomes faster than the first drop speed or all the droplets merge. Therefore, it is preferable that dpC is 0.5 AL or more. Since it is desirable that the speed difference of the first drop is small regardless of the drop number, it is particularly preferable that dpD is 0.5 AL. It is also possible to set dpD to 0.6 AL by prioritizing the merging of droplets.

また、表１には、駆動波形５１５において駆動波形５１４と同様にｄｐＢを０．６ＡＬ、ｄｐＣを０．４ＡＬ、ｄｐＤを０．５ＡＬとして、ｄｐＥを様々に変化させた場合の吐出速度及び速度比を示している。表１を見ると、ｄｐＥを０．５ＡＬ以上とすることで、最後滴速度が先頭滴速度より大きくなるか液滴が全て合体していることが分かる。したがって、ｄｐＥは、０．５ＡＬ以上であることが好ましい。ｄｒｏｐ数によらずに先頭滴の速度差は小さい事が望ましいため、ｄｐＥは、０．５ＡＬであることが特に好ましい。 Table 1 also shows the ejection speed and speed ratio when dpE is changed in various ways for drive waveform 515, with dpB set to 0.6 AL, dpC set to 0.4 AL, and dpD set to 0.5 AL, as in drive waveform 514. It can be seen from Table 1 that by setting dpE to 0.5 AL or more, the final drop speed becomes faster than the first drop speed, or the droplets all merge. Therefore, it is preferable that dpE is 0.5 AL or more. It is desirable that the speed difference of the first drop is small regardless of the drop number, so it is particularly preferable that dpE is 0.5 AL.

（数値解析２）
数値解析２では、第２の実施例として、粘度約５０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５の液体Ｉを、インクジェットヘッド１０で吐出する場合についてシミュレーションを実施した。なお、第２の実施例のインクジェットヘッド１０のシミュレーションモデルのＡＬは、第１の実施例と同様に約２μ秒であった。
数値解析２でも数値解析１と同様にシミュレーションを実施した。この結果を表２に示す。 (Numerical Analysis 2)
In the numerical analysis 2, as a second embodiment, a simulation was performed for the case where liquid I having a viscosity of about 50 [mPas] and a specific gravity of about 0.85 was ejected from the inkjet head 10. The AL of the simulation model of the inkjet head 10 of the second embodiment was about 2 μsec, similar to the first embodiment.
In Numerical Analysis 2, a simulation was performed in the same manner as in Numerical Analysis 1. The results are shown in Table 2.

数値解析２でも数値解析１の場合と同様に各波形幅の調整を行い、ｄｐＢを０．８ＡＬ、ｄｐＣを０．５ＡＬ、ｄｐＤを０．５ＡＬ、ｄｐＥを０．６ＡＬとした。 In numerical analysis 2, the waveform widths were adjusted in the same way as in numerical analysis 1, with dpB set to 0.8 AL, dpC set to 0.5 AL, dpD set to 0.5 AL, and dpE set to 0.6 AL.

図１２は、比較例の駆動波形５２を示す図である。なお、駆動波形５２１～駆動波形５２５を総称して駆動波形５２というものとする。駆動波形５２５は、５つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。駆動波形５２２は、２つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。駆動波形５２１は、１つの液滴を連続吐出させる場合の駆動波形の一例を示す。連続吐出させる液滴数が３又は４の場合の駆動波形５２３及び駆動波形５２４についての図示は省略する。
駆動波形５２は、振動パルス、吐出パルス及び抑制パルスをこの順で含む。なお、駆動波形５２が含む吐出パルスの数をＮとする。 12 is a diagram showing a drive waveform 52 of a comparative example. Note that drive waveforms 521 to 525 are collectively referred to as drive waveform 52. Drive waveform 525 shows an example of a drive waveform when five droplets are continuously ejected. Drive waveform 522 shows an example of a drive waveform when two droplets are continuously ejected. Drive waveform 521 shows an example of a drive waveform when one droplet is continuously ejected. Drive waveforms 523 and 524 when the number of droplets to be continuously ejected is three or four are not shown.
The driving waveform 52 includes a vibration pulse, an ejection pulse, and a suppression pulse in this order. The number of ejection pulses included in the driving waveform 52 is denoted as N.

駆動波形５２を印加する駆動回路１０３は、まず振動パルスの印加を開始する。振動パルスは電圧が０、－Ｖｂの順で変化するｓｐ幅の台形波である。振動パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電圧は、０から－Ｖｂに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、振動パルスの印加終了まで－Ｖｂに保持される。電極１２０４の電圧が０から－Ｖｂに立ち下がるまでの時間と、電極１２０４の電圧が－Ｖｂに保持される時間との合計は、時間ｓｐである。なお、振動パルスによる印加開始の加圧は、ノズル１０１から液滴が吐出しない程度の加圧とする。 The drive circuit 103, which applies the drive waveform 52, first starts applying a vibration pulse. The vibration pulse is a trapezoidal wave with a width of sp, in which the voltage changes from 0 to -Vb. As the application of the vibration pulse starts, the voltage of the electrode 1204 changes from 0 to -Vb. The voltage of the electrode 1204 is then held at -Vb until the application of the vibration pulse ends. The sum of the time until the voltage of the electrode 1204 falls from 0 to -Vb and the time during which the voltage of the electrode 1204 is held at -Vb is time sp. Note that the pressure applied at the start of application by the vibration pulse is such that droplets are not ejected from the nozzle 101.

駆動回路１０３は、振動パルスの印加開始から所定時間ｓｐ経過後に、振動パルスの印加を終了する。そして、駆動回路１０３は、１番目の吐出パルスの印加を開始する。吐出パルスは、電位差が０、Ｖｂ、０の順で変化するｄｐＸ幅の台形波である。振動パルスの印加終了及び吐出パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電圧は、－Ｖｂから０を経てＶｂに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、１番目のパルスの印加終了までＶｂに保持される。電極１２０４の電圧が０からＶｂに立ち上がるまでの時間と、電極１２０４の電圧がＶｂに保持される時間との合計は、時間ｄｐＸである。
駆動回路１０３は、１番目の吐出パルスの印加開始から所定の時間ｄｐＸ経過後に、１番目の吐出パルスの印加を終了する。吐出パルスの印加終了に伴い、電極１２０４の電圧は、Ｖｂから０に変化する。そして、電極１２０４の電圧は、次のパルスの印加開始まで０に保持される。
吐出パルスの印加終了により、圧力室１１５ｄの容積は収縮し、圧力室１１５ｄ内の液体Ｉが加圧される。これにより、圧力室１１５ｄ内の液体Ｉがノズル１０１から液滴として吐出される。 The driving circuit 103 ends the application of the vibration pulse after a predetermined time sp has elapsed since the start of the application of the vibration pulse. Then, the driving circuit 103 starts the application of the first ejection pulse. The ejection pulse is a trapezoidal wave with a width of dpX in which the potential difference changes in the order of 0, Vb, and 0. With the end of the application of the vibration pulse and the start of the application of the ejection pulse, the voltage of the electrode 1204 changes from -Vb to Vb via 0. Then, the voltage of the electrode 1204 is held at Vb until the end of the application of the first pulse. The sum of the time until the voltage of the electrode 1204 rises from 0 to Vb and the time during which the voltage of the electrode 1204 is held at Vb is the time dpX.
The driving circuit 103 ends the application of the first ejection pulse after a predetermined time dpX has elapsed since the start of application of the first ejection pulse. With the end of the application of the ejection pulse, the voltage of the electrode 1204 changes from Vb to 0. The voltage of the electrode 1204 is then held at 0 until the start of application of the next pulse.
When the application of the ejection pulse ends, the volume of the pressure chamber 115d contracts, and the liquid I in the pressure chamber 115d is pressurized. This causes the liquid I in the pressure chamber 115d to be ejected from the nozzle 101 as droplets.

駆動回路１０３は、Ｎ個の吐出パルスを印加する。なお、（ｋ－１）番目の吐出パルスの中心から、ｋ番目の吐出パルスの中心までの時間は２ＵＬである。 The driving circuit 103 applies N ejection pulses. Note that the time from the center of the (k-1)th ejection pulse to the center of the kth ejection pulse is 2UL.

駆動回路１０３は、Ｎ番目の吐出パルスの印加終了後、Ｎ番目の吐出パルスの中心から、抑制パルスの中心までの時間が所定の時間２ＵＬとなるように抑制パルスの印加を開始する。
駆動波形５２の抑制パルスは、電位差が０、－Ｖｂ、０の順で変化するｃｐ幅の台形波である。抑制パルスの印加開始に伴い、電極１２０４の電圧は、０から－Ｖｂに変化する。そして、電極１２０４の電圧は、抑制パルスの印加終了まで－Ｖｂに保持される。電極１２０４の電圧が０から－Ｖｂに立ち下がるまでの時間と、電極１２０４の電圧が－Ｖｂに保持される時間との合計は、時間ｃｐである。 After the application of the Nth ejection pulse is completed, the drive circuit 103 starts applying a suppression pulse so that the time from the center of the Nth ejection pulse to the center of the suppression pulse is a predetermined time 2UL.
The suppression pulse of the drive waveform 52 is a trapezoidal wave with a cp width in which the potential difference changes in the order 0, -Vb, and 0. With the start of application of the suppression pulse, the voltage of the electrode 1204 changes from 0 to -Vb. The voltage of the electrode 1204 is then held at -Vb until the application of the suppression pulse ends. The sum of the time until the voltage of the electrode 1204 falls from 0 to -Vb and the time during which the voltage of the electrode 1204 is held at -Vb is the time cp.

（数値解析３）
ここで、インクジェットヘッド１０に実施例の駆動波形５１１と比較例の駆動波形５２１とで同じ液体Ｉを吐出させるシミュレーションを行い、同じ液滴速度を得るのに必要な電位差Ｖを比較した。液体Ｉのパラメーターは、数値解析１と同様に、粘度約３０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５とした。
数値解析３における駆動波形５１１の各波形幅及び電位差Ｖａは表１の通りとする。すなわち、Ｖａ＝２０［Ｖ］である。また、このときの吐出速度は、表１に示すように９．７［ｍ／ｓ］である。
駆動波形５２１について、波形パラメーターを、ｓｐ＝ＡＬ、ｄｐＸ＝ＡＬ、２ＵＬ＝２ＡＬ、ｃｐ＝ＡＬとしてシミュレーションを行った。この場合に、インクジェットヘッド１０が駆動波形５２１を用いて９．７［ｍ／ｓ］で液滴を吐出するために必要な電位差Ｖｂを調べたところ約２４．８［Ｖ］であった。 (Numerical Analysis 3)
Here, a simulation was performed in which the inkjet head 10 was made to eject the same liquid I using the driving waveform 511 of the embodiment and the driving waveform 521 of the comparative example, and the potential difference V required to obtain the same droplet velocity was compared. The parameters of the liquid I were the same as in the numerical analysis 1, with a viscosity of about 30 [mPas] and a specific gravity of about 0.85.
The waveform widths and potential difference Va of the driving waveform 511 in the numerical analysis 3 are as shown in Table 1. That is, Va=20 V. The ejection speed at this time is 9.7 m/s as shown in Table 1.
A simulation was performed with the waveform parameters sp=AL, dpX=AL, 2UL=2AL, and cp=AL for the drive waveform 521. In this case, the potential difference Vb required for the inkjet head 10 to eject droplets at 9.7 [m/s] using the drive waveform 521 was examined and found to be approximately 24.8 [V].

（数値解析４）
数値解析４では、液体Ｉのパラメーターを、数値解析２と同様の粘度約５０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５として数値解析３と同様の比較を行った。
数値解析４における駆動波形５１１の各波形幅及び電位差Ｖａは表２の通りとする。すなわち、Ｖａ＝２７．５［Ｖ］である。また、このときの吐出速度は、表２に示すように８．８［ｍ／ｓ］である。
この場合に、インクジェットヘッド１０が駆動波形５２１を用いて液滴を８．８［ｍ／ｓ］で吐出するために必要な電位差Ｖｂを調べたところ約３３．１［Ｖ］であった。 (Numerical Analysis 4)
In Numerical Analysis 4, the parameters of Liquid I were set to the same values as in Numerical Analysis 2, ie, viscosity of about 50 [mPas] and specific gravity of about 0.85, and a comparison was made in the same manner as in Numerical Analysis 3.
The waveform widths and potential difference Va of the driving waveform 511 in the numerical analysis 4 are as shown in Table 2. That is, Va=27.5 [V]. The ejection speed at this time is 8.8 [m/s] as shown in Table 2.
In this case, the potential difference Vb required for the inkjet head 10 to eject droplets at 8.8 [m/s] using the drive waveform 521 was examined and found to be approximately 33.1 [V].

数値解析３及び数値解析４の結果が示すように、比較例の駆動波形５２１と比べて実施例の駆動波形５１１の方が低い電位差Ｖで液体Ｉを吐出することができる。このため、駆動波形５１１を用いる駆動回路１０３は、従来の駆動波形に比べ低い電位差で駆動させる事ができる。したがって、実施形態のインクジェットヘッド１０は、従来よりも消費電力が低く、低コスト化が可能である。 As shown by the results of Numerical Analysis 3 and Numerical Analysis 4, the driving waveform 511 of the embodiment can eject the liquid I at a lower potential difference V than the driving waveform 521 of the comparative example. Therefore, the driving circuit 103 using the driving waveform 511 can be driven at a lower potential difference than the conventional driving waveform. Therefore, the inkjet head 10 of the embodiment consumes less power than conventional inkjet heads, and can be manufactured at a lower cost.

（数値解析５）
実施例の駆動波形５１５と比較例の駆動波形５２５とで同じ液体Ｉを吐出し、同じ液滴速度を得るのに必要な電位差Ｖの比較を行った。液体Ｉのパラメーターは、数値解析３と同様に、粘度約３０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５とした。
数値解析５における駆動波形５１５の波形幅及び電位差Ｖａは表１の通りとする。すなわち、Ｖａ＝２０［Ｖ］、ｓｐ＝ＡＬ、ｄｐＡ＝ＡＬ、ｄｐＢ＝０．６ＡＬ、ｄｐＣ＝０．４ＡＬ、ｄｐＤ＝０・５ＡＬ、ｄｐＥ＝０．５とした。このときの先頭滴速度は、表１に示すように、１０．４［ｍ／ｓ］である。
駆動波形５２５について、最後滴速度が先頭滴速度より大きくなるように、振動パルスの幅ｓｐと電位差を－Ｖｂから０に戻す時間の合計を０．７ＡＬとし、ｄｐＸ＝ＡＬ、２ＵＬ＝２ＡＬ、ｃｐ＝ＡＬとした。この場合に、インクジェットヘッド１０が駆動波形５２５を用いて先頭滴速度１０．４［ｍ／ｓ］で液滴を吐出するために必要な電位差Ｖｂは約２８．６［Ｖ］であった。 (Numerical Analysis 5)
The same liquid I was ejected using the driving waveform 515 of the embodiment and the driving waveform 525 of the comparative example, and a comparison was made of the potential difference V required to obtain the same droplet velocity. The parameters of the liquid I were the same as in Numerical Analysis 3, with a viscosity of about 30 [mPas] and a specific gravity of about 0.85.
The waveform width and potential difference Va of the driving waveform 515 in the numerical analysis 5 are as shown in Table 1. That is, Va=20 [V], sp=AL, dpA=AL, dpB=0.6 AL, dpC=0.4 AL, dpD=0.5 AL, dpE=0.5. The leading droplet speed at this time is 10.4 [m/s] as shown in Table 1.
For the drive waveform 525, the sum of the vibration pulse width sp and the time required to return the potential difference from -Vb to 0 was set to 0.7AL so that the final droplet velocity was greater than the leading droplet velocity, and dpX=AL, 2UL=2AL, and cp=AL. In this case, the potential difference Vb required for the inkjet head 10 to eject droplets at a leading droplet velocity of 10.4 m/s using the drive waveform 525 was approximately 28.6 V.

数値解析５の結果が示すように、比較例の駆動波形５２５と比べて実施例の駆動波形５１５の方が低い電位差Ｖで液体Ｉを吐出することができる。また、数値解析３の結果と比較すればわかるように、連続吐出させる液滴の数が５回の方が、１回の場合より電位差Ｖの低減の効果が大きい。
液体Ｉの粘度が３０［ｍＰａｓ］の条件では、ヘッド内流路の粘性抵抗が大きく、先頭の液滴吐出時に発生した残留振動の減衰が大きい。このため、駆動波形５２５でｓｐ幅をＡＬとした場合は最後滴速度より、先頭滴速度が速くなる。駆動波形５２５の最後滴速度を先頭滴速度より速くするためには先頭滴速度を最後滴速度と比べて遅くする必要があり、ｓｐ幅をＡＬより小さく、あるいはＡＬより大きくしなければならない。この結果、液滴を１回吐出すれば良い駆動波形５２１と比べ駆動波形５２５は必要となる電位差Ｖｂが大きくなる。 As the results of Numerical Analysis 5 show, compared to the driving waveform 525 of the comparative example, the driving waveform 515 of the embodiment can eject liquid I at a lower potential difference V. Also, as can be seen by comparing with the results of Numerical Analysis 3, the effect of reducing the potential difference V is greater when the number of droplets ejected in succession is five than when it is one.
When the viscosity of liquid I is 30 mPas, the viscous resistance of the flow path in the head is large, and the residual vibration generated when the leading droplet is ejected is greatly attenuated. For this reason, when the sp width is set to AL in the drive waveform 525, the leading droplet speed is faster than the final droplet speed. In order to make the final droplet speed of the drive waveform 525 faster than the leading droplet speed, the leading droplet speed needs to be slower than the final droplet speed, and the sp width needs to be smaller than AL or larger than AL. As a result, the required potential difference Vb is larger in the drive waveform 525 than in the drive waveform 521, which only needs to eject a droplet once.

前述した通り、電圧源、駆動回路１０３、配線電極１１９、配線電極１２１及び配線電極１２２、並びにアクチュエーターをつなぐ回路は、ＲＣ直列回路に見立てる事が出来る。このＲＣ直列回路の消費電力は、駆動波形に含まれる台形波の数に比例し、電位差の２乗に比例する。
駆動波形５１５は、電位差が０、Ｖａ、０の順に変化する高さＶａの台形波を５個含む。そして、駆動波形５１５は、電位差０、－Ｖａ、０の順に変化する高さ－Ｖａの台形波を６個含む。したがって、駆動波形５１５は、台形波を合わせて１１個含む。
対して、駆動波形５２５は、高さＶａの台形波を５個含む。そして、駆動波形５２５は、高さ－Ｖａの台形波を２個含む。したがって、駆動波形５２５は、台形波を合わせて７個含む。 As described above, the voltage source, the drive circuit 103, the wiring electrodes 119, 121, and 122, and the circuit connecting the actuators can be considered as an RC series circuit. The power consumption of this RC series circuit is proportional to the number of trapezoidal waves included in the drive waveform and is proportional to the square of the potential difference.
The drive waveform 515 includes five trapezoidal waves of height Va in which the potential difference changes in the order 0, Va, and 0. The drive waveform 515 also includes six trapezoidal waves of height -Va in which the potential difference changes in the order 0, -Va, and 0. Therefore, the drive waveform 515 includes a total of 11 trapezoidal waves.
In contrast, the drive waveform 525 includes five trapezoidal waves with a height Va. The drive waveform 525 also includes two trapezoidal waves with a height −Va. Therefore, the drive waveform 525 includes a total of seven trapezoidal waves.

したがって、以下（１）式により、実施例の駆動波形５１５の比較例５２５に対する消費電力を概算することができる。なお、（１）式中のｄａは、駆動波形５１５中の台形波の数である。そして、（１）式中のｄｂは、駆動波形５２５中の台形波の数である。
（１）式より、実施例の駆動波形５１５は、比較例の駆動波形５２５の７７％程度の消費電力であることが分かる。すなわち、実施例の駆動波形５１５は、粘度が３０［ｍＰａｓ］の液体Ｉを用いる場合において、従来と比べて２３％程度消費電力を抑えることができる。 Therefore, the power consumption of the driving waveform 515 of the embodiment relative to the comparative example 525 can be roughly calculated by the following formula (1). Note that da in formula (1) is the number of trapezoidal waves in the driving waveform 515. And db in formula (1) is the number of trapezoidal waves in the driving waveform 525.
From formula (1), it can be seen that the driving waveform 515 of the embodiment consumes about 77% of the power consumption of the driving waveform 525 of the comparative example. In other words, when using the liquid I having a viscosity of 30 mPas, the driving waveform 515 of the embodiment can reduce the power consumption by about 23% compared to the conventional method.

（数値解析６）
数値解析６では、液体Ｉのパラメーターを、数値解析２及び数値解析４と同様の粘度約５０［ｍＰａｓ］、比重約０．８５として数値解析５と同様の比較を行った。
数値解析６における駆動波形５１５の波形幅及び電位差Ｖａは表２の通りとする。すなわち、Ｖａ＝２７．５［Ｖ］、ｓｐ＝ＡＬ、ｄｐＡ＝ＡＬ、ｄｐＢ＝０．８ＡＬ、ｄｐＣ＝０．５ＡＬ、ｄｐＤ＝０・５ＡＬ、ｄｐＥ＝０．６とした。このときの先頭滴速度は、表１に示すように、８．９［ｍ／ｓ］である。
駆動波形５２５について、最後滴速度が先頭滴速度より大きくなるように、振動パルスの幅ｓｐと電位差を－Ｖｂから０に戻す時間の合計を０．４ＡＬとし、ｄｐＸ＝ＡＬ、２ＵＬ＝２ＡＬ、ｃｐ＝ＡＬとした。この場合に、インクジェットヘッド１０が駆動波形５２５を用いて先頭滴速度８．９［ｍ／ｓ］で液滴を吐出するために必要な電位差Ｖｂは約４６．２［Ｖ］であった。 (Numerical Analysis 6)
In Numerical Analysis 6, the parameters of Liquid I were set to the same viscosity of about 50 [mPas] and specific gravity of about 0.85 as in Numerical Analysis 2 and Numerical Analysis 4, and a comparison was made in the same manner as in Numerical Analysis 5.
The waveform width and potential difference Va of the drive waveform 515 in the numerical analysis 6 are as shown in Table 2. That is, Va=27.5 [V], sp=AL, dpA=AL, dpB=0.8AL, dpC=0.5AL, dpD=0.5AL, dpE=0.6. The leading droplet speed in this case is 8.9 [m/s] as shown in Table 1.
For the drive waveform 525, the sum of the vibration pulse width sp and the time required to return the potential difference from -Vb to 0 was set to 0.4AL so that the final droplet velocity was greater than the leading droplet velocity, and dpX=AL, 2UL=2AL, and cp=AL. In this case, the potential difference Vb required for the inkjet head 10 to eject droplets at a leading droplet velocity of 8.9 m/s using the drive waveform 525 was approximately 46.2 V.

数値解析６についても、数値解析５と同様に以下（２）式により、実施例の駆動波形５１５の比較例５２５に対する消費電力を概算することができる。
（２）式より、実施例の駆動波形５１５は、比較例の駆動波形５２５の５６％程度の消費電力であることが分かる。すなわち、実施例の駆動波形５１５は、粘度が５０［ｍＰａｓ］の液体Ｉを用いる場合において、従来と比べて４４％程度消費電力を抑えることができる。 For Numerical Analysis 6, as in Numerical Analysis 5, the power consumption of the driving waveform 515 of the embodiment relative to the comparative example 525 can be roughly calculated by the following formula (2).
From formula (2), it can be seen that the driving waveform 515 of the embodiment consumes about 56% of the power consumption of the driving waveform 525 of the comparative example. In other words, when using the liquid I having a viscosity of 50 mPas, the driving waveform 515 of the embodiment can reduce the power consumption by about 44% compared to the conventional method.

第１実施形態は以下のような変形も可能である。
圧力室１１５４を変形させるための電圧のかけ方は図７～図９の例に限らない。
例えば、駆動回路は、電極１２４３、電極１２０４及び電極１２３５全てに同じ電圧をかけることで電極１２４３、電極１２０４及び電極１２３５を同電位にする。これにより、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、変形していない状態となる。このとき、圧力室１１５４は、図７の場合と同様に変形していない状態となる。このために、駆動回路は、例えば、電極１２４３、電極１２０４及び電極１２３５に第２電圧源４１を接続する。 The first embodiment can be modified as follows.
The method of applying a voltage to deform the pressure chamber 1154 is not limited to the examples shown in FIGS.
For example, the drive circuit applies the same voltage to all of the electrodes 1243, 1204, and 1235, thereby making the electrodes 1243, 1204, and 1235 at the same potential. As a result, the actuators 1184 and 1185 are in an undeformed state. At this time, the pressure chamber 1154 is in an undeformed state, similar to the case of FIG. 7. For this purpose, the drive circuit connects the second voltage source 41 to the electrodes 1243, 1204, and 1235, for example.

例えば、駆動回路は、電極１２０４に電圧Ｖａ／２を印加し、その両隣の電極１２４３及び電極１２３５に電圧－Ｖａ／２を印加する。これにより、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５には、図８の場合と同様に電位差Ｖａが印加される。そして、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図８の場合と同様に圧力室１１５４の容積を膨張させるように変形する。 For example, the drive circuit applies a voltage Va/2 to electrode 1204, and a voltage -Va/2 to the adjacent electrodes 1243 and 1235. This causes a potential difference Va to be applied to actuators 1184 and 1185, as in the case of FIG. 8. Then, actuators 1184 and 1185 deform so as to expand the volume of pressure chamber 1154, as in the case of FIG. 8.

例えば、駆動回路は、電極１２０４に電圧－Ｖａ／２を印加し、その両隣の電極１２４３及び電極１２３５に電圧Ｖａ／２を印加する。これにより、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５には、図９の場合と同様に電位差－Ｖａが印加される。そして、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図９の場合と同様に圧力室１１５４の容積を収縮させるように変形する。 For example, the drive circuit applies a voltage of -Va/2 to electrode 1204, and a voltage of Va/2 to the adjacent electrodes 1243 and 1235. As a result, a potential difference of -Va is applied to actuators 1184 and 1185, as in the case of FIG. 9. Then, actuators 1184 and 1185 deform so as to contract the volume of pressure chamber 1154, as in the case of FIG. 9.

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係るインクジェット記録装置１の構成は、第１実施形態の図１～図６と同様である。したがって、当該部分についての説明を省略する。 Second Embodiment
The configuration of the inkjet recording apparatus 1 according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment shown in Figures 1 to 6. Therefore, a description of this portion will be omitted.

ただし、第２実施形態のインクジェット記録装置１は、圧力室１１５４の容積を膨張させる際、図８に代えて図１３に示すように電圧を印加する。
図１３は、電極１２０４をグラウンド電圧とし、電極１２４３及び電極１２３５のみに電圧－Ｖａを印加した状態のヘッド基板１０２を示している。図１３に示す状態では、電極１２０４と、電極１２０４の両隣の電極１２４３及び電極１２３５との間には、図８と同様の電位差が生じる。これらの電位差により、アクチュエーター１１８４及びアクチュエーター１１８５は、図８に示す形と同様に、圧力室１１５４の容積を膨張させるようにせん断変形をする。 However, in the inkjet recording apparatus 1 of the second embodiment, when expanding the volume of the pressure chamber 1154, a voltage is applied as shown in FIG. 13 instead of FIG.
Fig. 13 shows the head substrate 102 in a state in which the electrode 1204 is at ground voltage and a voltage -Va is applied only to the electrodes 1243 and 1235. In the state shown in Fig. 13, a potential difference similar to that in Fig. 8 occurs between the electrode 1204 and the electrodes 1243 and 1235 on either side of the electrode 1204. Due to this potential difference, the actuators 1184 and 1185 undergo shear deformation so as to expand the volume of the pressure chamber 1154, similar to the shape shown in Fig. 8.

第２実施形態のインクジェット記録装置１は、図１０の駆動回路１０３に代えて図１４に示すような駆動回路１０３２を備える。図１４は、駆動回路１０３２の構成例を示す図である。駆動回路１０３２は、電圧制御部３５を備える。そして、駆動回路１０３２は、インクジェットヘッド１０内部の圧力室１１５の数だけ電圧切替え部３４を備える。ただし、図１４には、電圧切替え部３４として電圧切替え部３４１、電圧切替え部３４２及び電圧切替え部３４３を図示し、電圧切替え部３４４以降の図示を省略している。
第３電圧源４２は、第３の電圧源の一例である。駆動回路１０３２は、印加部の一例である。 The inkjet recording apparatus 1 of the second embodiment includes a drive circuit 1032 as shown in Fig. 14, instead of the drive circuit 103 of Fig. 10. Fig. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the drive circuit 1032. The drive circuit 1032 includes a voltage control unit 35. The drive circuit 1032 includes voltage switching units 34, the number of which corresponds to the number of pressure chambers 115 inside the inkjet head 10. However, Fig. 14 shows voltage switching units 341, 342, and 343 as the voltage switching unit 34, and does not show voltage switching unit 344 and subsequent units.
The third voltage source 42 is an example of a third voltage source. The drive circuit 1032 is an example of an application unit.

駆動回路１０３２は、第１電圧源４０、第２電圧源４１及び第３電圧源４２に接続している。駆動回路１０３２は、第１電圧源４０を各配線電極１１９と接続する。したがって、圧力室の内壁の電極１２０は、配線電極１１９を介して第１電圧源４０と接続する。これにより、各配線電極１１９及び各電極１２０の電圧は、グラウンド電圧となる。また、駆動回路１０３２は、第１電圧源４０、第２電圧源４１及び第３電圧源４２から供給される電圧を、選択的に各配線電極１２１及び配線電極１２２に与える。なお、第３電圧源４２の出力電圧が示す電圧値は、－Ｖａとする。 The drive circuit 1032 is connected to the first voltage source 40, the second voltage source 41, and the third voltage source 42. The drive circuit 1032 connects the first voltage source 40 to each wiring electrode 119. Therefore, the electrode 120 on the inner wall of the pressure chamber is connected to the first voltage source 40 via the wiring electrode 119. As a result, the voltage of each wiring electrode 119 and each electrode 120 becomes the ground voltage. In addition, the drive circuit 1032 selectively applies the voltages supplied from the first voltage source 40, the second voltage source 41, and the third voltage source 42 to each wiring electrode 121 and wiring electrode 122. The voltage value indicated by the output voltage of the third voltage source 42 is -Va.

各電圧切替え部３４は、配線電極１２１及び配線電極１２２に接続する。すなわち、電圧切替え部３４１は配線電極１２２１及び配線電極１２１３に、電圧切替え部３４２は配線電極１２２３及び配線電極１２１５に、電圧切替え部３４３は配線電極１２２５及び配線電極１２１７に、…、接続する。 Each voltage switching unit 34 is connected to wiring electrode 121 and wiring electrode 122. That is, voltage switching unit 341 is connected to wiring electrode 1221 and wiring electrode 1213, voltage switching unit 342 is connected to wiring electrode 1223 and wiring electrode 1215, voltage switching unit 343 is connected to wiring electrode 1225 and wiring electrode 1217, etc.

電圧切替え部３４１は、電圧制御部３５の制御により、第１電圧源４０、第２電圧源４１及び第３電圧源４２の何れかと配線電極１２２１及び配線電極１２１３とを接続する。電圧切替え部３４２は、電圧制御部３５の制御により、第１電圧源４０、第２電圧源４１及び第３電圧源４２の何れかと配線電極１２２３及び配線電極１２１５とを接続する。電圧切替え部３４３は、電圧制御部３５の制御により、第１電圧源４０、第２電圧源４１及び第３電圧源４２の何れかと配線電極１２２５及び配線電極１２１７とを接続する。電圧切替え部３４４、電圧切替え部３４５、…についても同様である。 The voltage switching unit 341 connects the wiring electrodes 1221 and 1213 to either the first voltage source 40, the second voltage source 41, or the third voltage source 42 under the control of the voltage control unit 35. The voltage switching unit 342 connects the wiring electrodes 1223 and 1215 to either the first voltage source 40, the second voltage source 41, or the third voltage source 42 under the control of the voltage control unit 35. The voltage switching unit 343 connects the wiring electrodes 1225 and 1217 to either the first voltage source 40, the second voltage source 41, or the third voltage source 42 under the control of the voltage control unit 35. The same applies to the voltage switching units 344, 345, ....

なお、図１４の例では、圧力室内壁の電極１２０とつながる配線電極１１９は、駆動回路１０３２の内部で第１電圧源４０と接続されている。しかしながら、この配線電極は、駆動回路の外部で第１電圧源４０と接続されてもよい。この場合、駆動回路と接続する配線電極は、空気室内壁の電極とつながっているもののみとなる。 In the example of FIG. 14, the wiring electrode 119 connected to the electrode 120 on the pressure chamber inner wall is connected to the first voltage source 40 inside the drive circuit 1032. However, this wiring electrode may also be connected to the first voltage source 40 outside the drive circuit. In this case, the only wiring electrode connected to the drive circuit is the one connected to the electrode on the air chamber inner wall.

第２実施形態のインクジェットヘッド１０は、液体Ｉと接しない電極１２３及び電極１２４に正又は負の電圧をかけることで、圧力室を膨張又は収縮させる。として、第２実施形態のインクジェットヘッド１０は、液体Ｉに接する電極１２０は、圧力室が図７の状態、図１３の状態及び図９の状態のいずれの状態においても、第１電圧源４０と接続する。すなわち、電極１２０は、圧力室の状態に拘らずグラウンド電圧である。したがって、液体Ｉは、電位の変化が少なく、電位差が発生しない。このため、第２実施形態のインクジェットヘッド１０は、電気化学反応によって性質が変化しやすい液体Ｉでもその性質を変えずに吐出することが可能である。 In the inkjet head 10 of the second embodiment, the pressure chamber is expanded or contracted by applying a positive or negative voltage to the electrodes 123 and 124 that are not in contact with the liquid I. In the inkjet head 10 of the second embodiment, the electrode 120 in contact with the liquid I is connected to the first voltage source 40 regardless of the state of the pressure chamber in FIG. 7, FIG. 13, or FIG. 9. In other words, the electrode 120 is at ground voltage regardless of the state of the pressure chamber. Therefore, the liquid I undergoes little change in potential, and no potential difference occurs. For this reason, the inkjet head 10 of the second embodiment can eject the liquid I, whose properties are easily changed by electrochemical reactions, without changing its properties.

上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
上記実施形態のインクジェット記録装置１の階調は、０～５の６段階である。しかしながら、インクジェット記録装置１の階調数は限定しない。また、実施形態の駆動波形は、５つより多くの液滴を連続吐出させるものであっても良い。 The above embodiment may be modified as follows.
The inkjet recording apparatus 1 of the above embodiment has six gradations, from 0 to 5. However, there is no limit to the number of gradations of the inkjet recording apparatus 1. Furthermore, the driving waveform of the embodiment may be one that ejects more than five droplets continuously.

実施形態のインクジェット記録装置１は、画像形成媒体Ｓに、インクによる二次元の画像を形成するインクジェットプリンターである。しかしながら、実施形態のインクジェット記録装置は、これに限られるものではない。実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、３Ｄプリンター、産業用の製造機械、又は医療用機械などであっても良い。実施形態のインクジェット記録装置が３Ｄプリンター、産業用の製造機械、又は医療用機械などである場合には、実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、素材となる物質又は素材を固めるためのバインダーなどをインクジェットヘッドから吐出させることで、立体物を形成する。 The inkjet recording device 1 of the embodiment is an inkjet printer that forms a two-dimensional image with ink on an image forming medium S. However, the inkjet recording device of the embodiment is not limited to this. The inkjet recording device of the embodiment may be, for example, a 3D printer, an industrial manufacturing machine, or a medical machine. When the inkjet recording device of the embodiment is a 3D printer, an industrial manufacturing machine, or a medical machine, the inkjet recording device of the embodiment forms a three-dimensional object by, for example, ejecting a material substance or a binder for solidifying the material from an inkjet head.

実施形態のインクジェット記録装置１は、液体吐出部２を４つ備え、それぞれの液体吐出部２が使用する液体Ｉの色はシアン、マゼンタ、イエロー又はブラックである。しかしながら、インクジェット記録装置が備える液体吐出部２の数は４つに限定せず、また、複数でなくても良い。また、それぞれの液体吐出部２が使用する液体Ｉの色及び特性などは限定しない。
また、液体吐出部２は、透明光沢インク、赤外線又は紫外線等を照射したときに発色するインク、又はその他の特殊インクなども吐出可能である。さらに、液体吐出部２は、インク以外の液体を吐出することができるものであっても良い。なお、液体吐出部２が吐出する液体Ｉは、懸濁液などの分散液であっても良い。液体吐出部２が吐出するインク以外の液体としては例えば、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体、人工的に組織又は臓器などを形成するための細胞などを含む液体、接着剤などのバインダー、ワックス、又は液体状の樹脂などが挙げられる。 The inkjet recording apparatus 1 of the embodiment includes four liquid ejection units 2, and the color of the liquid I used by each liquid ejection unit 2 is cyan, magenta, yellow, or black. However, the number of liquid ejection units 2 included in the inkjet recording apparatus is not limited to four, and does not have to be more than one. Furthermore, the color and characteristics of the liquid I used by each liquid ejection unit 2 are not limited.
The liquid ejection unit 2 can also eject transparent glossy ink, ink that changes color when irradiated with infrared or ultraviolet light, or other special ink. Furthermore, the liquid ejection unit 2 may be capable of ejecting liquids other than ink. The liquid I ejected by the liquid ejection unit 2 may be a dispersion liquid such as a suspension. Examples of liquids other than ink that the liquid ejection unit 2 ejects include liquids containing conductive particles for forming a wiring pattern on a printed wiring board, liquids containing cells for artificially forming tissues or organs, binders such as adhesives, wax, and liquid resins.

上記実施形態における各数値は、本発明の目的が達成される範囲の誤差が許容される。 The numerical values in the above embodiments are allowed to have a margin of error within the range in which the objective of the present invention is achieved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

１……インクジェット記録装置、２……液体吐出部、１０……インクジェットヘッド、３１，３２，３４……電圧切替え部、３３，３５……電圧制御部、１０１，１０１２，１０１４，１０１６……ノズル、１０３，１０３２……駆動回路、１０７，１０７１，１０７２……圧電部材、１１５，１１５２，１１５４，１１５６……圧力室、１１６，１１６１，１１６３，１１６５，１１６７……空気室、１１７……インク排出路、１１８，１１８１～１１８７……アクチュエーター、１１９，１２１，１２２，１１９２，１１９４，１１９６，１２１１，１２１３，１２１５，１２１７，１２２１，１２２３，１２２５，１２２７……配線電極、１２０，１２３，１２４，１２０２，１２０４，１２０６，１２３１，１２３３，１２３５，１２３７，１２４１，１２４３，１２４５，１２４７……電極 1... Inkjet recording device, 2... Liquid ejection unit, 10... Inkjet head, 31, 32, 34... Voltage switching unit, 33, 35... Voltage control unit, 101, 1012, 1014, 1016... Nozzle, 103, 1032... Drive circuit, 107, 1071, 1072... Piezoelectric member, 115, 1152, 1154, 1156... Pressure chamber, 116, 1161, 1163, 1165, 1167... Air chamber , 117... ink discharge path, 118, 1181 to 1187... actuator, 119, 121, 122, 1192, 1194, 1196, 1211, 1213, 1215, 1217, 1221, 1223, 1225, 1227... wiring electrodes, 120, 123, 124, 1202, 1204, 1206, 1231, 1233, 1235, 1237, 1241, 1243, 1245, 1247... electrodes

Claims (5)

アクチュエーターが動作していない状態の容積が基準容積であり、液体を収容する圧力室と、
印加される駆動信号に応じて前記圧力室の容積を変化させる前記アクチュエーターと、
前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、
前記圧力室の容積を基準容積より小さくなるように縮小させる振動パルスと、
前記振動パルスより後に印加され、前記圧力室に連通したノズルから液体を吐出させる１個の吐出波形と、を含み
前記吐出波形は、前記圧力室の容積を前記基準容積より大きくなるように拡張させる拡張パルス、及び前記拡張パルスより後に印加され、前記圧力室の容積を前記基準容積より小さくなるように縮小させる縮小パルスを含み、
前記振動パルスのパルス幅は、前記圧力室内の液体の主音響共振周波数における１／４周期以上３／４周期以下の範囲であり、
前記吐出波形の前記拡張パルスのパルス幅は、前記主音響共振周波数における半周期である、液体吐出ヘッド。 a pressure chamber that contains liquid and has a reference volume when the actuator is not in operation;
the actuator that changes the volume of the pressure chamber in response to an applied drive signal;
an application unit that applies the drive signal to the actuator;
The drive signal is
a vibration pulse for reducing the volume of the pressure chamber to be smaller than a reference volume;
and one ejection waveform that is applied after the vibration pulse and ejects liquid from a nozzle communicating with the pressure chamber, the ejection waveform including an expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber to be larger than the reference volume, and a contraction pulse that is applied after the expansion pulse and contracts the volume of the pressure chamber to be smaller than the reference volume,
a pulse width of the vibration pulse is in a range of ¼ to ¾ of a period of a main acoustic resonance frequency of the liquid in the pressure chamber;
A liquid ejection head, wherein the pulse width of the expansion pulse of the ejection waveform is a half period of the main acoustic resonance frequency. アクチュエーターが動作していない状態の容積が基準容積であり、液体を収容する圧力室と、
印加される駆動信号に応じて前記圧力室の容積を変化させる前記アクチュエーターと、
前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、
前記圧力室の容積を基準容積より小さくなるように縮小させる振動パルスと、
前記振動パルスより後に印加され、前記圧力室に連通したノズルから液体を吐出させる複数の吐出波形と、を含み
前記吐出波形は、前記圧力室の容積を前記基準容積より大きくなるように拡張させる拡張パルス、及び前記拡張パルスより後に印加され、前記圧力室の容積を前記基準容積より小さくなるように縮小させる縮小パルスを含み、
前記振動パルスのパルス幅は、前記圧力室内の液体の主音響共振周波数における１／４周期より大きく、
１番目の前記吐出波形の前記拡張パルスのパルス幅は、前記主音響共振周波数における半周期である、液体吐出ヘッド。 a pressure chamber that contains liquid and has a reference volume when the actuator is not in operation;
the actuator that changes the volume of the pressure chamber in response to an applied drive signal;
an application unit that applies the drive signal to the actuator;
The drive signal is
a vibration pulse for reducing the volume of the pressure chamber to be smaller than a reference volume;
a plurality of ejection waveforms that are applied after the vibration pulse and cause liquid to be ejected from a nozzle communicating with the pressure chamber, the ejection waveforms including an expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber so that it is larger than the reference volume, and a contraction pulse that is applied after the expansion pulse and causes the volume of the pressure chamber to contract so that it is smaller than the reference volume,
a pulse width of the vibration pulse is greater than a quarter period of a principal acoustic resonant frequency of the liquid in the pressure chamber;
A liquid ejection head, wherein the pulse width of the expansion pulse of the first ejection waveform is a half period of the main acoustic resonance frequency. 前記アクチュエーターは、第１の電極及び第２の電極を備え、
前記印加部は、
前記第１の電極及び前記第２の電極の両方に、第１の電圧源及び第２の電圧源のいずれか同じ電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積にし
前記第１の電極に前記第１の電圧源を接続し、前記第２の電極に前記第２の電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積より小さくなるように縮小させ、
前記第１の電極に前記第２の電圧源を接続し、前記第２の電極に前記第１の電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積より大きくなるように拡張させる、
請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。 the actuator comprises a first electrode and a second electrode;
The application unit is
a first voltage source or a second voltage source is connected to both the first electrode and the second electrode, thereby setting the volume of the pressure chamber to the reference volume; a first voltage source is connected to the first electrode, and a second voltage source is connected to the second electrode, thereby reducing the volume of the pressure chamber to be smaller than the reference volume;
connecting the second voltage source to the first electrode, and expanding the volume of the pressure chamber to be larger than the reference volume by connecting the second voltage source to the second electrode;
3. The liquid ejection head according to claim 1 or 2. 前記アクチュエーターは、第１の電極及び第２の電極を備え、
前記印加部は、
前記第１の電極及び前記第２の電極に第１の電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積にし
前記第１の電極に前記第１の電圧源を接続し、前記第２の電極に第２の電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積より小さくなるように縮小させ、
前記第１の電極に前記第１の電圧源を接続し、前記第２の電極に第３の電圧源を接続することで前記圧力室の容積を前記基準容積より大きくなるように拡張させる、
請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。 the actuator comprises a first electrode and a second electrode;
The application unit is
a first voltage source is connected to the first electrode and the second electrode to set the volume of the pressure chamber to the reference volume; a first voltage source is connected to the first electrode and a second voltage source is connected to the second electrode to reduce the volume of the pressure chamber to be smaller than the reference volume;
by connecting the first voltage source to the first electrode and connecting a third voltage source to the second electrode, the volume of the pressure chamber is expanded to be larger than the reference volume;
3. The liquid ejection head according to claim 1 or 2. １番目より後の前記吐出波形に含まれる前記拡張パルスは、１番目より後の前記吐出波形によって吐出される液体の速度が、１番目の前記吐出波形によって吐出される液体の速度より速くなるようなパルス幅である、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 2, wherein the expansion pulse included in the ejection waveforms after the first has a pulse width such that the velocity of the liquid ejected by the ejection waveforms after the first is faster than the velocity of the liquid ejected by the first ejection waveform.