CN101518988B - 液体喷射方法、液体喷射头以及液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够稳定地喷射高粘度液体的液体喷射方法、液体喷射头、以及液体喷射装置。该液体喷射方法中所使用的液体喷射头包括：喷射液体的喷嘴；为了从喷嘴喷射液体而使液体的压力发生变化的压力室；以及与压力室连通并向压力室供应液体的供应部。液体的粘度在大于等于6mPa·s且小于等于15mPa·s的范围内。供应部的流路阻力大于等于压力室的流路阻力且小于等于压力室的流路阻力的两倍。压力室的流路长度大于等于供应部的流路长度且小于等于供应部的流路长度的两倍。

Description

液体喷射方法、液体喷射头以及液体喷射装置

技术领域

本发明涉及液体喷射方法、液体喷射头以及液体喷射装置。

背景技术

关于喷墨式打印机等液体喷射装置，有具有下述液体喷射头的液体喷射装置，该液体喷射头具有喷射液体的喷嘴、为了从喷嘴喷射液体而使液体的压力发生变化的压力室、以及用于将贮存在贮存器中的液体供应到压力室中的供应部。在该液体喷射头中，将粘度与水的粘度接近的液体为对象来确定了喷射头内的液体流路的大小。

专利文献1：日本专利文献特开2005-34998号公报。

发明内容

近来，正进行着利用喷墨技术喷射粘度比一般的墨水高的液体的尝试。并且已认识到如果用传统形状的喷射头喷射这种高粘度的液体，就会发生液体的喷射会变得不稳定的问题。例如已认识到会发生液体的飞行轨迹发生弯曲或者喷射量不足的情况。

本发明就是鉴于上种情况而完成的，其目的在于使粘度比一般墨水高的液体的喷射稳定。

用于实现上述目的的主要的发明是一种用于从液体喷射头喷射液体的液体喷射方法，其中，所述液体的粘度在大于等于6mPa·s且小于等于15mPa·s的范围内，所述液体喷射头包括：喷射所述液体的喷嘴；为了从所述喷嘴喷射所述液体而使所述液体的压力发生变化的压力室；以及与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体的供应部，所述供应部的流路阻力大于等于所述压力室的流路阻力且小于等于所述压力室的流路阻力的两倍，所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

本发明的其他特点通过本说明书的记载和附图图示将会更加清楚。

从本说明书的记载和附图图示至少可了解以下内容。

即，可了解到能够实现一种液体喷射方法，该方法用于从液体喷射头喷射液体，其中，所述液体的粘度在大于等于6mPa·s且小于等于15mPa·s的范围内，所述液体喷射头包括：喷射所述液体的喷嘴；为了从所述喷嘴喷射所述液体而使所述液体的压力发生变化的压力室；以及与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体的供应部，所述供应部的流路阻力大于等于所述压力室的流路阻力且小于等于所述压力室的流路阻力的两倍，所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

根据上述液体喷射方法，能够使喷射液体后的残余振动提前收敛。其结果是，能够使高粘度的液体的喷射稳定。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述喷嘴的流路阻力大于所述供应部的流路阻力。

根据上述液体喷射方法，能够抑制向压力室的液体的供应不足。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述喷嘴的惯量小于所述供应部的惯量。

根据上述液体喷射方法，能够通过施与液体的压力振动来有效地喷射液体。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述供应部的流路阻力在大于等于1.73×10¹²Pa·s/m³且小于等于3.46×10¹²Pa·s/m³的范围内，所述压力室的流路长度在大于等于500μm且小于等于1000μm的范围内。

根据上述液体喷射方法，能够从喷嘴喷射10ng左右的量。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述喷嘴的直径在大于等于10μm且小于等于40μm的范围内，所述喷嘴的长度在大于等于40μm且小于等于100μm的范围内。

根据上述液体喷射方法，能够从喷嘴喷射10ng左右的量。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述压力室具有划分部，该划分部划分所述压力室的一部分并通过变形使所述液体的压力发生变化。

根据上述液体喷射方法，能够有效地使压力室内液体的压力发生变化。

在所述液体喷射方法中，优选的是，所述液体喷射头具有以与被施加的喷射脉冲的电位的变化图案相应的幅度使所述划分部变形的元件。

根据上述液体喷射方法，能够高精度地控制压力室内液体的压力。

另外，还可以了解到能够实现以下的液体喷射头。

即，还可以了解到能够实现一种液体喷射头，其包括：喷射液体的喷嘴；为了从所述喷嘴喷射所述液体而使所述液体的压力发生变化的压力室；以及与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体的供应部，其中，所述供应部的流路阻力大于等于所述压力室的流路阻力且小于等于所述压力室的流路阻力的两倍，所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

另外，还可以了解到能够实现以下的液体喷射装置。

即，还可以了解到能够实现一种液体喷射装置，其包括生成喷射脉冲的喷射脉冲生成部和从喷嘴喷射液体的液体喷射头，其中，所述液体喷射头包括：压力室，该压力室为了从所述喷嘴喷射所述液体，而通过使划分部变形来使所述液体的压力发生变化；以与被施加的所述喷射脉冲的电位的变化图案相应的幅度使所述划分部变形的元件；以及供应部，该供应部与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体，所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

附图说明

图1是说明印刷系统的结构的框图；

图2A是头的截面图，图2B是说明头的结构的示意图；

图3是说明驱动信号生成电路等的结构的框图；

图4是用于说明驱动信号的一例的图；

图5A是示出高粘度墨水被稳定地喷射的情形的图，图5B是示出高粘度墨水以不稳定的状态被喷射的情形的图；

图6是对用于评价的喷射脉冲进行说明的图；

图7是用于说明评价对象的各头的结构参数的图；

图8是由No13的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图9是由No14的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图10是由No15的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图11是由No16的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图12是由No1的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图13是由No2的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图14是由No3的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图15是由No4的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图16是由No5的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图17是由No6的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图18是由No7的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图19是由No8的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图20是由No9的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图21是由No10的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图22是由No11的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图23是由No12的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图24是用No1的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图25是用No5的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图26是用No1的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图27是用No5的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图28是用No16的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图29是用No8的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图30是用No11的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图31是用No12的头喷射一个墨滴时的仿真结果；

图32是由No16的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图33是由No8的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图34是由No11的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图35是由No12的头进行30kHz喷射时的仿真结果；

图36是用No15的头以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时的仿真结果；

图37是用No7的头以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时的仿真结果；

图38是用No9的头以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时的仿真结果；

图39是用No10的头以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时的仿真结果；

图40是对用于评价的其他喷射脉冲进行说明的图；

图41是用于说明在使用其他喷射脉冲时的评价对象的各头的结构参数的图；

图42是由No13’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图43是由No14’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图44是由No15’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图45是由No16’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图46是由No1’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图47是由No2’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图48是由No3’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图49是由No4’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图50是由No5’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图51是由No6’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图52是由No7’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图53是由No8’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图54是由No9’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图55是由No10’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图56是由No11’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图57是由No12’的头进行60kHz喷射时的仿真结果；

图58是用于说明其他的头的截面图；

图59是近似漏斗状的喷嘴的放大图；

图60是说明用于分析近似漏斗状的喷嘴的模型的图；

图61A是仅由圆柱(straight)部分构成的喷嘴的放大图，图61B是说明墨水供应通路和压力室的变形例的图。

具体实施方式

第一实施方式

<印刷系统>

在图1中举例示出的印刷系统包括打印机1和计算机CP。打印机1相当于液体喷射装置，其向纸张、布、胶片等介质喷射作为液体的一种的墨水。介质是成为被喷射液体的对象的对象物。计算机CP与打印机1可进行通信地连接。为了使打印机1印刷图像，计算机CP向打印机1发送与该图像对应的印刷数据。

打印机的概要

打印机1包括纸张运送机构10、托架移动机构20、驱动信号生成电路30、头单元40、检测器组50、以及打印机侧控制器60。

纸张运送机构10沿运送方向运送纸张。托架移动机构20使安装有头单元40的托架在预定的移动方向(例如纸宽度方向)上移动。驱动信号生成电路30生成驱动信号COM。该驱动信号COM是在对纸张进行印刷时被施加给头HD(压电元件433，参考图2A)的信号，如图4所示的一例那样，该信号是包含喷射脉冲PS的一连串的信号。这里，喷射脉冲PS是指为了从头HD喷射液滴状的墨水而使压电元件433进行预定动作的电位的变化图案。由于驱动信号COM包括喷射脉冲，因此驱动信号生成电路30相当于喷射脉冲生成部。关于驱动信号生成电路30的结构和喷射脉冲PS，将在后面进行说明。头单元40包括头HD和头控制部HC。头HD是液体喷射头的一种，用于向纸张喷射墨水。头控制部HC基于来自打印机侧控制器60的头控制信号来控制头HD。关于头HD，将在后面进行说明。检测器组50由对打印机1的状况进行监视的多个检测器构成。这些检测器50的检测结果被输出给打印机侧控制器60。打印机侧控制器60对打印机1进行总控制。关于该打印机侧控制器60，也将在后面进行说明。

打印机1的主要部分

<头HD>

如图2A所示，头HD包括壳体41、流路单元42、压电元件单元43。壳体41是在内部设有用于容纳并固定压电元件单元43的容纳空间部411的部件。该壳体41例如由树脂材料制成。并且，在壳体41的顶端面上接合有流路单元42。

流路单元42包括流路形成基板421、喷嘴板422、振动板423。并且，在流路形成基板421的一个表面上接合有喷嘴板422，在另一个表面上接合有振动板423。在流路形成基板421上形成有成为压力室424的槽部、成为墨水供应通路425的槽部、以及成为共用墨水室426的开口部等。该流路形成基板421例如由硅基板制成。压力室424形成为沿着与喷嘴427的排列方向垂直的方向细长的室。墨水供应通路425连通压力室424和共用墨水室426。该墨水供应通路425将贮存在共用墨水室426中的墨水(液体的一种)供应给压力室424。因此，墨水供应通路425是用于向压力室424供应液体的供应部的一种。共用墨水室426是临时贮存从墨盒(没有图示)供应而来的墨水的部分，相当于共用的液体贮存室。

在喷嘴板422上，以预定的间隔沿预定的排列方向设有多个喷嘴427。墨水流经这些喷嘴427而被喷射到头HD的外部。该喷嘴板422例如由不锈钢板或硅基板制成。

振动板423例如采用了在不锈钢制的支撑板428上层压了树脂制的弹性体膜429的双层结构。在振动板423中与各压力室424相对应的部分，通过蚀刻加工形成了环形的支撑板428。并且，在环内形成了岛部428a。由该岛部428a和岛部428a周围的弹性体膜429a构成振动部423a。该振动部423a通过压电元件单元43所具有的压电元件433而变形，从而可改变压力室424的容积。即，振动部423a相当于划分压力室424的一部分并通过变形使压力室424内的墨水(液体)的压力发生变化的划分部。

压电元件单元43包括压电元件组431和固定板432。压电元件组431呈梳齿状。并且，每一个梳齿是一个压电元件433。各压电元件433的顶端面粘在对应的岛部428a上。固定板432支撑压电元件组431并作为向壳体41的安装部。该固定板432例如由不锈钢板构成，并被粘在容纳空间部411的内壁上。

压电元件433是机电转换元件的一种，其相当于执行用于使压力室424内的液体的压力发生变化的动作(变形动作)的元件。图2A所示的压电元件433通过向相邻的电极彼此之间施加电位差而在与层叠方向垂直的元件长度方向上进行伸缩。即，上述的电极包括预定电位的共用电极434和被设定为与驱动信号COM(喷射脉冲PS)相应的电位的驱动电极435。并且，夹在俩电极434、435之间的压电体436以与共用电极434和驱动电极435的电位差相应的幅度变形。压电元件433随着压电体436的变形而在元件的长度方向上进行伸缩。在本实施方式中，共用电极434被定在地电位或者比地电位高出预定电位的偏置电位。并且，驱动电极435的电位越是比共用电极434的电位高，压电元件433就越收缩。相反，驱动电极435的电位越是接近于共用电极434的电位，压电元件433越伸长。

如上所述，压电元件单元43经固定板432被安装在壳体41上。因此，如果压电元件433收缩，则振动部423a朝着远离压力室424的方向被牵引。由此，压力室424膨胀。相反，如果压电元件433伸长，则振动部423a被压向压力室424一侧。由此，压力室424收缩。压力室424的膨胀和收缩将导致压力室424内墨水的压力发生变化。即，压力室42内的墨水随着压力室424收缩而被加压，压力室42内的墨水随着压力室424膨胀而被减压。由于压电元件433的伸缩状态与驱动电极435的电位相应地固定，因此压力室424的容积也与驱动电极435的电位相应地固定。因此，压电元件433可称为以与被施加的喷射脉冲PS中的电位的变化图案相对应的幅度使振动部423a(划分部)变形的元件。并且，可通过驱动电极435的每单位时间的电位变化量等来规定对压力室424内墨水的加压程度和减压程度。

<墨水流路>

在头HD中，与喷嘴427的数目相应地设置了多个从共用墨水室426至喷嘴427延伸的墨水流路(相当于被液体充满的液体流路)。在该墨水流路中，喷嘴427和墨水供应通路425分别与压力室424连通。因此，当分析墨水的流动等特性时，可应用亥姆霍兹谐振器的原理。图2B是示意性地说明基于该原理的头HD的结构的图。

在一般的头HD中，压力室424的长度L424被规定在200μm至2000μm的范围内。压力室424的宽度W424被规定在20μm至300μm的范围内，压力室424的高度H424被规定在30μm至500μm的范围内。并且，墨水供应通路425的长度L425被规定在50μm至2000μm的范围内。墨水供应通路425的宽度W425被规定在20μm至300μm的范围内，墨水供应通路425的高度H425被规定在30μm至500μm的范围内。另外，喷嘴427的直径

被规定在10μm至40μm的范围内，喷嘴427的长度L427被规定在40μm至100μm的范围内。

这里，图2B是示意性地说明墨水流路的图。因此，以与实际不同的形状示出了墨水流路。在这样的墨水流路中，通过使压力室424内墨水的压力发生变化，从喷嘴427喷射墨水。此时，压力室424、墨水供应通路425、以及喷嘴427如亥姆霍兹谐振器那样发挥作用。因此，当向压力室424内的墨水施加了压力时，该压力的大小以被称为亥姆霍兹周期的固有周期变化。即，墨水的压力发生振动。

这里，关于亥姆霍兹周期(墨水的固有振动周期)Tc，一般可用下式(1)表示。

Tc＝1/f

$f=1/2\mathrm{\&pi;}\sqrt{}[(\mathrm{Mn}+\mathrm{Ms})/(\mathrm{Mn}\&times;\mathrm{Ms}\&times;(\mathrm{Cc}+\mathrm{Ci}))]...\left(1\right)$

在公式(1)中，Mn为喷嘴427的惯量(inertance)(每单位截面面积的墨水的质量，在后叙述)，Ms为墨水供应通路425的惯量，Cc为压力室424的柔度(每单位压力的容积变化，表示柔软的程度)，Ci为墨水的柔度(Ci＝体积V/[密度ρ×声速c²])。

该压力振动的振幅随着墨水在墨水流路中流动而逐渐变小。例如，压力振动由于在喷嘴427和墨水供应通路425中的损失以及在划分压力室424的壁部等中的损失而衰减。

在一般的头HD中，压力室424中的亥姆霍兹周期被规定在5μs至10μs的范围内。例如，在图2B的墨水流路中，当设定压力室424的宽度W424为100μm、高度H424为70μm、以及长度L424为1000μm，设定墨水供应通路425的宽度W425为50μm、高度H425为70μm、以及长度L425为500μm，并且设定喷嘴427的直径

为30μm、长度L427为100μm时，亥姆霍兹周期成为8μs左右。该亥姆霍兹周期也会根据隔开相邻的两个压力室424的壁部的厚度、弹性体膜429的厚度和柔度、流路形成基板421和喷嘴板422的原材料而发生变化。

<打印机侧控制器60>

打印机侧控制器60对打印机1进行总控制。例如，基于从计算机CP获取的印刷数据和来自各检测器的检测结果来对控制对象部进行控制，以在纸张上印刷图像。如图1所示，打印机侧控制器60包括接口部61、CPU 62、存储器63。接口部61与计算机CP进行数据的收发。CPU 62进行打印机1的总控制。存储器63提供存储计算机程序的区域和工作区域等。CPU 62按照存储在存储器63中的计算机程序来控制各控制对象部。例如，CPU 62控制纸张运送机构10和托架移动机构20。另外，CPU 62向头控制部HC发送用于控制头HD的动作的头控制信号，或者向驱动信号生成电路30发送用于生成驱动信号COM的控制信号。

这里，用于生成驱动信号COM的控制信号也称为DAC数据，其例如为多比特的数字数据。该DAC数据规定将生成的驱动信号COM的电位的变化图案。因此，该DAC数据也可称为示出驱动信号COM和喷射脉冲PS的电位的数据。该DAC被存储在存储器63的预定区域中，并在生成驱动信号COM时被读出并被输出给驱动信号生成电路30。

<驱动信号生成电路30>

驱动信号生成电路30发挥喷射脉冲生成部的作用，其基于DAC数据来生成具有喷射脉冲PS的驱动信号COM。如图3所示，驱动信号生成电路30包括DAC电路31、电压放大电路32、电流放大电路33。DAC电路31将数字化的DAC数据转换为模拟数据。电压放大电路32将在DAC电路31中转换的模拟数据的电压放大到能够驱动压电元件433的水平。在该打印机1中，从DAC电路31输出的模拟信号最大为3.3V，相对与此，从电压放大电路32输出的放大后的模拟信号(为了方便，也称为波形信号)最大为42V。电流放大电路33对来自电压放大电路32的波形信号进行电流放大，并将放大后的波形信号作为驱动信号COM输出。该电流放大电路33例如包括推挽连接的晶体管对。

<头控制部HC>

头控制部HC根据头控制信号来选择在驱动信号生成电路30中生成的驱动信号COM中的必要部分，并将该必要部分施加给压电元件433。为此，如图3所示，头控制部HC具有多个开关44，所述多个开关44针对每个压电元件433而设置在驱动信号COM的供应线的中途。并且，头控制部HC从头控制信号生成开关控制信号。通过利用该开关控制信号控制各开关44，驱动信号COM中的必要信号被施加给压电元件433。此时，根据必要部分的选择方式，能够控制从喷嘴427的墨水喷射。

<驱动信号COM>

下面对由驱动信号生成电路30生成的驱动信号COM进行说明。如图4所示，在驱动信号COM中含有重复生成的多个喷射脉冲PS。这些喷射脉冲PS都具有相同的波形。即，电位的变化图案相同。如上所述，该驱动信号COM被施加到压电元件433所具有的驱动电极435上。由此，在驱动电极435和被设定为固定电位的共用电极434之间产生与电位的变化图案相对应的电位差。其结果是，压电元件433与电位的变化模式相应地进行伸缩，从而改变压力室424的容积。

例示的喷射脉冲PS的电位在从作为基准电压的中间电压VB上升到最高电位VH之后下降到最低电位VL。然后上升到中间电压VB。如上所述，驱动电极435的电位越是比共用电极434的电极高，压电元件433就越收缩，从而扩大压力室424的容积。

因此，当向压电元件433施加了该喷射脉冲PS时，压力室424从与中间电位VB对应的基准容积膨胀至与最高电位VH对应的最大容积。之后，收缩至与最低电位VL对应的最小容积，此后又膨胀至基准容积。并且，当从最大容积向最小容积收缩时，压力室424内的墨水被加压，墨滴被从喷嘴427喷射。因此，该喷射脉冲PS的从最高电位VH至最低电位VL的变化部分相当于用于使墨水被喷射的喷射部分。

墨滴的喷射频率由一前一后生成的喷射部分的间隔决定。例如，在图4的例子中，在实线的驱动信号COM下，墨滴每隔期间Ta被喷射一次，在单点划线的驱动信号COM下，墨滴每隔期间Tb被喷射一次。因此，可以说基于实线的驱动信号COM的喷射频率高于基于单点划线的驱动信号COM的喷射频率。

喷射动作

<概要>

这种打印机1被寄与可稳定墨水的喷射的期望。例如，在以低频率喷射墨滴的情况和以高频率喷射墨滴的情况下，希望墨滴的量和飞行方向或者飞行速度等相同。可是，当用传统的头喷射粘度比一般墨水的粘度(约1毫·帕斯卡·秒[mPa·s])充分高的墨水、具体地说粘度为6～20mPa·s的墨水(为了方便，也称为高粘度墨水)时，存在墨水的喷射变得不稳定的问题。图5A是示出高粘度墨水一稳定的状态被喷射的情形的图。与此相反，图5B是示出高粘度墨水以不稳定的状态被喷射的情形的图。比较这些图可知，在不稳定的状态下存在飞行速度不足的墨滴和喷射轨迹发生弯曲的墨滴。

可以想到各种导致墨水的喷射不稳定的原因，但可以认定其原因之一是流路阻力失去了平衡。

这里，流路阻力是指介质的内部损失。在本实施方式中，流路阻力是在墨水流路中流动的墨水所受的力，该力是与墨水的流动方向反向的力。如在图2B中进行说明的那样，压力室424和墨水供应通路425由近似长方体状的流路构成。该流路中的流路阻力R_直可用下式(2)表示。

流路阻力R_直＝(12×粘度μ×长度L/宽度W ×高度H³)…(2)

在该式(2)中，粘度μ表示墨水的粘度，L表示流路的长度，W表示流路的宽度，H表示流路的高度。

如果压力室424或墨水供应通路425的流路阻力的平衡性差，例如就会以下的问题，即：压力室424内墨水的压力振动过长时间残留，或者墨水向压力室424的供应变得不充分，或者压力室内墨水的压力变得不稳定。并且由于发生这些问题，会导致墨水的喷射变得不稳定。

鉴于上述情况，在本实施方式的头HD中，基于压力室424的流路阻力来规定墨水供应通路425的流路阻力，并且基于墨水供应通路425的流路长度来规定压力室424的流路长度。即，将墨水供应通路425的流路阻力规定在大于等于压力室424的流路阻力且小于等于压力室424的流路抵抗的两倍的范围内，并且将压力室424的长度L424规定在大于等于墨水供应通路425的长度L425且小于等于墨水供应通路425的长度的两倍的范围内。

由此，能够使得由于墨滴的喷射而在压力室424内的墨水中产生的压力振动在墨水供应通路425中有效地收敛，从而能够抑制由压力振动引起的墨滴的喷射变得不稳定的问题。其结果使，能够使墨滴的喷射稳定。另外，也能够抑制压力室424内墨水的压力发生过渡变化。可以认定该压力变化的抑制也有助于使墨滴的喷射稳定。下面，进行详细的说明。

<喷射脉冲PS>

首先，说明用于评价的喷射脉冲PS1。图6是用于说明该喷射脉冲PS1的图。在图6中，纵轴为驱动信号COM(喷射脉冲PS1)的电位，横轴为时间。

图6所示的喷射脉冲PS1具有用符号P1至符号P5表示的多个部分。即，喷射脉冲PS1具有第一减压部分P1、第一电位保持部分P2、加压部分P3、第二电位保持部分P4、第二减压部分P5。

第一减压部分P1是在定时t1至定时t2的整个期间生成的部分。该第一减压部分P1在定时t1处的电位(相当于始端电位)为中间电位VB，在定时t2处的电位(相当于终端电位)为最高电位VH。因此，当第一减压部分P1被施加到压电元件433上时，压力室424在第一减压部分P1的整个生成期间从基准容积膨胀至最大容积。

该喷射脉冲PS1的中间电位VB被规定为比喷射脉冲PS1的最低电位VL高出最高电位VH与最低电位VL之差(26V)的32％的电位。另外，第一减压部分P1的生成期间为2.0μs。

第一电位保持部分P2是在定时t2至定时t3的整个期间生成的部分。该第一电位保持部分P2固定在最高电位VH上。因此，当第一电位保持部分P2被施加到压电元件433时，压力室424在第一电位保持部分P2的整个生成期间维持最大容积。在该喷射脉冲PS1中，第一电位保持部分P2的生成期间为2.1μs。

加压部分P3是在定时t3至定时t4的整个期间生成的部分。该加压部分P3的始端电位为最高电位VH，终端电位为最低电位VL。因此，当加压部分P3被施加到压电元件433时，压力室424在加压部分P3的整个生成期间从最大容积收缩至最小容积。由于墨水随着该压力室424收缩而被喷射，因此加压部分P3相当于用于使墨滴被喷射的喷射部分。在该喷射脉冲PS1中，加压部分P3的生成期间为2.0μs。

第二电位保持部分P4是在定时t4至定时t5的整个期间生成的部分。第二电位保持部分P4固定在最低电位VL上。因此，当第二电位保持部分P4被施加到压电元件433时，压力室424在第二电位保持部分P4的整个生成期间维持最小容积。在该喷射脉冲PS1中，第二电位保持部分P4的生成期间为5.0μs。

第二减压部分P5是在定时t5至定时t6的整个期间生成的部分。该第二减压部分P5的始端电位为最低电位VL，终端电位为中间电位VB。。因此，当第二减压部分P5被施加到压电元件433时，压力室424在第二减压部分P5的整个生成期间从最小容积膨胀至基准容积。在该喷射脉冲PS1中，第二减压部分P5的生成期间为3.0μs。

<粘度为15mPa·s的墨水>

图7是用于说明评价对象的各头HD的结构参数的图。在图7中，纵轴表示墨水供应通路425的流路阻力R425的值，横轴表示压力室424的长度(流路长度)L424。如在图2中标以相同的符号进行表示的那样，压力室424的长度L424表示建模的压力室424的长度。即，规定与实际等效的长方体形状的压力室424，并使用该压力室424的长度。并且，No1～No16的各点表示进行了连续喷射粘度为15mPa·s的墨水(比重大致为1)的仿真的头HD。例如，No1的头HD表示墨水供应通路425的流路阻力R425为3.8×10¹²Pa·s/m³，压力室424的长度L424为450μm(10^-6m)。另外，No12的头HD表示墨水供应通路425的流路阻力R425为1.56×10¹²Pa·s/m³，压力室424的长度L424为1100μm。

这里，仿真中使用的其他数值为如下。首先，在评价对象的各头HD(No1～No16的头HD)中，墨水供应通路425的流路阻力R425为1.73×10¹²Pa·s/m³，压力室424的长度L424为500μm。各头HD的压力室424的容积为9680000×10^-18m³，压力室424的高度H424为80μm。喷嘴427的直径

为25μm，喷嘴427的长度L427为80μm。

当仿真时，作为仿真对象的喷嘴427呈近似漏斗形状，即具有锥形部分427a和圆柱部分427b(参考图59)。这里，锥形部分427a是划分出圆锥台形空间的部分，越是远离压力室424，其开口面积就越变小。即，被设置成逐渐变细的形状。圆柱部分427b接锥形部分427a的小直径端部而设置。该圆柱部分427b是划分出圆柱形空间的部分，并且是在与喷嘴方向垂直的面上的截面面积大致恒定的部分。并且，喷嘴427的直径

表示圆柱部分427b的直径。在该仿真中，圆柱部分427b的长度为20μm，锥角θ427为25度。另外，喷嘴427的长度L427为锥形部分427a和圆柱部分427b的总和。因此，锥形部分427a的长度为60μm。

在评价对象的各头中，属于本实施方式的头是No13～No16的头HD。并且，No1～No12的头HD是比较例的头。下面，说明这些头HD的仿真结果。

<No13的头HD>

No13的头HD的压力室424的长度L424为500μm，与墨水供应通路425的长度L425相等。另外，墨水供应通路425的流路阻力R425为3.46×10¹²Pa·s/m³，是压力室424的流路阻力R424的两倍。如在图2中标以相同的符号进行表示的那样，墨水供应通路425的长度L425也表示建模成长方体形状的墨水供应通路425的长度。

在具有上述墨水流路的头HD中，如果将喷射脉冲PS1施加到压电元件433上，就会从喷嘴427喷射墨滴。图8是由No13的头HD连续喷射墨滴、具体地说以60kHz的频率喷射墨滴时的仿真结果。在图8中，在纵轴上，用墨水量表示了弯月面(露出喷嘴427的墨水的自由表面)的状态，横轴为时间。纵轴上的0ng表示在稳定状态下的弯月面的位置。并且，其值越是向正的一侧变大，弯月面就越是处于向喷射方向凸出的状态。相反，其值越是向负的一侧变大，弯月面就越是处于向压力室424一侧被拉进的状态。这些纵轴和横轴的内容同样适用于其他图(例如图9～图23)的纵轴和横轴。因此，省略对其他图的说明。

当喷射脉冲PS1的第一减压部分P1被施加到压电元件433上时，压力室424膨胀。压力室424内的墨水随着该膨胀而变为负压，墨水通过墨水供应通路425降压力室424一侧流入。另外，随着墨水变为负压，弯月面在喷嘴427内被拉向压力室424一侧。

弯月面向压力室424一侧的移动在第一减压部分P1的施加结束后也将持续。即，由于划分压力室424的壁部和振动板423的柔度等，弯月面在第一电位保持部分P2的施加期间也向压力室424一侧移动。之后，弯月面向远离压力室424的方向掉转方向(用符号A表示的定时)。此时，随着加压部分P3的施加，移动压力室424的收缩也起作用，因此弯月面的移动速度变快。随着加压部分P3的施加而移动的弯月面变为柱状。并且，直到第二电位保持部分P4向压电元件433的施加结束为止保持柱状的弯月面的顶端侧的一部分断掉并作为滴状被喷射(用符号B表示的定时)。在图8中，定时B处的墨水量表示喷射出的墨滴的量。

通过喷射的反作用力，弯月面以高速度向压力室424一侧返回。此时，第二减压部分P5被施加到压电元件433上。压力室424随着该第二减压部分P5的施加而膨胀。压力室424内的墨水随着该膨胀而变为负压。在被施加第二减压部分P5之后，弯月面向喷射侧切换移动方向(用符号C表示的定时)。此后，在弯月面切换移动方向的定时，开始向压电元件433施加下一个第一减压部分P1(用符号D表示的定时)。以后，重复进行上述的动作。

在其他附图(例如图9～图23)所示的仿真中，也向压电元件433施加图6的喷射脉冲PS1。因此，定时A～定时D处的弯月面的举动如上所述。

在本实施方式中，将在利用图6的喷射脉冲PS1以60kHz的频率重复喷射墨滴时能够保证10ng以上的喷射量且喷射量稳定作为头HD的评价基准。这是因为只要能够稳定地喷射10ng以上的墨滴，即使使用高粘度墨水也能够以与喷射传统墨水的打印机相等或更高的速度和图像质量印刷图像。在No13的头HD中，第四个及其后的各墨滴以10.5ng左右的量被稳定地喷射。因此，可以说No13的头HD满足上述的评价基准。换句话说，No13的头HD可以被称为当以高频率连续喷射高粘度墨水时一滴的量在预定量以上并且喷射量的偏差也极小的头。

但是，在第一个至第三个的各墨滴的喷射量中多少看得出偏差。这大概也许是因为由惯性引起的墨水流小而且不稳定的缘故。这里，由惯性引起的墨水流是指由于墨滴被一滴一滴连续喷射而引起的从共用墨水室426向喷嘴427的墨水流。并且，上述的评价基准将连续喷射墨滴的场合作为对象。因此，只要第四个及其后的各墨滴的喷射量和喷射频率稳定，即使从第一至第三个的各墨滴的喷射量中多少看得出偏差，也评价为进行了稳定的喷射。

<No14的头HD>

No14的头HD的压力室424的长度L424为1000μm，是墨水供应通路425的长度L425的两倍。另外，墨水供应通路425的流路阻力R425是压力室424的流路阻力R424的两倍。与No13的头HD相比，相同点是墨水供应通路425的流路阻力R425为压力室424的流路阻力的两倍，不同点是压力室424的长度L424为墨水供应通路425的长度L425的两倍。

图9是由No14的头HD连续喷射墨滴时的仿真结果。在No14的头HD中，第四个及其后的各墨滴以11.5ng左右的量被稳定地喷射。因此，可以说No14的头HD也满足上述的评价基准。

<No15的头HD>

No15的头HD的压力室424的长度L424为500μm，与墨水供应通路425的长度L425相等。另外，墨水供应通路425的流路阻力R425为1.73×10¹²Pa·s/m³，与压力室424的流路阻力R424相等。与No13的头HD相比，相同点是压力室424的长度L424与墨水供应通路425的长度相等，不同点是墨水供应通路425的流路阻力R425与压力室424的流路阻力。

图10是由No15的头HD连续喷射墨滴时的仿真结果。在No15的头HD中，第四个及其后的各墨滴以11.5ng左右的量被稳定地喷射。因此，可以说No15的头HD也满足上述的评价基准。

<No16的头HD>

No16的头HD的压力室424的长度L424为1000μm，是墨水供应通路425的长度L425的两倍。另外，墨水供应通路425的流路阻力R425与压力室424的流路阻力R424相等。与No13的头HD相比，不同点是：压力室424的长度L424为墨水供应通路425的两倍、以及墨水供应通路425的流路阻力R425与压力室424的流路阻力相等。

图11是由No16的头HD连续喷射墨滴时的仿真结果。在No16的头HD中，第四个及其后的各墨滴以10.5ng左右的量被稳定地喷射。因此，可以说No16的头HD也满足上述的评价基准。

<总结>

如上所述，确认了No13的头HD～No16的头HD都满足上述的评价基准。即，确认了压力室424的长度L424只要在与墨水供应通路425的长度L425相等的长度至该长度L425的两倍的长度的范围内，具体地说在大于等于500μm且小于等于1000μm的范围内即可。另外，确认了墨水供应通路425的流路阻力R425只要在与压力室424的流路阻力R424相等的值至该流路阻力R424的两倍的值的范围内，具体地说在大于等于1.73×10¹²Pa·s/m³且小于等于3.46×10¹²Pa·s/m³的范围内即可。

这里，墨水供应通路425的流路阻力R425被规定在与压力室424的流路阻力R424相等的值至该流路阻力R424的两倍的值的范围内。因此，能够使施加在压力室424内的墨水上的压力振动在墨水供应通路425中快速收敛。而且还能够向压力室424供应足够量的墨水。这一点有助于墨滴被稳定地喷射。

另外，压力室424的长度L424被规定在大于等于墨水供应通路425的长度L425且小于等于墨水供应通路425的长度L425的两倍的范围内。因此，能够利用由墨滴的连续喷射引起的从共用墨水室向喷嘴427一侧的墨水流以辅助墨滴的喷射。其结果是，当以高频率喷射墨滴时，在压力室424内难以发生墨水供应不足，有助于墨滴的稳定喷射。加之，在如本实施方式这样用振动部423a划分压力室424的一部分的头HD的情况下，通过振动部423a的变形，能够有效地喷射墨滴。

<与喷嘴427的关系>

在上述的头HD中，喷嘴427的形状也会影响墨滴的喷射。下面，说明与喷嘴427的关系。

就流路阻力来说，优选喷嘴427的流路阻力大于墨水供应通路425的流路阻力R425。这是因为通过使喷嘴427的流路阻力大于墨水供应通路425的流路阻力R425可使得向压力室424的墨水供应不容易发生不足的缘故。即，在从共用墨水室426向喷嘴427一侧的墨水的流动中，能够使得墨水在墨水供应通路425中比在喷嘴427中更容易流动，从而不容易产生墨水的供应不足。这里，能够通过下式(3)来近似地表示圆形截面的流路阻力R_圆。

流路阻力R_圆＝(8×粘度μ×长度L)/(π×半径r⁴)…(3)

在该式(3)中，粘度μ表示墨水的粘度，L表示流路的长度，r表示具有圆形截面的流路的半径。

如上所述，喷嘴427呈近似漏斗形状。在此情况下，当应用上式(3)时，例如如图60所示，只要将锥形部分427a建模即可。即，可以通过随着从压力室424一侧向锥形部分427b靠近而半径逐级变小的多个圆盘形部分来近似定义锥形部分427a。

在上述的喷嘴尺寸范围中，流路阻力达到最小的是喷嘴427的直径

为40μm且喷嘴427的长度为40μm的组合。并且，该组合的流路阻力约为9.55×10¹²Pa·s/m³。即，是墨水供应通路425的流路阻力R425的最大值的大致三倍。

就惯量来说，当喷射高粘度墨水时，优选使喷嘴427的惯量小于墨水供应通路425的惯量。这里，惯量是指用下式(4)近似表示的值，其表示墨水在流路内的移动容易性。

惯量M＝(密度ρ×长度L)/截面面积S    …(4)

在式(4)中，ρ表示墨水的密度，S表示流路的截面面积，L表示流路的长度。

从该式(4)，可认定惯量是每单位截面面积的墨水的质量。并且可知，惯量越大，墨水就越难以响应压力室424内的墨水压力而移动，惯量越小，墨水就越容易响应压力室424内的墨水压力而移动。

如图2B所示，这里的流路的长度L和截面面积S表示建模的墨水流路的各个部分的长度和截面面积。长度L是墨水流动方向上的长度。另外，截面面积S是与墨水的流动方向大致垂直的面的面积。例如，就压力室424来说，如用符号Scav表示的那样，与压力室424的长度方向垂直的面的面积即为截面面积。墨水供应通路425和喷嘴427也一样。即，如用符号Ssup和符号Snzl表示的那样，与墨水供应通路425和喷嘴427的长度方向垂直的面的面积即为截面面积。

通常来说，当从流路外部施加有压力时，流路的截面面积越大，流路内的墨水就越容易移动，流路内墨水的质量越大，流路内的墨水就越难以移动。因此，从该式(4)可知，惯量越大，墨水就越难以响应压力室424内的墨水压力而移动，惯量越小，墨水就越容易响应压力室424内的墨水压力而移动。

并且，通过使喷嘴427的惯量小于墨水供应通路425的惯量，能够基于施加给压力室424内的墨水上的压力振动来有效地使弯月面移动。其结果是，能够有效地喷射墨滴。

在该头HD中，通过基于墨水供应通路425的开口形状(W425，H425)和长度L425规定喷嘴427的直径`427和长度L427，能够使喷嘴427的惯量小于墨水供应通路425的惯量。

<比较例>

接下来对比较例的头HD进行说明。如上所述，比较例的头HD是图7中的No1～No12的各头HD。这里，在No1～No4的各头HD中，墨水供应通路425的流路阻力R425被规定为比压力室424的流路阻力R424的两倍还大的值，具体地说，被规定为3.8×10¹²Pa·s/m³。在No9～No12的各头HD中，墨水供应通路425的流路阻力R425被规定为比压力室424的流路阻力R424小的值，具体地说，被规定为1.56×10¹²Pa·s/m³。在No1、5、7、9的各头HD中，墨压力室424的长度L424被规定为比墨水供应通路425的长度L425短，具体地说，被规定为450μm。在No4、6、8、12的各头HD中，墨压力室424的长度L424被规定为比墨水供应通路425的长度L425的两倍还长，具体地说，被规定为1100μm。

图12至图23示出了比较例的各个头HD的仿真结果。例如，图12示出了No1的头HD的仿真结果。并且，图13示出了No2的头HD的仿真结果，图14示出了No3的头HD的仿真结果。后面也一样，图号与头HD的No相对应。因此，在图23中示出了No12的头HD的仿真结果。

<流路阻力R425过大的头HD>

图7所示的No1～No4的各头HD相当于流路阻力R425过大的头HD。如图12(No1的头HD)至图15(No4的头HD)所示，这些头HD的共同点是墨滴的量少于基准值(10ng)。例如，在No1的头HD中，虽然第四个及其后的墨滴的喷射量相同，但其量如用符号LV1的直线示出的那样约为8.5ng，未达到基准值。当对No2～No4的头HD的第四个及其后的墨滴的最大喷射量进行比较时，No2的头HD的最大喷射量为7ng(LV2a)，No3的头HD的最大喷射量为8ng(LV3a)，No4的头HD的最大喷射量为8ng(LV3a)。

墨滴的喷射量达不到基准值的原因可能是由于墨水供应通路425的流路阻力R425过大，墨水难以从共用墨水室426向压力室424流动。

而且No2～No4的头HD的喷射量不稳定。即，喷射量发生了周期性的变化。例如，如用符号LV2b的线表示的那样，关于第五个及其后的墨滴，No2的头HD交替地喷射了量多的墨滴(约7ng)和量少的墨滴(约3ng)。另外，如用符号LV4b的线表示的那样，No4的头HD重复喷射了从最小量的墨滴(约2ng)至最大量的墨滴(约8ng)的四种墨滴。作为第四个墨滴，喷射了量第二多的墨滴(约7ng)，作为第五个墨滴，喷射了最大量的墨滴(约8ng)。另外，作为第六个墨滴，喷射了最小量的墨滴(约2ng)，作为第七个墨滴，喷射了量第三多的墨滴(约5.5ng)。压力室424的长度L424越长，喷射量的周期性变化的变化幅度就越大。

如此，在流路阻力R425过大的头HD中发生了喷射量不足的情况，而且压力室424的长度L424越长，喷射就越不稳定。

<流路阻力R425过小的头HD>

图7所示的No9～No12的各个头HD相当于流路阻力R425过小的头HD。如图20(No9的头HD)至图23(No12的头HD)所示，这些头HD的共同点是墨滴的量少于基准值。例如，当对No9、No10的各个头HD的第四个及其后的墨滴的最大喷射量进行比较时，均为8ng(LV9a、LV10a)。在No11、No12的各个头HD中，虽然第四个及其后的墨滴的喷射量相同，No11的头HD的喷射量约为7.5ng(LV11)，No12的头HD的喷射量约为8.5ng(LV12)。

而且在No9、No10的各头HD的墨水喷射量发生了周期性变化。如用符号LV9b、LV10b的线表示的那样，这些头HD重复喷射了从最小量的墨滴(约2ng)至最大量的墨滴(约8ng)的四种墨滴。该喷射量的周期性变化与前面说明的No4的头HD相同。

如此，在流路阻力R425过小的头HD中发生了喷射量不足的情况，而且压力室424的长度L424越短，喷射就越不稳定。

<压力室424的长度L424过短的头HD>

图7所示的No1、No5、No7、No9的各个头HD相当于压力室424的长度L424过短的头HD。如图12(No1的头HD)、图16(No5的头HD)、图18(No7的头HD)以及图20(No9的头HD)所示，这些头HD的共同点是墨滴的量少于基准值。例如，在No1、No5的各个头HD中，虽然第四个及其后的墨滴的喷射量相同，但其量均约为8.5ng(LV1、LV5)。另外，No7的头HD的最大喷射量约为6.5ng(LV7a)，No9的头HD的最大喷射量约为8ng(LV9a)。

而且在No7、No9的头HD中喷射量发生了周期性变化。如用符号LV7b的线表示的那样，No7的头HD交替地喷射了量多的墨滴(约6.5ng)和量少的墨滴(约3ng)。如用符号LV9b的线表示的那样，No9的头HD重复喷射了从最小量的墨滴(约2ng)至最大量的墨滴(约8ng)的四种墨滴。

如此，在压力室424的长度L424过短的头HD中发生了喷射量不足的情况，而且流路阻力R425越大，喷射就越不稳定。

<压力室424的长度L424过长的头HD>

图7所示的No4、No6、No8、No12的各个头HD相当于压力室424的长度L424过长的头HD。如图15(No4的头HD)、图17(No6的头HD)、图19(No8的头HD)以及图23(No12的头HD)所示，这些头HD的共同点是墨滴的量少于基准值。例如，No4的头HD的最大喷射量约为8ng(LV4a)，No6的头HD的最大喷射量约为6.5ng(LV6a)。另外，在No8、No12的各个头HD中，虽然第四个及其后的墨滴的喷射量相同，但其量在No8的头HD中约为7.5ng(LV8)，在No12头HD中约为8.5ng(LV12)。

而且在No4、No6的头HD中喷射量发生了周期性变化。如用符号LV4b的线表示的那样，No4的头HD重复喷射了从最小量的墨滴(约2ng)至最大量的墨滴(约8ng)的四种墨滴。No6的头HD交替地喷射了量多的墨滴(约6.5ng)和量少的墨滴(约3ng)。

如此，在压力室424的长度L424过长的头HD中发生了喷射量不足的情况，而且流路阻力R425越大，喷射就越不稳定。

<由喷射频率引起的喷射量的变化>

对于上述No1、No5的各头HD，考察由喷射频率引起的喷射量的变化。如图24(No1的头HD)和图25(No5的头HD)所示，在这些头HD中，当喷射一个墨滴时得到了基准值以上的喷射量。可是，如图26(No1的头HD)和图27(No5的头HD)所示，当将喷射频率设定为30kHz时，喷射量没有达到基准值。在该例子中，No1、No5的各头HD的喷射量减少至约8.5ng。

对于No8、No11、No12的各头HD，也同样考察由喷射频率引起的喷射量的变化。如图29(No8的头HD)、图30(No11的头HD)以及图31(No12的头HD)所示，在这些头HD中，当喷射一个墨滴时得到了基准值以上的喷射量。可是，如图33(No8的头HD)、图34(No11的头HD)以及图35(No12的头HD)所示，当将喷射频率设定为30kHz时，喷射量没有达到基准值。在该例子中，No8、No11、No12的各头HD的喷射量减少至约7.5ng。

与此相反，如图28和图32所示，当喷射一个墨滴时以及将喷射频率设定为30kHz时，No16的头HD的喷射量都达到了基准值以上。如此，可以说本实施方式的头HD与比较例的头HD在由喷射频率引起的喷射量的变化方面存在有意义的差异。

<粘度为6mPa·s的墨水>

在上述的评价结果中，墨水的粘度为15mPa·s。此外，通过如上所述那样规定墨水供应通路425的流路阻力R425和压力室424的流路长度，同样也能够喷射粘度为6mPa·s的墨水。即，通过将墨水供应通路425的流路阻力R425规定在大于等于压力室424的流路阻力且小于等于压力室424的流路阻力的两倍的范围内，并且将压力室424的流路长度规定在大于等于墨水供应通路425的流路长度且小于等于墨水供应通路425的流路长度的两倍的范围内，能够以60kHz的高频率喷射10ng以上的墨滴。

这里，墨水粘度低意味着流路阻力变低。因此，可以说只要评价墨水供应通路425的流路阻力R425低的情况即可。并且，当考虑粘度为15mPa·s的墨水的评价结果时，相比于No8、No11、No12的各头HD，No7、No9、No10的各头HD的喷射量不足而且不稳定，因此可以说No7、No9、No10的各头HD更容易受流路阻力的影响。

因此，可以说：关于粘度为6mPa·s的墨水，只要评价No15、No7、No9、No10的各个头HD即可。换句话说，只要No15的头HD能够稳定地喷射粘度为6mPa·s的墨水，就可以说No13、No14、No16的各头HD也能够以高频率稳定地喷射该墨水。

图36是使用No15的头HD以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水(比重大致为1)时的仿真结果。在No15的头HD中，第四个及其后的各墨滴以11ng左右的量被稳定地喷射。从结果可以说No15的头HD也满足上述的评价基准。即，可以说即使是粘度为6mPa·s的墨水，No15的头HD也能够以高频率稳定地喷射墨滴。

图37～图39是使用No7、No9、No10的各个头HD以60kHz的频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时的仿真结果。如这些图所示，任何头HD也没能使墨滴的最大量达到基准值(10ng)(LV7a、LV9a、LV10a)。而且喷射量还发生了偏差(LV7b、LV9b、LV10b)。从这些结果可以说当用No7、No9、No10的各个头HD以高频率喷射粘度为6mPa·s的墨水时，墨滴的量会发生不足，而且墨滴的量还会变得不稳定。

<其他的喷射脉冲PS2>

下面，说明使用其他喷射脉冲PS2进行的评价结果，该喷射脉冲PS2的电位变化图案与上述喷射脉冲PS1的电位变化图案不同。图40是用于说明其他喷射脉冲PS2的图。在图40中，纵轴为驱动信号COM的电位，横轴为时间。该喷射脉冲PS2具有用符号P11至符号P13表示的多个部分。即，喷射脉冲PS2被规定成具有减压部分P11、电位保持部分P12、加压部分P13的梯形的电位变化图案。

减压部分P11的定时t1处的始端电位为最低点位VL，定时t2处的终端电位为最高点位VH。在该喷射脉冲PS2中，减压部分P11的生成期间为2.0μs。电位保持部分P12是在定时t2至定时t3的整个期间生成并固定在最高电位VH上的部分。在该喷射脉冲PS2中，电位保持部分P12的生成期间为2.0μs。加压部分P13的定时t3处的始端电位为最高点位VH，定时t4处的终端电位为最低点位VL。在该喷射脉冲PS2中，加压部分P13的生成期间为2.0μs。

如果将其他喷射脉冲PS2施加到压电元件433上，就会从喷嘴427喷射墨水。此时的弯月面的举动与将上述喷射脉冲PS1施加到压电元件433上时相同。简单地说，起因于减压部分P11，压力室424内的墨水被减压，从而弯月面被拉向压力室424一侧。弯月面的移动在电位保持部分P12的施加过程中也将持续。并且，在弯月面的移动方向掉转方向的定时(图42中用符号A表示的定时)施加加压部分P13。由此，压力室424内的墨水被加压，弯月面延伸成柱状。在定时B处，弯月面的顶端侧的一部分作为墨滴被喷射。通过喷射的反作用力，弯月面向压力室424一侧迅速返回，之后掉转方向(用符号C表示的定时)。并且，在定时D处，开始施加下一个喷射脉冲PS2。

<评价结果>

图41是用于说明评价对象的头HD的结构参数的图，其对应于前面说明的图7。头HD的结构与上述的头结构相同，但为了方便，在使用其他的喷射脉冲PS2进行的评价结果中，在序号上添加“’”来表示。因此，在评价对象的各个头HD中，属于本实施方式的头是No13’～No16’的各头HD。此外，No1’～No12’的各个头HD是比较例的头。

图42至图57是使用No1’～No16’的各个头HD喷射粘度为15mPa·s的墨水时的仿真结果。

从图42至图45所示可知，在属于本实施方式的No13’～No16’的各个头HD中，即使以60kHz的高频率喷射墨滴，也能够保证基准量(10ng)以上的喷射量，并且各墨滴的喷射量相同。由此可以说，使用其他喷射脉冲PS2也能够与使用上述喷射脉冲PS1的时候同样地以高频率稳定地喷射基准量以上的墨滴。

另一方面，如图46至图57所示，当使用作为比较例的No1’～No12’的各个头HD以高频率喷射墨滴时，最大喷射量达不到基准量(LV1a’～LV12a’)，而且喷射量发生了周期性偏差(LV1b’～LV12b’)。

这些结果示出了虽然在程度上存在差异但与使用上述喷射脉冲PS1的时候一样。即，通过将墨水供应通路425的流路阻力R425规定在大于等于压力室424的流路阻力且小于等于该流路阻力的两倍的范围内，并且将压力室424的流路长度规定在大于等于墨水供应通路425的流路长度L425且小于等于该流路长度的两倍的范围内，利用其他的喷射脉冲PS2也能够以60kHz的高频率喷射10ng以上的墨滴。

其他实施方式

上述的实施方式主要记载了具有作为液体喷射装置的打印机1的印刷系统，但在其中也公开了液体喷射方法、液体喷射系统、以及喷射脉冲的设定方法等。另外，该实施方式只是用于容易理解本发明的，并不是用来限制性地解释本发明的。不用说，本发明可在不脱离其宗旨的情况下进行变更和改进，并且本发明中还包含其等效发明。特别是，以述的实施方式也被包含在本发明中。

<其他的头HD’>

在上述实施方式的头HD中，压电元件433采用了进行被施加的喷射脉冲PS(PS1、PS2)的电位越高就越增大压力室424的容积的动作的类型。但也可以采用其它类型的头。在图58所示的其他的头HD’中，压电元件75采用了进行被施加的喷射脉冲PS的电位越高就越减小压力室73的容积的动作的类型。

简单地说，其他的头HD’包括共用墨水室71、墨水供应口72、压力室73以及喷嘴74。并且，与喷嘴74相对应地具有多个从共用墨水室426通过压力室73到达喷嘴427的连续的墨水流路。在其他的头HD’中，压力室73的容积也通过压电元件75的动作而变化。即，由振动板76划分了压力室73的一部分，并且在振动板76的与压力室73相反一侧的表面上设置有压电元件75。

多个压电元件75与每个压力室73相对应地设置。各压电元件75例如形成为将压电体夹在上电极和下电极之间的结构(都没有图示)，并通过向这些电极间施加电位差来变形。在该例子中，当提高上电极的电位时，压电体被充电，随之，压电元件75以向压力室73一侧凸起的方式弯曲。由此，压力室73收缩。在其他的头HD’中，振动板76的中划分压力室73的部分相当于划分部。

在其他的头HD’中，使压力室73内的墨水产生压力变化，利用该压力变化喷射墨滴。因此，喷射墨滴时的压力室74内的墨水的动作与前述的头HD相同。因此，通过调整压力室73的长度和墨水供应口72的长度等，可得到与前述的头HD相同的作用效果。

<进行喷射动作的元件>

在上述的头HD、HD’中，进行用于喷射墨水的动作(喷射动作)的元件采用了压电元件433、75。这里，进行喷射动作的元件不限于压电元件433、75。例如也可以是磁致伸缩元件。此外，当使用压电元件433、75时，具有能够基于喷射脉冲PS的电位高精度地控制压力室424、73的容积的优点。

<喷嘴427和墨水供应通路425等的形状>

在上述的实施方式中，喷嘴427由贯穿喷嘴板422的厚度方向的近似漏斗形状的孔构成。另外，墨水供应通路425由具有矩形的开口形状并连通压力室424和共用墨水室426的孔构成。换句话说，由划分出矩形柱形空间的连通孔构成。

这里，喷嘴427和墨水供应通路425可采用各种形状。例如，如图61A所示，喷嘴427也可以是在与喷嘴方向垂直的面上的截面面积大致固定的形状，即划分出圆柱形空间的形状。换句话说，也可是仅由上述圆柱部分427b构成的喷嘴427。

另外，例如如图61B所示，墨水供应通路425也可以由具有纵向细长的长圆形(将半径相同的两个圆用共切线连接而成的形状)的开口的流路构成。在此情况下，墨水供应通路425的截面面积Ssup对应于用斜线表示的长圆形部分的面积。关于具有这种长圆形开口的墨水供应通路425，也可以通过定义具有与其等效的矩形开口的流路来进行分析。在此情况下，墨水供应通路425的高度H425稍低于实际的墨水供应通路425的最大高度。墨水供应通路425的开口为椭圆形时也一样。

而且，压力室424也一样。如图61B所示，当压力室424的与长度方向垂直的面呈横长的六角形形状时，也可以通过定义具有与其等效的矩形截面的流路来进行分析。即，也可以通过定义高度为H424且宽度为比压力室424的最大宽度稍小的W424的矩形截面的流路来进行分析。

<其他应用例>

另外，在本实施方式中，将打印机作为液体喷射装置进行了说明，但不限于此。也可以将与本实施方式相同的技术应用于应用喷墨技术的各种液体喷射装置，例如色滤片制造装置、染色装置、精细加工装置、半导体制造装置、表面加工装置、三维造型机、液体汽化装置、有机EL制造装置(尤其高分子EL制造装置)、显示器制造装置、成膜装置、以及DNA芯片制造装置等。另外，这些的方法和制造方法也属于应用范围的范畴。

Claims (9)

1.一种液体喷射方法，用于从液体喷射头喷射液体，其中，

所述液体的粘度在大于等于6mPa·s且小于等于15mPa·s的范围内，

所述液体喷射头包括：

喷射所述液体的喷嘴；

为了从所述喷嘴喷射所述液体而使所述液体的压力发生变化的压力室；以及

与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体的供应部，

所述供应部的流路阻力大于等于所述压力室的流路阻力且小于等于所述压力室的流路阻力的两倍，

所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

2.如权利要求1所述的液体喷射方法，其中，

所述喷嘴的流路阻力大于所述供应部的流路阻力。

3.如权利要求1所述的液体喷射方法，其中，

所述喷嘴的惯量小于所述供应部的惯量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的液体喷射方法，其中，

所述供应部的流路阻力在大于等于1.73×10¹²Pa·s/m³且小于等于3.46×10¹²Pa·s/m³的范围内，

所述压力室的流路长度在大于等于500μm且小于等于1000μm的范围内。

5.如权利要求4所述的液体喷射方法，其中，

所述喷嘴的直径在大于等于10μm且小于等于40μm的范围内，

所述喷嘴的长度在大于等于40μm且小于等于100μm的范围内。

6.如权利要求1所述的液体喷射方法，其中，

所述压力室具有划分部，该划分部划分所述压力室的一部分并通过变形使所述液体的压力发生变化。

7.如权利要求6所述的液体喷射方法，其中，

所述液体喷射头具有以与被施加的喷射脉冲的电位的变化图案相应的幅度使所述划分部变形的元件。

8.一种液体喷射头，包括：

喷射液体的喷嘴，所述液体的粘度在大于等于6mPa·s且小于等于15mPa·s的范围内；

为了从所述喷嘴喷射所述液体而使所述液体的压力发生变化的压力室；以及

与所述压力室连通并向所述压力室供应所述液体的供应部，其中，

所述供应部的流路阻力大于等于所述压力室的流路阻力且小于等于所述压力室的流路阻力的两倍，

所述压力室的流路长度大于等于所述供应部的流路长度且小于等于所述供应部的流路长度的两倍。

9.一种液体喷射装置，包括生成喷射脉冲的喷射脉冲生成部和权利要求8所述的液体喷射头。

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