JP2013158960A - Liquid droplet ejection head and image forming device - Google Patents

Liquid droplet ejection head and image forming device Download PDF

Info

Publication number
JP2013158960A
JP2013158960A JP2012020954A JP2012020954A JP2013158960A JP 2013158960 A JP2013158960 A JP 2013158960A JP 2012020954 A JP2012020954 A JP 2012020954A JP 2012020954 A JP2012020954 A JP 2012020954A JP 2013158960 A JP2013158960 A JP 2013158960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
droplet
liquid chamber
liquid
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012020954A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5975324B2 (en
Inventor
Masayoshi Taniyama
昌喜 谷山
Hitoshi Kida
仁司 木田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2012020954A priority Critical patent/JP5975324B2/en
Publication of JP2013158960A publication Critical patent/JP2013158960A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5975324B2 publication Critical patent/JP5975324B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet ejection head capable of stably performing minute driving operation for generating a pressure to vibrate an ejection liquid in an ejection liquid chamber without ejecting a liquid droplet from an ejection hole, and to provide an image forming device having the liquid droplet ejection head.SOLUTION: A recording head 51 includes: a plurality of ejection CHs each having a nozzle hole 20, an individual liquid chamber 14 storing ink liquid ejected from the nozzle hole 20, and a piezoelectric actuator 200 for pressurizing the inside of the individual liquid chamber 14; a common liquid chamber 18 communicated with the plurality of individual liquid chambers 14; a supply port 102b for supplying the ink liquid to the common liquid chamber 18; and a driving control means for controlling driving of the piezoelectric actuators 200 so as to perform ejection operation and minute driving operation. A pressurizing frequency in minute driving operation of the piezoelectric actuator 200 is decreased in a position away from the supply port 102b on the downstream side compared to the vicinity of the supply port 102b on the upstream side of a passage of the ink liquid in the common liquid chamber 18.

Description

本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge head that discharges droplets and an image forming apparatus including the droplet discharge head.

一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を媒体に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する(単に液滴を吐出する)ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばDNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。   In general, a printer, a fax machine, a copier, a plotter, or an image forming apparatus that combines a plurality of these functions includes, for example, a liquid ejection head that ejects ink droplets, and ejects ink droplets while conveying a medium. There is an ink jet recording apparatus that forms an image by adhering to a medium. The medium here is also referred to as “paper”, but the material is not limited, and a recording medium, a recording medium, a transfer material, a recording paper, and the like are also used synonymously. The image forming apparatus means an apparatus for forming an image by discharging a liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics. The image formation is not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to the medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply ejecting a droplet). Also means. The ink is not limited to so-called ink, and is not particularly limited as long as it becomes liquid when ejected. For example, the ink is a generic term for liquids including DNA samples, resists, pattern materials, and the like. Use.

画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数の吐出孔と、この吐出孔によって外部と連通し、且つ、インク滴となるインクを収容する吐出液室と、この吐出液室内のインク液を加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを備える。そして、圧力発生手段を駆動することで吐出液室内のインク液を加圧して吐出孔からインク滴を吐出させる。このようなインクジェット記録装置としては、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。   An inkjet head in an inkjet recording apparatus, which is an example of an image forming apparatus, includes a plurality of ejection holes that eject ink droplets, an ejection liquid chamber that communicates with the outside through the ejection holes and contains ink that becomes ink droplets; Pressure generating means for generating pressure to pressurize the ink liquid in the discharge liquid chamber. Then, by driving the pressure generating means, the ink liquid in the discharge liquid chamber is pressurized and ink droplets are discharged from the discharge holes. As such an ink jet recording apparatus, an ink-on-demand system that ejects ink droplets only when recording is necessary is the mainstream.

インクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出させるための圧力発生手段の種類により、幾つかの方式に大別される。
特許文献1には、吐出液室の壁の一部を薄い振動板とし、これに対応して電気機械変換素子としての圧電素子を配置するピエゾ方式のものが記載されている。ピエゾ方式では、電圧印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させることで吐出液室内の圧力を変化させて、インク滴を吐出させる。
特許文献2には、吐出液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電極とを備えた静電方式のものが記載されている。静電方式では、振動板と電極との間に電界を印加することで発生する静電力により振動板を変形させ、吐出液室内の圧力/体積を変化させることにより吐出孔からインク滴を吐出させる。
また、吐出液室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインク滴を吐出させるバブルジェット(登録商標)方式のものも一般に良く知られている。
Inkjet heads are roughly classified into several types depending on the type of pressure generating means for ejecting ink droplets.
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a piezoelectric type in which a part of the wall of the discharge liquid chamber is a thin diaphragm and a piezoelectric element as an electromechanical conversion element is arranged correspondingly. In the piezo method, an ink droplet is ejected by changing the pressure in the ejection liquid chamber by deforming the diaphragm by the deformation of the piezoelectric element that occurs with voltage application.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes an electrostatic type that includes a diaphragm that forms a wall surface of a discharge liquid chamber and an individual electrode outside the liquid chamber that is disposed to face the diaphragm. In the electrostatic method, the diaphragm is deformed by an electrostatic force generated by applying an electric field between the diaphragm and the electrode, and ink droplets are ejected from the ejection holes by changing the pressure / volume in the ejection liquid chamber. .
A bubble jet (registered trademark) type in which a heating element is disposed in the discharge liquid chamber, bubbles are generated by heating the heating element by energization, and ink droplets are discharged by the pressure of the bubbles is generally well known. Yes.

このようなインクジェットヘッドでは、吐出液室内のインク液を吐出させない状態が続くと、吐出孔近傍のインク液が増粘することがある。吐出液室内の吐出孔近傍のインク液が増粘すると、吐出孔の目詰まりが発生し、次に吐出させる際に、インク滴が曲がったり、不吐出になったりする問題が生じるおそれがある。吐出孔近傍のインク液が増粘することに起因する問題を防止する構成として、特許文献3には、吐出孔から液滴を吐出させない程度に吐出液室内のインク液を振動させる圧力を発生させる微駆動(微振動)動作を行う構成が記載されている。そして、印刷開始時等の所定の時期に微駆動を行うことで、吐出孔近傍のインク液を吐出液室内で攪拌し、吐出孔の目詰まりを防止することが記載されている。   In such an ink jet head, if the state in which the ink liquid in the discharge liquid chamber is not discharged continues, the ink liquid near the discharge hole may increase in viscosity. If the ink liquid in the vicinity of the discharge hole in the discharge liquid chamber is thickened, the discharge hole may be clogged, and there may be a problem that the ink droplet is bent or non-discharged in the next discharge. As a configuration for preventing a problem caused by thickening of the ink liquid in the vicinity of the ejection hole, Patent Document 3 generates a pressure for vibrating the ink liquid in the ejection liquid chamber to such an extent that no liquid droplet is ejected from the ejection hole. A configuration for performing a fine driving (fine vibration) operation is described. In addition, it is described that the ink liquid in the vicinity of the ejection holes is agitated in the ejection liquid chamber to prevent clogging of the ejection holes by performing fine driving at a predetermined time such as when printing is started.

インク液は、温度が高いほど粘度が低くなり、温度が低くなると粘度が高くなるため、微駆動時に発生させる圧力の大きさや発生させる頻度等の駆動制御を一定に設定した場合、次のような問題が生じる。すなわち、温度が低く粘度が高いインク液を十分に攪拌できる微駆動と同様の微駆動を、温度が高く粘性が低いインク液に対して同様に行うと、攪拌されたインク液が吐出孔から漏れ出すおそれがある。また、温度が高く粘性が低いインク液が吐出孔から漏れ出ない微駆動と同様の微駆動を、温度が低く粘性が高いインク液に対して同様に行うと、インク液の攪拌が不十分となり、上述した目詰まりが発生するおそれがある。   As the temperature of the ink liquid increases, the viscosity decreases, and as the temperature decreases, the viscosity increases.When the drive control such as the magnitude of the pressure generated during fine driving and the frequency of generation is set constant, the following is performed: Problems arise. In other words, if the same micro-driving that can sufficiently stir ink liquid with low temperature and high viscosity is performed in the same way for ink liquid with high temperature and low viscosity, the stirred ink liquid leaks from the ejection holes. There is a risk of release. In addition, if the same fine driving as the fine driving in which the ink liquid having a high temperature and low viscosity does not leak from the ejection hole is performed in the same manner for the ink liquid having a low temperature and high viscosity, the stirring of the ink liquid becomes insufficient. The clogging described above may occur.

特許文献3には、インクジェットヘッドの温度を検出し、その検出結果に応じて微駆動動作の駆動を制御する構成が記載されている。これにより、環境温度変化等により、インクジェットヘッド内のインク液の温度が変化しても、インク液が漏れ出ること、攪拌不足に起因する目詰まりの発生を抑制することができる。   Patent Document 3 describes a configuration in which the temperature of an inkjet head is detected and the driving of a fine driving operation is controlled according to the detection result. Thereby, even if the temperature of the ink liquid in the ink jet head changes due to a change in the environmental temperature or the like, it is possible to prevent the ink liquid from leaking out and clogging due to insufficient stirring.

しかしながら、複数の吐出液室を備えるインクジェットヘッドでは、吐出液室によって内部の温度が異なる状態となることがある。特許文献3に記載の構成では、インクジェットヘッド全体で一律の微駆動の駆動制御を行っているため、吐出液室によって内部のインク液の温度が異なる状態になると、各吐出液室内のインク液の温度によって、インク液が漏れ出たり、攪拌不足に起因する目詰まりが発生したりという問題が生じるおそれがあった。   However, in an inkjet head including a plurality of discharge liquid chambers, the internal temperature may be different depending on the discharge liquid chamber. In the configuration described in Patent Document 3, since the drive control of uniform fine driving is performed for the entire inkjet head, if the temperature of the ink liquid inside differs depending on the discharge liquid chamber, the ink liquid in each discharge liquid chamber Depending on the temperature, there is a possibility that the ink liquid leaks out or clogging due to insufficient stirring occurs.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to stably perform a fine driving operation that generates a pressure that oscillates the discharge liquid in the discharge liquid chamber without discharging droplets from the discharge holes. It is an object of the present invention to provide a droplet discharge head that can be performed and an image forming apparatus including the droplet discharge head.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ないことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するために、請求項2の発明は、液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出孔内も含む該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さいことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a discharge hole for discharging a droplet, a discharge liquid chamber communicating with the outside through the discharge hole and containing a discharge liquid to be the droplet, A plurality of droplet discharge mechanisms, each of which includes a pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber, communicated with each of the plurality of droplet discharge mechanisms, and supplied to the discharge liquid chamber A common flow path through which the discharge liquid passes, a liquid supply port for supplying the discharge liquid to the common flow path, and a drive control means for controlling the drive of the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms, The drive control means generates a pressure that generates a pressure that discharges the droplet from the discharge hole, and generates a pressure that vibrates the discharge liquid in the discharge liquid chamber without discharging the droplet from the discharge hole. The pressure generating means of the droplet discharge mechanism is controlled so as to perform a fine driving operation. In the liquid droplet discharge head, the fine generating operation of the pressure generating means for generating a pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the passage path of the discharge liquid in the common flow path, The fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path downstream of the discharge liquid passage in the common flow path has a higher frequency of generating pressure. It is characterized by few.
In order to achieve the above object, a second aspect of the present invention provides a discharge hole for discharging a droplet, a discharge liquid chamber communicating with the outside through the discharge hole and containing a discharge liquid to be the droplet. A plurality of droplet discharge mechanisms, each of which is connected to the discharge liquid chambers of the plurality of droplet discharge mechanisms, and is supplied to the discharge liquid chambers. A common flow path through which the discharged liquid passes, a liquid supply port for supplying the discharged liquid to the common flow path, and a drive control means for controlling the driving of the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms. A discharge operation in which the drive control means generates a pressure for discharging a droplet from the discharge hole, and the discharge liquid in the discharge liquid chamber including the inside of the discharge hole without discharging the droplet from the discharge hole. The liquid droplet ejection mechanism so as to perform a fine driving operation for generating a pressure that vibrates the liquid. In the droplet discharge head for controlling the driving of the force generating means, the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the passage path of the discharge liquid in the common flow path The fine drive operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path downstream of the discharge liquid passage path in the common flow path is more than the fine drive operation of The generated pressure is small.

本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、吐出液室によって内部の温度が異なる状態では、複数の吐出液室に連通し、各吐出液室に供給する吐出液が通過する共通流路に対して、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室ほど温度が高くなることが分かった。これは、以下の理由による。
すなわち、圧力発生手段は駆動時にジュール熱を発生し、圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段は、制御を行う際の信号のやり取りのときにジュール熱を発生する。このため、共通流路を吐出液が通過する際、圧力発生手段や駆動制御手段の発熱により加熱され、吐出液の温度が上昇する。そして、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室に供給される吐出液ほど吐出液室に到達するまでの流路が長く、より長い時間加熱され続けるため、温度の上昇が顕著となる。
As a result of extensive investigations by the present inventors, in a state where the internal temperature differs depending on the discharge liquid chamber, the discharge liquid chamber communicates with a plurality of discharge liquid chambers and a common flow path through which the discharge liquid supplied to each discharge liquid chamber passes. Thus, it was found that the temperature of the discharge liquid chamber communicating with the common flow path on the downstream side of the passage path of the discharge liquid becomes higher. This is due to the following reason.
That is, the pressure generating means generates Joule heat at the time of driving, and the drive control means for controlling the driving of the pressure generating means generates Joule heat at the time of exchanging signals when performing control. For this reason, when the discharge liquid passes through the common flow path, it is heated by the heat generated by the pressure generating means and the drive control means, and the temperature of the discharge liquid rises. Since the discharge liquid supplied to the discharge liquid chamber communicating with the common flow path on the downstream side of the passage path of the discharge liquid has a longer flow path until reaching the discharge liquid chamber and is heated for a longer time, The rise is remarkable.

本願請求項1の構成を備える発明においては、吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する吐出液室よりも、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室の方が、微駆動動作時に圧力発生手段が圧力を発生させる頻度が少ないため、温度が低く粘度が高い上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、温度が高く粘度が低い下流側の吐出液に過剰な頻度で圧力がかかることに起因して吐出液が漏れることを防止できる。
また、本願請求項2の構成を備える発明においては、吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する吐出液室よりも、吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室の方が、微駆動動作時に圧力発生手段が発生させる圧力が小さいため、温度が低く粘度が高い上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、温度が高く粘度が低い下流側の吐出液に過剰な圧力がかかることに起因して吐出液が漏れることを防止できる。
In the invention having the configuration of claim 1 of the present application, the discharge communicated with the common flow path downstream of the discharge liquid passage path rather than the discharge liquid chamber communicated with the common flow path upstream of the discharge liquid passage path. In the liquid chamber, the pressure generating means generates less pressure during the fine driving operation, so that the temperature is high and the viscosity is low while sufficiently stirring the upstream discharge liquid having a low temperature and a high viscosity. It is possible to prevent the discharge liquid from leaking due to the pressure applied to the discharge liquid on the downstream side excessively.
Further, in the invention having the configuration of claim 2 of the present application, it communicates with the common flow path downstream of the discharge liquid passage path rather than the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the discharge liquid passage path. Since the pressure generated by the pressure generating means during the fine driving operation is smaller in the discharge liquid chamber, the temperature is high and the viscosity is low while sufficiently stirring the upstream discharge liquid having a low temperature and a high viscosity. It is possible to prevent the discharge liquid from leaking due to excessive pressure applied to the discharge liquid on the downstream side.

本発明によれば、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができるという優れた効果がある。   According to the present invention, the downstream discharge liquid can be prevented from leaking while sufficiently stirring the upstream discharge liquid, so that the discharge liquid in the discharge liquid chamber is not discharged from the discharge hole. There is an excellent effect that the fine driving operation for generating the pressure to vibrate can be stably performed.

インク液の温度分布を示した記録ヘッドの分解斜視図、(a)はノズル基板の説明図、(b)は液室基板の説明図、(c)は保護基板の説明図。FIG. 4 is an exploded perspective view of the recording head showing the temperature distribution of the ink liquid, (a) is an explanatory diagram of a nozzle substrate, (b) is an explanatory diagram of a liquid chamber substrate, and (c) is an explanatory diagram of a protective substrate. インクジェットプリンタの概略斜視図。1 is a schematic perspective view of an ink jet printer. インクジェットプリンタの概略断面図。1 is a schematic sectional view of an ink jet printer. 液滴吐出ヘッドの分解斜視図、(a)はノズル基板の説明図、(b)は液室基板の説明図、(c)は保護基板の説明図。FIG. 4 is an exploded perspective view of a droplet discharge head, (a) is an explanatory view of a nozzle substrate, (b) is an explanatory view of a liquid chamber substrate, and (c) is an explanatory view of a protective substrate. 液滴吐出ヘッドの断面説明図、(a)は、図4中のX−X’断面に対応する断面説明図、(b)は、図4に示したY−Y’断面に対応する断面説明図。Cross-sectional explanatory view of the droplet discharge head, (a) is a cross-sectional explanatory view corresponding to the XX 'cross section in FIG. 4, (b) is a cross-sectional explanatory view corresponding to the YY' cross section shown in FIG. Figure. プリンタの制御部のブロック説明図。FIG. 3 is a block explanatory diagram of a control unit of the printer. 駆動波形の一例を示す説明図、(a)は、生成駆動波形の説明図、(b)は、微駆動の入力駆動波形の説明図、(c)は、小さなインク滴を吐出する入力駆動波形の説明図、図7(d)は、大きなインク滴を吐出する入力駆動波形の説明図。An explanatory diagram showing an example of a drive waveform, (a) is an explanatory diagram of a generated drive waveform, (b) is an explanatory diagram of an input drive waveform for fine driving, and (c) is an input drive waveform for ejecting small ink droplets. FIG. 7D is an explanatory diagram of input drive waveforms for ejecting large ink droplets. 駆動信号における基準電位から立ち下がりと立ち上がりとの説明図、(a)は、駆動信号の一例の説明図、(b)は、(a)の一部の拡大図。FIG. 4 is an explanatory diagram of falling and rising from a reference potential in a drive signal, (a) is an explanatory diagram of an example of a drive signal, and (b) is an enlarged view of a part of (a). 圧電素子に電圧がかかっていない状態と、電圧がかかっている状態との振動板層の形状を示す概略図。Schematic which shows the shape of the diaphragm layer in the state in which the voltage is not applied to the piezoelectric element, and the state in which the voltage is applied. ノズル孔近傍のインク液の変化の説明図、(a)は、基準電位が印加された状態の説明図、(b)は、電位を立ち下げた状態の説明図、(c)は、基準電位まで電位を立ち上げた状態の説明図。An explanatory view of a change in ink liquid near the nozzle hole, (a) is an explanatory view of a state where a reference potential is applied, (b) is an explanatory view of a state where the potential is lowered, and (c) is a reference potential. Explanatory drawing of the state which raised the electric potential to. 生成駆動波形の他の例の説明図。Explanatory drawing of the other example of a generation drive waveform. インク滴の吐出の説明図、(a)は、一つのノズル孔から異なるタイミングで吐出されるインク滴の説明図、(b)は、(a)のインク滴の吐出によって画像が形成された用紙の上面図、(c)は、形成された画像の一例の説明図。Explanatory drawing of ejection of ink droplets, (a) is an explanatory diagram of ink droplets ejected from one nozzle hole at different timings, and (b) is a paper on which an image is formed by ejection of ink droplets of (a) FIG. 9C is an explanatory diagram of an example of the formed image. 共通液室に熱が伝達する状態を説明する記録ヘッドの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a recording head for explaining a state where heat is transmitted to a common liquid chamber. 共通液室とヘッドドライバとの位置関係を示す記録ヘッドの斜視説明図。FIG. 3 is an explanatory perspective view of a recording head showing a positional relationship between a common liquid chamber and a head driver. 実施例1で用いる駆動波形の説明図、(a)は、生成駆動波形の説明図、(b)は、微駆動の入力駆動波形の説明図、(c)は、非駆動の入力駆動波形の説明図。FIG. 5A is an explanatory diagram of a drive waveform used in the first embodiment, FIG. 5A is an explanatory diagram of a generated drive waveform, FIG. 5B is an explanatory diagram of a fine drive input drive waveform, and FIG. Illustration. 実施例1の滴制御信号MNと駆動波形との経時制御の説明図、(a)は、供給口付近の吐出CHに対する制御の説明図、(b)は、供給口から遠い位置の吐出CHに対する制御の説明図。Explanatory drawing of the temporal control of the droplet control signal MN and the drive waveform of the first embodiment, (a) is an explanatory diagram of the control for the discharge CH near the supply port, and (b) is for the discharge CH at a position far from the supply port. Explanatory drawing of control. 実施例2で用いる駆動波形の説明図、(a)は、生成駆動波形の説明図、(b)は、微駆動の入力駆動波形の説明図、(c)は、振幅が小さい微駆動の入力駆動波形の説明図。FIG. 6A is an explanatory diagram of a drive waveform used in the second embodiment, FIG. 5A is an explanatory diagram of a generated drive waveform, FIG. 5B is an explanatory diagram of an input drive waveform for fine driving, and FIG. Explanatory drawing of a drive waveform. 実施例2の滴制御信号MNと駆動波形との経時制御の説明図、(a)は、供給口付近の吐出CHに対する制御の説明図、(b)は、供給口から遠い位置の吐出CHに対する制御の説明図。Explanatory drawing of the temporal control of the droplet control signal MN and the drive waveform of the second embodiment, (a) is an explanatory diagram of the control for the discharge CH near the supply port, and (b) is for the discharge CH at a position far from the supply port. Explanatory drawing of control. 実施例3における吐出CHのグループ分けの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of grouping of discharge CH in Example 3. FIG.

以下、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態として、インクジェットプリンタ(以下、プリンタ100)について説明する。
まず、プリンタ100の基本的な構成について説明する。図2は、プリンタ100の斜視図であり、図3は、プリンタ100主走査方向の図2中の手前側から見たときのインクカートリッジ102を含む断面における概略断面図である。
プリンタ100は、キャリッジ101と、記録ヘッド51と、インクカートリッジ102とを含んで構成される印字機構部103を本体内部に有している。キャリッジ101は、プリンタ100本体内部において、用紙30の搬送方向に対して直交方向である走査方向に移動可能な部材である。記録ヘッド51は、キャリッジ101に搭載した液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドであり、インクカートリッジ102は後述する記録ヘッド51にタンク部102a内のインク液を供給する。
Hereinafter, an ink jet printer (hereinafter, printer 100) will be described as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applicable.
First, the basic configuration of the printer 100 will be described. FIG. 2 is a perspective view of the printer 100, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view including the ink cartridge 102 when viewed from the front side in FIG.
The printer 100 includes a printing mechanism 103 that includes a carriage 101, a recording head 51, and an ink cartridge 102 inside the main body. The carriage 101 is a member that can move in the scanning direction that is orthogonal to the conveyance direction of the paper 30 inside the printer 100 main body. The recording head 51 is an ink jet head which is an example of a droplet discharge head mounted on the carriage 101, and the ink cartridge 102 supplies ink liquid in the tank portion 102a to the recording head 51 described later.

図3に示すように、プリンタ100は、印字機構部103の下方に給紙機構部104を有している。プリンタ100は、詳細は後述するが、給紙機構部104の給紙トレイ230または手差しトレイ105から給送される用紙30を取り込み、印字機構部103によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ106に排紙する。   As shown in FIG. 3, the printer 100 includes a paper feed mechanism unit 104 below the printing mechanism unit 103. Although details will be described later, the printer 100 takes in the paper 30 fed from the paper feed tray 230 or the manual feed tray 105 of the paper feed mechanism unit 104, records a required image by the print mechanism unit 103, and then on the rear side. The paper is discharged onto the mounted paper discharge tray 106.

記録ヘッド51は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のインク液を吐出するインク吐出ヘッドであり、複数のインク吐出孔(後述する「ノズル孔20」)を、主走査方向(図2中の矢印A方向、図3中の紙面に直交する方向)に対して直交する方向(図中の矢印B方向)に配列している。また、記録ヘッド51は、インク液の吐出方向が下方となるようにキャリッジ101に装着されている。
また、印字機構部103のキャリッジ101には、記録ヘッド51にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B)の各色のインク液を収容した四つのインクカートリッジ102がそれぞれ交換可能に装着されている。
The recording head 51 is an ink discharge head that discharges yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B) ink liquids, and includes a plurality of ink discharge holes (described later, “nozzle holes 20”). Are arranged in a direction (arrow B direction in the figure) orthogonal to the main scanning direction (arrow A direction in FIG. 2, direction orthogonal to the paper surface in FIG. 3). The recording head 51 is mounted on the carriage 101 so that the ink discharge direction is downward.
Further, the carriage 101 of the printing mechanism unit 103 includes four ink cartridges 102 each containing ink liquids of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B) in the recording head 51. It is installed so that it can be replaced.

インクカートリッジ102のタンク部102aの上方(図3中の上方)には、大気と連通する不図示の大気口が備えられている。また、タンク部102aの下方には、タンク部102a内のインク液を記録ヘッド51に供給する供給口102bが設けられている。さらに、タンク部102aの内部には、インク液が充填された不図示の多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド51へ供給されるインク液をわずかな負圧に維持している。   Above the tank portion 102a of the ink cartridge 102 (above in FIG. 3), an air port (not shown) communicating with the air is provided. A supply port 102b for supplying the ink liquid in the tank 102a to the recording head 51 is provided below the tank 102a. Further, the tank portion 102a has a porous body (not shown) filled with ink liquid, and the ink liquid supplied to the recording head 51 is made to have a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Is maintained.

インクカートリッジ102としてはタンク部102aと記録ヘッド51とが一体となったものでもよいし、タンク部102aを記録ヘッド51とは別体としても良い。また、記録ヘッド51としては、本実施形態では、各色に対応した複数のヘッド部を用いる構成となっているが、各色のインク液を吐出するノズル孔を有する一個のヘッド部でもよい。   As the ink cartridge 102, the tank unit 102 a and the recording head 51 may be integrated, or the tank unit 102 a may be separated from the recording head 51. Further, in the present embodiment, the recording head 51 is configured to use a plurality of head portions corresponding to the respective colors, but may be a single head portion having nozzle holes for discharging ink liquids of the respective colors.

印字機構部103はキャリッジ101を保持する保持手段として、プリンタ100本体の主走査方向の両側面板(100a及び100b)に横架したガイド部材として、主ガイドロッド107と従ガイドロッド108とを有する。主ガイドロッド107は、キャリッジ101の後方側(用紙搬送方向下流側、図3中の右側)を貫通する。また、従ガイドロッド108は、主ガイドロッド107と一定間隔をおいて並行に延在し、キャリッジ101の前方側(用紙搬送方向上流側、図3中の左側)が載置される。キャリッジ101は、主ガイドロッド107及び従ガイドロッド108によって主走査方向に移動可能なように摺動自在に保持されている。   The printing mechanism unit 103 includes a main guide rod 107 and a sub guide rod 108 as guide members horizontally mounted on both side plates (100a and 100b) in the main scanning direction of the main body of the printer 100 as a holding unit that holds the carriage 101. The main guide rod 107 passes through the rear side of the carriage 101 (downstream side in the paper conveyance direction, right side in FIG. 3). The sub guide rod 108 extends in parallel with the main guide rod 107 at a predetermined interval, and is placed on the front side of the carriage 101 (upstream side in the sheet conveying direction, left side in FIG. 3). The carriage 101 is slidably held by a main guide rod 107 and a sub guide rod 108 so as to be movable in the main scanning direction.

また、印字機構部103は、キャリッジ101を主走査方向に移動走査するための移動手段として、タイミングベルト112と、タイミングベルト112を張架する駆動プーリ110及び従動プーリ111と、駆動プーリ110を回転駆動する主走査モータ109とを有している。図2に示すように、駆動プーリ110はプリンタ100本体の一方の側面板(100b)側に配置し、従動プーリ111は、本体の他方の側面板(100a)側に配置して、タイミングベルト112が主走査方向に平行に延在するようにしている。また、タイミングベルト112にはキャリッジ101が固定されている。   Further, the printing mechanism unit 103 rotates the timing belt 112, the driving pulley 110 and the driven pulley 111 that stretch the timing belt 112, and the driving pulley 110 as moving means for moving and scanning the carriage 101 in the main scanning direction. And a main scanning motor 109 to be driven. As shown in FIG. 2, the driving pulley 110 is disposed on one side plate (100b) side of the printer 100 main body, and the driven pulley 111 is disposed on the other side plate (100a) side of the main body. Extends in parallel with the main scanning direction. A carriage 101 is fixed to the timing belt 112.

主走査モータ109は、駆動プーリ110を正逆回転させる駆動源であり、駆動プーリ110が回転すると、タイミングベルト112が主走査方向に無端移動する。キャリッジ101は、タイミングベルト112に固定されているため、タイミングベルト112とともに主走査方向に移動する。このため、主走査モータ109によって駆動プーリ110を正逆回転させることで、キャリッジ101が主走査方向に往復移動される。   The main scanning motor 109 is a driving source that rotates the driving pulley 110 forward and backward. When the driving pulley 110 rotates, the timing belt 112 moves endlessly in the main scanning direction. Since the carriage 101 is fixed to the timing belt 112, the carriage 101 moves in the main scanning direction together with the timing belt 112. Therefore, the carriage 101 is reciprocated in the main scanning direction by rotating the driving pulley 110 forward and backward by the main scanning motor 109.

一方、給紙機構部104には、用紙30を積載した給紙トレイ230と、給紙ローラ113と、フリクションパッド114と、ガイド部材115と、搬送ローラ116とを備えている。給紙トレイ230は、図3中の右側から複数枚の用紙30の束を積載可能となっており、プリンタ100本体に対して着脱可能に装着されている。
給紙ローラ113及びフリクションパッド114は、用紙30を、記録ヘッド51の下方に搬送するために、給紙トレイ230内にセットした用紙30の束の最上段の一枚を分離給紙する。ガイド部材115は、給紙トレイ230から分離給紙された用紙30を搬送ローラ116によって搬送される領域に案内する。
On the other hand, the paper feed mechanism unit 104 includes a paper feed tray 230 on which the paper 30 is stacked, a paper feed roller 113, a friction pad 114, a guide member 115, and a transport roller 116. The paper feed tray 230 is capable of stacking a bundle of a plurality of sheets 30 from the right side in FIG. 3, and is detachably attached to the printer 100 main body.
The paper feed roller 113 and the friction pad 114 separate and feed the uppermost sheet of the bundle of paper 30 set in the paper feed tray 230 in order to transport the paper 30 below the recording head 51. The guide member 115 guides the paper 30 separated and fed from the paper feed tray 230 to an area where the paper is conveyed by the conveyance roller 116.

搬送ローラ116は、給紙ローラ113によって給紙され、ガイド部材115によって案内された用紙30を、反転させて記録ヘッド51の下面と対向する位置に搬送する。また、搬送ローラ116の周囲には、搬送コロ117及び先端コロ118が配置されている。搬送コロ117は用紙30を搬送ローラ116に押し付けて、用紙30が搬送ローラ116から分離することを防止している。先端コロ118は、記録ヘッド51の下面と対向する位置に所定の送り出し角度で用紙30を送り出す。搬送ローラ116は、副走査モータ130によって不図示のギヤ列を介して回転駆動が伝達され、図3中の時計周り方向に回転する。   The transport roller 116 feeds the paper 30 fed by the paper feed roller 113 and guided by the guide member 115, and transports the paper 30 to a position facing the lower surface of the recording head 51. A transport roller 117 and a front roller 118 are disposed around the transport roller 116. The conveyance roller 117 presses the paper 30 against the conveyance roller 116 to prevent the paper 30 from being separated from the conveyance roller 116. The leading end roller 118 feeds the paper 30 at a predetermined feed angle to a position facing the lower surface of the recording head 51. The conveyance roller 116 is rotated by a sub-scanning motor 130 via a gear train (not shown), and rotates in the clockwise direction in FIG.

記録ヘッド51の下面と対向する位置には、キャリッジ101の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ116から送り出された用紙30を記録ヘッド51の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材119が設けられている。この印写受け部材119の用紙搬送方向下流側には、用紙30を排出方向に送り出すための排出ローラ120と、排出ローラ120に対向する排出拍車121とが配置されている。さらに、排出ローラ120によって送り出された用紙30を排紙トレイ106に排出する排紙ローラ123と排紙ローラ123に対向する排紙拍車124とを備えている。また、排出ローラ120と排紙ローラ123との間には、排紙経路を形成する一対のガイド部材として下ガイド部材125及び上ガイド部材126が配設されている。   At a position facing the lower surface of the recording head 51, a mark is a sheet guide member that guides the sheet 30 fed from the conveying roller 116 corresponding to the movement range of the carriage 101 in the main scanning direction on the lower side of the recording head 51. A copying member 119 is provided. A discharge roller 120 for sending the paper 30 in the discharge direction and a discharge spur 121 opposed to the discharge roller 120 are disposed on the downstream side of the printing receiving member 119 in the paper conveyance direction. Furthermore, a paper discharge roller 123 that discharges the paper 30 fed by the discharge roller 120 to the paper discharge tray 106 and a paper discharge spur 124 that faces the paper discharge roller 123 are provided. A lower guide member 125 and an upper guide member 126 are disposed between the discharge roller 120 and the paper discharge roller 123 as a pair of guide members that form a paper discharge path.

また、プリンタ100には、手差しで用紙30を給紙するための手差しトレイ105が設けられており、手差しトレイ105は、トレイ開閉軸105bを中心にプリンタ100本体に対して開倒可能に取り付けられている。この手差しトレイ105上の用紙30は、手差し給紙ローラ105aによって搬送ローラ116に搬送される。   Further, the printer 100 is provided with a manual feed tray 105 for manually feeding the paper 30. The manual feed tray 105 is attached to the printer 100 main body about the tray opening / closing shaft 105b so as to be foldable. ing. The paper 30 on the manual feed tray 105 is transported to the transport roller 116 by the manual paper feed roller 105a.

印字機構部103における主走査方向のキャリッジ101の移動範囲の一端である、図2中の右手前側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド51の吐出不良を回復するための回復装置127を配置している。回復装置127はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ101は、印字待機中にはこの回復装置127側に移動されて不図示のキャッピング手段で記録ヘッド51をキャッピングされ、ノズル孔が湿潤状態に保たれることによりインク乾燥による吐出不良を防止する構成となっている。また、記録途中などに回復装置127と対向する位置にキャリッジ101を移動させ、記録とは関係しないインク液を吐出することにより、全てのノズル孔のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持することができる。   A recovery device 127 for recovering the ejection failure of the recording head 51 is provided at a position outside the recording area on the right front side in FIG. 2, which is one end of the moving range of the carriage 101 in the main scanning direction in the printing mechanism 103. It is arranged. The recovery device 127 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 101 is moved to the recovery device 127 side during printing standby, and the recording head 51 is capped by a capping unit (not shown), and the nozzle hole is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. It has a configuration. In addition, by moving the carriage 101 to a position facing the recovery device 127 during recording or the like and discharging ink liquid that is not related to recording, the ink viscosity of all nozzle holes is made constant and stable discharge performance is maintained. can do.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド51下面のノズル孔を密封し、キャッピング手段に設けられた不図示のチューブを通して、吸引手段でノズル孔からインク液とともに気泡等を吸い出す。さらに、ノズル孔が開口しているヘッド面(下面)に付着したインク液やゴミ等はクリーニング手段により除去され、吐出不良が回復される。また、吸引されたインク液は、プリンタ100本体下部に設置された不図示の廃インクタンクに排出され、廃インクタンク内部のインク吸収体に吸収保持される。   When a discharge failure occurs, the nozzle hole on the lower surface of the recording head 51 is sealed by the capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the nozzle hole by the suction unit through a tube (not shown) provided in the capping unit. Further, ink liquid and dust adhering to the head surface (lower surface) where the nozzle holes are opened are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink liquid is discharged to a waste ink tank (not shown) installed at the lower part of the printer 100 main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink tank.

次に、プリンタ100のプリント動作について説明する。
プリンタ100は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から画像情報などの信号が送られ、プリント動作を実行する。プリント動作が実行されると、手差しトレイ105から手差し給紙ローラ105aによって、または、給紙トレイ230から給紙ローラ113によって、用紙30が給紙される。給紙トレイ230から給紙された用紙30は、ガイド部材115や搬送コロ117に案内されて、搬送ローラ116に搬送されつつ反転し、記録ヘッド51と対向する位置に搬送される。一方、手差しトレイ105から供給された用紙30は、搬送コロ117に案内されて、搬送ローラ116に搬送されて記録ヘッド51と対向する位置に搬送される。
Next, the printing operation of the printer 100 will be described.
The printer 100 receives a signal such as image information from an external device such as a personal computer and executes a printing operation. When the printing operation is executed, the paper 30 is fed from the manual feed tray 105 by the manual feed roller 105a or from the paper feed tray 230 by the paper feed roller 113. The paper 30 fed from the paper feed tray 230 is guided by the guide member 115 and the transport roller 117, reversed while being transported by the transport roller 116, and transported to a position facing the recording head 51. On the other hand, the paper 30 supplied from the manual feed tray 105 is guided to the transport roller 117, transported to the transport roller 116, and transported to a position facing the recording head 51.

記録ヘッド51に対向する位置に搬送された用紙30が所定位置に達したら、搬送ローラ116の回転を停止して用紙30の移動を停止する。そして、キャリッジ101が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら、停止した用紙30の所定箇所に所定のインク液を吐出して一行分の画像を用紙30に形成する。ここで、一行とは、記録ヘッド51が用紙30へ記録可能な副走査方向(記録ヘッド51に対向する位置での用紙30の移動方向)の範囲を言う。
主走査方向に一行分の画像形成が終了したら、搬送ローラ116を所定時間回転させ、用紙30を一行分、排紙トレイ106方向に移動させて停止する。そして、キャリッジ101が画像信号に応じて主走査方向に往復移動しながら一行分の画像を形成する。
When the paper 30 transported to the position facing the recording head 51 reaches a predetermined position, the rotation of the transport roller 116 is stopped and the movement of the paper 30 is stopped. Then, while the carriage 101 reciprocates in the main scanning direction according to the image signal, a predetermined ink liquid is ejected to a predetermined position of the stopped paper 30 to form an image for one line on the paper 30. Here, one line refers to a range in the sub-scanning direction (the moving direction of the sheet 30 at a position facing the recording head 51) in which the recording head 51 can record on the sheet 30.
When image formation for one line is completed in the main scanning direction, the conveyance roller 116 is rotated for a predetermined time, and the sheet 30 is moved by one line in the direction of the paper discharge tray 106 and stopped. Then, the carriage 101 forms an image for one line while reciprocating in the main scanning direction according to the image signal.

このような工程を所定回数繰り返して行い、用紙30に所望の画像をプリントする。外部装置から記録終了信号を受信して所望の画像がプリントされた場合、または、用紙30の後端が記録領域に到達した信号を受信した場合に、用紙30は、排出ローラ120及び排出拍車121と排紙ローラ123及び排紙拍車124とによって搬送され、排紙トレイ106に排出される。画像形成を終了したキャリッジ101は、図2中右手前側の回復装置127と対向する位置に移動して、図示しないキャッピング手段で記録ヘッド51のノズル孔をキャッピングする。   Such a process is repeated a predetermined number of times to print a desired image on the paper 30. When a recording end signal is received from an external device and a desired image is printed, or when a signal indicating that the trailing edge of the paper 30 has reached the recording area is received, the paper 30 is discharged from the discharge roller 120 and the discharge spur 121. , The paper discharge roller 123 and the paper discharge spur 124, and are discharged to the paper discharge tray 106. After the image formation, the carriage 101 moves to a position facing the recovery device 127 on the right front side in FIG. 2, and capping the nozzle holes of the recording head 51 by a capping unit (not shown).

次に、記録ヘッド51について説明する。本実施形態の記録ヘッド51は、薄膜ピエゾヘッドである。
図4は、上述した記録ヘッド51の一部分の分解斜視図である。図4に示す記録ヘッド51は、圧電アクチュエータ200を用いたものであり、インク滴を基板の面部(ヘッド面)に設けたノズル孔から吐出させるサイドシューター方式の例を示すもので図示している。なお、図2及び図3ではインク吐出孔(「ノズル孔20」)が下方に向いて設置される記録ヘッド51を、図4では説明の都合上、上方に描いている。
Next, the recording head 51 will be described. The recording head 51 of this embodiment is a thin film piezo head.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a part of the recording head 51 described above. The recording head 51 shown in FIG. 4 uses a piezoelectric actuator 200 and shows an example of a side shooter system in which ink droplets are ejected from nozzle holes provided on a surface portion (head surface) of a substrate. . 2 and 3, the recording head 51 in which the ink discharge holes (“nozzle holes 20”) are installed downward is drawn upward in FIG. 4 for convenience of explanation.

図4に示すように、記録ヘッド51は、三枚の基板重ねて形成されている。図4(a)は、インク液を吐出するノズル孔20を有するノズル基板2の説明図、図4(b)は、個別液室14、振動板層55、流体抵抗部15、個別インク供給孔24及び圧電素子56等を形成した液室基板1の説明図、図4(c)は、圧電素子保護空間22や共通液室を形成する保護基板3の説明図である。このように、記録ヘッド51は、ノズル基板2、液室基板1及び保護基板3の三枚の基板を重ねた積層構造となっている。また、図4(b)及び図4(c)は、一部断面図で示してある。   As shown in FIG. 4, the recording head 51 is formed by stacking three substrates. 4A is an explanatory diagram of the nozzle substrate 2 having the nozzle holes 20 for discharging ink liquid, and FIG. 4B is an individual liquid chamber 14, a diaphragm layer 55, a fluid resistance unit 15, and individual ink supply holes. FIG. 4C is an explanatory view of the protection substrate 3 forming the piezoelectric element protection space 22 and the common liquid chamber. As described above, the recording head 51 has a laminated structure in which the three substrates of the nozzle substrate 2, the liquid chamber substrate 1 and the protective substrate 3 are stacked. FIGS. 4B and 4C are partially sectional views.

図5は、図4に示す記録ヘッド51の断面説明図である。図5(a)は、図4中のX−X’断面に対応する断面説明図であり、便宜上二つの個別液室14に対応する部分のみ示しており、一方の個別液室14内のインクがノズル孔20を通ってインク滴として用紙30に向けて吐出されている様子を模式的に示している。図5(b)は、図4に示したY−Y’断面に対応する断面説明図である。図5(a)では、流路が狭くなっている流体抵抗部15に対応する領域を破線で示している。   FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of the recording head 51 shown in FIG. FIG. 5A is a cross-sectional explanatory view corresponding to the XX ′ cross section in FIG. 4 and shows only a part corresponding to two individual liquid chambers 14 for convenience, and the ink in one individual liquid chamber 14 is shown. Is schematically shown as being ejected through the nozzle hole 20 toward the paper 30 as ink droplets. FIG. 5B is a cross-sectional explanatory diagram corresponding to the Y-Y ′ cross section shown in FIG. 4. In Fig.5 (a), the area | region corresponding to the fluid resistance part 15 where the flow path is narrow is shown with the broken line.

液室基板1には、シリコン基板4が用いられ、個別液室14、流体抵抗部13などのインク流路となる溝部が形成されている。
液室基板1は、シリコン基板4上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたSOI基板を用いている。また、振動板層55は、SOI基板のシリコン層(Si層)表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化膜を形成したものであり、振動板層55の上に圧電素子56を形成して、圧電アクチュエータ200を構成する。圧電素子56は、振動板層55の上に下部電極層151となる白金膜、圧電体層152となるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)の膜、上部電極層153となる白金膜の多層構造を積層することで形成している。圧電素子56は、シリコン基板4をエッチングすることにより形成された個別液室14に対向する領域に形成されている。
A silicon substrate 4 is used for the liquid chamber substrate 1, and groove portions serving as ink flow paths such as the individual liquid chamber 14 and the fluid resistance portion 13 are formed.
The liquid chamber substrate 1 uses an SOI substrate in which silicon is bonded to a silicon substrate 4 via a silicon oxide film. The diaphragm layer 55 is obtained by applying a pyro-oxidation method to the surface of the silicon layer (Si layer) of the SOI substrate to form a silicon oxide film. A piezoelectric element 56 is formed on the diaphragm layer 55. The piezoelectric actuator 200 is configured. The piezoelectric element 56 has a multilayer structure of a platinum film serving as the lower electrode layer 151, a PZT (lead zirconate titanate) film serving as the piezoelectric layer 152, and a platinum film serving as the upper electrode layer 153 on the diaphragm layer 55. It is formed by stacking. The piezoelectric element 56 is formed in a region facing the individual liquid chamber 14 formed by etching the silicon substrate 4.

液室基板1は、下部電極層151及び上部電極層153のそれぞれに電位を印加する配線部材154を備える。配線部材154としては、下部電極パッド部157を下部電極層151に電気的に接続する第一配線部材154aと、上部電極パッド部158を上部電極層153に電気的に接続する第二配線部材154bとが設けられている。また、液室基板1は、下部電極層151及び上部電極層153と配線部材54との層間に配置する層間絶縁膜155を備える。さらに、液室基板1には、配線部材154を保護するためのパッシベーション膜156が圧電アクチュエータ200の上面及び側面を覆うように配置されている。   The liquid chamber substrate 1 includes a wiring member 154 that applies a potential to each of the lower electrode layer 151 and the upper electrode layer 153. As the wiring member 154, a first wiring member 154a that electrically connects the lower electrode pad portion 157 to the lower electrode layer 151, and a second wiring member 154b that electrically connects the upper electrode pad portion 158 to the upper electrode layer 153. And are provided. The liquid chamber substrate 1 also includes an interlayer insulating film 155 disposed between the lower electrode layer 151 and the upper electrode layer 153 and the wiring member 54. Further, a passivation film 156 for protecting the wiring member 154 is disposed on the liquid chamber substrate 1 so as to cover the upper surface and side surfaces of the piezoelectric actuator 200.

ノズル基板2は、厚さ30〜50[μm]のSUS基板からなり、プレス加工と研磨加工とによりノズル孔20が形成されている。このノズル孔20はノズル基板2と液室基板1とを組み付けたときに、液室基板1の個別液室14と対向し、個別液室14と外部空間とを連通する。
保護基板3は、共通液室18としてインク流路となる溝部と、圧電素子56の保護及び変位を妨げないための圧電素子保護空間22と、液室基板1の流路隔壁4aの剛性を高めるために振動板層55を介して流路隔壁4aを補強する補強壁23とが形成されている。
The nozzle substrate 2 is made of a SUS substrate having a thickness of 30 to 50 [μm], and the nozzle holes 20 are formed by pressing and polishing. The nozzle hole 20 faces the individual liquid chamber 14 of the liquid chamber substrate 1 when the nozzle substrate 2 and the liquid chamber substrate 1 are assembled, and communicates the individual liquid chamber 14 and the external space.
The protective substrate 3 enhances the rigidity of the groove portion serving as the ink flow path as the common liquid chamber 18, the piezoelectric element protection space 22 for preventing protection and displacement of the piezoelectric element 56, and the flow path partition 4 a of the liquid chamber substrate 1. Therefore, a reinforcing wall 23 that reinforces the flow path partition wall 4 a is formed through the diaphragm layer 55.

以下、図4及び図5に示す記録ヘッド51の動作について説明する。
タンク部102a内から供給口102bを介して記録ヘッド51に供給されたインク液は、共通液室18からそれぞれの個別インク供給孔24を経由してそれぞれの個別液室14内にインクが供給される。
個別液室14内がインク液により満たされた状態で、圧電素子56の上部電極層153と下部電極層151との間に所定の駆動波形の電位を印加し、これにより圧電体層152が縮み、下部電極層151を挟んで圧電体層152と密着している部分の振動板層55全体が個別液室14側に凸形状に変形する。これにより、個別液室14の体積が減少し個別液室14内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔20よりインク滴を用紙30に向けて吐出する。上部電極層153と下部電極層151との間にパルス電圧を連続的に繰り返して印加することによって、インク滴を連続的に吐出することが出来る。
以下、一組の圧電素子56、個別液室14及びノズル孔20の組み合わせからなる液滴吐出機構を吐出チャンネル(吐出CH)と呼ぶ。
Hereinafter, the operation of the recording head 51 shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
The ink liquid supplied from the tank 102a to the recording head 51 via the supply port 102b is supplied from the common liquid chamber 18 to the individual liquid chambers 14 via the individual ink supply holes 24. The
A potential having a predetermined driving waveform is applied between the upper electrode layer 153 and the lower electrode layer 151 of the piezoelectric element 56 in a state where the interior of the individual liquid chamber 14 is filled with the ink liquid, whereby the piezoelectric layer 152 contracts. The entire diaphragm layer 55 in close contact with the piezoelectric layer 152 across the lower electrode layer 151 is deformed into a convex shape toward the individual liquid chamber 14. As a result, the volume of the individual liquid chamber 14 is reduced, the pressure in the individual liquid chamber 14 is rapidly increased, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 20 toward the paper 30. By repeatedly applying a pulse voltage between the upper electrode layer 153 and the lower electrode layer 151 continuously, ink droplets can be continuously discharged.
Hereinafter, a droplet discharge mechanism composed of a combination of a set of piezoelectric elements 56, individual liquid chambers 14, and nozzle holes 20 is referred to as a discharge channel (discharge CH).

プリンタ100では、インク滴を用紙30に向けて吐出することによって画像形成を行っているが、記録ヘッド51が用紙30と対向していない状態、すなわち、画像形成を行わないタイミングでインク滴を吐出する空吐出動作を行っている。
この空吐出動作とは、印字前や印字前や印字中に、紙面と対向する領域外に記録ヘッド51が位置するようにキャリッジ101を移動させて、インク滴を吐出することにより、記録ヘッド51内で粘度が上昇したインク液を捨てる動作のことである。
In the printer 100, image formation is performed by ejecting ink droplets toward the paper 30, but ink droplets are ejected when the recording head 51 is not facing the paper 30, that is, when image formation is not performed. The empty discharge operation is performed.
This idle ejection operation is performed by ejecting ink droplets by moving the carriage 101 so that the recording head 51 is positioned outside the area facing the paper surface before printing, before printing, or during printing. This is the operation of discarding the ink liquid whose viscosity has increased.

電源が入っていない状態のプリンタ100は、個別液室14内のインク液が乾燥によって増粘することを防止するために、ノズル孔20を覆うように記録ヘッド51の下面に対してキャッピングがなされている。しかし、キャッピングがなされていても、長期間駆動させていない吐出CHの個別液室14内のインク液は少しずつ増粘する。このため、プリンタ100では、電源投入後、印字開始前にすべての吐出CHで画像形成に寄与しないインク滴の吐出を行い、個別液室14内の増粘したインク液を捨てる印字前空吐出を行う。   In the printer 100 in a state where the power is not turned on, the lower surface of the recording head 51 is capped so as to cover the nozzle hole 20 in order to prevent the ink liquid in the individual liquid chamber 14 from being thickened by drying. ing. However, even if capping is performed, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 of the ejection CH that has not been driven for a long period of time gradually increases in viscosity. For this reason, after the power is turned on, the printer 100 discharges ink droplets that do not contribute to image formation with all of the discharge channels before starting printing, and performs pre-printing empty discharge in which the thickened ink liquid in the individual liquid chamber 14 is discarded. Do.

また、印字中はすべての吐出CHからインク滴が吐出されるとは限らない。他の吐出CHは吐出を行っている状態で、一部の吐出CHは非吐出の状態が続く場合がある。一部の吐出CHで非吐出の時間が長くなると、その吐出CHのノズル孔20に形成されたメニスカス付近のインク液が増粘することで、次に吐出させる際のインク滴が曲がったり、不吐出になったりする問題が生じるおそれがある。
プリンタ100では、このような問題の発生を防止するために、個別液室14内のインク液にインク滴が吐出されない程度の圧力を加えて、個別液室14やノズル孔20内のインク液を振動させる微駆動を行う構成となっている。ノズル孔20内のインク液を振動させることで、メニスカス付近のインク液が増粘することを抑制できる。
Further, during printing, ink droplets are not necessarily ejected from all ejection CHs. Other discharge CHs may be in a discharge state, and some discharge CHs may continue to be in a non-discharge state. When the non-ejection time becomes longer for some ejection CHs, the ink liquid near the meniscus formed in the nozzle holes 20 of the ejection CHs increases in viscosity, causing the ink droplets to be bent or not to be ejected next time. There is a risk of problems such as ejection.
In the printer 100, in order to prevent the occurrence of such a problem, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 or the nozzle hole 20 is applied to the ink liquid in the individual liquid chamber 14 by applying a pressure that does not eject ink droplets. It is configured to perform fine driving to vibrate. By causing the ink liquid in the nozzle hole 20 to vibrate, it is possible to prevent the ink liquid near the meniscus from being thickened.

画像形成中の記録ヘッド51は、あるタイミングでは例えば全数百の吐出CHのうち数十の吐出CHは吐出させるが、残りの吐出CHは吐出させないといった動作を行う。微駆動はこのような吐出させない吐出CHで行う動作である。なお、画像形成装置の種類によっては、印字動作中、非吐出の全ての吐出CHにおいて微駆動を入れているものもある。   The recording head 51 during image formation performs an operation such as discharging several tens of discharge CHs out of all hundreds of discharge CHs at a certain timing, but not discharging the remaining discharge CHs. The fine driving is an operation performed by such a discharge CH that does not cause discharge. Note that, depending on the type of image forming apparatus, there is a type in which fine driving is turned on for all non-ejection CHs during a printing operation.

このように、印字時には、非吐出の状態が長く続く吐出CHでは、インク液の増粘を防ぐために微駆動が行われているが、微駆動だけでは十分に増粘を抑えることが出来ない。このため、プリンタ100では、印字中に定期的に紙面の外側にヘッドを移動させ、すべての吐出CHからインク滴を吐出させて増粘したインク液を捨てる印字中空吐出を行う。
上述した印字前空吐出と印字中空吐出との二つの動作が空吐出動作である。
As described above, during printing, in the ejection CH in which the non-ejection state continues for a long time, the fine driving is performed in order to prevent the ink liquid from thickening, but the thickening alone cannot be sufficiently suppressed. For this reason, the printer 100 performs a hollow print discharge in which the head is periodically moved to the outside of the paper surface during printing, and ink droplets are discharged from all the discharge CHs to discard the thickened ink liquid.
The two operations of the pre-printing idle discharge and the printing hollow discharge described above are idle discharge operations.

次に、図6のブロック説明図を参照して、複数の圧電素子56の駆動を制御する駆動制御部508の一例について説明する。
プリンタ100の制御部500が備える駆動制御部508は、駆動波形生成部701とデータ転送部702とを備えている。データ転送部702は、印刷画像に応じた画像データ、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、及び、滴制御信号MNを出力する。
Next, an example of the drive control unit 508 that controls the driving of the plurality of piezoelectric elements 56 will be described with reference to the block diagram of FIG.
The drive control unit 508 included in the control unit 500 of the printer 100 includes a drive waveform generation unit 701 and a data transfer unit 702. The data transfer unit 702 outputs image data corresponding to a print image, a clock signal, a latch signal (LAT), and a droplet control signal MN.

駆動波形生成部701は、画像形成時及び空吐出動作時に所定の駆動波形を生成するものである。すなわち、駆動波形生成部701は、画像形成時には1印刷吐出周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形を生成して出力する。また、駆動波形生成部701は、空吐出動作時には1空吐出周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形を生成して出力する。空吐出動作時のインク滴の吐出は画像の形成を目的としていないため、1印刷吐出周期と1空吐出周期とでは、駆動波形生成部701から出力される駆動波形が異なる。   The drive waveform generation unit 701 generates a predetermined drive waveform during image formation and idle ejection operation. That is, the drive waveform generation unit 701 generates and outputs a drive waveform composed of a plurality of drive pulses (drive signals) within one print ejection period during image formation. In addition, the drive waveform generation unit 701 generates and outputs a drive waveform composed of a plurality of drive pulses (drive signals) within one idle discharge period during the idle discharge operation. Since the ejection of ink droplets during the idle ejection operation is not intended to form an image, the drive waveform output from the drive waveform generation unit 701 differs between one print ejection cycle and one blank ejection cycle.

ここで、1印刷吐出周期及び1空吐出周期とは、それぞれ印字中、空吐出中に入力される駆動波形の1周期であり、1印刷吐出周期の駆動波形または1空吐出周期の駆動波形が一つの吐出CHに入力されることにより、この吐出CHのノズル孔20でインク滴が吐出したり、微駆動の動作が行われたりする。そして、1印刷吐出周期(または1空吐出周期)で吐出CHに入力する駆動波形を異ならせることにより、吐出するインク滴の大きさを異ならせることができる。
なお、以下において、1印刷吐出周期と1空吐出周期との何れにも限定しないインク滴の吐出、または微駆動、非駆動の動作を行わせる信号の周期を1駆動周期ともいう。
Here, one print discharge cycle and one idle discharge cycle are one cycle of a drive waveform input during printing and idle discharge, respectively, and a drive waveform of one print discharge cycle or a drive waveform of one idle discharge cycle is obtained. By inputting to one ejection CH, ink droplets are ejected from the nozzle hole 20 of this ejection CH, or a fine driving operation is performed. The size of the ink droplets to be ejected can be varied by varying the drive waveform input to the ejection CH in one printing ejection cycle (or one idle ejection cycle).
In the following description, a period of a signal for performing ink droplet ejection or fine driving and non-driving operations is not limited to either one printing ejection period or one idle ejection period.

また、クロック信号は、ロジック回路の動作基準となる信号であり、ラッチ信号はラッチ回路712で一時的に記録データを記憶する(ラッチする)ための信号である。また、滴制御信号MNは、ヘッドドライバ509のスイッチ手段であるアナログスイッチ715の開閉をインク滴毎に指示する信号である。駆動波形生成部701が生成し、出力する駆動波形(以下、「生成駆動波形」という)を構成する駆動信号群の駆動パルス(駆動信号)を滴制御信号MNにより選択する。この選択ことによって、上述したように大きさの異なるインク滴を吐出させて大きさの異なるドットを打ち分けたり、非吐出の動作等を行わせたりすることができる。   The clock signal is a signal serving as an operation reference of the logic circuit, and the latch signal is a signal for temporarily storing (latching) recording data in the latch circuit 712. Further, the droplet control signal MN is a signal for instructing opening and closing of the analog switch 715 that is a switch unit of the head driver 509 for each ink droplet. A drive waveform (drive signal) of a drive signal group that constitutes a drive waveform (hereinafter referred to as “generated drive waveform”) generated and output by the drive waveform generation unit 701 is selected by the droplet control signal MN. By this selection, as described above, ink droplets having different sizes can be ejected to separate dots having different sizes, or a non-ejection operation can be performed.

ヘッドドライバ509は、シフトレジスタ711、ラッチ回路712、デコーダ713、レベルシフタ714及びアナログスイッチ715等を備える。シフトレジスタ711は、データ転送部702からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル画像データが入力されるものであり、ラッチ回路712は、シフトレジスタ711の各レジスト値をラッチ信号によって一時的に記憶するためのものである。   The head driver 509 includes a shift register 711, a latch circuit 712, a decoder 713, a level shifter 714, an analog switch 715, and the like. The shift register 711 receives a transfer clock (shift clock) and serial image data from the data transfer unit 702, and the latch circuit 712 temporarily stores each register value of the shift register 711 by a latch signal. Is for.

デコーダ713は、画像データと滴制御信号MNによるデータを基に、どの圧電素子56にどのような動作をさせるかの階調データ(各吐出CHに対して、大滴、中滴及び小滴の何れか液滴を吐出する吐出駆動、微駆動または非駆動の何れの動作を行わせるか、を指示するためのデータ)をデコードし、ロジック信号として出力するものである。ここで出力される階調データにより、どの吐出CHの圧電素子56に滴制御信号MN(詳細は後述するMN1〜MN9)で決まるどのような波形の信号を印加するのかが決まる。
レベルシフタ714は、デコーダ713によるロジック信号の出力をアナログスイッチ715が動作可能なレベルへとレベル変換するものである。ここで、ロジック信号とは、3[V]〜4[V]程度の低い電圧による信号であり、これにより各吐出CHがどのような動作をするのか、を制御している。上述した、クロック信号、ラッチ信号及び、滴制御信号MNはこのロジック信号である。このようなロジック信号の電圧はアナログスイッチ715を動作させるためには低すぎるため、レベルシフタ714ではアナログスイッチ715を動作可能なレベルまで電圧を増幅している。
アナログスイッチ715は、レベルシフタ714を介して与えられるデコーダ713の出力でオン/オフ(開閉)されるものである。
Based on the image data and the data based on the droplet control signal MN, the decoder 713 determines the gradation data indicating which operation is to be performed by which piezoelectric element 56 (for each ejection CH, large droplets, medium droplets, and small droplets). Data for instructing which one of discharge driving, fine driving, or non-driving operation for discharging any droplet is performed and is output as a logic signal. The gradation data output here determines what waveform signal to be applied to the piezoelectric element 56 of which ejection CH is applied by the droplet control signal MN (details will be described later MN1 to MN9).
The level shifter 714 converts the level of the logic signal output from the decoder 713 to a level at which the analog switch 715 can operate. Here, the logic signal is a signal with a low voltage of about 3 [V] to 4 [V], and controls how each discharge CH operates. The above-described clock signal, latch signal, and droplet control signal MN are this logic signal. Since the voltage of such a logic signal is too low for the analog switch 715 to operate, the level shifter 714 amplifies the voltage to a level at which the analog switch 715 can operate.
The analog switch 715 is turned on / off (opened / closed) by the output of the decoder 713 given through the level shifter 714.

アナログスイッチ715は、各吐出CHの各圧電素子56の個別電極である上部電極層153に接続され、駆動波形生成部701からの生成駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ(階調データ)と滴制御信号MNとをデコーダ713でデコードした結果に応じてアナログスイッチ715をオンにすることにより、生成駆動波形を構成する所定の駆動信号が選択されて駆動信号に対応する電位が各圧電素子56に印加される。   The analog switch 715 is connected to the upper electrode layer 153 that is an individual electrode of each piezoelectric element 56 of each ejection CH, and the generated drive waveform from the drive waveform generation unit 701 is input. Therefore, by turning on the analog switch 715 according to the result of decoding the serially transferred image data (gradation data) and the droplet control signal MN by the decoder 713, a predetermined drive signal constituting the generated drive waveform is The selected potential corresponding to the drive signal is applied to each piezoelectric element 56.

次に、駆動波形について説明する。
図7は、駆動波形の一例を示す説明図である。図7(a)は、駆動波形生成部701が生成し、出力する生成駆動波形の説明図であり、図7(b)〜(d)は、生成駆動波形から滴制御信号MNにより駆動信号Pが選択され、吐出CHに入力される入力駆動波形の例である。図7(b)は、微駆動を行う吐出CHへの入力駆動波形であり、図7(c)は、小さなインク滴を吐出する吐出CHへの入力駆動波形であり、図7(d)は、大きなインク滴を吐出する吐出CHへの入力駆動波形である。
Next, drive waveforms will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a drive waveform. FIG. 7A is an explanatory diagram of the generated drive waveform generated and output by the drive waveform generation unit 701. FIGS. 7B to 7D show the drive signal P based on the droplet control signal MN from the generated drive waveform. Is an example of an input drive waveform that is selected and input to the discharge CH. FIG. 7B shows an input drive waveform to the ejection CH that performs fine driving, FIG. 7C shows an input drive waveform to the ejection CH that ejects small ink droplets, and FIG. FIG. 6 is an input drive waveform to the discharge CH that discharges a large ink droplet.

プリンタ100では、駆動波形生成部701で生成される生成駆動波形は、図7(a)に示すように、1駆動周期内で時系列的に出力される六個の駆動信号(駆動パルス)P(第一駆動信号P1〜第六駆動信号P6)で構成される。図7中のVeは基準電位(中間電位)であり、各吐出CHでは圧電素子56の個別電極である上部電極層153に印加される駆動信号の電位が基準電位Veから立ち下がり、その後、立ち上がるときにインク滴を吐出する。   In the printer 100, as shown in FIG. 7A, the generated drive waveform generated by the drive waveform generation unit 701 is six drive signals (drive pulses) P output in time series within one drive cycle. (First drive signal P1 to sixth drive signal P6). Ve in FIG. 7 is a reference potential (intermediate potential), and in each ejection CH, the potential of the drive signal applied to the upper electrode layer 153 that is an individual electrode of the piezoelectric element 56 falls from the reference potential Ve, and then rises. Sometimes ink droplets are ejected.

図8は、駆動信号Pにおける基準電位Veから立ち下がり、及び、その後の立ち上がりについての説明図である。
図8(a)は、1駆動周期内に駆動信号Pが一つだけの状態の説明図であり、図8(b)は、図8(b)中の駆動信号Pの拡大説明図である。図8(b)中のβで示す部分のように電位が下がる方向にシフトしている部分が立ち下がりの部分であり、図8(b)中のαで示す部分のように電位が上がる方向にシフトしている部分が立ち上がりの部分である。
そして、図7中のα2〜α5で示す立ち上がりの部分の信号に対応したタイミングでインク滴の吐出がなされる。なお、第一駆動信号P1では、α1で示す立ち上がりの部分の電位の変異が小さく、インク滴の吐出がなされるほどの圧力とならず、個別液室14内でインク液が振動する微駆動となる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the fall from the reference potential Ve in the drive signal P and the subsequent rise.
FIG. 8A is an explanatory diagram showing a state in which there is only one drive signal P within one drive cycle, and FIG. 8B is an enlarged explanatory diagram of the drive signal P in FIG. 8B. . A portion where the potential is shifted in the direction in which the potential decreases like the portion indicated by β in FIG. 8B is a falling portion, and the direction where the potential increases as in the portion indicated by α in FIG. 8B. The part shifted to is the rising part.
Then, ink droplets are ejected at a timing corresponding to the signals of the rising portions indicated by α2 to α5 in FIG. In the first drive signal P1, the variation in potential at the rising portion indicated by α1 is small, the pressure is not so high that ink droplets are ejected, and the fine drive in which the ink liquid vibrates in the individual liquid chamber 14. Become.

基準電位Veとは、印字動作中に駆動信号Pが印加されていない状態の圧電素子56(上部電極層153)に印加されている電位のことであり、上部電極層153に電位が印加され、圧電素子56に電圧が印加されると振動板層55はノズル孔20側に撓む構成である。
図9は、一つの吐出CHにおける圧電素子56に電圧がかかっていない状態と、電圧がかかっている状態との振動板層55の形状を示す概略図である。図9(a)は圧電素子56に電圧がかかっていない状態の説明図であり、図9(b)は圧電素子56に電圧がかかっている状態の説明図である。振動板層55は、図9(a)に示す状態から図9(b)で示すように圧電素子56に電圧がかかっているとノズル孔20側に撓むが、図9(a)に示す状態からノズル孔20の反対側には撓まない構成となっている。
The reference potential Ve is a potential applied to the piezoelectric element 56 (upper electrode layer 153) in a state where the drive signal P is not applied during the printing operation, and the potential is applied to the upper electrode layer 153. When a voltage is applied to the piezoelectric element 56, the diaphragm layer 55 is configured to bend toward the nozzle hole 20 side.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the shape of the diaphragm layer 55 in a state where no voltage is applied to the piezoelectric element 56 in one ejection CH and a state where a voltage is applied. FIG. 9A is an explanatory diagram in a state where no voltage is applied to the piezoelectric element 56, and FIG. 9B is an explanatory diagram in a state where a voltage is applied to the piezoelectric element 56. The diaphragm layer 55 bends toward the nozzle hole 20 when a voltage is applied to the piezoelectric element 56 as shown in FIG. 9B from the state shown in FIG. 9A, but as shown in FIG. From the state, it is configured not to bend to the opposite side of the nozzle hole 20.

図10は、圧電素子56に基準電位Veが印加された状態から電位を立ち下げた後、電位を立ち上げたときのノズル孔20近傍のインク液の変化の説明図である。
図10(a)は、基準電位Veが印加された状態の説明図、図10(b)は、電位を立ち下げた状態の説明図、図10(c)は、基準電位Veまで電位を立ち上げた状態の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of changes in the ink liquid in the vicinity of the nozzle holes 20 when the potential is raised after the potential is lowered from the state in which the reference potential Ve is applied to the piezoelectric element 56.
10A is an explanatory diagram of a state in which the reference potential Ve is applied, FIG. 10B is an explanatory diagram of a state in which the potential is lowered, and FIG. 10C is a diagram in which the potential is raised to the reference potential Ve. It is explanatory drawing of the raised state.

図8に示す駆動信号Pにおいて、圧電素子56に基準電位Veを印加している状態では、振動板層55は図9(b)のようにノズル孔20側に撓んだ状態となる。これは、圧電素子56に電位が印加されていない図9(a)で示す状態から電位が印加されることにより圧電素子56が膨張し、振動板層55を図9中の下方に押し下げるためである。一方、ノズル孔20の近傍については、基準電位Veを印加している状態では、図10(a)に示すようにノズル孔20の出口近傍にメニスカス21aが形成された状態となる。
このような状態で、図8(b)中のβで示す部分ように圧電素子56に印加される電位が基準電位Veから立ち下がると、圧電素子56が図9(b)の状態よりも収縮し、振動板層55が個別液室14の容積を膨張させる方向(ノズル孔20とは反対方向)に変位する。これにより、共通液室18から個別液室14にインク液が流入し、図9(a)で示す状態となる。このとき、ノズル孔20ではメニスカス21aが図10(a)で示す状態よりも引き込まれ、図10(b)で示す状態となる。
In the drive signal P shown in FIG. 8, when the reference potential Ve is applied to the piezoelectric element 56, the diaphragm layer 55 is bent toward the nozzle hole 20 as shown in FIG. 9B. This is because the piezoelectric element 56 expands when a potential is applied from the state shown in FIG. 9A in which no potential is applied to the piezoelectric element 56, and the diaphragm layer 55 is pushed downward in FIG. is there. On the other hand, in the vicinity of the nozzle hole 20, when the reference potential Ve is applied, the meniscus 21a is formed in the vicinity of the outlet of the nozzle hole 20 as shown in FIG.
In this state, when the potential applied to the piezoelectric element 56 falls from the reference potential Ve as indicated by β in FIG. 8B, the piezoelectric element 56 contracts more than the state of FIG. 9B. Then, the vibration plate layer 55 is displaced in the direction in which the volume of the individual liquid chamber 14 is expanded (the direction opposite to the nozzle hole 20). As a result, the ink liquid flows from the common liquid chamber 18 into the individual liquid chamber 14, and the state shown in FIG. At this time, the meniscus 21a is drawn into the nozzle hole 20 from the state shown in FIG. 10A, and the state shown in FIG.

その後、図8(b)中のαで示す部分ように圧電素子56に印加される電位が立ち上がると、圧電素子56が再び膨張し、振動板層55がノズル孔20側に撓むように変異して図9(b)で示す状態となる。これにより、個別液室14の容積が収縮し、個別液室14内のインク液が加圧され、図10(c)に示すように、ノズル孔20からインク滴21が吐出される。
このように、圧電素子56に電圧がかかっている状態から、電圧がかかっていない状態とする動作によって、個別液室14にインク液を引き込んでいる。このため、画像形成時における駆動信号Pを印加しないタイミングでは、圧電素子56に対して常に基準電位Veをかけて振動板層55をノズル孔20側に撓ませた状態(図9(b)の状態)としている。
Thereafter, when the potential applied to the piezoelectric element 56 rises as indicated by α in FIG. 8B, the piezoelectric element 56 expands again, and the diaphragm layer 55 is deformed to bend toward the nozzle hole 20 side. The state shown in FIG. As a result, the volume of the individual liquid chamber 14 contracts, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 is pressurized, and the ink droplets 21 are ejected from the nozzle holes 20 as shown in FIG.
As described above, the ink liquid is drawn into the individual liquid chamber 14 by the operation of changing the state in which the voltage is applied to the piezoelectric element 56 to the state in which the voltage is not applied. For this reason, at the timing when the drive signal P is not applied at the time of image formation, the reference potential Ve is always applied to the piezoelectric element 56 and the diaphragm layer 55 is bent toward the nozzle hole 20 (in FIG. 9B). State).

図7に示す1駆動周期を構成する複数の駆動信号Pのうち、第一駆動信号P1は、インク滴を吐出しない程度の圧力を発生させることにより、ノズル孔20内のインク液を振動させる微駆動信号である。基準電位Veから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Veまで直線的に立ち上がる波形要素で構成される。
第二駆動信号P2及び第三駆動信号P3は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号である。基準電位Veから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Veまで段階的に立ち上がる波形要素で構成される。
第四駆動信号P4は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号である。基準電位Veから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位を保持する波形要素、電位保持後、基準電位Veまで直線的に立ち上がる波形要素で構成される。
Of the plurality of drive signals P constituting one drive cycle shown in FIG. 7, the first drive signal P1 generates a pressure that does not eject ink droplets, thereby vibrating the ink liquid in the nozzle holes 20. This is a drive signal. The waveform element falls from the reference potential Ve, the waveform element holds the potential after the fall, and the waveform element rises linearly up to the reference potential Ve after holding the potential.
The second drive signal P2 and the third drive signal P3 are ejection drive signals for ejecting ink droplets. It comprises a waveform element that falls from the reference potential Ve, a waveform element that holds the potential after the fall, and a waveform element that rises stepwise to the reference potential Ve after holding the potential.
The fourth drive signal P4 is an ejection drive signal for ejecting ink droplets. The waveform element falls from the reference potential Ve, the waveform element holds the potential after the fall, and the waveform element rises linearly up to the reference potential Ve after holding the potential.

第五駆動信号P5は、インク滴を吐出させる吐出駆動信号であり、基準電位Veから立ち下がる波形要素、立ち下り後の電位に保持する波形要素、電位保持後、基準電位Veを越えて所定の電位まで立ち上がる波形要素、立ち上がり後の電位に保持する波形要素、電位保持後、更に立ち上がる波形要素、更に立ち上がった後の電位に保持する波形要素、電位保持後、基準電位まで立ち下がる波形要素(β5)で構成される。
なお、インク滴21を一滴吐出させると、その吐出させた反動でメニスカス21aが振動する。メニスカスが振動している状態で、次のインク滴21を吐出すると、所望の吐出速度が出ない等の影響がある。
The fifth drive signal P5 is an ejection drive signal for ejecting ink droplets. The waveform element falls from the reference potential Ve, the waveform element held at the potential after the fall, and after holding the potential, the reference potential Ve is exceeded and a predetermined value is exceeded. Waveform element rising to potential, waveform element holding to potential after rising, waveform element rising after holding potential, waveform element holding to potential after further rising, waveform element falling to reference potential after holding potential (β5 ).
When one drop of the ink droplet 21 is ejected, the meniscus 21a vibrates by the ejected reaction. If the next ink droplet 21 is ejected while the meniscus is oscillating, there is an effect that a desired ejection speed cannot be obtained.

また、第五駆動信号P5では、β5で示す波形要素によってメニスカスの振動を抑制している。これは、以下の作用による。すなわち、1駆動周期の最後で基準電位Veとなる前に、基準電位Veよりも高い電位とすることで、個別液室14内の容積を基準電位Veの状態よりも小さくなる。その後、β5の波形要素で個別液室14内の容積が膨張することで、ノズル孔20内のインク液が個別液室14に向かう圧力差が作用し、メニスカス21aが引き込まれる力が作用し、メニスカスの振動を抑制することができる。   In the fifth drive signal P5, the vibration of the meniscus is suppressed by the waveform element indicated by β5. This is due to the following actions. That is, by setting the potential higher than the reference potential Ve before reaching the reference potential Ve at the end of one driving cycle, the volume in the individual liquid chamber 14 becomes smaller than the state of the reference potential Ve. Thereafter, the volume in the individual liquid chamber 14 is expanded by the waveform element of β5, so that the pressure difference in which the ink liquid in the nozzle hole 20 is directed to the individual liquid chamber 14 acts, and the force for drawing the meniscus 21a acts. Meniscus vibration can be suppressed.

なお、図7(a)の生成駆動波形は一例であり、駆動信号Pとして、立ち下がり後、段階的に基準電位Veまで立ち上がるものと、直線的に基準電位Veまで立ち上がるものとの両方を含んだ波形となっている。生成駆動波形としては、図11に示すように、第二駆動信号P2と第三駆動信号P3とを、立ち下がり後、基準電位Veまで直線的に立ち上がる駆動信号Pとしても良い。   7A is an example, and the drive signal P includes both a signal that rises to the reference potential Ve stepwise after falling and a signal that rises to the reference potential Ve linearly after falling. It has a waveform. As the generated drive waveform, as shown in FIG. 11, the second drive signal P2 and the third drive signal P3 may be a drive signal P that rises linearly to the reference potential Ve after the fall.

図7(a)に示す生成駆動波形を構成する駆動信号P(P1〜P6)のどのような組み合わせが、入力駆動波形として吐出CHに入力されるかは、前述したように滴制御信号MN(MN1〜MN9)で制御される。すなわち、滴制御信号MNは各圧電素子56に印加する電位の波形を決定するための信号であり、生成駆動波形から波形を切り出す信号ということができる。   As described above, the combination of the drive signals P (P1 to P6) constituting the generated drive waveform shown in FIG. 7A is input to the discharge CH as the input drive waveform. Controlled by MN1 to MN9). That is, the droplet control signal MN is a signal for determining the waveform of the potential applied to each piezoelectric element 56, and can be said to be a signal for cutting out the waveform from the generated drive waveform.

プリンタ100では、滴制御信号MNが、第一滴制御信号MN1、第二滴制御信号MN2・・・・、第九滴制御信号MN9の9種類ある構成である。そして、記録ヘッド51の吐出CHが全部で400CHあると、全400CHのそれぞれに、この9つの何れかの滴制御信号MNによって決定された(切り出された)入力駆動波形が印加される。
各滴制御信号MNに対応してどのような入力駆動波形が印加されるかは予め設定しておく。例えば、図7(b)は第一滴制御信号MN1に対応する波形、図7(c)は第二滴制御信号MN2に対応する波形であり、図7(d)は第九滴制御信号MN9に対応する波形である。
In the printer 100, there are nine types of droplet control signals MN including a first droplet control signal MN1, a second droplet control signal MN2,..., And a ninth droplet control signal MN9. If the total discharge CH of the recording head 51 is 400 CH, an input drive waveform determined (cut out) by any one of the nine droplet control signals MN is applied to each of all 400 CH.
What input drive waveform is applied corresponding to each droplet control signal MN is set in advance. For example, FIG. 7B shows a waveform corresponding to the first drop control signal MN1, FIG. 7C shows a waveform corresponding to the second drop control signal MN2, and FIG. 7D shows the ninth drop control signal MN9. Is a waveform corresponding to.

プリンタ100では、図7(b)の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第一滴制御信号MN1としてあらかじめ設定しておく。これにより、ある吐出CHの圧電素子56に対して微駆動を行わせる場合には、当該吐出CHでの第一滴制御信号MN1の動作指示のデータ(図6中の「画像データ」)がシフトレジスタ711に送られ、ラッチ回路712を経由して、デコーダ713に送られる。その後、デコーダ713で、当該吐出CHの圧電素子56に対して予め設定してあった第一滴制御信号MN1による動作(図7(b)の波形になるように生成駆動波形から切り出された入力駆動波形に対応する動作)の指示を行う信号(ロジック信号)が出力される。   In the printer 100, an analog switch switching operation for cutting out the waveform of FIG. 7B from the generated drive waveform is set in advance as the first drop control signal MN1. Accordingly, when the piezoelectric element 56 of a certain discharge CH is finely driven, the operation instruction data (“image data” in FIG. 6) of the first droplet control signal MN1 in the discharge CH is shifted. It is sent to the register 711 and sent to the decoder 713 via the latch circuit 712. Thereafter, the decoder 713 operates in accordance with the first drop control signal MN1 set in advance for the piezoelectric element 56 of the discharge CH (the input cut out from the generated drive waveform so as to have the waveform of FIG. 7B). A signal (logic signal) for instructing an operation corresponding to the drive waveform is output.

この信号は約3.5[V]と低電圧で、アナログスイッチ715を動作させるには電圧が低いため、この後、レベルシフタ714にてアナログスイッチ715を動作可能なレベルまで電圧を増幅し、生成駆動波形に対して第一滴制御信号MN1による切り替え動作(生成駆動波形のうち第一駆動信号P1だけを通す動作)を行うことによって、圧電素子56に図7(b)の波形が印加される。このように、第一滴制御信号MN1により決定された波形が圧電素子56に印加されると該当する吐出CHで微駆動の動作が行われる。   This signal is a low voltage of about 3.5 [V], and the voltage is low to operate the analog switch 715. After that, the level shifter 714 amplifies the voltage to a level at which the analog switch 715 can operate and generates it. 7B is applied to the piezoelectric element 56 by performing a switching operation by the first droplet control signal MN1 on the driving waveform (an operation in which only the first driving signal P1 is passed among the generated driving waveforms). . As described above, when the waveform determined by the first droplet control signal MN1 is applied to the piezoelectric element 56, a fine driving operation is performed with the corresponding discharge CH.

また、インク滴を吐出する場合も同様であり、第三駆動信号P3はインク液を吐出させる駆動信号であるが、この第三駆動信号P3だけを通す(切り出す)滴制御信号MNを第二滴制御信号MN2に予め設定している。これにより、第二滴制御信号MN2により決定された波形(図7(c)の波形)が圧電素子56に印加されると小さなインク滴を吐出させる動作が行われる。同様に、第九滴制御信号MN9により決定された波形(図7(d)の波形)が圧電素子56に印加されると大きなインク滴を吐出させる動作が行われる。   The same applies to the case of ejecting ink droplets, and the third drive signal P3 is a drive signal for ejecting ink liquid, but the second droplet is supplied with a droplet control signal MN that passes (cuts out) only the third drive signal P3. It is preset in the control signal MN2. Thus, when the waveform determined by the second droplet control signal MN2 (the waveform of FIG. 7C) is applied to the piezoelectric element 56, an operation of ejecting a small ink droplet is performed. Similarly, when the waveform determined by the ninth droplet control signal MN9 (the waveform of FIG. 7D) is applied to the piezoelectric element 56, an operation of ejecting a large ink droplet is performed.

なお、図7(d)に示す入力駆動波形では、1駆動周期中に、四回の吐出を行う波形要素(α2〜α5)がある。このような入力駆動波形が入力された吐出CHでは、1駆動周期中の先に吐出されたインク滴が紙面に到達する前に、同じ1駆動周期中の後に吐出されたインク滴が吐出され、先のインク滴に追い付いて一つのインク滴となった状態で紙面に到達する。このため、図7(c)のように1駆動周期中に吐出を行う波形要素が一回の入力駆動波形が入力された吐出CHでは小さなインク滴を吐出し、図7(d)のように1駆動周期中に吐出を行う波形要素が四回の入力駆動波形が入力された吐出CHでは大きなインク滴を吐出することとなる。   In the input drive waveform shown in FIG. 7D, there are waveform elements (α2 to α5) for performing ejection four times during one drive cycle. In the ejection CH to which such an input driving waveform is input, before the ink droplet ejected earlier in one driving cycle reaches the paper surface, the ink droplet ejected after the same one driving cycle is ejected, It catches up with the previous ink droplet and reaches the paper surface in a state where it becomes one ink droplet. For this reason, as shown in FIG. 7C, a small ink droplet is ejected in the ejection CH in which the input driving waveform is inputted as a waveform element that ejects in one driving cycle as shown in FIG. A large ink droplet is ejected in the ejection CH in which the waveform element for ejecting during one driving cycle is inputted with the input driving waveform of four times.

図12は、インク滴の吐出の説明図である。
図12(a)は、停止した用紙30に対して記録ヘッド51が矢印D方向に移動する際の一つの吐出CHに対して、第二滴制御信号MN2→第二滴制御信号MN2→第九滴制御信号MN9→第一滴制御信号MN1の順の滴制御信号MNに対応した入力駆動波形が入力されたときに各タイミングで吐出されるインク滴の説明図である。
図12(b)は、図12(a)で示すように吐出されたインク滴によって画像が形成された用紙30の上面図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of ink droplet ejection.
FIG. 12A shows the second droplet control signal MN2 → second droplet control signal MN2 → ninth for one ejection CH when the recording head 51 moves in the arrow D direction with respect to the stopped paper 30. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of ink droplets ejected at each timing when an input drive waveform corresponding to a droplet control signal MN in the order of droplet control signal MN9 → first droplet control signal MN1 is input.
FIG. 12B is a top view of the paper 30 on which an image is formed by the ejected ink droplets as shown in FIG.

(i)及び(ii)のタイミングでは、当該吐出CHには、第二滴制御信号MN2に対応した入力駆動波形が入力されるため、ノズル孔20からは小さなインク滴(小滴)が用紙30に向かって吐出される。また、(iii)のタイミングでは、第九滴制御信号MN9に対応した入力駆動波形が入力されるため、ノズル孔20からは大きなインク滴(大滴)が用紙30に向かって吐出される。一方、(iv)のタイミングでは、第一滴制御信号MN1に対応した入力駆動波形が入力されるため、吐出CHで微駆動が行われ、ノズル孔20からインク滴は吐出されない。   At the timings (i) and (ii), an input drive waveform corresponding to the second droplet control signal MN2 is input to the ejection CH, so that a small ink droplet (small droplet) is ejected from the nozzle hole 20 to the paper 30. It is discharged toward. At the timing of (iii), an input drive waveform corresponding to the ninth droplet control signal MN9 is input, so that a large ink droplet (large droplet) is ejected from the nozzle hole 20 toward the paper 30. On the other hand, since the input drive waveform corresponding to the first droplet control signal MN1 is input at the timing (iv), fine driving is performed by the ejection CH, and no ink droplet is ejected from the nozzle hole 20.

図12(b)で示すように、(i)及び(ii)のタイミングで形成された画像は小径の画像となり、(iii)のタイミングで形成された画像は大径の画像となる。そして、(iv)のタイミングで当該ノズル孔20と対向した位置には画像が形成されていない。
なお、図12(b)中に示す矢印Eは、1駆動周期に対応する紙面上の領域を示す。
図12(a)及び(b)で示した例では、記録ヘッド51の動きとの対応をとるため、インク滴同士の間隔を広く示しているが、実際はインク滴同士の間隔はより狭くなり、このような動作を複数の吐出CHで行うことにより、図12(c)で示すような画像が形成される。
As shown in FIG. 12B, the image formed at the timings (i) and (ii) is a small-diameter image, and the image formed at the timing (iii) is a large-diameter image. An image is not formed at a position facing the nozzle hole 20 at the timing (iv).
Note that an arrow E shown in FIG. 12B indicates an area on the paper surface corresponding to one driving cycle.
In the example shown in FIGS. 12A and 12B, the interval between the ink droplets is shown wide in order to correspond to the movement of the recording head 51, but the interval between the ink droplets is actually narrower, By performing such an operation with a plurality of ejection channels, an image as shown in FIG. 12C is formed.

次に、記録ヘッド51内でのインク液の温度上昇について説明する。
図13は、図5(a)と同様の断面における記録ヘッド51の断面図であり、共通液室18に熱が伝達する状態の説明図である。図14は、共通液室18とヘッドドライバ509との位置関係を示す記録ヘッド51の斜視説明図である。
また、図1は、インク液の温度分布を示した記録ヘッド51の分解斜視図であり、図1では、「高」で示す側ほどインク液の温度が高く、「低」で示す側ほどインク液の温度が低くなることを示している。なお、図1では、複数の圧電素子保護空間22同士を仕切る補強壁23の記載を省略している。
Next, the temperature rise of the ink liquid in the recording head 51 will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view of the recording head 51 in the same cross section as FIG. 5A, and is an explanatory view showing a state where heat is transferred to the common liquid chamber 18. FIG. 14 is an explanatory perspective view of the recording head 51 showing the positional relationship between the common liquid chamber 18 and the head driver 509.
FIG. 1 is an exploded perspective view of the recording head 51 showing the temperature distribution of the ink liquid. In FIG. 1, the temperature of the ink liquid is higher on the side indicated by “high” and the ink is indicated on the side indicated by “low”. It shows that the temperature of the liquid is lowered. In FIG. 1, the description of the reinforcing wall 23 that partitions the plurality of piezoelectric element protection spaces 22 is omitted.

供給口102bから記録ヘッド51に供給されたインク液は、共通液室18を通過した後、吐出液室である各個別液室14を通過してノズル孔20から吐出される。このときの供給口102bから共通液室18を通過するインク液の流れを図14中の矢印Lで示す。
ノズル孔20を吐出する際に駆動する圧電アクチュエータ200及び圧電アクチュエータ200の圧電素子56に印加する電位を制御するヘッドドライバ509は駆動により発熱する。
図13及び図14中の矢印H1は、ヘッドドライバ509からの熱の伝達を示しており、矢印H2は、圧電アクチュエータ200からの熱の伝達を示している。
The ink liquid supplied to the recording head 51 from the supply port 102 b passes through the common liquid chamber 18, then passes through the individual liquid chambers 14 that are discharge liquid chambers, and is discharged from the nozzle holes 20. The flow of ink liquid passing through the common liquid chamber 18 from the supply port 102b at this time is indicated by an arrow L in FIG.
The piezoelectric actuator 200 that is driven when ejecting the nozzle hole 20 and the head driver 509 that controls the potential applied to the piezoelectric element 56 of the piezoelectric actuator 200 generate heat when driven.
An arrow H1 in FIGS. 13 and 14 indicates heat transfer from the head driver 509, and an arrow H2 indicates heat transfer from the piezoelectric actuator 200.

図14中の矢印Lで示す共通液室18をインク液が通過する際、圧電アクチュエータ200やヘッドドライバ509の発熱により、記録ヘッド51内のインク液の温度が上昇する。これは、図13及び図14に示すように、ヘッドドライバ509と複数の圧電アクチュエータ200とが共通液室18のすぐ近くに、且つ、共通液室18の長手方向に平行に配置され、供給口102bから供給されたインク液が共通液室18を通ってノズル孔20から吐出されるまでの間に、駆動により発熱した圧電アクチュエータ200及びヘッドドライバ509により加熱され続けるためである。   When the ink liquid passes through the common liquid chamber 18 indicated by an arrow L in FIG. 14, the temperature of the ink liquid in the recording head 51 rises due to heat generated by the piezoelectric actuator 200 and the head driver 509. As shown in FIGS. 13 and 14, the head driver 509 and the plurality of piezoelectric actuators 200 are arranged in the immediate vicinity of the common liquid chamber 18 and parallel to the longitudinal direction of the common liquid chamber 18. This is because the ink liquid supplied from 102 b continues to be heated by the piezoelectric actuator 200 and the head driver 509 that generate heat by driving until the ink liquid is discharged from the nozzle hole 20 through the common liquid chamber 18.

また、図1に示すように、インク液の温度の上昇は供給口102bから離れた位置の個別液室14ほど、すなわち、共通液室18内におけるインク液の通過経路の下流側で共通液室18に連通する個別液室14ほど内顕著である。供給口102bから離れた位置にある個別液室14に流入するインク液は、供給口102b近傍の個別液室14に流入するインク液と比較して個別液室14に到達するまでの流路が長く、より長い時間加熱され続けるため、温度の上昇が顕著となる。また、図1や図5に示すように、個別液室14と共通液室18とはつながっているため、供給口102bから離れた位置では、非吐出の吐出CHの個別液室14であっても、共通液室18側のインク液から熱が伝わる。よって、供給口102bよりも遠い位置にある個別液室14内のインク液は、吐出CHの吐出・非吐出に関わらず、供給口102b付近の個別液室14内のインク液よりも温度が高くなる。   Further, as shown in FIG. 1, the temperature of the ink liquid rises as the individual liquid chamber 14 is located farther from the supply port 102b, that is, on the downstream side of the ink liquid passage in the common liquid chamber 18. The individual liquid chambers 14 communicating with 18 are more prominent. The ink liquid flowing into the individual liquid chamber 14 at a position away from the supply port 102b has a flow path until reaching the individual liquid chamber 14 as compared with the ink liquid flowing into the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b. Since the heating is continued for a longer time, the temperature rise becomes significant. Further, as shown in FIGS. 1 and 5, since the individual liquid chamber 14 and the common liquid chamber 18 are connected to each other, the individual liquid chamber 14 of the non-ejection discharge CH is located at a position away from the supply port 102b. However, heat is transmitted from the ink liquid on the common liquid chamber 18 side. Therefore, the temperature of the ink liquid in the individual liquid chamber 14 located farther from the supply port 102b is higher than that of the ink liquid in the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b regardless of whether the discharge CH is discharged or not. Become.

一般的に温度が高いインク液を収容する個別液室14は、温度が低いインク液を収容する個別液室14と比較して印加する微駆動の駆動信号(パルス)の頻度を少なく、振幅を小さくすることができる。これは、以下の理由による。   In general, the individual liquid chamber 14 that stores the ink liquid having a high temperature has a smaller frequency of the drive signal (pulse) of fine driving applied than the individual liquid chamber 14 that stores the ink liquid having a low temperature, and has an amplitude. Can be small. This is due to the following reason.

すなわち、もともと微駆動は、非吐出の状態の時間が長くなった場合に、メニスカス21a付近のインク液が増粘することで、次に吐出させる際にインク滴が曲がったり、不吐出になったりすることを防止するために印加するパルスである。また、インク液は温度が高いほど粘度が低く、温度が低くなると粘度が高くなる。このため、記録ヘッド51内のインク液の温度分布に応じたインク液の粘度分布が生じ、温度の高く粘度が低いインク液は、温度が低く粘度の高いインク液と比較して、増粘しにくい。よって、温度が高いインク液を収容する個別液室14は、非吐出時にメニスカス21aを頻繁にゆすったり、大きくゆすったりしなくても、次に吐出パルスを印加した際にインク滴が曲がったり、不吐出となったり、といった吐出異常は起こりにくい。   That is, in the fine drive originally, when the time of the non-ejection state becomes long, the ink liquid near the meniscus 21a is thickened, so that the ink droplet is bent or non-ejection when the next ejection is performed. This is a pulse to be applied to prevent this. The ink liquid has a lower viscosity as the temperature is higher, and the viscosity is higher as the temperature is lower. Therefore, a viscosity distribution of the ink liquid corresponding to the temperature distribution of the ink liquid in the recording head 51 is generated, and the ink liquid having a high temperature and a low viscosity is thickened as compared with the ink liquid having a low temperature and a high viscosity. Hateful. Therefore, the individual liquid chamber 14 that stores the ink liquid having a high temperature may be bent when the ejection pulse is applied next, even if the meniscus 21a is not frequently shaken or shaken greatly during non-ejection. Discharge abnormalities such as non-ejection are unlikely to occur.

従来のインクジェット方式のプリンタでは記録ヘッド全体ごと、または、列ごとに全ての吐出CHで一律の微駆動パルスを印加していた。このため、温度の高いインク液が流入している個別液室上の圧電素子にも低いインク液が流入している個別液室上の圧電素子と同じ微駆動パルスを印加していた。つまり、温度の高いインク液が流入している個別液室上の圧電素子に必要以上のパルスが印加されており、このことが消費電力を上げる一因となっていた。また、温度が低く粘度が高いインク液を十分に攪拌できる微駆動と同様の微駆動を、温度が高く粘性が低いインク液に対して同様に行うと、攪拌されたインク液がノズル孔から漏れ出すおそれがある。   In a conventional ink jet printer, a uniform fine driving pulse is applied to all ejection CHs for the entire recording head or for each column. For this reason, the same fine driving pulse as that of the piezoelectric element on the individual liquid chamber into which the low ink liquid flows is applied to the piezoelectric element on the individual liquid chamber into which the high temperature ink liquid flows. That is, more pulses than necessary are applied to the piezoelectric elements on the individual liquid chambers into which the ink liquid having a high temperature flows, and this contributes to an increase in power consumption. In addition, if the same fine driving as the fine driving that can sufficiently stir ink liquid with low temperature and high viscosity is performed in the same way for ink liquid with high temperature and low viscosity, the stirred ink liquid leaks from the nozzle hole. There is a risk of release.

〔実施例1〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド51の一つ目の実施例(以下、実施例1と呼ぶ)について説明する。
図1を用いて説明したように、記録ヘッド51内のインク液は、供給口102bから離れた位置ほど温度が高くなり、粘度が低くなる。このことを利用し、実施例1の記録ヘッド51では、供給口102bから遠い位置にある個別液室14上の圧電素子に印加する微駆動パルスの頻度を供給口102b付近の個別液室14上の圧電素子よりも少なくする構成としている。このような構成により必要以上に印加されるパルスを低減させ、消費電力を従来例よりも抑えることができる。
[Example 1]
Next, a first embodiment of the recording head 51 to which the present invention is applied (hereinafter referred to as Embodiment 1) will be described.
As described with reference to FIG. 1, the temperature of the ink liquid in the recording head 51 becomes higher and the viscosity becomes lower as the position is farther from the supply port 102b. By utilizing this fact, in the recording head 51 of the first embodiment, the frequency of the fine driving pulse applied to the piezoelectric element on the individual liquid chamber 14 located far from the supply port 102b is set on the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b. The number of piezoelectric elements is less than that of the piezoelectric element. With such a configuration, pulses applied more than necessary can be reduced, and power consumption can be suppressed as compared with the conventional example.

図15は、実施例1の記録ヘッドで用いる駆動波形の説明図であり、生成駆動波形は図7を用いて説明した一例と同じ波形である。図15(a)は、生成駆動波形の説明図であり、図15(b)は、微駆動を行う吐出CHへの入力駆動波形であり、図15(c)は、駆動を行わない吐出CHへの入力駆動波形である。実施例1では、図7を用いて説明した三つの滴制御信号MN(MN1、MN2及びMN9)の他に、図15(c)の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第三滴制御信号MN3に対応する動作としてあらかじめ設定しておく。   FIG. 15 is an explanatory diagram of the drive waveform used in the recording head of Example 1, and the generated drive waveform is the same waveform as the example described with reference to FIG. FIG. 15A is an explanatory diagram of the generated drive waveform, FIG. 15B is an input drive waveform to the discharge CH that performs fine driving, and FIG. 15C illustrates the discharge CH that does not perform driving. It is an input drive waveform to. In the first embodiment, in addition to the three droplet control signals MN (MN1, MN2, and MN9) described with reference to FIG. 7, an analog switch switching operation for cutting out the waveform of FIG. 15C from the generated drive waveform is performed. An operation corresponding to the third drop control signal MN3 is set in advance.

図16は、実施例1の記録ヘッド51の非吐出の吐出CHに対応した滴制御信号MNと、吐出CHに印加される駆動波形との経時制御の説明図である。図16(a)は、供給口102b付近の吐出CHに対する制御の説明図であり、図16(b)は、供給口102bから遠い位置の吐出CHに対する制御の説明図である。   FIG. 16 is an explanatory diagram of the temporal control of the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH of the recording head 51 of Example 1 and the drive waveform applied to the ejection CH. FIG. 16A is an explanatory diagram of the control for the discharge CH near the supply port 102b, and FIG. 16B is an explanatory diagram of the control for the discharge CH at a position far from the supply port 102b.

供給口102b付近の非吐出の吐出CHに対応する滴制御信号MNとして、データ転送部702は第一滴制御信号MN1のみを出力する。これにより、供給口102b付近の非吐出の吐出CHは、図16(a)に示すように、各駆動周期で図15(b)の入力駆動波形が入力され、供給口102b付近の非吐出の吐出CHでは各駆動周期において微駆動が行われる。
一方、供給口102bから遠い位置にある非吐出の吐出CHに対応する滴制御信号MNとしては、データ転送部702は第一滴制御信号MN1と第三滴制御信号MN3とを交互に出力する。これにより、供給口102bから遠い位置の非吐出の吐出CHは、図16(b)に示すように、1駆動周期毎に図15(b)の入力駆動波形と図15(c)の入力駆動波形とが交互に入力される。これにより、供給口102bから遠い位置にある非吐出の吐出CHに1駆動周期毎に微駆動と非駆動とが交互に行われる。
また前述のとおり、どの圧電素子にどのタイミングで微駆動パルスを印加するかは、図6中の制御部500によって制御される。
The data transfer unit 702 outputs only the first droplet control signal MN1 as the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH near the supply port 102b. As a result, as shown in FIG. 16A, the non-ejection discharge CH near the supply port 102b receives the input drive waveform shown in FIG. 15B in each drive cycle, and the non-ejection discharge CH near the supply port 102b. In the discharge CH, fine driving is performed in each driving cycle.
On the other hand, as the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH located far from the supply port 102b, the data transfer unit 702 alternately outputs the first droplet control signal MN1 and the third droplet control signal MN3. As a result, the non-ejection discharge CH at a position far from the supply port 102b is, as shown in FIG. 16B, the input drive waveform of FIG. 15B and the input drive of FIG. Waveforms are input alternately. As a result, fine driving and non-driving are alternately performed for each non-ejection discharge CH located at a position far from the supply port 102b for each drive cycle.
Further, as described above, the timing at which the fine driving pulse is applied to which piezoelectric element is controlled by the control unit 500 in FIG.

例えば、共通液室18の長手方向(図中の矢印B方向)に400個の個別液室14が配置されており、長手方向の一端から200個目と201個目との間に、供給口102bの中心が位置する構造であるとする。この場合、長手方向の一端から数えて1〜50個目、及び、351〜400個目のそれぞれ50個ずつの個別液室14を供給口102bから遠い位置とし、これらの個別液室14に対応する各圧電素子56には、非吐出のタイミングでは図16(b)の駆動波形が印加される。一方、それ以外の個別液室14(51〜350個目の300個)は、供給口102b付近として、対応する各圧電素子56には、非吐出のタイミングでは図16(a)の駆動波形が印加される。
このように制御することにより、供給口102bから遠い個別液室14上の圧電素子56に印加する微駆動パルスの頻度を供給口102b付近の個別液室14上の圧電素子56よりも少なくする構成を実現することができる。
For example, 400 individual liquid chambers 14 are arranged in the longitudinal direction of the common liquid chamber 18 (the direction of arrow B in the figure), and the supply port is provided between the 200th and 201st ends from one end in the longitudinal direction. Assume that the center of 102b is located. In this case, each of the first to 50th and 351 to 400th individual liquid chambers 14 counted from one end in the longitudinal direction is positioned far from the supply port 102b, and corresponds to these individual liquid chambers 14. The drive waveform shown in FIG. 16B is applied to each piezoelectric element 56 at the non-ejection timing. On the other hand, the other individual liquid chambers 14 (300 in the 51st to 350th) are in the vicinity of the supply port 102b, and the corresponding piezoelectric elements 56 have the drive waveform shown in FIG. Applied.
By controlling in this way, the frequency of the fine driving pulse applied to the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b is less than that of the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b. Can be realized.

微駆動パルスの頻度を少なくすることで、供給口102bから遠い個別液室14上の圧電素子56での消費電力を少なくすることができる。また、供給口102bから遠い吐出CHでの微駆動の頻度を少なくすることで、攪拌される頻度が減少し、粘度がある程度上がった状態で攪拌が行われるため、インク液がノズル孔から漏れ出すことを抑制することができる。
このような構成により、供給口102b付近の個別液室14内のインク液に対して十分な攪拌を行いつつ、供給口102bから遠い個別液室14内のインク液が漏れることを防止できるため、ノズル孔20からインク滴を吐出させないで個別液室14内のインク液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。
By reducing the frequency of the fine driving pulse, the power consumption in the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b can be reduced. Further, by reducing the frequency of fine driving in the discharge CH far from the supply port 102b, the frequency of stirring is reduced, and stirring is performed with the viscosity increased to some extent, so that the ink liquid leaks from the nozzle holes. This can be suppressed.
With such a configuration, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b can be sufficiently stirred, and the ink liquid in the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b can be prevented from leaking. A fine driving operation that generates a pressure that vibrates the ink liquid in the individual liquid chamber 14 without ejecting ink droplets from the nozzle holes 20 can be stably performed.

実施例1の記録ヘッド51を備えるプリンタ100では、以下の理由により吐出CH間での吐出特性のバラツキを低減できる。
すなわち、上述したように、微駆動パルスの数が少なくなると個別液室14の上の圧電素子56で消費する電力を抑えることができる。消費電力が小さくなると圧電素子56での発熱が抑えられるため、供給口102bから遠い位置に配設された圧電素子56からの発熱量は少なくなり、インク液の温度の上昇が抑えられる。よって、供給口102b付近の個別液室14中のインク粘度(インク温度)と供給口102bから離れた位置にある個別液室14中のインク粘度(インク温度)との差が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができる。
このように、実施例1の記録ヘッド51では、消費電力を少なくし、粘度が下がったインク液が非吐出の吐出CHのノズル孔20から漏れ出すことを抑制でき、さらに、吐出特性の良好な液滴吐出装置を実現している。
In the printer 100 including the recording head 51 according to the first embodiment, variation in ejection characteristics between ejection CHs can be reduced for the following reason.
That is, as described above, when the number of fine drive pulses is reduced, the power consumed by the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 can be suppressed. When the power consumption is reduced, the heat generation at the piezoelectric element 56 is suppressed, so the amount of heat generated from the piezoelectric element 56 disposed at a position far from the supply port 102b is reduced, and the temperature rise of the ink liquid is suppressed. Accordingly, since the difference between the ink viscosity (ink temperature) in the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b and the ink viscosity (ink temperature) in the individual liquid chamber 14 located at a position away from the supply port 102b is small, the ejection is performed. The difference in characteristics can be reduced.
As described above, in the recording head 51 according to the first embodiment, the power consumption is reduced, the ink liquid whose viscosity is reduced can be prevented from leaking from the nozzle holes 20 of the non-ejection ejection CH, and the ejection characteristics are excellent. A droplet discharge device is realized.

〔実施例2〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド51の二つ目の実施例(以下、実施例2と呼ぶ)について説明する。
実施例2の記録ヘッド51では、供給口102bから遠い位置にある個別液室14上の圧電素子に印加する微駆動パルスの振幅を供給口102b付近の個別液室14上の圧電素子よりも小さくする構成としている。これは以下の理由による。
すなわち、上述したように、供給口102bから遠い位置にある個別液室14中のインク液は温度が高くなり粘度が低くなるため、供給口102b付近の個別液室14中のインク液と比較してメニスカスをゆする量が小さくても増粘しづらく、次に印加される吐出パルスに影響を与え難いためである。
このように異なる微駆動パルスを異なる吐出CHに印加する一例としては、図7の第六駆動信号P6の部分を第一駆動信号P1よりも振幅の小さい微駆動パルスに変更すればよい。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the recording head 51 to which the present invention is applied will be described.
In the recording head 51 of Example 2, the amplitude of the fine driving pulse applied to the piezoelectric element on the individual liquid chamber 14 located far from the supply port 102b is smaller than that of the piezoelectric element on the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b. It is configured to do. This is due to the following reason.
That is, as described above, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 located far from the supply port 102b has a higher temperature and a lower viscosity, so that it is compared with the ink liquid in the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b. This is because even if the amount of the meniscus is small, it is difficult to increase the viscosity, and it is difficult to affect the next applied ejection pulse.
As an example of applying different fine drive pulses to different ejection CHs in this way, the portion of the sixth drive signal P6 in FIG. 7 may be changed to a fine drive pulse having a smaller amplitude than the first drive signal P1.

図17は、実施例2の記録ヘッド51で用いる駆動波形の説明図であり、図17(a)は、生成駆動波形の説明図であり、図17(b)及び図17(c)は、非吐出の吐出CHへの入力駆動波形である。実施例2では、図7を用いて説明した三つの滴制御信号MN(MN1、MN2及びMN9)の他に、図17(c)の波形を生成駆動波形から切り出すようなアナログスイッチの切り替え動作を第四滴制御信号MN4に対応する動作としてあらかじめ設定しておく。なお、図17の生成駆動波形は、第六駆動信号P6が微駆動を行う駆動信号となっており、第六駆動信号P6が非駆動を行う駆動信号である図7の生成駆動波形とは異なるため、第四滴制御信号MN4以外の滴制御信号MNに対応する入力駆動波形は、第六駆動信号P6を含まない駆動波形に設定する。   FIG. 17 is an explanatory diagram of drive waveforms used in the recording head 51 of the second embodiment, FIG. 17A is an explanatory diagram of generated drive waveforms, and FIG. 17B and FIG. It is an input drive waveform to non-discharge CH. In the second embodiment, in addition to the three droplet control signals MN (MN1, MN2, and MN9) described with reference to FIG. 7, an analog switch switching operation for cutting out the waveform of FIG. 17C from the generated drive waveform is performed. An operation corresponding to the fourth drop control signal MN4 is set in advance. The generated drive waveform in FIG. 17 is a drive signal for performing the fine drive by the sixth drive signal P6, and is different from the generated drive waveform in FIG. 7 in which the sixth drive signal P6 is a drive signal for performing the non-drive. Therefore, the input drive waveform corresponding to the droplet control signal MN other than the fourth droplet control signal MN4 is set to a drive waveform that does not include the sixth drive signal P6.

実施例2では、第一駆動信号P1と第六駆動信号とが共に微駆動パルスであるが、その電位の振幅が異なり、第六駆動パルスの方が振幅が小さくなっている。
図18は、実施例2の記録ヘッド51の非吐出の吐出CHに対応した滴制御信号MNと、吐出CHに印加される駆動波形との経時制御の説明図である。図18(a)は、供給口102b付近の吐出CHに対する制御の説明図であり、図18(b)は、供給口102bから遠い位置の吐出CHに対する制御の説明図である。
In the second embodiment, both the first drive signal P1 and the sixth drive signal are fine drive pulses, but the amplitudes of the potentials thereof are different, and the amplitude of the sixth drive pulse is smaller.
FIG. 18 is an explanatory diagram of the temporal control of the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH of the recording head 51 of Example 2 and the drive waveform applied to the ejection CH. FIG. 18A is an explanatory diagram of the control for the discharge CH near the supply port 102b, and FIG. 18B is an explanatory diagram of the control for the discharge CH at a position far from the supply port 102b.

供給口102b付近の非吐出の吐出CHに対応する滴制御信号MNとして、データ転送部702は第一滴制御信号MN1を出力する。これにより、供給口102b付近の非吐出の吐出CHでは、図18(a)に示すように各駆動周期で図17(b)の入力駆動波形が入力され、第一駆動信号P1に基づいた微駆動が行われる。
一方、供給口102bから遠い位置にある非吐出の吐出CHに対応する滴制御信号MNとしては、データ転送部702は第四滴制御信号MN4を出力する。これにより、供給口102bから遠い位置の非吐出の吐出CHでは、図18(b)に示すように各駆動周期で図17(c)の入力駆動波形が入力され、第六駆動信号P6に基づいた微駆動が行われる。このように設定することで、吐出CHの位置によって振幅の異なる微駆動パルスを吐出CHに入力することが可能である。
The data transfer unit 702 outputs the first droplet control signal MN1 as the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH near the supply port 102b. As a result, in the non-ejection discharge CH near the supply port 102b, the input drive waveform in FIG. 17B is input in each drive cycle as shown in FIG. 18A, and the fine drive based on the first drive signal P1. Driving is performed.
On the other hand, the data transfer unit 702 outputs the fourth droplet control signal MN4 as the droplet control signal MN corresponding to the non-ejection ejection CH located far from the supply port 102b. Thereby, in the non-ejection ejection CH far from the supply port 102b, as shown in FIG. 18B, the input driving waveform of FIG. 17C is input in each driving cycle, and based on the sixth driving signal P6. Fine driving is performed. By setting in this way, it is possible to input fine drive pulses having different amplitudes depending on the position of the discharge CH to the discharge CH.

駆動パルスの振幅を小さくすることで、供給口102bから遠い個別液室14上の圧電素子56での消費電力を少なくすることができる。また、消費電力が小さくなることで、実施例1と同様に、吐出CH毎の吐出特性の差を小さくすることができる。さらに、供給口102bから遠い吐出CHでの微駆動の振幅を小さくすることで、温度が高く粘度が低くなって吐出し易いインク液に付与する圧力を小さくできるため、インク液がノズル孔から漏れ出すことを抑制することができる。
このような構成により、供給口102b付近の個別液室14内のインク液に対して十分な攪拌を行いつつ、供給口102bから遠い個別液室14内のインク液が漏れることを防止できるため、ノズル孔20からインク滴を吐出させないで個別液室14内のインク液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。
このように、実施例2の記録ヘッド51では、実施例1と同様に、消費電力を少なくし、粘度が下がったインク液が非吐出の吐出CHのノズル孔20から漏れ出すことを抑制でき、さらに、吐出特性の良好な液滴吐出装置を実現している。
By reducing the amplitude of the drive pulse, the power consumption in the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b can be reduced. In addition, since the power consumption is reduced, the difference in discharge characteristics for each discharge CH can be reduced as in the first embodiment. Furthermore, by reducing the amplitude of fine driving in the discharge CH far from the supply port 102b, the pressure applied to the ink liquid that is easy to discharge due to its high temperature and low viscosity can be reduced, so that the ink liquid leaks from the nozzle hole. Can be suppressed.
With such a configuration, the ink liquid in the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b can be sufficiently stirred, and the ink liquid in the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b can be prevented from leaking. A fine driving operation that generates a pressure that vibrates the ink liquid in the individual liquid chamber 14 without ejecting ink droplets from the nozzle holes 20 can be stably performed.
As described above, in the recording head 51 of the second embodiment, as in the first embodiment, it is possible to reduce the power consumption and suppress the leakage of the ink liquid whose viscosity has decreased from the nozzle holes 20 of the non-ejection ejection CH. Furthermore, a droplet discharge device having good discharge characteristics is realized.

供給口102bから遠い個別液室14上の圧電素子56に対して、実施例1では、印加する微駆動パルスの頻度を少なくし、実施例2では、印加する微駆動パルスの振幅を小さくしているが、これらを組み合わせても良い。すなわち、供給口102bから遠い個別液室14上の圧電素子56に対して供給口102b付近の個別液室14上の圧電素子56よりも、印加する微駆動パルスの頻度をも少なくし、且つ、印加する微駆動パルスの振幅を小さくしても良い。このような構成によっても、同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the frequency of the fine driving pulse applied to the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b is reduced, and in the second embodiment, the amplitude of the fine driving pulse to be applied is reduced. However, these may be combined. That is, the frequency of fine driving pulses to be applied to the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 far from the supply port 102b is smaller than that of the piezoelectric element 56 on the individual liquid chamber 14 near the supply port 102b, and The amplitude of the fine drive pulse to be applied may be reduced. A similar effect can be obtained by such a configuration.

〔実施例3〕
次に、本発明を適用した記録ヘッド51の三つ目の実施例(以下、実施例3と呼ぶ)について説明する。
実施例3では、吐出CHを複数のグループに分け、吐出CHごとではなく、それぞれのグループごとに駆動信号Pの構成が異なる入力駆動波形を印加する。
図19は、実施例3における吐出CH(個別液室14及び圧電アクチュエータ200)のグループ分けの一例を示す説明図であり、記録ヘッド51が備える液室基板1のみ図示している。
Example 3
Next, a third embodiment of the recording head 51 to which the present invention is applied (hereinafter referred to as Embodiment 3) will be described.
In the third embodiment, the discharge CH is divided into a plurality of groups, and input drive waveforms having different configurations of the drive signal P are applied to each group instead of each discharge CH.
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an example of grouping of ejection CHs (individual liquid chambers 14 and piezoelectric actuators 200) in the third embodiment, and only the liquid chamber substrate 1 provided in the recording head 51 is illustrated.

実施例3では、図19に示すように、長手方向(図中矢印B方向)に一列に並んだ吐出CHのうち図中左端部付近のものを第一グループG1、供給口102b付近のものを第二グループG2、図中右端部付近のものを第三グループG3と三つのグループに分けている。そして、非吐出の吐出CHについて、第二グループG2のみ第一グループG1及び第三グループG3とは異なる微駆動パルスを印加する構成である。このとき、第一グループG1及び第三グループG3に印加する微駆動パルスは、第二グループG2に印加する微駆動パルスよりもパルスの振幅が小さくなっている。   In Example 3, as shown in FIG. 19, among the discharge CHs arranged in a line in the longitudinal direction (the direction of arrow B in the figure), those near the left end in the figure are those near the first group G1 and the supply port 102b. The second group G2, which is near the right end in the figure, is divided into a third group G3 and three groups. For the non-ejection CH, only the second group G2 applies a fine driving pulse different from the first group G1 and the third group G3. At this time, the fine drive pulse applied to the first group G1 and the third group G3 has a smaller amplitude than the fine drive pulse applied to the second group G2.

これにより供給口102bから遠いグループ(G1及びG3)では印加される微駆動による消費電力が小さくなる。これは印加する微駆動パルスの振幅が小さいほど消費する電力が小さいためである。   Thereby, in the group (G1 and G3) far from the supply port 102b, the power consumption by the fine driving applied is reduced. This is because the power consumed is smaller as the amplitude of the fine drive pulse to be applied is smaller.

また、これに伴いグループごとの吐出特性の差を小さくすることができる。これは、以下の理由による。
すなわち、第一グループG1及び第三グループG3の圧電素子56が消費する電力は微駆動パルスの振幅が小さくなることにより小さくなる。これに伴って、第一グループG1及び第三グループG3に配設された圧電素子56の発熱が、第二グループG2と比較して抑えられる。これにより、第一グループG1及び第三グループG3に含まれる個別液室14中のインク液の粘度(温度)と、第二グループG2に含まれる個別液室14中のインク液の粘度との差が小さくなるためである。
Accordingly, the difference in ejection characteristics for each group can be reduced. This is due to the following reason.
That is, the electric power consumed by the piezoelectric elements 56 of the first group G1 and the third group G3 decreases as the amplitude of the fine driving pulse decreases. Accordingly, heat generation of the piezoelectric elements 56 arranged in the first group G1 and the third group G3 is suppressed as compared with the second group G2. Accordingly, the difference between the viscosity (temperature) of the ink liquid in the individual liquid chambers 14 included in the first group G1 and the third group G3 and the viscosity of the ink liquid in the individual liquid chambers 14 included in the second group G2. This is because becomes smaller.

実施例3のようにグループ分けすることにより、駆動制御部508での処理を迅速に行うことができるようにもなる。例えば、サーミスタ等で個別液室14ごとの温度を検知し、検知した温度分布に合わせて吐出CHごとに圧電素子56に印加する駆動波形を決定する構成と比較するとグループごとに制御することにより、図6に示す駆動制御部508での処理を簡略化することができる。
このように、実施例3の記録ヘッド51では、実施例1や実施例2の記録ヘッド51とどうように、消費電力の低減、吐出特性の差の低減に効果があるとともに、駆動制御部508での処理を迅速に行うことができる。
By grouping as in the third embodiment, the processing in the drive control unit 508 can be quickly performed. For example, by controlling the temperature of each individual liquid chamber 14 with a thermistor or the like, and controlling for each group in comparison with the configuration in which the drive waveform applied to the piezoelectric element 56 is determined for each discharge CH in accordance with the detected temperature distribution, Processing in the drive control unit 508 illustrated in FIG. 6 can be simplified.
As described above, the recording head 51 according to the third embodiment is effective in reducing the power consumption and the difference in ejection characteristics as in the recording head 51 according to the first and second embodiments, and the drive control unit 508. Can be processed quickly.

上述した実施例1〜3の何れの構成においても、駆動による経時変化によって供給口102b付近とする吐出CHと、供給口102bから遠い位置とする吐出CHとの境目を変化させてもよい。これは、記録ヘッド51を長時間使用した場合などは記録ヘッド51の全体の温度が高くなることがあるためである。
このような場合、実施例1の構成を例にとると、上述した構成では、長手方向の一方の端部から1〜50個目および351〜400個目のそれぞれ50個を供給口102bから遠い位置の吐出CHとしている。このような構成で、記録ヘッド51の全体の温度の所定の状態よりも高くなったときに、長手方向の一方の端部から1〜80個目および321〜400個目のそれぞれ80個を供給口102bから遠い位置の吐出CHというように設定を変更することで、温度が変化した状態においても同様の効果を期待することが出来る。
また、外気温が高い場合もヘッド全体の温度が上昇するため同様に境目は変化させることで、同様の制御を行うことで同様の効果が期待できる。
In any of the configurations of the first to third embodiments described above, the boundary between the discharge CH near the supply port 102b and the discharge CH positioned far from the supply port 102b may be changed according to the change with time. This is because the entire temperature of the recording head 51 may increase when the recording head 51 is used for a long time.
In such a case, taking the configuration of Example 1 as an example, in the configuration described above, 50 pieces of the first to 50th pieces and 351 to 400th pieces from one end in the longitudinal direction are far from the supply port 102b. The discharge CH at the position is used. With such a configuration, when the entire temperature of the recording head 51 becomes higher than a predetermined state, 80 pieces of 1st to 80th pieces and 321st to 400th pieces are supplied from one end in the longitudinal direction. By changing the setting so that the discharge CH is located far from the mouth 102b, the same effect can be expected even when the temperature is changed.
Further, when the outside air temperature is high, the temperature of the entire head rises, so that the same effect can be expected by changing the boundary in the same way and performing the same control.

本実施形態の記録ヘッド51では、供給口102bから近い個別液室14上に配設された駆動素子である圧電素子56により行う微駆動と、供給口102bから離れた位置に配設された圧電素子56により行う微駆動とで、後者の微駆動によるメニスカスの振動を小さく、頻度を少なくなるように制御する。このような記録ヘッド51を備えることにより、プリンタ100は、電力消費量を低減でき、かつインク温度の差が小さくなり良好な吐出特性を示す画像形成装置とすることができる。
なお、本実施形態の記録ヘッド51では、個別液室14内に圧力を発生させる圧力発生手段として、圧電アクチュエータ200を用いたピエゾ方式を用いた構成である。圧力発生手段としては、ピエゾ方式に限るものではない。発熱素子を用いたバブルジェット方式や静電力によって振動板を変形させる静電方式等であっても、その駆動制御によって、インクの吐出、非吐出、及び、非吐出時の微駆動に対応した圧力を発生させることができるものであればよい。
In the recording head 51 of the present embodiment, fine driving performed by the piezoelectric element 56 that is a driving element disposed on the individual liquid chamber 14 close to the supply port 102b, and piezoelectric disposed at a position away from the supply port 102b. The fine driving performed by the element 56 is controlled so that the vibration of the meniscus due to the latter fine driving is small and the frequency is low. By including such a recording head 51, the printer 100 can reduce the power consumption, and the image forming apparatus can exhibit an excellent ejection characteristic with a small difference in ink temperature.
Note that the recording head 51 of the present embodiment has a configuration using a piezo method using a piezoelectric actuator 200 as pressure generating means for generating pressure in the individual liquid chamber 14. The pressure generating means is not limited to the piezo method. Pressure corresponding to ink ejection, non-ejection, and fine driving at the time of non-ejection by its drive control even in bubble jet method using heat generating element or electrostatic method that deforms diaphragm by electrostatic force etc. As long as it is possible to generate

また、本実施形態のプリンタ100は、上記実施例1〜3に記載された微駆動動作が安定する記録ヘッド51を備えるため、微駆動動作状態の吐出CHからインクが漏れることを防止することで用紙30の非画像部にインクが付着する不良画像を防止できる。さらに、微駆動動作状態の吐出CHの個別液室14内のインク液に対して十分な攪拌を行うことができるため、ノズル孔20の目詰まりを防止でき、目詰まりに起因してインク滴が曲がったり、不吐出になったりすることによる不良画像を防止できる。   In addition, since the printer 100 according to the present embodiment includes the recording head 51 in which the fine driving operation described in the first to third embodiments is stable, the ink can be prevented from leaking from the ejection CH in the fine driving operation state. A defective image in which ink adheres to the non-image portion of the paper 30 can be prevented. Furthermore, since the ink liquid in the individual liquid chamber 14 of the discharge CH in the fine drive operation state can be sufficiently stirred, the nozzle hole 20 can be prevented from being clogged, and ink droplets can be generated due to clogging. Defective images due to bending or non-ejection can be prevented.

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
インク滴等の液滴を吐出するノズル孔20等の吐出孔と、吐出孔により外部と連通し、かつ、液滴となる吐出液を収容する個別液室14等の吐出液室と、吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ200等の圧力発生手段と、からなる吐出CH等の液滴吐出機構を複数備え、複数の液滴吐出機構のそれぞれの吐出液室に連通し、吐出液室に供給する吐出液が通過する共通液室18等の共通流路と、共通流路に吐出液を供給する供給口102b等の液供給口と、複数の液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御部508等の駆動制御手段とを備え、駆動制御手段が、吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する記録ヘッド51等の液滴吐出ヘッドにおいて、共通流路内における吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する吐出液室(供給口102b付近の個別液室14等)内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室(供給口102bから離れた位置の個別液室14等)内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ない。これによれば、上記実施例1について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で圧力を発生させる頻度を少なくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で圧力を発生させる頻度を少なくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
(態様B)
インク滴等の液滴を吐出するノズル孔20等の吐出孔と、吐出孔により外部と連通し、かつ、液滴となる吐出液を収容する個別液室14等の吐出液室と、吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ200等の圧力発生手段と、からなる吐出CH等の液滴吐出機構を複数備え、複数の液滴吐出機構のそれぞれの吐出液室に連通し、吐出液室に供給する吐出液が通過する共通液室18等の共通流路と、共通流路に吐出液を供給する供給口102b等の液供給口と、複数の液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御部508等の駆動制御手段とを備え、駆動制御手段が、吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する記録ヘッド51等の液滴吐出ヘッドにおいて、共通流路内における吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する吐出液室(供給口102b付近の個別液室14等)内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室(供給口102bから離れた位置の個別液室14等)内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さい。これによれば、上記実施例2について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で発生させる圧力を小さくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で発生させる圧力を小さくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
(態様C)
(態様A)または(態様B)の態様において、共通液室18等の共通流路内におけるインク液等の吐出液の通過経路の上流側で共通流路に連通する個別液室14等の吐出液室内に圧力を発生させる圧電アクチュエータ200等の圧力発生手段の微駆動動作よりも、共通流路内における吐出液の通過経路の下流側で共通流路に連通する吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少なく、且つ、発生させる圧力が小さい。これによれば、上記実施例2について説明したように、上流側の吐出液に対して十分な攪拌を行いつつ、下流側の吐出液が漏れることを防止できるため、吐出孔から液滴を吐出させないで吐出液室内の吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作を安定して行うことができる。また、微駆動動作時に、下流側の吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段で発生させる圧力を小さく、且つ、発生させる頻度を少なくすることで、従来例と比較して消費電力が小さくなる。さらに、圧力発生手段で発生させる圧力を小さく、且つ、発生させる頻度を少なくすることで、圧力発生手段からの発熱量が減少し、共通流路に対する吐出液室の位置の違いによる吐出液の温度が小さくなるため、吐出特性の差を小さくすることができ、吐出特性の良好な液滴吐出ヘッドを実現できる。
(態様D)
(態様A)乃至(態様C)の何れかの態様において、複数の吐出CH等の液滴吐出機構を二つ以上のグループに分け、同じグループに含まれる液滴吐出機構の微駆動動作は同様の動作となるように制御し、第一グループG1等のあるグループに含まれる液滴吐出機構は、第二グループG2等の少なくとも一つの他のグループに含まれる液滴吐出機構とは微駆動動作の動作が異なる。これによれば、上記実施例3について説明したように、個別の液滴吐出機構毎に微駆動動作の制御を行うものに比べて、駆動制御部508等の駆動制御手段での処理を簡略化することができ、微駆動動作を安定化、消費電力の低減、吐出特性の差の低減に効果があるとともに、駆動制御手段での処理を迅速に行うことができる。
(態様E)
インク滴を吐出する記録ヘッド51等のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット方式のプリンタ100等の画像形成装置において、インクジェットヘッドとして(態様A)乃至(態様C)の何れかの態様の液滴吐出ヘッドを用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、インクジェットヘッドの微駆動動作が安定することにより、不良画像の発生を防止でき、高品質の画像形成を行うことができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A discharge hole such as a nozzle hole 20 that discharges a droplet such as an ink droplet; a discharge liquid chamber such as an individual liquid chamber 14 that communicates with the outside through the discharge hole and contains a discharge liquid that becomes a droplet; and a discharge liquid A plurality of droplet discharge mechanisms, such as a discharge CH, including pressure generating means such as a piezoelectric actuator 200 for generating pressure in the chamber, are communicated with the discharge liquid chambers of the plurality of droplet discharge mechanisms, Drives the common flow path such as the common liquid chamber 18 through which the supplied discharge liquid passes, the liquid supply ports such as the supply port 102b for supplying the discharge liquid to the common flow path, and the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms. A drive control unit such as a drive control unit 508 for controlling, a discharge operation in which the drive control unit generates a pressure for discharging a droplet from the discharge hole, and a discharge liquid chamber without discharging the droplet from the discharge hole. Pressure to vibrate the discharged liquid In the droplet discharge head such as the recording head 51 that controls the driving of the pressure generating means of the droplet discharge mechanism so as to perform the driving operation, the common channel is communicated with the upstream side of the discharge liquid passage in the common channel. Rather than the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber (such as the individual liquid chamber 14 in the vicinity of the supply port 102b). The fine drive operation of the pressure generating means for generating pressure in the communicating discharge liquid chamber (such as the individual liquid chamber 14 at a position away from the supply port 102b) generates less pressure. According to this, as described in the first embodiment, it is possible to prevent the discharge liquid on the downstream side from leaking while sufficiently stirring the discharge liquid on the upstream side. Without this, a fine driving operation for generating a pressure that vibrates the discharge liquid in the discharge liquid chamber can be stably performed. Further, by reducing the frequency of pressure generation by the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber on the downstream side during the fine driving operation, the power consumption is reduced as compared with the conventional example. Furthermore, by reducing the frequency with which pressure is generated by the pressure generating means, the amount of heat generated from the pressure generating means is reduced, and the temperature of the discharged liquid due to the difference in the position of the discharged liquid chamber with respect to the common flow path is reduced. The difference in characteristics can be reduced, and a liquid droplet ejection head with good ejection characteristics can be realized.
(Aspect B)
A discharge hole such as a nozzle hole 20 that discharges a droplet such as an ink droplet; a discharge liquid chamber such as an individual liquid chamber 14 that communicates with the outside through the discharge hole and contains a discharge liquid that becomes a droplet; and a discharge liquid A plurality of droplet discharge mechanisms, such as a discharge CH, including pressure generating means such as a piezoelectric actuator 200 for generating pressure in the chamber, are communicated with the discharge liquid chambers of the plurality of droplet discharge mechanisms, Drives the common flow path such as the common liquid chamber 18 through which the supplied discharge liquid passes, the liquid supply ports such as the supply port 102b for supplying the discharge liquid to the common flow path, and the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms. A drive control unit such as a drive control unit 508 for controlling, a discharge operation in which the drive control unit generates a pressure for discharging a droplet from the discharge hole, and a discharge liquid chamber without discharging the droplet from the discharge hole. Pressure to vibrate the discharged liquid In the droplet discharge head such as the recording head 51 that controls the driving of the pressure generating means of the droplet discharge mechanism so as to perform the driving operation, the common channel is communicated with the upstream side of the discharge liquid passage in the common channel. Rather than the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber (such as the individual liquid chamber 14 in the vicinity of the supply port 102b). The fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the communicating discharge liquid chamber (such as the individual liquid chamber 14 at a position away from the supply port 102b) generates a smaller pressure. According to this, as described in the second embodiment, it is possible to prevent the discharge liquid on the downstream side from leaking while sufficiently stirring the discharge liquid on the upstream side. Without this, a fine driving operation for generating a pressure that vibrates the discharge liquid in the discharge liquid chamber can be stably performed. In addition, by reducing the pressure generated by the pressure generating means for generating the pressure in the discharge liquid chamber on the downstream side during the fine driving operation, the power consumption is reduced as compared with the conventional example. Furthermore, by reducing the pressure generated by the pressure generating means, the amount of heat generated from the pressure generating means is reduced, and the temperature of the discharged liquid due to the difference in the position of the discharged liquid chamber with respect to the common flow path is reduced. The difference can be reduced, and a droplet discharge head with good discharge characteristics can be realized.
(Aspect C)
In the aspect of (Aspect A) or (Aspect B), the discharge of the individual liquid chamber 14 and the like communicating with the common flow channel upstream of the passage path of the discharge liquid such as the ink liquid in the common flow channel of the common liquid chamber 18 and the like. The pressure is generated in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path downstream of the discharge liquid passage in the common flow path, rather than the fine driving operation of the pressure generating means such as the piezoelectric actuator 200 that generates pressure in the liquid chamber. In the fine drive operation of the pressure generating means, the frequency of generating pressure is less and the generated pressure is smaller. According to this, as described in the second embodiment, it is possible to prevent the discharge liquid on the downstream side from leaking while sufficiently stirring the discharge liquid on the upstream side. Without this, a fine driving operation for generating a pressure that vibrates the discharge liquid in the discharge liquid chamber can be stably performed. In addition, during the fine driving operation, the pressure generated by the pressure generating means for generating the pressure in the discharge liquid chamber on the downstream side is reduced and the frequency of generation is reduced, thereby reducing the power consumption compared to the conventional example. . Furthermore, by reducing the pressure generated by the pressure generating means and reducing the frequency of generation, the amount of heat generated from the pressure generating means decreases, and the temperature of the discharge liquid due to the difference in the position of the discharge liquid chamber with respect to the common flow path Therefore, the difference in ejection characteristics can be reduced, and a liquid droplet ejection head with good ejection characteristics can be realized.
(Aspect D)
In any one of the aspects (A) to (C), the droplet discharge mechanisms such as a plurality of discharge CHs are divided into two or more groups, and the fine drive operations of the droplet discharge mechanisms included in the same group are the same. The droplet discharge mechanism included in a certain group such as the first group G1 is controlled so as to be finely driven by the droplet discharge mechanism included in at least one other group such as the second group G2. The operation of is different. According to this, as described in the third embodiment, the processing by the drive control means such as the drive control unit 508 is simplified as compared with the case where the fine drive operation is controlled for each individual droplet discharge mechanism. This is effective in stabilizing the fine driving operation, reducing the power consumption, and reducing the difference in ejection characteristics, and can quickly perform the processing in the drive control means.
(Aspect E)
In an image forming apparatus such as an ink jet printer 100 equipped with an ink jet head such as the recording head 51 that ejects ink droplets, the liquid droplet ejection head according to any one of the aspects A to C is used as the ink jet head. Use. According to this, as described in the above embodiment, since the fine driving operation of the ink jet head is stabilized, the occurrence of a defective image can be prevented and high-quality image formation can be performed.

1 液室基板
2 ノズル基板
3 保護基板
4 シリコン基板
14 個別液室
18 共通液室
20 ノズル孔
21a メニスカス
51 記録ヘッド
55 振動板層
56 圧電素子
100 プリンタ
101 キャリッジ
102b 供給口
151 下部電極層
152 圧電体層
153 上部電極層
154 配線部材
154a 第一配線部材
154b 第二配線部材
155 層間絶縁膜
156 パッシベーション膜
157 下部電極パッド部
158 上部電極パッド部
200 圧電アクチュエータ
230 給紙トレイ
500 制御部
508 駆動制御部
509 ヘッドドライバ
701 駆動波形生成部
702 データ転送部
711 シフトレジスタ
712 ラッチ回路
713 デコーダ
714 レベルシフタ
715 アナログスイッチ
MN 滴制御信号
P 駆動信号
Ve 基準電位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid chamber substrate 2 Nozzle substrate 3 Protection substrate 4 Silicon substrate 14 Individual liquid chamber 18 Common liquid chamber 20 Nozzle hole 21a Meniscus 51 Recording head 55 Diaphragm layer 56 Piezoelectric element 100 Printer 101 Carriage 102b Supply port 151 Lower electrode layer 152 Piezoelectric body Layer 153 Upper electrode layer 154 Wiring member 154a First wiring member 154b Second wiring member 155 Interlayer insulating film 156 Passivation film 157 Lower electrode pad portion 158 Upper electrode pad portion 200 Piezoelectric actuator 230 Paper feed tray 500 Control portion 508 Drive control portion 509 Head driver 701 Drive waveform generation unit 702 Data transfer unit 711 Shift register 712 Latch circuit 713 Decoder 714 Level shifter 715 Analog switch MN Drop control signal P Drive signal Ve Reference potential

特開平10−100401号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-100401 特開平2−289351号公報JP-A-2-289351 特許第3384452号公報Japanese Patent No. 338452 特開2011−37241号公報JP 2011-37241 A

Claims (5)

液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、
複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、
該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少ないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A discharge hole for discharging a droplet; a discharge liquid chamber that communicates with the outside through the discharge hole and that stores a discharge liquid to be the droplet; and a pressure generating unit that generates pressure in the discharge liquid chamber. A plurality of droplet ejection mechanisms
A common flow path that communicates with each of the discharge liquid chambers of the plurality of droplet discharge mechanisms and through which the discharge liquid supplied to the discharge liquid chamber passes;
A liquid supply port for supplying the discharge liquid to the common flow path;
Drive control means for controlling the drive of the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms,
The drive control means generates a pressure that discharges a droplet from the discharge hole, and a pressure that vibrates the discharge liquid in the discharge liquid chamber without discharging the droplet from the discharge hole. In a droplet discharge head that controls driving of the pressure generating means of the droplet discharge mechanism so as to perform a fine driving operation to be generated,
Rather than the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the discharge liquid passage in the common flow path, A liquid characterized in that the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path downstream of the discharge liquid passage path generates less pressure. Drop ejection head.
液滴を吐出する吐出孔と、該吐出孔により外部と連通し、かつ、該液滴となる吐出液を収容する吐出液室と、該吐出液室内に圧力を発生させる圧力発生手段と、からなる液滴吐出機構を複数備え、
複数の該液滴吐出機構のそれぞれの該吐出液室に連通し、該吐出液室に供給する該吐出液が通過する共通流路と、
該共通流路に該吐出液を供給する液供給口と、
複数の該液滴吐出機構の圧力発生手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、
該駆動制御手段が、該吐出孔から液滴を吐出するような圧力を発生させる吐出動作と、該吐出孔から液滴を吐出させないで該吐出孔内も含む該吐出液室内の該吐出液を振動させるような圧力を発生させる微駆動動作とを行うように該液滴吐出機構の該圧力発生手段の駆動を制御する液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、発生させる圧力が小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A discharge hole for discharging a droplet; a discharge liquid chamber that communicates with the outside through the discharge hole and that stores a discharge liquid to be the droplet; and a pressure generating unit that generates pressure in the discharge liquid chamber. A plurality of droplet ejection mechanisms
A common flow path that communicates with each of the discharge liquid chambers of the plurality of droplet discharge mechanisms and through which the discharge liquid supplied to the discharge liquid chamber passes;
A liquid supply port for supplying the discharge liquid to the common flow path;
Drive control means for controlling the drive of the pressure generating means of the plurality of droplet discharge mechanisms,
The drive control means generates a pressure for discharging a droplet from the discharge hole, and discharges the discharge liquid in the discharge liquid chamber including the inside of the discharge hole without discharging the droplet from the discharge hole. In a droplet discharge head that controls the driving of the pressure generating means of the droplet discharge mechanism so as to perform a fine drive operation that generates a pressure to vibrate,
Rather than the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the discharge liquid passage in the common flow path, Droplet discharge characterized in that the pressure to be generated is smaller in the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path downstream of the passage path of the discharge liquid head.
請求項1または2の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通流路内における上記吐出液の通過経路の上流側で該共通流路に連通する上記吐出液室内に圧力を発生させる上記圧力発生手段の微駆動動作よりも、該共通流路内における該吐出液の通過経路の下流側で該共通流路に連通する該吐出液室内に圧力を発生させる該圧力発生手段の微駆動動作の方が、圧力を発生させる頻度が少なく、且つ、発生させる圧力が小さいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
The droplet discharge head according to claim 1 or 2,
Rather than the fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path upstream of the discharge liquid passage in the common flow path, The fine driving operation of the pressure generating means for generating pressure in the discharge liquid chamber communicating with the common flow path on the downstream side of the discharge liquid passage route generates less pressure and generates pressure. A droplet discharge head characterized by having a small diameter.
請求項1乃至3の液滴吐出ヘッドにおいて、
複数の上記液滴吐出機構を二つ以上のグループに分け、同じグループに含まれる該液滴吐出機構の上記微駆動動作は同様の動作となるように制御し、あるグループに含まれる該液滴吐出機構は、少なくとも一つの他のグループに含まれる該液滴吐出機構とは該微駆動動作の動作が異なることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
In the liquid droplet ejection head according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of droplet discharge mechanisms are divided into two or more groups, and the fine drive operations of the droplet discharge mechanisms included in the same group are controlled to be the same operation, and the droplets included in a group A droplet discharge head, wherein the discharge mechanism is different in operation of the fine driving operation from the droplet discharge mechanism included in at least one other group.
インク滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載したインクジェット方式の画像形成装置において、
該インクジェットヘッドとして請求項1乃至4の何れか1項に記載の液滴吐出ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置。
In an inkjet image forming apparatus equipped with an inkjet head that ejects ink droplets,
An image forming apparatus using the droplet discharge head according to claim 1 as the inkjet head.
JP2012020954A 2012-02-02 2012-02-02 Droplet ejection head, image forming apparatus, and droplet ejection head driving method Active JP5975324B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012020954A JP5975324B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Droplet ejection head, image forming apparatus, and droplet ejection head driving method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012020954A JP5975324B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Droplet ejection head, image forming apparatus, and droplet ejection head driving method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013158960A true JP2013158960A (en) 2013-08-19
JP5975324B2 JP5975324B2 (en) 2016-08-23

Family

ID=49171625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012020954A Active JP5975324B2 (en) 2012-02-02 2012-02-02 Droplet ejection head, image forming apparatus, and droplet ejection head driving method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5975324B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002337335A (en) * 2001-05-14 2002-11-27 Sharp Corp Method for driving ink jet head, circuit for driving ink jet head, ink jet head, and ink jet recorder
JP2007230243A (en) * 2007-05-07 2007-09-13 Seiko Epson Corp Method for controlling liquid jet device
JP2010240952A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Seiko Epson Corp Recording apparatus and minute vibration control method in recording apparatus
JP2011240521A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc Liquid discharge head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002337335A (en) * 2001-05-14 2002-11-27 Sharp Corp Method for driving ink jet head, circuit for driving ink jet head, ink jet head, and ink jet recorder
JP2007230243A (en) * 2007-05-07 2007-09-13 Seiko Epson Corp Method for controlling liquid jet device
JP2010240952A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Seiko Epson Corp Recording apparatus and minute vibration control method in recording apparatus
JP2011240521A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc Liquid discharge head

Also Published As

Publication number Publication date
JP5975324B2 (en) 2016-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4251912B2 (en) Image forming apparatus
US8662612B2 (en) Image forming apparatus including recording head for ejecting liquid droplets
JP2003001817A (en) Head drive apparatus and image recording apparatus
JP2013035138A (en) Image forming apparatus
JP2004042576A (en) Head drive controller and image recorder
JP3842568B2 (en) Liquid ejector
JP2014058095A (en) Liquid discharge head, and image formation device
JP2013193445A (en) Liquid droplet discharging apparatus, and image forming apparatus
JP4355528B2 (en) Image forming apparatus
JP2010094871A (en) Image forming device
JP2014058091A (en) Droplet discharge head and image formation device
JP2012051236A (en) Droplet ejecting head
JP6107237B2 (en) Image forming apparatus, head drive control method, and program
JP2004090542A (en) Inkjet recorder
JP2013199026A (en) Liquid droplet ejection apparatus
JP5975324B2 (en) Droplet ejection head, image forming apparatus, and droplet ejection head driving method
JP5935597B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2015231726A (en) Liquid droplet discharge device
JP2004058428A (en) Ink jet recorder
JP6051711B2 (en) Method and apparatus for driving liquid discharge head
JP6048098B2 (en) Method for driving liquid discharge head and image forming apparatus
JP6236877B2 (en) Image forming apparatus
JP2003062997A (en) Liquid droplet ejecting head and head driving unit
JP5849541B2 (en) Image forming apparatus and liquid filling method in image forming apparatus
JP6071039B2 (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151127

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160126

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160624

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160707

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5975324

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151