JP4779578B2 - Droplet discharge apparatus and droplet discharge head driving method - Google Patents

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Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge device that discharges droplets from a nozzle and a method for driving a droplet discharge head.

微小なインク滴を用いて画像を記録するためのインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという場合がある)のようにノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドでは、圧力発生室内に圧力を付与することでノズルから液滴を吐出させ、記録紙等の記録媒体上に着弾させる。   A droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle, such as an ink jet recording head (hereinafter sometimes simply referred to as a recording head) for recording an image using minute ink droplets, applies pressure to the pressure generating chamber. As a result, droplets are ejected from the nozzle and landed on a recording medium such as recording paper.

圧力発生室内に圧力を付与する圧力付与手段は様々であるが、ここでは特許文献1に開示されている、圧力発生室の隔壁を圧力付与手段である圧電素子により構成し、この圧電素子を変形することによりノズルからインク滴を吐出する場合の記録ヘッドについて、図12を用いて簡単に説明する。   There are various pressure applying means for applying pressure to the pressure generating chamber, but here, the partition of the pressure generating chamber, which is disclosed in Patent Document 1, is constituted by a piezoelectric element that is a pressure applying means, and this piezoelectric element is deformed. Thus, a recording head when ink droplets are ejected from the nozzles will be briefly described with reference to FIG.

図12に示すように、上記せん断モード型の記録ヘッド600は、底壁601、天壁602及びその間のせん断モードアクチュエータ壁603からなる。そのアクチュエータ壁603は、底壁601に接着され、且つ矢印611方向に分極された下部壁607と、天壁602に接着され、且つ矢印609方向に分極された上部壁605からなっている。アクチュエータ壁603は一対となって、その間に圧力発生室であるインク流路613を形成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁603の間には、インク流路613よりも狭い空間615を形成している。この空間615はダミーチャネルであり、このチャネルからはインクは吐出されない。所謂、ダミーチャネル型ヘッドである。   As shown in FIG. 12, the shear mode type recording head 600 includes a bottom wall 601, a top wall 602, and a shear mode actuator wall 603 therebetween. The actuator wall 603 is composed of a lower wall 607 bonded to the bottom wall 601 and polarized in the direction of arrow 611 and an upper wall 605 bonded to the top wall 602 and polarized in the direction of arrow 609. A pair of actuator walls 603 form an ink flow path 613 as a pressure generation chamber therebetween, and a space 615 narrower than the ink flow path 613 is formed between the next pair of actuator walls 603. Yes. This space 615 is a dummy channel, and no ink is ejected from this channel. This is a so-called dummy channel type head.

各インク流路613の一端には、ノズル618を有するノズルプレート617が固着され、各アクチュエータ壁603の両側面には電極619,621が金属化層として設けられている。各電極619,621はインクと絶縁するための絶縁層(図示せず)で覆われている。そして、空間615に面している電極621はアース623に接続され、インク流路613内に設けられている電極619はアクチュエータ駆動回路を与えるシリコン・チップ625に接続されている。   A nozzle plate 617 having nozzles 618 is fixed to one end of each ink flow path 613, and electrodes 619 and 621 are provided as metallization layers on both side surfaces of each actuator wall 603. Each electrode 619 and 621 is covered with an insulating layer (not shown) for insulating from ink. The electrode 621 facing the space 615 is connected to the ground 623, and the electrode 619 provided in the ink flow path 613 is connected to a silicon chip 625 that provides an actuator driving circuit.

ところで、インクジェット画像を高速で記録するには、記録ヘッド600を高周波駆動することにより速いサイクルでインク滴を吐出させることが必要であり、特に、高周波多階調駆動を実現するには、インク滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定してインク滴を吐出させることが必要である。   By the way, in order to record an inkjet image at a high speed, it is necessary to eject ink droplets in a fast cycle by driving the recording head 600 at high frequency. Then, it is necessary to eject ink droplets quickly and stably from the same nozzle.

そこで、特許文献1に開示されているようにインク吐出を行うための吐出パルスの後にキャンセルパルスを印加することにより、圧力発生室であるインク流路613内の圧力変動を低減することが考えられている。   In view of this, it is conceivable to reduce the pressure fluctuation in the ink flow path 613, which is the pressure generation chamber, by applying a cancel pulse after the ejection pulse for ejecting ink as disclosed in Patent Document 1. ing.

つまり、インク吐出から一定時間後に、インク流路613内の圧力変動と位相が逆になるような圧力波を発生させるキャンセルパルスを印加するのである。図13に示すようにインク流路613の電極619にパルス幅がAL、吐出パルスと位相が反対のキャンセルパルスDを吐出パルスCの立ち下がりからAL時間後に印加する。ここでALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2である。   That is, a cancel pulse that generates a pressure wave whose phase is opposite to that of the pressure fluctuation in the ink flow path 613 is applied after a certain time from ink ejection. As shown in FIG. 13, a cancel pulse D whose pulse width is AL and whose phase is opposite to that of the ejection pulse is applied to the electrode 619 of the ink flow path 613 after AL time from the fall of the ejection pulse C. Here, AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber.

また、電圧値は圧力変動の振幅に応じて、その変動をちょうど打ち消すように設定(例えば吐出パルスの0.6倍)する。このキャンセルパルスを与えることによってアクチュエータ壁603は、インク吐出時と反対の変形をし、圧力変動と位相が反対の圧力波を与えて、圧力変動を打ち消す。これにより電圧パルスの周波数を変化させたときのインクの吐出速度の変動がなくなり、印字品質が良好になる。このことにより、インク滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定してインク滴を吐出させることができ、記録ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルでインク滴を吐出させることが可能になる。
特開2003−276200号公報
Further, the voltage value is set according to the amplitude of the pressure fluctuation so as to just cancel the fluctuation (for example, 0.6 times the ejection pulse). By giving this cancel pulse, the actuator wall 603 is deformed in the opposite direction to that during ink ejection, and a pressure wave having a phase opposite to that of the pressure fluctuation is given to cancel the pressure fluctuation. As a result, the ink ejection speed does not change when the frequency of the voltage pulse is changed, and the print quality is improved. This enables ink droplets to be ejected quickly and stably from the same nozzle after ejecting ink droplets, and ink droplets can be ejected in a fast cycle by driving the recording head at high frequency. become.
JP 2003-276200 A

従来の駆動方法のように、キャンセルパルスを与えることによって、圧力発生室内の圧力波はキャンセルされる。従って、圧力発生室の圧力波によるメニスカスの振動は、この時点で大きく減衰し、この後に次のインク滴の吐出動作に入ることができる。   As in the conventional driving method, the pressure wave in the pressure generating chamber is canceled by applying a cancel pulse. Accordingly, the meniscus vibration due to the pressure wave in the pressure generation chamber is greatly attenuated at this point, and thereafter, the next ink droplet ejection operation can be started.

従来の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を図5(b)に示す。図5(b)において、23はノズル、102はインク柱、101はインク滴、11は主滴、12はサテライト滴、Mはメニスカスを示している。なお図5について詳細な説明は、後述する。   FIG. 5B shows the state of meniscus and droplet discharge at the nozzle by the conventional driving method. In FIG. 5B, 23 indicates a nozzle, 102 indicates an ink column, 101 indicates an ink droplet, 11 indicates a main droplet, 12 indicates a satellite droplet, and M indicates a meniscus. A detailed description of FIG. 5 will be given later.

図5(b)において、発明者らの知見によると、上記従来技術のように、キャンセルパルスを与えることによって圧力波をキャンセルした場合、キャンセルを掛けた時点では、インク柱102はメニスカスMから分離していない(図5(b)の(3)、(5))。この状態でインク柱102がノズル23から離れる方向に伸びていくと、インク柱102にはインクの表面張力が作用するだけなので、インク柱102の切れは非常に悪く、主滴部分の速度に引っ張られてインク柱が長く伸びてしまう。その後、分離したインク滴101の長さも長くなり、先頭と後尾との速度差が大きくなる。このことにより、飛翔途中で、合体しようとする表面張力に打ち勝った時点で、インク滴101が所定の体積と吐出速度とを有する主滴11と、主滴11に比べて小さい体積と吐出速度とを有するサテライト滴12に分離しやすくなり、サテライト滴12が増加することが判明した。(図5(b)の(9)、(10)参照)。   In FIG. 5B, according to the knowledge of the inventors, when the pressure wave is canceled by applying a cancel pulse as in the above-described prior art, the ink column 102 is separated from the meniscus M at the time when the cancel is applied. ((3) and (5) in FIG. 5B). In this state, if the ink column 102 extends in a direction away from the nozzle 23, the ink column 102 is only affected by the surface tension of the ink, so that the ink column 102 is very badly cut and pulled to the speed of the main droplet portion. As a result, the ink column extends for a long time. Thereafter, the length of the separated ink droplet 101 is also increased, and the speed difference between the head and the tail is increased. As a result, when the surface tension to be combined is overcome in the course of flight, the ink droplet 101 has a predetermined volume and ejection speed, and a smaller volume and ejection speed than the main droplet 11. It was found that the satellite drops 12 were easily separated and the satellite drops 12 increased. (See (9) and (10) in FIG. 5B).

このような現象は、表面張力が低いインクや粘度が高いインクを吐出させた場合により顕著に現れる。   Such a phenomenon appears more prominently when ink having low surface tension or ink having high viscosity is ejected.

このようなサテライト滴12が、主滴11の着弾位置に対してずれて着弾することで、画像品質を低下させる問題が生じる。   Such satellite droplets 12 land with a deviation from the landing position of the main droplet 11, thereby causing a problem of lowering the image quality.

また、上述したインクジェット記録ヘッドでは、ノズル形成部材の吐出側の面のノズル付近に付着物があると、吐出するインクがこの付着物に接触して曲った方向に飛翔したり、付着物に引きずられて飛翔しなくなってノズル付近にインクだれが生じたりすることがある。サテライト滴12が記録ヘッド近傍を浮遊して、吐出側の面のノズル付近に付着し、上述の吐出不良を引き起こすことがあるという問題点がある。   Further, in the above-described ink jet recording head, if there is a deposit near the nozzle on the discharge side surface of the nozzle forming member, the ejected ink contacts the deposit and flies in a bent direction or is dragged by the deposit. In some cases, the ink stops flying and ink drips near the nozzles. There is a problem that the satellite droplet 12 floats in the vicinity of the recording head and adheres to the vicinity of the nozzle on the ejection side surface, thereby causing the above-described ejection failure.

また、サテライト滴12の量が増すと、結果として装置内のミストが増え、装置内の汚れの問題、最悪の場合は電気的接触部にミストが付着し、記録装置の動作不良を引き起こすという問題を派生する。   Further, when the amount of the satellite droplets 12 increases, the mist in the apparatus increases as a result, the problem of contamination in the apparatus, and in the worst case, the mist adheres to the electrical contact portion, causing a malfunction of the recording apparatus. Is derived.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することのできる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a droplet discharge device and a droplet discharge head that can be driven at high frequency, can reduce satellite droplets, and can stably discharge droplets. An object of the present invention is to provide a driving method.

本発明の目的は、以下のような構成により達成される。   The object of the present invention is achieved by the following configurations.

1.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、第1の収縮パルスのパルス幅は、0.3AL〜1.5ALであることを特徴とする液滴吐出装置。
1.
A droplet applying head having a pressure applying unit that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying unit, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber, and a driving signal are generated. A droplet discharge device that expands or contracts the volume of the pressure generation chamber by applying the drive signal to the pressure applying unit, and discharges the droplet from the nozzle. An expansion pulse that expands the volume of the generation chamber, a first contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and a second contraction that contracts the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse The expansion pulse has a pulse width of 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber), and the pulse width of the first contraction pulse is 0 .3A Droplet discharge device, characterized in that the ~1.5AL.

2.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、第1の収縮パルスのパルス幅は、2.5AL〜3.5ALであることを特徴とする液滴吐出装置。
2.
A droplet applying head having a pressure applying unit that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying unit, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber, and a driving signal are generated. A droplet discharge device that expands or contracts the volume of the pressure generation chamber by applying the drive signal to the pressure applying unit, and discharges the droplet from the nozzle. An expansion pulse that expands the volume of the generation chamber, a first contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and a second contraction that contracts the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse The expansion pulse has a pulse width of 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generation chamber), and the pulse width of the first contraction pulse is 2 .5A Droplet discharge device, characterized in that the ~3.5AL.

3.
前記駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL〜1.0ALであり、前記膨張パルスの終端と前記第2の収縮パルスの始端との間隔が0.7AL〜1.3ALであり、前記第1の収縮パルスの終端と前記第2の収縮パルスの始端との間隔が0.3AL以上であることを特徴とする1に記載の液滴吐出装置。
3.
The drive signal has a pulse width of the first contraction pulse of 0.3 AL to 1.0 AL, and an interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse is 0.7 AL to 1.. 2. The droplet discharge device according to 1, wherein the distance is 3 AL or more, and an interval between the end of the first contraction pulse and the start of the second contraction pulse is 0.3 AL or more.

4.
前記第1の収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)、前記第2の収縮パルスの駆動電圧をV2off(V)としたとき、|Voff|=|V2off|であることを特徴とする1〜3のいずれか1に記載の液滴吐出装置。
4).
When the drive voltage of the first contraction pulse is Voff (V) and the drive voltage of the second contraction pulse is V2off (V), | Voff | = | V2off | The droplet discharge device according to any one of the above.

5.
前記駆動信号は、同一駆動周期内に前記膨張パルスと前記第1の収縮パルスと前記第2の収縮パルスを複数組有しており、液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であることを特徴とする1〜4のいずれか1に記載の液滴吐出装置。
5.
The drive signal is a drive signal that has a plurality of sets of the expansion pulse, the first contraction pulse, and the second contraction pulse in the same drive cycle, and discharges a droplet a plurality of times in succession. Any one of 1-4 characterized by these. The droplet discharge apparatus of any one of 1-4.

6.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、第1の収縮パルスのパルス幅は、0.3AL〜1.5ALであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
6).
Driving signal to the pressure applying means of the droplet discharge head having pressure applying means that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying means, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber. Is applied to expand or contract the volume of the pressure generating chamber, and discharge a droplet from the nozzle. The driving signal includes an expansion pulse that expands the volume of the pressure generating chamber. A first contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and a second contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse, and the pulse of the expansion pulse The width is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber), and the pulse width of the first contraction pulse is 0.3 AL to 1.5 AL. Features and Droplet method of driving the ejection head that.

7.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、第1の収縮パルスのパルス幅は、2.5AL〜3.5ALであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
7).
Driving signal to the pressure applying means of the droplet discharge head having pressure applying means that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying means, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber. Is applied to expand or contract the volume of the pressure generating chamber, and discharge a droplet from the nozzle. The driving signal includes an expansion pulse that expands the volume of the pressure generating chamber. A first contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and a second contraction pulse that contracts the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse, and the pulse of the expansion pulse The width is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber), and the pulse width of the first contraction pulse is 2.5 AL to 3.5 AL. Features and Droplet method of driving the ejection head that.

請求項1に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。膨張パルスのパルス幅を、1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALとし、引き続いて第1の収縮パルスを印加することにより、膨張パルスの印加開始時の圧力発生室の膨張による負の圧力波が1ALで反転し、正の圧力になったとき、収縮による正の圧力波を足し合わせた形で加えるので、液滴の吐出圧力(吐出速度)が高まり、最も効率の良い吐出力が得られる。このことにより、駆動電圧を下げられるので、圧力付与手段の消費電力を低減できる。   According to invention of Claim 1, there exist the following effects. By setting the pulse width of the expansion pulse to 0.7 AL to 1.3 AL, which is in the vicinity of 1 AL, and subsequently applying the first contraction pulse, the negative pressure due to expansion of the pressure generating chamber at the start of application of the expansion pulse When the wave reverses at 1AL and becomes a positive pressure, a positive pressure wave due to contraction is added in a combined form, increasing the droplet discharge pressure (discharge speed) and obtaining the most efficient discharge force It is done. As a result, the driving voltage can be lowered, so that the power consumption of the pressure applying means can be reduced.

この状態から1ALを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になり、更に1ALを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が正圧になる。以降、1ALを経過する毎に圧力が反転しながら圧力波が減衰していく。第1の収縮パルスの印加開始時から1ALを経過して圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になると、吐出されたメニスカスを引き戻す力が働いて押し出された液柱をくびれさせて細くする作用が働く。これに前後して第1の収縮パルスのパルス幅を、0.3AL〜1.5ALとして収縮パルスの印加を終了すると圧力発生室が膨張して、更にメニスカスを引き戻す力が働いて液柱を更に細らせ、メニスカスから液柱が早期に分離され、サテライト滴が生じにくくなる。すなわち、液柱の尾が長く伸びることが抑制されて、サテライトを低減できる。   When 1AL elapses from this state, the pressure wave reverses and the pressure generating chamber becomes negative pressure, and when 1AL elapses further, the pressure wave reverses and the pressure generating chamber becomes positive pressure. Thereafter, the pressure wave is attenuated while the pressure is reversed every time 1 AL is passed. When 1 AL has passed from the start of application of the first contraction pulse and the pressure wave is reversed and the pressure generating chamber becomes negative pressure, the force that pulls out the discharged meniscus acts to narrow the extruded liquid column. The action to work. Before and after this, the pulse width of the first contraction pulse is set to 0.3 AL to 1.5 AL, and when the application of the contraction pulse is completed, the pressure generating chamber expands, and the force to pull back the meniscus further acts to further increase the liquid column. The liquid column is separated from the meniscus at an early stage, and satellite droplets are hardly generated. That is, it is possible to reduce the satellite by suppressing the long tail of the liquid column.

さらに、第1の収縮パルスの後に、第2の収縮パルスを有することで、第2の収縮パルスにより圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。   Furthermore, by having the second contraction pulse after the first contraction pulse, the pressure wave can be canceled by the second contraction pulse. As a result, after the liquid droplets are discharged, the liquid droplets can be discharged quickly and stably from the same nozzle, and the liquid droplets are discharged at a fast cycle by driving the liquid droplet discharge head at high frequency. Is possible.

請求項2に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。膨張パルスのパルス幅を、1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALとし、引き続いて第1の収縮パルスを印加することにより、膨張パルスの印加開始時の圧力発生室の膨張による負の圧力波が1ALで反転し、正の圧力になったとき、収縮による正の圧力波を足し合わせた形で加えるので、液滴の吐出圧力(吐出速度)が高まり、最も効率の良い吐出力が得られる。このことにより、駆動電圧を下げられるので、圧力付与手段の消費電力を低減できる。   According to invention of Claim 2, there exist the following effects. By setting the pulse width of the expansion pulse to 0.7 AL to 1.3 AL, which is in the vicinity of 1 AL, and subsequently applying the first contraction pulse, the negative pressure due to expansion of the pressure generating chamber at the start of application of the expansion pulse When the wave reverses at 1AL and becomes a positive pressure, a positive pressure wave due to contraction is added in a combined form, increasing the droplet discharge pressure (discharge speed) and obtaining the most efficient discharge force It is done. As a result, the driving voltage can be lowered, so that the power consumption of the pressure applying means can be reduced.

この状態から1ALを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になり、更に1ALを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が正圧になる。以降、1ALを経過する毎に圧力波が反転しながら圧力波が減衰していく。第1の収縮パルスの印加開始時から3ALを経過して圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になると、吐出されたメニスカスを引き戻す力が働いて押し出された液柱をくびれさせて細くする作用が働く。これに前後して第1の収縮パルスのパルス幅を、2.5AL〜3.5ALとして収縮パルスの印加を終了すると圧力発生室が膨張して、更にメニスカスを引き戻す力が働いて液柱を更に細らせ、メニスカスから液柱が早期に分離され、サテライト滴が生じにくくなる。すなわち、液柱の尾が長く伸びることが抑制されて、サテライトを低減できる。   When 1AL elapses from this state, the pressure wave reverses and the pressure generating chamber becomes negative pressure, and when 1AL elapses further, the pressure wave reverses and the pressure generating chamber becomes positive pressure. Thereafter, the pressure wave is attenuated while the pressure wave is inverted every time 1 AL elapses. When 3AL elapses from the start of application of the first contraction pulse and the pressure wave is reversed and the pressure generating chamber becomes negative pressure, the force of pulling out the discharged meniscus acts to narrow the extruded liquid column. The action to work. Before and after this, the pulse width of the first contraction pulse is set to 2.5 AL to 3.5 AL, and when the application of the contraction pulse is finished, the pressure generating chamber expands, and the force to pull back the meniscus further acts to further increase the liquid column. The liquid column is separated from the meniscus at an early stage, and satellite droplets are hardly generated. That is, it is possible to reduce the satellite by suppressing the long tail of the liquid column.

さらに、第1の収縮パルスの後に、第2の収縮パルスを有することで、第2の収縮パルスにより圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。   Furthermore, by having the second contraction pulse after the first contraction pulse, the pressure wave can be canceled by the second contraction pulse. As a result, after the liquid droplets are discharged, the liquid droplets can be discharged quickly and stably from the same nozzle, and the liquid droplets are discharged at a fast cycle by driving the liquid droplet discharge head at high frequency. Is possible.

請求項3に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。第1の収縮パルスのパルス幅を、0.3AL〜1.0ALに設定することにより、膨張パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔を1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALに設定することができる。これにより、膨張パルスの終端及び第1の収縮パルスの始端で発生した正の圧力波が1AL後に負の圧力に反転した時点で第2の収縮パルスの始端による正の圧力波が付加されることにより、圧力波のキャンセル効果を高めることができ、より高周波での駆動が実現できる。   According to invention of Claim 3, there exist the following effects. By setting the pulse width of the first contraction pulse to 0.3 AL to 1.0 AL, the interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse is 0.7 AL to 1.. 3AL can be set. As a result, a positive pressure wave from the start of the second contraction pulse is added when the positive pressure wave generated at the end of the expansion pulse and the start of the first contraction pulse is reversed to a negative pressure after 1 AL. Thus, the effect of canceling the pressure wave can be enhanced, and driving at a higher frequency can be realized.

さらに、第1の収縮パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔を0.3AL以上に設定することにより、サテライト低減の効果と第2の収縮パルスによるキャンセル効果を高めることができる。   Furthermore, by setting the interval between the end of the first contraction pulse and the start of the second contraction pulse to be 0.3 AL or more, the satellite reduction effect and the cancellation effect by the second contraction pulse can be enhanced.

請求項4に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。第1の収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)、第2の収縮パルスの駆動電圧をV2off(V)としたとき、|Voff|=|V2off|に設定するので、1つの電源で両パルスを発生することができる。したがって、電源コストを低減できる。   According to invention of Claim 4, there exist the following effects. When the driving voltage of the first contraction pulse is Voff (V) and the driving voltage of the second contraction pulse is V2off (V), | Voff | = | V2off | Can be generated. Therefore, the power supply cost can be reduced.

請求項5に記載の発明によれば、駆動信号は、同一駆動周期内に液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であるので、液滴が着弾する媒体上の1ドットに対して打ち込む液滴の数を多段階に制御することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the drive signal is a drive signal for ejecting droplets continuously a plurality of times within the same drive cycle, and therefore, the drive signal is shot against one dot on the medium on which the droplets land. The number of droplets can be controlled in multiple stages.

請求項6に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様に、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することができる。   According to the sixth aspect of the invention, similarly to the first aspect of the invention, high-frequency driving is possible, satellite droplets are reduced, and droplets can be stably ejected.

請求項7に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様に、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することができる。   According to the invention described in claim 7, as in the invention described in claim 2, high-frequency driving is possible, satellite droplets are reduced, and droplets can be ejected stably.

以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
Although the example of embodiment regarding this invention is shown below, the aspect of this invention is not limited to these.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る液滴吐出装置が適用されるインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。インクジェット記録装置1において、記録媒体Pは、搬送機構3の搬送ローラ対32に挟持され、更に、搬送モータ33によって回転駆動される搬送ローラ31により図示Y方向に搬送されるようになっている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus to which a liquid droplet ejection apparatus according to the present invention is applied. In the inkjet recording apparatus 1, the recording medium P is sandwiched between the conveyance roller pair 32 of the conveyance mechanism 3 and further conveyed in the Y direction in the figure by a conveyance roller 31 that is rotationally driven by a conveyance motor 33.

搬送ローラ31と搬送ローラ対32の間には、記録媒体Pの記録面PSと対向するように記録ヘッド2が設けられている。この記録ヘッド2は、記録媒体Pの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール4に沿って、不図示の駆動手段によって、上記記録媒体Pの搬送方向(副走査方向)と略直交する図示X−X’方向(主走査方向)に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ5に、ノズル面側が記録媒体Pの記録面PSと対向するように配置されて搭載されており、フレキシケーブル6を介して、駆動信号を生成するための回路が設けられる駆動信号発生手段100(図3参照)に電気的に接続されている。   The recording head 2 is provided between the conveying roller 31 and the conveying roller pair 32 so as to face the recording surface PS of the recording medium P. The recording head 2 is shown substantially orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium P by a driving means (not shown) along the guide rail 4 spanning the width direction of the recording medium P. The flexure cable 6 is mounted on a carriage 5 provided so as to be capable of reciprocating along the XX ′ direction (main scanning direction) so that the nozzle surface side faces the recording surface PS of the recording medium P. Is electrically connected to drive signal generating means 100 (see FIG. 3) provided with a circuit for generating a drive signal.

かかる記録ヘッド2は、キャリッジ5の移動に伴って記録媒体Pの記録面PSを図示X−X’方向に移動し、この移動過程でインク滴を吐出することによって所望のインクジェット画像を記録するようになっている。   The recording head 2 records a desired inkjet image by moving the recording surface PS of the recording medium P in the direction XX ′ in the drawing as the carriage 5 moves, and ejecting ink droplets in this moving process. It has become.

なお、図中、7はインク受け器であり、記録ヘッド2が非記録時のホームポジション等の待機位置に設けられている。記録ヘッド2がこの待機位置にある時、このインク受け器7に向けてインク滴を少量はき捨てるようにする。記録ヘッド2がこの待機位置において長期間作動停止している時は、図示しないが、記録ヘッド2のノズル面にキャップを被せることにより保護するようになっている。また、8は記録媒体Pを挟んで上記インク受け器7の反対位置に設けられたインク受け器であり、往復両方向で記録するとき、往動から復動に切り替えるときに、上記同様にはき捨てられたインク滴を受け入れる。   In the figure, reference numeral 7 denotes an ink receiver, and the recording head 2 is provided at a standby position such as a home position during non-recording. When the recording head 2 is in this standby position, a small amount of ink droplets are discarded toward the ink receiver 7. When the recording head 2 has stopped operating for a long time at this standby position, although not shown, the nozzle surface of the recording head 2 is covered by a cap. Reference numeral 8 denotes an ink receiver provided at a position opposite to the ink receiver 7 with the recording medium P in between. When recording in both reciprocating directions, the same operation is performed when switching from forward to backward movement. Accept discarded ink drops.

本発明に係る駆動方法は、液滴を吐出するためのノズルの開口と、このノズルの開口に連通する圧力発生室と、この圧力発生室内の圧力を変化させる圧力付与手段とを備えた液滴吐出ヘッドであれば、どのようなタイプの液滴吐出ヘッドにも適用でき、また、圧力発生室内に満たされる液体はどのような液体であっても良い。以下の説明では、圧力発生室内の容積を膨張又は収縮させることによって圧力を変化させる圧力付与手段を備え、圧力発生室内に満たされる液体としてインクを使用した液滴吐出ヘッドであるせん断モード(シェアモード)タイプのインクジェット記録ヘッド2を用いて説明する。   A driving method according to the present invention is a droplet including a nozzle opening for discharging a droplet, a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening, and a pressure applying means for changing the pressure in the pressure generating chamber. Any liquid discharge head can be used as long as it is a discharge head, and any liquid can be filled in the pressure generating chamber. In the following description, a shear mode (shear mode) is a droplet discharge head that includes pressure applying means that changes pressure by expanding or contracting the volume in the pressure generating chamber and uses ink as the liquid that fills the pressure generating chamber. ) Type ink jet recording head 2 will be described.

せん断モードタイプの記録ヘッドでは、圧力発生室の隔壁を圧力付与手段である圧電素子により構成し、この圧電素子を変形することによりノズルからインク滴を吐出する。   In the shear mode type recording head, the partition wall of the pressure generating chamber is constituted by a piezoelectric element as pressure applying means, and ink droplets are ejected from the nozzle by deforming the piezoelectric element.

図2は、液滴吐出ヘッドの一態様であるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドの概略構成を示す図であり、(a)は一部断面で示す斜視図、(b)はインク供給部を備えた状態の断面図である。   2A and 2B are diagrams showing a schematic configuration of a shear mode type ink jet recording head which is an embodiment of a droplet discharge head, in which FIG. 2A is a perspective view showing a partial cross-section, and FIG. 2B includes an ink supply unit. FIG.

なお、以下、圧力発生室に関する構成は、全圧力発生室で共通なので、個々の圧力発生室に関する構成を表示するアルファベットの添え字は省略して、総括的に表記する場合がある。   In the following description, since the configuration related to the pressure generation chamber is common to all the pressure generation chambers, the alphabetic suffixes indicating the configuration related to the individual pressure generation chambers may be omitted and may be collectively described.

図3(a)〜(c)はその動作を示す図である。   3A to 3C are diagrams showing the operation.

図2及び図3において100は駆動信号発生手段、2は記録ヘッド、21はインクチューブ、22はノズル形成部材、23はノズル、24はカバープレート、25はインク供給口、26は基板、27は隔壁、Lは圧力発生室の長さ、Dは圧力発生室の深さ、Wは圧力発生室の幅である。そして、インクチャネルである圧力発生室28が隔壁27、カバープレート24及び基板26によって形成されている。   2 and 3, 100 is a drive signal generating means, 2 is a recording head, 21 is an ink tube, 22 is a nozzle forming member, 23 is a nozzle, 24 is a cover plate, 25 is an ink supply port, 26 is a substrate, and 27 is a substrate. The partition, L is the length of the pressure generating chamber, D is the depth of the pressure generating chamber, and W is the width of the pressure generating chamber. A pressure generation chamber 28 that is an ink channel is formed by the partition wall 27, the cover plate 24, and the substrate 26.

記録ヘッド2は、図3に示すように、カバープレート24と基板26の間に、電気・機械変換手段であるPZT等の圧電材料からなる複数の隔壁27A、27B、27C、27Dで隔てられた圧力発生室28が多数並設されたせん断モードタイプの記録ヘッドである。図3では多数の圧力発生室28の一部である3本(28A、28B、28C)が示されている。圧力発生室28の一端(以下、これをノズル端という場合がある)はノズル形成部材22に形成されたノズル23につながり、他端(以下、これをマニホールド端という場合がある)はインク供給口25を経て、インクチューブ21によって図示されていないインクタンクに接続されている。そして、各圧力発生室28内の隔壁27表面には両隔壁27の上方から基板26の底面に亘って繋がる電極29A、29B、29Cが密着形成され、各電極29A、29B、29Cは駆動信号発生手段100に接続している。   As shown in FIG. 3, the recording head 2 is separated between a cover plate 24 and a substrate 26 by a plurality of partition walls 27A, 27B, 27C, and 27D made of a piezoelectric material such as PZT that is an electromechanical conversion means. This is a shear mode type recording head in which a large number of pressure generating chambers 28 are arranged in parallel. In FIG. 3, three (28A, 28B, 28C) which are a part of many pressure generation chambers 28 are shown. One end (hereinafter sometimes referred to as a nozzle end) of the pressure generating chamber 28 is connected to a nozzle 23 formed on the nozzle forming member 22, and the other end (hereinafter also referred to as a manifold end) is an ink supply port. 25, the ink tube 21 is connected to an ink tank (not shown). Electrodes 29A, 29B, and 29C are formed in close contact with the surface of the partition wall 27 in each pressure generating chamber 28 from above the partition walls 27 to the bottom surface of the substrate 26. The electrodes 29A, 29B, and 29C generate drive signals. Connected to means 100.

次に、記録ヘッド2の製造方法と構成材料について説明する。   Next, a manufacturing method and constituent materials of the recording head 2 will be described.

基板26上に互いに分極方向が異なる2枚の圧電材料27a、27bを接着剤を介して上下に貼り合わせ、その上側の圧電材料27aからダイヤモンドブレード等により、圧力発生室28となる複数の溝が全て同じ形状で平行に切削加工される。これにより隣接する圧力発生室28は、矢印の方向に分極された側壁27によって区画される。また、圧力発生室28は、圧力発生室28の出口側(図2における左側)の深溝部28aと、該深溝部28aから圧力発生室28の入口側(図2における右側)に行くに従って徐々に浅くなる浅溝部28bとを有している。   Two piezoelectric materials 27a and 27b having different polarization directions are bonded to each other on the substrate 26 via an adhesive, and a plurality of grooves serving as the pressure generating chambers 28 are formed from the upper piezoelectric material 27a by a diamond blade or the like. All are cut in parallel with the same shape. As a result, the adjacent pressure generation chambers 28 are partitioned by the side walls 27 polarized in the direction of the arrow. Further, the pressure generation chamber 28 is gradually increased from the deep groove portion 28a on the outlet side (left side in FIG. 2) of the pressure generation chamber 28 to the inlet side (right side in FIG. 2) of the pressure generation chamber 28 from the deep groove portion 28a. And a shallow groove portion 28b that becomes shallow.

各隔壁27は、ここでは図3の矢印で示すように分極方向が異なる2枚の圧電材料27a、27bによって構成されているが、圧電材料は例えば符号27aの部分のみであってもよく、隔壁27の少なくとも一部にあればよい。   Here, each partition wall 27 is constituted by two piezoelectric materials 27a and 27b having different polarization directions as indicated by arrows in FIG. 3, but the piezoelectric material may be only a portion 27a, for example. 27 may be present in at least a part of 27.

圧電材料27a、27bに使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられ、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。   The piezoelectric material used for the piezoelectric materials 27a and 27b is not particularly limited as long as it deforms when a voltage is applied, and a known material may be used, and a substrate made of an organic material may be used. A substrate made of a piezoelectric non-metallic material is preferable, and a substrate made of a piezoelectric non-metallic material such as a ceramic substrate formed through a process such as molding or firing, or a substrate formed through a coating or lamination process, etc. There is. Examples of the organic material include organic polymers and hybrid materials of organic polymers and inorganic materials.

セラミックス基板としては、PZT(PbZrO3−PbTiO3)、第三成分添加PZTがあり、第三成分としてはPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Mn1/3Sb2/3)O3、Pb(Co1/3Nb2/3)O3等があり、さらにBaTiO3、ZnO、LiNbO3、LiTaO3等を用いて形成することができる。 Ceramic substrates include PZT (PbZrO 3 —PbTiO 3 ) and third component added PZT. The third component includes Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , Pb (Mn 1/3 Sb 2 / 3 ) O 3 , Pb (Co 1/3 Nb 2/3 ) O 3, and the like, and further, BaTiO 3 , ZnO, LiNbO 3 , LiTaO 3, and the like can be used.

また、塗布や積層の工程を経て形成される基板として、例えば、ゾルーゲル法、積層基板コーティング等で形成することができる。   Moreover, as a board | substrate formed through the process of application | coating or lamination, it can form by the sol-gel method, laminated substrate coating, etc., for example.

圧電材料27aの上面には、全圧力発生室28に亘って深溝部28a上を覆うようにカバープレート24が接着剤を介して接着されると共に、各圧力発生室28の浅溝部28b上に、圧力発生室28内へのインク流入口77が形成されている。   On the upper surface of the piezoelectric material 27a, the cover plate 24 is bonded via an adhesive so as to cover the deep groove 28a over the entire pressure generating chamber 28, and on the shallow groove 28b of each pressure generating chamber 28, An ink inflow port 77 into the pressure generating chamber 28 is formed.

カバープレート24の接着後、ノズル23が開設された1枚のノズル形成部材22が接着剤を介して接着される。   After the cover plate 24 is bonded, the single nozzle forming member 22 provided with the nozzle 23 is bonded through an adhesive.

カバープレート24及び基板26の材料は、特に限定されず、有機材料からなる基板であっても良いが、熱伝導率が高く、電界歪みによるチャネル間クロストークを防止する観点から、非圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この非圧電性非金属材料からなる基板として、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、分極されていないPZTの少なくとも1つから選ばれることが好ましい。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。   The materials of the cover plate 24 and the substrate 26 are not particularly limited, and may be a substrate made of an organic material. However, from the viewpoint of high thermal conductivity and prevention of crosstalk between channels due to electric field distortion, non-piezoelectric non-reflection is possible. A substrate made of a metal material is preferable, and the substrate made of this non-piezoelectric nonmetal material is selected from at least one of alumina, aluminum nitride, zirconia, silicon, silicon nitride, silicon carbide, quartz, and unpolarized PZT. Is preferred. Examples of the organic material include organic polymers and hybrid materials of organic polymers and inorganic materials.

また、ノズル形成部材23の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂のほか、ステンレス等の金属材料を用いることもできる。   Further, as the material of the nozzle forming member 23, a synthetic resin such as polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, liquid crystal polymer, aromatic polyamide resin, polyethylene naphthalate resin, polysulfone resin, or a metal material such as stainless steel can be used. .

各圧力発生室28内には、その両側面から底面にかけて金属電極29が形成されており、この金属電極29は、浅溝部28bを通って圧電材料27aの後部側表面まで延びている。各金属電極29には、この後部側表面において異方導電性フィルム78を介してフレキシブルケーブル6が接着されており、駆動信号発生手段100から各金属電極29に駆動信号を印加することにより側壁27をせん断変形させ、その変形時の圧力により圧力発生室28内のインクをノズルプレート22に形成されたノズル23から吐出するようになっている。   In each pressure generating chamber 28, a metal electrode 29 is formed from both side surfaces to the bottom surface, and the metal electrode 29 extends to the rear side surface of the piezoelectric material 27a through the shallow groove portion 28b. The flexible cable 6 is bonded to each metal electrode 29 via an anisotropic conductive film 78 on the rear side surface. By applying a drive signal to each metal electrode 29 from the drive signal generating means 100, the side wall 27 is applied. The ink in the pressure generating chamber 28 is ejected from the nozzles 23 formed on the nozzle plate 22 by the deformation pressure.

金属電極29に用いられる金属としては、白金、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、タンタル、チタンを用いることができ、特に、電気的特性、加工性の点から、金、アルミニウム、銅、ニッケルが好ましく、めっき、蒸着、スパッタで形成される。   As the metal used for the metal electrode 29, platinum, gold, silver, copper, aluminum, palladium, nickel, tantalum, and titanium can be used. In particular, from the viewpoint of electrical characteristics and workability, gold, aluminum, copper Nickel is preferable and is formed by plating, vapor deposition, or sputtering.

せん断モードタイプの記録ヘッド2は、以上のように圧電材料27a、27bに圧力発生室28を形成して、その側壁27に金属電極29を形成するだけで、ヘッドの主要部分を構成できるので、製造が簡単で、多数の圧力発生室28を高密度に配置できるために、高精細な画像記録を行う上で好ましい態様である。   Since the shear mode type recording head 2 can form the main part of the head only by forming the pressure generating chamber 28 in the piezoelectric materials 27a and 27b and forming the metal electrode 29 on the side wall 27 as described above. Since the manufacturing is simple and a large number of pressure generating chambers 28 can be arranged at a high density, this is a preferable mode for recording high-definition images.

次に、吐出動作について説明する。   Next, the discharge operation will be described.

各隔壁27表面に密着形成された電極29A、29B、29Cに駆動信号発生手段100から駆動信号が印加されると、以下に例示する動作によってインク滴をノズル23から吐出する。なお、図3ではノズルは省略してある。   When a drive signal is applied from the drive signal generating means 100 to the electrodes 29A, 29B, 29C formed in close contact with the surfaces of the partition walls 27, ink droplets are ejected from the nozzles 23 by the operation exemplified below. In FIG. 3, the nozzle is omitted.

なお、かかる記録ヘッド2では、以上のように、隔壁27の変形によって圧力発生室28内のインクに正負の圧力が付与されるものであり、この隔壁27は圧力付与手段を構成している。   In the recording head 2, as described above, positive and negative pressure is applied to the ink in the pressure generating chamber 28 by deformation of the partition wall 27, and the partition wall 27 constitutes a pressure applying unit.

(実施の形態の駆動方法)
図4(a)は、本発明に係る実施の形態の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室28内のインクに付与される圧力を示している。また、図4(b)は、本発明に係る実施の形態の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示している。図4(a)〜(b)及び以下の説明中の括弧内の数字は、それぞれ時間的に対応している。
(Driving method of embodiment)
FIG. 4A shows a drive signal for realizing the drive method according to the embodiment of the present invention and the pressure applied to the ink in the pressure generating chamber 28 by the drive signal. FIG. 4B shows a state of meniscus and droplet discharge in the nozzle by the driving method according to the embodiment of the present invention. The numbers in parentheses in FIGS. 4A to 4B and the following description correspond to each other in terms of time.

図4(a)において、横軸はAL時間、縦軸は駆動電圧及び圧力の相対値を表す。また、L1と点線は駆動信号、L2と実線は圧力を表す。   In FIG. 4A, the horizontal axis represents the AL time, and the vertical axis represents the relative values of the drive voltage and pressure. L1 and the dotted line represent the drive signal, and L2 and the solid line represent the pressure.

図4(b)において、102はインク柱、101はインク滴、Mはメニスカスを示している。   In FIG. 4B, 102 indicates an ink column, 101 indicates an ink droplet, and M indicates a meniscus.

なお、本明細書において、「インク柱」とは、先端がノズル23の開口から突出しているが、後端はノズル23内のメニスカスMと繋がっていて、未だメニスカスMから分離していない状態のインクを指し、「インク滴」とは、後端がノズル23内のメニスカスから完全に分離している状態のインクを指す。   In this specification, the “ink column” means that the front end protrudes from the opening of the nozzle 23, but the rear end is connected to the meniscus M in the nozzle 23 and is not yet separated from the meniscus M. The ink refers to ink, and the “ink droplet” refers to ink in a state where the rear end is completely separated from the meniscus in the nozzle 23.

(1)かかる記録ヘッド2は、図3(a)に示す状態において、電極29A及び29Cをアースに接続すると共に電極29Bに、矩形波からなる膨張パルス(正電圧)を印加すると、まず、膨張パルスの始端から最初の立ち上がり(P1)によって、隔壁27B、27Cを構成する圧電材料27a、27bの分極方向に直角な方向の電界が生じ、27a、27bともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図3(b)に示すように隔壁27B及び隔壁27Cは互いに外側に向けて変形し、圧力発生室28Bの容積が膨張する。これにより圧力発生室28B内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む(Draw)。   (1) In the recording head 2, when the electrodes 29A and 29C are connected to the ground and an expansion pulse (positive voltage) made of a rectangular wave is applied to the electrode 29B in the state shown in FIG. Due to the first rise (P1) from the beginning of the pulse, an electric field in a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric materials 27a and 27b constituting the partition walls 27B and 27C is generated, and both 27a and 27b cause slippage deformation on the bonding surfaces of the partition walls, As shown in FIG. 3B, the partition wall 27B and the partition wall 27C are deformed outward from each other, and the volume of the pressure generating chamber 28B is expanded. As a result, a negative pressure is generated in the ink in the pressure generating chamber 28B, and the ink flows (Draw).

なお、AL(Acoustic Length)とは、上述したように、圧力発生室の音響的共振周期の1/2である。このALは、電気・機械変換手段である隔壁27に矩形波のパルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。本実施形態の記録ヘッド2のALは2.4(μs)であるが、この値は、ヘッドの構造やインクの密度等に依存して決まるものである。   In addition, AL (Acoustic Length) is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generation chamber as described above. This AL measured the speed of ink droplets ejected by applying a rectangular wave pulse to the partition wall 27, which is an electrical / mechanical conversion means, and changed the rectangular wave pulse width while keeping the rectangular wave voltage value constant. Sometimes it is determined as the pulse width that maximizes the flying speed of the ink droplets. The AL of the recording head 2 of the present embodiment is 2.4 (μs), but this value is determined depending on the head structure, ink density, and the like.

また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、0Vを0%、波高値電圧を100%とした場合に、パルス幅とは、電圧の0Vからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの10%から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの10%との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の10%と90%との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがALの1/2以内、好ましくは1/4以内であるような波形を指す。   A pulse is a rectangular wave having a constant voltage peak value. When 0V is 0% and a peak voltage is 100%, the pulse width is the start of rising or falling of the voltage from 0V. Is defined as the time between 10% of 10% and 10% of the start of falling from the peak voltage or 10% of rising. Furthermore, the rectangular wave here refers to a waveform in which both the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are within ½ of AL, preferably within ¼. .

(2)圧力発生室28B内の圧力波は、1AL時間毎に反転を繰り返すので、この最初のP1の印加から1AL時間経過後に電位を0に戻すと(このP2の印加終了の時点を膨張パルスの終端とする)、隔壁27B、27Cは膨張位置から図3(a)に示す中立位置に戻り、圧力発生室28B内のインクに高い圧力が掛かる。   (2) Since the pressure wave in the pressure generation chamber 28B repeats reversal every 1 AL time, if the potential is returned to 0 after 1 AL time has elapsed since the first P1 application (the time when the application of P2 has ended is an expansion pulse) The partition walls 27B and 27C return from the expanded position to the neutral position shown in FIG. 3A, and high pressure is applied to the ink in the pressure generating chamber 28B.

引き続いて、矩形波からなる第1の収縮パルス(負電圧)を印加する。まずパルスの始端から立ち下がり(P3)によって、図3(c)に示すように、隔壁27B及び27Cは互いに逆方向に変形し、圧力発生室28Bの容積が収縮する。この収縮により圧力発生室28B内のインクに更に高い圧力を掛け(Reinforce)、ノズル23の開口からインク柱102を突出させる。   Subsequently, a first contraction pulse (negative voltage) composed of a rectangular wave is applied. First, as shown in FIG. 3C, the partition walls 27B and 27C are deformed in opposite directions due to the fall (P3) from the beginning of the pulse, and the volume of the pressure generating chamber 28B is contracted. By this contraction, a higher pressure is applied to the ink in the pressure generation chamber 28B (Reinforce), and the ink column 102 is projected from the opening of the nozzle 23.

(2.5)0.5AL時間経過すると、圧力発生室28B内の圧力波は、負圧に反転する。この時点で、電位を0に戻し(このP4の印加終了の時点を第1の収縮パルスの終端とする)、隔壁27B、27Cを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室28Bの容積が膨張することで圧力発生室28B内のインクに負の圧力が掛かる。これにより、メニスカスMが引き込まれ、突出されたインク柱102の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなり、伸びにくくなる。また、この膨張による負圧により発生した圧力波と前記反転した負圧の圧力波は、位相が同じで、重なり合って強め合うため、圧力発生室28B内に振幅の大きな圧力波が生じる。   (2.5) When 0.5 AL time has elapsed, the pressure wave in the pressure generating chamber 28B is reversed to negative pressure. At this time, when the potential is returned to 0 (the end of the application of P4 is the end of the first contraction pulse) and the partition walls 27B and 27C are returned from the contracted position to the neutral position, the volume of the pressure generating chamber 28B is increased. By expanding, negative pressure is applied to the ink in the pressure generating chamber 28B. As a result, the meniscus M is pulled in, the rear end of the protruding ink column 102 is pulled back, the diameter of the ink column is reduced, and it is difficult to extend. Further, the pressure wave generated by the negative pressure due to the expansion and the pressure wave of the inverted negative pressure have the same phase and overlap and strengthen each other, so that a pressure wave having a large amplitude is generated in the pressure generating chamber 28B.

(3)0.5AL時間経過すると、インクの負圧が最高になるので、突出されたインク柱102の根元に、図4(b)中に矢視するようにくびれを生じる。この時点で、矩形波からなる第2の収縮パルス(負電圧)を印加する。まずパルスの始端から立ち下がり(P5)によって、図3(c)に示すように、隔壁27B及び27Cは互いに逆方向に変形し、圧力発生室28Bの容積が収縮する。この収縮の正圧による圧力波と前記負圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力波は弱められる。   (3) When 0.5 AL time elapses, the negative pressure of the ink becomes maximum, so that the neck of the protruding ink column 102 is constricted as shown by an arrow in FIG. 4B. At this time, a second contraction pulse (negative voltage) composed of a rectangular wave is applied. First, due to the fall (P5) from the beginning of the pulse, as shown in FIG. 3C, the partition walls 27B and 27C are deformed in opposite directions, and the volume of the pressure generating chamber 28B is contracted. The pressure wave due to the positive pressure of the contraction and the pressure wave of the negative pressure cancel each other out, and the pressure wave is weakened.

(5)更に1AL時間経過すると、正圧が最高になる。この時点で、電位を0に戻し(このP6の印加終了の時点を第2の収縮パルスの終端とする)、隔壁27B、27Cを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室28Bの容積が膨張することで圧力発生室28B内のインクに負の圧力が掛かる。この膨張の負圧による圧力波と前記正圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力は早期に減衰され事実上消滅することになる。   (5) When 1 AL time further passes, the positive pressure becomes maximum. At this time, when the potential is returned to 0 (the end of the application of P6 is the end of the second contraction pulse) and the partition walls 27B and 27C are returned from the contracted position to the neutral position, the volume of the pressure generating chamber 28B is increased. By expanding, negative pressure is applied to the ink in the pressure generating chamber 28B. The pressure wave caused by the negative pressure of the expansion and the pressure wave of the positive pressure cancel each other and cancel each other, and the pressure is attenuated early and effectively disappears.

(6.5);上記(2)でインクに高い圧力を掛けてからおよそ3.5AL時間経過後、ノズル23の開口から突出しているインク柱102をメニスカスMから分離させ、液滴101としてノズル23から吐出させる。   (6.5); After about 3.5 AL hours have passed since the high pressure was applied to the ink in (2) above, the ink column 102 protruding from the opening of the nozzle 23 is separated from the meniscus M, and the nozzle 101 is formed as a droplet 101. 23 is discharged.

このような駆動方法は、いわゆるDRRC(Draw−Release−Reinforce−Cansel)方式による駆動方法であり、膨張パルスのパルス幅はインク滴の吐出力に大きく影響し、1ALにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力(吐出速度)は最大となる。また、第1の収縮パルスは、膨張パルスの立ち下がり時(P2)、つまり、1ALの経過後に印加される。このため、上述の如く膨張パルスのパルス幅を1ALに設定することにより、膨張パルスの立ち上がり時(P1)に発生した負の圧力波が、圧力発生室を伝播して正圧に反転すると同時に、膨張パルスの立ち下がり(P2)及び第1の収縮パルスの立ち下がり(P3)による圧力発生室の収縮により発生した正圧が加わり、これらが相俟って最も効率の良い吐出力が得られる。このことにより、駆動電圧を下げられるので、圧力付与手段の消費電力を低減できる。   Such a driving method is a driving method based on a so-called DRRC (Draw-Release-Reinforce-Cansel) method, and the pulse width of the expansion pulse greatly affects the ejection force of the ink droplet, and when this pulse width matches 1AL. In addition, the ink droplet ejection force (ejection speed) is maximized. The first contraction pulse is applied when the expansion pulse falls (P2), that is, after the passage of 1AL. For this reason, by setting the pulse width of the expansion pulse to 1AL as described above, the negative pressure wave generated at the rise (P1) of the expansion pulse propagates through the pressure generation chamber and reverses to the positive pressure. The positive pressure generated by the contraction of the pressure generating chamber due to the fall of the expansion pulse (P2) and the fall of the first contraction pulse (P3) is added, and these together give the most efficient discharge force. As a result, the driving voltage can be lowered, so that the power consumption of the pressure applying means can be reduced.

また、第1の収縮パルスのパルス幅を0.5ALとしているので、第1の収縮パルスの印加を終了して、電位を0に戻すと圧力発生室が膨張して、この膨張により発生した負圧の圧力波は、前記膨張パルス及び第1の収縮パルスの始端で発生した圧力波が反転して生ずる負圧の圧力波と重なり合って、強め合い、圧力発生室28B内に強い負圧の圧力波が生じる。この強い負圧の圧力波によりメニスカスを引き戻す力が働いてインク柱を細らせ、早期に、インク柱102が短い状態でメニスカスMから分離してインク滴101として飛翔する。よって、主滴とサテライト滴の分裂が発生しにくくなり、サテライト量を低減できる。   Further, since the pulse width of the first contraction pulse is set to 0.5 AL, when the application of the first contraction pulse is finished and the potential is returned to 0, the pressure generating chamber expands, and the negative pressure generated by this expansion occurs. The pressure wave of pressure overlaps and strengthens the pressure wave of negative pressure generated by reversing the pressure wave generated at the beginning of the expansion pulse and the first contraction pulse, and a strong negative pressure is generated in the pressure generation chamber 28B. A wave is generated. The force wave pulling back the meniscus is exerted by this strong negative pressure wave to narrow the ink column, and at an early stage, the ink column 102 is separated from the meniscus M in a short state and flies as ink droplets 101. Therefore, the main droplet and the satellite droplet are less likely to be split, and the amount of satellite can be reduced.

この第1の収縮パルスのパルス幅は、上記の実施形態では0.5ALとしたが、0.3AL〜1.5ALまたは2.5AL〜3.5AL時間の範囲内に設定すればよい。この範囲内に設定することにより、この収縮パルスの終端で発生する負圧の圧力波を膨張パルス及び第1の収縮パルスの始端で発生した圧力波と強め合うようにすることができ、サテライトが低減できる。特に、第1の収縮パルスのパルス幅を0.3AL〜1.5ALに設定することにより早期に第1の収縮パルスの印加終了時(P4)の大きな負の圧力を発生させる事ができるので、早期に、インク柱102が短い状態でメニスカスMから分離してインク滴101として飛翔させ、サテライト量を低減することができる。   Although the pulse width of the first contraction pulse is 0.5 AL in the above embodiment, it may be set in the range of 0.3 AL to 1.5 AL or 2.5 AL to 3.5 AL time. By setting within this range, the pressure wave of negative pressure generated at the end of the contraction pulse can be strengthened with the pressure wave generated at the start of the expansion pulse and the first contraction pulse. Can be reduced. In particular, by setting the pulse width of the first contraction pulse to 0.3 AL to 1.5 AL, it is possible to generate a large negative pressure at the end of application of the first contraction pulse (P4) at an early stage. At an early stage, the ink column 102 can be separated from the meniscus M in a short state and fly as ink droplets 101, thereby reducing the amount of satellites.

第1の収縮パルスのパルス幅を0.3ALより短くすると、ALよりもかなり短いため、液滴吐出力が小さくなり、駆動効率が低下する(駆動電圧の上昇)。また、第1の収縮パルスのパルス幅を3.5ALよりも長くすると、早期にメニスカスを引き戻す効果を利用できず、サテライト量を低減する効果が小さくなる。   If the pulse width of the first contraction pulse is shorter than 0.3 AL, it is much shorter than AL, so that the droplet discharge force is reduced and the driving efficiency is lowered (increasing driving voltage). Further, if the pulse width of the first contraction pulse is longer than 3.5 AL, the effect of pulling back the meniscus cannot be used early, and the effect of reducing the amount of satellite is reduced.

また、膨張パルスのパルス幅は、上記の実施形態では1ALとしたが、0.7AL〜1.3ALの範囲内に設定すればよい。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧が大きく上昇する。   The pulse width of the expansion pulse is 1AL in the above embodiment, but may be set within a range of 0.7AL to 1.3AL. Outside this range, the ejection efficiency due to pressure waves decreases and the drive voltage increases significantly.

さらに、膨張パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔を1ALに設定したので、膨張パルスの終端及び第1の収縮パルスの始端で発生した正の圧力波が1AL後に負の圧力に反転した時点で第2の収縮パルスの始端による正の圧力波が付加されることにより、圧力波をキャンセルさせる効果が高まり、より高周波駆動が実現できる。この膨張パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔は、1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALに設定すればよいが、1ALが最も好ましい。   Further, since the interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse is set to 1AL, the positive pressure wave generated at the end of the expansion pulse and the start of the first contraction pulse becomes a negative pressure after 1AL. By adding a positive pressure wave due to the start of the second contraction pulse at the time of reversal, the effect of canceling the pressure wave is enhanced, and higher frequency driving can be realized. The interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse may be set to 0.7AL to 1.3AL, which is in the vicinity of 1AL, but 1AL is most preferable.

第1の収縮パルスのパルス幅を、0.3AL〜1.0ALに設定することにより、膨張パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔を1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALに設定することができる。さらに、第1の収縮パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔を0.3AL以上に設定することにより、サテライト低減の効果と第2の収縮パルスによるキャンセル効果を高めることができる。第1の収縮パルスの終端と第2の収縮パルスの始端との間隔は、第2の収縮パルスによるキャンセル効果をより高めるために1.0AL以下が好ましい。   By setting the pulse width of the first contraction pulse to 0.3 AL to 1.0 AL, the interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse is 0.7 AL to 1.. 3AL can be set. Furthermore, by setting the interval between the end of the first contraction pulse and the start of the second contraction pulse to be 0.3 AL or more, the satellite reduction effect and the cancellation effect by the second contraction pulse can be enhanced. The interval between the end of the first contraction pulse and the start of the second contraction pulse is preferably 1.0 AL or less in order to further enhance the canceling effect of the second contraction pulse.

第2の収縮パルスのパルス幅は、1ALの近傍である0.7AL〜1.3ALに設定することが好ましく、上記の実施形態のように1ALがより好ましい。第2の収縮パルスの終端で発生する負の圧力波により、キャンセル効果が高まるからである。   The pulse width of the second contraction pulse is preferably set to 0.7 AL to 1.3 AL in the vicinity of 1 AL, and more preferably 1 AL as in the above embodiment. This is because the canceling effect is enhanced by the negative pressure wave generated at the end of the second contraction pulse.

図4(a)の駆動信号では、第1の収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)、第2の収縮パルスの駆動電圧をV2off(V)としたとき、|Voff|=|V2off|に設定しているので、1つの電源で両パルスを発生することができる。したがって、電源コストを低減できる。   In the drive signal of FIG. 4A, when the drive voltage of the first contraction pulse is Voff (V) and the drive voltage of the second contraction pulse is V2off (V), | Voff | = | V2off | Therefore, both pulses can be generated by one power source. Therefore, the power supply cost can be reduced.

また、膨張パルスの駆動電圧Von(V)と第1の収縮パルスの駆動電圧Voff(V)の比を|Von|/|Voff|=1/0.7としている。このように|Von|>|Voff|の関係とすると、圧力発生室内へのインクの供給を促進する効果があり、特に、高粘度インクで高周波駆動を行う場合に好ましい。   Further, the ratio of the drive voltage Von (V) of the expansion pulse and the drive voltage Voff (V) of the first contraction pulse is set to | Von | / | Voff | = 1 / 0.7. Thus, the relationship | Von |> | Voff | has an effect of promoting the supply of ink into the pressure generating chamber, and is particularly preferable when high-frequency driving is performed with high-viscosity ink.

なお、この電圧Vonと電圧Voffの基準電圧は0とは限らない。この電圧Vonと電圧Voffは、それぞれ差分の電圧である。   Note that the reference voltage of the voltage Von and the voltage Voff is not always zero. The voltage Von and the voltage Voff are respectively differential voltages.

上記のようにインク滴は飛翔して画像を形成するが、階調画像や高濃度の画像を詳細に形成するために、同一画素周期内(同一駆動周期内)に、印字データに応じて圧力付与手段に連続して一連の駆動パルス(膨張パルスと第1の収縮パルスと第2の収縮パルス)を複数回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク滴が記録紙上に着弾する前、即ち飛翔中に合体するか、あるいは、着弾した後合体(ドットとして合体すればよい)することにより着弾時点では一つの画素(ドット)を形成することもできる。このことにより、画素を埋めるドットを拡大したり、1画素に複数のインク滴を着弾させることにより、階調や高濃度の画素を形成することによって、高画質な画像を形成することができる。   As described above, ink droplets fly to form an image, but in order to form a gradation image and a high-density image in detail, the pressure in the same pixel cycle (within the same drive cycle) according to the print data. A series of drive pulses (expansion pulse, first contraction pulse, and second contraction pulse) are applied to the applying unit a plurality of times to cause a plurality of ink droplets to fly, and the plurality of ink droplets land on the recording paper. One pixel (dot) can also be formed at the time of landing by combining before landing, that is, during flight, or after landing (combining as a dot). As a result, it is possible to form a high-quality image by enlarging the dots filling the pixels or by forming a plurality of ink droplets on one pixel to form gradation and high density pixels.

前記複数のインク滴が合体して一つの画素を形成する場合、該複数の個々のインク滴をサブドロップSD、合体したものをスーパードロップと記すことにする。   When the plurality of ink droplets are combined to form one pixel, the plurality of individual ink droplets are referred to as sub-drop SD, and the combination is referred to as super drop.

複数のサブドロップSDを飛翔中あるいは、着弾位置で合体(ドットとして合体すればよい)させてスーパードロップを形成するには、基本的に最初の第1サブドロップSD1が飛翔する速度より、第2サブドロップSD2が飛翔する速度の方が速くないと合体することは困難である。従って、第3サブドロップSD3・・・SDnと順次高速にする必要がある。   In order to form a super drop by fusing a plurality of sub-drops SD or combining them at a landing position (which may be combined as dots), basically the second sub-drop SD 1 is faster than the first sub-drop SD 1 to fly. It is difficult to unite if the sub-drop SD2 is not flying faster. Therefore, it is necessary to sequentially increase the speed to the third sub-drop SD3... SDn.

このためには、SD吐出毎の圧力波を適宜キャンセルする必要がある。キャンセル量が不十分であると、SD間で速度がばらつき、1画素を形成する複数のSD(インク滴)が互いに離れて着弾し、画素が乱れたり、メニスカス位置の変動から安定吐出できないという問題が発生する。本発明の駆動方法を用いれば、圧力波をほぼ完全にキャンセルできるので、このような問題が発生することなく安定にスーパードロップを形成できる。   For this purpose, it is necessary to appropriately cancel the pressure wave for each SD discharge. If the cancel amount is insufficient, the speed varies among SDs, and a plurality of SD (ink droplets) forming one pixel lands away from each other, and the pixels are disturbed or stable ejection cannot be performed due to fluctuations in the meniscus position. Occurs. By using the driving method of the present invention, the pressure wave can be canceled almost completely, so that the super drop can be formed stably without causing such a problem.

(従来技術の駆動方法)
次に、比較のため、従来技術の駆動方法を適用した場合について説明する。
(Prior art driving method)
Next, for comparison, a case in which a conventional driving method is applied will be described.

図5(a)は、従来技術に係る駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室28内のインクに付与される圧力を示している。   FIG. 5A shows the driving signal for realizing the driving method according to the prior art and the pressure applied to the ink in the pressure generating chamber 28 by the driving signal.

図5(b)は、従来技術の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示している。図5(a)〜(b)及び以下の説明中の括弧内の数字は、それぞれ時間的に対応している。   FIG. 5B shows a state of meniscus and droplet discharge in the nozzle by the conventional driving method. The numbers in parentheses in FIGS. 5A to 5B and the following description correspond to each other in terms of time.

図5(a)において、横軸はAL時間、縦軸は駆動電圧及び圧力の相対値を表す。また、L1と点線は駆動信号、L2と実線は圧力を表す。   In FIG. 5A, the horizontal axis represents the AL time, and the vertical axis represents the relative values of the drive voltage and pressure. L1 and the dotted line represent the drive signal, and L2 and the solid line represent the pressure.

図5(b)において、11は主滴、12はサテライト滴、SLはサテライト長さを示している。   In FIG. 5B, 11 indicates a main droplet, 12 indicates a satellite droplet, and SL indicates a satellite length.

(1)かかる記録ヘッド2は、図3(a)に示す状態において、電極29A及び29Cをアースに接続すると共に電極29Bに、吐出パルス(正電圧)を印加すると、まず、パルスの最初の立ち上がり(P1)によって、隔壁27B、27Cを構成する圧電材料27a、27bの分極方向に直角な方向の電界が生じ、27a、27bともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図3(b)に示すように隔壁27B及び隔壁27Cは互いに外側に向けて変形し、圧力発生室28Bの容積が膨張する。これにより圧力発生室28B内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む。   (1) In such a recording head 2, when the electrodes 29A and 29C are connected to the ground and an ejection pulse (positive voltage) is applied to the electrode 29B in the state shown in FIG. Due to (P1), an electric field in a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric materials 27a and 27b constituting the partition walls 27B and 27C is generated, and both 27a and 27b are deformed in the joint surface of the partition walls, as shown in FIG. As described above, the partition wall 27B and the partition wall 27C are deformed toward each other, and the volume of the pressure generating chamber 28B is expanded. As a result, a negative pressure is generated in the ink in the pressure generating chamber 28B, and the ink flows.

(2)圧力発生室28B内の圧力波は、1AL時間経過毎に反転を繰り返すので、この最初のP1の印加から1AL時間経過後に電位を0に戻す(P2)と、隔壁27B、27Cは膨張位置から図3(a)に示す中立位置に戻り、圧力発生室28B内のインクに高い圧力が掛かる。この収縮により、インクに更に高い圧力を掛け、ノズル23の開口からインク柱102を突出させる。   (2) Since the pressure wave in the pressure generation chamber 28B repeats reversal every 1 AL time elapses, when the potential is returned to 0 after 1 AL time elapses from the first application of P1 (P2), the partition walls 27B and 27C expand. From the position, the ink returns to the neutral position shown in FIG. 3A, and high pressure is applied to the ink in the pressure generating chamber 28B. By this contraction, a higher pressure is applied to the ink, and the ink column 102 is projected from the opening of the nozzle 23.

(3)1AL時間経過すると、負圧が最高になるので、突出されたインク柱102の根元に、図5(b)に矢視するようにくびれを生じる。ここでキャンセルパルス(負電圧。電圧の絶対値は、吐出パルスの正電圧の1/2)を印加する。まずキャンセルパルスの立ち下がり(P3)によって、図3(c)に示すように、隔壁27B及び27Cは互いに逆方向に変形し、圧力発生室28Bの容積が収縮する。この収縮の正圧による圧力波と前記負圧の圧力波は、位相が180°ずれているので、相殺してキャンセルし合い、圧力波は早期に減衰される。この時点でインク柱102はメニスカスMから分離していない。   (3) When 1 AL time elapses, the negative pressure becomes maximum, and therefore, the base of the protruding ink column 102 is constricted as shown by an arrow in FIG. Here, a cancel pulse (negative voltage. The absolute value of the voltage is 1/2 of the positive voltage of the ejection pulse) is applied. First, as shown in FIG. 3C, the partition walls 27B and 27C are deformed in opposite directions due to the fall of the cancel pulse (P3), and the volume of the pressure generating chamber 28B contracts. Since the pressure wave due to the positive pressure of the contraction and the pressure wave of the negative pressure are 180 degrees out of phase, they cancel each other out, and the pressure wave is attenuated early. At this time, the ink column 102 is not separated from the meniscus M.

(5)更に1AL時間経過すると、圧力波が反転して正圧となるので、電位を0に戻し(P4)、隔壁27B、27Cを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室28Bの容積が膨張することでメニスカスMが引き込まれ、突出されたインク柱102の後端が引き戻される。この膨張の負圧による圧力波と前記正圧の圧力波は、振幅がほぼ等しく、位相が180°ずれているので、相殺してキャンセルし合い、圧力波は早期に減衰され事実上消滅することになる。この時点でインク柱102はメニスカスMから分離していない。   (5) When 1 AL time further elapses, the pressure wave reverses and becomes positive pressure. Therefore, when the potential is returned to 0 (P4) and the partition walls 27B and 27C are returned from the contracted position to the neutral position, the volume of the pressure generating chamber 28B is increased. As the ink expands, the meniscus M is drawn, and the rear end of the protruding ink column 102 is pulled back. Since the pressure wave due to the negative pressure of the expansion and the pressure wave of the positive pressure are almost equal in amplitude and out of phase by 180 °, they cancel each other out, and the pressure wave is attenuated early and effectively disappears. become. At this time, the ink column 102 is not separated from the meniscus M.

(6)、(7)その後、インク柱102は、圧力波によるメニスカスの振動がほとんどない状態で伸び続ける。   (6), (7) Thereafter, the ink column 102 continues to grow in a state where there is almost no meniscus vibration due to the pressure wave.

(8)インクの表面張力により、自然にインク柱102が、メニスカスMから分離して長く尾の引いたインク滴101として飛翔する。   (8) Due to the surface tension of the ink, the ink pillars 102 naturally fly as ink droplets 101 that are separated from the meniscus M and have a long tail.

(9)(10)インク滴101が、主滴11とサテライト滴12に分離する。   (9) (10) The ink droplet 101 is separated into the main droplet 11 and the satellite droplet 12.

従来技術の駆動方法では、早期にメニスカスを引き戻す作用が働かないため、その後のメニスカスMからのインク柱102の分離は、圧力波によるメニスカスの振動がほとんどない状態で行われることとなり、きわめて遅くなる。このことによりインク柱102が伸び、サテライト量が多くなってしまう。図5中のSLはサテライト長さであり、この長さが長いほどサテライト量は多くなる。   In the prior art driving method, the action of pulling back the meniscus at an early stage does not work, so that the subsequent separation of the ink column 102 from the meniscus M is performed in a state where there is almost no meniscus vibration due to the pressure wave, which is extremely slow. . As a result, the ink pillars 102 extend, and the amount of satellites increases. SL in FIG. 5 is the satellite length, and the satellite amount increases as this length increases.

次に、本発明の実施形態に係わる駆動方法の1例である時分割駆動について説明する。   Next, time-division driving, which is an example of the driving method according to the embodiment of the present invention, will be described.

前述のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁27によって隔てられた複数の圧力発生室28を有する記録ヘッド2を駆動する場合、一つの圧力発生室28の隔壁が吐出の動作をすると、隣の圧力発生室28が影響を受けるため、通常、複数の圧力発生室28のうち、互いに1本以上の圧力発生室28を挟んで離れている圧力発生室28をまとめて1つの組となすようにして、2つ以上の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全圧力発生室28を2つおきに選んで3相に分けて吐出する、いわゆる3サイクル吐出法が行われる。   When the recording head 2 having a plurality of pressure generation chambers 28 separated by the partition walls 27 at least partially made of a piezoelectric material as described above is driven, when the partition walls of one pressure generation chamber 28 perform a discharge operation. Since the adjacent pressure generation chambers 28 are affected, the pressure generation chambers 28 that are separated from each other with one or more pressure generation chambers 28 are usually combined into one set. In this manner, the drive control is performed so that the ink is divided into two or more groups and the ink ejection operation is sequentially performed for each group in a time division manner. For example, a so-called three-cycle discharge method is performed in which every two total pressure generation chambers 28 are selected and discharged in three phases.

かかる3サイクル吐出動作について図6を用いて更に説明する。図6に示す例では、記録ヘッドは圧力発生室がA1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3の9つの圧力発生室28で構成されているものとし、1画素周期に5発のインク滴を吐出する例に挙げて説明する。また、このときのA、B、Cの各組の圧力発生室28の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図7に示す。ここでは、図4の駆動信号を基本として、同一画素周期内(同一駆動周期内)に5つのサブドロップを吐出可能な例を示す。サブドロップSD1を吐出するために、パルス幅がALの膨張パルス、それに続くパルス幅が0.5ALの第1の収縮パルス、それに続く長さ0.5ALの電圧ゼロの休止期間、それに続くパルス幅が1ALの第2の収縮パルス、それに続く長さALの電圧ゼロの休止期間からなる駆動パルスを印加する。同様に、サブドロップSD2〜SD5を吐出させるために、同様な構成の駆動パルスをそれぞれ印加する。駆動パルスの周期は図示のように4ALである。そして、長さ3ALの電圧ゼロの期間をSD5の駆動パルスの後に設けることにより、SD1〜SD5の5滴によるスーパードロップを形成する期間を23ALとする。   Such a 3-cycle discharge operation will be further described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 6, the recording head has a pressure generating chamber composed of nine pressure generating chambers A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, and C3. An example in which five ink droplets are ejected will be described. Further, FIG. 7 shows a timing chart of drive signals applied to the electrodes of the pressure generation chambers 28 of each set of A, B, and C at this time. Here, an example in which five sub-drops can be discharged within the same pixel period (within the same drive period) based on the drive signal of FIG. 4 is shown. In order to discharge the sub-drop SD1, an expansion pulse with a pulse width of AL, followed by a first contraction pulse with a pulse width of 0.5AL, followed by a rest period of zero voltage with a length of 0.5AL, followed by a pulse width Is applied with a second contraction pulse of 1AL, followed by a drive pulse consisting of a zero-voltage pause of length AL. Similarly, in order to discharge the sub-drops SD2 to SD5, drive pulses having the same configuration are respectively applied. The period of the drive pulse is 4AL as shown in the figure. Then, by providing a period of zero voltage having a length of 3AL after the driving pulse of SD5, a period for forming a super drop by five drops of SD1 to SD5 is set to 23AL.

図7に示す駆動パルスによりスーパードロップを形成し飛翔させた場合に、サブドロップSD1〜SD5の飛翔中または記録媒体上での合体を安定して行なうことができる。   When a super drop is formed by a drive pulse shown in FIG. 7 and is caused to fly, the sub-drops SD1 to SD5 can be stably combined during the flight or on the recording medium.

インク吐出時には、まずA組(A1、A2、A3)の各圧力発生室28の電極に前記SD1〜SD5を吐出する1連の駆動パルス電圧を掛け、その両隣の圧力発生室の電極を接地し、A組のノズルからSD1〜SD5のインク滴を吐出させる。   When ink is ejected, first, a series of driving pulse voltages for ejecting the SD1 to SD5 are applied to the electrodes of the pressure generating chambers 28 of the A group (A1, A2, A3), and the electrodes of the pressure generating chambers on both sides thereof are grounded. The ink droplets of SD1 to SD5 are ejected from the A set of nozzles.

続いてB組(B1、B2、B3)の各圧力発生室28、更に続いてC組(C1、C2、C3)の各圧力発生室28へと上記同様に動作する。   Subsequently, the operation is performed in the same manner as described above for each pressure generating chamber 28 of the B group (B1, B2, B3) and further to each pressure generating chamber 28 of the C group (C1, C2, C3).

以上は、ベタ画像(フル駆動)の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、SD1〜SD5のうちの吐出するインク滴の数を変化させる。   The above is a case of a solid image (full drive), but actually, the number of ink droplets to be ejected among SD1 to SD5 is changed according to the print data of each pixel.

かかるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドでは、隔壁27の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行う圧力発生室の電極に負電圧を掛ける代わりに、図8に示すように、インク吐出を行う圧力発生室の電極を接地して、その両隣の圧力発生室の電極に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動できるため、電源コストの点で好ましい態様である。   In such a shear mode type ink jet recording head, the deformation of the partition wall 27 occurs due to a voltage difference applied to the electrodes provided on both sides of the wall. Therefore, instead of applying a negative voltage to the electrode of the pressure generating chamber for discharging ink, FIG. As shown, the same operation can be achieved by grounding the electrode of the pressure generating chamber for discharging ink and applying a positive voltage to the electrodes of the pressure generating chambers on both sides thereof. According to this latter method, since it can be driven only by a positive voltage, it is a preferable aspect in terms of power supply cost.

なお、本発明の駆動方法は、吐出時のインク温度におけるインクの粘度が5cp以上15cp以下である場合に顕著な効果を発揮する。このようなインクは粘度が高く、流体抵抗が大きくなるので、インク柱がメニスカスから分離しにくくなる。従って、インク柱が長く伸びやすく、サテライトが発生しやすくなるからである。   Note that the driving method of the present invention exhibits a remarkable effect when the viscosity of the ink at the ink temperature at the time of ejection is 5 cp or more and 15 cp or less. Such ink has a high viscosity and a high fluid resistance, so that the ink column is difficult to separate from the meniscus. Therefore, the ink column is easily elongated for a long time, and satellites are easily generated.

また、粘度が高すぎると、ノズルからインクを円滑に吐出させることができず、駆動電圧が上昇してしまうため、インク粘度は15cp以下が好ましい。   Further, if the viscosity is too high, the ink cannot be smoothly ejected from the nozzles, and the drive voltage increases. Therefore, the ink viscosity is preferably 15 cp or less.

粘度の測定は、振動式粘度計Model VM−1A−L(山一電機工業株式会社)を用いて測定できる。また、密度計Model DA−110(京都エレクトロニクス)を用いて密度を測定し、振動式粘度計の読みとり値を密度で除算し、粘度とした。   The viscosity can be measured using a vibration viscometer Model VM-1A-L (Yamaichi Electronics Co., Ltd.). Further, the density was measured using a density meter Model DA-110 (Kyoto Electronics), and the reading value of the vibration viscometer was divided by the density to obtain the viscosity.

また、本発明の駆動方法は、25℃におけるインクの表面張力が20dyne/cm以上30dyne/cm以下である場合に顕著な効果を発揮する。このような表面張力が低いインクは、高粘度インクと同様にインク柱がメニスカスから分離しにくくなり、サテライトが発生しやすくなるからである。   Further, the driving method of the present invention exhibits a remarkable effect when the surface tension of the ink at 25 ° C. is 20 dyne / cm or more and 30 dyne / cm or less. This is because such an ink having a low surface tension makes it difficult to separate the ink column from the meniscus, as in the case of the high-viscosity ink, and satellites are easily generated.

また、インクの表面張力が低すぎると、ノズル形成部材22に対する濡れ性が高くなるので、吐出側の面のノズル23付近にインクが付着し易くなり、インク吐出が影響を受けやすい。吐出面のノズル23付近に付着物があると、吐出するインクがこの付着物に接触して曲った方向に飛翔してしまう。このため、インクの表面張力が20dyne/cm以上が好ましい。   If the surface tension of the ink is too low, the wettability with respect to the nozzle forming member 22 increases, so that the ink tends to adhere to the vicinity of the nozzle 23 on the ejection side surface, and the ink ejection is easily affected. If there is a deposit in the vicinity of the nozzle 23 on the ejection surface, the ejected ink will fly in a curved direction in contact with the deposit. For this reason, the surface tension of the ink is preferably 20 dyne / cm or more.

表面張力は、表面張力計CBVP式A−3型(協和科学株式会社)を用いて測定できる。   The surface tension can be measured using a surface tension meter CBVP type A-3 (Kyowa Kagaku Co., Ltd.).

このようなインクとしては、油系インクや紫外線硬化インクが挙げられる。油系インクとは、炭素数15〜18の飽和炭化水素、または、炭素数15〜18の単価アルコール、もしくは、それらの誘導体を溶媒として、80質量%以上含有するインクを指す。油系インクは、耐水性の良好な画像が得られる利点がある。   Examples of such ink include oil-based ink and ultraviolet curable ink. The oil-based ink refers to an ink containing 80% by mass or more of a saturated hydrocarbon having 15 to 18 carbon atoms, a monohydric alcohol having 15 to 18 carbon atoms, or a derivative thereof as a solvent. Oil-based inks have the advantage that images with good water resistance can be obtained.

紫外線硬化インクとしては、カチオン重合性のインク、ラジカル重合性のインクを各々単独で使用することが可能であるが、両者を混合し、ハイブリッドインクとして使用することも可能である。   As the ultraviolet curable ink, a cation polymerizable ink and a radical polymerizable ink can be used singly, but they can be mixed and used as a hybrid ink.

紫外線硬化インクは、下記に示すようなエポキシ化合物、エポキシ化油、オキセタン化合物、非プロトン性溶媒、ラジカル重合性モノマー、色材、その他添加剤等を構成成分として含むことが好ましい。   The ultraviolet curable ink preferably contains an epoxy compound, an epoxidized oil, an oxetane compound, an aprotic solvent, a radical polymerizable monomer, a coloring material, other additives, and the like as described below as constituent components.

カチオン重合性の化合物としては、エポキシ化合物、エポキシ化油、オキセタン化合物等を用いることが出来る。また、ラジカル重合性化合物としては、ラジカル重合性モノマーを用いることが出来る。ラジカル重合性モノマーとしては、各種(メタ)アクリレートモノマーが使用出来る。例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−アクリロイキシエチルコハク酸、2−アクリロイキシエチルフタル酸、2−アクリロイキシエチル−2−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の二官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。   As the cationic polymerizable compound, an epoxy compound, an epoxidized oil, an oxetane compound, or the like can be used. Moreover, a radically polymerizable monomer can be used as the radically polymerizable compound. As the radical polymerizable monomer, various (meth) acrylate monomers can be used. For example, isoamyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, octyl acrylate, decyl acrylate, isomyristyl acrylate, isostearyl acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol acrylate, 2-hydroxybutyl acrylate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid , Butoxyethyl acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, methoxypropylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, isobornyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2 Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-acryloylethyl succinic acid, 2-acryloylethyl phthalic acid, 2-acryloylethyl-2-hydroxyethyl-phthalic acid, lactone-modified flexible acrylate, t- Monofunctional monomers such as butylcyclohexyl acrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6- Hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, bis Bifunctional monomers such as EO adduct diacrylate of Enol A, PO adduct diacrylate of bisphenol A, neopentyl glycol diacrylate hydroxypivalate, polytetramethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, EO-modified trimethylolpropane Triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, glycerin propoxytriacrylate, cowprolactone-modified trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol ethoxytetraacrylate, caprolactam-modified dipenta Three officials such as erythritol hexaacrylate And a polyfunctional monomer having a capacity higher than that of the polymer.

画像記録に紫外線硬化インクを用いると、画像記録後に紫外線を照射すれば紫外線硬化インクは硬化するので、長期間にわたって画像を消えずに維持することができ、インクジェットプリンタによる画像の品質を高めることができる。さらに、紫外線硬化インクを画像記録に用いれば、記録媒体がインク吸収性のよい記録媒体(例えば、紙など)でなくとも、インク吸収性のない記録媒体、あるいはインク吸収性の低い記録媒体であっても画像記録を行なうことができる。   When UV curable ink is used for image recording, the UV curable ink is cured if irradiated with UV after image recording, so that the image can be maintained without disappearing for a long period of time, and the image quality by the ink jet printer can be improved. it can. Further, when ultraviolet curable ink is used for image recording, even if the recording medium is not a recording medium with good ink absorption (for example, paper), the recording medium has no ink absorption or a recording medium with low ink absorption. Even image recording can be performed.

特に、紫外線硬化インクの場合、サテライトがノズル近傍などに付着した後、紫外線の漏れ光が照射されて、硬化してしまうと除去が困難になるので、サテライトを低減することは特に重要である。   In particular, in the case of ultraviolet curable ink, it is particularly important to reduce satellites, since it becomes difficult to remove the ultraviolet rays after being attached to the vicinity of the nozzles and then irradiated with ultraviolet leakage light and cured.

以上の実施形態では、圧力付与手段(隔壁S)が圧電素子により構成されるものを示した。本発明の駆動方法は、このように圧力付与手段が圧電素子により構成されるものである場合に、圧力発生室の容積を膨張させる制御が容易にできるために好ましい。   In the above embodiment, the pressure applying means (partition wall S) is constituted by a piezoelectric element. The driving method of the present invention is preferable because the control for expanding the volume of the pressure generating chamber can be easily performed when the pressure applying means is constituted by a piezoelectric element.

また、上記実施形態では、ALに比べて十分に短い立ち上がり時間及び立ち下がり時間を持った矩形波の駆動パルスを圧電素子に印加している。矩形波を用いることで、圧力波の音響的共振をより有効に利用した駆動を行なうことができる。台形波を使用する方法に比べてインク滴を吐出させる効率が良く、低い駆動電圧で駆動することができる上に、簡単なデジタル回路で駆動回路を設計できる効果がある。また、パルス幅の設定が容易になるという利点を有する。   In the above embodiment, a rectangular-wave drive pulse having a sufficiently short rise time and fall time as compared with AL is applied to the piezoelectric element. By using the rectangular wave, it is possible to perform driving using the acoustic resonance of the pressure wave more effectively. Compared with the method using a trapezoidal wave, the efficiency of ejecting ink droplets is good, and it is possible to drive with a low driving voltage and to design a driving circuit with a simple digital circuit. In addition, the pulse width can be easily set.

また、上記実施形態例では、圧力付与手段として電界を印加することによりせん断モードで変形するせん断モード型の圧電素子を用いた。せん断モード型の圧電素子では、矩形波の駆動パルスをより効果的に利用することができ、駆動電圧が下げられ、より効率的な駆動が可能となるため好ましい。また、圧力発生室であるインクチャネルが隔壁を隔てて連続しているヘッドの例を示したが、従来技術に開示したようなインクチャネルとダミーチャネルとを交互に配列して、インクチャネルが1つおきに配置されており、インクチャネルからインクを吐出するようにしたダミーチャネル型ヘッドにも本発明は適用できる。この場合、インクチャネルの隔壁がせん断変形しても、隣接した他のインクチャネルに影響することがなく、インクチャネルの駆動が容易である。   In the above embodiment, a shear mode type piezoelectric element that deforms in a shear mode by applying an electric field is used as the pressure applying means. The shear mode type piezoelectric element is preferable because a rectangular-wave drive pulse can be used more effectively, the drive voltage is lowered, and more efficient drive is possible. Further, although an example of a head in which ink channels as pressure generation chambers are continuous across a partition wall is shown, ink channels and dummy channels as disclosed in the prior art are alternately arranged so that the ink channel is 1 The present invention can also be applied to a dummy channel type head which is arranged every other unit and which ejects ink from the ink channel. In this case, even if the partition wall of the ink channel is shear-deformed, the ink channel is easily driven without affecting other adjacent ink channels.

さらに、このせん断モードヘッドは、圧電素子の中にインク溝となるインクチャネルを形成するので、駆動により圧電素子が発熱すると、この熱がインクに伝わり、インクが加熱される。インク温度が加熱により上昇すると、粘度が低下して吐出速度が速くなり、着弾位置が狙った位置からずれて画質を大幅に低下させる原因となる。本発明の駆動方法は、後述の実施例で示すように、従来技術の駆動方法に比べて、駆動電圧の低電圧化により消費電力が下げられるので発熱量を減らせて、インクの温度上昇による速度変化を低減できる。   Furthermore, since this shear mode head forms an ink channel serving as an ink groove in the piezoelectric element, when the piezoelectric element generates heat by driving, this heat is transmitted to the ink and the ink is heated. When the ink temperature rises due to heating, the viscosity decreases and the discharge speed increases, causing the landing position to deviate from the target position and causing a significant decrease in image quality. In the driving method of the present invention, as shown in the embodiments described later, the power consumption is reduced by lowering the driving voltage compared to the driving method of the prior art. Change can be reduced.

本発明はこれらに限られるものではなく、例えば、圧電素子を単板型の圧電アクチュエータや縦振動タイプの積層型圧電素子等、別の形態の圧電素子を用いてもかまわない。また、静電力や磁力を利用した電気機械変換素子や、沸騰現象を利用して圧力を付与させるための電気熱変換素子等、他の圧力付与手段を用いてもかまわない。   The present invention is not limited to these, and other types of piezoelectric elements such as a single plate type piezoelectric actuator and a longitudinal vibration type stacked piezoelectric element may be used as the piezoelectric element. Also, other pressure applying means such as an electromechanical conversion element using electrostatic force or magnetic force, or an electrothermal conversion element for applying pressure using a boiling phenomenon may be used.

また、以上の説明では、液滴吐出装置としてインクジェット記録装置の適用例を示し、液滴吐出ヘッドとして画像記録を行うためのインクジェット記録ヘッドを用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴を吐出するためのノズルと、このノズルに連通する圧力発生室と、この圧力発生室内の圧力を変化させる圧力付与手段とを備え、圧力発生室内の液体を液滴としてノズルから吐出させる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法として広く適用可能である。特に、液晶用カラーフィルターの作製用途など、サテライト付着のない高精細な印字を必要とする産業用途において有効である。   In the above description, an application example of an ink jet recording apparatus is shown as a liquid droplet ejection apparatus, and an ink jet recording head for performing image recording is used as a liquid droplet ejection head. However, the present invention is not limited to this. Rather, a nozzle for discharging droplets, a pressure generation chamber communicating with the nozzle, and a pressure applying means for changing the pressure in the pressure generation chamber, and the liquid in the pressure generation chamber as droplets from the nozzle The present invention can be widely applied as a droplet discharge device for discharging and a method for driving a droplet discharge head. In particular, it is effective in industrial applications that require high-definition printing with no satellite adhesion, such as liquid crystal color filter manufacturing applications.

(実施例1〜8)
図2に示すシェアモードタイプの記録ヘッド(ノズルピッチ:180dpi、ノズル数:256、ノズル径:23μm、AL:2.4μs、インク滴量:4pl)を2つ用意し、各ヘッドのノズル列が、相互に1/2ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせた。これにより、各ヘッドのそれぞれが180dpiのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに1/2ずらせることで、360dpiの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。
(Examples 1-8)
Two share mode type recording heads (nozzle pitch: 180 dpi, number of nozzles: 256, nozzle diameter: 23 μm, AL: 2.4 μs, ink droplet amount: 4 pl) shown in FIG. 2 are prepared. They were attached so that they were shifted by 1/2 pitch from each other and arranged in a staggered manner. Accordingly, since each of the heads is a 180 dpi head, the nozzle pitch can be shifted by ½, so that it can be used as a 360 dpi recording head, the number of nozzles can be increased, and a high density recording head can be used. It can be.

この2列ヘッド(ノズルピッチ:360dpi、ノズル数:512)の各列のチャネルを図7に示したSD1〜SD5のサブドロップ5発を吐出させる駆動信号(膨張パルスのパルス幅:1AL、第1の収縮パルスのパルス幅:0.5AL、第2の収縮パルスのパルス幅:1AL)を基本として、3群に分け、3サイクル駆動を行った。   A drive signal (expansion pulse width: 1AL, first) that ejects five sub-drops of SD1 to SD5 shown in FIG. 7 through the channels of each row of the two-row head (nozzle pitch: 360 dpi, number of nozzles: 512). The pulse width of the contraction pulse: 0.5 AL and the pulse width of the second contraction pulse: 1 AL) were divided into three groups, and three-cycle driving was performed.

インクは、アクリル系紫外線硬化インクを用いて、ヒータにより50℃に加熱して吐出させた。   The ink was discharged using an acrylic ultraviolet curable ink heated to 50 ° C. by a heater.

駆動パルスは、膨張パルスの駆動電圧Vonと第1の収縮パルスの駆動電圧Voffの比(|Von|/|Voff|)を1/0.7とし、膨張パルスのパルス幅を1ALに設定し、第1の収縮パルスのパルス幅を以下に示す8通りに変化させた。   For the drive pulse, the ratio (| Von | / | Voff |) of the drive voltage Von of the expansion pulse to the drive voltage Voff of the first contraction pulse is set to 1 / 0.7, the pulse width of the expansion pulse is set to 1AL, The pulse width of the first contraction pulse was changed in the following eight ways.

条件。   conditions.

インク:アクリル系紫外線硬化インク(粘度10cp(50℃における測定値)、表面張力28dyne/cm(25℃における測定値))。   Ink: Acrylic ultraviolet curable ink (viscosity 10 cp (measured value at 50 ° C.), surface tension 28 dyne / cm (measured value at 25 ° C.)).

第1の収縮パルスのパルス幅:0.3AL(実施例1)、0.5AL(実施例2)、1.0AL(実施例3)、1.25AL(実施例4)、1.5AL(実施例5)、2.5AL(実施例6)、3.0AL(実施例7)、3.5AL(実施例8)。   Pulse width of first contraction pulse: 0.3AL (Example 1), 0.5AL (Example 2), 1.0AL (Example 3), 1.25AL (Example 4), 1.5AL (Implementation) Example 5), 2.5AL (Example 6), 3.0AL (Example 7), 3.5AL (Example 8).

任意の1ノズルについて、駆動電圧(Von、Voff)を変化させながら(|Von|/|Voff|は1/0.7に固定)、インク滴の飛翔速度とサテライト長さの関係及び駆動電圧(Von)とインク滴の飛翔速度の関係を下記の方法を用いて評価した。   For any one nozzle, while changing the drive voltage (Von, Voff) (| Von | / | Voff | is fixed to 1 / 0.7), the relationship between the flying speed of the ink droplet and the satellite length and the drive voltage ( The relationship between Von) and the flying speed of ink droplets was evaluated using the following method.

飛翔速度、サテライト長さ測定:CCDカメラを用いたストロボ測定により、SD1のインク滴がノズル開口から約1mm飛翔した時点でのインク滴速度とサテライトの長さSLを測定。サテライト長さSLが長いほどサテライト量は多くなる。   Measurement of flying speed and satellite length: The ink droplet speed and satellite length SL were measured when the SD1 ink droplet flew about 1 mm from the nozzle opening by strobe measurement using a CCD camera. The satellite amount increases as the satellite length SL increases.

飛翔速度、駆動電圧測定:第1の収縮パルスのパルス幅=0.5AL(実施例2)の条件において、CCDカメラを用いたストロボ測定により、1発目のSD1と5発目のSD5のインク滴がノズル開口から約1mm飛翔した時点でのインク滴速度を測定。   Measurement of flying speed and driving voltage: The first SD1 ink and the fifth SD5 ink were measured by the strobe measurement using a CCD camera under the condition of the pulse width of the first contraction pulse = 0.5 AL (Example 2). Measure the ink drop velocity when the drop flies about 1mm from the nozzle opening.

駆動発熱によるインク滴の速度変化測定:第1の収縮パルスのパルス幅=0.5AL(実施例2)の条件において、SD1が6m/sとなる駆動電圧で、2列のヘッドを25.5KHzの駆動周波数で連続的にフル駆動(ベタの印字データ)させて、駆動時間とインク滴の速度の変化(上昇)を調べた。ヒータは、初期値を50℃になるように電力を設定し、駆動後のフィードバック制御は行っていない。駆動発熱により、インクの温度が上昇するとインク粘度が低下し、インク滴の速度が上昇する。従って、速度変化が小さいことは、駆動パルスの消費電力が小さいために、駆動発熱が小さくなっていることを示している。   Measurement of ink droplet speed change due to driving heat generation: Under the condition of the pulse width of the first contraction pulse = 0.5 AL (Example 2), a driving voltage at which SD1 is 6 m / s, 2 rows of heads are set at 25.5 KHz. The full drive (solid print data) was continuously performed at the drive frequency of, and the change (increase) in drive time and ink droplet speed was examined. The heater sets the electric power so that the initial value is 50 ° C., and does not perform feedback control after driving. When the temperature of the ink rises due to driving heat generation, the ink viscosity decreases and the ink droplet speed increases. Accordingly, a small speed change indicates that the drive heat generation is small because the power consumption of the drive pulse is small.

本ヘッドの場合、SD1とSD5の速度差の最適値は、SD1とSD5の各SDが同一位置に着弾する条件として、SD周期が4AL、記録媒体とノズルのギャップが2mmとすると、SD1が6m/sに対して、SD5が7m/sになる。
(比較例1)
図7における駆動パルスSD1〜SD5の各々を図5に示した従来例の駆動パルスに替える以外は実施例と同一とした。
(比較例2〜5)
第1の収縮パルスのパルス幅を以下に示す通りとした以外は実施例と同一とした。
In the case of this head, the optimum value of the speed difference between SD1 and SD5 is 6m when the SD period is 4AL and the gap between the recording medium and the nozzle is 2mm as the condition that each SD1 and SD5 land at the same position. For SD / s, SD5 is 7 m / s.
(Comparative Example 1)
The driving pulses SD1 to SD5 in FIG. 7 are the same as those in the embodiment except that each of the driving pulses SD1 to SD5 is replaced with the driving pulse of the conventional example shown in FIG.
(Comparative Examples 2 to 5)
The first contraction pulse was the same as the example except that the pulse width was as shown below.

第1の収縮パルスのパルス幅:0.1AL(比較例2)、1.6AL(比較例3)、2.0AL(比較例4)、2.4AL(比較例5)の4通り。   Pulse width of the first contraction pulse: four types of 0.1AL (Comparative Example 2), 1.6AL (Comparative Example 3), 2.0AL (Comparative Example 4), and 2.4AL (Comparative Example 5).

実施例及び比較例について、SD1のみを吐出させたときの、SD1のインク滴の速度とサテライト長さの関係を図9に示す。比較例2では、インク滴速度が非常に遅く、不安定となるため、除外している。   FIG. 9 shows the relationship between the speed of the ink droplet of SD1 and the satellite length when only SD1 is ejected for the example and the comparative example. In Comparative Example 2, since the ink droplet speed is very slow and unstable, it is excluded.

図9において、横軸はインク滴の速度(m/s)、縦軸はサテライトの長さ(μm)を表す。図中の◇で表された点及び線L1は実施例1、図中の○で表された点及び線L2は実施例2、図中の▲で表された点及び線L3は実施例3、図中の■で表された点及び線L4は実施例4、図中の△で表された点及び線L5は実施例5、図中の−で表された点及び線L6は比較例1、図中のXで表された点及び線L7は比較例3、図中の◆で表された点及び線L8は比較例4、図中の□で表された点及び線L9は比較例5、図中の+で表された点及び線L10は実施例6、図中の●で表された点及び線L11は実施例7、図中のЖで表された点及び線L12は実施例8にそれぞれ対応している。   In FIG. 9, the horizontal axis represents the ink droplet velocity (m / s), and the vertical axis represents the satellite length (μm). The points and lines L1 represented by 中 in the figure are Example 1, the points and lines L2 represented by ○ in the figure are Example 2, and the points and lines L3 represented by ▲ in the figure are Example 3. In the figure, the point represented by ▪ and the line L4 are Example 4, the point represented by Δ in the figure and the line L5 are Example 5, and the point represented by-and the line L6 in the figure are comparative examples. 1. The point represented by X in the figure and the line L7 are Comparative Example 3, the point represented by ◆ in the figure and the line L8 are Comparative Example 4, the point represented by □ in the figure and the line L9 are compared. Example 5, point and line L10 represented by + in the figure are Example 6, point and line L11 represented by ● in the figure are Example 7, point and line L12 represented by Ж in the figure are Each corresponds to Example 8.

図9の実施例の駆動方法は、比較例の駆動方法より大幅にサテライト長さが短くなっており、本発明の駆動方法はサテライトの低減に効果があることが確認された。   The driving method of the example of FIG. 9 has a satellite length that is significantly shorter than the driving method of the comparative example, and it has been confirmed that the driving method of the present invention is effective in reducing satellites.

図10は、実施例2の駆動信号における駆動電圧Von(V)とインク滴の速度(m/s)を表したものであり、横軸は駆動電圧Von(V)、縦軸はインク滴の速度(m/s)を表す。図中の◇及び線SD1はSD1〜SD5を連続的に吐出させたときのSD1についてのデータであり、図中の■及び線SD5はSD5についてのデータである。   FIG. 10 shows the drive voltage Von (V) and the ink droplet speed (m / s) in the drive signal of Example 2, the horizontal axis represents the drive voltage Von (V), and the vertical axis represents the ink droplet. Expresses speed (m / s). ◇ and line SD1 in the figure are data for SD1 when SD1 to SD5 are continuously ejected, and ▪ and line SD5 in the figure are data for SD5.

図10より、SD1の速度に対するSD5の速度上昇幅は1m/s以内と小さく、安定に出射しており、キャンセルが適正になされていることが確認できた。また、速度は、11m/sまで安定に吐出できた。   From FIG. 10, the speed increase width of SD5 with respect to the speed of SD1 is as small as 1 m / s or less, and it was confirmed that the light was emitted stably and was canceled appropriately. Further, the speed could be stably discharged up to 11 m / s.

なお、図10において、比較例1の駆動パルスを用いた場合のデータを載せていないが、上記実施例2のデータとほぼ同じであった。   In FIG. 10, data when the drive pulse of Comparative Example 1 is used is not shown, but it is almost the same as the data of Example 2 above.

図9,図10の結果より、実施例の駆動方法は、比較例の駆動方法と同等のキャンセル状態が得られ、かつ、サテライトが大幅に低減できることが確認できた。   From the results of FIGS. 9 and 10, it was confirmed that the driving method of the example can obtain a canceled state equivalent to the driving method of the comparative example, and the satellite can be significantly reduced.

図11において、横軸は駆動時間(s)、縦軸は駆動発熱によるインク滴の速度変化(6m/sからの上昇分)を表す。図中の◆で表された点及び線H1は比較例1、図中の■で表された点及び線H2は実施例2にそれぞれ対応している。なおSD1のインク滴の速度が6m/sになる駆動電圧Vonは、比較例が21.9V、実施例が16.4Vであり、実施例の方が、駆動電圧が25%ほど低い。   In FIG. 11, the horizontal axis represents the drive time (s), and the vertical axis represents the change in ink droplet speed due to drive heat generation (the amount of increase from 6 m / s). A point and a line H1 represented by ◆ in the figure correspond to Comparative Example 1, and a point and a line H2 represented by ■ in the figure correspond to Example 2, respectively. The drive voltage Von at which the speed of the ink droplet of SD1 is 6 m / s is 21.9 V in the comparative example and 16.4 V in the example, and the drive voltage is lower by about 25% in the example.

図11より、実施例の駆動方法は、比較例の駆動方法に比べて、速度変化が小さくなっていることが確認できた。インク加熱用のヒータは、初期値を50℃になるように電力を設定し、駆動後のフィードバック制御は行っていない。従って、速度変化が小さいことは、駆動パルスの消費電力が小さいために、駆動発熱が小さくなっていることを示している。本発明の駆動方法は、比較例の駆動方法に比べて消費電力を抑えることができるとともに、駆動時の発熱を抑える効果があることが確認できた。   From FIG. 11, it was confirmed that the speed change was smaller in the driving method of the example than in the driving method of the comparative example. The heater for heating the ink sets electric power so that the initial value is 50 ° C., and does not perform feedback control after driving. Accordingly, a small speed change indicates that the drive heat generation is small because the power consumption of the drive pulse is small. It has been confirmed that the driving method of the present invention can reduce power consumption and suppress the heat generation during driving, as compared with the driving method of the comparative example.

インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an inkjet recording device. 液滴吐出ヘッドの一態様であるせん断モード(シェアモード)タイプのインクジェット記録ヘッドの概略構成を示す図であり、(a)は一部断面で示す斜視図、(b)はインク供給部を備えた状態の断面図である。It is a figure which shows schematic structure of the shear mode (shear mode) type inkjet recording head which is one aspect | mode of a droplet discharge head, (a) is a perspective view which shows a partial cross section, (b) is provided with the ink supply part. FIG. (a)〜(c)は記録ヘッドの動作を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows operation | movement of a recording head. (a)は本発明に係る実施形態の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室内のインクに付与される圧力を示す図、(b)は本発明に係る実施形態の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示す図である。(A) is a diagram showing a driving signal for realizing the driving method of the embodiment according to the present invention and a pressure applied to the ink in the pressure generating chamber by the driving signal, and (b) is a driving of the embodiment according to the present invention. It is a figure which shows the mode of the meniscus and droplet discharge in the nozzle by a method. (a)は従来の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室内のインクに付与される圧力を示す図、(b)は従来の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示す図である。(A) is a diagram showing a driving signal for realizing the conventional driving method and a pressure applied to the ink in the pressure generating chamber by the driving signal, and (b) is a diagram of meniscus and droplet discharge in the nozzle by the conventional driving method. It is a figure which shows a mode. (a)〜(c)は記録ヘッドの時分割動作の説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing of the time division operation | movement of a recording head. A、B、Cの各組の圧力発生室の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of the drive signal applied to the electrode of the pressure generation chamber of each set of A, B, and C. 正電圧のみを用いた場合の駆動信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of a drive signal at the time of using only a positive voltage. 本発明の駆動方法に係るインク滴の速度とサテライトの長さを対比した実験データを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental data which contrasted the speed of the ink drop which concerns on the drive method of this invention, and the length of the satellite. 本発明の駆動方法に係る駆動電圧とインク滴の速度を対比した実験データを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental data which contrasted the drive voltage and the speed of an ink drop which concern on the drive method of this invention. 本発明の駆動方法に係る駆動時間と駆動発熱によるインク滴の速度変化を対比した実験データを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental data which contrasted the speed change of the ink droplet by the drive time and drive heat_generation | fever by the drive method of this invention. 従来例のインクジェット記録ヘッドを示す図である。It is a figure which shows the inkjet recording head of a prior art example. 従来例の駆動方法を示す図である。It is a figure which shows the drive method of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェット記録装置
2 記録ヘッド
21 インクチューブ
22 ノズル形成部材
23 ノズル
24 カバープレート
25 インク供給口
26 基板
27 隔壁
28 圧力発生室
3 搬送機構
31 搬送ローラ
32 搬送ローラ対
33 搬送モータ
4 ガイドレール
5 キャリッジ
6 フレキシケーブル
7、8 インク受け器
100 駆動信号発生手段
P 記録媒体
PS 記録面
101 インク滴
102 インク柱
11 主滴
12 サテライト滴
M インクメニスカス
SL サテライト長さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording apparatus 2 Recording head 21 Ink tube 22 Nozzle formation member 23 Nozzle 24 Cover plate 25 Ink supply port 26 Substrate 27 Partition 28 Pressure generating chamber 3 Conveying mechanism 31 Conveying roller 32 Conveying roller pair 33 Conveying motor 4 Guide rail 5 Carriage 6 Flexi cable 7, 8 Ink receiver 100 Drive signal generating means P Recording medium PS Recording surface 101 Ink droplet 102 Ink column 11 Main droplet 12 Satellite droplet M Ink meniscus SL Satellite length

Claims (7)

駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、
膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、
第1の収縮パルスのパルス幅は、0.3AL〜1.5ALであることを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet applying head having a pressure applying unit that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying unit, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber, and a driving signal are generated. A droplet discharge device that includes a drive signal generating unit, expands or contracts the volume of the pressure generation chamber by applying a drive signal to the pressure applying unit, and discharges a droplet from the nozzle;
The drive signal includes an expansion pulse for expanding the volume of the pressure generation chamber, a first contraction pulse for contracting the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and contracting the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse. A second contraction pulse to cause
The pulse width of the expansion pulse is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber),
The droplet discharge device, wherein the first contraction pulse has a pulse width of 0.3 AL to 1.5 AL.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、
膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、
第1の収縮パルスのパルス幅は、2.5AL〜3.5ALであることを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet applying head having a pressure applying unit that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying unit, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber, and a driving signal are generated. A droplet discharge device that includes a drive signal generating unit, expands or contracts the volume of the pressure generation chamber by applying a drive signal to the pressure applying unit, and discharges a droplet from the nozzle;
The drive signal includes an expansion pulse for expanding the volume of the pressure generation chamber, a first contraction pulse for contracting the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and contracting the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse. A second contraction pulse to cause
The pulse width of the expansion pulse is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber),
The droplet discharge device, wherein the first contraction pulse has a pulse width of 2.5 AL to 3.5 AL.
前記駆動信号は、前記第1の収縮パルスのパルス幅が、0.3AL〜1.0ALであり、前記膨張パルスの終端と前記第2の収縮パルスの始端との間隔が0.7AL〜1.3ALであり、
前記第1の収縮パルスの終端と前記第2の収縮パルスの始端との間隔が0.3AL以上であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
The drive signal has a pulse width of the first contraction pulse of 0.3 AL to 1.0 AL, and an interval between the end of the expansion pulse and the start of the second contraction pulse is 0.7 AL to 1.. 3AL,
2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein an interval between the end of the first contraction pulse and the start of the second contraction pulse is 0.3 AL or more.
前記第1の収縮パルスの駆動電圧をVoff(V)、前記第2の収縮パルスの駆動電圧をV2off(V)としたとき、|Voff|=|V2off|であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。 2. When the driving voltage of the first contraction pulse is Voff (V) and the driving voltage of the second contraction pulse is V2off (V), | Voff | = | V2off | The droplet discharge device according to any one of? 前記駆動信号は、同一駆動周期内に前記膨張パルスと前記第1の収縮パルスと前記第2の収縮パルスを複数組有しており、液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液滴吐出装置。 The drive signal is a drive signal that has a plurality of sets of the expansion pulse, the first contraction pulse, and the second contraction pulse in the same drive cycle, and discharges a droplet a plurality of times in succession. The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein: 駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、
膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、
第1の収縮パルスのパルス幅は、0.3AL〜1.5ALであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
Driving signal to the pressure applying means of the droplet discharge head having pressure applying means that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying means, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber. Is a liquid droplet ejection head driving method for expanding or contracting the volume of the pressure generating chamber to eject liquid droplets from a nozzle,
The drive signal includes an expansion pulse for expanding the volume of the pressure generation chamber, a first contraction pulse for contracting the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and contracting the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse. A second contraction pulse to cause
The pulse width of the expansion pulse is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber),
A method for driving a droplet discharge head, wherein the pulse width of the first contraction pulse is 0.3 AL to 1.5 AL.
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる膨張パルスと、膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる第1の収縮パルスと、第1の収縮パルスの後に圧力発生室の容積を収縮させる第2の収縮パルスとを有し、
膨張パルスのパルス幅は、0.7AL〜1.3AL(ALは圧力発生室の音響的共振周期の1/2)であり、
第1の収縮パルスのパルス幅は、2.5AL〜3.5ALであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
Driving signal to the pressure applying means of the droplet discharge head having pressure applying means that operates by applying a driving signal, a pressure generating chamber whose volume expands or contracts by the operation of the pressure applying means, and a nozzle that communicates with the pressure generating chamber. Is a liquid droplet ejection head driving method for expanding or contracting the volume of the pressure generating chamber to eject liquid droplets from a nozzle,
The drive signal includes an expansion pulse for expanding the volume of the pressure generation chamber, a first contraction pulse for contracting the volume of the pressure generation chamber following the expansion pulse, and contracting the volume of the pressure generation chamber after the first contraction pulse. A second contraction pulse to cause
The pulse width of the expansion pulse is 0.7 AL to 1.3 AL (AL is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure generating chamber),
A method for driving a droplet discharge head, wherein the pulse width of the first contraction pulse is 2.5 AL to 3.5 AL.
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JP5286757B2 (en) * 2007-11-30 2013-09-11 コニカミノルタ株式会社 Inkjet recording device
JP5141215B2 (en) * 2007-11-30 2013-02-13 コニカミノルタホールディングス株式会社 Inkjet recording apparatus and inkjet recording method
JP5181711B2 (en) * 2008-02-15 2013-04-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 INKJET HEAD, COATING APPARATUS HAVING INKJET HEAD, AND METHOD FOR DRIVING INKJET HEAD
KR100892905B1 (en) 2008-02-27 2009-04-15 한국과학기술원 Apparatus and method for droplet actuation
US20110279502A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Ink jet head and driving method thereof
JP5440392B2 (en) * 2010-05-31 2014-03-12 コニカミノルタ株式会社 Inkjet recording device
JP5334271B2 (en) 2011-06-03 2013-11-06 富士フイルム株式会社 Liquid ejection head drive device, liquid ejection device, and ink jet recording apparatus
JP5723804B2 (en) 2012-02-21 2015-05-27 東芝テック株式会社 Inkjet head and inkjet recording apparatus
JP6149863B2 (en) * 2012-09-27 2017-06-21 コニカミノルタ株式会社 Ink jet head driving method, ink jet head driving apparatus, and ink jet recording apparatus
JP5871851B2 (en) * 2013-04-16 2016-03-01 株式会社東芝 Ink jet head driving method and driving apparatus
JP5905500B2 (en) 2013-07-09 2016-04-20 富士フイルム株式会社 Inkjet ink set and image forming method
JP5733354B2 (en) * 2013-07-25 2015-06-10 株式会社リコー Droplet discharge head driving apparatus, driving method, and image forming apparatus
JP6377444B2 (en) * 2014-08-01 2018-08-22 株式会社東芝 Inkjet head
JP2016069579A (en) 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 Ink composition, method for producing ink composition, and image forming method
JP6820704B2 (en) * 2016-09-15 2021-01-27 東芝テック株式会社 Inkjet head drive device
JP2019188613A (en) * 2018-04-18 2019-10-31 東芝テック株式会社 Liquid discharge head
EP3928988B1 (en) * 2019-02-22 2023-09-20 Konica Minolta, Inc. Method for driving liquid droplet ejection head
JP2021066133A (en) * 2019-10-25 2021-04-30 東芝テック株式会社 Inkjet head and inkjet recording device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4000749B2 (en) * 2000-04-26 2007-10-31 コニカミノルタホールディングス株式会社 Ink droplet ejection device
JP3467570B2 (en) * 2000-08-04 2003-11-17 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting apparatus and driving method of liquid ejecting apparatus
JP3920596B2 (en) * 2001-06-25 2007-05-30 東芝テック株式会社 Inkjet recording apparatus and inkjet recording method
JP2003246055A (en) * 2002-02-25 2003-09-02 Toshiba Tec Corp Driving method for inkjet recorder
JP4207551B2 (en) * 2002-11-29 2009-01-14 コニカミノルタホールディングス株式会社 Inkjet recording device
JP4534504B2 (en) * 2003-02-12 2010-09-01 コニカミノルタホールディングス株式会社 Droplet discharge apparatus and droplet discharge head driving method
JP4196704B2 (en) * 2003-03-14 2008-12-17 コニカミノルタホールディングス株式会社 Inkjet recording device

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