JP2008023865A - Droplet ejection apparatus and droplet discharge method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To discharge fine droplets while the generation of satellite droplets is preventing. <P>SOLUTION: A drive signal 75 having first pull signal S1, push signal S2, second pull signal S3 and third pull signal S4 is given to a piezoelectric element which changes a volume of a pressure chamber. When the resonance frequency of the pressure chamber is represented by Tc, each interval of the start time t1 of the S1, the start time t2 of the S2, the start time t3 of the S3 and the start time t4 of the S4 is Tc/2. Also, a ratio of the amplitude A1 of the S1, the amplitude A2 of the S2 of the S2 and the amplitude A3 of the S3 is determined so that the pressure change of the liquid in the pressure chamber from the t1 to the t4 having a predetermined amplitude becomes a sinusoidal waveform having a predetermined amplitude, and the amplitude A4 of the S4 is determined so as to brake the vibration of a meniscus. More specifically, A1:A2:A3:A4=e<SP>α π/2</SP>:(e<SP>α π/2</SP>-e<SP>-α π/2</SP>):(e<SP>α π/2</SP>-e<SP>-α π/2</SP>):e<SP>-α π/2</SP>is made. Here, the α of a system constituted by filling a discharge element with the liquid is an attenuation coefficient, and e is the base of a natural logarithm. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はサテライト滴の発生を防止しつつ微小な液滴を吐出することができる液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。   The present invention relates to a droplet discharge device and a droplet discharge method capable of discharging minute droplets while preventing the generation of satellite droplets.

液滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室に連通する液体供給口と、圧力室の容積を変化させる圧電素子と、圧電素子に対して駆動信号を与える駆動手段とを備えた液滴吐出装置が知られている。   A nozzle that discharges droplets, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a liquid supply port that communicates with the pressure chamber, a piezoelectric element that changes the volume of the pressure chamber, and a drive unit that provides a drive signal to the piezoelectric element. There is known a liquid droplet ejection apparatus provided.

圧電素子に対して与えられる駆動信号は、圧力室を膨張させるプル信号(「Pull」と表記することもある)、および、圧力室を収縮させるプッシュ信号(「Push」と表記することもある)を含んで構成されている。   The drive signal given to the piezoelectric element includes a pull signal for expanding the pressure chamber (sometimes referred to as “Pull”) and a push signal for contracting the pressure chamber (also referred to as “Push”). It is comprised including.

微小液滴の吐出を行う場合には、一般に、Pull-Push-Pull波形が用いられる。また、特許文献1には、Push-Pull-Push-Push-Pull波形を用いて液滴の吐出を行うようにしたものが記載されている。また、特許文献2には、Pull-Push-Pull-Pull波形を用いて液滴の吐出を行うようにしたものが記載されている。
特許第3711443号公報(特に図3) 特開2004−142448号公報(特に図5)
In general, a pull-push-pull waveform is used when discharging a minute droplet. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 describes a method in which droplets are ejected using a Push-Pull-Push-Push-Pull waveform. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 describes a method in which droplets are ejected using a Pull-Push-Pull-Pull waveform.
Japanese Patent No. 3711443 (particularly FIG. 3) JP 2004-142448 A (particularly FIG. 5)

微小液滴を吐出させる場合には、一般に、Pull-Push-Pull波形が用いられてきたが、この波形を用いて高粘度のインクを吐出しようとすると、長い尾引きが出来てしまい、不安定なサテライト滴が発生してしまうという課題がある。例えば、20cP以上の高粘度の液体を、1pl以下の微小液滴として、サテライト滴なく吐出することは困難であった。   When ejecting micro droplets, the Pull-Push-Pull waveform has generally been used, but if you try to eject highly viscous ink using this waveform, it will cause a long tail and become unstable. There is a problem that small satellite droplets are generated. For example, it has been difficult to discharge a liquid having a high viscosity of 20 cP or more as a fine droplet of 1 pl or less without satellite droplets.

図12は、Pull-Push-Pull波形からなる駆動信号が圧電素子に付与されたことによって圧力室内のインクに発生する圧力P(インク発生圧力)の変動96を示す。図12において、時刻t=0は第1のプル信号の開始時刻、時刻t=(1/2)・Tcはプッシュ信号の開始時刻、時刻t=Tcは第2のプル信号の開始時刻になっている。時刻t=0から時刻t=(3/2)・Tcにかけてインク発生圧力Pの振幅が増していき、高速度でインク滴が吐出される一方で、時刻t=(3/2)・Tc以降、振幅の大きな振動が残留してしまう。   FIG. 12 shows a variation 96 of the pressure P (ink generation pressure) generated in the ink in the pressure chamber due to the drive signal having a Pull-Push-Pull waveform being applied to the piezoelectric element. In FIG. 12, time t = 0 is the start time of the first pull signal, time t = (1/2) · Tc is the start time of the push signal, and time t = Tc is the start time of the second pull signal. ing. From time t = 0 to time t = (3/2) · Tc, the amplitude of the ink generation pressure P increases and ink droplets are ejected at a high speed, while after time t = (3/2) · Tc. A vibration with a large amplitude remains.

模式図を用いて説明すると、図13(A)に示すように、ノズル51からノズル51の径よりも大きな径を有するインク滴94が吐出されるが、長い尾92が引いた状態となり、このような長い尾92に因って、図13(B)に示すように、どうしてもサテライト滴95が発生してしまう。   Referring to the schematic diagram, as shown in FIG. 13A, an ink droplet 94 having a diameter larger than the diameter of the nozzle 51 is ejected from the nozzle 51, but a long tail 92 is drawn. Due to such a long tail 92, satellite drops 95 are inevitably generated as shown in FIG.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、サテライト滴の発生を防止しつつ微小液滴を吐出することができる液滴吐出装置および液滴吐出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a droplet discharge device and a droplet discharge method capable of discharging minute droplets while preventing generation of satellite droplets.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、液滴を吐出するノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する液体供給口、および、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子からなる吐出素子と、前記圧電素子に対して駆動信号を付与する駆動手段とを備え、前記駆動信号は、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスを凹形状にする第1の信号要素と、前記圧力室を収縮させて前記ノズルのメニスカスを凸形状にする第2の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルの凸形状のメニスカスから液滴を生成する第3の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスの残留振動を制動する第3の信号要素と、を含んで構成され、前記駆動手段は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcとしたとき、前記第1の信号要素の開始時刻t1、前記第2の信号要素の開始時刻t2、前記第3の信号要素の開始時刻t3および前記第4の信号要素の開始時刻t4の各間隔|t1−t2|、|t2−t3|、|t3−t4|をいずれもTc/2とし、かつ、前記t1からt4まで前記圧力室内の液体の圧力変動が一定の振幅を有する正弦波形状となるように前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2および前記第3の各信号要素の振幅A3の比が決められている前記駆動信号を前記圧電素子に付与することを特徴とする液滴吐出装置を提供する。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a nozzle that discharges droplets, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a liquid supply port that communicates with the pressure chamber, and a volume of the pressure chamber. A discharge element including a piezoelectric element to be changed; and a driving unit that applies a driving signal to the piezoelectric element. The driving signal expands the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle concave. A second signal element that contracts the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle convex, and a third that generates a droplet from the convex meniscus of the nozzle by expanding the pressure chamber. And a third signal element that expands the pressure chamber to brake residual vibration of the meniscus of the nozzle, and the driving means is configured by filling the discharge element with liquid. System When the resonance period is Tc, the start time t1 of the first signal element, the start time t2 of the second signal element, the start time t3 of the third signal element, and the start time of the fourth signal element The intervals t4 | t1-t2 |, | t2-t3 |, and | t3-t4 | are all Tc / 2, and the pressure fluctuation of the liquid in the pressure chamber has a constant amplitude from t1 to t4. The drive signal in which the ratio of the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, and the amplitude A3 of each of the third signal elements is determined so as to have a sine wave shape is the piezoelectric signal. Provided is a droplet discharge device characterized by being applied to an element.

この発明によれば、第1のプル信号の開始時刻t1から第3のプル信号の開始時刻t4まで圧力室内の液体の圧力変動を一定の振幅を有する正弦波形状としたことにより、圧力室内の液体に必要以上の圧力をかけなくても、すなわち従来と比較して小さな吐出速度でメニスカスから液滴を生成できるので、液滴から長い尾引きが発生することを防止してサテライト滴の発生を防止しつつ微小液滴を吐出することができる。また、第4の信号要素によってメニスカスの残留振動が制動されるので、吐出速度が小さくても、液滴がメニスカスへ引き戻されることなく確実に飛翔することになる。   According to the present invention, the pressure fluctuation of the liquid in the pressure chamber from the start time t1 of the first pull signal to the start time t4 of the third pull signal is formed into a sine wave shape having a constant amplitude. Even without applying excessive pressure to the liquid, that is, droplets can be generated from the meniscus at a lower discharge speed compared to the conventional method, preventing the occurrence of satellite droplets by preventing the occurrence of long tails from the droplets. It is possible to discharge minute droplets while preventing them. Further, since the residual vibration of the meniscus is damped by the fourth signal element, even if the discharge speed is low, the droplets surely fly without being pulled back to the meniscus.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2、前記第3の信号要素の振幅A3および前記第4の信号要素の振幅A4の比A1:A2:A3:A4は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の減衰係数αと自然対数の底eとを用いて指数で表したとき、eα・π/2:(eα・π/2- e−α・π/2):(eα・π/2- e−α・π/2):e−α・π/2であることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, the amplitude A3 of the third signal element, and the first The ratio A1: A2: A3: A4 of the amplitude A4 of the signal element 4 is expressed as an index using the damping coefficient α of the system configured by filling the ejection element with liquid and the base e of the natural logarithm. , E α · π / 2 : (e α · π / 2 − e −α · π / 2 ): (e α · π / 2 − e −α · π / 2 ): e −α · π / 2 There is provided a droplet discharge device characterized by the above.

ここで、減衰係数αは、ノズルと圧力室と液体供給口と圧電素子とからなる吐出素子に液体が充填されて構成される系において、圧電素子にパルス波形(パルス状電圧)を与えたときに、圧力室内の液体に発生する圧力の減衰自由振動波形の振幅比の自然対数である。   Here, the attenuation coefficient α is obtained when a pulse waveform (pulse voltage) is applied to a piezoelectric element in a system configured by filling a discharge element including a nozzle, a pressure chamber, a liquid supply port, and a piezoelectric element. Further, it is the natural logarithm of the amplitude ratio of the damping free vibration waveform of the pressure generated in the liquid in the pressure chamber.

請求項3に記載の発明は、液滴を吐出するノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する液体供給口、および、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子からなる吐出素子を用いて前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出方法であって、前記圧電素子に対して与える前記駆動信号は、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスを凹形状にする第1の信号要素と、前記圧力室を収縮させて前記ノズルのメニスカスを凸形状にする第2の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルの凸形状のメニスカスから液滴を生成する第3の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスの残留振動を制動する第3の信号要素と、を含んで構成され、吐出素子54に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcとしたとき、前記第1の信号要素の開始時刻t1、前記第2の信号要素の開始時刻t2、前記第3の信号要素の開始時刻t3および前記第4の信号要素の開始時刻t4の各間隔|t1−t2|、|t2−t3|、|t3−t4|をいずれもTc/2とし、かつ、前記t1からt4まで前記圧力室内の液体の圧力変動が一定の振幅を有する正弦波形状となるように前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2および前記第3の各信号要素の振幅A3の比が決められている前記駆動信号を前記圧電素子に付与することを特徴とする液滴吐出方法を提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a discharge element comprising a nozzle that discharges droplets, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a liquid supply port that communicates with the pressure chamber, and a piezoelectric element that changes the volume of the pressure chamber. A droplet discharge method for discharging droplets from the nozzles using the first and second driving signals applied to the piezoelectric element causes the pressure chamber to expand to make the meniscus of the nozzles concave. A second signal element that contracts the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle convex, and a third that generates a droplet from the convex meniscus of the nozzle by expanding the pressure chamber. A resonance period of a system configured to include a signal element and a third signal element that expands the pressure chamber to brake residual vibration of the meniscus of the nozzle and is configured by filling the discharge element 54 with liquid. With Tc Intervals of the first signal element start time t1, the second signal element start time t2, the third signal element start time t3, and the fourth signal element start time t4. t1-t2 |, | t2-t3 |, and | t3-t4 | are all Tc / 2, and the pressure variation of the liquid in the pressure chamber has a constant amplitude from t1 to t4. The drive signal in which the ratio of the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element and the amplitude A3 of each of the third signal elements is determined is applied to the piezoelectric element. A droplet discharge method is provided.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2、前記第3の信号要素の振幅A3および前記第4の信号要素の振幅A4の比A1:A2:A3:A4は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の減衰係数αと自然対数の底eとを用いて指数で表したとき、eα・π/2:(eα・π/2- e−α・π/2):(eα・π/2- e−α・π/2):e−α・π/2であることを特徴とする液滴吐出方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, the amplitude A3 of the third signal element, and the second The ratio A1: A2: A3: A4 of the amplitude A4 of the signal element 4 is expressed as an index using the damping coefficient α of the system configured by filling the ejection element with liquid and the base e of the natural logarithm. , E α · π / 2 : (e α · π / 2 − e −α · π / 2 ): (e α · π / 2 − e −α · π / 2 ): e −α · π / 2 There is provided a droplet discharge method characterized by the above.

本発明によれば、サテライト滴の発生を防止しつつ微小液滴を吐出することができる。   According to the present invention, it is possible to discharge minute droplets while preventing generation of satellite droplets.

以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る液滴吐出装置の一例としての画像形成装置10の全体構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus 10 as an example of a droplet discharge apparatus according to the present invention.

図1において、画像形成装置10は、主として、液滴吐出ヘッド50、通信インターフェース110、システムコントローラ112、メモリ114、152、搬送部116、搬送ドライバ118、給液部142、給液制御部144、インク識別情報取得部146、プリント制御部150、および、ヘッドドライバ154(駆動手段)、を含んで構成されている。   1, the image forming apparatus 10 mainly includes a droplet discharge head 50, a communication interface 110, a system controller 112, memories 114 and 152, a transport unit 116, a transport driver 118, a liquid supply unit 142, a liquid supply control unit 144, It includes an ink identification information acquisition unit 146, a print control unit 150, and a head driver 154 (driving means).

液滴吐出ヘッド50は、2次元配列された多数のノズルを有し、インク滴を吐出する。本例の画像形成装置10は、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロ(Y)の各インク色ごとにひとつずつ、合計で4つの液滴吐出ヘッドを備えている。   The droplet discharge head 50 has a number of nozzles arranged two-dimensionally and discharges ink droplets. The image forming apparatus 10 of this example includes a total of four droplet discharge heads, one for each ink color of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y).

通信インターフェース110は、ホストコンピュータ300から送信される画像データを受信する。通信インターフェース110には、USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394などの有線、又は、無線のインターフェースを適用することができる。この通信インターフェース110によって画像形成装置10に取り込まれた画像データは、この画像データ記憶用の第1のメモリ114に一旦記憶される。   The communication interface 110 receives image data transmitted from the host computer 300. As the communication interface 110, a wired or wireless interface such as USB (Universal Serial Bus) or IEEE1394 can be applied. Image data taken into the image forming apparatus 10 by the communication interface 110 is temporarily stored in the first memory 114 for storing the image data.

システムコントローラ112は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、所定のプログラムに従って画像形成装置10の全体を制御する。すなわち、システムコントローラ112は、通信インターフェース110、搬送ドライバ118、プリント制御部150等の各部を制御する。   The system controller 112 includes a microcomputer and its peripheral circuits, and controls the entire image forming apparatus 10 according to a predetermined program. That is, the system controller 112 controls each unit such as the communication interface 110, the conveyance driver 118, and the print control unit 150.

搬送部116は、紙などの被吐出媒体を搬送するためのローラ(図示を省略)と、このローラに動力を与えるモータ(図示を省略)を含んで構成されている。搬送部116によって、被吐出媒体と液滴吐出ヘッド50とが相対的に移動される。搬送ドライバ118は、システムコントローラ112からの指示に従って搬送部116を駆動する回路を含んで構成されている。   The transport unit 116 includes a roller (not shown) for transporting a medium to be ejected such as paper, and a motor (not shown) for supplying power to the roller. The medium to be ejected and the droplet ejection head 50 are relatively moved by the conveyance unit 116. The transport driver 118 includes a circuit that drives the transport unit 116 in accordance with an instruction from the system controller 112.

給液部142は、インクを貯留するインクタンク(図示を省略)、このタンクから液滴吐出ヘッド50へ至る管路(図示を省略)、この管路を通じてタンク内のインクを液滴吐出ヘッド50へ送液するポンプ(図示を省略)を含んで構成されている。インクタンクは、例えば交換自在なカートリッジ式のものが用いられる。   The liquid supply unit 142 stores an ink tank (not shown) for storing ink, a pipe line (not shown) from the tank to the droplet discharge head 50, and drops ink in the tank through the pipe line to the droplet discharge head 50. It includes a pump (not shown) for feeding liquid. For example, a replaceable cartridge type ink tank is used.

給液制御部144は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成されており、所定のプログラムに従い、給液部142を用いて、液滴吐出ヘッド50に対してインクを供給する制御を行う。   The liquid supply control unit 144 includes a microcomputer and its peripheral circuits, and controls the supply of ink to the droplet discharge head 50 using the liquid supply unit 142 according to a predetermined program.

インク識別情報取得部146は、液滴吐出ヘッド50へ供給されるインクの種別を識別するインク識別情報を取得する。インク識別情報の取得態様には、各種あり、例えば、給液部142のインクタンクにバーコードとして印刷されているインク識別情報を読み取る態様、給液部142のインクタンクに付着させたICタグ(「RFID:Radio Frequency Identification」ともいう)に予め記憶されているインク識別情報を無線で受信する態様などがある。通信インターフェース110を用いてホストコンピュータ300からインク識別情報を受信するようにしてもよい。   The ink identification information acquisition unit 146 acquires ink identification information for identifying the type of ink supplied to the droplet discharge head 50. There are various ways of acquiring the ink identification information. For example, an aspect of reading the ink identification information printed as a barcode on the ink tank of the liquid supply unit 142, an IC tag attached to the ink tank of the liquid supply unit 142 ( There is a mode in which ink identification information stored in advance in “RFID: Radio Frequency Identification”) is received wirelessly. Ink identification information may be received from the host computer 300 using the communication interface 110.

プリント制御部150は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って、給液制御部144、インク識別情報取得部146、および、ヘッドドライバ154を制御する。プリント制御部150は、画像形成装置10に入力される画像データに基づいて、液滴吐出ヘッド50が被吐出媒体に向けて吐出(打滴)を行って被吐出媒体上にドットを形成するために必要なデータ(ドットデータ)を生成する。すなわち、プリント制御部150は、システムコントローラ112の制御に従い、第1のメモリ114内の画像データから打滴用のドットデータを生成し、生成したドットデータをヘッドドライバ154に供給する。プリント制御部150には第2のメモリ152が付随しており、プリント制御部150における画像処理時にドットデータ等が第2のメモリ152に一時的に格納される。   The print control unit 150 includes a microcomputer and its peripheral circuits, and controls the liquid supply control unit 144, the ink identification information acquisition unit 146, and the head driver 154 according to a predetermined program. The print control unit 150 forms dots on the medium to be ejected by the droplet ejection head 50 ejecting (droplet ejection) toward the medium to be ejected based on the image data input to the image forming apparatus 10. Data (dot data) required for In other words, the print controller 150 generates dot ejection dot data from the image data in the first memory 114 under the control of the system controller 112, and supplies the generated dot data to the head driver 154. The print controller 150 is accompanied by a second memory 152, and dot data and the like are temporarily stored in the second memory 152 during image processing in the print controller 150.

ヘッドドライバ154は、プリント制御部150から与えられるドットデータ(実際には第2のメモリ152に記憶されたドットデータである)に基づき、液滴吐出ヘッド50に対して吐出用の駆動信号を生成する。このヘッドドライバ154から出力された駆動信号が液滴吐出ヘッド50(具体的には後述する図3の圧電素子58)へ与えられることによって、液滴吐出ヘッド50から被吐出媒体に向けてインク滴が吐出される。   The head driver 154 generates an ejection drive signal for the droplet ejection head 50 based on the dot data (actually the dot data stored in the second memory 152) given from the print control unit 150. To do. The drive signal output from the head driver 154 is applied to the droplet discharge head 50 (specifically, a piezoelectric element 58 in FIG. 3 described later), whereby an ink droplet is directed from the droplet discharge head 50 toward the discharge target medium. Is discharged.

また、プリント制御部150は、インク識別情報取得部146によって取得されたインク識別情報に基づいて、ヘッドドライバ154によって生成される駆動信号の波形を選択する。具体的には、第2のメモリ152には、インク識別情報と駆動信号の波形(駆動波形)との対応関係を示すテーブル情報が予め記憶されており、プリント制御部150は、第2のメモリ152のテーブル情報に登録されている複数の駆動波形の中から、インク識別情報取得部146によって取得されたインク識別情報に対応する駆動波形を選択する。プリント制御部150によって選択された駆動波形は、ヘッドドライバ154に指示される。   Further, the print control unit 150 selects the waveform of the drive signal generated by the head driver 154 based on the ink identification information acquired by the ink identification information acquisition unit 146. Specifically, the second memory 152 stores in advance table information indicating the correspondence between the ink identification information and the waveform of the drive signal (drive waveform). The print controller 150 stores the second memory 152 in the second memory 152. The drive waveform corresponding to the ink identification information acquired by the ink identification information acquisition unit 146 is selected from the plurality of drive waveforms registered in the table information 152. The drive waveform selected by the print control unit 150 is instructed to the head driver 154.

なお、図1ではシステムコントローラ112、給液制御部144、プリント制御部150を分けて表したが、1つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。   In FIG. 1, the system controller 112, the liquid supply control unit 144, and the print control unit 150 are illustrated separately, but may be configured by a single microcomputer.

図2は、図1の液滴吐出ヘッド50の一例の全体構成を示す平面透視図であり、図3は、図2の3−3線に沿った断面図である。   FIG. 2 is a plan perspective view showing an overall configuration of an example of the droplet discharge head 50 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.

図2に一例として示すヘッド50は、いわゆるフルライン型のヘッドであり、被吐出媒体16の搬送方向(図中に矢印Sで示す副走査方向)と直交する方向(図中に矢印Mで示す主走査方向)において、被吐出媒体16の幅Wmに対応する長さにわたり、被吐出媒体16に向けてインクを打滴する多数のノズル51を2次元的に配列させた構造を有している。   A head 50 shown as an example in FIG. 2 is a so-called full-line head, and is indicated by a direction (indicated by an arrow M in the drawing) orthogonal to the transport direction of the medium 16 (sub-scanning direction indicated by an arrow S in the drawing). In the main scanning direction), a plurality of nozzles 51 for ejecting ink toward the ejection medium 16 are two-dimensionally arranged over a length corresponding to the width Wm of the ejection medium 16. .

液滴吐出ヘッド50は、ノズル51、ノズル51に連通する圧力室52、圧力室52に連通する液体供給口53、および、後述の圧電素子(図3の58)からなる複数の吐出素子54が、主走査方向Mおよび主走査方向Mに対して所定の鋭角θ(0度<θ<90度)をなす斜め方向の2方向に沿って配列されている。なお、図2では、図示の便宜上、一部の吐出素子54のみ描いている。   The droplet discharge head 50 includes a nozzle 51, a pressure chamber 52 that communicates with the nozzle 51, a liquid supply port 53 that communicates with the pressure chamber 52, and a plurality of ejection elements 54 including a piezoelectric element (58 in FIG. 3) described later. The main scanning direction M and the main scanning direction M are arranged along two oblique directions that form a predetermined acute angle θ (0 degree <θ <90 degrees). In FIG. 2, only a part of the ejection elements 54 is illustrated for convenience of illustration.

ノズル51は、具体的には、主走査方向Mに対して所定の鋭角θをなす斜め方向において、一定のピッチdで配列されており、これにより、主走査方向Mに沿った一直線上に「d×cosθ」の間隔で配列されたものと等価に取り扱うことができる。   Specifically, the nozzles 51 are arranged at a constant pitch d in an oblique direction that forms a predetermined acute angle θ with respect to the main scanning direction M, and thus, “on a straight line along the main scanning direction M” d × cos θ ”can be handled equivalently.

ヘッド50を構成するひとつの吐出素子54について、図2中の3−3線に沿った断面図を図3に示す。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of one ejection element 54 constituting the head 50 along the line 3-3 in FIG.

図3に示すように、各圧力室52は液体供給口53を介してさらに共通液室55と連通している。共通液室55は図示を省略した液体供給源たるインクタンクと連通しており、そのインクタンクから供給されるインクが共通液室55を介して各圧力室52に分配供給される。   As shown in FIG. 3, each pressure chamber 52 is further in communication with a common liquid chamber 55 via a liquid supply port 53. The common liquid chamber 55 communicates with an ink tank that is a liquid supply source (not shown), and ink supplied from the ink tank is distributed and supplied to each pressure chamber 52 via the common liquid chamber 55.

圧力室52の天面を構成する振動板56の上には圧電体58aが配置され、この圧電体58aの上には個別電極57が配置されている。振動板56は、接地されており、共通電極として機能する。これらの振動板56、個別電極57および圧電体58aによって、圧力室52内のインクに打滴用の圧力を発生する手段としての圧電素子58が構成されている。   A piezoelectric body 58a is disposed on the diaphragm 56 constituting the top surface of the pressure chamber 52, and an individual electrode 57 is disposed on the piezoelectric body 58a. The diaphragm 56 is grounded and functions as a common electrode. The diaphragm 56, the individual electrode 57, and the piezoelectric body 58a constitute a piezoelectric element 58 as means for generating droplet ejection pressure on the ink in the pressure chamber 52.

図1のヘッドドライバ154によって生成された駆動信号が圧電素子58に与えられると、すなわち、圧電素子58の個別電極57に所定の駆動電圧が印加されることにより、圧電体58aが変形して圧力室52の容積が変化し、これに伴う圧力室52内の圧力の変化によって、ノズル51からインクが打滴される。インク打滴にともなって、共通液室55から液体供給口53を通って新しいインクが圧力室52に供給される。   When the drive signal generated by the head driver 154 of FIG. 1 is applied to the piezoelectric element 58, that is, when a predetermined drive voltage is applied to the individual electrode 57 of the piezoelectric element 58, the piezoelectric body 58a is deformed and pressure is applied. The volume of the chamber 52 changes, and ink is ejected from the nozzle 51 by the change in the pressure in the pressure chamber 52 accompanying this. Accompanying the ink ejection, new ink is supplied from the common liquid chamber 55 to the pressure chamber 52 through the liquid supply port 53.

なお、図2には、被吐出媒体16に高解像度の画像を高速で形成し得る構造として、複数のノズル51が2次元配列されている場合を例に示したが、本発明におけるヘッドは、複数のノズル51が2次元配列された構造に特に限定されるものではなく、複数のノズル51が1次元配列された構造であってもよい。また、液滴吐出ヘッドを構成する吐出素子54は、一例であって、このような場合に特に限定されない。例えば、圧力室52よりも下(すなわち圧力室52よりもノズル面510側)に共通液室55を配置する代りに、圧力室52よりも上(すなわちノズル面510とは反対側)に共通液室55を配置してもよい。   FIG. 2 shows an example in which a plurality of nozzles 51 are two-dimensionally arranged as a structure that can form a high-resolution image on the ejection target medium 16 at high speed. The structure in which the plurality of nozzles 51 are two-dimensionally arranged is not particularly limited, and a structure in which the plurality of nozzles 51 are one-dimensionally arranged may be used. Further, the ejection element 54 constituting the droplet ejection head is an example, and is not particularly limited to such a case. For example, instead of disposing the common liquid chamber 55 below the pressure chamber 52 (that is, the nozzle surface 510 side relative to the pressure chamber 52), the common liquid is disposed above the pressure chamber 52 (that is, opposite to the nozzle surface 510). The chamber 55 may be disposed.

図3に示す、ノズル51、圧力室52、液体供給口53、および、圧電素子58によって、ひとつの吐出素子54が構成されている。   The nozzle 51, the pressure chamber 52, the liquid supply port 53, and the piezoelectric element 58 shown in FIG.

図4は、図1のヘッドドライバ154によって生成されて図2のひとつの圧電素子58に対して与えられる駆動信号75を示す波形図であり、縦軸は駆動信号75の電圧V(駆動電圧)であり、横軸は時刻tである。   FIG. 4 is a waveform diagram showing a drive signal 75 generated by the head driver 154 of FIG. 1 and applied to one piezoelectric element 58 of FIG. 2, and the vertical axis indicates the voltage V (drive voltage) of the drive signal 75. The horizontal axis is time t.

図4において、駆動信号75は、ひとつのノズル51からひとつのインク滴を吐出させるための1単位の波形である。ひとつのノズル51から連続してインク滴を吐出させる場合には、図4に示した駆動信号75が繰り返しひとつの圧電素子58に対して与えられる。   In FIG. 4, a drive signal 75 is a waveform of one unit for ejecting one ink droplet from one nozzle 51. In the case where ink droplets are continuously ejected from one nozzle 51, the drive signal 75 shown in FIG. 4 is repeatedly given to one piezoelectric element 58.

駆動信号75は、初期の電圧V0から第1の電圧V1(>V0)へ立ち上がる立ち上がり波形からなる第1のプル信号S1(第1の信号要素)と、第1の電圧V1から第2の電圧V2(<V1)へ立ち下がる立ち下がり波形からなるプッシュ信号S2(第2の信号要素)と、第2の電圧V2から第3の電圧V3(>V2)へ立ち上がる立ち上がり波形からなる第2のプル信号S3(第3の信号要素)と、第3の電圧V3から第4の電圧V4(>V3)へ立ち上がる立ち上がり波形からなる第3のプル信号S4(第4の信号要素)と、第4の電圧V4から初期の電圧V0へ緩やかな勾配で下降する波形からなる復帰信号S5(第5の信号要素)を含んで構成されている。言い換えると、駆動信号75は、振幅A1(=|V0−V1|)を有する第1のプル信号S1と、振幅A2(=|V1−V2|)を有するプッシュ信号S2と、振幅A3(=|V2−V3|)を有する第2のプル信号S3と、振幅A4(=|V3−V4|)を有する第3のプル信号S4と、振幅A5(=|V4−V0|=A1−A2+A3+A4)を有する復帰信号S5を含んで構成されている。   The drive signal 75 includes a first pull signal S1 (first signal element) having a rising waveform rising from the initial voltage V0 to the first voltage V1 (> V0), and the first voltage V1 to the second voltage. A push signal S2 (second signal element) having a falling waveform falling to V2 (<V1) and a second pull having a rising waveform rising from the second voltage V2 to the third voltage V3 (> V2) A signal S3 (third signal element), a third pull signal S4 (fourth signal element) having a rising waveform rising from the third voltage V3 to the fourth voltage V4 (> V3), and a fourth It is configured to include a return signal S5 (fifth signal element) having a waveform descending from the voltage V4 to the initial voltage V0 with a gentle gradient. In other words, the drive signal 75 includes a first pull signal S1 having an amplitude A1 (= | V0−V1 |), a push signal S2 having an amplitude A2 (= | V1−V2 |), and an amplitude A3 (= | Second pull signal S3 having V2-V3 |), third pull signal S4 having amplitude A4 (= | V3-V4 |), and amplitude A5 (= | V4-V0 | = A1-A2 + A3 + A4). And a return signal S5.

吐出素子54に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcで表して、第1のプル信号S1の開始時刻t1を「0」としたとき、プッシュ信号S2の開始時刻t2は(1/2)・Tcであり、第2のプル信号S3の開始時刻t3はTcであり、第3のプル信号S4の開始時刻t4は(3/2)・Tcである。言い換えると、t1、t2、t3およびt4の各間隔|t1−t2|、|t2−t3|、|t3−t4|を、いずれもTc/2としてある。   When the resonance period of the system configured by filling the ejection element 54 with liquid is represented by Tc and the start time t1 of the first pull signal S1 is “0”, the start time t2 of the push signal S2 is (1 / 2) · Tc, the start time t3 of the second pull signal S3 is Tc, and the start time t4 of the third pull signal S4 is (3/2) · Tc. In other words, intervals t1, t2, t3, and t4 | t1-t2 |, | t2-t3 |, and | t3-t4 | are all set to Tc / 2.

上記の間隔Tc/2で第1のプル信号S1、プッシュ信号S2、第2のプル信号S3および第3のプル信号S3を圧電素子58へ与えるため、第1のプル信号S1、プッシュ信号S2、第2のプル信号S3にそれぞれ続いて、駆動電圧Vを一定に保持する所定の期間d1、d2、d3が設けられている。また、第3のプル信号S3に続き、インク滴の確実な飛翔を保証するために、駆動電圧Vを一定に保持する期間d4が設けられている。   In order to provide the first pull signal S1, the push signal S2, the second pull signal S3, and the third pull signal S3 to the piezoelectric element 58 at the interval Tc / 2, the first pull signal S1, the push signal S2, Subsequent to the second pull signal S3, predetermined periods d1, d2, and d3 for holding the driving voltage V constant are provided. Further, following the third pull signal S3, a period d4 in which the drive voltage V is held constant is provided in order to ensure reliable flight of the ink droplets.

第1のプル信号S1は、圧力室52を膨張させて、ノズル51のメニスカスを凹形状にするようにメニスカスを引く信号要素である。   The first pull signal S1 is a signal element that expands the pressure chamber 52 and pulls the meniscus so that the meniscus of the nozzle 51 has a concave shape.

プッシュ信号S2は、圧力室52を収縮させて、ノズル51のメニスカスを凸形状にするようにメニスカスを押す信号要素である。   The push signal S2 is a signal element that presses the meniscus so that the pressure chamber 52 contracts and the meniscus of the nozzle 51 has a convex shape.

第2のプル信号S3は、圧力室52を膨張させて、凸形状のメニスカスからインク滴が形成されるようにノズル51のメニスカスを引く信号要素である。   The second pull signal S3 is a signal element that expands the pressure chamber 52 and pulls the meniscus of the nozzle 51 so that ink droplets are formed from the convex meniscus.

第3のプル信号S4は、圧力室52を膨張させて、ノズル51のメニスカスの残留振動を制動する信号要素である。言い換えると、第3のプル信号S4は、メニスカスからインク滴が分離しようとしているとき、および、メニスカスからインク滴が分離した直後に、再びメニスカスが凸状態になってインク滴がメニスカスに引き戻されることを防ぐ。   The third pull signal S4 is a signal element that expands the pressure chamber 52 and brakes the residual vibration of the meniscus of the nozzle 51. In other words, the third pull signal S4 indicates that when the ink droplet is about to be separated from the meniscus and immediately after the ink droplet is separated from the meniscus, the meniscus becomes convex again and the ink droplet is pulled back to the meniscus. prevent.

復帰信号S5は、駆動電圧を第1のプル信号S1の印加直前の初期電圧V0に復帰させる信号要素である。復帰信号S5の電圧変化の勾配は、ノズル51から液滴が吐出しない程度に、プッシュ信号S2の電圧変化の勾配よりも小さくしてある。   The return signal S5 is a signal element that returns the drive voltage to the initial voltage V0 immediately before application of the first pull signal S1. The gradient of the voltage change of the return signal S5 is made smaller than the gradient of the voltage change of the push signal S2 to such an extent that no droplet is ejected from the nozzle 51.

第1のプル信号S1の振幅A1、プッシュ信号S2の振幅A2、第2のプル信号S3の振幅A3、および、第3のプル信号S4の振幅A4の比A1:A2:A3:A4を、減衰係数αおよび自然対数の底eを用いて、次の数1に示す。
[数1]
A1:A2:A3:A4 = eα・π/2:(eα・π/2−e−α・π/2(eα・π/2―e−α・π/2):e−α・π/2
ここで、αは、ノズル51と圧力室52と液体供給口53と圧電素子58とからなる吐出素子54にインクが充填されて構成される系において、圧電素子58にパルス波形(パルス状電圧)を与えたときに、圧力室52内のインクに発生する圧力の減衰自由振動波形の振幅比の自然対数である。
The ratio A1: A2: A3: A4 of the amplitude A1 of the first pull signal S1, the amplitude A2 of the push signal S2, the amplitude A3 of the second pull signal S3, and the amplitude A4 of the third pull signal S4 is attenuated. Using the coefficient α and the base e of the natural logarithm, the following equation 1 is shown.
[Equation 1]
A1: A2: A3: A4 = e α · π / 2 : (e α · π / 2 −e −α · π / 2 ) : (e α · π / 2 −e −α · π / 2 ): e -Α ・ π / 2
Here, α is a pulse waveform (pulse voltage) applied to the piezoelectric element 58 in a system in which the ejection element 54 including the nozzle 51, the pressure chamber 52, the liquid supply port 53, and the piezoelectric element 58 is filled with ink. Is the natural logarithm of the amplitude ratio of the damped free vibration waveform of the pressure generated in the ink in the pressure chamber 52.

例えば、α=0.3の場合、A1=7.2[V]、A2=4.4[V]、A3=4.4[V]、A4=2.8[V]である。   For example, when α = 0.3, A1 = 7.2 [V], A2 = 4.4 [V], A3 = 4.4 [V], and A4 = 2.8 [V].

図5は、図3に示した液滴吐出ヘッド50を構成するひとつの吐出素子54にインクが充填されて構成される系を音響回路としてモデル化した等価回路80を示す回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit 80 in which a system configured by filling one ejection element 54 constituting the droplet ejection head 50 shown in FIG. 3 with ink is modeled as an acoustic circuit.

図5において、第1の回路要素81は、図3の圧電素子58に相当し、コンプライアンスCpとイナータンスLpとレジスタンスRpとを直列接続してなる。第2の回路要素82は、図3の圧力室52に相当し、レジスタンスRsとイナータンスLsとを直列接続してなる。第3の回路要素83は、図3の液体供給口53に相当し、コンプライアンスCcからなる。第4の回路要素84は、図3のノズル51に相当し、イナータンスLnとレジスタンスRnとコンプライアンスCnとを直列接続してなる。   In FIG. 5, the first circuit element 81 corresponds to the piezoelectric element 58 of FIG. 3, and is formed by connecting a compliance Cp, an inertance Lp, and a resistance Rp in series. The second circuit element 82 corresponds to the pressure chamber 52 of FIG. 3, and is formed by connecting a resistance Rs and an inertance Ls in series. The third circuit element 83 corresponds to the liquid supply port 53 of FIG. 3 and includes a compliance Cc. The fourth circuit element 84 corresponds to the nozzle 51 of FIG. 3 and is formed by connecting an inertance Ln, a resistance Rn, and a compliance Cn in series.

入力端子85は、圧電素子58相当の第1の回路要素81の一端に配置されており、駆動電圧Vが印加される。言い換えると、図1のヘッドドライバ154から圧電素子58に与えられる駆動信号V(t)が、入力端子85に与えられる。   The input terminal 85 is disposed at one end of the first circuit element 81 corresponding to the piezoelectric element 58 and is applied with a driving voltage V. In other words, the drive signal V (t) given from the head driver 154 of FIG. 1 to the piezoelectric element 58 is given to the input terminal 85.

出力端子86は、圧電素子58相当の第1の回路要素81の入力端子85とは反対側の他端に配置されているとともに、圧力室52相当の第2の回路要素82、液体供給口53相当の第3の回路要素83およびノズル51相当の第4の回路要素84に接続されており、入力端子85に印加された駆動電圧Vに対する応答電圧Pが出力される。言い換えると、図1のヘッドドライバ154から図3の圧電素子58に駆動信号V(t)が与えられたときに圧力室52内のインクに発生する圧力(圧力室52の内圧)に相当する応答信号P(t)が、出力端子86に出力される。ここで、tは時刻を示す。応答電圧Pを以下では「インク発生圧力」ということもある。   The output terminal 86 is disposed at the other end opposite to the input terminal 85 of the first circuit element 81 corresponding to the piezoelectric element 58, and the second circuit element 82 corresponding to the pressure chamber 52 and the liquid supply port 53. It is connected to a corresponding third circuit element 83 and a fourth circuit element 84 corresponding to the nozzle 51, and a response voltage P with respect to the drive voltage V applied to the input terminal 85 is output. In other words, a response corresponding to the pressure generated in the ink in the pressure chamber 52 (internal pressure in the pressure chamber 52) when the drive signal V (t) is given from the head driver 154 in FIG. 1 to the piezoelectric element 58 in FIG. The signal P (t) is output to the output terminal 86. Here, t indicates time. Hereinafter, the response voltage P may be referred to as “ink generation pressure”.

数1の減衰係数αは、具体的には、次の数2によって表される。   Specifically, the attenuation coefficient α of the equation 1 is expressed by the following equation 2.

Figure 2008023865
Figure 2008023865

ここで、Ln、Ls、Cp、Cc、Rn、Rsは、液体が充填された吐出素子54の等価回路を構成する素子の値である。詳細には、Lnはノズル51のイナータンス、Lsは液体供給口53(しぼり)のイナータンス、Cpは圧電素子58(アクチュエータ)のコンプライアンス、Ccは圧力室52のコンプライアンス、Rnはノズル51の抵抗、Rsは液体供給口53(しぼり)の抵抗である。 Here, Ln, Ls, Cp, Cc, Rn, and Rs are values of elements constituting an equivalent circuit of the ejection element 54 filled with liquid. Specifically, Ln is the inertance of the nozzle 51, Ls is the inertance of the liquid supply port 53 (squeezing), Cp is the compliance of the piezoelectric element 58 (actuator), Cc is the compliance of the pressure chamber 52, Rn is the resistance of the nozzle 51, Rs Is the resistance of the liquid supply port 53 (squeezing).

等価回路80の入力端子85へ図4の駆動信号75を入力したとき、等価回路80の出力端子86には図6の応答信号76が出力される。なお、図6では、大気圧に相当する中心値を「0」、最大値を「1.0」として正規化し、応答信号76を表している。   When the drive signal 75 of FIG. 4 is input to the input terminal 85 of the equivalent circuit 80, the response signal 76 of FIG. 6 is output to the output terminal 86 of the equivalent circuit 80. In FIG. 6, the response signal 76 is represented by normalizing the central value corresponding to the atmospheric pressure as “0” and the maximum value as “1.0”.

図6において、時刻t=0は、第1のプル信号S1の開始時刻t1である。第1のプル信号S1によって圧力室52が膨張し、時刻t=(1/4)・Tcにおいてインク発生圧力Pは最大値(1.0)になる。時刻t=(1/2)・Tcは、プッシュ信号S2の開始時刻t2である。プッシュ信号S2によって圧力室52が収縮し、時刻t=(3/4)・Tcにおいてインク発生圧力Pは最小値(-1.0)になる。時刻t=Tcは、第2のプル信号S3の開始時刻t3である。第2のプル信号S3によって圧力室52が膨張し、時刻t=(5/4)・Tcにおいてインク発生圧力Pは最大値(1.0)になる。時刻t=(3/2)・Tcは、第3のプル信号S4の開始時刻t4である。   In FIG. 6, time t = 0 is the start time t1 of the first pull signal S1. The pressure chamber 52 is expanded by the first pull signal S1, and the ink generation pressure P reaches the maximum value (1.0) at time t = (1/4) · Tc. Time t = (1/2) · Tc is the start time t2 of the push signal S2. The pressure chamber 52 contracts by the push signal S2, and the ink generation pressure P becomes the minimum value (−1.0) at time t = (3/4) · Tc. Time t = Tc is the start time t3 of the second pull signal S3. The pressure chamber 52 is expanded by the second pull signal S3, and the ink generation pressure P reaches the maximum value (1.0) at time t = (5/4) · Tc. Time t = (3/2) · Tc is the start time t4 of the third pull signal S4.

応答信号76すなわち圧力室52内のインク発生圧力の変動P(t)は、第1のプル信号S1の開始時刻t1から第3のプル信号S4の開始時刻t4まで、一定の振幅Asと共振周期Tcを有する正弦波形761となる。また、P(t)は、第3のプル信号S4の開始時刻t4以降、変動が許容範囲内に維持された定常波形762となる。   The response signal 76, that is, the fluctuation P (t) of the ink generation pressure in the pressure chamber 52, is constant amplitude As and resonance period from the start time t1 of the first pull signal S1 to the start time t4 of the third pull signal S4. A sinusoidal waveform 761 having Tc is obtained. Further, P (t) becomes a steady waveform 762 whose fluctuation is maintained within the allowable range after the start time t4 of the third pull signal S4.

t4以後における液滴の変化の様子を、図7(A)および図7(B)に模式的に示す。   FIG. 7A and FIG. 7B schematically show how the droplet changes after t4.

図7(A)はt4直後を示しており、飛翔していくインク滴34に尾32が繋がっており、この尾32はノズル51のメニスカス30に連なっている。インク滴34の飛翔速度は小さいので、インク滴34の尾32は短い。その後、図7(B)に示すように、インク滴34の尾32は切断されてノズル51のメニスカス30からインク滴34が完全に分離する。ここで、インク滴34の尾32は短いので、サテライト滴は殆ど発生しない。また、t4以降、ノズル51のメニスカスは凹形状のまま維持されるので、インク滴34がノズル51のメニスカスによって引き戻されることもない。   FIG. 7A shows a state immediately after t 4, and a tail 32 is connected to the flying ink droplet 34, and this tail 32 is connected to the meniscus 30 of the nozzle 51. Since the flying speed of the ink droplet 34 is small, the tail 32 of the ink droplet 34 is short. Thereafter, as shown in FIG. 7B, the tail 32 of the ink droplet 34 is cut, and the ink droplet 34 is completely separated from the meniscus 30 of the nozzle 51. Here, since the tail 32 of the ink droplet 34 is short, almost no satellite droplet is generated. Further, after t4, the meniscus of the nozzle 51 is maintained in a concave shape, so that the ink droplet 34 is not pulled back by the meniscus of the nozzle 51.

次に、図4の駆動信号75を構成する4つの信号要素S1、S2、S3、S4の各振幅A1、A2、A3、A4の算出方法の一例について、詳細に説明する。   Next, an example of a method for calculating the amplitudes A1, A2, A3, and A4 of the four signal elements S1, S2, S3, and S4 constituting the drive signal 75 in FIG. 4 will be described in detail.

ステップ状の信号要素(ここでは垂直立ち上がり波形または垂直立ち下がり波形)を圧電素子58へ入力したとき、圧力室52内のインクに発生する圧力(圧力室52の内圧)の変動を、次の数3に応答信号Pi(t)として示す。   When a step-like signal element (here, a vertical rising waveform or a vertical falling waveform) is input to the piezoelectric element 58, the fluctuation of the pressure generated in the ink in the pressure chamber 52 (internal pressure in the pressure chamber 52) is expressed by the following number. 3 shows the response signal Pi (t).

[数3]
Pi(t)=Gi×e(−α×2π・fc・t)sin(2π・fc・t)
ここで、iは信号要素のインデックス、Giはゲイン、eは自然対数の底、αは吐出素子54に液体が充填されて構成される系の減衰係数、fcは吐出素子54に液体が充填されて構成される系の共振周波数、tはステップ状の信号要素の印加時刻を「0」とした時刻(経過時間)である。なお、吐出素子54に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcとしたとき、fc=1/Tcである。
[Equation 3]
Pi (t) = Gi × e (−α × 2π · fc · t) sin (2π · fc · t)
Here, i is an index of a signal element, Gi is a gain, e is a base of natural logarithm, α is an attenuation coefficient of a system configured by filling the ejection element 54 with liquid, and fc is filled with the liquid. The resonance frequency of the system, t, is the time (elapsed time) when the application time of the stepped signal element is set to “0”. Note that fc = 1 / Tc, where Tc is the resonance period of the system configured by filling the ejection element 54 with liquid.

以下では、図4の第1のプル信号S1を疑似した垂直立ち上がり波形からなる信号、プッシュ信号S2を疑似した垂直立ち下がり波形からなる信号、第2のプル信号S3を疑似した垂直立ち上がり波形からなる信号、および、第3のプル信号S4を疑似した垂直立ち上がり波形を、それぞれ、第1の疑似信号SS1、第2の疑似信号SS2、第3の疑似信号SS3、第4の疑似信号SS4とする。   In the following, a signal consisting of a vertical rising waveform simulating the first pull signal S1 in FIG. 4, a signal consisting of a vertical falling waveform simulating the push signal S2, and a vertical rising waveform simulating the second pull signal S3 are shown. Signals and vertical rising waveforms that simulate the third pull signal S4 are referred to as a first pseudo signal SS1, a second pseudo signal SS2, a third pseudo signal SS3, and a fourth pseudo signal SS4, respectively.

ここで、第1の疑似信号SS1は第1のプル信号S1と同じ振幅A1を有し、第2の疑似信号SS2はプッシュ信号S2と同じ振幅A2を有し、第3の疑似信号SS3は第2のプル信号S3と同じ振幅A3を有し、第4の疑似信号SS4は第3のプル信号S4と同じ振幅A4を有する。また、第1の疑似信号SS1のみを圧電素子58へ付与したときのインク発生圧力、第2の疑似信号SS2のみを圧電素子58へ付与したときのインク発生圧力、第3の疑似信号SS3のみを圧電素子58へ付与したときのインク発生圧力、および、第4の疑似信号SS4のみを圧電素子58へ付与したときのインク発生圧力を、それぞ、P1、P2、P3、P4とする。   Here, the first pseudo signal SS1 has the same amplitude A1 as the first pull signal S1, the second pseudo signal SS2 has the same amplitude A2 as the push signal S2, and the third pseudo signal SS3 is the first pseudo signal SS3. The second pull signal S3 has the same amplitude A3, and the fourth pseudo signal SS4 has the same amplitude A4 as the third pull signal S4. Further, only the ink generation pressure when only the first pseudo signal SS1 is applied to the piezoelectric element 58, the ink generation pressure when only the second pseudo signal SS2 is applied to the piezoelectric element 58, and only the third pseudo signal SS3. The ink generation pressure when applied to the piezoelectric element 58 and the ink generation pressure when only the fourth pseudo signal SS4 is applied to the piezoelectric element 58 are P1, P2, P3, and P4, respectively.

最初に、図8(A)に示すように、時刻t=0において垂直立ち上がり波形からなる第1の疑似信号SS1を圧電素子58へ入力したものとして、数3を用いて算出した応答信号P(t)=P1(t)を、図8(B)に示す。なお、減衰係数α=0.3である。   First, as shown in FIG. 8A, it is assumed that the first pseudo signal SS1 having a vertical rising waveform is input to the piezoelectric element 58 at time t = 0, and the response signal P ( t) = P1 (t) is shown in FIG. Note that the attenuation coefficient α = 0.3.

ここで、図8(B)に示すように、時刻t=(1/4)・Tcにおいて|P|=|P1|=1となるG1を求める。そうすると、G1は、次の数4で表される。   Here, as shown in FIG. 8B, G1 that satisfies | P | = | P1 | = 1 at time t = (1/4) · Tc is obtained. Then, G1 is expressed by the following equation 4.

[数4]
G1=eα・π/2
続いて、図9(A)に示すように、時刻t=(1/2)・Tcにおいて垂直立ち下がり波形からなる第2の疑似信号SS2を圧電素子58へ入力したものとして、数3を用いて算出した応答信号P(t)=P1(t)+P2(t)を、図9(B)に示す。
[Equation 4]
G1 = e α · π / 2
Subsequently, as shown in FIG. 9A, the second pseudo signal SS2 having a vertical falling waveform is input to the piezoelectric element 58 at time t = (1/2) · Tc, and Equation 3 is used. FIG. 9B shows the response signal P (t) = P1 (t) + P2 (t) calculated in this way.

ここで、図9(B)に示すように、時刻t=(3/4)・Tcにおいて|P|=|P1+P2|=1となるG2を求める。そうすると、G2は、次の数5で表される。   Here, as shown in FIG. 9B, G2 is obtained such that | P | = | P1 + P2 | = 1 at time t = (3/4) · Tc. Then, G2 is expressed by the following formula 5.

[数5]
G2=(e−π/2α−eπ/2α
続いて、図10(A)に示すように、時刻t=Tcにおいて垂直立ち上がり波形からなる第3の疑似信号SS3を圧電素子58へ入力したものとし、数3を用いて算出した応答信号P(t)=P1(t)+P2(t)+P3(t)を、図10(B)に示す。
[Equation 5]
G2 = (e− π / 2α−/ 2α )
Subsequently, as shown in FIG. 10A, it is assumed that a third pseudo signal SS3 having a vertically rising waveform is input to the piezoelectric element 58 at time t = Tc, and the response signal P ( t) = P1 (t) + P2 (t) + P3 (t) is shown in FIG.

ここで、図10(B)に示すように、時刻t=(5/4)・Tcにおいて|P|=|P1+P2+P3|=1となるように、G3を求める。そうすると、G3は、次の数6で表される。   Here, as shown in FIG. 10B, G3 is obtained so that | P | = | P1 + P2 + P3 | = 1 at time t = (5/4) · Tc. Then, G3 is expressed by the following formula 6.

[数6]
G3=(eπ/2α−e−π/2α
最後に、図11(A)に示すように、時刻t=(2/3)・Tcにおいて垂直立ち上がり波形からなる第4の疑似信号SS4を圧電素子58へ入力したものとし、数3を用いて算出した応答信号P(t)=P1(t)+P2(t)+P3(t)+P4(t)を、図11(B)に示す。
[Equation 6]
G3 = (e [ pi] / 2 [ alpha] -e- [ pi] / 2 [ alpha] )
Finally, as shown in FIG. 11A, it is assumed that a fourth pseudo signal SS4 having a vertical rising waveform is input to the piezoelectric element 58 at time t = (2/3) · Tc, FIG. 11B shows the calculated response signal P (t) = P1 (t) + P2 (t) + P3 (t) + P4 (t).

ここで、図11(B)に示すように、時刻t≧(3/2)・TcにおいてP=P1+P2+P3+P4=0となるように、G4を決める。そうすると、G4は、次の数7で表される。   Here, as shown in FIG. 11B, G4 is determined so that P = P1 + P2 + P3 + P4 = 0 at time t ≧ (3/2) · Tc. Then, G4 is expressed by the following formula 7.

[数7]
G4=e(−π/2α)
ところで、A1:A2:A3:A4=G1:G2:G3:G4なので、数4、数5、数6および数7より、A1:A2:A3:A4を示す前述の数1が求められる。
[Equation 7]
G4 = e (−π / 2α)
By the way, since A1: A2: A3: A4 = G1: G2: G3: G4, the above-described Equation 1 indicating A1: A2: A3: A4 is obtained from Equation 4, Equation 5, Equation 6, and Equation 7.

なお、図4に示す実際の駆動信号75を構成する信号要素S1、S2、S3、S4は、疑似信号SS1、SS2、SS3、SS4とは異なり、アンダーシュートおよびオーバーシュートを防止するために勾配を持たせてある。そこで、図5の等価回路80を用いたシミュレーションにより、実際の応答信号すなわち図6の76を確認する。   Unlike the pseudo signals SS1, SS2, SS3, and SS4, the signal elements S1, S2, S3, and S4 that make up the actual drive signal 75 shown in FIG. 4 have gradients to prevent undershoot and overshoot. I have it. Therefore, an actual response signal, that is, 76 in FIG. 6 is confirmed by simulation using the equivalent circuit 80 of FIG.

時刻t1からt4までの正弦波形761の振幅As(=1.0)と、時刻t4以降の定常波形762の許容値Esとの比Es/Asは、0.5以下である。   The ratio Es / As between the amplitude As (= 1.0) of the sine waveform 761 from time t1 to t4 and the allowable value Es of the steady waveform 762 after time t4 is 0.5 or less.

本発明を適用した実験機を用いて実験を行った。実験の条件は次のとおりである。
<条件>
ノズル径 18μm
ノズル長 18μm
共振周期 3.4μs
インク粘度 20cP
表面張力 30mN/m
接触角度 30度
実験の結果、図7(B)に示すように、サテライト滴を発生させることなく、微小なインク滴を吐出できることが確認できた。
An experiment was performed using an experimental machine to which the present invention was applied. The experimental conditions are as follows.
<Conditions>
Nozzle diameter 18μm
Nozzle length 18μm
Resonance period 3.4μs
Ink viscosity 20cP
Surface tension 30mN / m
As a result of the experiment, as shown in FIG. 7B, it was confirmed that minute ink droplets can be ejected without generating satellite droplets.

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置10では、インクの吐出を行うとき、図1のヘッドドライバ154によって、図3の圧電素子58に対して図4に示す駆動信号75が付与される。具体的には、最初に、図4の第1のプル信号S1によって、図3の圧力室52を膨張させて、図3のノズル51のメニスカスを引くことにより当該メニスカスを凹形状にする。次に、図4のプッシュ信号S2によって、圧力室52を収縮させて、ノズル51のメニスカスを押すことにより当該メニスカスを凸形状にする。次に、図4の第2のプル信号S3によって、圧力室52を膨張させて、ノズル51のメニスカスを引くことにより当該メニスカスを凹形状にする。これらの第1のプル信号S1、プッシュ信号S2、第2のプル信号S3に因って圧力室52内のインクに発生する圧力の変動P(t)は、図6に示すようにt1からt4まで、一定の振幅Asを有する正弦波形761となり、圧力室52内のインクは共振状態となる。このように、t1からt4まで圧力室52内のインクの圧力変動を一定の振幅Asを有する正弦波形761としたことにより、圧力室52内のインクに対して必要以上の圧力をかけなくてもよくなり、長い尾引きによるサテライト滴の発生を防止できる。次に、図4の第3のプル信号S4によって、圧力室52の内圧を定常状態に制定してノズル51のメニスカスの残留振動を制動し、ノズル51のメニスカスを凹形状のまま維持する。これにより、インク滴34がメニスカス30へ引き戻されることなく確実に飛翔することになる。   As described above, in the image forming apparatus 10 of the present embodiment, when ink is ejected, the drive signal 75 shown in FIG. 4 is given to the piezoelectric element 58 of FIG. 3 by the head driver 154 of FIG. The Specifically, first, the pressure chamber 52 in FIG. 3 is expanded by the first pull signal S1 in FIG. 4, and the meniscus of the nozzle 51 in FIG. 3 is pulled to make the meniscus concave. Next, the pressure chamber 52 is contracted by the push signal S2 of FIG. 4 and the meniscus of the nozzle 51 is pushed to make the meniscus convex. Next, the pressure chamber 52 is expanded by the second pull signal S3 in FIG. 4 and the meniscus of the nozzle 51 is pulled to make the meniscus concave. The pressure fluctuation P (t) generated in the ink in the pressure chamber 52 due to the first pull signal S1, the push signal S2, and the second pull signal S3 is from t1 to t4 as shown in FIG. Up to this point, a sine waveform 761 having a constant amplitude As is obtained, and the ink in the pressure chamber 52 is in a resonance state. As described above, the pressure variation of the ink in the pressure chamber 52 from the time t1 to the time t4 is set to the sine waveform 761 having the constant amplitude As, so that the pressure in the pressure chamber 52 is not applied more than necessary. It can improve and prevent the generation of satellite drops due to long tailing. Next, the internal pressure of the pressure chamber 52 is established in a steady state by the third pull signal S4 in FIG. 4 to brake the residual vibration of the meniscus of the nozzle 51, and the meniscus of the nozzle 51 is maintained in a concave shape. As a result, the ink droplet 34 surely flies without being pulled back to the meniscus 30.

なお、液体がインクである場合を例に説明したが、本発明は液体がインクである場合に限定されず、他の液体を吐出する際に適用してもよい。   Although the case where the liquid is ink has been described as an example, the present invention is not limited to the case where the liquid is ink, and may be applied when discharging other liquid.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the example demonstrated in this specification and the example shown in drawing, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various Of course, design changes and improvements may be made.

本発明に係る液滴吐出装置の一例としての画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus as an example of a droplet discharge device according to the present invention. 液滴吐出ヘッドの一例の全体構成を示す平面透視図である。FIG. 2 is a plan perspective view showing an overall configuration of an example of a droplet discharge head. 図2の3−3線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2. 駆動信号を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows a drive signal. 液滴吐出ヘッドを構成する一吐出素子の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an equivalent circuit of one ejection element constituting the droplet ejection head. 図4に示す駆動信号を図5に示す等価回路へ入力したときの応答信号の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of a response signal when the drive signal shown in FIG. 4 is input into the equivalent circuit shown in FIG. (A)はメニスカスに連なる短い尾を有する液滴の模式図、(B)はサテライト滴が発生することなく飛翔する液滴を示す模式図である。(A) is a schematic diagram of a droplet having a short tail connected to the meniscus, and (B) is a schematic diagram showing a droplet flying without generating a satellite droplet. (A)は第1のプル信号に相当する擬似信号の波形図、(B)は圧力室の内圧の変動に相当する応答信号の波形図である。(A) is a waveform diagram of a pseudo signal corresponding to the first pull signal, and (B) is a waveform diagram of a response signal corresponding to fluctuations in the internal pressure of the pressure chamber. (A)はプッシュ信号に相当する擬似信号の波形図、(B)は圧力室の内圧の変動に相当する応答信号の波形図である。(A) is a waveform diagram of a pseudo signal corresponding to a push signal, and (B) is a waveform diagram of a response signal corresponding to fluctuations in the internal pressure of the pressure chamber. (A)は第2のプル信号に相当する擬似信号の波形図、(B)は圧力室の内圧の変動に相当する応答信号の波形図である。(A) is a waveform diagram of a pseudo signal corresponding to the second pull signal, and (B) is a waveform diagram of a response signal corresponding to fluctuations in the internal pressure of the pressure chamber. (A)は第3のプル信号に相当する擬似信号の波形図、(B)は圧力室の内圧の変動に相当する応答信号の波形図である。(A) is a waveform diagram of a pseudo signal corresponding to the third pull signal, and (B) is a waveform diagram of a response signal corresponding to fluctuations in the internal pressure of the pressure chamber. 従来の画像形成装置において圧力室の内圧の変動を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation | variation of the internal pressure of a pressure chamber in the conventional image forming apparatus. (A)は従来の画像形成装置においてメニスカスに連なる長い尾を有する液滴の模式図、(B)は従来の画像形成装置においてサテライト滴を伴い飛翔する液滴を示す模式図である。(A) is a schematic diagram of a droplet having a long tail connected to a meniscus in a conventional image forming apparatus, and (B) is a schematic diagram illustrating a droplet flying with satellite droplets in the conventional image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

50…液滴吐出ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、53…液体供給口、54…吐出素子、55…共通液室、58…圧電素子、75…駆動信号、80…等価回路、85…等価回路の入力端子、86…等価回路の出力端子、112…システムコントローラ、114、152…メモリ、146…インク識別情報取得部、150…プリント制御部、154…ヘッドドライバ(駆動手段)、S1…第1のプル信号(第1の信号要素)、S2…プッシュ信号(第2の信号要素)、S3…第2のプル信号(第3の信号要素)、S4…第3のプル信号(第4の信号要素)、S5…復帰信号、Tc…共振周期、α…減衰係数   DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Droplet discharge head, 51 ... Nozzle, 52 ... Pressure chamber, 53 ... Liquid supply port, 54 ... Discharge element, 55 ... Common liquid chamber, 58 ... Piezoelectric element, 75 ... Drive signal, 80 ... Equivalent circuit, 85 ... Equivalent circuit input terminal, 86 ... Equivalent circuit output terminal, 112 ... System controller, 114, 152 ... Memory, 146 ... Ink identification information acquisition unit, 150 ... Print control unit, 154 ... Head driver (driving means), S1 ... First pull signal (first signal element), S2... Push signal (second signal element), S3... Second pull signal (third signal element), S4. S5 ... return signal, Tc ... resonance period, .alpha .... attenuation coefficient.

Claims (4)

液滴を吐出するノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する液体供給口、および、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子からなる吐出素子と、前記圧電素子に対して駆動信号を付与する駆動手段とを備え、
前記駆動信号は、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスを凹形状にする第1の信号要素と、前記圧力室を収縮させて前記ノズルのメニスカスを凸形状にする第2の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルの凸形状のメニスカスから液滴を生成する第3の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスの残留振動を制動する第4の信号要素と、を含んで構成され、
前記駆動手段は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcとしたとき、前記第1の信号要素の開始時刻t1、前記第2の信号要素の開始時刻t2、前記第3の信号要素の開始時刻t3および前記第4の信号要素の開始時刻t4の各間隔|t1−t2|、|t2−t3|、|t3−t4|をいずれもTc/2とし、かつ、前記t1からt4まで前記圧力室内の液体の圧力変動が一定の振幅を有する正弦波形状となるように前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2および前記第3の各信号要素の振幅A3の比が決められている前記駆動信号を前記圧電素子に付与することを特徴とする液滴吐出装置。
A nozzle that discharges droplets, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a liquid supply port that communicates with the pressure chamber, a discharge element that changes the volume of the pressure chamber, and a drive for the piezoelectric element Drive means for applying a signal,
The drive signal includes a first signal element that expands the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle concave, and a second signal element that contracts the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle convex. A third signal element that expands the pressure chamber to generate droplets from the convex meniscus of the nozzle, and a fourth signal element that expands the pressure chamber and brakes residual vibration of the meniscus of the nozzle. And comprising
The drive means has a start time t1 of the first signal element, a start time t2 of the second signal element, and Tc when a resonance period of a system configured by filling the discharge element with liquid is Tc. Each interval | t1-t2 |, | t2-t3 |, | t3-t4 | between the start time t3 of the third signal element and the start time t4 of the fourth signal element is set to Tc / 2, and The amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, and the third signal element so that the pressure fluctuation of the liquid in the pressure chamber has a constant amplitude from t1 to t4. A liquid droplet ejection apparatus, wherein the drive signal in which a ratio of amplitude A3 of each signal element is determined is applied to the piezoelectric element.
前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2、前記第3の信号要素の振幅A3および前記第4の信号要素の振幅A4の比A1:A2:A3:A4は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の減衰係数αと自然対数の底eとを用いて指数で表したとき、eα・π/2:(eα・π/2- e−α・π/2):(eα・π/2- e−α・π/2):e−α・π/2であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。 The ratio A1: A2: A3: A4 of the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, the amplitude A3 of the third signal element and the amplitude A4 of the fourth signal element is: When expressed by an exponent using a damping coefficient α of a system configured by filling the ejection element with a liquid and a base e of a natural logarithm, e α · π / 2 : (e α · π / 2 −e − 2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein [ alpha] [pi] / 2 ) :( e [ alpha]. [pi] / 2 -e- [ alpha] [pi] / 2 ): e- [ alpha]. [pi] / 2 . 液滴を吐出するノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室に連通する液体供給口、および、前記圧力室の容積を変化させる圧電素子からなる吐出素子を用いて、前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
前記圧電素子に対して与える前記駆動信号は、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスを凹形状にする第1の信号要素と、前記圧力室を収縮させて前記ノズルのメニスカスを凸形状にする第2の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルの凸形状のメニスカスから液滴を生成する第3の信号要素と、前記圧力室を膨張させて前記ノズルのメニスカスの残留振動を制動する第4の信号要素と、を含んで構成され、
前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の共振周期をTcとしたとき、前記第1の信号要素の開始時刻t1、前記第2の信号要素の開始時刻t2、前記第3の信号要素の開始時刻t3および前記第4の信号要素の開始時刻t4の各間隔|t1−t2|、|t2−t3|、|t3−t4|をいずれもTc/2とし、かつ、前記t1からt4まで前記圧力室内の液体の圧力変動が一定の振幅を有する正弦波形状となるように前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2および前記第3の各信号要素の振幅A3の比が決められている前記駆動信号を前記圧電素子に付与することを特徴とする液滴吐出方法。
Using a discharge element comprising a nozzle that discharges a droplet, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a liquid supply port that communicates with the pressure chamber, and a piezoelectric element that changes the volume of the pressure chamber, the droplets from the nozzle A droplet discharge method for discharging
The drive signal to be applied to the piezoelectric element includes a first signal element that expands the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle concave, and a contraction of the pressure chamber to make the meniscus of the nozzle convex. A second signal element that expands the pressure chamber to generate droplets from the convex meniscus of the nozzle, and a residual vibration of the meniscus of the nozzle that expands the pressure chamber. A fourth signal element for braking,
When the resonance period of the system configured by filling the discharge element with liquid is Tc, the start time t1 of the first signal element, the start time t2 of the second signal element, and the third signal element The intervals | t1-t2 |, | t2-t3 |, | t3-t4 | of the start time t3 of the fourth signal element and the start time t4 of the fourth signal element are all set to Tc / 2, and from t1 to t4 The amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, and the amplitude of each of the third signal elements so that the pressure fluctuation of the liquid in the pressure chamber has a sinusoidal shape having a constant amplitude. A droplet discharge method, wherein the drive signal having a determined A3 ratio is applied to the piezoelectric element.
前記第1の信号要素の振幅A1、前記第2の信号要素の振幅A2、前記第3の信号要素の振幅A3および前記第4の信号要素の振幅A4の比A1:A2:A3:A4は、前記吐出素子に液体が充填されて構成される系の減衰係数αと自然対数の底eとを用いて指数で表したとき、eα・π/2:(eα・π/2- e−α・π/2):(eα・π/2- e−α・π/2):e−α・π/2であることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出方法。 The ratio A1: A2: A3: A4 of the amplitude A1 of the first signal element, the amplitude A2 of the second signal element, the amplitude A3 of the third signal element and the amplitude A4 of the fourth signal element is: When expressed by an exponent using a damping coefficient α of a system configured by filling the ejection element with a liquid and a base e of a natural logarithm, e α · π / 2 : (e α · π / 2 −e − The droplet discharge method according to claim 3, wherein α · π / 2 ) :( e α · π / 2 −e−α · π / 2 ): e− α · π / 2 .
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